English

21-08-2017 : Artículo

El mundo ya se fija en otra fuente no convencional de combustibles fósiles

En todo el mundo existen grandes cantidades de hidratos de metano —yacimientos congelados de gas natural en el fondo marino. Pero a medida que la perforación experimental avanza, muchos expertos cuestionan la conveniencia de explotar costosos recursos de combustible fósil que suponen un riesgo para el medio ambiente y acelerarán el calentamiento global

por

Hidrato de metano en llamas. J. Pinkston and L. Stern/USGS

En mayo de este año, China logró un gran avance en la explotación de extraños recursos de combustible fósil: allí los investigadores lograron succionar un flujo constante de gas metano del lodo congelado en el fondo marino. Ese mismo mes, Japón hizo lo mismo. Y en los Estados Unidos, los investigadores sacaron un lodo de hielo embarrado con metano del fondo del Golfo de México.

Un par de décadas atrás, la idea de explotar esta extravagante fuente de combustible, tanto costosa como peligrosa, se habría considerado una locura. Hasta hace poco se creía que el hielo de metano era explosivamente inestable. En el Golfo de México, las plataformas petrolíferas tradicionales han caminado de puntillas alrededor de estos yacimientos congelados durante años, tratando de evitarlos.

“Estos yacimientos han provocado quebraderos de cabeza entre los exploradores petroleros”, afirma Scott Dallimore, del Geological Survey of Canada. El derretimiento accidental de los depósitos que cubren los yacimientos tradicionales de petróleo y gas podría causar el colapso de la infraestructura de perforación o la obstrucción de las tuberías con hielo. Después de la explosión que sufrió la plataforma petrolera Deepwater Horizon en el Golfo de México en el 2010, por ejemplo, el agua y el metano formaron un tapón helado que frustró un intento de detener el vertido de petróleo.

Trozo de hidrato de metano encontrado por científicos estadounidenses en la costa de Oregon. USGS

Ahora la tendencia está cambiando, ya que los estudios del gas congelado han calmado algunos de los mayores temores. “Siempre habíamos pensado que estos hidratos de metano eran explosivos y peligrosos, pero no lo son”, constata Dallimore, que participa en las exploraciones de estos yacimientos en Canadá. Estos resultados tranquilizadores, combinados con la creciente demanda de energía, han estimulado a algunos países —especialmente a las naciones pobres en combustibles fósiles como la India y Japón— a plantearse seriamente la extracción comercial.

Pero siguen existiendo preocupaciones acerca de la conveniencia de explotar este rincón inexplorado del paisaje de los combustibles fósiles, teniendo en cuenta la posibilidad de desencadenar deslizamientos submarinos, desatar tsunamis, perturbar los ecosistemas oceánicos y —lo más importante de todo— aumentar más del doble los suministros de gas natural en la Tierra y, por ende, las emisiones que contribuyen al calentamiento del planeta. Así pues, ¿las perforaciones en busca de hidratos de metano son realmente una buena idea?

Desde hace décadas, la humanidad ha estado buscando combustibles fósiles en fisuras de la Tierra más pequeñas, más raras y más difíciles de alcanzar. En la década de 1990, los lodos asfálticos de las arenas bituminosas de Alberta comenzaron a parecer un recurso viable; en el 2003, gracias a las nuevas tecnologías y a los cambios económicos, Canadá ascendió espectacularmente al segundo lugar en los ránquines internacionales de reservas petroleras, por detrás de Arabia Saudí. Más tarde, hacia el 2008, la fracturación hidráulica, también conocida con el término fracking, se extendió con fuerza: las empresas explotadoras de hidrocarburos comenzaron a inyectar agua, arena y aditivos químicos en las rocas de esquisto para fracturarlas y extraer el gas natural de sus grietas. Ambas tecnologías, con sus consiguientes problemas medioambientales, han acaparado titulares desde entonces.

El hielo con metano encerrado es el recurso más reciente y más extraño que compite por estar en la lista de los gases explotables.

Desde hace décadas, la humanidad ha estado buscando combustibles fósiles en lugares más pequeños, más raros y más difíciles de alcanzar

Estos depósitos, denominados técnicamente hidrato de metano o clatrato de metano, son simple hielo con moléculas de metano atrapadas dentro de las estructuras cristalizadas de las moléculas de agua. Los hidratos de metano se forman en lugares gaseosos, húmedos, fríos y bajo presión, como el permafrost o el fondo del mar. Un trozo de hidrato de metano tiene un aspecto benigno, como una bola de nieve sucia. Pero al acercar un mechero encendido, la bola de nieve se convierte en una llama. Algunos lo llaman “hielo de fuego”.

Hasta los años 1960 ni siquiera se sabía que los hidratos existían en la naturaleza; la primera muestra sacada del fondo marino data del año 1979. Pero los investigadores concluyeron precipitadamente que las cantidades de este recurso serían ridículas. Hoy en día, se cree que hay entre 1,5 y 15 billones de toneladas de carbono encerradas en los hidratos en todo el mundo, comprable con los 5 billones de toneladas de carbono en todo el petróleo, gas y carbón del planeta. Aunque solo una fracción de estas reservas fuera extraíble, en los Estados Unidos se ha estimado que la explotación de hidratos podría multiplicar por siete los depósitos de gas natural de ese país.

