Metano: ¿qué es, dónde se encuentra y por qué es peligroso?

¿Qué es el metano?

El metano es un gas combustible que se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente. Es no tóxico y químicamente estable, pero destaca por ser altamente inflamable. En su estado puro no tiene olor, por lo que en aplicaciones domésticas se le añaden odorantes (como compuestos de azufre) para facilitar su detección en caso de fugas.

El metano es el componente principal del gas natural comercial: normalmente constituye entre el 85% y el 95% de este combustible fósil, acompañado de pequeñas proporciones de etano, propano, butano y nitrógeno. También está presente en las minas de carbón (donde se le conoce como grisú) y en otros entornos geológicos. Químicamente, el metano es un alcano (una molécula de la familia de los hidrocarburos saturados) y es apolar, lo que significa que no se disuelve bien en agua.

El metano se produce de manera natural en nuestro planeta y también es generado por diversas actividades humanas. Además de su abundancia en yacimientos de gas, es conocido por su efecto en el clima: es un gas de efecto invernadero mucho más potente que el dióxido de carbono (CO₂) en el corto plazo.

Aunque hay muchísimo menos metano que CO₂ en la atmósfera, sus moléculas atrapan aproximadamente 25 veces más calor que el CO₂ en un periodo de 100 años (y más de 80 veces más si se considera un periodo de 20 años). Por esta razón, a pesar de su baja concentración atmosférica, el metano contribuye de manera significativa al calentamiento global.

¿Dónde se encuentra el metano?

El metano se encuentra en diversos entornos naturales y también en escenarios vinculados a la actividad humana. En la naturaleza, la mayor fuente de metano son los humedales y pantanos: en estos sitios, la materia orgánica en descomposición produce metano debido a la acción de microorganismos en ausencia de oxígeno.

Otros emisores naturales incluyen las termitas (que generan pequeñas cantidades de metano al digerir madera), los océanos (donde existe metano atrapado en forma de hidratos bajo el fondo marino) y el subsuelo de regiones árticas (el permafrost congelado contiene metano que puede liberarse al descongelarse). Incluso algunos volcanes y fuentes geotermales liberan algo de metano, aunque en proporción menor.

En cuanto a las fuentes antropogénicas (derivadas de actividades humanas), destacan varias. La ganadería, especialmente el ganado vacuno, es una fuente importante: las vacas y otros rumiantes emiten metano durante su proceso digestivo (a través de eructos principalmente). La agricultura de arroz en campos inundados es otra fuente significativa, ya que los arrozales en condiciones anaerobias liberan metano.

Los vertederos de residuos orgánicos también generan este gas a medida que la basura se descompone bajo la superficie. Por último, la industria de los combustibles fósiles (extracción de petróleo, gas natural y minería de carbón) libera metano tanto de forma intencional (venteo) como por fugas accidentales durante la perforación, procesamiento y transporte. Todas estas fuentes hacen que el metano se encuentre difundido desde el subsuelo terrestre hasta la atmósfera.

Cabe mencionar que el metano no solo se encuentra en la Tierra. También se ha detectado metano en la atmósfera de otros cuerpos celestes, como en Marte (en trazas intermitentes) y en Titán, la luna de Saturno, donde existen lagos de metano líquido. Estos hallazgos extraterrestres son de gran interés científico, aunque el metano fuera de nuestro planeta no tiene un impacto directo en nosotros.

En nuestro planeta, la concentración de metano atmosférico ha ido en aumento en las últimas décadas, alcanzando niveles récord según mediciones recientes. Esto subraya la importancia de entender sus fuentes y controlar sus emisiones.

¿Por qué es peligroso el metano?

A diferencia de otros gases, el metano en sí no es tóxico para los seres humanos; podemos inhalar pequeñas cantidades sin efecto directo en nuestra salud. Sin embargo, presenta peligros significativos de otra índole que es importante conocer:

• Altamente inflamable y explosivo: el metano arde con facilidad. Si se acumula en un espacio cerrado, una chispa podría provocar un incendio o incluso una explosión violenta. En minas de carbón, el metano acumulado (grisú) ha sido históricamente causa de graves explosiones. Por ello, las fugas de gas metano representan un serio riesgo de seguridad.
• Riesgo de asfixia: aunque no sea venenoso, el metano puede desplazar al oxígeno en un ambiente cerrado. Si en una habitación hay una concentración muy alta de metano, el aire tendrá menos oxígeno disponible para respirar, pudiendo causar mareos y asfixia. Este escenario es poco común (antes ocurriría una explosión, ya que las concentraciones peligrosas para la respiración son mayores que las inflamables), pero es un riesgo a considerar en lugares mal ventilados con escapes importantes de gas.
• Contribuye al calentamiento global: el metano es un potente gas de efecto invernadero. Si se libera a la atmósfera en grandes cantidades, contribuye a incrementar la temperatura del planeta (ver la sección de impacto ambiental). Este efecto no es un peligro inmediato como una explosión, pero sí representa una amenaza grave a largo plazo para la estabilidad del clima y los ecosistemas.

