Idrati di metano

Energia Gas naturale

Il gas naturale è stata l’ultima fonte fossile di energia ad affermarsi a livello mondiale. Per più di un secolo, quando il gas veniva scoperto in siti lontani dai luoghi dove poteva essere consumato, si preferiva bruciarlo ai pozzi o liberarlo nell’atmosfera perchè imbrigliarlo in un gasdotto e farlo viaggiare per chilometri e chilometri costava troppo. Grazie alla creazione delle infrastrutture necessarie al trasporto, spinte da una nuova coscienza sui problemi ambientali, la situazione è cambiata e oggi il gas naturale è al terzo posto nei consumi mondiali di energia ed è la fonte fossile con le migliori prospettive di crescita.

Chimicamente, gli idrati di metano sono costituiti da una molecola di metano e 6 di acqua (CH₄6H₂O) e appartengono alla famiglia dei “clatrati”, particolari composti in cui la normale struttura cristallina del ghiaccio si altera a formare celle chiuse “a gabbia”. Perchè questo processo avvenga, sono necessari due fattori concomitanti: una bassa temperatura (-15°C) e un’elevata pressione ambientale (20 bar, corrispondenti ad una profondità marina di poco meno di 200 m), oltre che, naturalmente, una grande disponibilità di metano e di molecole di acqua.

Agli inizi degli anni '90, negli ambienti di ricerca sulla geologia marina si cominciò a parlare di una sostanza particolare, presente sui fondali oceanici: si trattava delle prime notizie sugli idrati di metano, che fino ad allora avevano ricevuto pochissima attenzione, in quanto ritenuti poco più di una curiosità geologica e privi di qualunque valore commerciale. Il metano cosiddetto biogenico viene rilasciato da processi di decomposizione della sostanza organica e si accumula all'interno dei sedimenti, dove può concentrarsi ed eventualmente risalire verso la superficie. Se la superficie è un fondale marino, il gas che si libera si combina con l'acqua fredda delle profondità abissali a formare una sorta di "ghiaccio". Le molecole di acqua cristallizzano formando strutture "a gabbia", all'interno delle quali si trovano intrappolate densità. Ghiacciando, l'acqua comprime il gas e il composto assume un'elevatissima densità.

Dove si trovano

Per le particolari condizioni in cui questi composti si formano e rimangono stabili, la loro presenza è limitata a tre ambienti: i fondali oceanici, i terreni interessati da permafrost e i ghiacci polari più profondi.

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Come si comportano

Costituiti da "gabbie" di ghiaccio che intrappolano molecole gassose, gli idrati di metano sono composti stabili solo quando si verificano condizioni di elevate pressioni e temperature molto basse. Se aumentano le temperature o si riducono le pressioni, il ghiaccio fonde e il metano si libera in forma gassosa.

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Il metano: un combustibile “pulito”

Tra i combustibili fossili, il metano sembra attualmente essere quello che vedrà un crescente utilizzo nel prossimo futuro, grazie alla sua relativa abbondanza e grazie al fatto di essere relativamente "pulito ". La sua molecola è costituita da 4 atomi di idrogeno e uno di carbonio (CH₄): bruciando, è l'idrocarburo che libera la minor quantità di carbonio per questo è meno dannoso per l'ambiente.

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Le conoscenze sugli idrati di metano, sul loro comportamento e sulla loro distribuzione, e i dati geologici del passato suggeriscono una grande cautela nella corsa all’utilizzo di questi composti per la produzione di metano. Lo sfruttamento di queste enormi riserve energetiche potrebbe risolvere temporaneamente molti problemi energetici e aiutarci nella difficile fase di passaggio dall’uso di combustibili fossili all’utilizzo di fonti energetiche rinnovabili. Tuttavia, i rischi ambientali legati ad uno sfruttamento indiscriminato e non rispettoso dell’ambiente appaiono molto grandi. Lo sfruttamento commerciale deve quindi essere rimandato fino al momento in cui le tecnologie ci possano mettere al riparo dal rischio più grave, quello della liberazione di grandi quantità di metano in mare e nell’atmosfera. Ricordiamo anche il possibile rischio di innescare grandi franamenti sottomarini su vasta scala.

La presenza di composti dalle caratteristiche così particolari e instabili, così sensibili a variazioni anche minime di temperatura, ci mette comunque in guardia per quanto riguarda il contributo dell’uomo all’effetto serra: è vero che i dati geologici dimostrano che cambiamenti climatici a grande scala e “crisi” ambientali e climatiche a livello planetario si sono verificate nel passato geologico, anche senza alcun intervento da parte dell’uomo, ma il nostro comportamento potrebbe dare un contributo decisivo all’innesco di questi processi che, una volta iniziati, risulterebbero irreversibili.

Limiti degli idrati di metano

Lo sfruttamento di tali quantità di gas naturale oggi non è possibile: le attuali tecnologie non sono ancora in grado di prelevare gli idrati e di estrarne il gas senza disperderlo nell'ambiente. Il primo problema da risolvere è l'individuazione dei giacimenti.

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Idrati e cambiamenti del clima

Il metano è molto più opaco all'infrarosso della CO₂ e di conseguenza produce un effetto serra 20 volte superiore a quello dell'anidride carbonica. Si tratta di un gas il cui effetto sull'atmosfera è molto più pericoloso della CO₂: i suoi effetti sono poco importanti perchè, per il momento, si trova in quantità molto ridotte.

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Uno sguardo al passato

Alcune evidenze geologiche mostrano che si sono verificate "crisi" climatiche su grande scala, che hanno modificato la distribuzione delle forme viventi sulla Terra. Recenti ricerche geologiche e paleontologiche sembrano dimostrare che in almeno una di queste crisi il ruolo giocato dagli idrati di metano potrebbe essere stato molto importante.

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Idrati di metano

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Gas Junior

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