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El planeta tierra cuenta con diversos combustibles fósiles, como el petróleo, el material más utilizado en el sector del transporte, o el carbón, utilizado principalmente en el sector industrial. Pero hay otro combustible que se utiliza a diario para uso doméstico, para producir energía en centrales eléctricas o para calentar nuestras casas: ¡estamos hablando del Gas Natural!
El gas natural en su estado fósil se encuentra en yacimientos y es un material producido por la descomposición anaeróbica de material orgánica. Se compone principalmente de Metano, la más pequeña de las moléculas de hidrocarburo, pero también puede contener Etano, Propano y Butano, así como pequeñas cantidades de Pentano.
Hay muchos yacimientos de gas natural y se encuentran en casi todo el mundo. El mayor productor de gas natural es Rusia, con una producción anual de 624,61 gigametros cúbicos (Gm3), según una estimación de 2010, sus reservas durarán al menos 74 años. Le siguen Irán y Qatar con una producción anual que oscila entre 120 y 150 gigametros cúbicos (Gm3).
Pero, ¿cómo se extrae el gas natural? El gas natural se encuentra muchas veces donde hay un yacimientos de carbón; esto se debe a que en las zonas donde había ríos y arroyos, con el paso de los años con la descomposición del material vegetal, se formaron capas de turba. Estas capas de turba generaron carbón a través de la reacción de fosilización y el gas natural no es más que el subproducto de la reacción de fosilización. Antes de comenzar con la extracción del gas, es necesario realizar inspecciones en el territorio, para determinar el tamaño del campo, la cantidad de gas presente y la factibilidad de extracción. Geólogos y geofísicos realizan pruebas en el sitio del yacimiento para recrear digitalmente el subsuelo en 3D; con una técnica llamada Sísmica de reflexión, una especie de ultrasonido del suelo, se disparan ondas sísmicas que, reflejándose en las capas arcillosas subyacentes, son capaces de reproducir gráficamente el subsuelo, destacando posibles yacimientos de gas natural.
Luego de estos primeros pasos, se procede con la perforación de un pozo exploratorio, para constatar con precisión la presencia de gas natural; posteriormente se perforan otros pozos, llamados pozos de delimitación, precisamente para delimitar, tanto vertical como horizontalmente, la extensión efectiva del campo de gas, con el fin de tener una evaluación precisa de la cantidad de gas presente. Esto es para asegurar un retorno económico a la empresa que invierte en un yacimiento en particular.
Una vez comprobada la presencia de gas y la cantidad que contiene el campo, se pasa al siguiente nivel, que es la elaboración de un Plan de Desarrollo. El plan de desarrollo decidirá cuántos pozos de extracción colocar en el sitio, su posición, la trayectoria, el tipo de pozo si es vertical, horizontal o desviado, así como la posición y número de estructuras necesarias para el manejo y transporte del gas extraído.
Pueden presentarse dos situaciones diferentes para la extracción de gas natural, y dependen de la ubicación del campo; cuando el yacimiento está lo suficientemente cerca de la superficie terrestre, la construcción del sitio y la extracción son más fáciles, pero puede ocurrir que el yacimiento se encuentre bajo el lecho marino. En ese caso la preparación del sitio es más compleja, es necesario construir una plataforma en medio del mar, denominada plataforma Off-shore, desde la cual se pueden gestionar todas las operaciones de perforación y extracción.
El gas natural en su estado fósil se encuentra en yacimientos y es un material producido por la descomposición anaeróbica de material orgánica. Se compone principalmente de Metano, la más pequeña de las moléculas de hidrocarburo, pero también puede contener Etano, Propano y Butano, así como pequeñas cantidades de Pentano.
Hay muchos yacimientos de gas natural y se encuentran en casi todo el mundo. El mayor productor de gas natural es Rusia, con una producción anual de 624,61 gigametros cúbicos (Gm3), según una estimación de 2010, sus reservas durarán al menos 74 años. Le siguen Irán y Qatar con una producción anual que oscila entre 120 y 150 gigametros cúbicos (Gm3).
