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El metano- Usos y soluciones (página 2)




Partes: 1, 2

Clase de compuestos orgánicos

El carbono puede constituir más compuestos que ningún otro elemento porque los átomos de carbono tienen la capacidad de formar enlaces carbono-carbono sencillo, doble y triple y también de unirse entre sí formando cadenas o estructuras cíclicas. La rama de la química que estudia los compuestos del carbono es la química orgánica.

Todos los compuestos orgánicos se derivan de un grupo de compuestos conocidos como hidrocarburos debido a que están formados sólo por hidrógeno y carbono.

Hidrocarburos alifáticos

Los hidrocarburos alifáticos se dividen en alcanos, alquenos y alquinos.

Alcanos

Los alcanos tienen la fórmula general CnH2n+2, donde n =1,2…. La principal característica de las moléculas de los hidrocarburos alcanos es que solo presentan enlaces covalentes sencillos. Los alcanos se conocen como hidrocarburos saturados porque contienen el número máximo de átomos de hidrógeno que pueden unirse con la cantidad de átomos de carbono presentes.

Dos compuestos químicos diferentes con la misma fórmula molecular se denominan isómeros. El número de alcanos isoméricos aumenta al aumentar número de átomos de carbono. En la tabla se indican los puntos de fusión y de ebullición, así como el número de isómeros de algunos alcanos de cadena lineal.

¿Qué es el metano?

Debido a que se recolectó por primera vez en los pantanos, el metano llego a conocerse como gas de, los pantanos. Las termitas constituyen una fuente bastante grande para la producción del metano. Cuando estos voraces insectos consumen madera, los microorganismos que habitan en su sistema digestivo de carbono y otros compuestos. Se calcula que las termitas ¡Producen anualmente 170, 000,000 de toneladas de metano! También se produce en algunos procesos de tratamiento de desechos. A escala comercial el metano se obtiene del gas natural.

El gas natural es una mezcla de metano, etano y una pequeña cantidad de propano.

Compuesto de carbono e hidrógeno, de fórmula CH4, es un hidrocarburo, el primer miembro de la serie de los alcanos. Es más ligero que el aire, incoloro, inodoro e inflamable. Se encuentra en el gas natural (entre un 75% y un 90%), como en el gas grisú de las minas de carbón, en los procesos de las refinerías de petróleo, y como producto de la descomposición de la materia en los pantanos. Es uno de los principales componentes de la atmósfera de los planetas Saturno, Urano y Neptuno. El metano puede obtenerse mediante la hidrogenación de carbono o dióxido de carbono, por la acción del agua con carburo de aluminio o también al calentar etanoato de sodio con álcali. El metano es apreciado como combustible y para producir cloruro de hidrógeno, amoníaco, etino y formaldehído.

El metano es el hidrocarburo alcano más sencillo, es un gas.

Cada uno de los átomos de hidrógeno está unido al carbono por medio de un enlace covalente. Es una sustancia no polar que se presenta en forma de gas a temperaturas y presiones ordinarias. Apenas es soluble en agua en su fase líquida.

En la naturaleza se produce como producto final de la putrefacción anaeróbica de las plantas, este proceso natural se puede aprovechar para producir biogás. Puede constituir hasta el 97% del gas natural. En las minas de carbón se le denomina grisú y es muy peligroso por su facilidad para inflamarse.

El metano es el punto de partida de de la producción comercial de diverso productos químicos, como el hidrógeno, el monóxido de carbono y el cianido de hidrógeno. El metano constituye gran parte de la atmósfera de los grandes planetas Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.

Características químicas

El metano es un ejemplo de compuesto molecular, cuyas unidades básicas son grupos de átomos unidos entre sí. La molécula de metano consta de un átomo de carbono con cuatro átomos de hidrógeno unidos a él. La forma general de la molécula es un tetraedro, una figura con cuatro caras triangulares idénticas, con un átomo de hidrógeno en cada vértice y el átomo de carbono en el centro.

 

Propiedades

Generales

Nombre

Metano

Estructura de Lewis:

H

|

H-C-H

|

H

Fórmula química

CH4

Peso atómico

16.04 uma

Otras denominaciones

Gas del pantano; Hidruro de metilo

CAS number

74-82-8

Cambios de fase

Punto de fusión

90.6 K (-182.5°C)

Punto de ebullición

111.55 K (-161.6°C)

Punto triple

90.67 K (-182.48°C)
0.117 bar

Punto crítico

190.6 K (-82.6°C)
46 bar

ΔfusH

1.1 kJ/mol

ΔvapH

8.17 kJ/mol

Propiedades del gas

ΔfH0gas

-74.87 kJ/mol

ΔfG0gas

-50.828 kJ/mol

S0gas

188 J/mol·K

Cm

35.69 J/mol·K

Seguridad

Efectos agudos

Asfixia; en algunos casos inconsciencia, ataque cardíaco o lesiones cerebrales. El compuesto se transporta como líquido criogénico. Su exposición causará obviamente la congelación.

Flash point

-188°C

Temperatura de autocombustión

600°C

Límite explosivos

5-15%

Valores en el SI y en condiciones normales (0 ºC y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

 

Fórmula molecular: su importancia fundamental

 En este capítulo nos hemos ocupado de la estructura del metano: el modo de juntarse los átomos para formar la molécula de metano. Antes, sin embargo, es necesario conocer de qué átomos se trata y cuántos de ellos conforman la molécula: es primordial saber que el metano es CH4. Antes de poder asignar una fórmula estructural a un compuesto, debemos conocer su fórmula molecular.

Se ha invertido mucho de este capítulo en el estudio de la sustitución del cloro por el hidrógeno en el metano, pero antes fue necesario saber que había sustitución, que cada paso de la reacción genera un producto que contiene un hidrógeno menos y un átomo de cloro más que el reactivo; debíamos saber que el CH4 es convertido, sucesivamente, en CH3CI, CH2CI2, CHCI3 y CCI4. Antes de poder estudiar las reacciones de un compuesto orgánico, debemos conocer las fórmulas moleculares de los productos.

Revisemos un poco lo que sabemos acerca de cómo asignar una fórmula molecular a un compuesto. Debemos realizar:

(a) un análisis elemental cualitativo, para determinar que tipos de átomos contiene la molécula;

(b) un análisis elemental cuantitativo, para determinar el número relativo de los distintos tipos de átomos presentes en la molécula, es decir, para establecer su fórmula empírica;

(c) una determinación del peso molecular, que indica (combinado con la fórmula empírica) el verdadero número de los distintos átomos, es decir, nos da la fórmula molecular.

 La mayor parte de esto debería serle familiar al estudiante de cursos anteriores de química. Aplicaremos estos principios al análisis orgánico.

Peso molecular. Fórmula molecular

Sabemos ahora qué átomos conforman la molécula que estudiamos y en qué proporciones se encuentran, lo que se resume en la fórmula empírica.

Esto no es suficiente, sin embargo; basándose solamente en su fórmula empírica, por ejemplo, el metano podría tener un carbono y cuatro hidrógenos, o dos carbonos y ocho hidrógenos, o cualquier múltiplo de CH4. Aún nos resta encontrar la fórmula molecular: que indica el número verdadero de cada clase de átomo en una molécula.

Para encontrar la fórmula molecular, debemos determinar el peso molecular: hoy seguramente se haría por espectrometría de masas, la que da un valor exacto. El etano, por ejemplo, tiene la fórmula empírica CH3: se le encuentra un peso molecular de 30, lo que indica que C2 H6 debe ser la única fórmula molecular correcta entre todas las posibles.

Características físicas

La unidad de un compuesto no iónico, sea sólido, líquido o gaseoso, es la molécula. Como la molécula de metano es muy simétrica, las polaridades de los enlaces carbonos-hidrógenos individuales se anulan, de lo que resulta que la molécula en sí no es polar.

