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HIDRATOS DE GAS
(Primera Parte)
Eduardo González Pacheco*
Introducción.
Los hidratos de gas son un grupo especial de substancias químicas cristalinas que ocurren
naturalmente, de agua y gases de poco peso molecular, llamados compuestos de inclusión, que
tienen una estructura clathratica o de jaula y que incluyen moléculas de gas metano. La molécula
huésped en la estructura clathratica esagua, en forma de hielo y la inclusión son el metano y otros
gases. Son substancias sólidas que se asemejan al hielo, sin embargo, se pueden formar a
temperaturas sobre el punto de congelación del agua. Generalmente todos los gases (exceptuando
el hidrógeno, helio y neón) forman hidratos, sin embargo, los más conocidos y abundantes en la
naturaleza son los hidratos de metano. Hidratos de clorofueron descubiertos en 1812 por Sir
Humphrey Davis, mientras trataba de licuar cloro en presencia de agua.7 Hay dos formas
cristalográficas de hidratos de gas que se distinguen según el tamaño de los huecos en la
estructura clathratica3 Una de estas estructuras de hidratos, designada I, contiene 46 s de agua por
celda y un máximo de 8 moléculas de metano. La otra, designada II, contiene 136moléculas de
agua por celda y hasta 8 moléculas de metano. Se pueden formar hasta temperaturas sobre 0º C
en determinadas condiciones de presión del gas. En la estructura I de hidratos de metano,
completamente saturado, por cada molécula de metano existen 5.75 moléculas de agua. Con esta
estructura en teoría, si se considera un factor de expansión apropiado de los hidratos, 1 m3 de
hidratos demetano, en condiciones del depósito, puede contener hasta 164 m3 de gas metano en
condiciones estándar de presión y temperatura a nivel del mar.2 1 (figuras 2 y 3). Por esto los
hidratos de gas en un reservorio situado a más de 0.5 Kms. Bajo la superficie marina, contienen
más metano por unidad de volumen que el contenido como gas libre en el mismo espacio. Este
hecho explica el enorme interésen los hidratos de gas como potencial de futura fuente de recursos
energéticos, cuya desestabilización se asocia a riesgos geológicos submarinos en el margen
continental y puede constituir un factor importante en los cambios climáticos globales. 21
Los hidratos comenzaron a ser un problema en la industria del petróleo en la década de
1930 cuando fueron observados que se formaban en losgasoductos y líneas de gas natural
bloqueando el flujo libre del gas.
Distribución de los hidratos de gas en el mundo.
Los hidratos de gas existen en el mundo en numerosos ambientes, desde el Ártico ala
Antártica. (figura 1) En tierra en las regiones con "permafrost" (donde la temperatura bajo el punto
de congelación existe permanentemente) de Alaska, Norte de Canadá y Siberia y se encuentranampliamente distribuidos en el margen continental externo, en sedimentos del fondo (figura 5) y
subsuelo marino del talud y elevación continental, estabilizados in situ.
En este último ambiente se forman por las condiciones de alta presión hidrostática (50 a
100 atmósferas), bajas temperaturas del fondo y una adecuada concentración de gas (figuras 1, 4,
6, y 7).
La presión en el mar se incrementacon la profundidad en aproximadamente 1 atmósfera
por cada 10 mts. de columna de agua. Así a la profundidad de 500 mts. la presión de agua
alcanzará 50 atmósferas, aproximadamente y la temperatura usualmente no exceder de 2 a 3o C.
(figura 7).7
Los hidratos de metano son los más comunes, pero pueden incluir etano y otros gases.
Investigadores de metano en los hidratos de gas en el golfo deMéxico costafuera del sudoeste de
Estados Unidos y norte de California, mar Negro, y del margen continental de Chile, costafuera de
la península de Taitao, han concluido que el metano es principalmente un gas biogénico de origen
microbiano que tiene un componente de gas de origen termogénico.6, 8, 15, 17, 21
Es posible que el volumen de gas en los reservorios mundiales de hidratos de gas...