Las primeras pruebas de un aprovechamiento eficaz de los hidratos no tuvieron lugar bajo el agua, sino en los hielos permanentes del norte de Canadá. En el 2002, y otra vez cinco años más tarde, investigadores como Dallimore accedieron a los hidratos de Mallik, un lugar situado en una isla del delta del río Mackenzie, cerca del mar de Beaufort. La idea, antes y ahora, no era desenterrar físicamente los hidratos, sino fundirlos (o “disociarlos”) in situ, para que el gas pudiera ser bombeado. Según descubrieron, calentar los hidratos no funcionó muy bien, pero despresurizarlos dio buenos resultados. Cuando el agua se extrae del suelo mediante bombeo y la presión subterránea disminuye, los hidratos se vuelven inestables. A continuación, se desintegran en sus componentes de agua y gas, lo que permite extraer el metano.

Es posible que los lugares de permafrost sean de acceso más fácil, pero la veta madre de hidratos (99% de las reservas mundiales) está bajo el agua. La primera prueba de producción de hidratos de aguas profundas se realizó en Japón en el 2013. Ingenieros japoneses perforaron un kilómetro de agua y un par de cientos de metros de lodo para llegar a una capa de arena rica en hidratos de 60 metros de grosor en la fosa de Nankai. El bombeo de agua hizo que la presión cayera y generara un flujo de gas de 20.000 m3 al día, un caudal 10 veces mayor que el de Mallik. La prueba se detuvo cuando el pozo quedó obstruido con arena.

Mapa de los yacimientos donde se han localizado y/o confirmado hidratos de gas. Haga clic en la imagen para ampliarla. PNUMA

Ambas pruebas se llevaron a cabo a corto plazo, en un periodo de semanas, no años. Pero los resultados fueron suficientemente alentadores como para impulsar más trabajo. En el 2015, el Gobierno indio descubrió un yacimiento aprovechable en la bahía de Bengala, y prevé su explotación comercial para el 2020. Los detalles de las pruebas realizadas en Japón en el 2017 se han mantenido en secreto hasta ahora, señala Tim Collett, un experto en hidratos del USGS (U. S. Geological Survey) con sede en Colorado. No obstante, China reportó un flujo máximo de 35.000 m3 de gas en un solo día en su experimento llevado a cabo en el 2017. Aunque los trabajos de los Estados Unidos han tenido hasta ahora más carácter científico que comercial, la perforación en el Golfo de México ha demostrado que el lugar es un posible candidato para la explotación de hidratos de metano en el futuro.

La preocupación inicial con los hidratos del fondo marino era que, en teoría, las perforaciones y las penetraciones podrían causar que grandes trozos de hidrato se desestabilizaran accidentalmente. Esta preocupación se basaba, como mínimo, en dos razones: en primer lugar, la posibilidad de que la liberación de burbujas de gas al agua disminuyera su densidad, en una medida suficiente como para hundir barcos y, por otra parte, el metano es al menos 20 veces más potente que el dióxido de carbono como gas de efecto invernadero, por lo que, si se liberan grandes cantidades a la atmósfera, se aceleraría el cambio climático. Afortunadamente, ambas preocupaciones han disminuido.

Probablemente ya había fracturas de grandes hidratos en el pasado, provocadas por la naturaleza, no por intervención humana. Se cree que los cráteres de un kilómetro de ancho en el fondo marino del Ártico se deben a bolsas de gas metano que colapsaron hace unos 12.000 años. Hace unos 55 millones de años, la liberación de 1,2 a 2,1 billones de toneladas de carbono metano de los hidratos han contribuido a que las temperaturas globales subieran bruscamente en 5 °C (9 °F).

Pero tales explosiones y liberaciones masivas son mucho menos frecuentes de lo que se pensaba, señala Carolyn Ruppel, que dirige el proyecto de hidratos de gas del SGS en Woods Hole, Massachusetts. Tal como explica, ahora se cree que otras grandes descargas de metano en la historia del planeta provienen de pantanos, no de los hidratos. “No vemos demasiadas pruebas de explosiones catastróficas”, constata Ruppel.

Las pruebas de producción realizadas hasta ahora han demostrado que la parte dura es la extracción del gas, no parar su escape. Los perforadores necesitan energía para bombear el agua, disminuir la presión y extraer el gas; cuando se deja de bombear, la disociación se detiene, lo que previene una desestabilización por fugas. “Hemos podido observarlo una y otra vez en muestras y pruebas de campo en Mallik, Alaska, y en Japón”, dice Dallimore.

