Veremos como el gas natural y los derivados de su combustión afectan la salud de las personas.
a) Hidrocarburos
El gas natural es una mezcla de hidrocarburos livianos, con preponderancia de metano.
¿Y que son los hidrocarburos?: Son compuestos orgánicos conformados por átomos de carbono e hidrógeno.
- El más elemental de ellos es el metano. Está conformado por un átomo de carbono (C) y cuatro átomos de hidrógeno (H). Se lo representa como CH4. Gráficamente, en un plano y espacialmente se lo representa de las siguientes maneras:
También se lo simplifica como C1
- En la cadena de hidrocarburos, el siguiente es el etano. Está conformado por dos átomos de carbono (C) y seis átomos de hidrógeno (H). Se lo representa como C2H6. Gráficamente, en un plano y espacialmente se lo representa de las siguientes maneras:
También se lo simplifica como C2
- Continuando tendremos el propano C3H8 (o C3), el butano C4, el pentano C5, etc…
En esta cadena de hidrocarburos, los más livianos están en forma gaseosa (hasta el butano – C4). Luego se presentan como líquido y finalmente como grasas sólidas.
En general no los encontramos en estado puro, sino mezclados con otros hidrocarburos, donde puede haber algún elemento predominante. Veremos a continuación como aparecen estos componentes normalmente utilizados en la industria del gas:
- Gas Natural: Compuesto gaseoso de hidrocarburos con predominio del metano (C1). También presenta fracciones menores de etano (C2), propano (C3), butano (C4), pentano (C5), etc… A medida que nos alejamos del componente predominante disminuye el porcentaje del hidrocarburo en la mezcla de gas natural.
Veremos una composición posible del gas natural
Vemos que también encontraremos otros gases como el nitrógeno (N2) y el dióxido de carbono (CO2) que no son hidrocarburos.
Esta composición depende fundamentalmente del yacimiento de donde se extrajo el gas y de los procesos de tratamiento al que tuvo lugar. Como estos componentes no tienen el mismo poder calorífico, en la medida que aumentan los hidrocarburos más pesados, el poder calorífico del gas aumenta. Esto es notable en países como la Argentina donde llegan a una misma zona de distribución gases de distintos yacimientos, a los que además se les pudo haber extraído el etano (en la planta de General Cerri) o habérsele inyectado gas natural licuado proveniente de importaciones. Por lo tanto, es normal que el gas presente diferentes poderes caloríficos y “no caliente” lo mismo cuando cambiamos de lugar o de época del año.
Otra característica importante del gas natural es que es inodoro. O sea, no huele. Esta es una característica negativa para el uso del gas por cuestiones de seguridad. Por lo tanto, en un proceso anterior a la distribución por las redes de gas, se procede a odorizarlo. A darle ese olor característico que lo identifica. Luego hablaremos sobre el nivel de odorización.
- Etano (C2): Es el segundo componente en la cadena de hidrocarburos. Es base en la industria petroquímica. Dada su dificultad de transporte, por los cambios de estado que presenta, alrededor de la industria que lo extrae se forman los polos petrolquímicos. Ejemplo el Polo petroquímico de Bahía Blanca.
- Propano (C3): Es el conocido gas licuado. Se lo llama así porque a temperatura ambiente cambia de estado al someterlo a presión. Esto permite transportarlo y almacenarlo en estado líquido. Al bajar la presión, en el regulador de los cilindros de gas, cambia de estado, se hace gaseoso y es como se lo utiliza en las instalaciones domiciliarias.
- Butano (C4): Es como el propano, pero de mayor peso molecular. Esto hace que su vaporización sea un poco más dificultosa que la del propano, por lo cual se lo usa principalmente en garrafas individuales. Por otra parte, dad esa facilidad de vaporización, el propano puede abastecer a más de un artefacto y es conocido a veces como “supergas”.
Tanto el Propano como el butano no se presentan en estado puro, sino que son mezclas donde predomina uno y otro componente.