En resumen, el metano es peligroso principalmente por su facilidad para inflamarse (lo que exige precaución en su manipulación y uso) y por sus efectos ambientales. Por fortuna, al ser inodoro y ligero, tiende a dispersarse al aire libre; además, las compañías de gas añaden olor artificial al gas natural para que las personas puedan detectar rápidamente una fuga antes de que alcance niveles peligrosos.

¿Cómo se forma el metano?

El metano puede generarse tanto por vías biológicas naturales como por procesos geológicos y químicos. A continuación describimos las principales formas en que se forma este gas:

Formación biológica (metanogénesis)

Gran parte del metano de la Tierra se origina por la acción de microorganismos en la descomposición anaerobia de materia orgánica. En entornos sin oxígeno, ciertas arqueas (microbios unicelulares) descomponen compuestos orgánicos y liberan metano como producto final. Este proceso, llamado metanogénesis, ocurre de forma natural en lugares como ciénagas, pantanos, marismas, fondos de lagos y tractos digestivos de animales herbívoros.

Por ejemplo, en el estómago de las vacas, las bacterias anaerobias ayudan a digerir la fibra y generan metano que el animal expulsa. También en los biodigestores y rellenos sanitarios controlados se aprovecha este mismo proceso: la basura orgánica es descompuesta por microorganismos y se captura el metano (conocido como biogás en ese contexto) para uso energético.

Formación geológica (metano fósil)

A escala geológica, el metano se ha formado en el subsuelo a lo largo de millones de años. Cuando grandes cantidades de materia vegetal y animal quedaron sepultadas y sometidas a alta presión y temperatura, sufrieron transformaciones químicas lentas que produjeron combustibles fósiles.

El metano es el principal componente del gas natural que se extrae de yacimientos subterráneos; estos yacimientos son restos de materia orgánica fosilizada que generó hidrocarburos. De forma similar, en vetas de carbón enterradas se produce metano como subproducto (por eso las minas de carbón suelen ventilar grisú).

Además, bajo el lecho marino, en condiciones de baja temperatura y alta presión, el metano puede quedar atrapado en estructuras de hielo formando hidratos de metano (o clatratos). Estos hidratos son compuestos sólidos que contienen metano en su interior y representan una enorme reserva natural de este gas. Si el clima o el fondo marino cambian y se calientan, esos hidratos pueden desestabilizarse liberando metano a la columna de agua y eventualmente a la atmósfera.

Producción artificial (procesos industriales)

El ser humano también puede generar metano por vías industriales o tecnológicas. Por un lado, muchas actividades humanas liberan metano que ya estaba formado (por ejemplo, al extraer gas natural o petróleo se libera metano atrapado, o al manejar estiércol en granjas se genera metano biológico). Pero además de liberar el metano existente, es posible producir metano sintéticamente.

Un proceso conocido es la reacción de Sabatier, en la cual se combina hidrógeno (H₂) con dióxido de carbono (CO₂) en presencia de un catalizador para obtener metano y agua. Este método está siendo investigado para almacenar energía renovable, ya que permitiría convertir electricidad excedente (usada para generar hidrógeno) en gas metano utilizable.

Sin embargo, en la práctica la mayoría del metano utilizado por la sociedad proviene de las fuentes naturales y fósiles mencionadas, ya sea recolectado como biogás de rellenos sanitarios o extraído de yacimientos bajo tierra.

Usos del metano

El metano tiene una gran cantidad de aplicaciones valiosas gracias a su poder energético y versatilidad como materia prima. A continuación, se enumeran sus usos principales:

• Combustible doméstico y comercial: es ampliamente utilizado para la calefacción de viviendas y edificios, así como para cocinar en estufas y hornos de gas. El gas natural que llega por tubería a millones de hogares es mayoritariamente metano. Al quemarse produce una llama azul caliente que calienta eficientemente y con menos residuos que otros combustibles fósiles.
• Generación de electricidad: el metano se quema en centrales termoeléctricas para generar energía eléctrica. Muchas plantas de generación eléctrica usan turbinas de gas natural o motores que funcionan con metano, aprovechando su alta capacidad calorífica. También se utiliza en plantas de cogeneración para producir simultáneamente electricidad y calor para procesos industriales.
• Combustible vehicular: el metano, en forma de gas natural comprimido (GNC), se emplea como combustible en automóviles, autobuses y camiones diseñados para ello. Los vehículos a gas natural generan menos contaminantes locales (como partículas y óxidos de nitrógeno) que los de gasolina o diésel. Además, el metano licuado (GNL) se utiliza para propulsar algunos camiones de largo recorrido y buques, ya que permite almacenar gran cantidad de energía en poco volumen al enfriarse a -161°C.
• Producción de hidrógeno y amoníaco: gran parte del hidrógeno industrial proviene del metano mediante un proceso llamado reformado con vapor. Al reaccionar el metano con vapor de agua a altas temperaturas, se obtienen hidrógeno y monóxido de carbono (gas de síntesis). El hidrógeno resultante se usa luego para sintetizar amoníaco (base de fertilizantes) en el proceso Haber-Bosch y para producir combustibles más limpios. Este uso conecta el metano con la industria agrícola y energética.
• Materia prima química: el metano es la base para fabricar numerosos compuestos químicos. Por ejemplo, se usa para producir metanol, que a su vez es un solvente y puede convertirse en combustibles o plásticos. También es utilizado para sintetizar otros compuestos como clorometanos (metilcloroformo, cloroformo, etc.) mediante reacciones con cloro, y acetileno a través de procesos de pirólisis. Aunque algunos de estos usos industriales están disminuyendo (por razones ambientales y de costo), históricamente el metano ha sido un pilar de la industria química.

