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PERSPECTIVAS Y USOS DEL HIDROGENO

     

  

    

    Las Fuentes de Energías no Convencionales posiblemente podrían contribuir a sostener la demanda energética, pero es claro que no poseen las ventajas del petróleo y del gas natural: algunas son intermitentes, otras están localizadas o resultan de difícil aplicación para fines de transporte, industrias, etc

    Urge, pues, encontrar alguna forma intermedia de energía, que pueda obtenerse de alguna fuente primaria de energía no convencional. Tal es el caso del sistema energético del hidrógeno, que recientemente ha cobrado ímpetu como una posible manera de solucionar el problema. Se trata de una especie de nexo entre las nuevas fuentes de energía y el usuario.

    El hidrógeno será generado a partir de nuevas fuentes de energía no convencionales y podrá usarse en reemplazo de los combustibles fósiles. No sería ya una fuente primaria de energía , sino intermediario, o una forma secundaria o un portador de energía.

    El hidrógeno es un elemento de combustión más liviano y más

 La población mundial actual es de 6.000.000.000 de habitantes con un crecimiento de 1,8 % por año. Por otro lado la demanda de energía a nivel mundial crece entre un 8 a 10 % por año. Teniendo en cuenta que los recursos de hidrocarburos se terminaran aproximadamente en 50 años se están desarrollando otras fuentes de energía tales como: eólica, solar, nuclear, e hidrogeno entre otras

 limpio que cualquier otro; puede ser convertido eficientemente en otras formas de energías y es, además, el elemento más abundante de la naturaleza: galaxias, estrellas, entre ellas el sol, planetas como nuestra tierra dónde es muy abundante, pero no está libre sino combinado con otro elemento, el oxígeno, dando agua, las nieves, los hielos, así como en numerosos otros compuestos que contienen hidrógeno. En la propia atmósfera se encuentra en pequeña proporción: 0,2%.

    Además de ir agotándose, los combustibles fósiles son altamente contaminantes de la atmósfera pues al ser quemados, emiten el gas dióxido (anhídrido) de carbono CO2 así como algo de óxido de CO (óxido de carbono, tóxico) ambos son responsables del efecto invernadero, aunque mucho más el primero que el segundo, efecto que irá recalentando la atmósfera a menos que se le ponga fin. Pero hay otra contaminación del aire a causa de otras emisiones indeseables de gases tales como el dióxido de azufre ( SO2 ), los diversos óxidos de nitrógeno (que suelen indicarse con NOx ),  además del hollín y las cenizas, todo lo cuál produce la famosa "lluvia ácida" que afecta los lagos, los ríos, los peces, las plantas acuáticas, así como también las granjas y los bosques, los edificios y las estructuras, ocasionando corrosión y erosión.

    Todos este panorama da lugar a enfermedades por la contaminación de las vías respiratorias y varias otras más. Se estima que solamente el CO2 se vuelca a la atmósfera en unas 35 a 40 millones de toneladas anuales. Por otra parte el petróleo que es el principal combustible utilizado en la actualidad, se encuentra distribuido desigualmente en la tierra, de tal manera que es una fuente de conflicto entre naciones, como lo ha puesto de manifiesto la absurda Guerra del Golfo.

     Se ha pensado, entonces, en fuentes alternativas de energía tales como la radiación solar directa la ofrecida por los vientos ( eólica ), la de las olas, las mareas, la térmica encerrada en los mares, la geotérmica encerrada en la tierra la de los reproductores nucleares o la de reactores termonucleares. Estas fuentes no convencionales de energía son prácticamente ilimitadas, pero muestran inconvenientes ya que son intermitentes ( caso solar ) de manera que requerirán algún almacenaje para poder ser consumidas cuando no están disponibles. No pueden usarse tampoco para el transporte, salvo quizás la nuclear, con fines militares. No son contaminantes salvo la nuclear y probablemente la geotérmica. 

    El sistema energético del hidrógeno es un intermediario, o un nexo, entre las nuevas fuentes de energía primaria y los sectores consumidores ( usuarios ).La forma intermediaria ( portadora ) de energía debe ser transportables, económica y renovable y además, no contaminante. El hidrógeno se encuentra en abundancia en el agua, en los océanos, lagos, mares, ríos, nieves y hielos. Es el combustible sintético más barato de producir por unidad de energía almacenada (29 kilocalorías por gramo, contra 12 del gas natural u 11 de propano, butano y gasolina) y casi no da lugar a contaminación alguna: es un gas muy liviano, pesa apenas la tercera parte de los combustibles fósiles. Es muy voluminoso como gas y como líquido: para una energía dada el hidrógeno líquido ( a temperatura de 235º C, o sea 20º Kelvin ) ocupa 3,8 veces el volumen ocupado por la gasolina; y como gas, ocupa 3,6 veces el volumen ocupado por el gas natural. Pero puede convertirse fácilmente en otras formas de energía más útiles para el usuario. Su velocidad de inflamación es alta con amplios límites de inflamabilidad, lo cuál lo favorece como combustible para motores de combustión interna turbinas de gas o motores a chorro. Posee alta temperatura de ignición y baja luminosidad de llama lo que lo hace más seguro en relación a otros combustibles.

    El hidrógeno es almacenable, en tanto que la electricidad no lo es, o lo es a un costo prohibitivamente alto. Puede usarse directamente como combustible, en reemplazo del gas natural, en procesos industriales que precisan calor, así como la calefacción, el agua caliente o la cocina con las debidas precauciones que exige este gas. La combustión del hidrógeno produce vapor de agua, el cuál puede usarse en industrias como la del papel y la química pero también en la industria del acero, en lugar del carbón, sin los efectos contaminantes de éste.  

    Cuando se requiere electricidad podrá lograrse fácilmente mediante el uso de "células o  pilas de combustible "(fuel cells ),en las que el hidrógeno se combina con el oxígeno generando electricidad: es el proceso inverso de la electrólisis usada para generar hidrógeno. La eficiencia de conversión de dichas pilas está entre el 50 y el 70% y se espera que aumente conforme la tecnología. En los motores de combustión interna se logra energía mecánica con eficiencia entre el 15 y el 20% mayores que los combustibles fósiles y sin contaminar.

    Aplicada a los aviones, dado su bajo peso supera ampliamente a los combustibles usuales de los jets: el menor peso de despegue implica menos consumo de combustible. En los aviones supersónicos desaparecen las objeciones referidas a la contaminación de la s capas superiores de la atmósfera particularmente la de ozono, pues el hidrógeno al quemar produce vapor de agua; además los motores se transportarán más suavemente y podrían ser más pequeños.

    Cada país podrá usar la fuente de energía que más le convenga para generar el hidrógeno, pero el uso de baterías y pilas solares parece ser el más apropiado en vista de enormes progresos en la producción de éstas, sobre todo  mediante la fabricación de silicio  amorfo, cuyo uso en lugar de silicio cristalino significa un ahorro  considerable de material activo con pureza solar, habiéndose ya alcanzado eficiencias entre el 8 y 12% y aún más recientemente.

    En la actualidad este gas es muy usado en la industria química para  fabricar amoníaco combinando hidrógeno con nitrógeno. Se usa también como materia prima para fabricar sustancias orgánicas para el sector de alimentación; asimismo como agente reductor en metalurgia y en petroquímica como aislante térmico en generadores y como combustible en el llamado soplete oxhídrico.

    El uso del hidrógeno como combustible requerirá una profusa difusión de los riesgos entre los usuarios y una educación estricta sobre los mismos entre la población.

 

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Revisado: 21 de Enero de 2010

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