La atracción entre tales moléculas no polares queda limitada a las fuerzas de Van der Wasls; para moléculas tan pequeñas, estas fuerzas atractivas deben ser muy débiles, comparadas con las intensísimas entre iones sodio y cloruro, por ejemplo. No debe ser sorprendente, por tanto, que esas fuerzas atractivas sean vencidas con facilidad por la energía térmica, de modo que la fusión y ebullición se producen a temperaturas muy bajas: p.f. -183ºC, p.e. -161.5ºC. (Compárense estos valores con los correspondientes para el cloruro de sodio: p.f. 801ºC, p.e. 1413ºC.) En consecuencia, el metano es un gas a temperatura ordinaria.

El metano es incoloro y, en estado líquido, menos denso que el agua (densidad relativa 0.4); de acuerdo con la regla de que < < una sustancia disuelve a otra similar> > , es apenas soluble en agua, pero muy soluble en líquidos orgánicos, como gasolina, éter y alcohol. Con respecto a sus propiedades físicas, el metano fija la pauta para los demás miembros de la familia de los alcanos.

 Sin embargo, el ataque de los átomos de yodo al metano es un paso propagador de cadena,

Y si es lento, toda la reacción debe ser lenta; en estas circunstancias, los pasos que la terminan (por ejemplo, la unión de dos átomos de yodo) pasan a ser tan importante que, de hecho, no hay cadena.

Propiedades caloríficas

Calorías por gramo: 12 Kcal

Calorías por gramo de CO2: 4,5 Kcal

Estado de transición

El concepto de Eact debe ser nuestra clave para la comprensión de la reactividad química, pero para hacerla útil necesitamos un concepto adicional: el estado de transición.

Probablemente una reacción química es un proceso continuo que implica una transición gradual de reactivos a productos. Sin embargo, ha resultado útil considerar la disposición de los átomos en una etapa intermediaria de la reacción, como si se tratara de una molécula real. Esta estructura intermedia se denomina estado de transición; su contenido de energía corresponde al máximo de la curva de energía (Fig. 2.11).

 Tal como D H es la diferencia en contenido energético entre reactivos y productos, Eact es la diferencia en contenido de energía entre reactivos y estado de transición.

El concepto de estado de transición es útil por esta razón: podemos analizar su estructura como si se tratara de una molécula e intentar estimar su estabilidad. Todo factor que estabiliza el estado de transición en relación con los reactivos tiende a disminuir la energía de activación; es decir, todo factor que rebaja la cima de la colina energética más que el valle de los reactivos reduce la altura neta que debe vencer durante la reacción. En este libro, la estabilidad del estado de transición será la base - explícita o implícita - de, prácticamente, todo estudio de la reactividad.

Pero el estado de transición es sólo una disposición pasajera de átomos que, por su naturaleza intrínseca encontrándose en la cima de la colina energética -, no puede ser aislado y examinado. ¿Cómo podemos llegar a saber algo acerca de su estructura? Pues bien, tomemos como ejemplo el estado de transición para la separación de hidrógeno del metano por un átomo de halógeno y vemos a qué nos conduce reflexionar un poco.

Para comenzar, con seguridad podemos decir lo siguiente: el enlace carbono-hidrógeno se estira, pero no se rompe del todo, mientras que la unión hidrógeno-halógeno ha comenzado a formarse, aunque sin completarse. Esta condición puede representarse por en donde las líneas de puntos indican enlaces parcialmente rotos o formados.

Ahora, ¿qué podemos decir acerca de la forma del grupo metilo en este estado de transición? En el reactivo, en el cual el grupo metilo está unido al hidrógeno, el carbono es tetraédrico (con hibridación sp3); en el producto, en el que el metilo ha perdido el hidrógeno, el carbono es trigonal (hibridación sp2).

En el estado de transición, con el enlace carbono hidrógeno parcialmente roto, la hibridación del carbono es intermedia entre sp3 y sp2; el metilo se ha aplanado parcialmente, aunque no del todo; los ángulos de enlace son mayores que 109.5, pero menores que 120º.

 Por último, ¿dónde se encuentra el electrón impar? Se hallan sobre el cloro en los reactivos, sobre el metilo en los productos y, compartido entre ambos, en el estado de transición. (La parte correspondiente a cada átomo se representa por &-.) El grupo metilo soporta parcialmente el electrón impar que tendrá en el producto, con lo que ha adquirido, en la proporción correspondiente, algo de las características del radical libre que llegará a ser.

De este modo muy directo, hemos trazado una descripción del estado de transición, que expone la ruptura y la formación de enlaces, la disposición espacial de los átomos y la distribución de los electrones.

(Este estado de transición específico es intermediario entre reactivos y productos, no sólo en la secuencia del tiempo, sino también estructuralmente. No todos los estados de transición son de estructura intermediaria: como se demuestra más adelante, reactivos y producto son tetraédricos en reactivos SN2, mientras que su estado de transición contiene carbono pentavalente.)

 En la sección 2.18 estudiamos las velocidades de reacción desde el punto de vista de la teoría de las colisiones. Un enfoque alternativo de utilidad más general es la teoría del estado de transición (o termodinámica) de la velocidad de reacción. Se considera que existe un equilibrio entre los reactivos y el estado de transición, el cual se trata en la misma forma que los equilibrios verdaderos de reacciones reversibles. Se reemplazan la energía de activación (Eact) y el factor de probabilidad por calor de activación (entalpía, D H++) y entropía de activación (D S++), respectivamente, los que, combinados, dan la energía libre de activación (D G++).

D G++ = D H++ - TD S++

Cuanto menor (menos positivo) sea el D H++ y cuanto mayor (más positivo) el D S++, menor será D G++ y más rápida la reacción.

La entropía corresponde, aproximadamente, al grado de desorden de un sistema: un equilibrio tiende a favorecer el estado en el cual se imponen menos restricciones a los átomos y a las moléculas. Luego, la entropía de activación es una medida del desorden relativo de reactivos y estado de transición; cuanto menos restricciones a la disposición de los átomos en el estado de transición -en relación con los reactivos -, más rápida será la reacción. Podemos apreciar que, en general, el factor de probabilidad y la entropía de activación miden prácticamente lo mismo; por una parte, un factor de probabilidad bajo significa que en una colisión se requiere una orientación muy especial de los átomos; por otra parte, una entropía de activación desfavorable (baja) significa que se imponen restricciones bastante severas en cuento a las posiciones de los átomos en el estado de transición.

Reactividad y desarrollo del estado de transición

Para la separación de hidrógeno del metano por medio de un átomo de halógeno, acabamos de ver que el estado de transición difiere de las reactivas diferencias que, desde luego, estamos investigando - en el sentido de que se parece a los productos. Esto es generalmente cierto para reacciones en las que se forman radicales libres (o iones carbonio o carbaniones).

Pero, ¿cuánto se parece este estado de transición en particular a los productos? ¿Hasta dónde han llegado la ruptura y formación de enlaces? ¿En qué grado se ha hecho plano el grupo metilo y en qué proporción tiene el electrón no apareado?

Sorprendentemente, podemos incluso contestar a preguntas como éstas, al menos en forma relativa. En un grupo de reacciones similares, el estado de transición se alcanza tanto más tarde, durante el proceso, cuanto más alta sea la Eact. De las consideraciones teóricas que fundamentalmente este postulado, sólo mencionaremos ésta: la diferencia en distribución electrónica que llamamos diferencia en estructura corresponde a una diferencia energética; cuanto mayor sea la diferencia estructural, mayor será la energética. Si Eact es elevada, el estado de transición difiere considerablemente en energía de los reactivos y tal vez también en estructura electrónica; si Eact es baja, habrá poca diferencia entre la energía del estado de transición y la de los reactivos, como probablemente también se estructura electrónica (véase Fig. 2.12).

En la práctica, este postulado ha resultado muy útil para la interpretación de resultados experimentales; veremos que, otros, nos permite explicar la relación entre reactividad y selectividad.

 La separación de hidrógeno por el átomo de cloro, muy reactivo, tiene una baja Eact. Luego, de acuerdo con el postulado, se alcanza el estado de transición antes de que la reacción haya avanzado mucho y cuando el enlace carbono-hidrógeno se encuentra sólo ligeramente estirado; la distribución de átomos y electrones aún es muy similar a la de los reactivos, y el carbono es todavía prácticamente tetraédrico. El grupo metilo ha desarrollado poco carácter de radical libre.