En resumen, la versatilidad del metano lo convierte en un recurso energético fundamental. Desde encender la hornalla de la cocina hasta generar electricidad en grandes plantas, pasando por ser el punto de partida de productos químicos, el metano está presente en múltiples facetas de la vida moderna. Además, con las iniciativas de economía circular, cada vez más se aprovecha el metano capturado de residuos (biogás) para estos mismos usos, reduciendo así desperdicios y emisiones sin desaprovechar su energía.

Impacto ambiental del metano

Contribución al calentamiento global

En el contexto del calentamiento global, el metano juega un papel crucial pese a encontrarse en concentraciones mucho menores que el CO₂. Como mencionamos, es un gas de efecto invernadero muy poderoso: cada kilo de metano calienta la Tierra decenas de veces más que un kilo de CO₂ en el horizonte de varias décadas.Se estima que aproximadamente un 20% a 30% del calentamiento global actual es atribuible al metano emitido por actividades humanas desde la era preindustrial (PNUMA).

Esto se debe a que desde el siglo XVIII la concentración de metano atmosférico se ha multiplicado más de dos veces, alcanzando más de 1900 partes por mil millón (ppb) en la actualidad, un aumento drástico en comparación con cualquier momento de los últimos 800.000 años. Los registros modernos, como los de la NOAA, muestran que en años recientes las emisiones de metano han crecido a un ritmo récord, incluso cuando las de CO₂ se estancaron brevemente durante eventos como la pandemia de 2020.

Una característica importante del metano es que tiene una vida útil relativamente corta en la atmósfera, de aproximadamente 10 a 12 años, antes de oxidarse y convertirse principalmente en CO₂ y vapor de agua. Esto contrasta con el CO₂, que puede permanecer siglos.

La implicación es que si logramos reducir drásticamente las emisiones de metano, la concentración atmosférica de este gas respondería rápidamente a la baja, enfriando el clima en el corto plazo. Según el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), recortar las emisiones de metano de forma fuerte y sostenida podría ayudar a limitar el calentamiento global a 1,5°C, además de mejorar la calidad del aire.

Calidad del aire y ecosistemas

El metano no sólo calienta el planeta, también influye en la calidad del aire. En la atmósfera baja (troposfera), el metano participa en reacciones químicas que producen ozono troposférico, un contaminante que daña la salud respiratoria y reduce el rendimiento de los cultivos.

Al reducir las emisiones de metano, se tiende a bajar también los niveles de ozono a ras de suelo, lo que supone un beneficio colateral importante: un aire más limpio. De hecho, el Programa de la ONU para el Medio Ambiente destaca que recortar el metano ayudaría a evitar alrededor de un millón de muertes prematuras al año por menor contaminación de ozono.

Por otro lado, en los ecosistemas árticos, el calentamiento global provocado en parte por el metano está descongelando el permafrost y liberando aún más metano almacenado, en un preocupante ciclo de retroalimentación. Esto podría agravar el cambio climático si no se toman medidas.

Esfuerzos para reducir las emisiones de metano

Debido a su gran impacto a corto plazo, el metano ha pasado al frente de la agenda climática internacional. En 2021, más de 100 países firmaron el Compromiso Global de Metano (Global Methane Pledge) durante la cumbre climática COP26, acordando reducir colectivamente un 30% de las emisiones de metano para 2030 (respecto a los niveles de 2020).

Esto refleja la preocupación y la oportunidad: actuando rápido sobre el metano, los científicos estiman que se podrían evitar hasta 0,2–0,3°C de calentamiento global para 2050. Las estrategias para lograrlo incluyen mejorar la detección y reparación de fugas en instalaciones de petróleo y gas, cambiar prácticas agrícolas (por ejemplo, dietas y aditivos para reducir el metano entérico del ganado, o alternar ciclos de secado en arrozales), capturar el biogás de los residuos orgánicos en vertederos y granjas, y evitar la quema abierta de biomasa.

En conclusión, el metano tiene un doble filo en el medio ambiente: por un lado es un recurso valioso como combustible de combustión rápida, pero por otro lado sus emisiones descontroladas están acelerando el calentamiento del planeta. Comprender sus impactos y controlar sus fuentes es esencial para la salud del clima global. La ciencia y la política están poniendo foco en este gas, ya que reducir el metano de manera inmediata es una de las acciones más efectivas para frenar el cambio climático en las próximas décadas mientras el mundo transiciona hacia energías más limpias.