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Gas natural

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Este aviso fue puesto el 19 de marzo de 2015.
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Producción de gas natural según país.

El gas natural (a veces denominado gas fósil) es un hidrocarburo mezcla de gases ligeros de origen natural. Principalmente contiene metano, normalmente incluye cantidades variables de otros alcanos y a veces un pequeño porcentaje de dióxido de carbono, nitrógeno, ácido sulfhídrico y helio. Se forma cuando varias capas de plantas en descomposición y materia animal se exponen a calor intenso y presión bajo la superficie de la Tierra durante millones de años. La energía que inicialmente obtienen las plantas del sol se almacena en forma de enlaces químicos en el gas.

Constituye una importante fuente de energía fósil liberada por su combustión. Se extrae de yacimientos independientes (gas no asociado) o junto a yacimientos petrolíferos o de carbón (gas asociado a otros hidrocarburos y gases).[1]

De similar composición, el biogás se genera por digestión anaeróbica de desechos orgánicos en los que destacan los siguientes procesos: depuradoras de aguas residuales (estación depuradora de aguas residuales), vertederos, plantas de procesado de residuos y desechos de animales.

Origen del gas natural

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Esquema de la geología de una bolsa típica de gas, en color negro, y de gas mezclado con otros, en color marrón. El gris corresponde a una capa que no deja que el gas huya a la atmósfera. El color verde indica petróleo.

El gas natural, como los demás combustibles fósiles, se ha ido formando durante millones de años por la descomposición anaeróbica (sin oxígeno) de grandes cantidades de restos de organismos muertos depositados en lo que entonces había sido el fondo del mar o de un lago. Con el paso del tiempo, la materia orgánica mezclada con limo quedó enterrada bajo capas pesadas de sedimento, que la sometieron a alta presión y temperatura, sin aire, durante largo tiempo, cosa que poco a poco la alteró químicamente. De esta descomposición anaeróbica se desprendieron gases, especialmente gas natural.

Hoy el gas natural se encuentra a menudo en estado gaseoso en bolsas que se encuentran bajo tierra cerca de bolsas de petróleo, que queda en estado líquido. Ambos combustibles se encuentran en rocas de origen sedimentario, donde fenómenos geológicos los encarcelan, uno, otro o ambos, dando lugar a grandes bolsas subterráneas. El gas natural puede estar en forma llamada seca, es decir, totalmente gaseoso, o bien en forma húmeda, es decir, mezclado con hidrocarburos más largos, que se separan fácilmente como líquidos por compresión, refrigeración o absorción.

El gas natural seco es predominantemente metano (60%-95%), pero puede contener cantidades apreciables de etano (5%-20%) según la región donde se encuentre.

Alternativas

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Otras formas de obtener metano son la combustión anaerobia de residuos urbanos orgánicos (a este gas natural se llama a veces biogás) o por procedimientos industriales a partir de la pizarra (en tal caso al gas resultante se le puede llamar gas pizarra, en inglés, shale gas). Este último es interesante en los lugares donde no hay yacimientos de gas natural pero sí de pizarra, para no depender energéticamente de otros países.

Reservas naturales

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Según BP, las reservas probadas a finales de 2017 se sitúan en 193,5 billones (1012) de metros cúbicos,[2] suficientes para mantener la producción actual mundial durante 55 años más. Las reservas se han incrementado en un 0,2 % en el último año.

Oriente Medio es la zona geográfica con mayores reservas con un 43 % del total mundial (destacan Irán y Catar), seguido de Asia Central con un 31% (principalmente Rusia y Turkmenistán).

Como fuentes adicionales de este recurso natural, se están investigando los yacimientos de hidratos de metano, que podrían suponer una reserva energética superior a las actuales de gas natural.[3]

Composición

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Aunque su composición varía en función del yacimiento, su principal especie química es el gas metano al 79 - 97 % (en composición molar o volumétrica) y supera comúnmente el 90 % (p. ej. en el pozo West Sole del mar del Norte). Contiene además otros gases como etano (0,1 - 11%), propano (0,1 - 3,7 %), butano (menos del 0,7 %), nitrógeno (0,5 - 6,5 %), dióxido de carbono (menos del 1,5 %), impurezas (vapor de agua, derivados del azufre) y trazas de hidrocarburos más pesados, mercaptanos, gases nobles, etc. (Las cifras se refieren al gas depurado comercializado en España)[4]

Como ejemplo de compuesto contaminante asociado al gas natural cabe mencionar el CO2 (dióxido de carbono) que alcanza la concentración del 43% en el yacimiento de Kapuni (Nueva Zelanda).[5]

Durante la extracción, algunos gases que forman parte de su composición natural se separan por diferentes motivos: por su bajo poder calorífico (p. ej. nitrógeno y dióxido de carbono), porque pueden condensarse en los gasoductos (al tener una baja temperatura de saturación) o porque dificultan el proceso de licuefacción de gases (como el dióxido de carbono, que se solidifica al producir gas natural licuado (GNL). El CO2 se determina habitualmente con los métodos ASTM D1137 o D1945.[6]

El propano, el butano y otros hidrocarburos más pesados también se separan porque dificultan que la combustión del gas natural sea eficiente y segura. El agua (vapor) se elimina por estos motivos y porque a presiones altas forma hidratos de metano, que obstruyen los gasoductos. Los derivados del azufre se depuran hasta concentraciones muy bajas para evitar la corrosión, la formación de olores y las emisiones de dióxido de azufre (causante de la lluvia ácida) tras su combustión. La detección y la medición de sulfuro de hidrógeno (H2S) se efectúa siguiendo los métodos ASTM D2385 o D2725.[6]

Por último, para su uso doméstico se le añaden trazas de mercaptanos (entre ellos el metil-mercaptano CH4S), que permiten su detección olfativa en caso de fuga.

Combustión

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La combustión del gas natural, produce dióxido de carbono, que es un gas de efecto invernadero, y agua:[7]

CH4 + 2 O2 --> CO2 + 2 H2O + ∆

Aplicaciones

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En el siglo XIX comenzó a extraerse y a canalizarse hacia las ciudades estadounidenses como combustible para iluminación. Cuando llegó la electricidad, comenzó a emplearse en calefacción, en agua caliente sanitaria y en la industria metalúrgica. Conforme mejoró la tecnología de soldadura tras la Segunda Guerra Mundial fue aumentando la profundidad de las extracciones y la capacidad de transporte hacia los consumidores.[8]

Se trata de un combustible muy versátil y con menos emisiones de CO2 en su combustión que el resto de combustibles fósiles. Sus principales usos son:

Su obtención o extracción es más sencilla y económica en comparación con otros combustibles. La licuefacción del gas natural se produce por la acción combinada de la compresión y la refrigeración a bajas temperaturas. El GNL permite su transporte marítimo a largas distancias y sin la necesidad de infraestructuras terrestres, mediante buques metaneros.

El poder calorífico superior del combustible es de 10,45 - 12,8 kWh/m³ (metro cúbico en condiciones normales, es decir, a 0 °C y 1 atm).[9]

Los componentes del gas natural (metano, etano, propano, butano) son materias primas importantes en la industria química. El metano se utiliza para la producción de gas de síntesis, metanol y amoníaco. El primer paso en la valorización de otros alcanos es la conversión en olefina. La deshidrogenación oxidativa del etano conduce a etileno, que puede convertirse además en epóxido de etileno, etilenglicol, acetaldehído[10] y otras olefinas.[11] El propano se puede convertir en propileno,[12][13] ácido acrílico[14][15] y acrilnitrilo.

Impacto ambiental

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Procesamiento de gas natural.

El gas natural contribuye al cambio climático.[16]Tanto el gas en sí (concretamente el metano) como el dióxido de carbono, que se libera al quemar el gas natural, son gases de efecto invernadero.[17][18] El gas natural se libera intencionalmente o se sabe que se escapa durante la extracción, el almacenamiento, el transporte y la distribución de combustibles fósiles.Por ejemplo, el accidente de marzo de 2012 en la plataforma petrolífera Elgin —operada por la petrolera Total en el mar del Norte— supuso un escape de unos 5,5 millones de m³ diarios.[19] A nivel mundial, se estima que el metano representa el 33 % del calentamiento por gases de efecto invernadero antropogénico.[20]

