Como es que se da el Potencial Energetico

Universidad de las Fuerzas Armadas – ESPE

Energías Alternativas

Lisseth Fierro, Ariana Guerrero, Esteban Leiva, Christian Sánchez, Karla Vargas

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Gas Natural

Origen del Gas Natural

El gas natural es la mezcla de hidrocarburos generalmente gaseosos producido en el subsuelo. Se formó a partir de la descomposición de restos orgánicos que quedaron sepultados bajo montañas de capas de sedimentos durante miles y millones de años, en condiciones de temperatura y presión similares a las que dieron origen a la formación del Petróleo (Fuentes, 2010). Como otros combustibles fósiles, el gas natural se encuentra atrapado entre formaciones rocosas, estas formaciones pueden ser de tres clases: las rocas permeables o porosas, las rocas impermeables que impiden que el gas natural escape de sus depósitos, y la capa rocosa cercana a la superficie terrestre (Hilbert, 2010). Como muestra en la Figura 1, el gas natural se encuentra generalmente en depósitos donde pueden encontrarse también petróleo y agua.

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Figura 1 Origen del Gas Natural tomado de Hilbert (2010)

Clasificación del Gas Natural

Clasificación por su origen. Según Gutiérrez (2001) se clasifica en:

• Gas asociado: Es el que se extrae junto con el petróleo y contiene grandes cantidades de hidrocarburos, como etano, propano, butano y naftas.
• Gas no asociado: Es el que se encuentra en depósitos que no contienen petróleo crudo.

Clasificación por su composición. Según Sasse (2010) se divide en:

• Gas amargo: Contiene derivados del azufre (ácido sulfhídrico, mercaptanos, sulfuros)
• Gas dulce: Libre de derivados del azufre, se obtiene generalmente al endulzar el gas amargo utilizando solventes químicos o físicos, o adsorbentes.
• Gas húmedo: Contiene cantidades importante de hidrocarburos más pesados que el metano, es el gas asociado.  
• Gas seco: Contiene cantidades menores de otros hidrocarburos, es el gas no asociado.

Historia energética

Los humanos primitivos ya observaron cómo, en la superficie de algunos pantanos, se producían llamaradas cuando caía un relámpago. Se trataba de emanaciones de gas inflamadas que ellos adoraban atemorizados. Se sabe también que las civilizaciones griegas y romanas, y algunos pueblos de los actuales Japón y China, utilizaban el gas de forma muy rudimentaria, dado que todavía no conocían su naturaleza y no disponían de tecnología para utilizarlo de manera controlada. Los Estados Unidos fueron los pioneros en la explotación de los yacimientos de gas natural. Los habitantes de un pueblo denominado Canadaway, cercano a Nueva York, perforaron un pozo de unos nueve metros de profundidad para obtener el gas que emanaba de un yacimiento muy superficial y lo canalizaron a través de una red de distribución de madera y plomo hasta algunas casas, para utilizarlo en el alumbrado. Era el año 1821. Un siglo más tarde, los mismos Estados Unidos explotaron los yacimientos de gas, al margen de los de petróleo, ya que hasta entonces el gas se había quemado o reinyectado a los pozos para mantener la presión de extracción del petróleo, en vez de ser aprovechado comercialmente. De la misma manera, el primer gas que se utilizó no procedía del subsuelo, sino que era de origen manufacturado, ya que se obtenía de la destilación o carbonización de la hulla. Este gas favoreció el desarrollo de tecnologías capaces de aprovechar su contenido calorífico, y preparó el camino a la posterior utilización del gas natural, que tiene las ventajas de no ser tóxico, ser limpio y poder aplicarse tal y como se encuentra en la naturaleza (Contreras, 2006).

Potencial energético

En los últimos años se han generado varias innovaciones tecnológicas en exploración, transporte, distribución, almacenamiento y conversión a otras formas de energía que son más compatibles con el gas natural que con otro vector energético (Amell, Agudelo, & Cadavid, 2002), estas innovaciones garantizan las eficiencia del gas natural, al igual que mejoran su competitividad en los mercados energéticos. Los principales usos energéticos del gas natural son: fuente de calor para cocción y calefacción, calentamiento de fluidos térmicos, refrigeración, generador de electricidad a través de plantas de vapor, combustible para vehículos.

La composición química del gas natural es la razón de su amplia aceptación como el más limpio de los combustibles fósiles:

• El gas natural emite en su combustión entre el 25% y 30% menos de CO2 que los productos derivados del petróleo.
• El gas natural emite entre un 40% y un 50%  menos de CO2 que el carbón.
• Está prácticamente exento de azufre (SO2) y su combustión apenas lo produce.
• Las emisiones de óxido de nitrógeno (NOx) se reducen considerablemente con la combustión del gas natural en comparación con otros combustibles fósiles.