Incluso si el metano se escapa de los depósitos del fondo marino, añade Ruppel, es poco probable que llegue a la superficie. Los estudios han demostrado que la mayor parte del metano queda atrapado en los sedimentos, es engullido por microbios o se disuelve en el agua. “Casi nada llega a la atmósfera”, confirma Dallimore.
A diferencia del fracking, no hay aditivos químicos involucrados en la extracción de hidratos: solamente metano y agua.

Sin embargo, persisten las preocupaciones en la realidad. Los microbios en el agua que consumen metano también gastan oxígeno y liberan dióxido de carbono, lo que tiene como consecuencia que el agua sea más ácida. Estas condiciones pueden provocar estrés a los organismos marinos. Esto fue probado accidentalmente por la explosión de la plataforma Deepwater Horizon, que liberó no solamente petróleo, sino también gas metano (del depósito, no de hidratos). Después se observó un cambio en los niveles de oxígeno del agua, aunque los investigadores no pudieron atribuir el impacto negativo sobre el ecosistema solamente a la liberación de metano. Ruppel y otros planean investigar algunas filtraciones de metano natural en el Atlántico en los próximos meses para ver cómo podrían afectar a la química del agua.

Vista aérea del lugar de perforación de Mallik cerca del mar de Beaufort, en Canadá. SUZANNE WEEDMAN/USGS

La perforación y la extracción de gas también podrían desestabilizar el fondo marino, lo suficiente como para causar un deslizamiento de tierra bajo el agua. “El mayor riesgo es el derrumbe de talud”, advierte Klaus Wallmann, que dirige una iniciativa de investigación alemana para explorar los hidratos como recurso de gas natural. Los hidratos pueden actuar como una especie de cemento para mantener los sedimentos del fondo marino unidos; si se alteran, pueden provocar el colapso del suelo, destruir ecosistemas locales o incluso, teóricamente, provocar tsunamis. Pero, asegura Wallmann, “un tsunami de grandes dimensiones es muy improbable”.

Existen maneras de mitigar estos riesgos, como no explotar áreas con pendientes pronunciadas o donde los hidratos están cerca de la superficie del fondo marino. Los mineros también podrían intercambiar el metano en los hidratos de carbono con el dióxido de carbono capturado en centrales eléctricas de carbón u otras fuentes, haciendo desaparecer ingeniosamente algunos gases de efecto invernadero y manteniendo estables los hidratos en forma de hielo. Los Estados Unidos probaron esa idea en algunos suelos permanentemente helados de Alaska en el 2012; funcionó, aunque no pudieron extraer metano en cantidades elevadas.

Un informe del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) del 2014 concluyó que los riesgos medioambientales de la explotación de los hidratos “probablemente serían similares a los de los proyectos convencionales [de gas natural]”, lo que significa que sigue existiendo un problema grave por resolver: la explotación de otra fuente enorme de gases de efecto invernadero. Ese es el verdadero peligro, advierte Yannick Beaudoin, editor del informe del PNUMA. “Puesto que los costes de las fuentes renovables se acercan en algunos lugares a los del carbón, es posible que eludamos este ‘peligro’ simplemente por la economía rápidamente cambiante”, añade Beaudoin, director científico de GRID-Arendal, una fundación con sede en Noruega que apoya el desarrollo sostenible. Países como China, opina Beaudoin, podrían optar por aumentar su inversión en energías renovables en lugar de destinar fondos a nuevos combustibles fósiles.

Lo que realmente frena la minería de hidratos no es la tecnología, la política o la ecología, sino la economía

Las incógnitas siguen preocupando a algunos observadores que se preguntan si la industria podría ser regulada antes de que empiece a crecer. “Necesitamos un mayor conocimiento de los riesgos de esta actividad y de cómo gestionarlos”, escriben Haoran Dong & Guangming Zeng de la Universidad de Hunan (China), en una publicación reciente de Nature. Wallmann dice que Vladimir Golitsyn, el presidente del Tribunal Internacional del Derecho del Mar, le ha preguntado si es necesaria una regulación y cómo se podría hacer.

Mientras tanto, lo que realmente frena la minería de hidratos no es la tecnología, la política o la ecología, sino la economía. En América del Norte abunda el gas natural y a nadie le importan los hidratos”, resume Dallimore.

Un pozo típico de gas natural de aguas profundas extrae más de un millón de metros cúbicos de metano por día, señala Collett, una tasa 50 veces superior a la que se gestiona con hidratos hasta ahora. Pero es posible que el problema no sea tan grave como parece, agrega. La India importa más de un tercio de sus recursos energéticos, y Japón, más del 90%. “Sus costes de gas natural son 4 veces más elevados de lo que pagamos nosotros”, señala Collett. Para ellos, los hidratos parecen cada vez más atractivos.

, , , ,

Nicola Jones

ACERCA DE LA AUTORA
Nicola Jones es una periodista freelance residente en Pemberton, British Columbia, en las afueras de Vancouver. Con conocimientos de química y oceanografía, escribe sobre las ciencias de la física, en gran parte para el periódico Nature. También ha colaborado con medios como Scientific American, Globe and Mail y New Scientist y ejerce de periodista científica residente de la Universidad de British Columbia (University of British Columbia).