“Con H de Hidrógeno, así se escribe Héctor”. Esta fue la primera vez que escuché la palabra hidrógeno. No fue muy útil para definir con precisión cómo se escribía Héctor u Horacio, pero si fue suficiente para generar interés por el elemento químico más ligero de la tabla periódica. Hoy, después de años de escuchar del hidrógeno y de buscar un uso adecuado a la letra “h”, la sociedad entera se enfrenta ante la posibilidad de una fuente de energía más limpia a la que tradicionalmente se ha usado. Como lo plantearon Víctor Goltsov y Nejat Veziroglu en el año 2001 en su publicación “From hydrogen economy to hydrogen civilization”, estamos ante una transición de la economía del petróleo a la economía del hidrógeno, siendo esta última más sostenible que la existente actualmente. Un hecho concreto en esta visión es la posibilidad de ver en las calles nuevos automóviles con apariencia idéntica a los que ya conocemos, pero con un sistema de generación de energía muy diferente. Automóviles que usan el hidrógeno como combustible. Esta es una noticia que genera esperanza si se tiene en cuenta la impactante contribución que hoy día los combustibles basados en el petróleo (gasolina y ACPM especialmente) y usados en los automóviles, ejercen en el calentamiento global del planeta.
Condiciones del planeta que hacen importante esta solución
Según el portal AIRBAG de Uruguay, que reporta novedades del sector automotor a nivel mundial, en el año 2018 se llegó a una cifra cercana a los 98 millones de autos nuevos. Para Colombia, la venta de autos nuevos en este año ascendió, según la Sociedad Colombiana de Vehículos Automotores – ANDEMOS, a un total de 256.662, de los cuales 131.406 fueron automóviles particulares. Estas cifras desbordan los límites del crecimiento del parque automotor.
Para plantear un cambio en esta tendencia contaminante de nuestra sociedad, llegan entonces los automóviles que cambian su combustible, abandonando los tradicionales y usando el hidrógeno. En el desarrollo de esta tendencia tecnológica surgen varios líderes a nivel mundial. Según lo reporta el portal motorpasion.com, Toyota lleva desde el año 2002 trabajando en esta tecnología, siendo su máxima expresión el “Mirai”. En complemento, la primera marca en introducir un modelo de hidrógeno en el mercado fue Honda en el año 2008, presentando el “FCX Clarity”. Así mismo la marca japonesa Mazda ha realizado avances con su modelo “RX8”, mientras que Hyundai, ya desde el 2013 comenzó a comercializar el “Hyundai IX35 Fuel Cell”. Esto indica que la tecnología de los automóviles usando el hidrógeno como combustible es cada vez más madura y lleva años desarrollándose. Si hoy día alguien quiere actualizarse en esta tecnología puede ir anualmente a la feria de Hannover en Alemania. Allí tendrá lo más actualizado en esta tendencia.
La explicación sobre cómo funciona la tecnología es dada por el Doctor Fausto Posso Rivera, Director de la Maestría de Gestión de Ciencias, Tecnología e Innovación de la Universidad de Santander – UDES y experto en tecnologías basadas en hidrógeno. Para hacerlo, responde dos preguntas esenciales. La primera, ¿de dónde sale el hidrógeno que se puede usar como combustible? y la segunda, ¿cómo funciona el hidrógeno como combustible?
Ante cómo producir hidrógeno – que luego ha de almacenarse tanto en las estaciones de abastecimiento como en cada uno de los automóviles al igual que sucede con la gasolina – la fuente de producción es todo componente que sea rico en hidrógeno. Se puede pensar en usar el agua como fuente de hidrógeno, pero también la biomasa residual de las actividades agropecuarias o incluso el gas natural y carbón. Ahora, dependiendo de la materia prima, se pueden usar diversos métodos en los cuales los más comunes pueden ser electrolisis o gasificación, no siendo ellos los únicos. Es de mencionar que el proceso más antiguo de producción de hidrógeno puede datar de cerca de 120 años.
Ya con el hidrógeno almacenado, dentro de un tanque en el carro, se presenta el proceso de cómo éste actúa como combustible. En palabras del profesor Posso:
“El automóvil lleva un tanque en donde almacena hidrógeno. Este hidrógeno se libera en unas celdas en dónde reacciona con oxígeno el cual es tomado directamente desde la atmósfera. La reacción entre oxigeno e hidrógeno genera electricidad que es la encargada de mover el automóvil”
Posso
La bondad del hidrógeno como combustible no llega sólo hasta el hecho de no producir dióxido de carbono hacia la atmosfera. Además de lo anterior y como en un cuento de ciencia ficción, estos automóviles producen agua la cual es resultado de la reacción que se mencionó. Teniendo lo anterior en cuenta, ¿qué motivó a este experimentado profesor a trabajar en un área como esta? Presta atención al siguiente podcast:
Esta solución tecnológica es promisoria y encuentra respaldo principalmente en la publicación “Hydrogen scaling up – A sustainable pathway for the global energy transition” generada por el “Hydrogen Council” en el año 2017, donde se plantea como visión para todo el mundo el evitar la producción de 6 Gigatoneladas de emisiones de CO2. Esto podría también generar un mercado amplio para equipos de hidrógeno y celdas de combustible, y en complemento contribuir a la generación de empleo sostenible para más de 30 millones de personas.
