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sábado, 10 de junio de 2017

Hielo combustible: Amenaza climatica por fusion termica.

Los hidratos de metano han sido reconocidos como una gran amenaza que verían la luz si el cambio climático continúa, y no en vano han sido considerados como una de las posibles causas de la extinción masiva del Pérmico-Triásico, conocida como “hipótesis del fusil de claratos“.

¿Puede arder el hielo? La respuesta es sí, siempre que tenga en su interior algún combustible. Los hidratos de metano son estructuras formadas por cristales de agua en forma sólida (hielo) que enjaulan moléculas de metano formadas por la descomposición de materia orgánica.

Imagen: Red estructural del Hidrato de Metano.

Formación y localización de los hidratos de metano
Los hidratos de metano suelen originarse en el fondo oceánico a profundidades mayores a 500 metros, en donde la presión oscila en torno a 50 atm y la temperatura en torno a 2 o 3 ºC, mientras que la máxima profundidad a la que podemos encontrar yacimientos vendrá determinada por el gradiente geotérmico de la zona, siendo de medias unos 2000 metros por debajo del nivel del mar. Una de las principales características de los hidratos de metano es su alta inestabilidad a cambios de presión o temperatura.
Imagen: Combustión de hidratos de metano.
También podemos encontrar reservas de hidratos de metano en las tierras de las regiones árticas, en donde la última de las glaciaciones retuvo materia orgánica bajo el hielo que tras una lenta descomposición acabo por formar hidratos de metano. Estos hidratos están protegidos por una capa variable de hielo que se derrite y congela en función de la estación del año y por otra permanente denominada permafrost, que se comporta como una buena capa sello.
Los mayores yacimientos de hidratos de metano se encuentran en zonas de subducción entre una capa oceánica y una continental. También puede apreciarse la elevada cantidad de reservas de hidratos de metano existente en el mundo es mucho más grande que las reservas de petróleo, gas y carbón juntas por lo que el estudio de los hidratos de metano como una fuente futura de energía puede resultar realmente interesante.
Imagen: Reservas de hidratos de metano.
En España hay en marcha una investigación de posibles reservorios de hidratos de metano en el Golfo de Cádiz.
Problemática con los hidratos de metano  
Cabe mencionar que los hidratos de metano  han sido reconocidos como una gran amenaza que verían la luz si el cambio climático continúa, y no en vano han sido considerados como una de las posibles causas de la extinción masiva del Pérmico-Triásico, conocida como “hipótesis del fusil de claratos“.
Una molécula de metano es 25 veces más nociva que una de dióxido de carbono (CO2) en lo que al agravio del efecto invernadero se refiere, por lo que si el cambio climático continua, y con esto el aumento de la temperatura global, la variación de la temperatura marina y derretimiento del permafrost podría suponer que los fácilmente alterables hidratos de metano liberaran su combustible a la atmosfera, produciéndose con ello un ciclo vicioso en el cual la continua elevación de la temperatura terrestre supusiera cada vez más y más emisiones de metano provenientes de los hidratos a la atmósfera.

Hidratos de metano
El metano puede formar mezclas explosivas con el aire, siendo su límite a partir del cual se puede producir la ignición de un 4% en concentración. Es por ello por lo que el metano proveniente de las fugas en los yacimientos de hidratos de metano no prende al llegar a la superficie, aunque algunos expertos como Gregory Ryskin defienden la hipótesis de que una gran fuga de metano podría originar grandes explosiones al contacto de este con el oxígeno.
Un ejemplo probado de las consecuencias que podrían originar los escapes de hidratos de metano sobre el trasporte marítimo y aéreo lo encontramos el conocido como Triángulo de las Bermudas, situado en el mar de Sargazos, en donde la descomposición de algas es elevada y hay grandes depósitos de hidratos de metano que en ocasione liberan su combustible.
¿Pero, y si pudiéramos utilizar los hidratos de metano a nuestro favor?
Aprovechamiento de los hidratos de metano 
¿Es posible la extracción del gas metano que se encuentra confinado en el interior del hidrato para su uso comercial como combustible? Países con gran reservorio de estos como son EEUU, Canadá, y recientemente países latinoamericanos como Chile han iniciado ya su búsqueda. Japón se encuentra a la cabeza, ya que a finales del 2014 anunció que logró la extracción de hidratos de metano.
Las formas de extracción que se barajan son múltiples:
Calentamiento del reservorio mediante la introducción de un fluido caloportador para desestabilizar el hidrato y favorecer la extracción del gas o bien mediante la introducción de una caldera directamente en el yacimiento.
Para yacimientos con metano libre e hidratos es posible la extracción primaria del metano con el fin de reducir la presión de almacenamiento del yacimiento, por lo que al verse alterada la estabilidad del hidrato más metano sería liberado y extraído al exterior.
Inyección de un inhibidor en el reservorio para alterar los hidratos, como pueden ser glicol, metanol o etanol.
Extracción mediante sistemas de minería hidráulica, aunque los hidratos extraídos de este modo son inestables y abría que transportarlos en condiciones especiales para evitar su disociación.
En cuanto al transporte desde el punto de extracción al punto de consumo se barajan principalmente las opciones como son la de transporte mediante oleoductos submarinos o mediante barcos que lo porten, los ya conocidos metaneros.
¿Están los hidratos de metano llamados a revolucionar el panorama energético mundial a modo de yacimientos no convencionales como en su día lo hizo el fracking?
Si bien el uso de los hidratos como combustible permitiría una fuente más limpia que el petróleo y carbón, no se ha de olvidar que con ellos no se solventaría el problema del cambio climático, aunque una de las alternativas que se están barajando es el soterramiento de CO2 en los yacimientos de hidratos, de modo que sea este gas el que forme un hidrato una vez extraído el metano.  Formándose así un compuesto de mayor estabilidad que aguantaría mayores condiciones de presión y temperatura. Se obtendrían entonces múltiples ventajas en ello, ya que se obtendría el metano combustible a la vez que se soterraría CO2 para evitar su fuga al ambiente.
Fuente: AINEnergia (Alejandro Rodríguez Bolaños).