En cambio, la separación de hidrógeno por el átomo de bromo, menos reactivo, tiene una Eact muy elevada. El estado de transición sólo se alcanza una vez avanzada la reacción hasta estar cerca de completarse y cuando el enlace carbono-hidrógeno está casi escindido.

La geometría y la distribución electrónica han comenzado a aproximarse a la de los productos y el carbono bien puede ser casi trigonal. El grupo metilo ha desarrollado mucho carácter de radical libre.

Así, en el ataque por un reactivo de gran reactividad, el estado de transición tiende a parecer al reactivo; en el ataque por una sustancia de poca reactividad, el estado de transición tiende a ser semejante a los productos.

Seguridad en el manejo del metano

El peligro del gas metano en las minas de carbón

Nos limitaremos ahora a tratar del metano "o gas de los pantanos", presidiendo de los demás hidrocarburos. Este gas se desprende de los terrenos pantanosos y puede recogerse en pequeña cantidad agitando el lodo que hay en el fondo de las aguas estancadas. Asimismo de encuentra en el gas del alumbrado y es uno de los gases que se forman en las minas de carbón. Los mineros le dan el nombre de grisú, y cuando se encuentra mezclado con el aire de una mina basta encender un fósforo para provocar una explosión. De esta manera han perdido la vida muchos trabajadores; hoy los mineros usan la lámpara de seguridad inventada por sir Humphrey Davy, en la cual la tela metálica que envuelve la llama enfría la mezcla gaseosa interna e impide así que se inflame el grisú.

Los químicos no necesitan ir a los pantanos en busca de este gas, pues lo pueden obtener con gran facilidad de diversos compuestos. Es incoloro e inodoro-desgraciadamente para los mineros- y al quemarse produce anhídrido carbónico y agua.

Ficha Internacional de Seguridad del metano

METANO (licuado)
ICSC: 0291

METANO (licuado)
(botella)
CH4
Masa molecular:16.0
CAS: 74-82-8
RTECS:PA1490000
ICSC:1971
NU:1971
CE: 601-001-00-4

TIPOS DE
PELIGRO/ EXPOSICION
PELIGROS/SINTOMAS AGUDOS
PREVENCION
LUCHA CONTRA INCENDIOS/
PRIMEROS AUXILIOS

INCENDIO
Extremadamente inflamable.
Evitar las llamas, NO producir chispas y NO fumar.
Cortar el suministro; si no es posible y no existe riesgo para el entorno próximo, dejar que el incendio se extinga por sí mismo (véanse Notas).

EXPLOSION
Las mezclas gas/aire son explosivas
Sistema cerrado, ventilación, equipo eléctrico y de alumbrado a prueba de explosión.
En caso de incendio: mantener fría la botella rociando con agua. Combatir el incendio desde un lugar protegido.

NOTAS

 

Densidad del líquido en el punto de ebullición: 0.42 kg/l.
La sustancia puede desplazarse hasta la fuente de ignición, incendiándose con retroceso de la llama.
Altas concentraciones en el aire producen una deficiencia de oxígeno con riesgo de pérdida de conocimiento o muerte.
Comprobar el contenido de oxígeno antes de entrar en la zona.
Con el fin de evitar la fuga de gas en estado líquido, colocar la botella con el punto de escape hacia arriba.
Una vez utilizado, cerrar la válvula; verificar regularmente el estado de la tubería, etc., y comprobar si existen escapes utilizando agua y jabón.
Las medidas mencionadas en la Sección PREVENCION son aplicables a la producción, llenado de botellas y almacenamiento del gas.
INCENDIO/LUCHA CONTRA INCENDIOS: En otros casos, apagar con agua pulverizada, polvo o dióxido de carbono.

 

Formación del metano

Fuentes de metano

Los orígenes principales de metano son:

  • Descomposición de los residuos orgánicos 28%
  • Fuentes naturales (pantanos): 23%
  • Extracción de combustibles fósiles: 20% (El metano tradicionalmente se quemaba y emitía directamente. Hoy día se intenta almacenar en lo posible para reaprovecharlo formando el llamado gas natural).
  • Los procesos en la digestión y defecación de animales. 17%. (Especialmente del ganado).
  • Las bacterias en plantaciones de arroz: 12%

Combustión anaeróbica de la biomasa

¿Qué es la descomposición?

En química, la división de un compuesto en sus componentes más simples por medio de una reacción química. Esta reacción puede producir elementos o compuestos por ejemplo, el agua se descompone en y oxígeno mediante la corriente eléctrica. En química, un agente común de descomposición es el calor, que puede descomponer tanto los compuestos inorgánicos como los orgánicos. La descomposición también puede producirse por la acción química, la catálisis, las bacterias, las enzimas y la luz. La fermentación, por ejemplo, es causada por la acción de las enzimas.

El término descomposición se aplica también al fenómeno de desintegración biológica o putrefacción causado por los microorganismos. Sin embargo, mediante la descomposición también pueden obtenerse productos útiles como el petróleo.

El 60% de las emisiones en todo el mundo es de origen antropogénico. Vienen principalmente de actividades agrícolas y otras actividades humanas. La concentración de este gas se ha incrementado de 0.8 a 1.7 ppm en los últimos 200 años.

Metanógenos trabajando

Casi todo el metano en la Tierra es producido, directa o indirectamente, por organismos. Una pequeña proporción proviene de plantas en descomposición, enterradas, cuyas partes no disueltas se convierten en un material llamado keroseno. Cuando el keroseno se quiebra mediante una "ruptura" térmica, el resultado es el metano e hidrocarburos de cadena larga, como el etano, el propano y el butano. [El metano, el hidrocarburo más simple, tiene un átomo de carbono y cuatro de hidrógeno (CH4). El etano tiene dos átomos de carbono y seis de hidrógeno (C2H6). La fórmula para el propano es C3H8, y para el butano es C4H10).
Mucho más metano proviene de microbios anaerobios llamados metanógenos. Algunos metanógenos son llamados "extremófilos" porque pueden prosperar bajo extrema acidez, alcalinidad, o salobridad –condiciones que alguna vez se pensó eran intolerables para la vida.
Los metanógenos también pueden tolerar temperaturas extremas. Por ejemplo, el Methanopyrus kandleri vive entre los 80 y 100 grados C del agua alrededor de las fumarolas negras en el Golfo de California. Otros metanógenos viven debajo de los 0 grados en la Antártida.

Los metanógenos están "extremadamente extendidos sobre la Tierra", sostiene Stephen Zinder, un microbiólogo de la Universidad de Cornell en Nueva York. "Donde quiera que haya un lugar que usualmente no tiene oxígeno, usted los encontrará. Ya sea en el tracto intestinal, en el suelo, o en el profundo subsuelo, usted los encuentra". Si bien son anaerobios, los metanógenos a veces pueden sobrevivir –si no reproducirse- cuando se exponen a pequeñas concentraciones de oxígeno.
Los metanógenos que viven en las tierras húmedas producen alrededor del 21 por ciento del metano en la atmósfera de la Tierra, dice Sushil Atreya, de la Universidad de Michigan (Atreya fue co-autor de la monografía en Science sobre los resultados del metano a partir del Mars Express). Los metanógenos en los intestinos de vacas y otros rumiantes producen casi el 20 por ciento. Los microbios en termitas y organismos similares hacen el 15 por ciento del metano atmosférico, y en los arrozales, aproximadamente el 12 por ciento. Otras fuentes principales incluyen los escapes de gas natural y la quema de biomasa.
En la Tierra, una gran cantidad de metano se encuentra encapsulado dentro de cristales de hielo bajo el permafrost y debajo de la plataforma continental. Estos depósitos de metano hidratado, también llamado clatratos de metano, son amplios. Se piensa que contienen mucho más carbono que todos los combustibles fósiles juntos.

