El mar guarda reservas de metano que duplican la energía de todos los combustibles fósiles
Parecen trozos de hielo, pero echan a arder al acercarles una llama. Se ocultan bajo el suelo marino junto a los litorales continentales, y los investigadores acaban de descubrirlos en el mar de Alborán que baña el oriente andaluz.
Se llaman hidratos de gas, y "pueden convertirse en una de las principales fuentes de energía si se desarrollan técnicas económicamente rentables para extraer su metano", según el Departamento de Interior norteamericano.
"En colaboración con un buque oceanográfico ruso, acabamos de confirmar la presencia de abundantes depósitos de hidratos de gas en el mar de Alborán", explica Menchu Comas, investigadora del Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (CSIC) y delegada española en el comité científico del Programa Integrado de Perforación Oceánica (IODP), un consorcio internacional dedicado a explorar las altas profundidades del subsuelo marino.
"Los hidratos de gas son probablemente una de las principales reservas de hidrocarburos que quedarán disponibles a largo plazo", prosigue Comas. "Ya sabíamos que había hidratos de gas en el Golfo de Cádiz, así que ya podemos afirmar que todo el litoral meridional español abunda en reservas"
El más común de estos compuestos, tanto en España como en el resto de los depósitos marinos que se han hallado en el mundo, es el hidrato de metano. Su estructura es bien curiosa: 20 moléculas de agua se disponen en los 20 vértices de un dodecaedro, formando una auténtica jaula que atrapa a una molécula de metano. Es una especie de hielo que ocupa los poros de los sedimentos oceánicos, y sólo es estable a profundidades de más de 500 metros (de agua).
Los científicos calculan que los hidratos de gas del planeta contienen más de 10 billones de toneladas de carbono (en forma de metano), entre el doble y el triple que la reserva mundial de combustibles fósiles (donde el carbono está en forma de petróleo, carbón y gas natural). En rigor, los hidratos de gas son también combustibles fósiles, porque su metano proviene de la actividad de antiguas bacterias.
Los depósitos de esta posible fuente energética están repartidos por los sedimentos oceánicos de los litorales continentales -a veces enterrados 1.000 metros bajo el suelo marino-, y también en las regiones polares.
El Congreso norteamericano aprobó en 2000 un programa de investigación sobre los hidratos de gas, y el departamento de Energía de ese país financia actualmente cinco proyectos científicos para evaluar "su potencial energético, su seguridad y el impacto ambiental de su exploración y desarrollo". Al frente de uno de ellos está Stephen Kirby, del Geological Survey del Gobierno estadounidense (USGS). ¿Cuáles son los principales problemas técnicos que quedan por resolver para plantearse la explotación industrial de estas reservas?
"Hay tres problemas principales", responde Kirby a EL PAÍS. "El primero es encontrar depósitos de hidratos de gas que estén lo bastante concentrados como para ser comercialmente viables. Hasta ahora, los depósitos terrestres de la región ártica son los únicos que presentan una saturación de hidratos en el sedimento lo bastante alta como para considerarlos un objetivo industrial a día de hoy. Ciertas estructuras oceánicas en el mar de Bering, llamadas vamps [por 'anomalías de velocidad y amplitud'], también pueden revelarse como un objetivo con fines prácticos".
"En segundo lugar", prosigue el investigador norteamericano, "necesitamos aprender cómo se puede operar de manera económicamente rentable en condiciones de alta profundidad, más de 500 metros, que es donde están la gran mayoría de los depósitos de hidratos. Y en tercer lugar hay que desarrollar mejores técnicas para extraer gas natural de la descomposición de los hidratos de gas". Hasta el momento se han probado dos métodos de extracción en condiciones reales, utilizando un depósito experimental en el delta del río Mackenzie canadiense. El primero es la "despresurización". Se taladra un agujero en la capa de sedimentos que contiene los hidratos de gas para reducir la presión.
Los dodecaedros que forman la jaula son un modo especial de congelación del agua, que se forman a temperaturas superiores a los 0ºC, pero sólo gracias a las altas presiones reinantes en las profundidades. Al bajar la presión, por lo tanto, la jaula se disgrega y deja escapar la molécula de metano. El gas sube entonces por una tubería. El segundo método se llama "inyección térmica" y consiste en bombear agua caliente dentro del sedimento en cuestión. Como pasaba antes con la reducción de la presión, también el aumento de la temperatura desestabiliza la estructura del hidrato de gas, el metano se libera y es recogido por una conducción.
