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Medio ambiente
20 de abril de 2019
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Miércoles, 21 de mayo de 2014
Pau Ruiz
Motores de agua de mar
La marina de guerra estadounidense desarrolla una tecnología que permite fabricar hidrocarburos a partir del CO2 y el hidrógeno que contienen los océanos
El dispositivo que abastece de combustible a los buques / Foto: U.S. NRL El dispositivo que abastece de combustible a los buques / Foto: U.S. NRL
La navegación marítima podría cambiar para siempre. Científicos de la Armada de Estados Unidos han desarrollado una tecnología revolucionaria que permite convertir el agua de mar en un combustible apto para ser utilizado por los motores de navíos o aviones, que en el futuro podrían proveerse de una fuente de energía casi inagotable y barata sin tener que esperar a llegar a puerto o recibir un trasvase de una cisterna para repostar en alta mar.

La tecnología permite extraer dióxido de carbono y producir hidrógeno a partir del agua marina mediante una célula electroquímica. Se trata de los dos componentes básicos de cualquier hidrocarburo, y se encuentran en cantidades inmensas debajo mismo de cada barco. 

Por medio de diversas reacciones químicas, ambos gases se combinan para formar un hidrocarburo líquido cuyos niveles de carbono le proporcionan suficiente carga energética como para reemplazar a los derivados del petróleo en los motores de combustión.

Los barcos de guerra tendrían una enorme ventaja estratégica sobre sus adversarios

Se desconocen todavía las implicaciones medioambientales del descubrimiento. Aunque, por una parte, reemplazaría a los muy contaminantes gasóleos y querosenos (en 2011, la US Navy utilizó dos millones de toneladas de combustibles derivados del petróleo, que usan todas sus naves excepto las nucleares), por otra devolvería a la atmósfera una gran parte del dióxido de carbono captado por el agua del océano, que actúa como sumidero y contribuye con ello a mitigar los efectos del cambio climático.

Pero las motivaciones de la US Navy no son precisamente ambientales. En sus operaciones, los barcos de guerra dependen permanentemente del suministro de combustible, que recargan en los puertos o por medio de petroleros, de los que la armada estadounidense dispone de una quincena. Ello limita la autonomía de las naves y, durante la fase del reabastecimiento, las mantiene inmovilizadas y las hace más vulnerables a los ataques. Proveerse de combustible directamente del mar, por caro y contaminante que fuese el proceso, les otorgaría una enorme ventaja estratégica sobre sus adversarios. 

El agua del mar acumula una concentración de dióxido de carbono hasta 140 veces superior a la que existe en el aire (donde es como mucho del 0,04%) y puede llegar a ser hasta un tercio de la que emite una chimenea industrial. Del 2% al 3% del CO2 está disuelto en forma de ácido carbónico, un 1% es carbonato y el restante 96-97% se encuentra en forma de bicarbonato. El dispositivo desarrollado por los investigadores navales norteamericanos es capaz de extraer el gas tanto del primero como del último elemento.

En marzo de 2013, los expertos de la División de tecnología y Ciencias de los Materiales del Laboratorio de Investigación Naval (NRL, en sus siglas en inglés), con sede en Washington, lograron hacer volar con el nuevo combustible una maqueta de un avión P-51 Mustang, un cazabombardero de hélice empleado en la Segunda Guerra Mundial, dirigida por radiocontrol e impulsada por un motor de combustión interna de dos tiempos al que no se tuvo que realizar ninguna adaptación para ello.

El dispositivo para generar el combustible líquido a partir de los gases captados en el mar se probó por primera vez en 2012 en las instalaciones del Centro de Ciencias de la Corrosión e Ingeniería del NRL en Key West (Florida) utilizando agua extraída del Golfo de México, y los resultados fueron satisfactorios.

Supuesto dispositivo verde

La célula que capta los gases utiliza corrientes eléctricas para intercambiar iones de hidrógeno por iones de sodio en el agua marina, que de esta forma se acidifica. El agua acidificada se combina con el hidrógeno para devolverle su pH original sin usar productos químicos. El procedimiento permite producir hidrógeno de manera continuada y captar hasta el 92% del CO2 presente en el agua.

Un catalizador construido a base de hierro, por su parte, logra convertir hasta el 60% del dióxido de carbono en olefinas (hidrocarburos insaturados de larga cadena, como el etileno o el propileno) reduciendo los niveles indeseados de metano generados en el proceso de un 97% a un 25%.

En una segunda fase del procedimiento, las olefinas se oligomerizan (un proceso químico que convierte moléculas de bajo peso molecular en otras de mayor peso, o polímeros) y adoptan la forma de un líquido que contiene moléculas de hidrocarburos que pueden utilizarse como combustible.

"Esta es la primera vez que una tecnología de esta naturaleza ha demostrado su potencial para la transición desde el laboratorio hasta la aplicación comercial a gran escala", opina Heather Willauer, química investigadora del Laboratorio Naval.

Expertos ven el agua del mar como la fuente de energía limpia e inagotable del futuro 

El coste de producción previsto de este combustible podría ser de tres a seis dólares norteamericanos (de 2,17 a 4,35 euros) por galón (3,78 litros) y el mismo podría convertirse en un producto comercializable en un plazo de siete a diez años, según sus descubridores.

Diversos especialistas se han aprestado a cuestionar la viabilidad de este supuesto combustible verde. Philip Jessop, químico de la Universidad de Queens (Canadá), señala que, salvo que la elevada cantidad de energía que precisa el proceso de hidrólisis que permite producir el hidrógeno sea neutra en carbono, el proceso emitiría más CO2 del que ahorraría el usar el combustible obtenido. Peor aún, opina que los diferentes pasos del proceso consumirán siempre más energía de la que se va a obtener.

En ello coincide con Tim Worstall, analista de temas económicos y medioambientales, que considera que, en su configuración actual, “el sistema es un disipador de energía. Necesitas más para mantener el proceso de la que obtienes fuera”, por lo que nunca podrá suponer un avance en la lucha contra el calentamiento global.

El agua de mar ya llevaba tiempo siendo observada como posible fuente de energía por otra rama de la ciencia. El deuterio que almacena, que es muy fácilmente extraíble, es un isótopo de hidrógeno susceptible de ser utilizado en los procesos de fusión nuclear, inspirados en los que alimentan la combustión del Sol, y que, de conseguir ser reproducida, un reto científico y tecnológico de extraordinaria complejidad y costes, se convertiría, según numerosos expertos, en la energía limpia e inagotable del futuro.

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