Pero, ¿cómo se extrae el gas natural? El gas natural se encuentra muchas veces donde hay un yacimientos de carbón; esto se debe a que en las zonas donde había ríos y arroyos, con el paso de los años con la descomposición del material vegetal, se formaron capas de turba. Estas capas de turba generaron carbón a través de la reacción de fosilización y el gas natural no es más que el subproducto de la reacción de fosilización. Antes de comenzar con la extracción del gas, es necesario realizar inspecciones en el territorio, para determinar el tamaño del campo, la cantidad de gas presente y la factibilidad de extracción. Geólogos y geofísicos realizan pruebas en el sitio del yacimiento para recrear digitalmente el subsuelo en 3D; con una técnica llamada Sísmica de reflexión, una especie de ultrasonido del suelo, se disparan ondas sísmicas que, reflejándose en las capas arcillosas subyacentes, son capaces de reproducir gráficamente el subsuelo, destacando posibles yacimientos de gas natural.
Luego de estos primeros pasos, se procede con la perforación de un pozo exploratorio, para constatar con precisión la presencia de gas natural; posteriormente se perforan otros pozos, llamados pozos de delimitación, precisamente para delimitar, tanto vertical como horizontalmente, la extensión efectiva del campo de gas, con el fin de tener una evaluación precisa de la cantidad de gas presente. Esto es para asegurar un retorno económico a la empresa que invierte en un yacimiento en particular.
Una vez comprobada la presencia de gas y la cantidad que contiene el campo, se pasa al siguiente nivel, que es la elaboración de un Plan de Desarrollo. El plan de desarrollo decidirá cuántos pozos de extracción colocar en el sitio, su posición, la trayectoria, el tipo de pozo si es vertical, horizontal o desviado, así como la posición y número de estructuras necesarias para el manejo y transporte del gas extraído.
Pueden presentarse dos situaciones diferentes para la extracción de gas natural, y dependen de la ubicación del campo; cuando el yacimiento está lo suficientemente cerca de la superficie terrestre, la construcción del sitio y la extracción son más fáciles, pero puede ocurrir que el yacimiento se encuentre bajo el lecho marino. En ese caso la preparación del sitio es más compleja, es necesario construir una plataforma en medio del mar, denominada plataforma Off-shore, desde la cual se pueden gestionar todas las operaciones de perforación y extracción.
Ya sea en tierra o en el mar, el procedimiento de perforación es muy similar; ahora veremos las estructuras y pasos necesarios para la extracción del gas natural. Se utiliza una herramienta especial para perforar el suelo, a saber, un cincel giratorio. Este cincel está compuesto por 3 cabezas cónicas fabricadas en un material muy duro, capaz de desmenuzar el suelo. El cincel se fija a varillas de 12-15 metros de longitud cada una, que se van añadiendo a medida que avanza la excavación. Todo esto se mantiene unido por un gancho conectado con alambres de acero a un sistema de poleas que permiten subir y bajar el dispositivo de perforación. Para dar energía a todos los instrumentos se utiliza un motor conectado a un cabrestante, también permiten que la Mesa Giratoria, llamada Rotatory, gire la cabeza de la broca para la perforación.
Las varillas, traídas por la perforación, son huecas en su interior y por ellas circula un lodo especial que, además de lubricar el cincel, saca los escombros de la trituración. El lodo de excavación se lleva a la superficie a través de tuberías, se descarga en un tanque donde se filtra y luego se separa de los escombros y se vuelve a introducir en el pozo. A medida que el cincel excava, las paredes del pozo se revisten con tubos de acero y se cementan al suelo, para evitar derrumbes que puedan dañar las herramientas. Además, la cabeza del cincel es sustituida por otras, cada vez más pequeñas a medida que avanzan las excavaciones; parte de un diámetro de 70 centímetros hasta un diámetro de unos 10 centímetros, y los pozos pueden alcanzar una profundidad de entre 2 y 6 kilómetros. A esas profundidades la presión es muy alta, por lo que se utiliza una válvula especial llamada Cabea Poxo, o comúnmente Árbol de Navidad. Este equipo es un conjunto de válvulas que controlan la presión que ejerce el gas que sube a la superficie; para mayor seguridad, también se instala una válvula de seguridad en la llamada tubería de producción a una profundidad de unos 100 metros en caso de que falle la válvula de cabeza de pozo.
Una vez que se completa la perforación, se extrae el cincel y puede comenzar la extracción de gas natural de su campo. El gas, traído a la superficie por un sistema de tuberías, es conducido a tanques de tratamiento para ser preparado para su difusión en los distintos puntos predeterminados; en la naturaleza el gas, compuesto principalmente por metano, es una sustancia inodora, por lo que por seguridad se le agregan sustancias para darle un fuerte olor desagradable, para lograr que se perciba cuando hay una fuga. En algunas plantas industriales se utiliza gas natural inodoro porque hay sensores que identifican fugas de sustancias peligrosas.