Un tercer método se ha probado útil, pero sólo en condiciones de laboratorio. Consiste en inyectar dióxido de carbono para intercambiarlo por el metano en el interior de las jaulas. Si este método llegara a generalizarse, tendría la ventaja añadida de servir como una trampa para secuestrar bajo el mar el dióxido de carbono atmosférico, el principal gas de efecto invernadero que está detrás del cambio climático.
Las petroleras Chevron, Shell, Petrobras y Statoil también colaboran en las investigaciones, aunque no aspiran a una aplicación industrial inmediata.
"El principal problema para la utilización industrial de los hidratos de gas es que ocurren como menas finamente dispersas por los sedimentos del suelo oceánico", dice a EL PAÍS Martin Hovland, investigador de la petrolera de origen noruego Statoil. "Es sabido lo difícil que resulta extraer menas dispersas de tierra firme, por ejemplo en las minas abiertas de oro y cobre. Si uno tiene que procesar grandes cantidades de sedimentos en aguas profundas, el gasto energético no compensa realmente".. "Por lo tanto", prosigue Hovland, "mi opinión es que los hidratos de gas seguirán siendo una destacada oportunidad de investigación para los científicos académicos durante mucho tiempo. Del mismo modo, hay un montón de oro y aluminio en este planeta, pero cuesta demasiada energía extraerlo y refinarlo".
También investigan en hidratos de gas los servicios geológicos de los gobiernos de Canadá, Alemania, Rusia y Japón. Australia abrió el mes pasado una instalación especial de alta presión dedicada a investigar la formación y la transportabilidad de los hidratos de gas. También el mes pasado, los ministros de energía de Japón y Estados Unidos firmaron un convenio con el mismo fin, que incluye estudios de campo en las reservas del norte de Alaska.
A finales de la década pasada, investigadores de la Universidad de Moscú y el Instituto Tecnológico Geominero de España, a bordo de un buque oceanográfico ruso, descubrieron abundantes depósitos de hidratos de metano en el golfo de Cádiz, a una profundidad de 900 metros. Repsol tiene plataformas en la zona, pero a sólo 100 metros de profundidad. A estos depósitos se unen ahora los recién descubiertos bajo el suelo del mar de Alborán.
Los hidratos de gas pueden liberar al mar grandes burbujas de metano (a veces llamadas volcanes de fango), lo que les ha procurado una publicidad no solicitada. "Las burbujas de metano procedentes del suelo oceánico", anunció en 2003 el servicio de noticias del Discovery Channel, "pueden ser responsables de los misteriosos naufragios en el Triángulo de las Bermudas, según ha confirmado una investigación australiana".
La investigación australiana se queda en realidad muy lejos de confirmarlo, pero la historia ha calado lo bastante como para merecer un desmentido oficial del USGS norteamericano. Bill Dillon, geólogo del USGS, afirma: "La evidencia indica que el colapso y la liberación abrupta de metano, debida a la disgregación de los hidratos de gas, ocurrió hacia el final del último periodo glacial, hace unos 15.000 años, cuando mucha agua oceánica estaba retenida en forma de grandes hojas de hielo continentales, y por tanto el nivel del mar bajó mucho. El menor nivel del mar implicó menores presiones sobre los sedimentos, lo que desestabilizó los hidratos y liberó el metano en forma de burbujas".
Es cierto que las aguas del sureste de Estados Unidos, que forman el vértice occidental del Triángulo de las Bermudas, son particularmente ricas en sedimentos con hidratos de gas. Pero, cuando salieron de allí las burbujas de metano capaces de causar naufragios, "el barco más avanzado técnicamente era un tronco de árbol hueco", como señala Dillon.
Las burbujas de metano, en cualquier caso, tienen interés para los científicos del clima, porque el efecto invernadero del metano supera en 21 veces al del dióxido de carbono. Y los hidratos de gas almacenan una cantidad de metano 3.000 veces mayor que el disuelto en la atmósfera. Los futuros métodos de extracción, por tanto, deberán poner un especial cuidado en evitar fugas a la atmósfera.
