APLICACIONES DE LOS HIDRATOS DE GASES Y SU ROL EN EL ESCENARIO ENERGETICO

L.J. ROVETTO

Huerta Grande

Encuentro; 2da Reunión Interdisciplinaria de Tecnología y Procesos Químicos; 2010

Investigación y Desarrollo en Tecnología Química

Los hidratos (o clatratos) de gases son compuestos de inclusión no estequiométricos, cuya estructura está conformada por una red cristalina de moléculas de agua, las cuales forman cavidades en las que se encuentran “atrapadas” moléculas de bajo peso molecular (generalmente de gases) no enlazadas químicamente a dicha estructura. La ocurrencia de este sólido cristalino que se asemeja al hielo, está condicionada por bajas temperaturas y moderadas presiones. Si bien los hidratos de gases fueron descubiertos en 1810, no fue sino hasta el 1934 que adquirieron importancia desde el punto de vista industrial, cuando se determinó que los mismos ocasionaban el bloqueo de conductos de gas natural, lo cual se traduce en cuantiosas pérdidas económicas, riesgos humanos y medioambientales. Desde entonces el número de investigaciones llevadas a cabo para lograr un mayor entendimiento de su estabilidad, formación, inhibición, etc. ha crecido con un ritmo exponencial. Durante las últimas décadas, significativas cantidades de hidratos naturales (in situ) han sido encontrados en el fondo del océano y en zonas de hielos permanentes. Estos hidratos formados principalmente con metano, representan una reserva natural de energía no convencional (~1015 m3 de CH4), y las primeras experiencias de producción de gas han sido técnicamente satisfactorias. El actual conocimiento de los mecanismos de formación, descomposición, así como las condiciones de estabilidad de los diferentes hidratos, ha posicionado a estos compuestos como una fuente de oportunidades para diferentes aplicaciones y desarrollos tecnológicos. Así por ejemplo, se utilizan en variados procesos de separación de gases (gases livianos, SO2, H2S, HFCs, etc.), en remoción de agua de efluentes y en procesos de desalinización de agua de mar para obtener agua potable, entre otros. Sin embargo, debido a la particular característica de los hidratos de contener grandes volúmenes de gas en su estructura, 1 m3 de hidrato contiene aproximadamente 170 m3 de gas (STP), el mayor campo de aplicación de estos corresponde al transporte y almacenamiento de gases. En Japón, los pellets de hidratos de CH4 son transportados en barcos, valiéndose además del fenómeno de self-preservation de los mismos. Los hidratos de gases se presentan también como una sencilla alternativa para el problema de almacenamiento de H2 a presiones y temperaturas moderadas, convirtiéndose en una tecnología competitiva con las consideradas actualmente en la economía de hidrógeno. Se encuentra además en etapa de investigación su aplicación en secuestro de CO2 contribuyendo así al esfuerzo de controlar las emisiones de gases responsables del calentamiento global.