Bacteria metanogénica

Bacterias que obtienen su energía a través de la producción metabólica de gas metano, a partir del dióxido de carbono y del hidrógeno. La mayoría son anaerobias, es decir, que viven en ausencia de oxígeno. Las bacterias de este género, provocan la descomposición anaerobia de la materia de origen vegetal, por ello se encuentran en las charcas, en el suelo y en el tracto digestivo de las vacas y de otros rumiantes. Se utilizan en las plantas depuradoras de aguas, en las últimas etapas del tratamiento del lodo. Son difíciles de estudiar por su intolerancia al oxígeno y porque tienen ciertas necesidades ambientales especiales.

Produciendo metano sin la biología

Si bien casi todo el metano en la Tierra tiene un origen biológico, los científicos han comenzado recientemente a apreciar los muchos medios abiogénicos en que el metano puede ser generado. La precondición esencial para el metano abiogénico, dice Juske Horita de la División de Ciencias Químicas en el Laboratorio Oak Ridge en Tennessee, es la presencia de hidrógeno molecular (H2) y anhídrido carbónico.

La mayor parte del metano abiogénico es generado por una reacción de "serpentinización", que forma el mineral serpentina. En las cadenas oceánicas, el agua calentada por el magma reacciona con rocas como el olivino, que contiene elevados niveles de los catalizadores hierro y magnesio. Durante la serpentinización, el hidrógeno liberado a partir del agua reacciona con el carbono del anhídrido carbónico y forma el metano. La reacción genera calor y vastos depósitos de serpentina en el fondo del océano.
Hasta hace poco tiempo, se pensaba que las reacciones abiogénicas de agua, minerales y anhídrido carbónico, incluyendo la serpentinización, requerían agua a 200 grados C, y nadie sabe si el agua en Marte está lo suficientemente profunda como para estar caliente.

Hay indicios de que reacciones similares productoras de metano podrían tener lugar en condiciones más frías. Horita, por ejemplo, hace notar que la serpentinización puede ocurrir en el agua a entre 50 y 70 grados C en Omán y las Filipinas. Y en 1999, Horita y Michael Berndt, un geoquímico entonces en la Universidad de Minnesota, publicaron una fórmula para una reacción relacionada que produce metano en presencia de un mineral de níquel y hierro como catalizador.

A pesar de que la reacción produjo metano en unos pocos días a 200 grados C, Horita sospechó que también funcionaría, aunque más lentamente, a entre 50 y 70 grados C. Según su entender, ese experimento no ha sido realizado.

A pesar de los descubrimientos de múltiples nuevos caminos de producción de metano abiogénico, la mayor parte del metano en la Tierra es biogénico. "Las bacterias producen tanto metano en la Tierra, que está extendido, está en todas partes", dice Horita. "Como una parte del balance global de metano, no creo que [el abiogénico] sea importante. Sin embargo, el metano abiogénico puede ser localmente importante, posiblemente incluyendo Marte".

Acción del metano sobre el cambio climático

El metano es un gas invernadero muy efectivo, con una concentración atmosférica actual de 1,7 ppm. Debido a su incremento desde los tiempos preindustriales —cuando la concentración atmosférica era de sólo 0,7 ppm—, el forzado radiativo producido desde entonces es importante, unos 0,7 W/m2 (el del CO2 es 1,4 W/m2).

Aunque en el transcurso del siglo pasado, el aumento del metano atmosférico ha sido muy considerable, el ritmo de incremento en los últimos años ha disminuído. De hecho, su incremento interanual en la atmósfera es ya casi nulo.

Concentración global estacional (en ppm) de metano desde Enero de 1978 hasta Junio de 2001

Las razones son desconocidas. Algunos ligan esta desaceleración a cambios en la química atmosférica, que acelerarían la destrucción del metano (más ozono troposférico), y otros piensan más bien en una disminución de las emisiones. Quizás, mejoras en la utilización del agua en los campos de arroz asiáticos (menos encharcamientos) hayan contribuído a la modificación de la tendencia.

Hay que tener en cuenta que la vida media en la atmósfera del CH4 es muy corta, una decena de años, y que, por lo tanto, los desequilibrios que se producen entre su producción y su destrucción son rápidamente apreciables. La agricultura y la ganadería son una de las principales actividades humanas productoras de metano. Todos los años 400 millones de toneladas de metano son producidas por microbios que viven en condiciones anaeróbicas degradando la materia orgánica.

Los medios en los que actúan estos microbios son muy variados: el estómago de un rumiante, el interior de un estercolero, un campo inundado para el cultivo de arroz o el fondo de una marisma. El cultivo del arroz sobre enormes extensiones encharcadas, favorece la metanogénesis en los barros de las tierras inundadadas. También la prolífica cabaña mundial de animales rumiantes, en cuyos estómagos, por fermentación entérica, se produce ese gas ha contribuido al incremento: entre el 5 y el 10 % de la masa del alimento de una vaca se transforma en metano.

Otra fuente antrópica de metano atmosférico en el siglo XX han sido los escapes en las instalaciones defectuosas de extracción de gas natural (el 90 % del cual es metano) y en los cientos de miles de kilómetros de gasoductos construídos para su transporte. Se ha calculado que en Rusia, que es el mayor productor del mundo de gas metano, se pierde entre el 1 y el 2,5%. El auge de la utilización energética del metano hará necesario la construcción de más pozos de extracción y de más gasoductos, pero es de esperar que las mejoras técnicas hagan disminuir el despilfarro y las fugas a la atmósfera. Probablemente ya se está consiguiendo.

El impacto del metano sobre el ambiente podría ser peor de lo que se pensaba. Nuevas investigaciones proponen un cambio de perspectiva: estudiar las mediciones de gases invernaderos cuando se producen, no cuando ya están en la atmósfera.

Drew Shindell, climatólogo en el Instituto Goddard de Estudios Espaciales, de la NASA, en Nueva York, cree que es necesario examinar los gases de efecto invernadero (GEIs) cuando se emiten en la superficie de la Tierra, en lugar de estudiarlos después de que se han mezclado en la atmósfera, como es costumbre. "Las moléculas de los gases sufren cambios químicos, y analizarlos después de que se hayan mezclado y cambiado en la atmósfera, no nos brinda un esquema exacto de su efecto", explica Shindell. "Por ejemplo, la cantidad de metano en la atmósfera se ve afectada por contaminantes que cambian su química, y esto no refleja los efectos de éste sobre otros gases de efecto invernadero, así que ello no aparece directamente relacionado con las emisiones, que son para las que hacemos las políticas de protección".

Los GEIs químicamente reactivos incluyen al metano y al ozono, ya que el dióxido de carbono, que es el GEI más importante, no suele ser reactivo. Una vez que el metano y las moléculas que crean el ozono son liberados a la atmósfera por fuentes naturales y por otras antropogénicas, estos gases se mezclan y reaccionan entre sí, lo que transforma su composición. Cuando los gases se alteran, su contribución al calentamiento por efecto invernadero también sufre cambios. Así, el verdadero efecto de la emisión de un GEI aislado sobre el clima resulta muy difícil de identificar.

Shindell encuentra que hay ventajas en medir las emisiones de los gases de invernadero cuando se producen, aislando en los cálculos sus impactos, en contraposición a examinarlos después de que se han mezclado en la atmósfera. En el estudio, cuando los efectos individuales de cada gas en el calentamiento global fueron agregados, había una diferencia del 10 por ciento que denotaba una variación al separar las emisiones unas de otras.

Después de aislar cada gas de invernadero, y calculando el impacto de cada emisión en nuestro clima con un modelo informático, Shindell y sus colegas encontraron algunas diferencias llamativas sobre la contribución de estos gases al cambio climático.

Los principales gases de invernadero incluyen dióxido de carbono, metano, óxido nitroso, y halocarbonos. Estos gases son denominados gases de invernadero "bien mezclados" debido a sus largos tiempos de vida de una década o más, que los dejan dispersarse uniformemente en la atmósfera. Son emitidos tanto por fuentes artificiales como naturales. Según los últimos cálculos, los impactos del metano en el calentamiento del clima pueden duplicar la cantidad normalmente atribuida a este gas. Las nuevas interpretaciones revelan que las emisiones de metano explicarían un tercio del calentamiento climático proveniente de gases de invernadero bien mezclados entre mediados del siglo XVIII y la época actual, el doble de lo previamente calculado.