Estas ventajas naturales pueden ser aumentadas, ya que el gran rendimiento de uso del gas natural ofrece considerables potenciales de ahorro de energía (gasNatural, 2002).

Un dato curioso obtenido de un artículo del diario El Confidencial de España indica que el gas natural presenta un 30% de ahorro frente al diésel y un 50% con la gasolina, además, su uso reduce en más de un 80% las emisiones de óxidos nitrosos y en un 95% las de óxido de azufre (Cancela, 2015). Finalmente se conoce que el rendimiento energético del gas natural es de 10.83 kwh/kg y para tener un referente es el rendimiento del petróleo es de 11.63 kwh/kg (pellet Cantabria, 2017).

Mayores reservas mundiales

En todo el planeta existen yacimientos de gas natural, los principales depósitos están en los siguientes países: Estados Unidos y Canadá(América del Norte); Argentina, Venezuela y Trinidad y Tobago (América del Sur); Alemania, Dinamarca, Finlandia, Noruega, Italia, Holanda o Gran Bretaña (Europa); Uzbekistan, Kazakhstan y Turkmenistan(Federación Rusa); Argelia, Libia, Nigeria o Egipto (África) ; Arabia Saudí, Kuwait, Irak, Qatar, Emiratos Árabes o Irán (Oriente Medio); Australia, India o China (Asia-Oceanía).Las primeras explotaciones fueron las de los yacimientos descubiertos en Austria, Italia y Francia (gasNatural, 2002).

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Figura 2 Reservas de gas natural 2015 Tomado de PROMIGAS (2016)

En el 2015 las principales reservas de gas natural casi no sufrieron variaciones, más en la última década Estados Unidos ha incrementado en un 80% sus reservas lo que ha dado un incremento del 66% a América del Norte a diferencia de las reservas europeas que han tenido un descenso del 34%. A pesar de las variaciones en esta última década como se indica en la figura 2 Irán es el poseedor de las mayores reservas de gas natural en el mundo desde 2010, cuando desbancó a Rusia de esta posición, como consecuencia de una severa revisión en ese año de los datos de este país euroasiático (PROMIGAS, 2016). A continuación en la tabla 1 se presenta las reservas mundiales (por región) de gas natural hasta el 2015.

   Tabla 1 Reservas mundiales probadas de gas natural en Tpc.

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   Nota: Tcp son trillones de pies cúbicos. Tomado de (PROMIGAS, 2016)

En la Figura 3 se observan los valores en trillones de pies cúbicos de las reservas mundiales de gas natural en los años 2005 y 2015, con sus respectivos porcentajes de cada país por región.

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 Figura 3 Reservas mundiales de gas natural tomado de PROMIGAS (2016)

Técnicas y Tecnologías de Extracción

Generalmente, se utiliza una técnica de perforación por rotación directa (es decir, la materia perforada se traslada a la superficie a través del interior del brazo perforador). El desarrollo reciente de las técnicas de perforación horizontal permite acceder a yacimientos más alejados desde una misma plataforma de extracción. Los últimos avances en técnicas de extracción se están produciendo en la naciente industria del gas no convencional (Ávila, 2009).

Tecnologías de extracción de gas natural no convencional. El principal obstáculo para su recuperación es la baja permeabilidad de los reservorios que impide que el gas fluya hacia los pozos a tasas económicamente aceptables (Pérez, 2015). En este caso los métodos de extracción más utilizados son los siguientes:

Fracturamiento hidráulico. Consiste en inyectar un fluido a alta presión directamente hacia la roca que contiene el gas, con el fin de fracturarla o romperla de manera que el hidrocarburo pueda fluir hacia la boca del pozo. El fluido llamado “fluido de fracturamiento” está constituido por agua mezclada con químicos especiales, que le dan las propiedades adecuadas para el trabajo en las condiciones del yacimiento (García & Garcés, 2012).

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Figura 4 Proceso de fracturamiento Hidráulico tomado de Halliburton, Advances in unconventional gas solutions to meet growing gas demand worldwide, 2007.

Recuperación del gas de carbón mineral o gas grisú (Coalbed methane). De la misma manera que podemos encontrar el gas natural asociado al petróleo, también podemos encontrarlo asociado al carbón. En muchos países productores de carbón mineral donde no existe aprovechamiento para este gas, se lo extrae de las minas mediante sistemas de ventilación y es liberado a la atmósfera, causando un alto impacto ambiental (García & Garcés, 2012).

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