El Problema No Está en Producir Hidrógeno por el Método de Chang, "Producción de hidrógeno Ad Astra Rocket"; El Problema Está en Escoger por que Método Producirlo; "El hidrógeno: metodologías de producción":

Reformado de gas natural con vapor de agua; Electrolisis de agua; Biomasa celulósica; Procesos térmicos; Procesos fotoquímicos; Reformado de etanol y azúcares; Biofotolisis de agua; Otros. Ver También: "Producción de hidrógeno".

Llama entonces la Atención Que Se Diga que "Laboratorio de Franklin Chang prepara proyecto revolucionario en producción de energía limpia".

Siendo que la Electrolisis de Agua Es Uno de los Métodos Más Conocidos; Quizás lo Correcto Sería Decir Innovador Por el Uso de la Energía Eléctrica A Partir de Generadores Eólicos.

Revolucionario e Innovador Sería llevar a Cabo la Biofotolisis de Agua, A Través de Procesos Fotoquímicos Naturales Como lo Es la "Producción biológica de hidrógeno"; Y Combinar Eso Con el Uso de Foto-Bioreactores Como en la Producción Biotecnológica de Hidrógeno y Uso de Foto Bioreactores.

Tampoco Resulta Novedoso el Uso del "Motor de combustión interna"; Utilizando Biogás o Gas Natural LPG Como Combustibles; Ya Que, Desde Hace Tiempo Se Conoce Que "BASURA Y AGUAS RESIDUALES PRODUCEN ENERGÍA"; Utilizando Motores de Combustión Interna; Mediante la "utilización de biogás para el funcionamiento de motores de cuatro tiempos".

En Ese Sentido, Sí Resulta Novedoso el Uso de "Motor de combustión interna alternativos"; Sobretodo el Denominado "Motor Wankel"; Que Por Ser Rotativo Se Presta Muy Bien Para Su Uso de Gases Comprimidos o Licuados Como Combustible. 

Tristemente, Tampoco Resulta Novedoso la Generación Eléctrica A Partir de Motores de Combustión Interna Que Utilizan Biogás o Gas Natural; Tan Es Así Que, Universidades Nacionales y Extranjeras Ya Han Desarrollado Proyectos de Generación Eléctrica Utilizado Dichos Motores: "Proyecto Generación Eléctrica Biogas Presentado – Escuela …"; "UNIVERSIDAD EARTH GENERACIÓN DE ENERGÍA …"; "Tecnologías de generación de energía eléctrica a … – UNAM"; "Uso de Biogás en Motores de Combustion Interna – Instituto …".

Lo Que Si Se Podría Calificar de "Un Poco" Revolucionario Es la Conversión de Motores Diesel Para su Uso Con Biogás o Gas Natural, "Conversión de motores diesel a Gas Natural / Biogas / GLP"; Sin Embargo, Tampoco Es Algo Nuevo o Innovador; Ya Que Varias Compañías Ya lo Han Hecho: "Omnitek desarrolla kits de conversión a GNC para motores diesel de Mercedes OM904/OM906"; "SISTEMA DE CONVERSIÓN PARA MOTORES DEDICADOS 100% A GNC".

Incluso a Nivel Nacional, "Gas Zeta se alía para convertir motores de diésel a gas".

Y Definitivamente Revolucionario Sí Es la Combinación de Varias Fases o Componentes Químicos Para Realzar y Potencia el Proceso de Combustión, Como lo Sería la Combinación Biogás:Hidrógeno Que Propone Chang o Bien, Este Otro,"UCR busca ahorro en diésel y gasolina con aditivo gaseoso".

Y Es que, a Propósito de Tema, No Veo la Urgencia del Gobierno y de Otros Sectores Interesados en Acoger Cuanto Antes el Proyecto de Chang, Sí el "Hidrógeno de Costa Rica y gas natural de Estados Unidos estarán en agenda de visita de Obama"; Más Bien Estuvieron; Ya que, Eso Fue en el Gobierno Pasado (24 Abr 2013); el "Motor que funciona con hidrógeno y biogás ya está funcionando" ; y "Costa Rica avanza en investigaciones para utilizar hidrógeno como combustible alternativo".

Además, Sí la "Contraloría avisó a Recope que debía consultar en materia de biocombustibles, pero hidrógeno tenia visto bueno"; Si Chang, "dio por finalizada su relación con la empresa estatal en el proyecto"; y Eso Principalmente "se debió a la incapacidad de cumplir metas en esos productos" (Recope); ¿Que Sentido Tiene Ahora Que "Recope pide a la Procuraduría incursionar en biocombustibles y energías alternativas"?.

A Ni Parecer Ninguno; lo Que Sí Tiene Sentido, Tratándose de Hidrocarburos y Sus Derivados; Y A Propósito de la Polémica de Que el Hidrógeno No Es un Hidrocarburo, Pero Sí Un Derivado; Es Producirlo Por el Proceso de Reformado de Gas Natural con Vapor de Agua: La reacción es: CH4 + H2O → CO + 3H2. “Por tratarse de la tecnología más económica, este proceso es el que se utiliza en la actualidad en la producción industrial del hidrógeno.”…

Es Más, Sí Se Trata de Buscar Soluciones en Base a Nuevas Alternativas Energéticas Que Sean a la Vez Ecológicas y Auto Sustentables; la Mejor Alternativa Es la Combinación de Tres Alternativas (Valga la Redundancia):

1) La Síntesis de Combustibles (No el Refino) a Través del “Proceso Fischer-Tropsch”; Que Utiliza Basura Orgánica Seca y Cualquier Otro Compuesto Orgánico Como Plásticos Como Combustible Para Producir “Gas de síntesis”; Y a Través de Éste Reactivo Sintetizar los Combustibles.

2) La Producción de Biocombustibles a Partir de Micro Algas, Utilizando Foto Bioreactores de Producción Continua; Ver:      

Diseño de Foto-Bioreactores para el Cultivo Micro Algas Oleaginosas
Parte 1. Teoría y Generalidades
http://bioreactorcrc.wordpress.com/2011/05/06/diseo-de-foto-bioreactores…

Diseño de Foto-Bioreactores para el Cultivo Micro Algas Oleaginosas Parte 2. Bioproceso y Especifidades
http://bioreactorcrc.wordpress.com/2011/05/21/diseo-de-foto-bioreactores…

3) El Aprovechamiento del Calor Residual del Proceso de Gasificación (Que Es Mucho) Para la Cogeneración Eléctrica a Través de Turbinas de Gas y de Vapor; Ver: “Cogeneración” y También, “Plantas de Cogeneración”.

Así que, La mágica solución está a la vista, pero no queremos verla, una Biorefinería…; ¿Por qué hacer un Sapo con la Refinería?… Cuando podríamos hacer una Gracia (Biorefinería).

En Ese Sentido, lo Que Para Mí Sí Tiene Mucho Sentido Es  La producción biotecnológica de hidrógeno en Costa Rica también es posible.

Así que, en Ese Sentido, Hablemos de Bio-Combustibles, Recope y Nuevas Alternativas Energéticas; Aún Mejor Hablemos de Una Biorefinería.

       

 

 

Laboratorio de Franklin Chang prepara proyecto revolucionario en producción de energía limpia

13 Abr 2013 “El hidrógeno es un combustible limpio, cuando se quema lo que produce es agua.

La empresa Ad Astra Rocket, del astronauta costarricense Franklin Chang, se encuentra desarrollando tres proyectos en materia de energías limpias en nuestro país, que juntos darían paso a la creación de un motor que funcione tanto con biogas como con hidrógeno.

El primer paso es la construcción de un aerogenerador –molino de viento-, y la idea es llevar a cabo todo el proceso en el país, desde la manufactura hasta la puesta en práctica, para que éste a su vez produzca la energía necesaria para que un electrolizador gestione el agua del que va a ser separado el hidrógeno.

“La idea de nosotros era hacer aerogeneradores de mediana escala, como de seis metros (…) para que funcionen con velocidades de viento relativamente bajas. Ya se han creado varios prototipos y ahora estamos trabajando en uno que funciona en 0.5 kilowatts, pero estamos en proceso de uno que vaya a funcionar en 5 kilowatts”, comentó el Director Científico de Ad Astra, José Antonio Castro.

Una vez que se haya separado el hidrógeno del agua, se debe pasar a un proceso de compresión, por lo que se está elaborando un estudio sobre cómo se puede hacer de una manera segura en nuestro país, para lo que ya se concretó un convenio con la Refinadora Costarricense de Petróleo (RECOPE) que permitirá disponer de instalaciones donde se podrán hacer los experimentos, los cuales tendrían resultados para finales de este año.

