¿Qué es un clatrato?

Un clatrato es un tipo de hidrato, o compuesto de agua, en el que las moléculas de otra sustancia quedan atrapadas dentro de una estructura similar a una jaula compuesta de moléculas de agua. La molécula atrapada suele ser un gas a presión y temperatura normales. Los clatratos son sólidos similares al hielo que generalmente se forman a altas presiones y bajas temperaturas. Entre los más conocidos y estudiados se encuentra un hidrato de metano que se produce naturalmente en grandes depósitos debajo del fondo marino en muchas partes del mundo. Estas pueden ser una fuente potencial de energía, pero también existe la preocupación de que una liberación repentina de grandes cantidades de metano de clatrato, tal vez provocada por el calentamiento global, pueda ser desastrosa.

La unidad básica de la mayoría de los clatratos es un dodecaedro compuesto por 20 moléculas de agua dispuestas para formar 12 caras pentagonales, con un centro hueco que puede ser ocupado por una "molécula huésped". La estructura se mantiene esencialmente unida por enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua. pero estabilizado por las moléculas invitadas. Dado que el dodecaedro no se puede empaquetar para llenar todo el espacio disponible, también se producen otras formas poliédricas, de modo que se forma una red. Debido a esta variación en las formas de las jaulas y al hecho de que no todas las jaulas están necesariamente ocupadas, a los clatratos no se les puede dar fórmulas químicas precisas. Las moléculas huésped del clatrato pueden ser gases de hidrocarburos, como metano o etano, oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono.

El hidrato de metano es el compuesto de clatrato que más interés ha generado. Este compuesto ocurre 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 formaron a partir del metano producido por la actividad microbiana en las condiciones anaeróbicas en sedimentos justo debajo de la superficie del fondo marino o en tierra donde las temperaturas son lo suficientemente bajas. Incluso en las regiones tropicales, las temperaturas del fondo marino son lo suficientemente bajas para la formación de clatratos, donde la presión les permite solidificarse a unos pocos grados por encima del punto de congelación.

Dadas las grandes cantidades de metano almacenadas en estos depósitos, se han considerado como una fuente potencial de gas natural. Sin embargo, puede haber serias dificultades técnicas involucradas en su extracción que lo hacen poco rentable. La Unión Soviética realizó varios intentos fallidos de extraer gas de los depósitos de clatrato de permafrost siberiano durante los años sesenta y setenta. También preocupa que los métodos utilizados para liberar el gas atrapado puedan desestabilizar los depósitos, lo que podría conducir a hundimientos y deslizamientos de tierra.

Aunque los depósitos de clatrato pueden representar un gran recurso energético sin explotar, también podrían representar un grave peligro. No son estables fuera de las condiciones de temperatura y presión donde ocurren y existe la preocupación de que el calentamiento global pueda volverlos inestables. Esto plantea una doble amenaza.

En primer lugar, la fusión del hielo de clatrato mezclado con sedimentos en los bordes continentales podría provocar deslizamientos de tierra masivos y consecuentes tsunamis. Existe evidencia del pasado geológico relativamente reciente de que esto pudo haber sucedido en la costa de Noruega. En segundo lugar, el metano es un potente gas de "efecto invernadero" que atrapa el calor en la atmósfera en mayor medida que el dióxido de carbono. La liberación repentina de grandes cantidades de este gas podría acelerar el calentamiento global, lo que a su vez podría causar una mayor desestabilización. Una vez más, existe evidencia geológica de que esto pudo haber sucedido en el pasado a través de procesos naturales y, a partir de 2011, existe una preocupación particular por el hidrato de metano en los depósitos de permafrost.