Una mirada al interior: Cómo se extrae el gas natural de la Tierra

¿Qué es el gas natural?

Comúnmente denominado "combustible puente", el gas natural es una mezcla de hidrocarburos compuesta principalmente por metano (CH4), que es la materia orgánica más sintetizada. Además de metano, contiene trazas de hidrocarburos como etano, propano, butano y pentanos, junto con trazas de dióxido de carbono, nitrógeno, sulfuro de hidrógeno (¡ese olor a huevo podrido!) y vapor de agua. En su forma bruta, el gas natural es completamente inodoro, incoloro y combustible, lo que lo convierte en una gran fuente de energía. Es como un tesoro enterrado en las profundidades de la tierra; se conoce como combustible fósil, ya que se ha creado a lo largo de millones de años a partir de materia orgánica en descomposición. Se encuentra en estado gaseoso a temperatura y presión normales; es fundamental comprender este aspecto cuando se explica cómo se extrae, se procesa y, finalmente, se utiliza el gas natural.

Es difícil de imaginar, pero los restos de plantas de vida marina y materiales vegetales existían en la Tierra mucho antes de la aparición de la humanidad. Estos restos de plantas se asentaron en el fondo del océano y en los pantanos y, muchos años después, quedaron enterrados bajo un intenso calor y alta presión y se convirtieron en capas térmicas. Con el paso del tiempo, ese material orgánico que estaba enterrado en las profundidades de la corteza terrestre empezó a formarse bajo una presión extremadamente alta. El calor intenso y la alta presión se combinaron para convertir parte de esta materia en carbón, petróleo y gas natural, fuentes de metano termogénico que se encuentran atrapadas dentro de formaciones rocosas porosas. En los lugares donde hay yacimientos de petróleo, estas formaciones también están presentes y actúan como zonas de almacenamiento de gas natural. El proceso se prolongó durante miles de años y fue la prueba de cómo la Tierra era capaz de transformar restos básicos de plantas en recursos naturales. ¿Podría ser este proceso una fuente de energía renovable en el futuro? Quizá algún día contribuya al calentamiento global.

Exploración y localización de reservas de gas natural

La búsqueda de gas natural no empieza con una perforación. En su lugar, comienza con esfuerzos de investigación. Los geólogos son confederados de los tiempos modernos que trabajan sobre datos y mapas relativos a la corteza terrestre para encontrar formaciones geológicas notables. También se centran en determinados tipos de rocas de las que se sabe que contienen gas natural. Situadas en las profundidades del subsuelo, estas características geológicas son cruciales para el éxito de la captación de este recurso natural. Tal vez encuentren gas natural convencional o gas de esquisto, o incluso tight gas. Las prospecciones sísmicas en tierra y mar son parte integrante de la perforación. Esta prospección emplea ondas sísmicas generadas con equipos especializados, como los "camiones detonadores", para cartografiar la superficie terrestre e identificar los yacimientos de carbón. Visualiza las ondas sonoras que penetran en la Tierra y se reflejan en los distintos estratos rocosos, creando una imagen fotográfica de la estructura del subsuelo.

Una vez localizado un posible yacimiento, la siguiente fase es la perforación de reconocimiento: literalmente, hacer un agujero en la tierra para averiguar qué hay debajo. Para ello hay que perforar un pozo profundo, con frecuencia a muchos miles de metros de profundidad, para explotar el presunto yacimiento de gas natural. Este tipo de pozo exploratorio no tiene como objetivo formular una conjetura amplia; de hecho, tiene una estrategia bien definida para su perforación e interpolación. Se utilizan herramientas e instrumentos de ingeniería para recopilar datos, como el volumen de gas que puede medirse en pies cúbicos, la presión del gas y las características concretas de permeabilidad de la roca. Esto ayuda eficazmente a conocer la viabilidad del yacimiento en términos de uso comercial de la extracción de gas natural del yacimiento. Es un riesgo, pero respaldado por las mejores redes geológicas y conocimientos de ingeniería. Esto ayuda a decidir el potencial y la calidad del gas natural disponible y a regular la producción futura.