“El hidrógeno es un combustible limpio, cuando se quema lo que produce es agua. Entonces si usted tiene un motor 100% hidrógeno, por la mufla del carro le saldría agua. Pero es muy complicado porque si uno quiere almacenar una cantidad utilizable requiere muchísimo espacio. Entonces lo que hay que hacer es comprimirlo a alta presión y sea más manejable”, explicó Castro.

El motor mixto –biogás e hidrógeno- se aprovecharía para el sector transporte de nuestro país, debido a la dependencia que existe con respecto a los derivados del petróleo, además para construir pequeñas plantas de energía de emergencia amigables con el ambiente.

“Nosotros lo que tenemos pensado es tener un generador que trabaje con una mezcla de hidrógeno y biogás (…) este motor no tendría solo agua, también un gran componente de metano, en este momento no se sabe cómo se va a producir pero va a permitir aligerar la dependencia con los hidrocarburos”, comentó el Director Científico de Ad Astra.

El sistema completo se podría usar también en zonas de difícil acceso, en las que no existe otra forma de energía más que el viento. Aunque todavía los proyectos se encuentran en sus etapas preliminares, Castro espera que para finales de este 2013 se puedan ver iniciados los experimentos de la compresión de hidrógeno.

Hidrógeno de Costa Rica y gas natural de Estados Unidos estarán en agenda de visita de Obama

24 Abr 2013

El Ministro de Ambiente y Energía de Costa Rica, René Castro, informó hoy los dos puntos principales de la agenda energética que se tocarán durante la visita del Presidente Barack Obama a Costa Rica: una posible asociación con Estados Unidos para impulsar la producción de hidrógeno desde Costa Rica,así como la búsqueda de un acuerdo privilegiado para que Centroamérica obtenga gas natural
estadounidense al amparo del Tratado de Libre Comercio.

Sobre la producción de hidrógeno, el gobierno le mostrará a Obama los experimentos para el uso de hidrógeno en el transporte local que se han estado impulsando en el laboratorio de la empresa Ad Astra, del astronauta costarricense Franklin Chang. Estos experiementos, apoyados por el MINAE y RECOPE, han implicado pruebas para el uso de hidrógeno en motores de combustión tradicional como los de tractores y buses, con el fin de generalizar esta energía para el transporte a nivel nacional y luego internacional.

“Creemos que podemos dar el paso que sigue, que es pasar del laboratorio a hacer pruebas en el campo y eventualmente comercializar, ya no solo para Costa Rica sino para el mundo”, explicó el titular de Ambiente y Energía.

“La empresa norteamericana Cummings también está apoyando a Ad Astra en estos experimentos y pensamos que puede haber interés del gobierno de Estados Unidos para apoyar este esfuerzo que, una vez llevado a las calles con vehículos operando con hidrógeno, puede ofrecer al mundo una alternativa limpia para el futuro”, dijo el Ministro Castro.

En criterio del MINAE, esta iniciativa puede abrir puertas, empleos e inversión para la Costa Rica del futuro…

Motor que funciona con hidrógeno y biogás ya está funcionando

2 de junio de 2013. 11:05 am. Agencia/Redacción. Motor que funciona con hidrógeno y biogás ya está funcionando. 

La em­pre­sa es­ta­dou­ni­den­se de ener­gía Cum­mins Power Ge­ne­ra­tion y Ad Astra Ro­cket del exas­tro­nau­ta Fran­klin Chang, pu­sie­ron desde ayer a fun­cio­nar un ge­ne­ra­dor eléc­tri­co que usa mez­clas de hi­dró­geno y bio­gás.

Según un co­mu­ni­ca­do de pren­sa emi­ti­do por Ad Astra el equi­po de in­ge­nie­ros y téc­ni­cos de ambas em­pre­sas creó un pro­ce­so para mez­clar y con­tro­lar el hi­dró­geno y el bio­gás, para uti­li­zar­los jun­tos como una fuen­te de ener­gía efi­cien­te.

El co­mu­ni­ca­do se­ña­la que estos lo­gros po­drían tener efec­tos po­si­ti­vos a largo plazo, es­pe­cial­men­te en el mundo en desa­rro­llo, donde los re­cur­sos ener­gé­ti­cos son más es­ca­sos y menos ase­qui­bles…

Costa Rica avanza en investigaciones para utilizar hidrógeno como combustible alternativo

14 Dic 2013 El Dr. Franklin Chang Díaz presidente de Ad Astra Rocket y Litleton Bolton presidente de la Refinadora Costarricense de Petróleo (RECOPE), resaltaron el avance logrado en las investigaciones sobre el manejo de un sistema de producción y almacenamiento de hidrógeno a altas presiones, el cual ha abierto posibilidades para el uso  de este elemento químico como una fuente de combustible alterno…

Contraloría avisó a Recope que debía consultar en materia de biocombustibles, pero hidrógeno tenia visto bueno

hace 4 días Hace muy pocos años BMW construyó seis vehículos con motoresde hidrógeno, una tecnología sumamente limpia en términos ambientales.

Desde diciembre anterior, la Contraloría General de la República avisó a la Refinadora Costarricense de Petróleo (Recope) que debía aclarar si, legalmente, tenía la capacidad de participar en proyectos de biocombustibles, como etanol y biodiésel.

Fue en ese momento que advirtió sobre la necesidad de aclarar ese campo de acción, aunque no se mencionó la investigación del uso de hidrógeno en vehículos. Su llamado de atención se debió a la incapacidad de cumplir metas en esos productos.

Desde el 2013, en la administración de Laura Chinchilla, Recope y la empresa Ad Astra de Franklin Chang iniciaron un trabajo conjunto para impulsar esa línea de investigación, muy cercana al trabajo del científico y empresario costarricense.

Sin embargo este miércoles, Chang dio por finalizada su relación con la empresa estatal en el proyecto, cuando lo comunicó a la Superintendencia General de Valores (Sugeval) en un hecho relevante.

En el informe DFOE-AE-IF-17-2014, el ente contralor “determinó que Recope ha ejecutado actividades dirigidas a incursionar en la investigación, producción e industrialización de biocombustibles (etanol y biodiesel), sin que se tenga seguridad jurídica sobre la capacidad legal para ello”.

Además señaló que desde el 2006, la propia Dirección Jurídica de la Refinadora avisó que no había competencia “en materia de investigación y producción de biocombustibles puros, ni para tener plantas productoras de aceite de palma”. Para hacerlo se necesitaría una reforma legal.

Pero esto tiene que ver con ese tipo de productos, no con el hidrógeno, el cual no se cita en dicho informe.

Ante la Contraloría, Recope alegó que el Plan Integral de Combustibles y Asfaltos determinó el interés en los proyectos, parte del Plan Nacional de Energía y el Plan Estratégico Empresarial y el Plan de Gestión Ambiental. Asimismo que el Poder Ejecutivo y el Ministerio de Ambiente los impulsó…

Recope pidió a la Procuraduría incursionar en biocombustibles y energías alternativas

Hoy… Re­co­pe apela a cam­bios en el mer­ca­do para que se le per­mi­ta di­ver­si­fi­car su tra­ba­jo.

Recope apela a cambios en el mercado para que se le permita diversificar su trabajo. (Imagen de Recope)

(Ima­gen de Re­co­pe)

En medio de la in­cer­ti­dum­bre ju­rí­di­ca, un in­for­me con dudas de la Con­tra­lo­ría Ge­ne­ral de la Re­pú­bli­ca y los te­mo­res de la Re­fi­na­do­ra Cos­ta­rri­cen­se de Pe­tró­leo (Re­co­pe), la Pro­cu­ra­du­ría Ge­ne­ral de la Re­pú­bli­ca po­dría cam­biar la reali­dad de la em­pre­sa es­ta­tal.

Eso sí, la cla­ri­dad po­dría lle­gar muy tarde luego de que el cien­tí­fi­co y em­pre­sa­rio Fran­klin Chang avi­sa­ra que ya no cul­mi­na­rá su pro­yec­to de hi­dró­geno para mover un carro, con Re­co­pe. Ade­más, las au­to­ri­da­des aún no tie­nen claro como se po­dría unir la re­la­ción con Ad Astra.

En su so­li­ci­tud de cri­te­rio a la Pro­cu­ra­du­ría Ge­ne­ral de la Re­pú­bli­ca del pa­sa­do 26 de fe­bre­ro, Re­co­pe anotó que la evo­lu­ción mun­dial de los com­bus­ti­bles di­fe­ren­ció entre los fó­si­les y los al­ter­na­ti­vos, como el hi­dró­geno.