Los hidratos de gas se conocían como curiosidades académicas desde el siglo XIX, aunque no recibieron la atención de la industria hasta los años treinta, cuando se comprobó que causaban atascos en las conducciones de gas natural, que por entonces empezaban a extenderse a latitudes relativamente frías. La capacidad del agua para congelarse en jaulas dodecaédricas por encima de los 0ºC fue conocida originalmente como un engorro para la industria energética. Pero esa misma capacidad puede convertirse en el petróleo del futuro.
"En colaboración con un buque oceanográfico ruso, acabamos de confirmar la presencia de abundantes depósitos de hidratos de gas en el mar de Alborán", explica Menchu Comas, investigadora del Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (CSIC) y delegada española en el comité científico del Programa Integrado de Perforación Oceánica (IODP), un consorcio internacional dedicado a explorar las altas profundidades del subsuelo marino.
"Los hidratos de gas son probablemente una de las principales reservas de hidrocarburos que quedarán disponibles a largo plazo", prosigue Comas. "Ya sabíamos que había hidratos de gas en el Golfo de Cádiz, así que ya podemos afirmar que todo el litoral meridional español abunda en reservas"
El más común de estos compuestos, tanto en España como en el resto de los depósitos marinos que se han hallado en el mundo, es el hidrato de metano. Su estructura es bien curiosa: 20 moléculas de agua se disponen en los 20 vértices de un dodecaedro, formando una auténtica jaula que atrapa a una molécula de metano. Es una especie de hielo que ocupa los poros de los sedimentos oceánicos, y sólo es estable a profundidades de más de 500 metros (de agua).
Los científicos calculan que los hidratos de gas del planeta contienen más de 10 billones de toneladas de carbono (en forma de metano), entre el doble y el triple que la reserva mundial de combustibles fósiles (donde el carbono está en forma de petróleo, carbón y gas natural). En rigor, los hidratos de gas son también combustibles fósiles, porque su metano proviene de la actividad de antiguas bacterias.
Los depósitos de esta posible fuente energética están repartidos por los sedimentos oceánicos de los litorales continentales -a veces enterrados 1.000 metros bajo el suelo marino-, y también en las regiones polares.
El Congreso norteamericano aprobó en 2000 un programa de investigación sobre los hidratos de gas, y el departamento de Energía de ese país financia actualmente cinco proyectos científicos para evaluar "su potencial energético, su seguridad y el impacto ambiental de su exploración y desarrollo". Al frente de uno de ellos está Stephen Kirby, del Geological Survey del Gobierno estadounidense (USGS). ¿Cuáles son los principales problemas técnicos que quedan por resolver para plantearse la explotación industrial de estas reservas?
"Hay tres problemas principales", responde Kirby a EL PAÍS. "El primero es encontrar depósitos de hidratos de gas que estén lo bastante concentrados como para ser comercialmente viables. Hasta ahora, los depósitos terrestres de la región ártica son los únicos que presentan una saturación de hidratos en el sedimento lo bastante alta como para considerarlos un objetivo industrial a día de hoy. Ciertas estructuras oceánicas en el mar de Bering, llamadas vamps [por 'anomalías de velocidad y amplitud'], también pueden revelarse como un objetivo con fines prácticos".
"En segundo lugar", prosigue el investigador norteamericano, "necesitamos aprender cómo se puede operar de manera económicamente rentable en condiciones de alta profundidad, más de 500 metros, que es donde están la gran mayoría de los depósitos de hidratos. Y en tercer lugar hay que desarrollar mejores técnicas para extraer gas natural de la descomposición de los hidratos de gas". Hasta el momento se han probado dos métodos de extracción en condiciones reales, utilizando un depósito experimental en el delta del río Mackenzie canadiense. El primero es la "despresurización". Se taladra un agujero en la capa de sedimentos que contiene los hidratos de gas para reducir la presión.
Los dodecaedros que forman la jaula son un modo especial de congelación del agua, que se forman a temperaturas superiores a los 0ºC, pero sólo gracias a las altas presiones reinantes en las profundidades. Al bajar la presión, por lo tanto, la jaula se disgrega y deja escapar la molécula de metano. El gas sube entonces por una tubería. El segundo método se llama "inyección térmica" y consiste en bombear agua caliente dentro del sedimento en cuestión. Como pasaba antes con la reducción de la presión, también el aumento de la temperatura desestabiliza la estructura del hidrato de gas, el metano se libera y es recogido por una conducción.