Métodos de extracción: Del pozo a la tubería

La extracción de gas natural de las profundidades de la corteza terrestre ha dejado de ser un pensamiento lejano para convertirse en historia, y ahora es adorada por muchos. Se trata de una apasionante amalgama de ingeniería y geología. Los métodos dependen en gran medida del tipo de yacimiento de gas natural, ya sea convencional o no convencional. Por ejemplo, el material vegetal descompuesto, también conocido como gas convencional, que está incrustado bajo numerosas capas de roca no permeable, es más fácil de alcanzar que el gas natural no convencional. La perforación vertical permite alcanzar mayores profundidades, avanzando a través de capas de roca hasta llegar al yacimiento de gas natural. Se trata de un proceso relativamente sencillo, con un par de pasos que tienen sus inconvenientes. Por lo general, las reservas de gas natural se encuentran en pozos que cuentan con un revestimiento de acero como soporte que alberga el yacimiento. Parece justo decir que se considera una tarea bastante fácil en su conjunto. Otros métodos de gas natural no convencional permiten llevar a cabo la perforación horizontal y la fracturación hidráulica.

En cambio, la perforación horizontal puede considerarse lo contrario, ya que permite cubrir una mayor superficie. Es más eficaz y genera una mayor tasa de producción que los otros métodos. Esto, combinado con la fracturación hidráulica, elimina las limitaciones que han frenado y devastado la industria del gas natural. Para extraer los gases se inyecta una combinación de agua, arena y productos químicos a gran presión y luego se vierte en la perforación del pozo para estirar la roca, lo que fuerza la salida de los gases.

Pero la herramienta también ha planteado algunos problemas medioambientales, sobre todo en cuanto al uso del agua y la posible contaminación de los recursos hídricos subterráneos. El camino del gas natural desde el subsuelo hasta el gasoducto es una historia interminable de desarrollo humano encaminado a satisfacer las necesidades de energía de la sociedad mundial. Es una tarea que debe hacerse con una gran planificación, una cuidadosa ingeniería y la mayor consideración por los recursos del planeta.

Procesado y depuración de gas natural

El gas natural en bruto no es muy útil, por no decir otra cosa. Contiene vapor de agua, dióxido de carbono, hidrógeno sulfurado y otros hidrocarburos que no son moléculas de metano. Básicamente, no son componentes del gas natural puro. Pero aquí es donde intervienen las plantas de procesamiento de gas natural; estas plantas actúan como estaciones industriales de limpieza, donde se extrae el metano de otros componentes no deseados. Quizá las nuevas tecnologías mejoren aún más este proceso. La primera etapa, la eliminación del vapor de agua, es bastante importante, ya que no sólo reduce la energía del gas, sino que puede favorecer la corrosión de las tuberías. Luego está el filtrado de todos los líquidos del gas natural, como el propano, el butano y el etano, que tienen usos o aplicaciones finales distintos del gas natural.

La turba, compuesta principalmente por una molécula de metano, se ha transformado en formas más utilizables y ahora puede suministrarse a diversos establecimientos y centrales eléctricas. Al eliminar impurezas nocivas como el sulfuro de hidrógeno, este proceso hace que el gas natural sea más utilizable. Los procedimientos de transformación del gas natural bruto en combustible utilizable tienen que pasar por muchas etapas para estar listos para la venta al por menor. Gracias a los distintos métodos y tecnologías utilizados, el producto final es gas natural puro que supera diversas normas de calidad y seguridad. Es de esperar que haya suficientes reservas de gas natural para satisfacer la demanda. Los tamices moleculares, como se verá, tienen una importancia significativa en este proceso de purificación. Quizá existan otras fuentes de gas natural que aún no se hayan explorado a fondo. Quizá algún día descubran metano de minas de carbón cerca de los lugares de perforación, y surjan nuevas tecnologías a partir de estas reservas de gas natural. Es difícil saber qué pasará con los hidratos de metano y qué aportarán esas fuentes de gas natural.

Tamices moleculares: Mejora de la eficiencia y la calidad

Diferentes tipos de tamices moleculares utilizados en el procesamiento del gas natural

Los tamices moleculares se utilizan en las operaciones de gas natural del mismo modo que las distintas brocas de una caja de herramientas, en la que cada broca desempeña una característica única y específica. Por ejemplo, los tamices moleculares 3A y 4A se utilizan para desecar el gas natural y evitar la formación de hidratos y la corrosión de los sistemas de tuberías. Otros tamices, como el 5A y el 13X, son más eficaces para eliminar el dióxido de carbono y el sulfuro de hidrógeno del gas. Para mejorar la calidad del gas natural mediante el proceso de purificación, hay que seleccionar el tamiz molecular adecuado. Se trata de utilizar la herramienta adecuada teniendo en cuenta el tipo de impurezas y la pureza que desea el usuario.

