El gas natural se usa como una fuente de energía gracias a la que es posible generar electricidad, combustible y aplicarla en varias esferas de la vida humana. Además, este hidrocarburo no es solo uno de los más económicos sino también de los más ecológicos.
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¿Qué es el gas natural?
El gas natural es un combustible fósil 1,8 veces más ligero que el aire. En general, no es homogéneo. El principal componente del gas natural es el metano (CH4), cuyo contenido varía entre el 70 y el 98%. Asimismo, puede contener tanto hidrocarburos saturados más pesados, homólogos del metano (etano, propano, butano), como compuestos gaseosos inorgánicos (hidrógeno, ácido sulfhídrico, dióxido de carbono, nitrógeno, gases inertes (principalmente helio)).
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El gas natural es incoloro, inodoro e insípido, tiene un olor desagradable porque inmediatamente después de la extracción, se le añade un odorante, normalmente etilmercaptano o etentiol. Se lo agrega porque el gas es explosivo, y, de ese modo, se advierte a la gente de su fuga. Además, cuando se filtra, no se acumula en las zonas bajas, sino que asciende hasta donde la gente respira, y es perjudicial para la salud. Tiene un efecto asfixiante en las personas, aunque no es muy tóxico. Cuando alrededor del 10% está lleno de gas, provoca somnolencia, dolor de cabeza y malestar y si la cantidad de gas aumenta hasta el 20-30%, se produce una deficiencia de oxígeno y asfixia.
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Origen
Los organismos vivos que habían muerto y se habían hundido en el lecho marino caían en tales condiciones en las que no podían ser destruidos por los microbios porque simplemente no los había allí. El tiempo pasó y los organismos se convirtieron en limo, una parte del cual se convirtió en petróleo y la otra en gas natural. El gas simplemente se formó a una temperatura y presión más altas que el crudo. Esta es la razón por la que el gas natural siempre se encuentra también en los yacimientos de petróleo. Los procesos de transformación de esos organismos vivos antes de la creación del gas natural comenzaron hace unos 300-400 millones de años, pero terminaron, es decir, apareció el gas natural hace unos 50-100 millones de años.
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El gas natural está encerrado en pequeños poros de algunas rocas. La profundidad a la que se encuentra el gas natural varía de 1.000 metros a varios kilómetros. Después de realizar los trabajos de exploración, cuando se establece exactamente dónde se encuentran los yacimientos, se inicia el proceso de extracción de gas.
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El gas natural se extrae mediante pozos. Hay muchos tipos de pozos. Se utilizan no solo para la extracción, sino también para el estudio de la estructura geológica del subsuelo, la búsqueda de nuevos yacimientos, los trabajos auxiliares, etc. Y se usan pozos especialmente perforados, también llamados pozos de extracción. El gas sale de las entrañas de la tierra hacia el exterior, porque la presión en el depósito es muchas veces superior a la presión atmosférica: es de 75 atmósferas. Los pozos se perforan con una escalera porque:
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1. se pueden plegar entre sí como un telescopio y así ocupan menos espacio,
2. la presión se distribuye uniformemente.
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Desde el lugar donde se extrae el gas natural, a través de tuberías especiales —gasoductos— recorre largas distancias hasta llegar a los hogares. Las tuberías discurren por el suelo, bajo tierra, por encima de la tierra, por el fondo de lagos y ríos e incluso, en algunos lugares, submarinos.
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Los gasoductos más largos del mundo son Este-Oeste (8.706 km.), Turkmenistán-China (7000 km.), Asia Central (5000 km.), Urengói-Pomari-Uzhgorod (4451 km.), Tennessee, (3.300 km.), Bolivia – Brasil (3.150 km.), Rockies Express (2.702 km.).
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Sin embargo, una tubería no puede cruzar el océano. Para ello se crearon buques especiales, los metaneros, en los que se transporta el gas a través de los océanos. Para que el gas ocupe menos espacio y sea más cómodo de transportar, se licua, es decir, se enfría a unos 160⁰C grados bajo cero para que se convierta en líquido. Como líquido, ocupa 600 veces menos espacio que cuando es gaseoso. A continuación, puede volver al estado gaseoso y ser transportado por las tuberías. Además, el gas licuado se utiliza como combustible para algunos autos.
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De acuerdo con World Population Review, los mayores yacimientos de gas natural se encuentran en Rusia (19,9% de la reserva global), Irán (17,1% de la reserva global), Catar (13,1% de la reserva global), Turkmenistán (7,2% de la reserva global), Estados Unidos (6,7% de la reserva global), China (4,5% de la reserva global), Venezuela (3,3% de la reserva global), Arabia Saudí (3,2% de la reserva global), Emiratos Árabes Unidos (3,2% de la reserva global), Nigeria (2,9% de la reserva global).
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Tipos de gas natural
El Gas Natural Licuado (GNL) es el gas natural en su forma líquida. El GNL se produce purificando el gas natural y sobreenfriándolo a unos 160⁰C grados bajo cero para convertirlo en líquido. Durante el proceso conocido como licuefacción, el gas natural se enfría por debajo de su punto de ebullición, eliminando la mayoría de los compuestos extraños que se encuentran en el combustible. El gas natural restante es principalmente metano con pequeñas cantidades de otros hidrocarburos.
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Debido al coste de producción relativamente alto del GNL, así como a la necesidad de almacenarlo en costosos tanques criogénicos, el uso del combustible en aplicaciones comerciales ha sido limitado. El GNL debe mantenerse a temperaturas frías y se almacena en recipientes a presión de doble pared y aislados al vacío. El GNL es adecuado para los camiones que requieren mayor autonomía porque el líquido es más denso que el gas y, por tanto, se puede almacenar más energía por volumen. El GNL se suele utilizar en vehículos medianos y pesados. Un equivalente de galón de gasolina oscila a unos 1,5 galones de GNL.
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El Gas Natural Comprimido (GNC) se produce comprimiendo el gas natural a menos del 1% de su volumen a la presión atmosférica estándar. Para proporcionar una autonomía adecuada, el GNC se almacena a bordo de un vehículo en estado gaseoso comprimido a una presión de hasta 3.600 libras por pulgada cuadrada. El GNC se utiliza en aplicaciones ligeras, medianas y pesadas. Un vehículo propulsado por GNC obtiene aproximadamente el mismo ahorro de combustible que un vehículo de gasolina convencional en términos de equivalente de galón de gasolina.
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Gas de esquisto
Aparte del gas natural descrito en los párrafos anteriores, también existe el gas natural de esquisto que está formado por metano mezclado con dióxido de carbono, nitrógeno y sulfuro de hidrógeno. Se obtiene de una manera especial: extrayéndolo de las rocas sedimentarias que contienen gas, que en el interior de la Tierra en su mayoría son esquistos bituminosos.
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La extracción activa de gas de esquisto es relativamente reciente, de la década de 2000. La mayor escala de su extracción se logró en Estados Unidos, país que se convirtió en líder mundial en la producción de este tipo de combustible. Sin embargo, el costo de su producción es, en la mayoría de los casos, significativamente mayor que el asociado a la extracción de gas natural ‘convencional’. Muchos expertos contemporáneos creen que Norteamérica tiene el mayor porcentaje de reservas del respectivo tipo de ‘combustible azul’. Esta puede ser la razón por la que EEUU se convirtió en líder mundial de la producción de gas de esquisto.
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¿Para qué sirve?
La humanidad conoce la existencia del gas natural desde hace mucho tiempo. Aunque en el siglo IV a. c. en China aprendieron a utilizarlo para calefacción e iluminación, durante mucho tiempo la llama brillante que no dejaba cenizas fue objeto de un culto místico y religioso para algunos pueblos. Por ejemplo, en la península de Absheron, este es el actual territorio de Azerbaiyán, en el siglo VII fue erigido un templo de ignícolas Ateshgah, que funcionó hasta el siglo XIX.
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El gas natural se usó inicialmente como fuente de energía para iluminar las ciudades mediante un sistema de alumbrado público de gas. Posteriormente con la llegada de electricidad este uso desapareció aunque no la explotación del gas natural que encontró utilidad en otros procesos.
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El gas natural pasó a ser un combustible más, utilizándose de forma general en la producción de energía eléctrica en centrales de alto rendimiento. En el funcionamiento de calderas residenciales e industriales e incluso en el transporte y hoy en día se puede usar como combustible de vehículos como los coches o los autobuses. Se puede decir que el gas natural tiene las mismas aplicaciones que el carbón y especialmente los derivados del petróleo puesto que se trata del combustible fósil del cual al quemarlo se obtiene energía aprovechable para las necesidades humanas. En nuestra vida cotidiana se usa para calefacción, agua caliente sanitaria, aire condicionado, preparación de la comida, etc.
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Otros componentes del gas natural también pueden utilizarse por separado en diferentes ámbitos de la vida de la gente.
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El etano y el pentano-hexano se emplean para fabricar polímeros y plásticos, y el butano se utiliza incluso como aditivos alimentarios. El butano también se produce durante la refinación del petróleo. Es explosivo, fácilmente inflamable y tiene un olor específico. Por ello, no necesita la adición de odorantes de advertencia. El butano tiene un impacto negativo en la salud humana. Su inhalación provoca disfunción pulmonar y depresión del sistema nervioso.