“Los com­bus­ti­bles al­ter­na­ti­vos con­tem­plan todos los com­bus­ti­bles no tra­di­cio­na­les como los bio­com­bus­ti­bles, el gas na­tu­ral y el hi­dró­geno, que son menos con­ta­mi­nan­tes que los com­bus­ti­bles fó­si­les y su par­ti­ci­pa­ción ha ve­ni­do cre­cien­do pau­la­ti­na­men­te”, pun­tua­li­zó en el ofi­cio P-0231-2015.

En el do­cu­men­to agre­gó que la bús­que­da de pro­duc­tos di­fe­ren­tes res­pon­de no solo a la pro­tec­ción am­bien­tal, sino a la com­pe­ti­ti­vi­dad de las ener­gías en las re­fi­ne­rías de pe­tró­leo a nivel glo­bal. In­clu­so se­ña­ló que el hi­dró­geno y el me­tano han sido pro­du­ci­dos y uti­li­za­dos en Moín desde la dé­ca­da de 1970.

“La uti­li­za­ción de gas na­tu­ral im­por­ta­do por parte de la re­fi­ne­ría para su pro­pio con­su­mo, ya sea como com­bus­ti­ble para los pro­ce­sos de re­fi­na­ción o como ma­te­ria prima para la pro­duc­ción de hi­dró­geno, es parte de las de­ci­sio­nes eco­nó­mi­cas y téc­ni­cas pro­pias de la ac­ti­vi­dad de re­fi­na­ción de pe­tró­leo”, rezó la con­sul­ta…

 

Motor de combustión interna

Un motor de combustión interna, motor a explosión o motor a pistón, es un tipo de máquina que obtieneenergía mecánica directamente de la energía química de un combustible que arde dentro de la cámara de combustión. Su nombre se debe a que dicha combustión se produce dentro de la propia máquina, a diferencia de, por ejemplo, la máquina de vapor.

Tipos principales

§Clasificación de los alternativos según el ciclo

  • De dos tiempos (2T): efectúan una carrera útil de trabajo en cada giro.
  • De cuatro tiempos (4T): efectúan una carrera útil de trabajo cada dos giros.

Existen los diésel y gasolina, tanto en 2T como en 4T…

Motor Wankel

Motor Wankel.

Artículo principal: Motor Wankel

En la década de 1950, el ingeniero alemán Félix Wankel completó el desarrollo de un motor de combustión interna con un diseño revolucionario, actualmente conocido como Motor Wankel. Utiliza un rotor triangular-lobular dentro de una cámara ovalada, en lugar de un pistón y un cilindro.

La mezcla de combustible y aire es absorbida a través de un orificio de aspiración y queda atrapada entre una de las caras del rotor y la pared de la cámara. La rotación del rotor comprime la mezcla, que se enciende con una bujía. Los gases se expulsan a través de un orificio de expulsión con el movimiento del rotor. El ciclo tiene lugar una vez en cada una de las caras del rotor, produciendo tres fases de potencia en cada giro.

El motor de Wankel es compacto y ligero en comparación con los motores de pistones, por lo que ganó importancia durante la crisis del petróleo en las décadas de 1970 y 1980. Además, funciona casi sin vibraciones y su sencillez mecánica permite una fabricación barata. No requiere mucha refrigeración, y su centro de gravedad bajo aumenta la seguridad en la conducción. No obstante salvo algunos ejemplos prácticos como algunos vehículos Mazda, ha tenido problemas de durabilidad…

 

Motor de combustión interna alternativo

Motor Otto 2T refrigerado por aire

Motor de cuatro tiempos de gasolina, DOHC.

Los motores de combustión interna alternativos, vulgarmente conocidos como motores de explosión (gasolina)motores diésel, son motores térmicos en los que los gases resultantes de un proceso de combustión empujan un émbolo opistón, desplazándolo en el interior de un cilindro y haciendo girar un cigüeñal, obteniendo finalmente un movimiento de rotación.

El funcionamiento cíclico de estos motores implica la necesidad de sustituir los gases de la combustión por nueva mezcla de aire y combustible en el interior del cilindro; este proceso se denomina renovación de la carga.

Clasificación

Los motores mencionados se pueden clasificar de la siguiente manera:

§Según la forma de provocar la Ignición o encendido de la mezcla[editar]
  • Mediante encendido provocado: Son los de ciclo Otto o de gasolina.
  • Mediante encendido por compresión: Son los de ciclo Diésel.
§Según la forma de hacer la renovación de la carga
  • Ciclo de cuatro tiempos, o 4T en los que el ciclo de trabajo se completa en cuatro carreras del émbolo y dos vueltas del cigüeñal. En estos motores, la renovación de la carga se controla mediante la apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape.
  • Ciclo de dos tiempos, o 2T el ciclo de trabajo se completa en dos carreras del émbolo y una vuelta del cigüeñal. La renovación de la carga se logra por barrido, al desplazar la nueva mezcla los gases de la combustión previa, sin la necesidad de válvulas, (en los diésel lleva de escape) ya que es ahora el propio émbolo el que con su movimiento descubre las lumbreras de admisión y escape (sólo ciclo Otto) regulando el proceso.

§Aplicaciones

Existen variantes de los dos ciclos tanto en diésel como en gasolina, teniendo cada uno su ámbito de aplicación.

  • 2T gasolina: tuvo gran aplicación en las motocicletas , motores de ultraligeros (ULM) y motores marinos fuera-borda hasta una cierta cilindrada, habiendo perdido mucho terreno en este campo por las normas anticontaminación. Sólo motores muy pequeños como motosierras y pequeños grupos electrógenos siguen llevándolo.
  • 4T gasolina: domina en las aplicaciones en motocicletas de todas las cilindradas, automóviles, aviación deportiva y fuera borda.
  • 2T diésel: domina en las aplicaciones navales de gran potencia, hasta 100000 CV hoy día , tracción ferroviaria. En su día se usó en aviación con cierto éxito.
  • 4T diésel: domina en el transporte terrestre , automóviles, aplicaciones navales hasta una cierta potencia. Empieza a aparecer en la aviación deportiva.

Motor en línea

§Disposición constructiva

Motor en estrella

  • Por la disposición de cilindros :Las formas comunes de disposición de los cilindros son en Motor en V y en línea, con un número de cilindros variable en función de la cilindrada total del motor. También existe la disposición en boxer ó disposición opuesta, corriente en algunas marcas de automóvil como Porsche, Subaru, y la más frecuente en aviación deportiva y general hasta una cierta potencia. Han existido otras configuraciones, como la disposición en "X", en "H",en "U" y en "W", además del motor en "estrella", muy frecuente en aviación general, comercial y militar hasta la aparición del motor de reacción, y una variante de éste, el motor rotativo (en el cual el cigüeñal permanece fijo y gira el bloque de cilindros entero a su alrededor), muy usado en los inicios de la aviación.
  • En los motores de 4 tiempos, por la disposición de la distribución, el árbol de levas y las válvulas : Motores SV, OHV,SOHC, DOHC.
§Caras activas del pistón

Los motores comunes tienen una única cara activa (motores de simple efecto) ya que sólo la cara superior del pistón está en contacto con el fluido motor (mezcla carburada y gases de combustión), de modo que el efecto útil se produce siempre en el mismo sentido, durante la carrera descendente del pistón. En cambio, en los motores de doble efecto, ambas caras del pistón son activas, produciéndose efecto útil en ambas carreras del pistón.

§Presión de admisión

Renovación de la carga en un diésel 2T

Los motores atmosféricos son aquellos en los que la presión en la admisión es la atmosférica (o algo menor), a diferencia de los sobrealimentados, en los que la presión de admisión es superior a la atmosférica, para lo que se emplea un compresor (generalmente turbocompresor). Los motores sobrealimentados se emplean cada vez más, ya que manteniendo el tamaño del motor (peso) proporcionan mayor potencia. Adicionalmente, al independizarse el motor de la presión atmosférica exterior, se logra paliar la pérdida de rendimiento al trabajar a gran altura. En todo caso conviene evitar en los motores de Ciclo Otto el fenómeno de laDetonación (motor alternativo).

§Ventajas e inconvenientes

Las principales ventajas de estos motores, que han motivado su gran desarrollo son:

  • El uso de combustibles líquidos, de gran poder calorífico, lo que proporciona elevadas potencias y amplia autonomía. Estos combustibles son principalmente la gasolina en los motores Otto y el gasóleo o diésel en los motores diésel aunque también se usan combustibles gaseosos como el hidrógeno molecular, el metano o el propano.
  • Rendimientos aceptables, aunque raramente sobrepasan el 50% (téngase en cuenta que rendimientos del 100% son imposibles, ver ciclo de Carnot).
  • Amplio campo de potencias, desde 0,1 kW hasta más de 30 MW lo que permite su empleo en la alimentación de máquinas manuales pequeñas así como grandes motores marinos.