Una parte creciente del gas natural mundial se obtiene mediante fracturación hidráulica (fracking), técnica que presenta un perfil de impactos ambientales más amplio que la extracción convencional.[21] Entre los efectos documentados figuran el elevado consumo de agua y su pérdida para el ciclo hidrológico, la generación de grandes volúmenes de desechos tóxicos de difícil gestión, la contaminación de acuíferos y aguas superficiales, la migración de gases hacia la superficie, la contaminación del suelo por derrames y flujos de retorno, la alteración de la biodiversidad local y la sismicidad inducida.[22]

El gas ha sido promovido por gobiernos e industrias como un "combustible puente" hacia las energías renovables, con el argumento de que su combustión emite menos CO₂ que el carbón o el petróleo.[23] Sin embargo, esta comparación considera únicamente las emisiones directas de la combustión e ignora el ciclo de vida completo del combustible. Investigaciones científicas concluyen que las emisiones de metano y CO₂ asociadas a la producción, licuefacción, transporte y regasificación del Gas Natural Licuado (GNL) representan cerca de la mitad de su huella total de gases de efecto invernadero.[24] El proceso de licuefacción y las fugas de metano durante el almacenamiento y transporte en buques metaneros amplifican considerablemente ese impacto. Tomando en cuenta un horizonte de veinte años, la huella climática del GNL puede superar en un tercio a la del carbón, lo que pone en cuestión su papel como alternativa de transición.[25]

Fugas de gas

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Llave de paso de un suministro de gas natural en la cocina de una vivienda de Santiago de Chile.

Los escapes de un gas inflamable fuera de la estructura que lo contiene son peligrosos, pues ese gas podría producir una grave deflagración al entrar en contacto con una llama.Precio

En 2021 y 2022, se produjo una crisis de gas natural (también denominada crisis del gas), principalmente en Europa.[26][27][28][29]Véase también

