03 Retos en el Futuro Cercano - Instituto de Ingeniería, UNAM

Retos en el futuro cercano: recursos no
convencionales
Hidratos de metano en México
Dra. Elva Escobar Briones
Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, UNAM
escobri@mar.icmyl.unam.mx

Qué son los hidratos de metano?
Moléculas de agua y metano
Forma sólida, similares a hielo
Clatratos

Cómo se forman?
Hay tres tipos de hidratos
En presencia elevada de
CO2 y metano
– Materia orgánica del
Jurásico
Hay dos orígenes
– Termogénico
– Microbial
A temperatura baja y alta
presión
– Presión sedimento
acumulado

Gashydrat-Zersetzung

Hidrato
Hielo (Agua)

Qué les da la estabilidad?
Baja temperatura y presión moderada (permafrost)
Temperaturas intermedias y alta presión (mar profundo)

Donde ocurren?
Ártico
Sedimentos marinos de mar profundo (>500 a 4,400m)
– Talud continental y planicie abisal
Distribución conocida pobremente
– requeridas imágenes de alta resolución del fondo marino e
– imágenes por debajo del suelo marino
Países que llevan liderazgo en programas de investigación y
desarrollo tecnológico
– EEUU, Canada, Japón, Alemania, Corea e India

Con qué frecuencia ocurren?
El caso del Pacífico oriental en Costa Rica
Más de 100
infiltraciones a
casi 2 km una
de otra a lo
largo del
margen
continental

Cuánto hay disponible?
Estimaciones publicadas sobre la cantidad de
metano almacenado en hidratos a nivel mundial
– Los depósitos duplican las reservas de Hidrocarburos
– 100 veces los recursos gaseosos convencionales
Charting The Future Of Methane Hydrate Research in the United States, Oceans Study Board,
National Research Council of the National Academies, National Academies Press, 2004
– Aproximadamente 2 a 8 trillones de toneladas de CH4
atrapado en clatratos.
Methane and Climate Change, Economist, April 17, 2003
– Más accesible en permafrost. Paises APE
Technology Review, Gas on Ice, January 30, 2004

Fuente: reunión UNAM-PHM

Dónde ocurren en México?
Fuente: reunión UNAM-PHM

2. Estudios en el Pacífico de México
Cuenca de San Clemente
USGS
Torres et al., 2002

Cómo elegimos las localidades?
1. Ubicación por medio de
imágenes ERS-1 SAR del
aceite dispersado en
la superficie del mar

Manchas de aceite en la superficie
En los montes de Campeche
Chapopote
MacDonald et al. 2004
R/V Sonne SO 174 (2003) R/V Meteor M67/2 (2006)

• Batimetría de barrido multihaz
• Sonar de barrido lateral
• Trineos de video y fotografía
Fase I: Estudio del Area
Requerimientos:
• Navegación satelital
• Posicionamiento dinámico
• Cable de fibra óptica

Fototransectos y recorrido con TOPAS
B/O Justo Sierra (septiembre 2007)

Esructuras de flujo

Asfaltos M67/2

Comunidades asociadas a los hidratos

Fase 2 II: Procesado de datos y
validación
Mapas batimétricos
Imágenes sísmicas con
Estructuras tectónicas (fallas,
escarpes) reconocimiento de
reflectores
Distribución de
organismos en el área
de estudio

Fase III: Muestreo guiado por video
Draga

depth
(cm)
GEOMAR
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
0
2
4
6
8
10
12
14
16
AOM, nmol cm -3
d -1
white beggiatoa
orange beggiatoa
thiomargarita-like
I. R. MacDonald
depth
(cm)
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
0
2
4
6
8
10
12
14
16
SR, nmol cm -3
d -1
white beggiatoa
orange beggiatoa
thiomargarita-like

Nucleador múltiple
Fase III: Muestreo guiado por video
Nucleador manipulado por ROV
Nucleador autoclave

Nucleador múltiple presurizado

Fase III: Mediciones a bordo o en laboratorio
Tomógrafo
Computarizado

Inmersión 84, Asfalto degasificando

76 mm
El destino del metano
Modelización de metano Reconstrucción del núcleo en 3D

El destino del metano
Imágenes hidroacústicas de las
columna de burbujas
70 m
targets rise
within the
beam100
m
150 m
200 m

Importancia
Fuente potencial de energía
– Metano producido de estos depósitos
– Aporte energético basado en gas
Depósitos de mar profundo ofrecen reservas recuperables
para producción económica
Consumo de gas natural ha incrementado en décadas pasadas
– Gas naturas es relativamente un combustible más limpio que
carbón
– Fuentes alternativas para reemplazar energéticos fósiles

Qué impulsaría los estudios en
hidratos de metano?
Prioridades Económicas
– Precios de energéticos elevados al reducir disponibilidad de
petróleo
– Demanda eleva costo de fuentes convencionales de energía y
mejora la posición competitiva de recursos alternativos.
– La obtención de recursos de áreas inestables políticamente.
Nuevas inversiones para energéticos.
Natural Gas Hydrates: Resource of the 21st Century? American Association of Petroleum
Geologists
Factores Políticos
– Fuentes confiables, de bajo costo que sean explotables
– Recursos más limpios con menor emisión de CO2 para
generación de energía y transporte

Retos técnicos
Dificultad para su extracción, almacenaje y transporte
– Disociación a metano y agua al reducir presión y/o aumentar
temperatura
– Expansión 164 veces.
Métodos para su disociación
– Calentamiento con inyección de vapor por arriba de temperatura
de estabilidad (costo muy elevado)
– Inyección de metanol o glicol para reducir la estabilidad (factible
pero imprácticoeconómica y ambientalmente)
– Reducir presión para liberar gas contenido (económicamente
más promisorio)

Oportunidades en investigación y
retos en desarrollo tecnológico
Producción comercial en horizonte de 20 a 30 años
Conocimiento reducido
Identificar depósitos y caracterizarlos
– Perforación (relación riesgos geológicos con existencia y distribución)
– Modelación de reservorios
– Factores geológicos para su acumulo
– Dinámica geofísica (magnitud/forma de depósitos)
Transporte y almacenaje
Estabilidad de sistemas naturales y relación con clima global
Relación calidad con fauna indicadora
Política energética y competitividad global en gas natural

Importancia a la sociedad y retos
Cambios Climáticos:
Anomalía de δ 13 C
55MyBP
Dickens, 1999
Estabilidad de los Fondos Marinos:
Cambio de la temperatura
y del nivel del mar

Caracterización de la biología
papel en la generación/degradación de hidratos

Oportunidades biotecnológicas
Recursos genéticos

Muchas gracias
Preguntas?