Antecedentes de la investigación

2.1 Antecedentes de la investigación

En los últimos dos siglos, o desde los albores de la revolución industrial, las concentraciones de metano en la atmosfera se han más que duplicado, en gran parte debido a la actividad humana. El registro histórico, sobre la base del análisis de burbujas de aire atrapadas en las capas de hielo, indica que el metano es más abundante ahora en la atmosfera que en cualquier momento durante los últimos 400,000 años.

Desde 1750, el promedio mundial de las concentraciones atmosféricas han aumentado en un 150%. Para 1978 este número ha sido aproximadamente de 700 a 1745 partes por billón en volumen (ppbv). Durante la última década, aunque las concentraciones de metano han seguido aumentando, la tasa global de crecimiento se ha estancado. A finales del decenio de 1970, la tasa de crecimiento fue de aproximadamente de 20 ppbv por año. En la década de 1980, el crecimiento se redujo al 9-13 ppbv por año. En el periodo de 1990 a 1998 se registró un crecimiento de o-13 ppbv por año. Un estudio reciente realizado por Duglokencky, muestra que el metano atmosférico en un estado constante de1751 ppbv entre 1999 y 2002.

El metano es emitido por una variedad de fuentes tanto antropogénicas (causadas por las actividades humanas) como de fuentes naturales. Las fuentes de emisión antropogenicas incluyen la agricultura, las minas de carbón, los vertederos y los sistemas de gas natural y petróleo. Alrededor del 60% de las emisiones mundiales provienen de esas fuentes y el resto son emisiones naturales, principalmente de pantanos, hidratos de gas, el permagel y las termitas.

La agricultura, minas y rellenos sanitarios, y los sistemas de petróleo y gas aportan entre los países socios el 60% de las emisiones antropogenicas de metano para estas cuatro fuentes, sin embargo aportan el 25% para el total de las fuentes de emisiones antropogenicas.

El metano es un gas de efecto invernadero muy potente. En 100 años una tonelada de metano podría calentar el globo 23 veces más que una tonelada de dióxido de carbono. La atmosfera tiene una concentración de metano 1.774 partes por billón ppbv lo que se refleja en un considerable aumento en la concentración de metano desde comienzo de la revolución industrial. Sin embargo, hay 220 veces menos metano que dióxido de carbono en la atmosfera. El metano no solo lo podemos encontrar en concentración en la atmosfera y del resultado de la descomposición de los seres orgánicos de la tierra, también lo podemos encontrar como hidratos de metano estos se encuentran en el fondo de los océanos y en las regiones árticas o regiones con temperaturas bajo cero como lo son Siberia y Groenlandia en estos lugares lo encontramos en grandes concentraciones tal vez mayores que en la atmosfera y del resultado de las descomposición de orgánicos. Los hidratos de metano son la combinación congelada de metano y agua, se encuentra en grandes cantidades en el mar y zonas árticas. Es posible que un cambio climático continuo pudiese liberar esas reservas congeladas de metano y añadir repentinamente mucho metano a la atmosfera, lo que agravaría y al tiempo que provocaría un calentamiento global sin precedentes.

Reducir las emisiones de metano a porta muchos beneficios de energía, seguridad, económicos y ambientales. En primer lugar, debido a que el metano es un gas de tipo invernadero potente y tiene una vida atmosférica corta, aproximadamente de 12 años en comparación de otros gases de efecto invernadero, su reducción puede producir importantes resultados a corto plazo.

Muchas de las oportunidades de reducción de emisiones de metano disponibles conllevan la recuperación y el uso de metano como combustible para generar electricidad. Estas acciones representan oportunidades clave para reducir las emisiones en operaciones de control de residuos, animales, minas, vertederos, sistemas de gas natural y petróleo. Las tecnologías específicas y los métodos de mitigación, varían según la fuente de emisión debido a sus distintas características y diversos procesos de emisión.

El control de residuos animales: El metano que se libera de los de los sistemas de control de estiércol en estado líquido se capturarse y utiliza para satisfacer una porción de los requisitos de energía de la granja. El metano capturado se utiliza como una fuente de energía limpia para producir electricidad o como combustible para motores calderas, estufas o enfriadores. Las técnicas para la recolección incluyen tanques anaeróbicos cubiertos conocidos como biodigestores de flujo tipo pistón, biodigestores de mescla completa y biodigestores de escala pequeña, en los biodigestores es donde se recupera el metano.

En las minas de carbón: Para reducir los riesgos de explosión el metano se extrae de las minas subterráneas antes de trabajar dentro de la mina, o durante, o después de las actividades de minería. En lugar de liberar el metano a la atmosfera, se utilizaría de manera rentable de diversas maneras. Entre ellas se encuentra la inyección en tuberías de gas natural, de la cual se puede llevar el gas por medio de la tubería a los hogares y las empresas, la producción de energía la alimentación dual de combustible en calderas, la calefacción central, el secado de carbón y el combustible para automóviles.

En los vertederos: El método principal para reducir las emisiones de metano de los verteros con lleva la recolección y combustión o usos de los gases de vertedero. Las tecnologías de utilización de gases de vertedero reconcentran en la generación de electricidad y uso de gas directo. La generación de electricidad conlleva la transferencia de metano recolectado por tuberías hacia motores de pistón o turbinas de combustión, en los que puede convertirse en energía. La tecnología de uso directo puede usar el gas de los vertederos directamente como combustible de poder calorífico intermedio, mientras que otras requieren que el gas se mejore y se distribuya por tuberías de gas natural.

El metano de los océanos o mejor dicho hidratos de metano es una sustancia blanca comparable, quizás con una nieve efervescente que relampaguea en medio de una obscuridad de barro, entre bacterias y piedras a gran profundidad en los océanos de todo el mundo tal vez posea la energía que la humanidad necesite el futuro frente a la certeza del final de sus reservas de petróleo, el metano o hidrato así se le llama a este compuesto hecho de moléculas de gas metano, resultado de la descomposición microbiana de la materia orgánica de los sedimentos marinos atrapado dentro de pequeñas jaulas de agua congelada. A pesar de que es una gran promesa energética, surgen grandes dudas acerca de cómo logar la extracción sin que la energía que contiene el metano hidrato se evapore, ya que las condiciones en las que permanece estable en el fondo del mar son muy particulares: gran presión, por lómenos 500 metros de bajo de la superficie, y temperaturas muy bajas cercanas al congelamiento. Países interesados en encontrar un combustible que pueda remplazar el petróleo, han comenzado a realizar investigación sobre como poder extraer el metano las grandes dificultades que esto representa, solo unos pocos países, sean atrevido a invertir en nuevos proyectos sobre como extraer el metano estos países son Japón, principal interesado, en este caso, Rusia y los Estados Unidos.

Dada la cantidad de los depósitos marinos de metano en todo el mundo (más del doble de las reservas de carbón y todos los otros combustibles fósiles sumados) no es sorprendente que los gobiernos las industrias de petróleo y gas natural se hayan interesado en recoger esta nueva energía alternativa. Los países que desean gastar menos en combustible importado han comenzado a buscar soluciones frente a las dificultades técnicas, por ejemplo, Japón programo el lanzamiento de un proyecto experimental para extraer el hidrocarburo fuera de la costa de Hokkaido, para octubre de este año. Además de programas, investigación y desarrollo.

Uno de los problemas a solucionar es que los depósitos se encuentran cerca de un kilómetro debajo de la flora marina. Otro de los problemas que se enfrentan al querer extraer el hidrato de metano es que se descompone rápidamente si es removido de las altas presiones y bajas temperaturas de las profundidades oceánicas. Incluso si los ingenieros construyeran un sistema para traer metano a la superficie antes de que se evapore, sacar el metano de la matriz de barro y roca seguiría siendo un problema.

Liberar el gas metano atrapado en el hidrato yaciente tampoco es fácil. La presión del agua y las piedras que están sobre los depósitos es tal que hacen dificultoso extraer el metano en una cantidad suficiente como para hacer la extracción una actividad que valga la pena y los gastos. De todas maneras el metano no está completamente fuera del alcance. Atreves de poleas similares a las usadas para recuperar el petróleo, se podría bombear el metano que escaparía a la superficie a través de otro hoyo. El metano llegaría, pero las líneas submarinas y una avalancha acabarían de un plumazo con millones de dólares.

Terminar con tales dificultades es la idea de varios científicos, Timothy Collett, del servicio geológico estadounidense de Denver propuso llegar a la costa con tubos y licuar el gas en barcos con plataformas acondicionadas específicamente. Según collett, el metano seria en parte quemado para obtener hidrogeno y monóxido de carbono. Una catálisis luego convertiría la mescla en hidrocarbono líquido que sería rápidamente transportado por barco. En el trayecto se perdería un 35% de la energía, pero la rentabilidad aun haría posible la operación. Para Roger Sassen, de la universidad de Texas es factible la

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