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Hielo inflamable: qué es y por qué puede convertirse en la energía del futuro




24/12/2018 - 09:48:29
BBC.- Debajo del fondo del mar, alrededor de Jap�n, hay gas metano atrapado en el hielo.

En algunos lugares, los sedimentos que cubren estos dep�sitos de agua congelada y metano se erosionaron, dejando mont�culos blancuzcos que parecen hielo sucio.

Si llevas a la superficie un trozo de este hielo y enciendes un f�sforo cerca, no solo no se derrite, sino que adem�s se prende fuego.

Programas de investigaci�n y empresas internacionales en Jap�n, y en otros pa�ses, est�n compitiendo para extraer esta extra�a sustancia contraintuitiva, conocida como hielo inflamable, para usar el metano como combustible.

Pero hasta ahora no ha sido f�cil.


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Un tema f�sico

Los hidratos de metano no son dif�ciles de encontrar. Suelen dejar una firma s�smica caracter�stica que puede ser detectada por los buques de investigaci�n. El problema es recuperar ese gas y traerlo a la superficie.

"Una cosa que est� clara: nunca vamos a bajar y explotar estos dep�sitos parecidos al hielo", dice Carolyn Ruppel, quien dirige el Proyecto de Hidratos de Gas del Servicio Geol�gico de EE.UU.

Los hidratos de metano son demasiado sensibles a la presi�n y la temperatura como para desenterrarlos y transportarlos a tierra.

Se suelen formar a varios cientos de metros debajo del lecho marino, a unos 500 metros de profundidad, donde las presiones son mucho m�s altas que en la superficie, y las temperaturas son cercanas a 0� C.

Sacarlos de estas condiciones implica que se empiecen a descomponer antes de que se pueda aprovechar el metano.

Pero hay otras formas de hacerlo.

"Hay que forzar la liberaci�n del metano de los dep�sitos en el fondo marino. Entonces se puede extraer el gas", dice Ruppel.

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Pruebas

Existe un programa de investigaci�n financiado por el gobierno japon�s que est� tratando de hacer precisamente eso.

Desde 2013, el equipo que lidera Koji Yamamoto, director general del grupo de investigaci�n y desarrollo de hidratos de metano en Japan Oil, Gas and Metals National Corporation, y uno de los principales investigadores en el programa del gobierno de Jap�n, busca posibles manchas de hidratos de metano.

El equipo logr� producir gas a partir de las reservas de hidrato de metano al perforar un pozo en el lecho marino en la fosa de Nankai, en la costa este de la isla principal de Jap�n.


Al reducir la presi�n sobre las reservas, pudieron liberar y recolectar el gas. La prueba dur� seis d�as, hasta que la arena entr� en el pozo y bloque� el suministro.

Una segunda prueba, en 2017, se realiz� en el mismo lugar. Esta vez los investigadores utilizaron dos pozos de prueba. El primero en enfrent� al mismo problema: se bloque� con arena despu�s de varios d�as. Pero el segundo pozo estuvo 24 d�as sin problemas t�cnicos, dice Yamamoto.

A pesar de que los ensayos se hicieron por un corto tiempo, mostraron que hay una posibilidad de que Jap�n tenga recursos naturales utilizables basados en carbono.

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Reacciones

Algunos sectores del p�blico celebran la idea de que Jap�n pueda tener independencia energ�tica. Otros desconf�an de cualquier t�cnica que perturbe el lecho marino cerca de los l�mites de las placas tect�nicas.

"En general, la gente se asusta si se le hace algo al fondo del oc�ano. Se sabe que el lugar es inestable y ocurren terremotos", dice Ai Oyama, traductor t�cnico y exanalista de investigaci�n que trabaja en hidratos de metano en el Instituto de Energ�a Natural de Haw�i, Estados Unidos

El temor es que al despresurizar una parte del dep�sito de hidrato de metano podr�a hacer que toda la reserva se vuelva inestable.

"A la gente le preocupa que comencemos a extraer metano y nos metamos en un colapso fuera de control que no podamos detener", dice Ruppel.

Si pasara esto, una gran cantidad de gas metano se liberar�a repentinamente al oc�ano y podr�a agregar grandes cantidades de gases de efecto invernadero a la atm�sfera.

Y en segundo lugar, el hidrato de metano libera mucha agua y gas cuando se desestabiliza, lo que introducir�a mucho m�s l�quido en el sedimento debajo del fondo del oc�ano.

En una pendiente pronunciada, una gran cantidad de agua en exceso podr�a llevar a desprendimientos de tierra. Algunos ecologistas incluso temen que pueda provocar un tsunami.

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Freno natural

Las propiedades f�sicas del hidrato de metano ponen un freno natural a esta cadena de eventos, opina por el contrario Ruppel.

Para liberar el metano de un dep�sito se debe poner energ�a en el sistema. Sin un trabajo intenso para liberar el gas, ya sea reduciendo la presi�n o elevando la temperatura del dep�sito, simplemente permanece en su forma estable de hidrato de metano.


Los investigadores del programa japon�s llevan a cabo extensos estudios ambientales para probar la seguridad de la producci�n de hidratos de metano.