Un nuevo trabajo revela que los impactos del metano sobre el Cambio Climático podrían ser el doble de severos de lo previamente estimado. Los científicos afrontan desafíos difíciles en la predicción y comprensión de cuánto está cambiando nuestro clima. En lo que se refiere a los gases que atrapan calor en nuestra atmósfera, llamados gases de efecto invernadero (GEIs), los científicos suelen examinar su presencia en la atmósfera más que la que tienen en otros medios.

-Sin embargo, Drew Shindell, climatólogo en el Instituto Goddard de Estudios Espaciales, de la NASA, en Nueva York, cree que necesitamos examinar a los GEIs cuando se emiten en la superficie de la Tierra, en lugar de estudiarlos después de que se han mezclado en la atmósfera. "Las moléculas de los gases sufren cambios químicos, y analizarlos después de que se hayan mezclado y cambiado en la atmósfera, no nos brinda un esquema exacto de su efecto", explica Shindell. "Por ejemplo, la cantidad de metano en la atmósfera se ve afectada por contaminantes que cambian su química, y esto no refleja los efectos de éste sobre otros gases de efecto invernadero, así que ello no aparece directamente relacionado con las emisiones, que son para las que hacemos las políticas de protección".

Los GEIs químicamente reactivos incluyen al metano y al ozono, ya que el dióxido de carbono, que es el GEI más importante, no suele ser reactivo. Una vez que el metano y las moléculas que crean el ozono son liberados a la atmósfera por fuentes naturales y por otras antropogénicas, estos gases se mezclan y reaccionan entre sí, lo que transforma su composición. Cuando los gases se alteran, su contribución al calentamiento por efecto invernadero también sufre cambios. Así, el verdadero efecto de la emisión de un GEI aislado sobre el clima resulta muy difícil de identificar.

Shindell encuentra que hay ventajas en medir las emisiones de los gases de invernadero cuando se producen, aislando en los cálculos sus impactos, en contraposición a examinarlos después de que se han mezclado en la atmósfera. En el estudio, cuando los efectos individuales de cada gas en el calentamiento global fueron agregados, había una diferencia del 10 por ciento que denotaba una variación al separar las emisiones unas de otras.

Después de aislar cada gas de invernadero, y calculando el impacto de cada emisión en nuestro clima con un modelo informático, Shindell y sus colegas encontraron algunas diferencias llamativas sobre la contribución de estos gases al cambio climático.

Los principales gases de invernadero incluyen dióxido de carbono, metano, óxido nitroso, y halocarbonos. Estos gases son denominados gases de invernadero "bien mezclados" debido a sus largos tiempos de vida de una década o más, que los dejan dispersarse uniformemente en la atmósfera. Son emitidos tanto por fuentes artificiales como naturales.

Según los últimos cálculos, los impactos del metano en el calentamiento del clima pueden duplicar la cantidad normalmente atribuida a este gas. Las nuevas interpretaciones revelan que las emisiones de metano explicarían un tercio del calentamiento climático proveniente de gases de invernadero bien mezclados entre mediados del siglo XVIII y la época actual, el doble de lo previamente calculado.

Pero ¿qué hay de nuestro país?

Asociación internacional promoverá recuperación y uso del metano

Los primeros resultados de las investigaciones, indica el informe, señalan que la concentración elevada de dióxido de carbono generaría que los océanos fueran más ácidos en su conjunto y que la concentración de nutrientes sea menor en las aguas superficiales de las regiones ubicadas en latitudes altas. Además, las aguas superficiales tendrían menos oxígeno y la exposición del fitoplancton a la luz sería mayor, lo que afectaría a muchas especies marinas y alteraría la composición de las comunidades biológicas "de forma ininteligible hasta el momento".

En las conclusiones del informe, destaca que las mutaciones en curso "son evidentes, con repercusiones serias que inclusive pueden acarrear una grave desestabilización de los ecosistemas marinos".

Asociación internacional promoverá recuperación y uso del metano, de "Participa México en asociación de países que luchará contra el cambio climático", por Israel Rodríguez, de "La Jornada", sección Economía, agosto 8 de 2004, p. 25.

Estados Unidos, México y varios países más han formado una asociación internacional concebida para promover la cooperación en la recuperación y el uso del metano, propuesta que ha sido recibida como una ayuda para reducir las emisiones de gases que causan el efecto invernadero, informó el Departamento de Estado estadounidense.

La Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés) uno de los organismos federales estadounidenses involucrados en el programa, señaló que comprometerá hasta 53 millones de dólares durante los próximos cinco años para acelerar el desarrollo y puesta en práctica de proyectos de recuperación de metano en países en desarrollo y con economías en transición.

La agencia explicó que el metano es un componente principal del gas natural, y también es el gas que se clasifica en segundo lugar por su importancia entre los responsables del efecto invernadero.

Este grupo de países tendrá tres prioridades para lograr su cometido: usar tecnologías efectivas para rellenar terrenos que produzcan gas en energía, recuperar metano en minas de carbón y mejorar sistemas de gas natural, agregó la EPA, organización que ha venido encabezando los programas nacionales de asociaciones del metano en Estados Unidos.

Otros países involucrados en la asociación son Australia, India, Italia, Japón, Gran Bretaña y Ucrania. Las otras agencias federales de Estados Unidos que participan son el Departamento de Estado, que asume el liderato en la política y actividades relativas al cambio climático, el Departamento de Asuntos Energéticos, que cuenta con experiencias valiosas en tecnologías de gas natural y metano proveniente de minas de carbón, y la Agencia de Estados Unidos para el Desarrollo Internacional, que realiza evaluaciones técnicas para la creación de proyectos de energía en el sector privado en los países en desarrollo.

Dictamen del Senado de la República

De las Comisiones Unidas de Medio Ambiente, Recursos Naturales y Pesca; y de Estudios Legislativos, el que contiene proyecto de decreto que reforma y adiciona diversos artículos de la Ley Minera.

Con dispensa de segunda lectura, fue aprobado por 78 votos a favor; 8 abstenciones. Se turnó a la Cámara de Diputados.

DICTAMEN DE COMISIONES UNIDAS DE COMISIONES UNIDAS DE MEDIO AMBIENTE, RECURSOS NATURALES Y PESCA; Y DE ESTUDIOS LEGISLATIVOS DE LA INICIATIVA CON PROYECTO DE DECRETO QUE REFORMA Y ADICIONA DIVERSOS ARTÍCULOS DE LA LEY MINERA.

COMISIONES UNIDAD DE MEDIO AMBIENTE,

RECURSOS NATURALES Y PESCA;

Y DE ESTUDIOS LEGISLATIVOS.

HONORABLE ASAMBLEA:

A las Comisiones Unidas de Medio Ambiente, Recursos Naturales y Pesca; y de Estudios Legislativos, fue turnada para su estudio y dictamen, la iniciativa con Proyecto de Decreto que reforma y adiciona diversos artículos de la Ley Minera, con el objeto de permitir la recuperación, uso, almacenamiento y enajenación del gas metano como subproducto de una explotación minera, presentada por la Senadora Verónica Velasco Rodríguez, del Grupo Parlamentario del Partido Verde Ecologista.

Recibida la iniciativa por las Comisiones que suscriben, sus integrantes entramos a su estudio para proceder a dictaminar conforme a las facultades que le confieren los artículos 86, 89, 94 y demás relativos de la Ley Orgánica del Congreso General de los Estados Unidos Mexicanos, así como 56, 60, 65, 87, 88, 93 y demás concordantes del Reglamento para el Gobierno Interior del Congreso General.

Con base en lo anterior, las suscritas Comisiones formulan el presente dictamen, de acuerdo con los siguientes:

A N T E C E D E N T E S

En sesión plenaria del 18 de junio del año 2003, la Mesa Directiva de la Comisión Permanente del H. Congreso de la Unión, recibió la iniciativa citada en el proemio, la cual fue presentada por la Senadora Verónica Velasco Rodríguez, del Grupo Parlamentario del Partido Verde Ecologista.

