Un equipo de investigadores del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (INPE, su sigla en portugu\u00e9s), con sede en la localidad de S\u00e3o Jos\u00e9 de los Campos, en S\u00e3o Paulo, ha creado un sistema para capturar el metano acumulado en los dep\u00f3sitos de centrales hidroel\u00e9ctricas y con \u00e9l producir energ\u00eda el\u00e9ctrica. Estimaciones del grupo apuntan que, juntas, todas las represas del mundo emiten entre 18 y 24 millones de toneladas de metano por a\u00f1o, lo que corresponder\u00eda a entre el 5% y el 7% de ese gas liberado en la atm\u00f3sfera por todas las actividades humanas tales como, por ejemplo, el cultivo de arroz, los rellenos sanitarios, la miner\u00eda de carb\u00f3n, la extracci\u00f3n de petr\u00f3leo o la ganader\u00eda. Junto con el di\u00f3xido de carbono (CO2), el gas metano (CH4) es uno de los principales villanos del efecto invernadero del planeta. El potencial de calentamiento del metano es entre 21 y 25 veces mayor que el del gas carb\u00f3nico. Eso sucede porque, a pesar de tener un tiempo de vida menor que el CO2, la mol\u00e9cula de metano es m\u00e1s opaca que la del carbono a la radiaci\u00f3n t\u00e9rmica, provocando un aprisionamiento mayor de calor en la superficie terrestre.<\/p>\n
La soluci\u00f3n de los investigadores brasile\u00f1os podr\u00eda elevar en 30% la capacidad productiva de las hidroel\u00e9ctricas localizadas en la cuenca del r\u00edo Amazonas. Las l\u00edderes en la emisi\u00f3n de metano son las construidas en \u00e1reas de selvas h\u00famedas, como las brasile\u00f1as Tucuru\u00ed, Balbina y Samuel, y la Petit Saut, en la Guyana Francesa, todas ellas en la Amazonia. Solamente Tucuru\u00ed, la mayor de ellas, libera entre 700 mil y 1,2 millones de toneladas de metano por a\u00f1o. “Hay evidencias, a\u00fan sin comprobaci\u00f3n cient\u00edfica, de que hay grandes existencias de metano en el fondo de Itaip\u00fa. Todav\u00eda nadie fue a\u00fan all\u00e1 para medir, pero el gas tendr\u00eda origen en los detritos lanzados en el lago por haciendas y granjas de cr\u00eda de animales situadas en el entorno del dep\u00f3sito”, dice el investigador Fernando Manuel Ramos, del Laboratorio Asociado de Computaci\u00f3n y Matem\u00e1tica Aplicada (LAC) del Inpe, autor del proyecto con otros tres colegas del instituto, Lu\u00eds Ant\u00f4nio Waack Bambace, Ivan Bergier Tavares de Lima y Reinaldo Roberto Rosa.<\/p>\n
El metano de los dep\u00f3sitos es producido principalmente por bacterias que participan del ciclo de descomposici\u00f3n subacu\u00e1tica del carbono existente en la materia org\u00e1nica remanente de la \u00e9poca de la formaci\u00f3n de la represa o llevada, en la forma de sedimentos, por los r\u00edos que desaguan en el dep\u00f3sito. El gas permanece disuelto en el agua, principalmente en las camadas m\u00e1s profundas del lago, y escapa para la atm\u00f3sfera cuando pasa por las turbinas y por los vertederos de las centrales. “Es parecido como abrir una botella de refresco. El agua de la represa s\u00fabitamente pierde la presi\u00f3n y libera el gas, en el caso el metano, disuelto en ella”, dice Ramos.<\/p>\n
Barrera f\u00edsica<\/strong> Un sistema de tuber\u00edas conectado a bombas semejante a la aspiraci\u00f3n de una piscina colectar\u00eda el agua rica en metano “aprisionada” en fundo de la represa y llevar\u00eda para balsas en la superficie, donde ser\u00eda hecha la extracci\u00f3n del gas por un sistema de vaporizaci\u00f3n en ambiente fechado. Ese equipamiento reproducir\u00eda el mismo proceso que ocurre en la salida de las turbinas y en los vertederos de las centrales, cuando el gas es liberado por la formaci\u00f3n del spray y burbujeo del agua. El agua tratada conteniendo metano residual volver\u00eda para el fondo de la represa por otro sistema de tuber\u00edas y el gas extra\u00eddo ser\u00eda utilizado para generaci\u00f3n de energ\u00eda. “El metano podr\u00eda ser almacenado y transportado para una termoel\u00e9ctrica cualquiera, pero lo mejor fuera que la generaci\u00f3n de energ\u00eda ocurriese en centrales junto a las hidroel\u00e9ctricas para aprovechar las mismas l\u00edneas de transmisi\u00f3n”, dice Ramos. As\u00ed, el metano colectado ser\u00e1 quemado en una turbina de gas, de forma semejante al keros\u00e9n en la turbina de un avi\u00f3n, para generaci\u00f3n de energ\u00eda el\u00e9ctrica. El CO2 resultante de la quema del CH4 va para la atm\u00f3sfera, pero no produce efecto invernadero adicional porque fue capturado anteriormente de esta misma atm\u00f3sfera por la vegetaci\u00f3n y otros organismos vivos del reservorio o su entorno.