Imagine un día hacer andar su coche con polvo de hierro, en lugar de gasolina. Esa es la meta de algunos científicos canadienses de la Universidad McGill que esperan que el metal ofrezca un día una alternativa más limpia y ecológica para nuestros vehículos.
El polvo de metales como el hierro, el aluminio o el circonio podría convertirse en una alternativa a los limitados y contaminantes combustibles fósiles. Estos materiales son ya utilizados como combustibles sólidos en la industria aeroespacial, pero podrían abrir la puerta a una nueva generación de combustibles reciclables con aplicación directa en el transporte o en el mercado energético.
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Ahora bien, convertir una materia residual en biocombustible es una cosa. Construir máquinas que puedan utilizar eficientemente estos nuevos combustibles es otra.
Los investigadores de la Universidad McGill han estado estudiando las capacidades de combustión del metal desde hace más de una década. Recientemente lanzaron un experimento en el espacio para obtener más información sobre este potencial aún no explotado. El experimento fue diseñado para ayudar a los científicos a comprender mejor cómo reaccionan las partículas de metal en la ingravidez.
Vea el experimento de la Universidad McGill
Si bien el uso de metal como combustible puede sonar inusual, el concepto existe desde hace bastante tiempo. Andrew Higgins, uno de los investigadores de McGill, dice que lo ha estado estudiando durante unos 20 años.
El combustible metálico se crea cuando un metal es molido en un polvo, que se introduce en un quemador. Es tan eficiente que libera tanta energía como la gasolina, pero genera más energía y calor por litro de polvo de hierro, en comparación con un litro de gas.
La clave para su verdor es que no emite dióxido de carbono. En su lugar, libera óxido de hierro: el óxido.
No sólo eso, sino que el óxido de hierro puede ser recogido y luego reutilizado para quemar de nuevo. Es un sistema de circuito cerrado, le dijo Higgins a CBC News, y que es mucho más eficiente que otros combustibles alternativos para vehículos, como los biocombustibles.
Aunque el concepto de usar metal como combustibles ha existido desde hace algún tiempo, aplicarlo como una forma de “tecnología verde” es algo nuevo.
Pero para que sea realmente «verde», dicen los investigadores, es necesario asegurarse de que cualquier sistema que esté haciendo el reciclaje tenga su propia fuente de energía limpia.
El investigador de McGill, Jeffrey Bergthorson, que no estuvo involucrado en el lanzamiento de la semana pasada pero que estudia los combustibles metálicos desde hace más de una década, dijo que sueña pensando en términos mayores: primero barcos y trenes, y luego apuntar a vehículos más pequeños como los autos.
Bergthorson señaló también que Canadá, rico en metales, podría obtener grandes beneficios económicos enviando hierro para combustible a otros países. Los buques podrían ser alimentados con hierro, y llevar hierro a otros países, como China, un país que está luchando con la contaminación atmosférica extrema.
«La idea es cerrar la bucle», dijo Bergthorson. «La idea clave es tener energía que va de un lugar a otro, pero el material simplemente gira alrededor y alrededor sin pérdidas para el medio ambiente».
Investigación con mirada al futuro
Aunque la tecnología de la batería es una fuente de energía verde y limpia que se está utilizando actualmente en los vehículos, el problema es que para aumentar el alcance de un coche o camión, la batería necesita ser más grande. Ese no es el caso de los combustibles metálicos. Y eso, dicen ambos investigadores, es la razón por la cual el combustible metálico es el combustible del futuro.
El transbordador espacial de la NASA utilizó un 16 por ciento de polvo de aluminio en sus propulsores de cohetes sólidos. Sin embargo, lo que es nuevo es la idea de incorporarlo a un uso común y hacerlo más limpio: el transbordador espacial no pudo recoger el óxido de aluminio que produjo.
Bergthorson dijo que la humanidad necesita usar un pensamiento alternativo para los combustibles alternativos.
«Tenemos que ampliar nuestros horizontes, nuestra visión de lo que es un combustible, y cuáles son las posibilidades. Y cuando tengamos una mirada más amplia y lo suficientemente grande, creo que encontraremos que los metales van a ser la solución», dijo. «Quiero un futuro renovable y rico en energía, y no un futuro pobre en energía».
Por desgracia, no hay muchos investigadores de los combustibles metálicos, dijo Bergthorson, y se necesitan más para hacer avanzar la tecnología.
Higgins ve un futuro en el que los conductores entran a una estación para cargar combustible y, a su vez, dejan su óxido de hierro para reciclarlo.
Y bromea.
«Quizás el combustible del futuro será un retorno a la Edad del Hierro».
Los antecedentes de la investigación de un visionario
Jeffrey Bergthorson y su equipo experimentaron con fuego en los confines de su laboratorio en la Universidad McGill. Los investigadores trabajaban mezclando cuidadosamente la combinación correcta de combustible y aire para crear llamas pequeñas y planas de unos tres centímetros de diámetro. Luego usaban diagnósticos láser para investigar la química de la combustión de diferentes carburantes. Estas llamas son el aparato número uno del laboratorio de combustibles alternativos.
El aparato número dos no es menos inesperado: un tubo que contiene una mezcla de combustible y oxidante a través de la cual hacen estallar una onda de choque que eleva la temperatura del combustible para que capture la luz. Con esto, miden el tiempo que toma para que la mezcla se encienda.
«Estos aparatos nos permiten estudiar los principios fundamentales que preceden al diseño del motor».
– Bergthorson, profesor en el Departamento de Ingeniería Mecánica.
El metal en polvo se ha utilizado en fuegos artificiales durante siglos y también durante mucho tiempo en combustibles sólidos para cohetes. Tiene una gran cantidad de energía potencial, y se puede almacenar hasta que sea necesario.
Bergthorson señala que los metales, como el petróleo, no son fuentes de energía en sí, sino que son «energía almacenada». En el caso de los metales, idealmente una fuente renovable como paneles solares o turbinas eólicas tomarían la energía del sol o del viento y la usarían (convirtiéndola) en fabricadora de metales en polvo. En consecuencia, el metal, como el petróleo, se convierte en una reserva de energía almacenable a largo plazo, aunque mucho más segura también.
Actualmente la electricidad es costosa para enviarla a largas distancias y requiere una infraestructura significativa en términos de cables largos y gruesos y grandes torres de apoyo a través de paisajes de cientos de kilómetros. Además, no puede ser enviada al extranjero.
Los polvos de metal podrían ser producidos en países donde ya hay mucho sol. Esta energía solar podría entonces ser utilizada en la creación del metal y del polvo, convirtiendo así la energía solar en energía almacenada en el polvo. El polvo, como el petróleo, que también es energía almacenada, podría ser fácilmente transportado a cualquier lugar de la tierra que se necesite.
El equipo de investigadores del Departamento de Combustibles Alternativos de la Universidad Mc Gill está trabajando en la construcción de un prototipo de quemador que puede conectarse a un motor térmico, así como desarrollar los procesos de reciclado que estén libre de bióxido de carbono.
RCI/McGill/CBC/Internet
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