La iniciativa fue turnada en la misma fecha a las Comisiones Unidas de Medio Ambiente, Recursos Naturales y Pesca; y de Estudios Legislativos, las cuales realizaron un cuidadoso análisis a efecto de elaborar el dictamen correspondiente de conformidad con las siguientes:

C O N S I D E R A C I O N E S

El objetivo principal de la presente iniciativa es permitir la recuperación, uso, almacenamiento o enajenación, a Petróleos Mexicanos del gas metano, como subproducto de una explotación minera.

El Gas Grisú, asociado a la explotación minera, se compone principalmente de metano, que es un gas que genera gravemente el efecto invernadero, pues retiene 23 veces más el calor terrestre que el bióxido de carbono.

El Gas Grisú, es un factor de riesgo para los trabajadores de las minas de carbón, ya que es capaz de ocasionar explosiones en las minas o asfixia e intoxicación en los mineros.

Por los riesgos que genera, el Gas Grisú debe ser ventilado fuera de las minas, incrementando así los costos de explotación de las minas de carbón.

La emisión del Gas Grisú a la atmósfera contribuye al deterioro ambiental y al Cambio Climático.

El Cambio Climático ha tenido serias repercusiones en México y puede llegar a tener aún más, especialmente en las zonas forestales y de cultivo.

México, además de carecer de altos niveles de eficiencia energética, es un país deficitario de gas natural. La captación, uso y enajenación a Petróleos Mexicanos de un gas tan energético como del Gas Grisú, ayudaría a reducir la demanda energética del Gas Natural y diversificaría el portafolio energético del país.

La mejor opción es que los mineros de minas de carbón usen Gas Grisú como energético en sus actividades, o que se enajene a Petróleos Mexicanos, para que pueda usarse como energético en alguna otra industria u hogar.

Es evidente que de aprobarse esta propuesta, la industria minera, el medio ambiente, el Estado y la población mexicana, recibirán grandes beneficios tanto a corto como a largo plazo.

Cabe destacar, que las fugas y emisiones del Gas Grisú a la atmósfera es un problema a resolver y una oportunidad a tomar. Por ello es pertinente y oportuna esta propuesta, ya que establece el marco jurídico necesario para reducir las emisiones contaminantes del mencionado gas y para diversificar las fuentes de obtención de energéticos.

En el aspecto jurídico, cabe recalcar que las adiciones y reformas propuestas, no violentan las disposiciones constitucionales referentes a exploración y explotación de hidrocarburos, contenidas en nuestra Carta Magna, dado que las actividades de recuperación, uso, almacenamiento y enajenación del gas metano, como subproducto de una explotación minera, no pueden ser consideradas como tales en los términos de nuestra constitución, ni invade la competencia del organismo descentralizado subsidiario de PEMEX: PEMEX-Exploración y Producción, en los términos de la Ley Orgánica de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios.

En la exposición de motivos de la iniciativa en comento se señala que tiene como fundamento al artículo 4 Constitucional que a la letra dice: "Toda persona tiene derecho a un medio ambiente adecuado para su desarrollo y bienestar".

En el mismo sentido, la Ley General de Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente en su artículo 110 fracción II, establece: "II.- Las emisiones de contaminantes de la atmósfera, sean de fuentes artificiales o naturales, fijas o móviles, deben ser reducidas y controladas, para asegurar una calidad del aire satisfactoria para el bienestar de la población y el equilibrio ecológico".

Por lo que esta propuesta busca impedir la liberación descontrolada del gas metano que se desprende de las labores mineras, cumple con ambas máximas a cabalidad, y además se da un aprovechamiento sustentable al evitarse el desperdicio de un recurso no renovable.

El aspecto administrativo de la autorización se considera adecuado en virtud de que, si se permitieran las actividades en cuestión, mediante un título adicional, se presentarían dos grandes problemas: el aumento de un trámite burocrático y posiblemente la incongruencia en ciertos términos del título de concesión original, y la posterior autorización que se de por parte de la Secretaría de Economía para las actividades de la iniciativa a revisión.

C O N C L U S I O N E S

En virtud de que la iniciativa en cuestión cumple con las metas sustentables y se busca el que se aproveche un recurso hasta el momento desperdiciado, las Comisiones Unidas que suscriben se permiten someter a la consideración del Pleno de esta H. Cámara de Senadores, el siguiente:

DECRETO mediante el cual se reforman los artículos 1, 5, 7, 9, 15, 19, 27, 46 y 57; se adicionan los artículos 18 bis y 22 bis; todos ellos de la Ley Minera.

ARTÍCULO ÚNICO.- Se reforman los artículos 1, 5, 15 y el último párrafo del artículo 46; se adicionan; una fracción VII al artículo 7 por lo que la fracción VII

actual pasa a ser la fracción VIII y así subsecuentemente; una fracción XIV al artículo 9 por lo que la fracción XIV actual pasa a ser la fracción XV; una fracción VI al artículo 19 por lo que la fracción VI actual pasa a ser la fracción VII y así subsecuentemente; una fracción IV y una fracción V al artículo 27 por lo que la fracción IV actual pasa a ser la fracción VI y así subsecuentemente; una fracción II al artículo 46 por lo que la fracción II actual pasa a ser la fracción II y así subsecuentemente; una fracción II al artículo 57 por lo que la fracción III actual pasa a ser la fracción III y así subsecuentemente; y los artículos 18 bis y 22 bis; todos ellos de la Ley Minera.

Artículo 1.- La presente Ley es reglamentaria del artículo 27 constitucional en materia minera y sus disposiciones son de orden público y de observancia en todo el territorio nacional. Su aplicación corresponde al Ejecutivo Federal por conducto de la Secretaría de Economía, a quien en lo sucesivo se le denominará la Secretaría.

Artículo 5.- Se exceptúan de la aplicación de la presente Ley:

I.- El petróleo y los carburos de hidrógeno sólidos, líquidos o gaseoso; salvo en los casos en que, derivado de la explotación de los minerales o sustancias reguladas por la presente Ley y con la debida autorización, se presente una recuperación, uso, almacenamiento o transporte de gas metano.

II a VI.-...

Artículo 7.- Son atribuciones de la Secretaría:

VII.- Disponer dentro de los títulos de concesión, la recuperación, uso, almacenamiento, enajenación o transporte por parte de Petróleos Mexicanos del gas metano que se derive de la exploración y explotación del mineral de carbón y actividades que le corresponden en forma exclusiva al titular de la concesión minera.

...

Artículo 9.- El Consejo de Recursos Minerales tiene por objeto:

I a XIII.-…

XIV.- Asesorar a la Secretaría y a los titulares de concesiones mineras en la autorización contenida en el título de concesión, y que tenga como fin la recuperación, uso, almacenamiento, enajenación o transporte a Petróleos Mexicanos del gas metano que se derive de la exploración y explotación del mineral de carbón, independientemente de que dichas actividades se encuentren expresamente reguladas por la Ley Reglamentaria del Artículo 27 Constitucional en el Ramo del petróleo, así como lo previsto por el Reglamento del gas natural y demás normatividad relacionada.

XV.-...

...

Artículo 15.-...

...

La autorización que se haga a los concesionarios para la recuperación, uso, almacenamiento, enajenación o transporte a Petróleos Mexicanos del gas metano que se derive de la exploración y explotación del mineral de carbón; por ser derivado e inherente a la concesión minera, tendrá la misma vigencia que el de la concesión minera de que emane y de acuerdo con lo previsto por la legislación minera vigente.

...

Artículo 18 bis.- Dentro del título de concesión minera se deberá disponer que la recuperación, uso, almacenamiento, enajenación o transporte a Petróleos Mexicanos del gas metano que se derive de la exploración y explotación del mineral de carbón, son actividades reguladas por la Ley Reglamentaria del Artículo 27 Constitucional en el Ramo del Petróleo, así como lo previsto por el Reglamento del gas natural y demás normatividad relacionada, por lo que se deberá contar con la opinión de la Secretaría de Energía para la determinación de las condiciones técnicas a que deban sujetarse las referidas actividades.