Sin embargo, estos motores no están exentos de inconvenientes, entre los que cabe señalar:

  • Combustible empleado. Estos motores están alimentados en su mayoría (aunque existen desarrollos alternativos) porgasolina o diésel, dos derivados del petróleo que como sabemos es un recurso no renovable, además de sufrir su precio fluctuaciones de consideración.
  • Contaminación. Los gases de la combustión de estos motores son los principales responsables de la contaminación en las ciudades (junto con las calefacciones de combustibles fósiles), lo que da lugar a episodios agudos de contaminación local como el smog fotoquímico y contribuye de forma importante en fenómenos globales como el efecto invernadero y consecuente cambio climático.

En algunas aplicaciones, el motor alternativo se ha sustituido con éxito por una turbina, y se han comercializado ya automóviles eléctricos, si bien, con autonomía limitada debido al peso de las baterías y solares. El principal handicap de estos dos últimos sistemas es que las prestaciones del vehículo son notablemente inferiores a las proporcionadas por un motor de combustión interna alternativo, por lo que su demanda es muy reducida…

 

BASURA Y AGUAS RESIDUALES PRODUCEN ENERGÍA

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  • Los motores a Gas Jenbacher de General Electric transforman en energía tanto el gas natural como todos los tipos de biogás proveniente de los desperdicios orgánicos y gases especiales generados en actividades agrícolas, mineras, industriales y en rellenos sanitarios, entre otros.
  • En Centroamérica ya existen varios motores Jenbacher en funcionamiento generando energía limpia a partir de biogás procedente del lodo de aguas residuales y de desechos en vertederos de basura.

Caracas,5 de noviembre de 2013.Ya es una realidad la utilización de desechos en la generación de electricidad, utilizable en hogares, empresas e incluso alumbrado público. Hoy, es posible gracias a la tecnología de las plantas Jenbacher desarrolladas por General Electric y ya comenzó a aplicarse en varios países de Centroamérica, a la vanguardia en reutilización.

Basura, sí, simple basura casera y desperdicios sólidos de las poblaciones. Los productores innovadores de energía han aprendido a generar electricidad usando los desperdicios, una práctica ya presente en Centroamérica y que se está extendiendo y toma fuerza en muchos otros países. De hecho, en Noruega ya no cuentan con suficiente basura y están considerando importarla de Estados Unidos para generar más energía limpia.

Países como Panamá, Costa Rica, Honduras, El Salvador y Guatemala generan actualmente más de 15 megawatts con las plantas Jenbacher de General Electric que utilizan el biogás procedente de aguas servidas de alcantarillados municipales, aguas residuales procedentes de procesos industriales (como el de la obtención del aceite de palma) y rellenos sanitarios en vertederos de basura. Estas operaciones, usadas principalmente por empresas privadas, permiten una recuperación de energía con un alto impacto medioambiental, al convertir desechos en energía limpia, y alto impacto financiero, al destinar esta energía al autoconsumo, disminuyendo de esta forma la factura eléctrica convencional.

CASOS DE ÉXITO

Vertedero de Nejapa, El Salvador

En mayo de 2011, se puso en marcha en Nejapa una planta de generación eléctrica de 6 Megawatts para aprovechar el gas metano procedente del vertedero más grande de El Salvador, trabajado por medio de plantas Jenbacher de General Electric. El proceso de construcción inició en el año 1999 y desde entonces acumula más de 6 millones de toneladas de basura que se espera crezcan hasta los 12.5 millones en 2024.

Hasta el momento el proyecto de generación eléctrica por medio del biogás ha permitido reducir entre 2006 y 2010 753,560 toneladas de dióxido de carbono, mitigar los malos olores, los incendios y el movimiento subterráneo de estos gases hacia poblaciones o asentamientos cercanos.

Los beneficios sociales que un proyecto de estas características ha traído a El Salvador son la mejora medioambiental  del área y de las condiciones de salud de sus pobladores, la creación de nuevas oportunidades para el desarrollo económico gracias a la colaboración del Ministerio de Desarrollo, la contribución a la reducción de la dependencia de los combustibles fósiles y la experiencia para replicar proyectos similares tanto en El Salvador como en el resto de Centroamérica.

Gran Experiencia Internacional

Al igual que ocurre en Centroamérica, muchas han sido las empresas y gobiernos que han apostado por la tecnología de General Electric para producir energía por medio de la combustión de biogás, procedente de aguas residuales domésticas e industriales y de vertederos de basura, entre otros.

Otro caso de éxito es el de la Universidad de British Columbia en Vancouver, institución que abrió una planta de quema de gas; la misma usa como materia prima pedazos y astillas de madera provenientes de los alrededores de la ciudad. La planta está utilizando una máquina de gas Jenbacher del portafolio Ecomagination de GE. La maquinaria genera suficiente calor y electricidad para proveer energía a 1,500 casas y proveerá hasta el 12% de calor que necesita el campus universitario. Además reducirá la emisión de gases de invernadero de la universidad en un 9%, el equivalente a eliminar 1,000 carros de la carretera.

Mundialmente se está extendiendo un movimiento en el que granjeros, cerveceros, hospitales y escuelas están construyendo pequeñas plantas energéticas eco amigables en sus patios y generando electricidad a partir de suero de queso, agua con levadura desechada de cervecerías, cáscara de arroz, madera e incluso de almuerzos escolares desechados, todas sustancias orgánicas que se convierten en biogás en las máquinas omnívoras Jenbacher de GE. El resultado: Megawatts de electricidad más económica y limpia para sus empresas o para vender al mercado.

Importancia del biogás

El Biogás está compuesto por un 50% a 60% de Metano, entre un 35% y un 40% de Dióxido de Carbono, de 0.5% a 5% de Nitrógeno, de 1% a 3% de Hidrógeno y aproximadamente un 0.1% de Sulfuro de Hidrógeno además de trazas de vapor de agua.

Con un metro cúbico  de biogás se puede generar hasta 22,000 BTU/m3 de energía calorífica o de 1.6 hasta 2.2 kwh de electricidad lo que equivale a aproximadamente 6,25 kwh de energía, a 0.6 litros de diesel, a 1,43 kilos de madera o a 0,7 kg de carbón.

Con su energía se pueden generar hasta 6 horas de luz con una bombilla de 60w, poner a funcionar un refrigerador de un metro cúbico de capacidad durante 1 hora completa o hacer funcionar un motor de un caballo de potencia durante dos horas.

 

Conversión de motores diesel a Gas Natural / Biogas / GLP

Características y Especificaciones Estándar

Tamaño: 400 CV. Tamaños especiales disponibles según sus especificaciones. Transformación completa de diesel a GNL / GNC / GLP / BGL de camiones fabricados incluyendo:
• Transformación mecánica completa del motor del camión.
Conversión del motor diesel a gas.
• Instalación del sistema INDOX BOOSTERTM para aumentar la potencia a bajas revoluciones.
Conversiones GNC a GNL a fin de aumentar la autonomía
sin reducción de prestaciones.
• Adaptación ADR opcional del camión para el transporte de
mercancías peligrosas.
• Adaptación de los elementos existentes para instalar líneas
de gas y tanques de GNL.
• Instalación de tanque/s de GNL con aprobación TPED,
vaporizador con control de la temperatura y líneas de gas
para alcanzar hasta 1.000 kilómetros de autonomía.
También podemos ofrecer esta tecnología aplicada no sólo de Diesel a GNL sino a otros tipos de gases como GLP, Etanol, etc…

¿Por qué Vehículos a GNL?

Se trata de la alternativa natural al diesel para los vehículos

comerciales. Están creciendo las ayudas para los vehículos a
gas natural, con un porcentaje global que es visto como uno
de los caminos principales hacia la “economía del hidrógeno”. Por todo el mundo ahora circulan más de 3.8 millones de NGVs (Vehículos a Gas Natural).
Fuente: El Informe de GVR.

El Gas Natural Liquado (GNL) ofrece a los operadores
Vehiculares el combustible más limpio y más económico
actualmente disponible. Muchas compañías están funcionando con combustibles duales con GNL en sus flotas y están demostrando que el GNL como combustible vehicular no es sólo un concepto sino una realidad comercial.

¿Por qué cambiar a GNL?

• Ahorro de combustible: El GNL ofrece ahorros de combustible de hasta un 30% menos que el diesel.

