¿Qué es el gas metano?
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El metano (CH4) es un gas incoloro e inodoro que se utiliza comúnmente como combustible – el principal componente del gas natural. Es un hidrocarburo y, por lo tanto, de naturaleza orgánica. También es uno de los gases que originan el carbono y que juegan un papel importante en el efecto invernadero. Como afirma la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA), el 10 por ciento de las emisiones de gases de efecto invernadero se deben al uso de gas metano. El gas es más ligero que el aire y sólo puede ser en forma gaseosa.
Es una forma de combustible fósil que se encuentra naturalmente debajo de la superficie terrestre como producto final de la descomposición anaeróbica por metanógenos, donde se encuentra junto con otros combustibles fósiles como el carbón y el petróleo. El gas metano también se puede producir en un laboratorio calentando una mezcla de etanoato de sodio y cal sodio. Debido a su calidad y cantidad de hidrocarburos, es un gas muy inflamable. Se quema fácilmente en el aire con una llama pálida no luminosa al reaccionar con el oxígeno para emitir dióxido de carbono, vapor de agua y mucho calor. Este artículo busca resaltar las fuentes, usos y efectos del gas metano.
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Fuentes de gas metano
1. Combustibles fósiles
El combustible fósil es, con mucho, la mayor fuente de energía del mundo, utilizado para propulsar motores de automóviles, turbinas y otras máquinas. Los combustibles fósiles se extraen de la materia orgánica en descomposición que se ha descompuesto a lo largo de millones de años bajo un intenso calor, lo que lleva a la desintegración de la materia en combustible.
Como resultado, se compone principalmente de carbono es una fuente importante de gas metano. El gas metano se encuentra naturalmente debajo de la superficie de la tierra y como está en forma gaseosa, no es fácil de atrapar o extraer. Se genera a partir de otros hidrocarburos en estado líquido y sólido, como el petróleo y el carbón, respectivamente.
2. Humedales
Los humedales artificiales, como presas y estanques, pueden influir en la presencia de gas metano. Es común encontrar que tales áreas fueron despejadas de vegetación para recuperarlas para la construcción. Después, la materia orgánica muerta continúa descomponiéndose en la base de estas estructuras, dando lugar a la producción de gas metano en el agua.
La presencia de agua y la falta de aire fresco aceleran el proceso de descomposición de la materia orgánica muerta. Este proceso de descomposición es lo que conduce a la generación de gas metano en el fondo del humedal. Los humedales naturales tienen el mismo efecto.
3. Compostaje
Uno de los modos más recomendables de eliminación de residuos es la composición, especialmente para los residuos orgánicos. El compostaje implica la estratificación de diferentes tipos de materia orgánica para reciclar los residuos de vuelta a la tierra de una manera segura y amigable.
En consecuencia, la mezcla de materia orgánica muerta conduce a la producción de gas metano a la atmósfera. Sin embargo, el compostaje libera pequeñas cantidades de gas en comparación con otras fuentes de gas y, por lo tanto, no es peligroso.
4. Residuos animales
En un intento por ahorrar en fuentes de energía no renovables, el mundo ha alentado a los sistemas de producción ganadera a adoptar la práctica de producir biogás para proporcionar energía barata y asequible. La producción ganadera ha propiciado el crecimiento de esta fuente de energía renovable, ya que proporciona todos los materiales necesarios para la puesta en marcha de la planta. Esto ha provocado una mayor liberación de metano a la atmósfera a través de la fermentación de los residuos animales.
5. Descomposición anaeróbica
El gas metano se produce cuando hay descomposición bacteriana anaeróbica. Esto significa que el proceso de descomposición de la materia orgánica no requiere oxígeno, sino un medio adecuado para que las bacterias prosperen. A menudo se produce durante la descomposición de los residuos orgánicos en los vertederos.
6. Gestión de residuos
El agua residual bruta de las aguas residuales se trata para que se considere segura y pueda volver a verterse en las vías fluviales. Durante el tratamiento, el lodo se deja como residuo y, dado que el lodo es a menudo una mezcla de compuestos, especialmente materia orgánica, las bacterias adecuadas lo convierten en su hogar y ayudan en la descomposición que conduce a la producción de gas metano.
7. Minería de carbón
El carbón es la forma más densa de combustible fósil extraído de la superficie de la tierra y, por ello, es sólido en estado sólido y ocupa mucho espacio, atrapando así el gas metano que se encuentra debajo. La extracción de carbón conduce a la liberación de gas metano a la atmósfera, ya que no es fácil de atrapar.
