18° Jueves de Hidrógeno

Por Lic. Daniela Bentivoglio

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El 18° Jueves de Hidrógeno fue moderado por la Coordinadora del Centro Administrativo de Bariloche, María Eugenia Opolski, y tuvo como expositores al Lic. en Física y Matemática Juan Ricardo Lauretta, y al Ing. Mecánico Daniel Barilá, primero en dirigirse a la audiencia.

Hidrógeno en motores de combustión interna

La charla del Ing. Barilá comenzó con un repaso por algunas consideraciones generales sobre el Hidrógeno, "un vector energético que puede ser utilizado, por ejemplo, en turbinas de gas, propulsión espacial, celdas de combustible y motores de combustión interna alternativos, entre otros, cuyo producto principal de combustión y/o reacción es agua".

Tras repasar el "arcoíris del Hidrógeno", definido según la fuente con la que se produce, el experto se detuvo en las propiedades del Hidrógeno Verde, cuyo ciclo completo es "equilibrado" desde el punto de vista ambiental.

En cuanto a las aplicaciones, el ingeniero detalló que cuando se lo utiliza en celdas de combustible se da una reacción inversa a la electrólisis y se obtiene un alto rendimiento (sin ruido) que sin embargo cae a medida que se incrementa la carga de la celda. Además, "su vida útil es corta, requiere de materiales escasos en la naturaleza y necesita Hidrógeno de alta pureza", señaló, advirtiendo que existen miradas contrapuestas sobre esta tecnología.

Posteriormente, Barilá se explayó sobre las posibilidades de hacer funcionar un motor a Hidrógeno de manera similar a un motor a nafta, GNC o Diésel: "La respuesta es sí, pero es necesario tener en cuenta algunas particularidades". Tras un detallado análisis sobre el funcionamiento de los motores a cuatro tiempos y la combustión del Hidrógeno, el especialista concluyó que las ventajas de utilizarlo en combustión interna refieren a que: logra una alta densidad de potencia y muy alta potencia, no necesita Hidrógeno de alta pureza, puede utilizarse en mezcla con otros combustibles, tiene una alta vida útil a un bajo precio relativo, y emplea materiales de alta disponibilidad y fácil reciclado. En cuanto a las desventajas, señaló que el rendimiento baja cuando disminuye la carga, son ruidosos y tienen vibraciones.

En lo que respecta al almacenamiento del Hidrógeno en combustibles sintéticos como amoníaco, las ventajas radican en que a ciclo completo es ecológico porque no emite gases de efecto invernadero al quemarse y tiene una aceptable densidad energética. Sin embargo, es tóxico en casos de fugas y requiere de técnicas especiales para uso en motores.

El expositor también hizo mención a la utilización del Hidrógeno verde en conjunto con dióxido de carbono capturado del aire y energía para producir hidrocarburos como nafta, gasoil y kerosene. Las ventajas son: excelente densidad energética, almacenable en cantidades masivas, no se degrada con el paso del tiempo y es una solución ecológica para el transporte pesado terrestre, naval y aéreo. "La desventaja es que no es fácil separar el dióxido de carbono del aire, por lo que se están estudiando otras alternativas para optimizarlo".

"¿Por qué existiendo tantas opciones parece ser que la tecnología ‘vencedora’ es la del vehículo eléctrico?", consultó el ingeniero. Al respecto, señaló que si bien permite prestaciones adecuadas, sin contaminación local y con una autonomía razonable para automóviles, las desventajas residen en su alto tiempo de recarga, vida útil limitada, residuos no ecológicos, poca autonomía para vehículos pesados, entre otras, pero “por supuesto que es una alternativa interesante”, enfatizó.

"El mensaje que quiero dar con esta ponencia es que vale la pena usar todas las tecnologías. El verdadero problema a resolver es la disminución global de emisiones de carbono, donde la electrificación automotriz es sólo una de las herramientas. El futuro no debe ser eléctrico sino, ecléctico... un poco de todo".

Electrolizadores de alta presión: un desafío tecnológico en el camino a la sustentabilidad energética

El Lic. Lauretta centró su alocución en las experiencias desarrolladas en el ITBA (Instituto Tecnológico de Buenos Aires) sobre electrolizadores de alta presión en el marco del desafío global de la sustentabilidad ambiental y la descarbonización de la matriz energética.

Tras exponer algunas precisiones sobre el consumo de energía a nivel mundial -donde el gas natural, el petróleo y el carbón son desproporcionadamente mayores al aporte de las renovables, la energía nuclear y la hidroeléctrica- el especialista advirtió la necesidad de un cambio profundo en la matriz: "Para que esto se acelere entra en escena el Hidrógeno como auxiliar para un mejor aprovechamiento de las fuentes renovables", indicó.

En esa línea, Lauretta remarcó que "para satisfacer el 10% del consumo mundial de energía con Hidrógeno habría que multiplicar la producción de Hidrógeno energético unas 3.400 veces".

A continuación, el licenciado se detuvo en la producción y almacenamiento del Hidrógeno  donde, sostuvo, "hay mucho por hacer, sobre todo si analizamos la energía por unidad de volumen, lo que nos lleva a la necesidad de utilizar un almacenamiento a alta presión".

Luego, hizo referencia a los electrolizadores alcalinos, los PEM y los electrolizadores de óxido sólido, explicando su funcionamiento en forma comparativa. También ahondó en las distintas formas de almacenamiento. Ante ese panorama, el experto subrayó los beneficios de los electrolizadores de alta presión, concepto que permite "tomar energía de la fuente renovable elegida y producir la electrólisis generando los gases, Hidrógeno y Oxígeno, a la presión de almacenamiento, con el consiguiente ahorro de energía y de costos". "Desde hace muchos años se viene intentando crear dispositivos de estas características", advirtió Lauretta.

Seguidamente, detalló las propiedades de estos electrolizadores, deteniéndose en sus ventajas y cualidades a mejorar, para finalmente compartir una serie de imágenes con los prototipos que se estuvieron desarrollando en el ITBA en los últimos 15 años. "Es una línea prometedora que nos puede ayudar a hacer más eficiente la producción y el almacenamiento de Hidrógeno", concluyó Lauretta.