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Coches propulsados por polvos metálicos para evitar la contaminación

Científicos canadienses avanzan en un nuevo concepto para motores de combustión externa


Mañana culmina la cumbre climática de París (COP21) que tan claro ha dejado la urgente necesidad de sustituir el uso de combustibles fósiles por otras fuentes de energía limpia. En este contexto, surgen los resultados de un estudio de la Universidad McGill de Canadá que ha demostrado que una alternativa a la gasolina para los vehículos puede ser la quema de polvos metálicos. Los automóviles propulsados con ellos no contaminarían prácticamente nada, aseguran los desarrolladores del concepto, que pretenden fabricar en breve el primer prototipo.




Motor de metal y piedra propuesto y gama de aplicaciones posibles. Imagen: Alternative Fuels Laboratory. Fuente: Universidad McGill.
Motor de metal y piedra propuesto y gama de aplicaciones posibles. Imagen: Alternative Fuels Laboratory. Fuente: Universidad McGill.
Mientras la cumbre sobre el clima que se celebra estos días en París (COP21) llega a su sprint final, cada propuesta científica que abra la posibilidad de sustituir los combustibles fósiles como fuente de energía resulta más interesante y necesaria que nunca.

La última de ellas es bastante sorprendente. Científicos de la Universidad McGill de Canadá afirman que se podría sustituir la gasolina de los coches por polvos
metálicos (por ejemplo de hierro) producidos usando fuentes de energía primaria limpia.

Según estos investigadores, liderados por el ingeniero de dicha universidad,
Jeffrey Bergthorson, los polvos metálicos podrían
ser un sustituto de los combustibles fósiles más viable a largo plazo que otras alternativas como el hidrógeno, los biocarburantes o las baterías.

Esta alternativa serviría para solucionar además el handicap que presentan energías limpias que ya se usan, como la solar o la eólica, pero que no pueden aplicarse con igual eficiencia para el transporte o en el comercio mundial de energía, asegura B ergthorson. "El uso de polvos metálicos reciclados como combustible limpio es una solución alternativa muy prometedora", afirma.

Como una antigua locomotora

El concepto de Bergthorson y su equipo implica usar partículas metálicas tan pequeñas como los granos de azúcar glas o azúcar en polvo para impulsar motores de combustión externa, que son máquinas
que realizan una conversión de energía calorifíca en energía mecánica a partir de un proceso de combustión que se realiza fuera de la máquina. Por tanto, estos motores se diferenciarían de los motores de combustión interna utilizados en los coches de gasolina actuales.

Ya se han usado en el pasado en las locomotoras de vapor (impulsadas por la combustión de carbón), y en la actualidad son ampliamente utilizados para generar energía a partir de biomasa, carbón o combustibles nucleares, en las centrales eléctricas.

Por otra parte, la idea de quemar polvos metálicos no es nada nuevo. Durante siglos, estos polvos han sido utilizados en fuegos artificiales, por ejemplo. Desde la mitad del siglo XX, se han usado además para propulsar cohetes espaciales. Pero lo cierto es que en décadas recientes se ha investigado relativamente poco sobre ellos y su potencial como combustible reciclable en un amplio rango de aplicaciones.

Llamas estabilizadas, de polvos metálicos diferentes. Imagen: Alternative Fuels Laboratory. Fuente: Universidad McGill.
Llamas estabilizadas, de polvos metálicos diferentes. Imagen: Alternative Fuels Laboratory. Fuente: Universidad McGill.
Polvos que se pueden reutilizar

Una de las ventajas de los polvos metálicos para este fin es que, cuando se queman, reaccionan con el aire para formar productos estables, óxidos sólidos y no tóxicos, que se pueden recoger de manera relativamente sencilla para su reciclaje.

Esto representa una importante diferencia con respecto a las emisiones de CO2 procedentes de la quema de combustibles fósiles, que
escapan a la atmósfera contaminándola.

Los científicos de la McGill ya han demostrado, usando un quemador fabricado a medida, que se puede estabilizar la llama que quema un flujo de partículas metálicas pequeñas suspendidas en el aire. Estas llamas de polvos metálicos serían "muy similares" a las producidas por la quema de combustibles de hidrocarburos, afirman los investigadores.

El candidato principal para este propósito sería el hierro. ¿Por qué? Pues porque, cada año, se producen en el mundo millones de toneladas de polvo de hierro, derivados de la actividad de industrias como la electrónica, la metalúrgica o la química. Además, el hierro es fácilmente reciclable, pues para ello se cuenta ya con tecnologías bien establecidas.

Van a fabricar el prototipo

Si bien el trabajo de laboratorio en McGill ha demostrado que esta opción podría alimentar motores térmicos para vehículos, la idea aún no ha sido demostrada en la práctica.

Por eso, el siguiente paso del equipo canadiense será convertir sus hallazgos de laboratorio en una tecnología utilizable, en concreto, en un prototipo de quemador que alimente a un motor térmico. Como parte de este objetivo, resultará clave desarrollar procesos de reciclaje de metal que no impliquen emisiones de CO2, como sucede con los actuales procesos.

Los científicos creen que si alcanzan el objetivo de crear un motor que funcione con hierro y produzca casi cero emisiones de CO2 podrían generar una innovación que realmente reduzca las emisiones de carbono que tanto daño están haciendo a nuestro planeta.

Referencia bibliográfica:

J. M. Bergthorson et coll. Direct combustion of recyclable metal fuels for zero-carbon heat and power. Applied Energy (2015). DOI: 10.1016/j.apenergy.2015.09.037.
 


Jueves, 10 de Diciembre 2015
Redacción T21
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