Aplicaciones del metano

Resumen

El metano es el hidrocarburo saturado de cadena más corta que existe. Su fórmula química es CH4, en la que cada uno de los átomos de hidrógeno está unido a un átomo de carbono a través de un enlace covalente. Es una sustancia incolora y no polar, que se presenta en forma de gas a temperaturas y presiones ordinarias y se caracteriza por su baja solubilidad en fase líquida y elevada persistencia en la atmósfera.


Palabras clave: metano, hidrocarburo, química, átomos.

Abstract

Methane is the hydrocarbon saturated shorter chain exists. Its chemical formula is CH4, in which each of the hydrogen atoms attached to a carbon atom via a covalent bond. Is a colorless, non-polar substance, which is in the form of gas at ordinary temperatures and pressures, and is characterized by its low solubility in liquid phase and high persistence in the atmosphere.


Keywords:methane, hydrocarbon, chemistry, atoms.

Definición del metano

El metano es el hidrocarburo más simple, su molécula está formada por un átomo de carbono (C), al que se encuentran unidos cuatro átomos de hidrógeno (H). Gas incoloro, inodoro y muy inflamable, más ligero que el aire, que en la naturaleza se produce por la descomposición de la materia orgánica, especialmente en los pantanos A temperatura ambiente es un gas y se halla presente en la atmósfera.

Propiedades físicas

  • Punto de ebullición: -161°C
  • Punto de fusión: -183°C
  • Solubilidad en agua, ml/100 ml a 20°C: 3.3
  • Densidad relativa de vapor (aire = 1): 0.6
  • Punto de inflamación: Gas inflamable
  • Temperatura de auto ignición: 537°C
  • Límites de explosividad, % en volumen en el aire: 5-15

Propiedades 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.

Principales fuentes emisoras de gas metano

  • Combustible fósil: El metano es encontrado siempre donde hay combustible fósil. Se emite durante operaciones normales de extracción de petróleo, gas natural o carbono. También durante la manipulación, procesamiento y transporte (ya sea en camiones o a través de tuberías) del combustible fósil. Con simplemente comprar o usar combustible fósil del tipo carbono, gas natural o petróleo estás contribuyendo a las emisiones de metano.
  • La combustión (incendios) de biomasa en bosques tropicales y sabanas.
  • Animales de cría: Algunos animales de granja emiten metano de dos formas diferentes. Vacas, ovejas y cabras son ejemplos de animales rumiantes que durante su proceso natural de digestión crean grandes cantidades de metano. Lo que se conoce como fermentación entérica ocurre en el estómago de estos animales y es la causa de emisiones. La segunda forma es a través de la descomposición del estiércol del ganado. Cuando vacas, cerdos y gallinas son criados con fines comerciales, existen obviamente grandes cantidades de estiércol que se producen todos los días, por lo tanto las granjas tienen procedimientos para su tratamiento. La manera que se procesa el excremento es utilizando sistemas de tratamiento de estiércol y tanques. El estiércol se descompone dentro de estos tanques que permanecen cerrados sin oxígeno. Cuando material orgánico se descompone de forma anaeróbica (sin ingreso de oxígeno) se producen grandes cantidades de metano.
  • De forma natural: Pantanos
  • Vertederos: Tanto el estiércol como los vertederos y la basura al aire libre están llenos de materia orgánica (Ej. Restos de comida, periódicos, pasto y hojas). La basura nueva se apila sobre la que ya estaba y la materia orgánica de nuestra basura se descompone en condiciones anaeróbicas (sin oxígeno) y así se producen grandes cantidades de metano.
  • Descomposición de los residuos orgánicos

Usos y aplicaciones del metano

El metano tiene aplicación en la industria química como materia prima para la elaboración de múltiples productos sintéticos. En los últimos años ha sido aplicado con buenos resultados, como fuente energética alternativa en pequeña escala, generándolo a partir de residuos orgánicos agrícolas. Este biogás está compuesto aproximadamente por 55 a 70% de metano, 30 a 45% de dióxido de carbono y 1 a 3% de otros gases, y su poder calorífico oscila en las 5.500 Kcal/m3

Combustible. El metano es importante para la generación eléctrica ya que se emplea como combustible en las turbinas de gas o en generadores de vapor. En muchas ciudades, el metano se transporta en tuberías hasta las casas para ser empleado como combustible para la calefacción y para cocinar. En este contexto se le llama gas natural.

Usos industriales. El metano es utilizado en procesos químicos industriales y puede ser transportado como líquido refrigerado. Los gasoductos transportan grandes cantidades de gas natural, del que el metano es el principal componente. En la industria química, el metano es la materia prima elegida para la producción de hidrógeno, metanol, ácido acético y anhidro acético. Cuando se emplea para producir cualquiera de estos productos químicos, el metano se transforma primero en una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno, mediante reformación por vapor. En este proceso, el metano y el vapor de agua reaccionan con la ayuda de un catalizador de níquel a altas temperaturas.

Otros productos químicos menos importantes derivados del metano son clorometano, diclorometano, cloroformo, y tetracloruro de carbono, producidos por medio de la reacción del metano con cloro en forma de gas.

Referencias

Soto, José Luis (2001) “Química orgánica II: hidrocarburos y sus derivados halógenos” síntesis.


Lannelli, Walter. (2003) metano. Editorial Paradiso


http://www.cricyt.edu.ar/enciclopedia/terminos/Metano.htm


http://www.tuimpacto.org/origen-del-metano.php




[a] Profesor de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo.