miércoles, 17 de diciembre de 2008

El gas natural


El gas natural es un combustible fósil y gaseoso que se origina en la naturaleza. Tiene un origen común a los combustibles líquidos y sólidos como el petróleo y el carbón y también procede de grandes acumulaciones de restos de animales y vegetales.

El gas natural puede ser de varios tipos:

Gas seco
: está compuesto fundamentalmente por metano (CH4), aunque puede venir acompañado de etano (C2H6), nitrógeno (N), dióxido de carbono (CO2) y otra serie de gases en bajas concentraciones, pero se caracteriza fundamentalmente por estar compuesto por hidrocarburos de cadena muy corta, por lo que su contenido en hidrógeno es más bajo.
Gas húmedo
: además de componerse de metano y etano, tiene hidrocarburos con más átomos de carbono (más pesados) llegando a contener incluso octanos.
Grisú: es el gas asociado a los yacimientos de carbón. Es una mezcla de metano y aire que, alcanzando entre el 5 y el 15% de metano, resulta explosiva. Por ello es muy peligroso que haya grisú en la atmósfera de una mina y debe ser eliminado diluyéndolo en el aire.

En la naturaleza existen bolsas de gas que vienen asociadas a los yacimientos de petróleo y carbón, las llamadas bolsas de gas húmedo; y bolsas no asociadas, las llamadas bolsas de gas seco.

Más del 50% de las bolsas de gas no están asociadas a los yacimientos de petróleo, pero sí que comparten su origen fósil.

La formación del gas natural es similar a la del petróleo, pero exige una temperatura muy alta tras la formación del kerógeno y acompaña al petróleo ya formado. También se puede formar en la primera fase bacteriológica dando lugar a las bolsas de gas seco.
La composición química de las bolsas de gas seco en la naturaleza es: metano (CH4), etano (C2H6), nitrógeno (N) y dióxido de carbono (CO2). Mientras que las bolsas de gas húmedo pueden contener, además, hidrocarburos de hasta 8 átomos de carbono (C3H8, C4H10, C8H18) disueltos en la fase gaseosa. Esto puede ser ya que, igual que hay hidrocarburos gaseosos disueltos en la mezcla líquida del petróleo, lo mismo caben los hidrocarburos líquidos en la mezcla gaseosa ya que están ambos en concentraciones muy bajas.

Los hidrocarburos también vienen acompañados por otros gases incombustibles, como pueden ser el SH2, CO2, N2, helio (He).

La composición relativa del gas natural es muy diferente, dependiendo de su procedencia.


Transporte del gas natural
:
Se puede transportar de varias formas: por tierra, en fase gaseosa y a través de los conocidos gaseoductos.
Por mar a grandes distancias, en buques metaneros. El transporte en metaneros se lleva a cabo en fase líquida, ya que el gas natural licuado (GNL) ocupa del orden de 618 veces menos que en estado gaseoso y se puede transportar gran cantidad, aunque la licuefacción tiene lugar a -161 ºC y se necesita una planta de regasificación en el destino para devolver el estado gaseoso e introducirlo a la red de abastecimiento.


Relacionadas anteriores:

El petróleo
1 y 2
El carbón

Imagen:
winkydo en Flickr bajo licencia Creative Commons

martes, 2 de diciembre de 2008

El carbón


(Actualizado a 8 de julio de 2009, gracias a una corrección de Deneb)

El carbón es un combustible sólido que pertenece al grupo de los combustibles fósiles. Está formado hace millones de años por restos orgánicos en grandes acumulaciones.
Para que sea considerado combustible debe tener más del 50% en peso (o más del 70% en volumen) de materia carbonosa, esto es, materia mínimamente incombustible.


El carbón está compuesto por material heterogéneo de distintas propiedades físicas y químicas, pero tiene tres componentes generales: materia carbonosa, materia mineral (inerte) y agua o humedad.

Origen del carbón:

El carbón está formado hace unos 150 millones de años, aunque existen carbones mucho más jóvenes, incluso de menos de 20 millones de años y con una antigüedad en torno a los 300, y aunque pueden ser más antigüos, no es frecuente, ya que la mayor parte de las acumulaciones de vegetales que dan lugar al carbón provienen de la época del carbonífero.
Su origen se encuentra en grandes acumulaciones de restos vegetales orgánicos correspondientes a bosques y, en menor grado, de plantas acuáticas. Procede principalmente de bosques en condiciones de gran humedad y alta concentración de CO2 en la atmósfera, es decir, zonas húmedas donde los restos de vegetales quedaron cubiertos por agua y sufrieron una serie de procesos bioquímicos y físico-químicos.

Los procesos bioquímicos son aquellos en los cuales la masa vegetal experimenta una pérdida de oxígeno debida a la actuación de hongos y bacterias (aerobias y anaerobias).
Los procesos físico-químicos son aquellos que experimenta la masa vegetal a través del tiempo, esto es, que la materia carbonosa fue tapada por materia mineral inorgánica, lo cual implica un aumento de la temperatura y la presión.


El proceso más importante que sufre la materia vegetal es la carbonización, que es el proceso mediante el cual se convierte en materia carbonosa. En función de la temperatura, el tiempo y la presión, la carbonización da lugar a los distintos tipos de carbones ya que en este proceso se pierden: materia volátil, oxígeno, hidrógeno y humedad.

La biomasa (o materia vegetal original) se compone principalmente de hidratos de carbono, teniendo un 59% de carbono, 6% de hidrógeno y 49% de oxígeno.


Rango del carbón:
La clasificación por rango de los carbones se hace en función del grado de carbonización de la materia vegetal intermedia, llamada kerógeno.
Cuanto mayor sea la temperatura, la presión y el tiempo transcurrido, mayor será la carbonización y, por tanto, mayor será el rango del carbón. Así, la clasificación por rango, de menor a mayor, será: turbas, lignitos, bituminosos y antracitas.

Cada uno de los carbones se describe por una serie de propiedades físicas: las antracitas son duras y negras, tienen brillo semimetálico y fractura concoide, además, arden con llama corta y sin generar humos; los bituminosos son más frágiles, menos duros y arden con llama más grande; los lignitos no tienen brillo, son pardos o negros y son frágiles; las turbas no son exactamente carbones, son depósitos que han sufrido pocas transformaciones, tienen gran humedad y poco poder calorífico.


También se describen por una serie de propiedades químicas, en cuanto a su composición: así, de acuerdo con lo dicho anteriormente, los carbones que tengan un grado de carbonización mayor, serán los que contengan mayor cantidad de carbono y menor de oxígeno y humedad. Las antracitas tienen más del 90% de carbono, los bituminosos entre el 75 y el 90%, los lignitos entre 60 y 75% y las turbas entre 50 y 65%.


De esta manera, se puede llegar a la conclusión de que, cuanto más antiguo sea un carbón, mejor será su calidad; pero no necesariamente, ya que el rango del carbón es la consecuencia del metamorfismo sufrido por la roca.


Crédito de la imagen: Martin LaBar en Flickr

Entradas relacionadas:

El crudo de petróleo
Composición y caracterización del crudo de petróleo