• Amortización de la inversión: Diferencial fijo de amortización por el combustible en un balance base de tres años.
• Reducción de VED: Reducción de impuestos para los
vehículos a gas natural.
• Exención del impuesto por congestión: Es reconocido
que por sus emisiones bajas, los vehículos a gas natural
están exentos de pagar impuestos por congestión si son
aplicables.
• Reducción del nivel de ruidos: NGV hace aproximadamente la mitad del ruido que los vehículos diesel ordinarios. Esto significa que para algunas compañías, entregas de noche a los centros urbanos y a otras localizaciones sensibles del ruido pueden ser habilitadas.
• Responsabilidad social corporativa: Realza la imagen
ambiental de las firmas.
• Vehículos de mercancías pesadas accionados a Gas Natural.
Las ventajas demostradas arriba se pueden observar para el Gas Natural Licuado (GNL) y el Gas Natural Comprimido (GNC). Ni el motor ni el escape puede denotar la diferencia entre el GNL y GNC. Sin embargo, el GNL contiene más energía y posee mejor gama que el GNC. Así para los vehículos grandes, el GNL llega a ser atractivo debido a requisitos reducidos de peso y espacio a bordo. El GNL se puede almacenar tanto en el chasis 6×2 como 4×2, mientras que el GNC se restringe al funcionamiento a 4x2s.
Además, los costes grandes del sistema del vehículo para el
GNL son bastante inferiores que en GNC.

Omnitek desarrolla kits de conversión a GNC para motores diesel de Mercedes OM904/OM906

Los kits de conversión de motores diesel a gas natural producidos por Omnitek son ampliamente utilizados en todo el mundo para aplicaciones en autobuses y …

SISTEMA DE CONVERSIÓN PARA MOTORES DEDICADOS 100% A GNC

SISTEMA DE CONVERSION PARA MOTORES DEDICADOS A GNC

Kit de Conversion Eco-D2G

Powertek Engineering Group y OYRSA GNC, líderes en la fabricación de tecnología de conversión Diesel a GNC, han lanzado un nuevo sistema drásticamente simplificado y de bajo costo, para convertir motores Diesel a GNC.

El sistema ECO-D2G incorpora la mejor tecnología de medición de GNC con un nuevo sistema de encendido radicalmente mejorado, en una sola unidad que se instala muy fácilmente en la mayoría de los motores Diesel. El beneficio: bajo costo y fácil instalación.

Sistema de Ignición Eco-D2G

El sistema de encendido ECO-D2G para motores de gas natural es un sistema independiente completamente integrado. Las características de diseño principales son la fiabilidad, rendimiento y facilidad de instalación. El sistema cuenta con una bobina de encendido por cilindro, y completa sincronización del encendido por control electrónico.

Usos:

Hay un amplio campo de operación de este diseño, en motores de 4, 6 y 8 cilindros. Se ha utilizado en motores que funcionan a 5.000 rpm y motores sobrealimentados que erogan más de 800 caballos de fuerza. Estos motores pueden ser estacionarios o de uso en vehículos, incluyendo camiones, autobuses, tractores, 4×4 y UV

Porque elegir ECO-D2G?

Powertek Eco-D2G vs.

• No se requiere programación por computadora. Se instala y funciona!

• No se requieren discos dentados.

• Se adapta fácilmente al comando de la bomba de combustible.

• Cableado simplificado – Fácil instalación.

• Todo montado en el vano motor.

• Salida de encendido de alta energía, sistema diseñado para GNC.

Sistemas Convencionales

• La calibración requiere una computadora con un software especial e interfase de conexión.

• Se requieren sensores de posición, sincronización de motor y ruedas dentadas.

   Difícil de montar y mantener.

• Utiliza el mando de la bomba y muchos otros componentes montados y sensores.

• Complejo mazo de cables. Difícil instalación.

• Algunos componentes se montan en el motor, algunos se montan en la cabina.

• Sistemas basados en uso automotriz – Por lo general de baja energía.

 

Gas Zeta se alía para convertir motores de diésel a gas


        
        
      La alianza entre las empresas GasAuto Z y American Diesel Systems  permitirá  convertir los automóviles de diésel a gas en el país, un servicios que,  en la actualidad  solo se da para los vehículos  de gasolina. | DIANA MÉNDEZ

La alianza entre las empresas GasAuto Z y American Diesel Systems permitirá convertir los automóviles de diésel a gas en el país, un servicios que, en la actualidad solo se da para los vehículos de gasolina. |

Con más de 10 años de experiencia en convertir los autos de gasolina a gas, la firma GasAuto Z, ubicada en La Uruca, San José, iniciará en los próximos meses un nuevo negocio brindando el servicio para vehículos de diésel.

Dicha estrategia comercial la realizará al firmar una alianza con el representante de la compañía estadounidense American Diesel Systems, Ronald Jacoby, que vende equipos para poder implementar este nuevo sistema en el país.

Se utilizan cilindrajes más pequeños y una minicomputadora que se encarga de todo el abastecimiento del vehículo.

La fórmula que se pondrá a los autos de diésel es una mezcla de gas propano en un 30% y diésel en un 70%.

Fernando Navarro Mata, gerente general de GasAuto Z, destacó que dicha mezcla es ideal para los vehículos que recorren un largo kilometraje, como los camiones, furgones, buses o taxis.

“Por ejemplo, un transportista reduciría su factura por combustibles un 15%, pero mucho dependerá del consumo que haga”, dijo.

Navarro agregó que el país está en “pañales” para reducir el consumo de gasolina y de diésel, y que dicha fórmula “podría venir a complementar los esfuerzos que el Ministerio de Ambiente y Energía (Minae) está haciendo en reducción de la huella de carbono”.

Estos equipos también son adaptables al gas natural, que emite menos CO2 que el propano, y su utilización es más eficaz y limpia.

Jacoby señaló que no solo firmó la alianza con AutoGas , sino también con Romano Auto Gas, ubicado en San Francisco de Dos Ríos, San José.

“La mezcla de combustibles es 100% limpia y más eficiente por kilómetro recorrido”, afirmó.

Agregó que la compañía American Diesel Systems, con 10 años de operar en Chicago, escogió “Costa Rica por su estabilidad económica”.

El costo de la fórmula diesel- gas es más barato porque el litro de diésel cuesta ¢650 y el gas ¢310.

La nueva tecnología ya se utiliza en Estados Unidos, Canadá, República Dominicana y Puerto Rico.

Cambiar un motor de un vehículo pesado, según Jacoby, cuesta, en promedio, $5.000.

La Refinadora Costarricense del Petróleo (Recope) analiza la posiblidad de vender gas propano, pero por su alta volatilidad se importaría licuado.

Dicho combustible produce un 30% menos de emisiones de dióxido de carbono (CO2) que los derivados del petróleo.

 

UCR busca ahorro en diésel y gasolina con aditivo gaseoso

De izquierda a derecha, Pedro Casanova Treto, Rándall Astorga Agüero y Óscar Eduardo Badilla Sánchez, en el   laboratorio del Instituto de Investigaciones en Ingeniería de la UCR. Este es su prototipo de la celda de oxihidrógeno. El siguiente paso será reducirle el tamaño y adaptar ese dispositivo a un vehículo ya donado por el área de Transportes de la Universidad.  | LUIS NAVARRO

De izquierda a derecha, Pedro Casanova Treto, Rándall Astorga Agüero y Óscar Eduardo Badilla Sánchez, en el laboratorio del Instituto de Investigaciones en Ingeniería de la UCR. Este es su prototipo de la celda de oxihidrógeno. El siguiente paso será reducirle el tamaño y adaptar ese dispositivo a un vehículo ya donado por el área de Transportes de la Universidad.

Con el precio del combustible “por las nubes”, profesores y estudiantes de la Universidad de Costa Rica (UCR) investigan si un gas conocido hace 200 años podría resultar la “cura milagrosa” para reducir el gasto en gasolina y diésel de la entidad y, de paso, alargar la vida útil de los motores.

Se llama oxihidrógeno, un gas en extremo inflamable que serviría como aditivo para motores de gasolina y diésel. El truco sería adaptar al vehículo una celda con agua, de la cual se extrae este gas.

El experimento cumple un año en fase de laboratorio en el Instituto de Investigaciones en Ingeniería. Lo lidera el profesor Pedro Casanova Treto y los estudiantes de Ingeniería de Biosistemas, Randall Astorga Agüero y Óscar Badilla Sánchez. La idea parece simple; probar que funciona es otra cosa.

Casanova explicó que ya crearon un prototipo de celda, la cual se alimenta desde un tanque con agua destilada mezclada con electrolitos. Un electrolito es una sustancia con iones libres que sirven como conductores eléctricos.

Al aplicarse un potencial eléctrico de 13,8 voltios a la celda, cuando el líquido pasa por allí, el electrolito genera un proceso de electrólisis en el agua que descompone sus moléculas y las transforma en oxihidrógeno (una mezcla de dos gases: oxígeno e hidrógeno).

Casanova agregó que, en próximos meses, crearán una celda más pequeña. Esta se adaptará a un vehículo donado por la UCR para hacer mediciones de potencia en el motor y de emisión de gases.