Los datos recopilados en 2013 y en 2017 no sugieren que la t�cnica desestabilice el fondo oce�nico, dice Yamamoto.

Pero dada la historia de desastres naturales de Jap�n (alrededor de 24.000 personas a�n est�n bajo orden de evacuaci�n desde el terremoto y tsunami de 2011 en la regi�n de Tōhoku) el p�blico es muy reacio a los riesgos.

"Creemos que la producci�n de hidratos de gas es inofensiva para el medio ambiente. Aun as�, (el p�blico) tiene preocupaci�n", dice Yamamoto.

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M�s exploraci�n

Adem�s de las reservas enterradas debajo del lecho marino, hay otro tipo de dep�sito de hidrato de metano que llama la atenci�n de los investigadores japoneses.

Se trata de los dep�sitos menos profundos, muy cerca de la superficie del fondo marino, que se est�n explorando en el Mar de Jap�n, al oeste del pa�s.

El acceso a estas reservas plantea un riesgo potencial muy diferente.

"Estos son entornos biol�gicos muy activos", dice Tim Collett, cient�fico del Proyecto de Hidratos de Gas del Servicio Geol�gico de Estados Unidos.

Son ricos en organismos �nicos, desde bacterias hasta cangrejos muy grandes, todos adaptados para vivir del metano como su fuente de energ�a.

En otras partes del mundo donde viven estas comunidades basadas en el metano, se las protege como entornos naturales excepcionales.
Debajo del permafrost

Sin embargo, los principales esfuerzos de Jap�n en la extracci�n de hidrato de metano no se encuentran en el fondo marino, sino en el �nico otro lugar donde se puede encontrar hielo inflamable: en el permafrost, la capa de roca o suelo congelada permanente que cubre el suelo en las regiones polares y monta�as de gran altura.

Investigadores de Jap�n, que no tienen su propio permafrost, est�n ayudando en una ambiciosa prueba de producci�n para el hidrato de metano en la tierra, en la vertiente norte de Alaska.

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Este diciembre, los investigadores del programa nacional de investigaci�n de Jap�n comienzan a trabajar con el Servicio Geol�gico y el Departamento de Energ�a de EE.UU. y esperan que sea un sitio de prueba de producci�n a largo plazo.

"A pesar de que el entorno marino y el �rtico son muy diferentes, las propiedades f�sicas de los dep�sitos y la forma en que se producen en los sedimentos parecen ser muy similares", dice Collett.

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Grandes retos


Hasta ahora, la producci�n a largo plazo de hidratos de metano no se realiz� en ning�n lugar, ni en tierra ni bajo el mar.

"Todav�a estamos en modo de investigaci�n", dice Collett.

Dada la dificultad de recuperar el gas de las reservas de hidrato de metano y las preocupaciones en torno a la extracci�n, el riesgo es alto para que una naci�n invierta mucho en esta tecnolog�a.

"Jap�n importa mucho gas natural, pero es muy costoso. Si tenemos nuestro propio recurso interno, (podr�a) contribuir a la seguridad energ�tica de Jap�n", dice Yamamoto.

Como recurso econ�mico, es f�cil ver el atractivo del hidrato de metano. Pero es solo otra fuente de gas natural y su combusti�n contribuir�a al cambio clim�tico.

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En este contexto, los hidratos de metano, si van a desempe�ar un papel en el futuro energ�tico de Jap�n, probablemente se utilicen como combustible puente, en la transici�n hacia las energ�as renovables.

"Necesitamos cambiar a la energ�a renovable", dice Koji Yamamoto. "Pero el cambio completo (lleva) mucho tiempo".

Incluso como combustible de transici�n, los hidratos de metano podr�an ser muy importantes, dice Ruppel.

"Si un pa�s pudiera producir metano de manera eficiente a partir de estos dep�sitos, podr�a abrir un nuevo reino en los combustibles de puente hacia otro futuro energ�tico", opina.


La funci�n �til que puede desempe�ar en el futuro depende de la rapidez con la que se pueda acceder y producir el hidrato de metano a escala comercial.

El gobierno japon�s espera comenzar proyectos comerciales que exploren el hidrato de metano entre 2023 y 2027, seg�n su �ltimo Plan Estrat�gico de Energ�a.

El momento decisivo ser� cuando una prueba de producci�n a largo plazo pueda sostenerse sin problemas t�cnicos o restricciones presupuestarias, dice Ruppel.

Al mismo tiempo, Jap�n avanza hacia las energ�as renovables y la descarbonizaci�n.


A medida que las tecnolog�as para aprovechar la energ�a renovable se vuelven mejores y m�s baratas, el papel de los combustibles f�siles, especialmente los experimentales y costosos como el hidrato de metano, disminuye.

Cuanto m�s tarde se tarde en obtener metano de las reservas de hidrato de gas, m�s corta ser� la ventana �til para usarlo comercialmente.

Esta fuente de carbono, la m�s abundante en el mundo, puede ser una de las �ltimas nuevas formas de combustibles f�siles que se extraer�n a escala comercial.

Queda por ver si Jap�n, y otros pa�ses que lo persiguen, podr�n alcanzarlos en una escala suficientemente grande antes de que ya sean prescindibles.

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