Una vez finalizado el proceso de tratamiento, el gas puede clasificarse en las distintas zonas establecidas; los gasoductos, así llamados comúnmente, se utilizan para distribuir el producto en viviendas, fábricas pero también en plantas de producción de electricidad.
Al igual que el petróleo, el gas también es un combustible fósil limitado, las reservas en el planeta aún pueden ser explotadas por muchos años, pero el consumo de la población se ha incrementado dramáticamente; es por ello que en los últimos años se han desarrollado nuevas técnicas para poder producir gas natural, como la producción de biogás, obtenido gracias a la descomposición de residuos, o con la extracción de metano del estiércol producido por las granjas animales. La tecnología para producir biogás utiliza bacterias dentro de fermentadores especiales, de esta manera los desechos orgánicos urbanos, estiércol y desechos agrícolas pueden transformarse en gas; de un vertedero de 1.000.000 de metros cúbicos se pueden obtener 5.500 metros cúbicos de biogás.
En un mundo donde el consumo de combustibles fósiles está experimentando un crecimiento exponencial, ¿pueden estas nuevas tecnologías productivas ser el camino adecuado hacia una sociedad más sostenible?
Las varillas, traídas por la perforación, son huecas en su interior y por ellas circula un lodo especial que, además de lubricar el cincel, saca los escombros de la trituración. El lodo de excavación se lleva a la superficie a través de tuberías, se descarga en un tanque donde se filtra y luego se separa de los escombros y se vuelve a introducir en el pozo. A medida que el cincel excava, las paredes del pozo se revisten con tubos de acero y se cementan al suelo, para evitar derrumbes que puedan dañar las herramientas. Además, la cabeza del cincel es sustituida por otras, cada vez más pequeñas a medida que avanzan las excavaciones; parte de un diámetro de 70 centímetros hasta un diámetro de unos 10 centímetros, y los pozos pueden alcanzar una profundidad de entre 2 y 6 kilómetros. A esas profundidades la presión es muy alta, por lo que se utiliza una válvula especial llamada Cabea Poxo, o comúnmente Árbol de Navidad. Este equipo es un conjunto de válvulas que controlan la presión que ejerce el gas que sube a la superficie; para mayor seguridad, también se instala una válvula de seguridad en la llamada tubería de producción a una profundidad de unos 100 metros en caso de que falle la válvula de cabeza de pozo.
Una vez que se completa la perforación, se extrae el cincel y puede comenzar la extracción de gas natural de su campo. El gas, traído a la superficie por un sistema de tuberías, es conducido a tanques de tratamiento para ser preparado para su difusión en los distintos puntos predeterminados; en la naturaleza el gas, compuesto principalmente por metano, es una sustancia inodora, por lo que por seguridad se le agregan sustancias para darle un fuerte olor desagradable, para lograr que se perciba cuando hay una fuga. En algunas plantas industriales se utiliza gas natural inodoro porque hay sensores que identifican fugas de sustancias peligrosas.
Una vez finalizado el proceso de tratamiento, el gas puede clasificarse en las distintas zonas establecidas; los gasoductos, así llamados comúnmente, se utilizan para distribuir el producto en viviendas, fábricas pero también en plantas de producción de electricidad.
Al igual que el petróleo, el gas también es un combustible fósil limitado, las reservas en el planeta aún pueden ser explotadas por muchos años, pero el consumo de la población se ha incrementado dramáticamente; es por ello que en los últimos años se han desarrollado nuevas técnicas para poder producir gas natural, como la producción de biogás, obtenido gracias a la descomposición de residuos, o con la extracción de metano del estiércol producido por las granjas animales. La tecnología para producir biogás utiliza bacterias dentro de fermentadores especiales, de esta manera los desechos orgánicos urbanos, estiércol y desechos agrícolas pueden transformarse en gas; de un vertedero de 1.000.000 de metros cúbicos se pueden obtener 5.500 metros cúbicos de biogás.
En un mundo donde el consumo de combustibles fósiles está experimentando un crecimiento exponencial, ¿pueden estas nuevas tecnologías productivas ser el camino adecuado hacia una sociedad más sostenible?