¿Qué es un Clatrato?

March 12

A clatrato es un tipo de hidrato, o compuesto de agua, en el que las moléculas de otra sustancia están atrapados dentro de una estructura en forma de jaula compuesta de moléculas de agua. La molécula atrapado es generalmente un gas a presión normal y temperatura. Clatratos son sólidos similares al hielo que se forman generalmente a altas presiones y bajas temperaturas. Entre los más conocidos y más estudiados es un hidrato de metano que se produce naturalmente en grandes depósitos en el subsuelo marino en muchas partes del mundo. Estos pueden ser una fuente potencial de energía, pero también existe la preocupación de que una repentina liberación de grandes cantidades de metano clatrato, tal vez provocada por el calentamiento global, podría ser desastroso.

La unidad básica de la mayoría de los clatratos es un dodecaedro compuesto de 20 moléculas de agua dispuestos para formar 12 caras pentagonales, con un centro hueco que puede ser ocupado por una "molécula huésped." La estructura se mantiene esencialmente entre sí por enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua, pero estabilizada por las moléculas huésped. Dado que el dodecaedros no puede ser embalados conjuntamente para llenar todo el espacio disponible, también se producen otras formas poliédricas, de modo que se forma un enrejado. Debido a esta variación en las formas de la jaula, y el hecho de que no todas las jaulas son necesariamente ocupados, clatratos no se pueden dar fórmulas químicas precisas. Moléculas huésped clatrato pueden ser gases de hidrocarburos, tales como metano o etano, oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono.

El hidrato de metano es el compuesto de clatrato que ha generado el mayor interés. Este compuesto se produce en grandes cantidades en varios lugares alrededor de los bordes de todos los continentes y en las regiones de permafrost de Siberia y Alaska. Se ha estimado que estos depósitos constituyen la mayor reserva de hidrocarburos del planeta, superando con creces las reservas conocidas de carbón, petróleo y gas natural. Se cree que se han formado a partir de metano producido por la actividad microbiana en las condiciones anaeróbicas en los sedimentos justo debajo de la superficie del fondo marino o en terrenos donde las temperaturas son lo suficientemente baja. Incluso en las regiones tropicales, las temperaturas del lecho marino son lo suficientemente bajos para la formación de clatrato, donde la presión les permite solidificar a unos pocos grados por encima del punto de congelación.

Teniendo en cuenta las enormes cantidades de metano almacenado en estos depósitos, se han considerado como una fuente potencial de gas natural. Puede haber, sin embargo, ser graves dificultades técnicas para su extracción que la hacen poco rentable. La Unión Soviética hizo una serie de intentos fallidos para extraer gas de los depósitos de clatrato permafrost de Siberia durante los años 1960 y 1970. También existe la preocupación de que los métodos utilizados para liberar el gas atrapado pueden desestabilizar a los depósitos, lo que podría dar lugar a hundimientos y deslizamientos de tierra.

Aunque los depósitos de clatrato pueden representar una enorme fuente de energía sin explotar, también podrían representar un peligro grave. Ellos no son estables fuera de las condiciones de temperatura y presión en que se producen y existe la preocupación de que el calentamiento global puede hacerlos inestables. Esto plantea una amenaza doble.

En primer lugar, el derretimiento de los clatratos de hielo mezclado con sedimentos en los bordes continentales podría dar lugar a deslizamientos masivos y consiguientes tsunamis. Hay evidencia del pasado geológico relativamente reciente que esto puede haber ocurrido frente a las costas de Noruega. En segundo lugar, el metano es un potente gas de "efecto invernadero", que atrapa el calor en la atmósfera a un grado aún mayor que el dióxido de carbono. La liberación repentina de grandes cantidades de este gas podría acelerar el calentamiento global, lo que podría a su vez provocar una mayor desestabilización. Una vez más, hay evidencia geológica que esto puede haber sucedido en el pasado a través de los procesos naturales y no hay, a partir de 2011, su especial preocupación por el hidrato de metano de los depósitos de permafrost.

  • La unidad básica de la mayoría de los clatratos es un dodecaedro compuesto de 20 moléculas de agua.