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El propano es necesario para fabricar pinturas. Sin embargo, se utiliza ampliamente en la industria si se observan las precauciones de seguridad. El propano se separa del gas natural mediante determinadas reacciones químicas, así como mediante el tratamiento del petróleo a alta temperatura (cracking). Es incoloro e inodoro, pero también peligroso para la salud y la vida humana. El propano tiene un efecto depresivo sobre el sistema nervioso, ya que puede provocar intoxicaciones y vómitos si se inhalan grandes cantidades. En concentraciones particularmente altas, puede producirse la muerte. El propano también es un gas explosivo e inflamable.
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El nitrógeno se utiliza ampliamente para crear un entorno inerte en muchos procesos tecnológicos (por ejemplo, la soldadura de metales) y en estado líquido como refrigerante (en medicina, para eliminar verrugas y otros crecimientos cutáneos no peligrosos). El nitrógeno es uno de los elementos químicos más comunes del planeta. Asimismo, está presente en el gas natural, no puede verse ni sentirse, ya que es incoloro, inodoro e insípido.
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El helio, más conocido por el uso en globos, globos aerostáticos y zepelines, se utiliza también en forma líquida en la fabricación de máquinas de resonancia magnética, pantallas de cristal líquido, fibra óptica, semiconductores, antenas parabólicas y aviación de titanio. El helio se extrae del gas natural por destilación fraccionada a baja temperatura. También es insípido, incoloro e inodoro.
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¿Dónde se utiliza?
El gas natural se utiliza sobre todo en los sectores de la electricidad y los servicios públicos (77%), en las industrias química y metalúrgica (10%), como combustible para vehículos (2%) y se inyecta y quema en antorcha (11%).
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Una de las cosas más significativas del mundo moderno es que está hecho en gran parte de gas. Antes pensábamos que el gas solo podía arder en los fogones de la cocina. Sin embargo, las pantallas de los teléfonos y televisores, las tintas y los envases de plástico de los alimentos, las máquinas de resonancia magnética y las antenas parabólicas son todas, al menos en parte, fabricadas de gas también.
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¿Qué impacto tiene el gas natural en el medio ambiente?
El gas natural no solo es un recurso importante, también es un combustible fósil no renovable que es amigable con el medioambiente. La combustión de gas natural para obtener energía produce menos emisiones de casi todos los tipos de contaminantes atmosféricos y de dióxido de carbono (CO2) que la combustión de carbón o de productos petrolíferos para producir la misma cantidad de energía.
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No obstante, la producción y el uso del gas natural tienen algunas cuestiones medioambientales y de seguridad que hay que tener en cuenta. El gas natural se compone principalmente de metano, un potente gas de efecto invernadero. Además, cuando los geólogos exploran en busca de depósitos de gas natural en la tierra, pueden perturbar la vegetación y el suelo con sus vehículos.
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Las ventajas del gas natural frente a otros combustibles fósiles
El gas natural, así como sus fracciones de metano, propano y butano, son importantes como combustible. Y cada vez más propietarios de vehículos ahorran mucho dinero al convertir sus coches a gas barato, especialmente al metano.
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Hay grandes barcos de gas en todo el mundo. Por ejemplo, el Viking Grace, un transbordador finlandés con doce cubiertas y una capacidad de transporte de 2.800 pasajeros y 550 automóviles. Puede pasar en el mar hasta tres días sin repostar. Incluso los trenes funcionan con combustible de gas. En la línea principal Baikal-Amur, donde hay muchos tramos no electrificados y largas subidas y bajadas, la locomotora de turbina de gas es muy apreciada.
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Recorre hasta 900 km con una sola carga y puede arrastrar hasta 170 coches al mismo tiempo.
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Además, el gas natural es utilizable casi inmediatamente después de su extracción. La ausencia de la necesidad de costos adicionales de transporte hace que este tipo de combustible sea el más barato y conveniente para uso doméstico. Dependiendo de si se utiliza propano o butano, hay diferencias en la forma de licuarlo y almacenarlo en una bombona. También hay diferencias en la forma de transportar las botellas y en la seguridad de su uso.
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¿Qué es más barato, la electricidad o el gas natural?
El gas natural es casi siempre más barato que la electricidad debido a que las centrales de gas natural generan casi una cuarta parte de la electricidad mundial. De ahí que si tienes una cocina y calefacción de gas, y pagas tus facturas de servicios y vives en un clima frío, tus facturas generales debieran ser más bajas que si todo el edificio fuera eléctrico.
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La disponibilidad de gas también puede marcar la diferencia durante un corte de luz, ya que no tendrás acceso al agua caliente o a la calefacción con solo un aparato eléctrico. En este caso, los aparatos de gas no son perjudiciales.