NeoFronteras

Proponen el uso de amoniaco en motores de explosión interna como solución al problema de combustibles para automoción.

Desde hace unos años se vienen haciendo muchas investigaciones sobre nuevos combustibles y nuevos sistemas de locomoción, dados los problemas ecológicos y económicos que tenemos con los combustibles fósiles.
Uno de los combustibles propuestos es el hidrógeno, que habría que producir a partir de electricidad y agua usando electrolisis (no hay “fuentes” de hidrógeno). Su uso, tanto en motores de combustión interna como en pilar de combustible, sería muy sencillo, pero peca de muchas dificultades a la hora de ser almacenado, lo que está retrasando su posible adopción.
Ahora, John Fleming de SilverEagles Energy en Lubbock (Texas) propone que en su lugar se use amoniaco. El consumo de amoniaco no emite dióxido de carbono, ya que las emisiones consistirían en vapor de agua y nitrógeno. Puede almacenarse fácilmente en forma líquida e incluso propone el montaje de factorías de amoniaco transportables para abastecer las demandas de los automóviles.
Junto a Tim Maxwell, de Texas Tech University, este investigador está desarrollando un sistema para producir amoniaco que pueda ser instalado en las gasolineras. Alimentado con electricidad, agua y aire, este sistema produciría primero hidrógeno por electrolisis y luego amoniaco al combinarlo con el nitrógeno atmosférico.
Para conseguir esta meta los investigadores han tenido que adaptar el conocido proceso Haber-Bosch que es usado en la industria para producir amoniaco. Su versión trabaja a pequeña escala y puede suministra amoniaco de una forma barata y sencilla.
En su sistema un pistón comprime el hidrógeno y el nitrógeno. Luego esta mezcla es calentada a 400 grados centígrados en presencia de un catalizador de óxido de hierro en una segunda cámara. Esto produce amoniaco y calor. En una tercera cámara la mezcla se expande y enfría hasta la temperatura ambiente. Esta expansión es aprovechada por otro pistón para así recuperar energía mecánica que alimente en gran parte al primer pistón. Este truco permite un aprovechamiento de la energía que eleva la eficiencia del sistema al reducir el consumo de energía.
Finalmente la mezcla es enfriada hasta los 75 grados bajo cero necesarios para que el amoniaco se licue.
La clave está en el primer paso: la producción de hidrógeno. En el proceso de electrolisis habitual usado en la industria se emplean cien células de 2 voltios conectadas en serie y alimentadas por 240 voltios. En el sistema de Fleming se ha simplificado el sistema y sólo se usan ocho células. Esto hace que el sistema sea más barato de manufacturar y operar. El sistema produce hidrógeno a 2,8 dólares el kilo, comparado con los 5,2 del proceso convencional.
Todo el sistema cabe en un contenedor estándar y puede ser transportado en camión hasta su lugar de instalación en estaciones de servicio, en donde puede fabricar entre 4000 y 40.000 litros de amoniaco al día. El diseño modular permite además escalar el sistema hasta cubrir las necesidades. Según los investigadores el amoniaco producido sale a 20 céntimos de dólar el litro (impuestos aparte, claro). Ya trabajan para el ejército de los EEUU, que ha expresado interés por el sistema.
Otros expertos dicen que este sistema puede ser útil en áreas remotas, pero que no está claro que el paso de producir hidrógeno por electrolisis sea rentable.
Un automóvil convencional puede usar amoniaco sin modificaciones si usa una mezcla de un 10% de amoniaco y un 90% de gasolina. Incluso los motores flexibles que admiten mezclas de gasolina y alcohol pueden ser modificados para admitir mezclas de hasta un 85% de amoniaco. Incorporando un sensor que calcule la mezcla del momento se pueden ajustar la inyección de combustible y momento de ignición óptimos. Pero para poder almacenar amoniaco el depósito de combustible debe sustituirse por uno que pueda contener amoniaco a presión.
Este grupo de investigación también ha diseñado un motor híbrido que funciona con amoniaco puro. La combustión de amoniaco mueve unos pistones que a su vez mueven un generador que produce electricidad. La electricidad producida puede almacenarse y/o usarse para mover las ruedas con motores eléctricos.
Eso sí, mientras que a algunos les gusta el olor de la gasolina, a pocos les va a gustar llegar a una estación de servicio y que huela a amoniaco. Por no mencionar una posible fuga en el automóvil o que una pequeña proporción de motores estén mal reglados, que no quemen todo el amoniaco y que éste forme parte de la contaminación de las ciudades.
Pero el gran problema de ésta u otra tecnología está en que la tecnología opera como la evolución biológica. Una vez se ha invertido en un camino determinado, la evolución no suele retroceder, sino que opera sobre lo que ya hay modificándolo. En el mundo tecnológico un cambio de paradigma supone un coste difícil de asumir.
Los teclados actuales, tipo QWERTY (en el mejor de los casos), se diseñaron en un principio para hacer la mecanografía los suficientemente lenta como para que no se trabaran las primeras máquinas de escribir. Ahora es casi imposible cambiarlo, pues está demasiado generalizado. Lo mismo se puede decir de los estándares informáticos y similares.
Si al final se encuentra un nuevo modelo de automoción la apuesta será cara y arriesgada y no admitirá veleidades de cambio cuando se encuentre otro sistema mejor. Así que será conveniente pensar muy bien qué sistema se elige.

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Fuentes y referencias:
New Scientist.