Artículo 19.- Las concesiones de exploración y de explotación confieren derecho a:

I a V.-

VI.- Recuperar, usar, almacenar, enajenar o transportar a Petróleos Mexicanos el gas metano que se derive de la actividad concesionada; sólo sí se cuenta con la debida autorización en los términos de la presente Ley.

VII a XIII.-

Para el caso de la enajenación del gas metano a Petróleos Mexicanos por parte de los concesionarios mineros, que se derive de la exploración y explotación del mineral de carbón y por tratarse esta de una actividad regulada, el precio del servicio se determinará:

Tomando como base el valor de referencia, el precio pagado por Petróleos Mexicanos por el gas de importación, en ese momento;

Restando al factor anterior el 5% (por ciento), incluyendo los costos por concepto de flete o transportación.

Artículo 22 bis.- La Secretaría resolverá sobre la procedencia de las solicitudes que tengan como fin la autorización para la recuperación, uso, almacenamiento, enajenación o transporte a Petróleos Mexicanos del gas metano que se derive de la exploración y explotación del mineral del carbón por parte de los concesionarios, previa opinión de la Secretaría de Energía quien fijará las condiciones técnicas a que deben sujetarse los mismos.

Artículo 27.- Los titulares de concesiones de exploración y de explotación, independientemente de la fecha de su otorgamiento, están obligados a:

I a III.-

IV.- Dar aviso de inmediato a la Secretaría del gas metano que descubran en el desarrollo de las obras y trabajos de exploración, explotación o beneficio.

V.- Dar aviso a la Secretaría sobre el inicio de actividades relacionadas con la recuperación, uso, almacenamiento, enajenación o transporte a Petróleos Mexicanos del gas metano que se derive de la actividad de exploración y explotación del mineral de carbón;

V a X.-

...

Artículo 46.- La Secretaría llevará el Registro Público de Minería en el que deberán inscribirse los actos y contratos que a continuación se mencionan:

I.-...

II.- El aviso sobre el inicio de actividades para la recuperación, uso, almacenamiento, enajenación o transporte a Petróleos Mexicanos del gas metano que se derive de la exploración y explotación del mineral de carbón.

III a X.-...

...

Artículo 57.- Se sancionarán con multa equivalente de diez a dos mil días de salario mínimo general vigente en el Distrito Federal, las infracciones siguientes:

I.-...

II.- Recuperar, usar, almacenar, enajenar o transportar gas metano que se derive de la exploración y explotación del mineral de carbón, sin haber proporcionado el aviso correspondiente a la Secretaría respecto del inicio de dichas actividades y/o sin contar con los permisos que correspondan de acuerdo a lo previsto por la Ley

Reglamentaria del Artículo 27 Constitucional en el ramo del petróleo, así como lo previsto por el reglamento de gas natural y demás normatividad relacionada, lo anterior por encontrarse dichas actividades reguladas por la legislación de la materia;

COMISIÓN DE MEDIO AMBIENTE, RECURSOS NATURALES Y PESCA.

SEN. VERÓNICA VELASCO RODRÍGUEZ

PRESIDENTA

SEN. VÍCTOR MANUEL MÉNDEZ LANZ

SECRETARIO SEN. JORGE RUBEN NORDHAUSEN GONZÁLEZ

SECRETARIO

SEN. JORGE ABEL LÓPEZ SÁNCHEZ SEN. OSCAR CANTÓN ZETINA

SEN. JOSÉ CARLOS COTA OSUNA SEN. EDUARDO OVANDO MARTINEZ

SEN. HÉCTOR LARIOS CORDOVA SEN. MICAELA AGUILAR GONZÁLEZ

SEN. RICARDO GERARDO HIGUERA SEN. VÍCTOR MANUEL TORRES HERRERA

SEN. LETICIA BURGOS OCHOA SEN. EMILIA PATRICIA GÓMEZ BRAVO

COMISIÓN DE ESTUDIOS LEGISLATIVOS

SEN. FIDEL HERRERA BELTRÁN

PRESIDENTE

SEN. MARTHA SOFÍA TAMAYO MORALES

SECRETARIA SEN. FELIPE DE JESÚS VICENCIO ALVAREZ

SECRETARIO

SEN. JOSÉ ANTONIO AGUILAR BODEGAS

SEN. GILDARDO GÓMEZ VERÓNICA

SEN. ADALBERTO ARTURO QUIROGA SEN. HÉCTOR MICHEL CAMARENA

El metano como fuente de energía

Metano congelado como fuente de energía.

Los investigadores han encontrado innumerables depósitos de gas metano congelado en el fondo marino que circunda todos los continentes. La posibilidad de su explotación como nueva fuente de energía limpia está llamando la atención a la industria y a los gobiernos ya que los hidratos de metano tienen una densidad energética cinco veces superior a las fuentes convencionales de gas natural. Dado que hay muchos países que no tienen fuentes de energía (petróleo, etc.) pero sí costas marítimas, la explotación de este recurso a partir de mediados del próximo siglo podría provocar un vuelco en la estructura económica mundial.

Los primeros estudios al respecto se han realizado frente al Golfo de Méjico. Geólogos como Harry Roberts han descubierto allí yacimientos sólidos de este gas que surgen del fondo como rocas y se descomponen en función de las condiciones medioambientales. El gas se abre paso desde el subsuelo a través de las fallas y grietas hasta acumularse en forma sólida en el lecho oceánico. Posteriores estudios han permitido descubrir más yacimientos, lo que a su vez sugiere una clara guía sobre dónde se pueden encontrar.

El gas congelado, así, puede encontrarse en las zonas de permafrost de las regiones polares o bajo el agua de los mares, a profundidades inferiores a 500 metros. Las estimaciones iniciales es que hay disponible más gas que todo el producido o identificado hasta ahora por el Hombre, lo que representa una cantidad enorme de energía atrapada.

Dado que el metano, al alcanzar las concentraciones adecuadas, es un gas que produce el llamado efecto invernadero en la atmósfera terrestre, su existencia tiene importantes implicaciones para el calentamiento global de ésta.

Se calcula que la cantidad de metano atrapado en forma de hidratos, tanto en los continentes polares como bajo el agua, podría ser 3.000 veces superior al que se halla en la atmósfera. Si existe un mecanismo que envía el metano hacia ella, estaríamos ante un ingrediente fundamental para comprender la evolución del clima terrestre. Al mismo tiempo, es necesario saber cuánto metano se acumula en los fondos marinos y en qué medida su presencia altera el oxígeno del agua.

El hielo que arde

¿Hielo que arde? Sí existe, Se conoce como hidrato de metano y hay suficiente como para cubrir los requerimientos energétios de Estados Unidos durante años. Pero los científicos tienen que idear cómo extraerlo sin causar un desastre ambiental.

Las bacterias del sedimento del fondo de los océanos consumen y generan metano gaseoso. En condiciones de alta presión y baja temperatura, el metano forma el hidrato de metano, que consiste de moléculas simples de gas natural encerradas en jaulas cristalinas formadas por moléculas de agua congelada. Un banco de hidrato de metano tiene la apariencia de un cubo de hielo de color gris, pero si se le acerca un fósforo encendido, empieza arder.

Las compañías petroleras tienen conocimiento del hidrato de metano desde la década de 1930, cuando empezaron utilizar tuberías de alta presión para transportar el gas natural en lugares de clima frío. A menos que se elimine con cuidado toda el agua antes de introducir el gas en las tuberías, grandes cantidades de hidrato de metano impedirían el flujo del gas.

Se calcula que la reserva total de hidrato de metano en los océanos es de 10¹³ toneladas en contenido de carbono en todo el carbón, el petróleo y el gas natural sobre la tierra. Sin embargo, la extracción de la energía almacenada en el hidrato de metano representa un gran reto para la ingeniería. Se cree que el hidrato de metano actúa como una clase de cemento que mantiene juntos los sedimentos del fondo del océano. Modificar los depósitos de hidrato de metano podría ocasionar deslavas subterráneos, lo que causaría un derrame de metano hacia la atmósfera. Este acontecimiento podría ser de graves consecuencias para el ambiente, ya que el metano es un potente gas de invernadero. De hecho, los científicos creen que la liberación repentina de hidratote metano pudo haber acelerado el final de la era glacial hace alrededor de 10, 000 años. A mediada que se fundió el hielo del casquete polar, aumento el nivel de agua de los océanos 90 metros, sumergiendo las regiones árticas, ricas en depósitos de hidratos. El agua de los océanos, relativamente caliente, debe haber fundido el hidrato, con lo que pudo haber liberado grandes cantidades de metano, lo que condujo a u n calentamiento global.