El reto. Su meta es confirmar que, al mezclar el aditivo con el aire de admisión que ingresa a las cámaras del motor, es posible mantener la potencia pero con menos combustión a base de hidrocarburos.

El grupo insiste en que ya confirmó que el oxihidrógeno sí sirve como combustible y genera emisiones más limpias en forma de vapor de agua. Esto, explican, conserva mejor las partes del motor.

Cuando perfeccionen la celda electrolítica y la pongan en un carro, desean extender el accesorio a toda la flotilla vehicular de la UCR.

Siendo conservadores, dijeron, esta adaptación podría ahorrarle a la entidad 10% de gasto en combustibles. No obstante, Casanova agregó que “literatura científica documenta ahorros de hasta 50%”.

Además, el diseño de la celda hará que solo cuando se encienda el vehículo, se genere el gas. Según se acelere, así variará el volumen generado. Al apagarse el automóvil, se interrumpirá la producción. Esto, señaló, agrega seguridad al sistema, a diferencia de vehículos impulsados con celdas de hidrógeno las cuales, opina, son de más cuidado por ser altamente inflamables.

“Lo que hacemos no es nuevo. Ya se vende esta clase de adaptación pero sin garantía o prueba de que funciona. Nuestro fin es confirmarlo y documentar los resultados”, sostuvo Casanova, ingeniero mecánico experto en energías renovables. En el mediano plazo, la meta es crear una celda de electrólisis con nanopartículas de níquel como electrolito, las que incrementan la eficiencia en la producción de oxihidrógeno.

Lo que sí descartan es patentar las invenciones. Su afán es investigativo y su objetivo es publicar artículos científicos de sus hallazgos. Anhelan divulgar el conocimiento al público y que los posibles beneficiados circulen sobre asfalto tico.

 

Producción de hidrógeno Ad Astra Rocket

Entre las opciones actuales para la producción de hidrógeno limpio, la electrólisis del agua basada en energía eólica ocupa un lugar destacado en términos de viabilidad técnica y económica, y tiene un gran potencial para convertirse en la primera tecnología competitiva para producir grandes cantidades de hidrógeno renovable en el futuro.

Para fines de demostración de viabilidad y tecnología, se ha fabricado un prototipo a pequeña escala de un sistema de bajo costo para generación de hidrógeno basado en energía eólica, el cual está en funcionamiento en las instalaciones de la empresa en Liberia, Guanacaste. Se compone de un aerogenerador integrado con un electrolizador, que permite el almacenamiento de la energía eólica en forma de hidrógeno para su uso posterior en un momento conveniente. En este caso, el hidrógeno se puede utilizar para alimentar un generador híbrido de hidrógeno – biogás (genset) para producir energía mecánica o electricidad de una manera autónoma. El biogás se obtiene a partir de residuos orgánicos (como la biomasa o el estiércol animal), y la filosofía fundamental del sistema es ser la fuente primaria de energía para diversas actividades económicas, siendo una alternativa de la red eléctrica.


Ad Astra Rocket Company, Costa Rica, noviembre 2013

El hidrógeno: metodologías de producción

Al igual que la electricidad, el hidrógeno es un transportador excelente de energía, ya que puede producirse a partir de diferentes y abundantes precursores, tales como gas natural, carbón, agua y energías renovables. La utilización del hidrógeno en las celdas de combustible, particularmente en el sector del transporte, permitirá en el futuro diversificar el suministro energético, aprovechar los recursos domésticos y reducir la dependencia de la importación de petróleo.

General
El hidrógeno (H2) se considera como la energía más atractiva para el futuro próximo debido a que su combustión no resulta contaminante. El hidrógeno, cuando se combina con el oxígeno del aire, libera la energía química almacenada en el enlace H-H, generando solamente vapor de agua como producto de la combustión. Puede almacenarse como gas a presión y como líquido o distribuirse mediante gasoductos, por lo que se considera que puede reemplazar al gas natural a medio-largo plazo. DESTACADOSPerfil: José Luis G. Fierro

Puesto que no se producen gases de efecto invernadero durante su combustión, el hidrógeno ofrece un gran potencial para reducir las emisiones de CO2 que se generan durante la combustión de sus precursores de origen fósil. El hidrógeno prácticamente no se encuentra en estado libre en la Tierra, por lo que no es una energía primaria. Sin embargo, puede producirse a partir de distintos precursores mediante procesos químicos o bioquímicos. 
La industria química de producción de amoníaco, metanol y refinado de petróleo consume aproximadamente el 66% de la producción anual de H2, estimada en 35 millones de toneladas métricas (MTm). El resto de la producción se consume en otros procesos industriales. El hidrógeno se considera como un combustible ideal, dado que no emite gases de efecto invernadero durante la combustión. Este atractivo es aún mayor cuando se utiliza en las celdas de combustible. Estos dispositivos convierten la energía química almacenada en el enlace H-H en energía eléctrica mediante un proceso que no está sometido al ciclo de Carnot. Por esta razón, la eficiencia energética resulta de dos a tres veces superior a la de un motor térmico. Conforme a estos argumentos, no hay duda de la importancia que debe desempeñar el hidrógeno en los esquemas energéticos de los países desarrollados en una escala temporal de medio y largo plazo. La producción de hidrógeno a gran escala no solo aliviará la dependencia del petróleo sino que también reducirá la contaminación ambiental cuando se incorporen las celdas de combustible tanto en automoción como en aplicaciones estacionarias.

Planta moderna de reformado de gas natural con vapor de agua.
Procesos industriales
Aunque el H2 puede producirse mediante el proceso de reformado del gas natural, nafta, fuel pesado o carbón, la relación atómica H/C (hidrógeno/carbono) más elevada de la molécula CH4 con respecto a otros combustibles indica que el gas natural, cuyo componente mayoritario es el CH4, sea el precursor más idóneo para producir hidrógeno.
Reformado de hidrocarburos y metanol
El reformado de metano (CH4) con vapor es un proceso utilizado a lo largo de varias décadas para producir H2. Por tratarse de la tecnología más económica, este proceso es el que se utiliza en la actualidad en la producción industrial del hidrógeno. La reacción es:

CH4 + H2O → CO + 3H2

El gas natural reacciona con vapor de agua sobre un catalizador de níquel colocado en el reformador primario a temperaturas de 1.200 ºK y presión total de 20-30 bar. Puesto que el gas natural contiene impurezas de azufre, se requiere una etapa previa de eliminación de este contaminante para evitar el deterioro de la actividad catalítica. La corriente limpia de metano se hace reaccionar después en un reactor al que se incorpora un catalizador de níquel. El gas de salida es rico en hidrógeno pero contiene una cierta proporción de monóxido de carbono, que a su vez se transforma en otro reactor, o incluso en dos, en hidrogeno adicional mediante reacción con vapor de Puesto que no se producen gases de efecto invernadero durante su combustión, el hidrógeno ofrece un gran potencial para reducir las emisiones de CO2agua. El gas resultante tiene un contenido elevado de hidrógeno, junto a dióxido de carbono y cantidades mucho más bajas de metano no convertido y monóxido de carbono remanente, usualmente 1% en volumen. En las plantas modernas de producción de H2 se incorporan unidades de purificación mediante compresión/adsorción/desorción que permiten alcanzar un hidrógeno muy puro (99,999% volumen).
Como el gas natural contiene una pequeña proporción de otros hidrocarburos tales como etano, propano y butano, que se descomponen con facilidad y generan residuos carbonosos en las condiciones de reformado del metano, componente mayoritario, se requiere una etapa previa de reformado (pre-reformado) para transformar una parte de los hidrocarburos presentes en el gas natural en una mezcla de CO/H2. Este proceso se incorpora antes de la unidad de reformado y permite operar con una variedad de alimentaciones asegurando que la alimentación es constante en todas las unidades de reformado. El pre-reformado tiene un fuerte efecto sobre la composición gaseosa que alimenta la unidad de reformado con vapor. Así, los hidrocarburos de cadena más larga se eliminan completamente al mismo tiempo que se convierte una fracción del metano. Dado que estos hidrocarburos de cadena larga tienen tendencia a formar carbono, este proceso de pre-reformado minimiza la formación de residuos de carbón durante el propio proceso de reformado del metano, lo que redunda en un tiempo de vida largo de los sistemas catalíticos utilizados.  
El vapor de agua, utilizado en la reacción de reformado con vapor, puede reemplazarse por dióxido de carbono, por oxígeno o por una mezcla de ambos. Estos conceptos avanzados de la tecnología de reformado son similares a la clásica de reformado con vapor pero solamente se utilizan en casos muy concretos. Específicamente, se aplican cuando se requiere utilizar la mezcla CO/H2 para fabricar hidrocarburos o metanol en vez de producir exclusivamente hidrógeno.
En lugar de metano, se puede utilizar igualmente metanol para la producción industrial de hidrógeno. En este proceso, el metanol se hace reaccionar con vapor de agua sobre un catalizador para producir H2. Esta es una reacción endotérmica en la que el calor requerido se obtiene de la combustión del gas de cola junto a otra pequeña fracción de metanol. La corriente de hidrógeno se purifica en una unidad de adsorción/deserción, tal como se hace en el reformado de metano. Esta reacción es simple ya que no tiene en cuenta la formación de compuestos oxigenados intermedios, si bien por razones económicas solo se utiliza allí donde hay un exceso de metanol.
La disponibilidad y buena red de distribución de gases licuados de petróleo (LPG) y de destilados medios hacen de estas fracciones candidatos idóneos para producción de H2. Sin embargo, se ha dedicado muy poca atención al desarrollo de un proceso basado en estos combustibles. La razón principal del escaso cuerpo de trabajo existente es que se deposita carbón en la superficie catalítica con relativa facilidad. El proceso implica básicamente oxidación parcial de estos hidrocarburos. El reactor está rodeado de un horno eléctrico con el que se calienta la mezcla de hidrocarburo-aire. A la salida del reactor se elimina como H2S y a continuación se inyecta vapor de agua antes de incorporar el reactor de desplazamiento del gas de agua. Para las celdas de combustible de membrana polimérica los niveles de CO se mantienen por debajo de 10 ppm lo que se consigue pasando la corriente sobre catalizadores altamente activos y selectivos, capaces de oxidar las impurezas de CO a CO2 a temperatura ambiente. El reformador opera satisfactoriamente con varios tipos de combustible; sin embargo, los problemas derivados de la presencia de compuestos de azufre así como el depósito de coque sobre los catalizadores no están totalmente resueltos. Teniendo en cuenta el impacto de esta tecnología en el medio ambiente, los fabricantes de automóviles la consideran como una de las opciones posibles de generar el H2 a bordo para alimentar la celda de combustible que genera la electricidad requerida por el motor eléctrico. 
Electrolisis de agua
Cuando los volúmenes de hidrógeno requeridos en una determinada aplicación no son elevados, el hidrógeno se obtiene mediante electrolisis de agua. La reacción electrolítica se realiza en medio alcalino debido a que en este medio se incrementa la conductividad eléctrica. El hidrógeno producido en el cátodo se debe purificar ya que contiene impurezas de oxígeno y un cierto nivel de humedad. La corriente de hidrógeno se seca mediante un adsorbente y las impurezas de oxígeno se eliminan con un convertidor DeOxo. Además, en el ánodo del electrolizador se produce oxígeno, cuyo volumen es la mitad del volumen de hidrógeno, tal como corresponde a la composición de la molécula de agua. La mayor parte de los electrolizadores son de tipo tanque con los electrodos dispuestos en paralelo. El calor liberado en el proceso se elimina recirculando agua alrededor de las celdas. El hidrógeno permite el acceso a un amplio grupo de precursores primarios tales como combustibles fósiles, energía nuclear y con una penetración cada vez mayor de las energías renovables (eólica, solar, biomasa)Conviene señalar el hecho de que el hidrógeno producido por electrolisis es del orden de 4.9-5.6 kWh por cada m3 de hidrógeno producido, lo que resulta al menos dos veces mas caro que el hidrógeno obtenido por reformado del gas natural.
Puesto que los electrolizadores convencionales proporcionan H2 con un coste elevado, se han desarrollado otros procesos electrolíticos. Uno de ellos es la electrolisis en fase de vapor. El potencial reversible de la celda decrece al aumentar la temperatura. Puesto que el coste de electricidad requerida en la electrolisis para producir H2 a partir de H2O es proporcional a la fuerza electromotriz de la celda, el coste disminuye con la temperatura. La celda se enfría debido a que el proceso es endotérmico y se mantiene a temperatura constante aportando calor desde el exterior. Esto significa que el calor se convierte por vía electroquímica en H2 sin pasar por un ciclo de Carnot. Así, a 1.500 ºK la cantidad de energía térmica que se utiliza en la descomposición termo-electroquímica es del 50% del total. Bajo estas condiciones, el coste de producción es 50% más bajo que en el proceso convencional. Otra alternativa económica de producción de H2 la proporcionan nuevos tipos de electro-catalizadores que son capaces de disminuir el sobrevoltaje, lo que supone una reducción del coste.

Instalación comercial de producción de H2 (150 m3/h) mediante electrolisis de agua.
La opción de los precursores renovables
Biomasa celulósica
El hidrógeno puede obtenerse a partir de una fuente renovable como es la biomasa celulósica. La celulosa puede convertirse en H2 mediante varios procesos termoquímicos tales como combustión, licuefacción, pirólisis y gasificación. El material lignocelulósico se oxida parcialmente a temperaturas superiores a 1.000 ºK, se produce una fracción gaseosa junto a un residuo carbonoso que se reduce posteriormente para formar posteriormente H2, CO, CO2 y CH4. La gasificación de la biomasa en presencia de O2 genera una corriente gaseosa rica en hidrógeno que se reforma con vapor de agua a la salida del gasificador con el objetivo de producir hidrógeno adicional. El inconveniente principal de la gasificación de biomasa es la formación de alquitrán. Los residuos pesados polimerizan y forman estructuras más complejas que no resultan apropiadas para producción de hidrógeno mediante reformado con vapor. La formación de alquitrán puede minimizarse mediante diseño apropiado del gasificador, incorporación de aditivos catalíticos y también mediante el control de las variables de operación. Los catalizadores reducen el contenido de alquitrán pero son particularmente efectivos para mejorar la calidad y conversión de la fracción gaseosa producida. Otro problema inherente de la gasificación de biomasa es la formación de ceniza, que puede producir acumulación de sólido, taponamiento y desactivación. Estos problemas se han reducido mediante extracción y fraccionamiento.
Procesos térmicos
Otros procesos renovables utilizan la energía térmica para producir hidrógeno. Estos procesos no son catalíticos e incluyen la disociación termoquímica del agua usando el calor de una fuente energética a elevada temperatura, como por ejemplo reactores nucleares y hornos solares. El calor puede utilizarse para llevar a cabo reacciones químicas en serie con la producción neta de H2 y O2 a temperaturas por encima de 950 K. Uno de estos procesos se basa en la descomposición de un sulfato metálico. En este proceso, la primera etapa consiste en la descomposición térmica del sulfato a temperaturas próximas a 1.100 ºK, generando el óxido metálico y gases (SO2 y O2). En una segunda etapa el óxido metálico se oxida con vapor de agua y SO2, generando de nuevo el propio sulfato y liberando hidrógeno. Este proceso tiene un gran atractivo, ya que no se producen emisiones de CO2 y su eficiencia es elevada (85%); no obstante, todavía no está implantado a escala industrial.
Procesos fotoquímicos
Otro proceso extraordinariamente atractivo de producción de hidrógeno es la disociación del agua sobre semiconductores utilizando luz solar. La eficiencia de este proceso viene determinada principalmente por las propiedades foto-físicas y la morfología del material semiconductor empleado. Conforme al estado del arte de esta tecnología, la aplicación comercial de la producción de hidrógeno mediante energía fotónica del espectro visible requiere desarrollos importantes en la ciencia e ingeniería hasta conseguir fotocatalizadores activos y estables en la reacción de disociación. Cuestiones como la transferencia de carga entre el semiconductor y el co-catalizador y su dependencia de factores estructurales y electrónicos de la interfase permanecen abiertas. Estas áreas representan oportunidades excelentes de mejora de los fotocalizadores utilizados en disociación fotoquímica del agua. El control de la morfología del catalizador en la escala nanométrica mediante procesos de fabricación innovadores es otra de las direcciones que permitirá modular la morfología y la reactividad de los fotocatalizadores.
Reformado de etanol y azúcares
Una forma simple de transporte del hidrógeno es mediante precursores renovables, tales como etanol (C2H5OH) y azúcares (C6H12O6) en fase líquida. Estos precursores se transforman en hidrógeno mediante procesos de reformado con vapor de agua o bajo presión en fase líquida en el mismo lugar donde se consume el hidrógeno. El proceso de liberar H2 partir de C2H5OH o C6H12O6 se realiza en presencia de catalizadores específicos en sistemas de reacción diseñados para operar bien en fase gaseosa o en fase líquida. La ventaja que tienen ambos procesos es que la materia prima (C2H5OH y C6H12O6) puede considerarse neutra respecto a las emisiones de CO2. La dificultad principal que tienen estas reacciones es que no son selectivas debido a que, bajo las condiciones de reacción, se ven favorecidas otras reacciones laterales que dan lugar a subproductos no deseados (monóxido de carbono, metano, acetaldehído) y, por ello, a una disminución de la selectividad a H2. Además, los catalizadores utilizados sufren procesos de desactivación por depósitos de carbón, lo que dificulta la puesta en práctica de esta tecnología. El reto reside en el desarrollo de sistemas catalíticos que operen a temperaturas más bajas con el objetivo de minimizar los procesos de desactivación.
Biofotolisis de agua
El hidrógeno puede producirse también mediante sistemas biológicos. Algunos microorganismos fotosintéticos son capaces de realizar la ruptura de la molécula de agua en sus componentes (H2 y O2). Algunas algas, como el alga verde Scenedesmus, producen H2 cuando se iluminan con luz visible o cuando se mantienen en condiciones anaerobias y en ausencia de luz. Las algas verdes se aplican igualmente en otro método de producción de H2. La especie Scenedesmus produce hidrógeno no solamente bajo irradiación con luz sino también por vía fermentativa en condiciones anaerobias, utilizando almidón como fuente reductora. Aunque la velocidad de producción de H2 por unidad de peso conforme a la vía fermentativa es menor que la obtenida mediante irradiación con luz, la producción se mantiene estable debido a la ausencia de oxígeno. Las cianobacterias producen también hidrógeno mediante fermentación, en ausencia de luz y en condiciones anaerobias. Entre las distintas cianobacterias ensayadas, la especie Spirulina es la que presenta actividad más elevada.
La producción de hidrógeno mediante sistemas biológicos representa uno de los retos más importantes de la biotecnología en relación con los problemas ambientales. La eficiencia de la conversión de la energía solar en energía química mediante sistemas biológicos es actualmente bastante baja, si bien puede compensarse teniendo en cuenta los costes reducidos de inversión para la puesta en práctica de esta metodología. Además, la experimentación realizada a escala de laboratorio ha mostrado que puede alcanzarse una eficiencia en la conversión de energía solar hasta 7% mediante sistemas foto-heterotróficos.
Conclusión
La vía seleccionada de producción de H2 viene dictada por la economía del proceso, las necesidades del mercado y también por las regulaciones ambientales. El hidrógeno permite el acceso a un amplio grupo de precursores primarios tales como combustibles fósiles, energía nuclear y, con una penetración cada vez mayor, las energías renovables (eólica, solar, biomasa). Mediante todas estas alternativas, el coste del hidrógeno como portador de energía no contaminante será más estable que cualquier otra fuente. La introducción del hidrógeno y la electricidad como portadores de energía permitirá explotar los recursos autóctonos y así reducir la fuerte dependencia del petróleo.