Un tercer método se ha probado útil, pero sólo en condiciones de laboratorio. Consiste en inyectar dióxido de carbono para intercambiarlo por el metano en el interior de las jaulas. Si este método llegara a generalizarse, tendría la ventaja añadida de servir como una trampa para secuestrar bajo el mar el dióxido de carbono atmosférico, el principal gas de efecto invernadero que está detrás del cambio climático.
Las petroleras Chevron, Shell, Petrobras y Statoil también colaboran en las investigaciones, aunque no aspiran a una aplicación industrial inmediata.
"El principal problema para la utilización industrial de los hidratos de gas es que ocurren como menas finamente dispersas por los sedimentos del suelo oceánico", dice a EL PAÍS Martin Hovland, investigador de la petrolera de origen noruego Statoil. "Es sabido lo difícil que resulta extraer menas dispersas de tierra firme, por ejemplo en las minas abiertas de oro y cobre. Si uno tiene que procesar grandes cantidades de sedimentos en aguas profundas, el gasto energético no compensa realmente".. "Por lo tanto", prosigue Hovland, "mi opinión es que los hidratos de gas seguirán siendo una destacada oportunidad de investigación para los científicos académicos durante mucho tiempo. Del mismo modo, hay un montón de oro y aluminio en este planeta, pero cuesta demasiada energía extraerlo y refinarlo".
También investigan en hidratos de gas los servicios geológicos de los gobiernos de Canadá, Alemania, Rusia y Japón. Australia abrió el mes pasado una instalación especial de alta presión dedicada a investigar la formación y la transportabilidad de los hidratos de gas. También el mes pasado, los ministros de energía de Japón y Estados Unidos firmaron un convenio con el mismo fin, que incluye estudios de campo en las reservas del norte de Alaska.
A finales de la década pasada, investigadores de la Universidad de Moscú y el Instituto Tecnológico Geominero de España, a bordo de un buque oceanográfico ruso, descubrieron abundantes depósitos de hidratos de metano en el golfo de Cádiz, a una profundidad de 900 metros. Repsol tiene plataformas en la zona, pero a sólo 100 metros de profundidad. A estos depósitos se unen ahora los recién descubiertos bajo el suelo del mar de Alborán.
Los hidratos de gas pueden liberar al mar grandes burbujas de metano (a veces llamadas volcanes de fango), lo que les ha procurado una publicidad no solicitada. "Las burbujas de metano procedentes del suelo oceánico", anunció en 2003 el servicio de noticias del Discovery Channel, "pueden ser responsables de los misteriosos naufragios en el Triángulo de las Bermudas, según ha confirmado una investigación australiana".
La investigación australiana se queda en realidad muy lejos de confirmarlo, pero la historia ha calado lo bastante como para merecer un desmentido oficial del USGS norteamericano. Bill Dillon, geólogo del USGS, afirma: "La evidencia indica que el colapso y la liberación abrupta de metano, debida a la disgregación de los hidratos de gas, ocurrió hacia el final del último periodo glacial, hace unos 15.000 años, cuando mucha agua oceánica estaba retenida en forma de grandes hojas de hielo continentales, y por tanto el nivel del mar bajó mucho. El menor nivel del mar implicó menores presiones sobre los sedimentos, lo que desestabilizó los hidratos y liberó el metano en forma de burbujas".
Es cierto que las aguas del sureste de Estados Unidos, que forman el vértice occidental del Triángulo de las Bermudas, son particularmente ricas en sedimentos con hidratos de gas. Pero, cuando salieron de allí las burbujas de metano capaces de causar naufragios, "el barco más avanzado técnicamente era un tronco de árbol hueco", como señala Dillon.
Las burbujas de metano, en cualquier caso, tienen interés para los científicos del clima, porque el efecto invernadero del metano supera en 21 veces al del dióxido de carbono. Y los hidratos de gas almacenan una cantidad de metano 3.000 veces mayor que el disuelto en la atmósfera. Los futuros métodos de extracción, por tanto, deberán poner un especial cuidado en evitar fugas a la atmósfera.
Los hidratos de gas se conocían como curiosidades académicas desde el siglo XIX, aunque no recibieron la atención de la industria hasta los años treinta, cuando se comprobó que causaban atascos en las conducciones de gas natural, que por entonces empezaban a extenderse a latitudes relativamente frías. La capacidad del agua para congelarse en jaulas dodecaédricas por encima de los 0ºC fue conocida originalmente como un engorro para la industria energética. Pero esa misma capacidad puede convertirse en el petróleo del futuro.
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