8. Campos de arroz
Para que el arroz crezca, se cultiva en campos rellenos que están inundados de agua. Demasiada agua agota el oxígeno presente en el suelo y también conduce a la descomposición de la materia orgánica presente, lo que proporciona un medio adecuado para la producción de gas metano. El gas se libera por difusión a la atmósfera. Los campos de arroz con cáscara son una de las mayores fuentes de emisión de gas metano al medio ambiente.
9. Quema de combustible de leña
El uso de leña y carbón es común porque es una forma barata de generar energía para cocinar y calentar. Sin embargo, cuando se utiliza leña, libera gas metano a la atmósfera. Los incendios forestales también liberan el gas a la atmósfera.
Usos del gas metano
1. Usado para cocinar
El metano es un hidrocarburo y más ligero que el aire. Por lo tanto, produce más energía por unidad de peso en comparación con el petróleo y el carbón. También se prefiere para cocinar, ya que no tiene olor y no deja hollín en los utensilios de cocina.
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2. Se utiliza para proporcionar iluminación
El gas metano se puede aprovechar para generar electricidad para hogares, oficinas e industrias.
3. Utilizado en la producción de otros compuestos
El gas metano es esencial para la formación de metanol (alcohol metílico), que es un componente clave del alcohol. También es importante en la fabricación artificial de hidrógeno para su uso en diversas industrias.
El ácido clorhídrico, uno de los ácidos más comunes utilizados en los laboratorios, se fabrica con gas metano como ingrediente. El triclorometano es otro compuesto que requiere gas metano. También conocido como cloroformo, se utiliza ampliamente como disolvente y como anestésico.
4. Utilizado para manejar maquinaria industrial
El gas metano se utiliza para hacer funcionar o accionar motores y turbinas en fábricas. También se utiliza para proporcionar energía con fines de iluminación.
5. Se utiliza para producir negro de humo
El gas metano puede quemarse de forma incompleta, lo que provoca depósitos de carbono inusuales. Estos depósitos se conocen como negro de carbón y se utilizan para reforzar el caucho que se utiliza para fabricar neumáticos de vehículos. Este mismo negro de humo se utiliza para hacer pinturas y tintas de impresión.
6. Es un ingrediente fertilizante
Con la adición de hidrógeno, el gas metano se utiliza para fabricar amoníaco, que es un compuesto clave en la fabricación de fertilizantes.
7. Utilizado como combustible para cohetes
Su estado gaseoso se traduce en menos depósitos de carbono cuando se quema, lo que lo hace ideal para combustible de cohetes. Tampoco deja residuos. Otras formas de combustible, como el queroseno, emiten mucho carbono, lo que hace que la cámara de combustión del cohete sea defectuosa.
Efectos del gas metano en nuestro medio ambiente
1. Explosiones
La mezcla de metano y aire es de naturaleza muy explosiva. Alrededor del 20% del aire es oxígeno y se vuelve muy reactivo cuando entra en contacto con el metano. Ha habido casos de explosiones, especialmente en las minas de carbón, donde las minas colapsan simplemente debido a la reacción entre el gas metano en la mina y el oxígeno en el aire.
También se han producido explosiones en vertederos donde se han compactado residuos orgánicos y se está liberando gas metano en grandes cantidades. Se ha informado de reacciones espontáneas con el aire alrededor del vertedero que pueden provocar un brote de incendio.
2. Efecto invernadero
Por sí solo, el gas metano no daña el medio ambiente ni la vida. Sin embargo, en el aumento de la concentración del gas junto con la presencia de dióxido de carbono y vapor de agua, se produce una absorción masiva y la captura de calor en la atmósfera que es perjudicial para el medio ambiente. El resultado se denomina efecto invernadero asociado al cambio climático y al calentamiento global.
3. Quemaduras
En su forma extremadamente fría, el gas metano puede causar quemaduras cuando entra en contacto con la piel y sí.
4. Asfixia
En altas concentraciones y en un espacio cerrado, el gas puede reaccionar con todo el oxígeno presente y librar el área de todo el oxígeno que conduce a la asfixia.
5. Enfermedad
Los motores emiten hidrocarburos y humos debido a la combustión de gas metano, que puede ser peligroso una vez inhalado en el cuerpo. Por otro lado, la exposición a altos niveles de metano puede provocar dolor de cabeza, vómitos, náuseas y pérdida del conocimiento.