Ventajas del uso de tamices moleculares para la purificación

La purificación del gas natural es una tarea muy exigente, pero los tamices moleculares facilitan este trabajo. Tienen la capacidad de ser aún más precisos que cualquier otro sistema de filtración conocido por la humanidad. Esencialmente, proporcionan un nivel de filtración que los hace reutilizables. A diferencia de otros métodos de filtrado de sustancias nocivas que son caros y derrochadores, los tamices moleculares no requieren realmente mucho mantenimiento, ya que también son reversibles. Su capacidad para recargarse es similar a la de una batería sostenible. En esta época en la que todas las industrias se orientan hacia la ingeniería sostenible, estos tamices pueden incluirse fácilmente, ya que son ecológicos. Su diseño único les permite soportar una amplia gama de variaciones de temperatura y presión. De este modo se eliminan muchas barreras en la industria de la filtración de gas natural.

Optimización del rendimiento del tamiz molecular en aplicaciones de gas natural

En todas las ramas de la biociencia, hay que hacer algo más que supervisar para proporcionar un producto final, especialmente los tamices moleculares en los usos del gas natural, que requieren una optimización multifactorial para obtener un mejor rendimiento que la simple compensación de calor y temperatura, lo que evidencia la relación inversamente proporcional entre ambos, que puede dar lugar a una adsorción insatisfactoria por falta de la presión necesaria. Contrasta esto con las escasas tareas de monitorización periódica, y la actualización de la sustitución de los lechos, ahora las tareas parecen alarmantes a menos que se corrijan a través de la modificación del sistema de proceso donde hay un equilibrio del mejor rendimiento y durabilidad a través de una cuidadosa optimización del lecho de tamiz molecular. Pero lo más importante es que todo lo anterior sólo puede lograrse mediante la selección del tipo y tamaño correctos de tamices moleculares específicos para la tarea en cuestión, aunque sería prudente buscar la ayuda de empresas como Jalon para lograrlo, ya que son expertos en su campo. Al hacerlo, todo se convierte en una cooperación entre la bioprospección con tamices moleculares y la purificación de gases que se traduce en una reducción de costes y tiempo, al tiempo que aumenta la fiabilidad general del propio sistema.

Transporte y almacenamiento de gas natural

Redes de tuberías y sistemas de distribución

Tras su extracción, el gas tiene que pasar por una serie de rigurosos procedimientos de tratamiento y luego sale por una amplísima red de gasoductos que recorren el país como un intrincado sistema. También se ha observado que muchos de estos gasoductos tienen varios kilómetros de longitud y que sirven para transportar el gas desde los centros de su extracción hasta los que pueden ser utilizados, siendo los usuarios finales los consumidores. Al igual que las venas y arterias del cuerpo, los sistemas de gasoductos son las características de la industria del gas natural y garantizan un suministro ininterrumpido de gas natural. Este gas natural es suficiente para garantizar el confort de los hogares y el funcionamiento de muchas fábricas en toda la nación. Imagínense la extensión de esta red, un arquitecto poderoso pero silencioso que une las zonas de producción con las ciudades.

Almacenes subterráneos

La necesidad de almacenar gas natural se hace patente y es muy crucial siempre que haya una diferencia notable entre la demanda de gas y la oferta, sobre todo en las temporadas invernales de máxima demanda. Es en las temporadas invernales de máxima demanda cuando aumenta el almacenamiento subterráneo. El almacenamiento subterráneo son túneles que se construyen en reservas de gas natural agotadas o en cavernas de sal y que actúan como enormes colmenas de gas natural. Incluso en casos de restricciones repentinas del suministro, estos almacenamientos subterráneos actúan como salvaguarda frente a tales interrupciones y hacen posible la disponibilidad de gas natural a un ritmo razonablemente estable a pesar de las variaciones de la producción. Es como disponer de reservas de gas a las que se puede recurrir en caso de demanda elevada. De hecho, en un solo día de marzo de 2022, Estados Unidos sacó 2,4 billones de pies cúbicos de gas natural de sus reservas y almacenamientos, mostrando en mayor medida estas instalaciones como polos esenciales en el manejo de las necesidades energéticas. Esta energía particularmente almacenada es la que garantiza que no se produzcan cortes en el suministro eléctrico en ningún momento, especialmente en épocas de demanda masiva como el invierno.