Otros conceptos necesarios los iremos viendo en la medida que resulte necesario en el desarrollo del curso.
b) Proceso de combustión
Para explicar el proceso de combustión y a fines didácticos, consideraremos que el gas natural se compone solamente de metano. Cuando se combina el metano con el oxígeno del aire, y se agrega la energía de activación necesaria, se produce la combustión del mismo, con la producción de dióxido de carbono y vapor de agua y la liberación de una importante cantidad de energía:
CH4 + 2 O2 —-› CO2 + 2 H2O
La fórmula muestra un proceso de combustión completa, donde todos los átomos de carbono e hidrógeno se combinan para producir dióxido de carbono y agua. Ninguno de estos productos de la combustión es nocivo para la salud.
La situación cambia cuando por alguna causa la combustión no se produce en forma completa. En este caso la expresión sería:
CH4 + O2 —-› CO2 + CO + H2O (La ecuación no está equilibrada)
Aquí aparece el monóxido de carbono (CO), llamado “el asesino invisible”, por ser el responsable de la mayor cantidad de muertes que se presentan por el uso del gas.
Por lo tanto, podemos tener dos componentes que afectan la salud y seguridad de las personas: el gas natural, por su propio poder de combustión, y el producto resultante de su combustión incompleta, el monóxido de carbono (CO).
c) Gas natural, monóxido de carbono y salud de las personas.
Veremos cómo afectan estos componentes en el ser humano para entender su importancia.
Gas natural
El metano no es tóxico y no es peligroso si se inhala en pequeñas cantidades; sin embargo, si una gran cantidad de gas natural o metano desplaza el aire, la falta de oxígeno podría provocar asfixia (SoCalGas)
Por otra parte, entre los niveles de 4,5% y 15% de gas en aire, la mezcla se torna explosiva si se produce la necesaria energía de activación. Éstos son conocidos como los límites inferior y superior de inflamabilidad. Cuando el gas es odorizado, la cantidad de odorante que se introduce al gas debe ser la suficiente para permitir detectar al gas cuando no haya alcanzado el límite inferior de inflamabilidad.
Monóxido de carbono (CO)
Es un gas producto de una combustión incompleta de cualquier combustible que posea carbono. Nosotros nos referiremos a la combustión del gas natural o del gas licuado. Es incoloro, inodoro y no irritante. Estas propiedades organolépticas, lo convierten en una sustancia peligrosa al no ser percibida por la persona expuesta.
Si se respira, aunque sea en moderadas cantidades, el monóxido de carbono puede causar la muerte por envenenamiento en pocos minutos porque sustituye al oxígeno en la hemoglobina de la sangre. Tiene una afinidad por el grupo hemo 250 veces mayor que el oxígeno.
La carboxihemoglobina, producto formado, no puede transportar oxígeno; aún más, la presencia de ese compuesto interfiere en la disociación del oxígeno de la oxihemoglobina restante, dificultando así la transferencia de oxígeno a los tejidos.
Una vez respirada una cantidad bastante grande de monóxido de carbono (teniendo un 75 % de la hemoglobina con monóxido de carbono) la única forma de sobrevivir es respirando oxígeno puro. Cada año un gran número de personas pierde la vida accidentalmente debido al envenenamiento con este gas. Las mujeres embarazadas y sus fetos, los niños pequeños, las personas mayores y las que sufren de anemia, problemas del corazón o respiratorios pueden ser mucho más sensibles al monóxido de carbono.
| Concentración en el aire | Efecto |
| 55 mg/m³ (50 ppm) | TLV-TWA* |
| 0,01 % | Exposición de varias horas sin efecto |
| 0,04-0,05 % | Exposición una hora sin efectos |
| 0,06-0,07 % | Efectos apreciables a la hora |
| 0,12-0,15 % | Efectos peligrosos a la hora |
| 165 mg/m³ (1200 ppm) | IPVS |
| 0,4 % | Mortal a la hora |
| *TLV-TWA es la concentración correspondiente a un día normal de 8 horas o una semana de 40 horas en la que los trabajadores pueden estar expuestos sin mostrar efectos adversos. |
Threshold Limit Value – Time Weighted Average (TLV-TWA) o Valor Umbral Límite – Media Ponderada en el Tiempo.