{"id":131049,"date":"2010-12-09T08:21:22","date_gmt":"2010-12-09T07:21:22","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=131049"},"modified":"2010-12-09T08:21:22","modified_gmt":"2010-12-09T07:21:22","slug":"combustion-de-hidrogeno-%c2%bfes-posible-una-combustion-limpia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2010\/12\/09\/131049","title":{"rendered":"Combusti\u00f3n de hidr\u00f3geno. \u00bfEs posible una combusti\u00f3n limpia?"},"content":{"rendered":"

Mentalmente asociamos la palabra \u201ccombusti\u00f3n\u201d con el humo negro, la suciedad y la contaminaci\u00f3n. En este art\u00edculo se pretende desmitificar esta idea con el uso del hidr\u00f3geno como combustible en los motores de combusti\u00f3n interna y en las turbinas de gas. El objetivo es presentar una alternativa de futuro y de presente, tanto a los sistemas de combusti\u00f3n convencionales como a las pilas de combustible.<\/em><\/p>\n

Autor: [Borja Plaza Gallardo-INTA]<\/strong><\/p>\n

El sistema energ\u00e9tico actual basado en los combustibles f\u00f3siles parece, cada d\u00eda que pasa, m\u00e1s insostenible. Las reservas son cada vez m\u00e1s escasas y los precios, debido fundamentalmente a la aceleraci\u00f3n econ\u00f3mica de China y la India, y a la recesi\u00f3n en el resto del mundo, \u00a0m\u00e1s inestables. Si a todo esto se le une la creciente preocupaci\u00f3n por el medio ambiente, se convierte en urgente la necesidad de un nuevo modelo energ\u00e9tico.<\/p>\n

\u00a0Los planes estrat\u00e9gicos de la mayor\u00eda de los pa\u00edses incluyen al hidr\u00f3geno como vector energ\u00e9tico del nuevo modelo. El atractivo del hidr\u00f3geno radica en la variedad de m\u00e9todos para producirlo y en la diversidad de sistemas de generaci\u00f3n de energ\u00eda para utilizarlo. Posiblemente, las pilas de combustible sea la tecnolog\u00eda que m\u00e1s inter\u00e9s ha despertado debido a una mayor eficiencia en el proceso electroqu\u00edmico, el nivel de emisiones cero y el silencioso funcionamiento de las mismas. Como desventaja, su lento desarrollo, su escasa vida \u00fatil y su elevado precio, hacen inviable, actualmente, su competencia con las energ\u00edas convencionales. En este punto, la adaptaci\u00f3n de motores de combusti\u00f3n y turbinas de gas para su funcionamiento con hidr\u00f3geno comienza a ser atractiva como parte fundamental del futuro sistema energ\u00e9tico.<\/p>\n

\u00a0El gran potencial de las tecnolog\u00edas basadas en la combusti\u00f3n del hidr\u00f3geno radica en el aprovechamiento de la estructura industrial actual. Tanto los motores de combusti\u00f3n interna como las turbinas de gas son sistemas de generaci\u00f3n de alta fiabilidad y limitado desembolso inicial, debido, fundamentalmente, al gran desarrollo industrial que han tenido durante las \u00faltimas d\u00e9cadas. Frente a las pilas de hidr\u00f3geno, con sistemas de producci\u00f3n a\u00fan artesanales, los sistemas de generaci\u00f3n de energ\u00eda basados en la combusti\u00f3n de gas tienen un gran respaldo industrial.<\/p>\n

\u00a0En la actualidad, marcas constructoras de autom\u00f3viles, como Mazda y BMW, se est\u00e1n posicionando para el empleo del hidr\u00f3geno en motores de combusti\u00f3n interna, proponiendo sistemas duales que permiten la utilizaci\u00f3n de combustibles f\u00f3siles o hidr\u00f3geno dependiendo de las circunstancias. En el mundo de las turbinas de gas, los proyectos no se encuentran en un estado tan avanzado, y aunque existen en el mundo turbinas de tama\u00f1o medio quemando combustibles ricos en hidr\u00f3geno, los proyectos que contemplan al hidr\u00f3geno como \u00fanico combustible son escasos. \u00danicamente el proyecto de ENEL en Fusina incluye la construcci\u00f3n de una turbina de gas que opere \u00edntegramente con hidr\u00f3geno aunque pa\u00edses como Corea (proyectos a peque\u00f1a escala), Jap\u00f3n (programa WE-NET) y Estados Unidos (proyecto Hydrogen Turbine Development) son los m\u00e1s punteros en esta nueva tecnolog\u00eda.<\/p>\n