Gas natural licuado (GNL) para el transporte de larga distancia

Para el transporte de larga distancia, especialmente a través de los océanos, el gas natural se convierte en gas natural licuado (GNL). Al enfriar el gas natural a -260°F, su volumen se reduce en un factor de 600, lo que hace mucho más eficiente su transporte en buques cisterna especializados. Este proceso abre los mercados mundiales, permitiendo a países sin acceso directo a gasoductos importar gas natural. Es un ejemplo fascinante de cómo la tecnología amplía el alcance de esta valiosa fuente de energía, conectando continentes e impulsando economías en todo el mundo. El GNL, la forma condensada del gas natural, desempeña un papel cada vez más importante en el panorama energético mundial, facilitando el comercio y garantizando un suministro diversificado de este combustible de combustión más limpia.

Impacto ambiental de la extracción de gas natural

La extracción de recursos energéticos en forma de gas natural, aunque está clasificada como menos contaminante en comparación con otros combustibles fósiles, sigue implicando procesos que afectan al medio ambiente. Las diversas etapas que conlleva, como la exploración, las operaciones de perforación, la producción y el transporte del gas, están asociadas a emisiones de GEI como el metano y el dióxido de carbono, que repercuten en el cambio climático. El consumo de agua, la alteración de la superficie de las aguas subterráneas de la tierra con productos químicos y la eliminación de las aguas residuales usadas como resultado de la fracturación hidráulica (incluso fracking) son motivo de preocupación. ¿Cuál es el siguiente paso para mitigar estos problemas? La degradación del suelo y la pérdida de hábitats debido a la construcción de oleoductos y pozos son factores medioambientales que deben preocuparnos, ya que afectan a los animales y a la vegetación. Asimismo, aunque sigue siendo un hecho cierto que la energía del gas natural emite menos dióxido de carbono que el carbón, su uso en entornos industriales o domésticos del gas natural se enfrenta a efectos indeseables. Para hacer frente a estos problemas, hay que establecer normas de prácticas industriales, como la creación de alternativas para evitar los factores que provocarán la fuga de gas, y también poner en marcha medidas reguladoras que se ocupen de la contaminación y la emisión de gases para mejorar la eficiencia energética de este combustible fósil. Quizá sea necesario un cambio en la forma de utilizar la energía del gas natural.

Elija Jalon para obtener los mejores tamices moleculares

Una consideración crucial a la hora de refinar gas natural es la calidad de los tamices moleculares empleados. Jalon empezó a hacerse un nombre como proveedor clave de tamices moleculares especializados dedicados específicamente a los requisitos del tratamiento del gas natural. Es especializado y funciona. La ciencia de los materiales y los conocimientos de comercialización de Jalon en estas áreas simplemente garantizan la perfección y la creación de valor, la reducción de los costes operativos y un mejor producto final. Por ejemplo, Jalon puede suministrar los tamices moleculares 3A para deshidratación, purificación de metano en capas de carbón u otras aplicaciones de gas natural no convencional. Una mayor atención a los detalles y la garantía de la satisfacción del cliente les han posicionado como una fuente fiable para el procesador de gas natural.

Conclusión

Todo el proceso que sufre el gas natural, empezando por el núcleo de la Tierra y terminando por llegar a nuestros hogares e industrias, es fascinante en sí mismo y demuestra cómo evolucionó el ser humano en la búsqueda de energía. Se estudió la composición de este combustible fósil único, y también se exploraron las técnicas utilizadas para extraerlo, desde los numerosos pozos verticales perforados en un yacimiento hasta métodos más modernos como el fracking. Se sacó a la luz la secuencia de purificación, donde la aplicación de tamices moleculares mejora enormemente la calidad del gas natural producido. También hemos hablado del transporte y almacenamiento del gas natural, sin dejar de reconocer el impacto medioambiental que tiene su producción y utilización. Al final, sin embargo, el aspecto más relevante es poder comprender el viaje del gas natural desde la tierra hasta nuestros gasoductos para poder tomar decisiones más fundamentadas sobre el lugar del gas natural en un sistema energético ecológico del futuro.