Fuego y hielo: La historia de los hidratos de gas

Hidratos de gas: una fuente de gas natural tan abundante que sus reservas duplican a todas las demás reservas conocidas de combustibles fósiles . Sin embargo, en la actualidad sigue siendo un recurso sin explotar.

Este material consiste en pequeñas estructuras de hielo en forma de jaula que contienen moléculas de metano (gas natural) en su interior. Un grupo de hidratos de gas se parece mucho a una bola de nieve, ¡pero es inflamable! Lo puedes encender y observar como arde con una llama azul clara.

¿Por qué nunca has visto hidratos de gas? ¿Por qué no los estamos usando como fuente de energía?

Cómo abrir la jaula de energía

Hay inmensas cantidades de gas natural en los yacimientos de hidratos de gas congelados, pero el gran desafío es extraerlo.

Hielo para quemar

La población mundial usa gas natural (metano, CH4), uno de los combustibles fósiles, para obtener el 25% de la energía que usa a diario. Actualmente, esto significa quemar alrededor de 2.4 billones de metros cúbicos (85 billones de pies cúbicos) de gas natural por año. Lamentablemente, hemos descubierto que con este índice de consumo, las reservas de gas natural del mundo alcanzarían sólo para 60 años más. Esto significa que los nietos de los actuales alumnos de las escuelas secundarias podrían presenciar el fin del uso del gas natural tal como lo conocemos.

Sin embargo, hay buenas noticias ante esta sombría perspectiva. Sucede que hay otro recurso mundial de gas natural suficiente para proporcionar el 100% de nuestras actuales necesidades de energía durante aproximadamente 2.000 años más. ¡Eso cubriría las necesidades de nuestros nietos! Lamentablemente, aún no hemos encontrado una manera de extraer este gas natural de manera económica. Pero estamos trabajando en eso.

Estas reservas particulares de gas natural, llamadas hidratos de gas, son pequeñas estructuras de hielo en forma de jaula que contienen moléculas de metano (gas natural) en su interior. La unidad básica de hidrato es un cristal hueco de moléculas de agua con una sola molécula de gas natural en su interior. Los cristales se agrupan en un entramado compacto. Las pocas veces que se pudieron observar los hidratos de gas intactos tenían el aspecto del hielo, pero no actúan como el hielo: cuando se los enciende con un fósforo, ¡arden!

Este es un tema particularmente "candente" para el mundo del siglo XXI. Las enormes cantidades de hidratos de gas estimadas en todo el mundo han llevado a varios países a iniciar programas de investigación y exploración para comprender el comportamiento de los hidratos, identificar los lugares donde se acumulan y desarrollar posibles métodos de recuperación. Japón, India, Estados Unidos, Canadá, Noruega y Rusia son algunos de los países que actualmente están realizando investigaciones sobre los hidratos de gas.

La estructura cristalina de los hidratos de gas. Cada celda de hidrato de gas consta de 46 moléculas de agua que forman dos espacios pequeños en forma de dodecaedro y seis espacios grandes en forma de tetradecaedro. Los hidratos de gas sólo pueden contener moléculas pequeñas de gas como las del metano y etano. En condiciones de temperatura y presión estándar (TPE), un volumen de hidrato de metano saturado contendrá 189 volúmenes de gas metano. Esta gran capacidad de almacenamiento de hidratos de gas puede representar una importante fuente de gas natural.