Referencias

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  1. ↑ «III. Aprovisionamiento de gas natural en España, apartado=3.2. Reservas, extracción y producción». Manual de la Energía. Campus Iberdrola.
  2. ↑ (en inglés) "BP Statistical Review of World Energy 67th edition" (Jun-2018). Informe estadístico de la energía en el mundo año 2018.
  3. ↑ «Gas natural».
  4. ↑ «2. El gas natural». Informe de sectores. Comisión Nacional de Energía. 1999. Archivado desde el original el 18 de febrero de 2015. Consultado el 19 de marzo de 2015.
  5. ↑ New Zealand Institute of Chemistry. «VII-Energy-C-Kapuni Natural Gas-7: THE PROCESSING OF NATURAL GAS AT KAPUNI». Consultado el 6 de julio de 2026.
  6. 1 2 Juan Herrera Herbert-Universidad Politécnica de Madrid (2024). «Características de los Hidrocarburos». www.quimica.es. Consultado el 7 de julio de 2026.
  7. ↑ «¿Qué es?». Portal Académico del CCH. 10 de marzo de 2017. Consultado el 31 de octubre de 2022.
  8. ↑ Álvarez Pelgry, E. y Balbás Peláez, J. (2003). El gas natural. Del yacimiento al consumidor: Aprovisionamientos y cadena del gas natural licuado. CCIE Inversiones Editoriales.
  9. ↑ «1. El gas natural». Informe de sectores. Comisión Nacional de Energía. 2005. Archivado desde el original el 2 de abril de 2015. Consultado el 19 de marzo de 2015.
  10. ↑ Parfenov, Mikhail V.; Pirutko, Larisa V. (1 de agosto de 2019). «Oxidation of ethylene to acetaldehyde by N2O on Na-modified FeZSM-5 zeolite». Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis (en inglés) 127 (2): 1025-1038. ISSN 1878-5204. doi:10.1007/s11144-019-01610-z. Consultado el 27 de septiembre de 2020.
  11. ↑ Suzuki, Takashi; Komatsu, Hidekazu; Tajima, So; Onda, Kouki; Ushiki, Ryuji; Tsukamoto, Sayuri; Kuroiwa, Hiroki (1 de junio de 2020). «Preferential formation of 1-butene as a precursor of 2-butene in the induction period of ethene homologation reaction on reduced MoO3/SiO2 catalyst». Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis (en inglés) 130 (1): 257-272. ISSN 1878-5204. doi:10.1007/s11144-020-01773-0. Consultado el 27 de septiembre de 2020.
  12. ↑ Ge, Meng; Chen, Xingye; Li, Yanyong; Wang, Jiameng; Xu, Yanhong; Zhang, Lihong (1 de junio de 2020). «Perovskite-derived cobalt-based catalyst for catalytic propane dehydrogenation». Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis (en inglés) 130 (1): 241-256. ISSN 1878-5204. doi:10.1007/s11144-020-01779-8. Consultado el 27 de septiembre de 2020.
  13. ↑ Li, Qian; Yang, Gongbing; Wang, Kang; Wang, Xitao (1 de abril de 2020). «Preparation of carbon-doped alumina beads and their application as the supports of Pt–Sn–K catalysts for the dehydrogenation of propane». Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis (en inglés) 129 (2): 805-817. ISSN 1878-5204. doi:10.1007/s11144-020-01753-4. Consultado el 27 de septiembre de 2020.
  14. ↑ «Surface chemistry of phase-pure M1 MoVTeNb oxide during operation in selective oxidation of propane to acrylic acid». J. Catal. (285): 48-60.
  15. ↑ «The reaction network in propane oxidation over phase-pure MoVTeNb M1 oxide catalysts». J. Catal. (311): 369-385.
  16. ↑ Reuters (18 de agosto de 2020). «Cleaner but not clean - Why scientists say natural gas won't avert climate disaster» (en eng).
  17. ↑ Alvarez, Ramón A.; Zavala-Araiza, Daniel; Lyon, David R.; Allen, David T.; Barkley, Zachary R.; Brandt, Adam R.; Davis, Kenneth J.; Herndon, Scott C. et al. (13 de julio de 2018). «Assessment of methane emissions from the U.S. oil and gas supply chain». Science (en inglés) 361 (6398): 186-188. ISSN 0036-8075. PMC 6223263. PMID 29930092. doi:10.1126/science.aar7204. Consultado el 7 de agosto de 2026.
  18. ↑ Lewandowsky, Stephan; Risbey, James S.; Smithson, Michael; Newell, Ben R.; Hunter, John (2014-05). «Scientific uncertainty and climate change: Part I. Uncertainty and unabated emissions». Climatic Change (en inglés) 124 (1-2): 21-37. ISSN 0165-0009. doi:10.1007/s10584-014-1082-7. Consultado el 7 de agosto de 2026.
  19. ↑ (en inglés) «Total Says Flare Poses No Danger to Stricken North Sea Platform,»
  20. ↑ UNEP (8 de noviembre de 2022). «Datos sobre el metano». www.unep.org. Consultado el 7 de agosto de 2026.
  21. ↑ «Qué es el fracking y por qué genera tantas protestas». BBC News Mundo. 17 de octubre de 2013. Consultado el 7 de agosto de 2026.
  22. ↑ Meng, Qingmin (15 de febrero de 2017). «The impacts of fracking on the environment: A total environmental study paradigm». Science of The Total Environment 580: 953-957. ISSN 0048-9697. doi:10.1016/j.scitotenv.2016.12.045. Consultado el 7 de agosto de 2026.
  23. ↑ Talcahuano (9 de octubre de 2025). «ABC de la Energía | ¿Por qué el gas no es un combustible puente?». Observatorio Petrolero Sur. Consultado el 7 de agosto de 2026.
  24. ↑ «Updated Natural Gas Life Cycle Analysis Report Released by NETL». netl.doe.gov (en inglés). 6 de enero de 2025. Consultado el 7 de agosto de 2026.
  25. ↑ Howarth, Robert W. (2024-11). «The greenhouse gas footprint of liquefied natural gas (LNG) exported from the United States». Energy Science & Engineering (en inglés) 12 (11): 4843-4859. ISSN 2050-0505. doi:10.1002/ese3.1934. Consultado el 7 de agosto de 2026.
  26. ↑ Zangana, Azad. «¿Qué supone la crisis del gas natural en Europa para la inflación?». ¿Qué supone la crisis del gas natural en Europa para la inflación?. Consultado el 12 de abril de 2022.
  27. ↑ «Crisis del gas en Europa». La Vanguardia. 9 de diciembre de 2021. Consultado el 12 de abril de 2022.
  28. ↑ «La crisis del gas en Europa». Atalayar. Consultado el 12 de abril de 2022.
  29. ↑ «La crisis de Ucrania dispara el precio del gas un 52% en una semana». El Independiente. 24 de febrero de 2022. Consultado el 12 de abril de 2022.

Enlaces externos

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