\u00a0Las pruebas realizadas en motores de combusti\u00f3n interna dan como resultados mejores eficiencias en la combusti\u00f3n que los motores convencionales debido a la elevada difusividad que permite mezclas combustible-aire m\u00e1s homog\u00e9neas, al amplio intervalo de inflamabilidad con el que se consigue una combusti\u00f3n m\u00e1s completa y limitar la temperatura final de la combusti\u00f3n, y la alta temperatura de auto-ignici\u00f3n que permite mayor relaci\u00f3n de compresi\u00f3n.<\/p>\n

\u00a0El inconveniente es que las propiedades que hacen del hidr\u00f3geno un combustible muy atractivo para su utilizaci\u00f3n en motores de combusti\u00f3n interna, se traducen en problemas para obtener una combusti\u00f3n controlada. La peque\u00f1a distancia de apagado, la baja energ\u00eda de ignici\u00f3n y la alta velocidad de la llama, dan como resultado fen\u00f3menos indeseables en la combusti\u00f3n que, generalmente, se traducen en una combusti\u00f3n an\u00f3mala. Estas anomal\u00edas incluyen la combusti\u00f3n superficial y el retroceso de la llama, adem\u00e1s de problemas de autoencendido. La mayor\u00eda de estos problemas pueden ser controlados con un exceso de aire en la mezcla, mejoras en el sistema de refrigeraci\u00f3n que eviten zonas calientes, recirculaci\u00f3n de los gases de escape o inyecci\u00f3n de agua.<\/p>\n

En cuanto a las turbinas de gas operadas con hidr\u00f3geno, el gran potencial de las mismas asociadas a la generaci\u00f3n vapor\u00a0 en ciclos combinados lo convierten en la tecnolog\u00eda m\u00e1s prometedora con el inconveniente de las altas temperaturas alcanzadas en la reacci\u00f3n de hidr\u00f3geno con aire. El rango de temperatura alcanzado en la llama (2500 \u2013 3000 \u00baK) suponen un gran problema debido a que la tecnolog\u00eda de materiales actual no ha conseguido sintetizar materiales capaces de aguantar durante periodos de tiempo prolongados temperaturas tan elevadas. Para solventar este problema se suele recurrir a la inyecci\u00f3n de agua adicional, lo que permite ajustar la temperatura de la combusti\u00f3n.<\/p>\n

Adem\u00e1s de todo lo enunciado, se debe tener en cuenta las particularidades del hidr\u00f3geno. Su principal fortaleza como combustible es el nivel de emisiones cero que se puede lograr teniendo en cuenta que el \u00fanico producto de la combusti\u00f3n, o de la reacci\u00f3n qu\u00edmica de hidr\u00f3geno con ox\u00edgeno, es vapor de agua, y su principal debilidad es su baja densidad energ\u00e9tica en t\u00e9rminos volum\u00e9tricos (energ\u00eda \/ volumen) lo que conlleva la necesidad de grandes vol\u00famenes de acumulaci\u00f3n.<\/p>\n

En mi opini\u00f3n, el nivel de emisiones \u201ccero\u201d de los motores de combusti\u00f3n de hidr\u00f3geno, sumado a que estructuralmente se podr\u00edan utilizar los sistemas de combusti\u00f3n actuales (con peque\u00f1as modificaciones) lo que abaratar\u00eda los costes de fabricaci\u00f3n y aumentar\u00eda la vida de funcionamiento de los equipos, hace que los motores de combusti\u00f3n con hidr\u00f3geno puedan desempe\u00f1ar un papel protagonista en un nuevo modelo energ\u00e9tico a corto plazo.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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