Uso del hidrógeno como energía alternativa

di William Jerez NYC 11/01/09

02.11.09 - El inexistente Instituto de Energía de la Universidad Autónoma de Santo Domingo (UASD) no da ni siquiera un simple balance de energía sobre el uso del hidrógeno como energía alternativa. Dicho instituto, un apéndice de la ENEL, la compañía de Radhamés Segura, el depredador de la CDEEE, solamente existe en la mente de Segura y a quien ponga Segura de director fantasma.

El referido Instituto lo usa Segura para cuando él quiere decir algo a través de sus testaferros a los cuales le dio unas de las tantas botellas que repartió él cuando estaba en la CDEEE.

Radhamés Segura no sabe lo que está haciendo y diciendo a través del Instituto de Energía de la UASD. Como tampoco nunca supo lo que hacía y decía en la CDEEE.

Yo en lo personal recomiendo a la ciudadanía dominicana no hacer caso a lo que haga y diga Segura a través del inexistente Instituto de Energía de la UASD.

Una vez más reitero que el hidrógeno no se puede usar actualmente como combustible alternativo porque gastaríamos mucho más energía en obtenerlo del agua de los mares o de los ríos que la energía que sacaríamos del mismo hidrógeno al usarlo en cualquier sistema de combustión.

¿Y dónde está actualmente esa energía para descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno?

Actualmente yo diría que esa energía, para descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno, está en las reacciones termonucleares o en la fusión nuclear que ocurren en el sol. Estas reacciones deben ser controladas debido a que ellas ocurren descontroladamente en el sol y producen de 50 a 100 millones de grados Celsius.

¿Qué es la fusión nuclear?

La fusión nuclear es la reacción básica de dos isótopos del hidrógeno. Y estos dos isótopos son el deuterio y el tritio.

Nuestro planeta tiene la gran ventaja de que el hidrógeno existe en gran abundancia en los océanos y en los ríos.

Aquí podríamos hacer algunas preguntas muy interesantes:

¿Y cuándo podrían los laboratorios de plasmas controlar las reacciones de la fusión nuclear?

¿Y en qué planeta podríamos obtener los materiales que soporten partes muy bajas de las altas temperaturas de las reacciones termonucleares?

Los materiales de nuestro planeta que soportan las temperaturas más altas son: el tungsteno, el molibdeno, etc. Solamente menciono estos dos porque me ha tocado trabajar con ellos y sé que aguantan relativamente muy altas temperaturas dentro del rango de las altas temperaturas con que trabajamos en nuestro planeta. Desgraciadamente, para las extremadas y las altas temperaturas que ocurren en el sol, las temperaturas relativamente altas de nuestro planeta, son actualmente totalmente despreciables.

Yo estimo que podría durar unos 100-200 años hasta que nuestros científicos (de nuestro planeta) puedan controlar totalmente las altas temperaturas de la fusión nuclear.

¿Y qué puede hacer nuestra actual ciencia de nuestro planeta frente a la falta de energía y el agotamiento del petróleo? Por el momento, seguir trabajando en los centros de investigaciones. Y además, adaptarnos a la carencia y el agotamiento del petróleo.

En Internet aparecen muchas personas con trabajo sobre el uso del hidrógeno como combustible. La mayoría de esos trabajos dan pena. Y hay de aquel que les haga caso.

Me he encontrado con trabajos que recomiendan mezclar la gasolina con agua. Los que hacen esos trabajos no saben nada de curva de miscibilidad. Y mucho menos, de sistemas de combustión.

Pero en fin, aunque sé que muchos de esos trabajos están erróneos, yo respeto a sus autores. Cuando menos, ellos están preocupados por la situación energética de nuestro planeta.

La idea de este trabajo es orientar en algo a los lectores, especialmente a la comunidad Latinoamericana, del uso del hidrógeno como combustible.

Primeramente vamos a dar algunos datos del hidrógeno y de otros elementos y compuestos.

Datos:

1. Gas de densidad = 0.0899 gramo/litro.
2. Gravedad especifica = 0.0694 (con referencia al aire, no al agua).
3. Volumen especifico = 193 ft3/lb. (70oF)
4. Punto de ebullición = -252oF
5. Temperatura de licuefacción = -259oF
6. Temperatura de auto ignición = 1075oF
7. Calor de formación del agua líquida = -68.3 Kcal. /g-mole = - 122,940 BTU/lb-mole
8. Calor de formación del agua vapor = -57.8 Kcal. /g-mole
9. Calor de vaporización del agua = 10.5 Kcal. /g-mole
10. Calor de combustión del hidrogeno = 68.3 Kcal. /g-mole = 122,940 BTU/lb-mole
11. Calor de combustión del carbón = 94. 05 Kcal. /g-mole
12. Calor de combustión de gasolina promedio (5C y 12H) = 840 Kcal. / g-mole

Estos datos tienen como objetivos darlos para aquellos que quieran continuar con determinados cálculos. En un futuro pueden hacerlos sin tener que recurrir en referencias algunas.