Inquietudes relacionadas con el desarrollo de la solución
No obstante esta visión, se tienen aún dudas sobre su consolidación. Un primer argumento es el costo de este tipo de vehículos teniendo en cuenta las condiciones de seguridad en el almacenamiento del hidrógeno y los nuevos materiales a usar para brindar las mejores condiciones posibles de presión en volúmenes adecuados. Así mismo, se generan incertidumbres en relación con la red de distribución de hidrógeno que los países tendrían que implementar. Tal y como hoy existe una red de distribución de gasolina o gas natural, se debería establecer todo un sistema productivo que vaya desde la generación de hidrógeno e incluye la logística para llevarlo y almacenarlo en estaciones de bombeo.
Además de estos argumentos que son evidentes, se inicia la discusión de cuáles y en qué volúmenes serán las emisiones atmosféricas para la producción del hidrógeno, su transporte y almacenamiento. Si bien un automóvil genera agua cuando funciona con hidrógeno, aún no se tiene claridad en las emisiones nocivas que se pueden presentar al medio ambiente en toda la cadena de producción, logística y almacenamiento del hidrógeno.
Avanzar en esta solución tecnológica requiere de una mirada no sólo en términos del uso de un combustible diferente al que se usa actualmente. Su implementación impactaría en la destrucción y/o generación de empleos especializados, en la profundización de diferentes áreas de investigación en cuanto a la producción y almacenamiento de hidrógeno al igual que en el aumento de eficiencia en la generación de energía eléctrica.
En Colombia la posibilidad de usar estos vehículos en donde el hidrógeno es el combustible aún está en fase de investigación.
Un ejemplo de esto es el esfuerzo realizado por el Grupo de Nuevas Tecnologías de Ingeniería Industrial de la Universidad de Santander – UDES en donde se está trabajando en el almacenamiento en forma gaseosa del hidrógeno usando lechos de hidruros, simulaciones del potencial de producción de hidrógeno y el planteamiento de normas técnicas para el suministro de hidrógeno en estaciones de servicio. Una de las motivaciones que mueve el interés de este grupo es el cambio permanente del tipo de combustible que usa la sociedad y, por lo tanto, la necesidad de responder a estos nuevos escenarios.
El profesor Posso, quien lleva más de 20 años investigando en esta tecnología, no escatima esfuerzos para explicar detalles tecnológicos e inspirar a personas interesadas en el tema. Manifiesta que desde pequeño se dejó llevar por las maravillas de la química entusiasmándose con la organización de la Tabla Periódica que en sí misma dejaba ver, a sus ojos, la armonía de la naturaleza y todos sus elementos químicos. El premio a su asombro inicial, según sus palabras, fue tener la posibilidad de investigar específicamente sobre el primero de los elementos que estudió y analizar las implicaciones de éste en la construcción de una nueva estructura social a partir de un nuevo combustible. A pesar de su entusiasmo, no puede esconder su aflicción al no ver avances contundentes a nivel político y económico que permitan el surgimiento de este tipo de tecnologías.
Finalmente, aunque la idea suena novedosa, es el mismo profesor Posso quien nos remite a un pasaje del libro titulado “La Isla Misteriosa” publicado en 1874 y escrito por Julio Verne. Allí, nuestro visionario planteaba lo siguiente:
“Sí amigos, el agua descompuesta en sus elementos primitivos y, sin duda por electricidad, algún día será empleada como combustible. El hidrógeno y el oxígeno, usados juntos o separados, serán una fuente inagotable de calor y luz, en una intensidad que no la tiene el carbón, el agua será el carbón del futuro”
Julio Verne
Entrevistado: Fausto René Posso Rivera
PhD en Química aplicada a la ingeniería
Correo electrónico: directormgcti@udes.edu.co
Periodista: Carlos Humberto Contreras
Conceptos clave
- Combustible: Cualquier material gaseoso, líquido o sólido que, al hacer reacción bajo condiciones especiales, permite la generación de energía o desprendimiento de calor.
- Electrólisis: Proceso mediante el cual se pueden separar los elementos que hacen parte de un compuesto, haciendo uso de la electricidad.
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Palabras clave: Combustible de hidrógeno, tecnologías basadas en hidrógeno, energías sostenibles, calentamiento global, transición de energía, gases de efecto invernadero.