El metano a los mercados

El metano es el componente principal del gas natural y es, además, un gas de efecto invernadero, lo que quiere decir que su presencia en la atmósfera afecta la temperatura y el sistema climático de la Tierra. Una nueva asociación internacional respaldada por Estados Unidos procura promover la recuperación y el uso del metano como fuente de energía limpia. La Asociación del Metano a los Mercados es una empresa público-privada en la que participan 15 gobiernos nacionales y más de 90 organizaciones comprometidas a lograr beneficios económicos, ambientales y de energía.

Paul Gunning es jefe de la Subdivisión de programas de gases de invernadero distintos del CO2 en la División de Cambio Climático de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA).

Dina Kruger es directora de la División de Cambio Climático de la EPA.

Iniciada en noviembre de 2004, la Asociación del Metano a los Mercados es una iniciativa multilateral que aúna intereses públicos y privados para promover la recuperación y el uso del metano como fuente de energía limpia.

En la actualidad, 15 gobiernos nacionales y más de 90 organizaciones trabajan en colaboración para promover el desarrollo de proyectos en tres importantes fuentes de emisión de metano: vertederos, minas de carbón subterráneas y sistemas de gas natural y petróleo.

Se espera que las actividades de la asociación rindan beneficios significativos, entre ellos: reducir emisiones mundiales de metano, aumentar el crecimiento económico, fomentar la seguridad energética, mejorar la calidad del aire y favorecer la seguridad industrial.

La importancia del metano

El metano es un hidrocarburo y el componente primordial del gas natural, así como un poderoso gas de efecto invernadero. A escala mundial, gran cantidad de metano se emite en la atmósfera en lugar de ser recuperado y usado como combustible. Alrededor del 60 por ciento de las emisiones mundiales de metano proceden de fuentes antropogénicas (generadas por el hombre), enumeradas a continuación: vertederos, minas, operaciones con gas y petróleo y la agricultura. El resto proviene de fuentes naturales, mayormente tierras pantanosas, hidratos de gas (sólidos cristalinos formados por moléculas de metano, cada una de ellas rodeada de moléculas de agua), permafrost y termitas.

China, India, Estados Unidos, Brasil, Rusia y otros países euroasiáticos son responsables de casi la mitad de todas las emisiones de metano antropogénico. Las fuentes de emisión del metano varían significativamente de un país a otro. Por ejemplo, las dos fuentes claves de emisión del metano en China son la minería del carbón y la producción de arroz. Rusia emite la mayor parte de su metano a partir de sistemas de gas natural y petróleo; las fuentes primordiales de metano en la India son el arroz y la producción de ganado; y en Estados Unidos los vertederos son la mayor fuente de emisiones de metano.

El metano es el principal componente del gas natural y una.

Resultado de la encuesta

Encuesta voluntaria y anónima a la población en general

Ocupación:

  • Chofer
  • Secretaria(o)
  • Trabajador(a) de oficina
  • Ingeniero
  • Obrero
  • Otro:______________________

Edad: ______ Sexo: ____Hombre ____ Mujer

1.- ¿Sabe usted que es el gas metano?

  • Si
  • No

2.- Si el metano se puede producir a través de la descomposición de basura orgánica, estaría de acuerdo en utilizarlo en lugar del gas común (licuado de propano)

  • Si
  • No
  • Le hace indiferente

3.- ¿qué hace con la basura orgánica?

  • La entierro para hacer composta
  • Se la doy al camión del basura

_________________________________________________________________________________

Encuesta voluntaria y anónima a la población en general

Ocupación:

  • Chofer
  • Secretaria(o)
  • Trabajador(a) de oficina
  • Ingeniero
  • Obrero
  • Otro:______________________

Edad: ______ Sexo: ____Hombre ____ Mujer

1.- ¿Sabe usted que es el gas metano?

  • Si
  • No

2.- Si el metano se puede producir a través de la descomposición de basura orgánica, estaría de acuerdo en utilizarlo en lugar del gas común (licuado de propano)

  • Si
  • No
  • Le hace indiferente

3.- ¿qué hace con la basura orgánica?

  • La entierro para hacer composta
  • Se la doy al camión del basura

La encesta que se realizó fue de 200 personas. En la cual se interpreta lo que piensa y sabe la gente acerca del me

tano.

A continuación presentamos los resultados realizados. En forma de gráficas de pastel:

Sexo de los encuestados:

Edad de los encuestados:

Gente que sabe que es el metano:

Gente que cambiaría el gas metano por el gas licuado de propano:

¿Qué hace usted con la basura?

 

Bibliografía consultada

  1. http://astroseti.org/articulo.php?num=2828
  2. www.wikipedia.com
  3. http://astroseti.org/articulo.php?num=2828
  4. Enciclopedia de las ciencias Catherine Headlam Editorial Everest Tomo 7
  5. Enciclopedia El nuevo tesoro de la juventud Editorial Cumbre Tomo 8
  6. Fichas Internacionales de Seguridad Química
  7. Microsoft Encarta
  8. El libro de Isaac Assimov de citas sobre ciencia y naturaleza Autor: Isaac Assimov (Recopilador)
  9. NASA
  10. Noticias de la Ciencia y la Tecnología
  11. Instituto Nacional de Ecología
  12. Participa México en asociación de países que luchará contra el cambio climático", por Israel Rodríguez, de "La Jornada", sección Economía, agosto 8 de 2004, p. 25.
  13. Senado de la república
  14. Química 7ª edición. Raymond Chang Williams Collage. Mc. Graw Hill.
  15. Química general. Jesse H. Wook, Charles W. Keenan, William E. Bull. Happer & Row publishers Inc.

Agradecimientos:

Uriel: Agradezco y dedico este trabajo a mi Mamá y a mi Hermano ya que ello fueron los que me impulsaron y ayudaron en la realización de este trabajo.

A mis compañeros muchas gracias por la ayuda que nos proporcionamos mutuamente.

A mi maestra porque ella nos enseño como hacer un trabajo de investigación (de calidad). Gracias maestra nos sirvió mucho su ayuda.

A todo el que algún día tenga esta monografía en sus manos, gracias les doy por haberla consultado y espero que le sirva mucho.

Agradezco a todos los que de alguna u otra forma nos ayudaron.

Julio: Yo agradezco a toda mi familia por todos los puntos de vista, críticas productivas, opiniones y sugerencias que me fueron otorgadas.

También a la maestra de "Metodología de la Investigación Científica" por que a pesar de que nuestras preguntas muchas veces fueron repetitivas, en todo momento nos apoyo contestándonos con todo respeto, paciencia y voluntad; gracias

Un agradecimiento en especial a mi mama y a la delegación de rectoría (contraloría) por el apoyo brindado con la impresión y hojas a este documento.

Felipe: yo agradezco a mis padres que me dieron todo y es posible que realice este trabajo.

También doy gracias a la maestra por apoyarnos en cualquier duda y por dejar este trabajo para poder practicar y enseñarse más a hacer una investigación.

Y agradezco a una persona especial por que sin ella no podría estar aquí asiendo este trabajo que me gusta mucho.

A TODOS ¡¡ GRACIAS!!

Cristian: Doy gracias a la maestra y a mis padres por que me apoyaron en todo momento a pesar de las circunstancias en el sentido económico y moral. Estoy orgulloso de mi logro ya que fue en base a mis esfuerzo.

 

Integrantes del equipo:

Sandoval Pérez Uriel Fernando

Ruciles Cervantes Julio Cesar

Cruz Hernández Christian

Barriga Corral Felipe de Jesús

U.M.S.N.H.

Colegio Primitivo y

Nacional de San Nicolás De Hidalgo


Partes: 1, 2


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