Comentaremos en parte estos datos para orientar a los lectores en el uso del hidrógeno como combustible.

¡Veamos…!:

Para descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno necesitamos 122,940 BTU/lb-mole. Esto quiere decir unos 6,830 BTU/lb de hidrógeno.

Pero como gastaremos una gran cantidad de energía digamos que necesitamos un 40% de energía extra para descomponer o producir hidrógenos a partir del agua. Entonces tendremos la necesidad de buscar la siguiente cantidad de energía para obtener hidrógeno del agua.

6830 (1.40) = 9562 BTU/lb (energía que necesitamos para obtener hidrógeno del agua).

Esto implica, como es natural, que se requiere mucho más energía para producir el hidrógeno a partir de agua que la energía que nos daría el hidrógeno producido de la referida agua.

¿Y de dónde nuestro planeta puede aportar dicha energía?

Como ya he dicho antes, dicha energía la podríamos sacar, de la reacciones de la fusión nuclear que a diario ocurren en el sol y que gracia a dichas reacciones existe la vida en nuestro planeta. Y también gracias a la energía térmica que recibimos diariamente del "Dios Sol" podemos vivir en el planeta tierra.

Veamos el caso de la cantidad de hidrógeno que necesitamos en la República Dominicana para reemplazar los 140,000 barriles de petróleo por día que actualmente consumimos en nuestro país.

1. Libras (lbs) de petróleo que consumimos en la RD anualmente:
(140,000) (365) (42) (0.9) (2200) / (264) = 1.60 x 1010 lbs de petróleo/año.

2. Los 140,000 barriles/día equivalen a 3.3 x 1014 BTU/año (3.3 E 14 BTU/año) que son actualmente nuestras necesidades energéticas.

3. Libras (lbs) de hidrógeno requeridos para reemplazar a los 140,000 barriles de petróleo por día:
(9,562) (X) = 3.3 x 1014
X = 3.45 x 1010 lbs de hidrógeno/año.

Nuestros requerimientos de hidrogeno para reemplazar el petróleo, asumiendo que ya haya la tecnología para producir masivamente el hidrógeno requerido por la RD, lo cual no es cierto que exista la tecnología, son de 3.45 x 1010 lbs de hidrógeno.

Vamos a asumir que ya tenemos el hidrógeno.
En el manejo de dicho carburante tenemos las siguientes pequeñas dificultades, entre otras:

1. Las bajas temperaturas requeridas para licuarlo.
2. El espesor de los tanques de acero para almacenarlo a altas presiones.
3. La flotas de camiones tanque con tanques de acero especiales.
4. Los tanques de almacenamientos de los consumidores industriales.
5. Los tanques de almacenamientos de las gasolineras.
6. Los tanques de almacenamientos de las flotas vehiculares.
7. Los compresores de múltiples etapas para comprimirlo.
8. Otros.

Como se puede ver, una vez que dominemos la tecnología de aprovechar el hidrógeno de las aguas de nuestro planeta, entonces nos enfrentaremos a las pequeñas tecnologías para manejar dicho hidrógeno.

Idea aparentemente descabellada, ¿cómo evitar estos 8 pasos? Veamos:

Una vez que tengamos la energía requerida para descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno, en un circuito cerrado, mandar el hidrógeno y el oxígeno directamente al sistema de combustión para evitar el almacenamiento del hidrógeno y del oxígeno el cual los haría extremadamente costosos. Luego, en la cámara de combustión, con un exceso de un 20% de oxígeno del aire, se puede efectuar la combustión. Este experimento evitaría las fugas de hidrógenos en cualquier tipo de almacenamiento.

¿Podría esta idea mejorar o resolver el transporte masivo de nuestro planeta?

Nota. Este experimento se puede hacer en laboratorios de combustión. Solamente se necesitan dos cosas básicas: energía y agua.

Vuelto a hacer la misma pregunta de siempre, ¿y dónde está la energía para descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno?

Actualmente, el uso de las energías alternativas ofrece un gran paliativo. Pero la energía masiva de nuestro planeta, y por ende de la RD, no la puede aportar actualmente las energías alternativas.

Mientras tanto, ¿que podemos hacer para enfrentar la carencia de energéticos en nuestro planeta y por ende de la República Dominicana, o más bien de nuestro planeta?

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William Jerez, MS Chem. Eng. Columbia University, NYC. Ex profesor por 15 años de la Universidad Autónoma de Santo Domingo (UASD). Fundador del Departamento de Ingeniería Química de la UASD. Ex Jefe de Economía y Programación de Refidomsa. Ex Director de Combustible de la CDE. Consultor Privado sobre asuntos energéticos y mineros.

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