<\/p>\n Los investigadores del Inpe estiman que la construcci\u00f3n de un sistema para la captaci\u00f3n de 1 mill\u00f3n de toneladas de metano por a\u00f1o exigir\u00eda inversiones del orden de los 100 millones de d\u00f3lares. Esa cantidad de gas es suficiente para generar 1.780 megawatts (MW) de energ\u00eda, la potencia de una hidroel\u00e9ctrica de medio porte \u2013 para los efectos de comparaci\u00f3n, Tucuru\u00ed I tiene 3.960 MW de potencia instalada. “La instalaci\u00f3n de sistemas de aprovechamiento de metano en las centrales de Tucuru\u00ed, Balbina y Samuel, las tres mayores de la Amazonia, elevar\u00eda en 30% la capacidad productiva de ellas”, destaca Ramos. “Con eso, adem\u00e1s de generar energ\u00eda limpia y reducir una fuente del calentamiento global, a\u00fan contribuir\u00edamos a reducir la presi\u00f3n por la construcci\u00f3n de nuevas hidroel\u00e9ctricas en la regi\u00f3n.”<\/p>\n Un largo camino “Nadie produce a\u00fan energ\u00eda en escala industrial a partir del metano encontrado en reservorios, pero hay un camino a ser recorrido para su madurez”, dice Ramos. Una importante etapa a ser cumplida es el an\u00e1lisis de las existencias de metano de los reservorios brasile\u00f1os\u00a0 y en el mundo, que puede ser hecho por sonda o por muestreo, con el an\u00e1lisis del agua del fondo del lago. Para que el sistema sea econ\u00f3micamente factible, explica Bambace, es necesario que la represa tenga concentraciones en el rango de 20 gramos de metano por metro c\u00fabico de agua, nivel encontrado a 60 metros de profundidad en el lago de Tucuru\u00ed. “Es posible tambi\u00e9n que exista mucho metano en los reservorios de S\u00e3o Paulo, en funci\u00f3n de la contaminaci\u00f3n que ellos reciben de los r\u00edos. Pero solamente con el an\u00e1lisis de las existencias sabremos el real potencial de la soluci\u00f3n que estamos proponiendo.”<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"El metano acumulado en las centrales hidroel\u00e9ctricas puede generar m\u00e1s energ\u00eda el\u00e9ctrica","protected":false},"author":23,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[],"coauthors":[116],"class_list":["post-83436","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83436","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/23"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=83436"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83436\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=83436"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=83436"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=83436"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=83436"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
\nLa idea del grupo del Inpe para evitar que el metano llegue a la atm\u00f3sfera es capturarlo a\u00fan en el fondo del lago. El primer paso es la colocaci\u00f3n de una barrera f\u00edsica, en la forma de una gran membrana, para impedir que las turbinas de las hidroel\u00e9ctricas, normalmente posicionadas de 40 a 60 metros de profundidad, succionen aguas ricas en metano. Esa membrana ser\u00eda hecha con lona encerada usada en los camiones para protecci\u00f3n de las cargas y anclada por pesos y estacas en el fondo de la represa. “Ella ser\u00eda colocada en una distancia segura para que no sea succionada por las turbinas y ser\u00eda fijada a boyas en la superficie que controlar\u00edan su posicionamiento y nivelaci\u00f3n. Con esa barrera, el agua que entrar\u00eda en las turbinas vendr\u00eda de camadas superficiales de la represa, con menor concentraci\u00f3n de metano”, explica Bambace.<\/p>\n
\n<\/strong>El trabajo del grupo fue publicado en la revista cient\u00edfica Energy, en junio. En estos momentos, los investigadores est\u00e1n intentando obtener financiaci\u00f3n para construir el primer prototipo. Ellos estiman que el modelo experimental quedar\u00e1 listo en un a\u00f1o. La construcci\u00f3n de un sistema productivo, como, por ejemplo, en la represa Balbina, que tiene 250 MW de potencia instalada, llevar\u00eda entre tres y cuatro a\u00f1os para convertirse operacional. El grupo prev\u00e9 que la barrera f\u00edsica instalada en el fondo del lago de Balbina tendr\u00eda cerca de 850 metros de longitud por 25 metros de altura y costar\u00eda alrededor de 1 a 2 millones de reales. Ramos cree tambi\u00e9n que la l\u00e1mina de agua libre, con cerca de 10 metros, ser\u00e1 suficiente para que peces y otras especies acu\u00e1ticas se muevan. Estudios espec\u00edficos en las represas podr\u00e1n evaluar cada detalle del impacto ambiental.<\/p>\n