Perfil: José Luis G. Fierro

Doctor en Ciencias Químicas por la Universidad Complutense de Madrid, realizó varias estancias en el extranjero antes de incorporarse al Instituto de Catálisis y Petroleoquímica del CSIC en 1978, donde trabaja como profesor de investigación desde 1989. Sus líneas de trabajo incluyen catálisis heterogénea, producción de hidrógeno, petroquímica, conversión de gas natural, tecnología química, catálisis ambiental, tecnologías limpias de producción y química de materiales. Una buena parte de esta actividad científica ha estado unida al sector productivo. 
Es autor y coautor de 920 publicaciones diseminadas en revistas científicas especializadas, autor de 30 patentes y editor y coautor de ocho libros. Director de 30 tesis doctorales, ha sido miembro del Comité Consultivo Internacional de Tecnología de Repsol, representante electo de la Sociedad Española de Catálisis en el Consejo Internacional de Catálisis, coordinador del Área de Química y Tecnologías Químicas (CSIC) y Miembro del Comité Científico Asesor del CSIC.
Entre sus numerosos premios y distinciones, cabe citar el premio de las Federaciones Iberoamericanas de Catálisis, el premio de investigación senior “Miguel Catalán” de la Comunidad de Madrid, el premio a las Energías Renovables y el Doctorado Honoris Causa por la Universidad de Patras (Grecia).  

Publicado enNúm. 06

 

Producción de hidrógeno

La producción de hidrógeno se realiza mediante diversos métodos que requieren la separación del hidrógeno de otros elementos químicos como el carbono(en los combustibles fósiles) y el oxígeno (del agua).

El hidrógeno se extrae tradicionalmente de los combustibles fósiles (habitualmente hidrocarburos) – compuestos de carbono e hidrógeno- por medio de procesos químicos.

El hidrógeno también puede ser obtenido del agua por medio de producción biológica en un biorreactor de algas, o usando electricidad (por electrólisiselectrolisis del agua)- químicos (por reducción química) o calor (por termólisis); estos métodos están menos desarrollados en comparación con la generación de hidrógeno a partir de hidrocarburos pero su crecimiento aumenta ya que, por sus bajas emisiones en dióxido de carbono permiten reducir la contaminación y el efecto invernadero. El descubrimiento y desarrollo de métodos más baratos de producción masiva de hidrógeno acelerara el establecimiento de la denominada economía de hidrógeno.1

De hidrocarburos

El hidrógeno puede ser generado del gas natural con aproximadamente 80% de eficiencia, o de otros hidrocarburos con una eficiencia variable. El método de conversión basado en hidrocarburos libera dióxido de carbono (CO2). Puesto que la producción se concentra en una sola planta, es posible separar el CO2 y encargarse del mismo, por ejemplo inyectándolo en una reserva de petroleo o gas (ver captura y almacenamiento de carbono), aunque esto no se hace en la mayoría de los casos. Un proyecto de inyección de dióxido de carbono ha sido iniciado por la compañía StatoilHydro de Noruega en el Mar del Norte, en el Campo de Gas Sleipner. Sin embargo, aun si el dióxido de carbono no es capturado, la producción total de hidrógeno a partir de gas natural y su uso en un vehículo de hidrógeno, solo emite la mitad del dióxido de carbono que un automóvil a gasolina generaría.

Reformado con vapor

El hidrógeno producido en masa para fines comerciales, suele obtenerse por Reformado con vapor del gas natural. A altas temperaturas (700–1100 °C), el vapor (H2O) reacciona con el metano (CH4) produciendo syngas (gas natural sintético).

CH4 + H2OCO + 3 H2 + 191.7 kJ/mol

El calor requerido para el proceso es generalmente proporcionado al quemar una parte del metano.

Monóxido de carbono[editar]

Gasificacion.

Hidrógeno adicional puede obtenerse al agregar más agua por medio de la reacción del vapor de agua con el monóxido de carbono que requiere una menor temperatura (aproximadamente 130 °C):

CO + H2O → CO2 + H2 – 40.4 kJ/mol

Esencialmente, el átomo de oxígeno (O) es separado del vapor de agua adicional para oxidar el CO en CO2. Esta oxidación también provee la energía para continuar con la reacción.

Proceso de Kværner

El Proceso de Kværner o Proceso de Kvaerner de Negro de carbón e hidrógeno (CB&H)2 es un método, desarrollado en los 1980s por una compañía noruega del mismo nombre, para la producción de vapor a partir de hidrocarburos (CnHm), como el metano, gas natural y biogás.

De la energía disponible, aproximadamente el 48% es contenida en Hidrógeno, 40% en carbón activado y 10% en vapor sobrecalentado.3

Carbón

El Carbón puede ser convertido en syngas y metano, vía gasificación del carbón.

Producción de hidrógeno por fermentación

Producción de hidrógeno por fermentación es la conversión de materia orgánica en biohidrógeno manifestada por un diverso grupo de bacterias por medio deenzimas en un proceso de tres pasos similar a la conversión anaeróbica. La fermentación sin presencia de luz, como su nombre lo indica no requiere luz, así que permite una producción constante de hidrógeno a partir de compuestos orgánicos a lo largo de día y noche. La fotofermentación difiere de la anterior porque solo se realiza en presencia de luz. Por ejemplo, al usar Rhodobacter sphaeroides SH2C puede usarse para convertir pequeños ácidos grasos en hidrógeno.4 Electrohidrogénesis es usada en células de combustible microbiano.

A partir de Agua

Producción Biológica

Artículo principal: Producción biológica del hidrógeno

El biohidrógeno puede producirse en un biorreactor de algas. A finales de los 1990s se descubrió que si a las algas se les priva de azufre cambiaran de producir oxígeno, la fotosíntesis normal, a la producción de hidrógeno.

 

Producción biológica de hidrógeno

La producción biológica de hidrógeno se lleva a cabo en un biorreactor basado en la producción de hidrógeno de lasalgas. Las algas (específicamente la chlamydomonas reinhardtii y chlamydomonas moewusii1 ) producen hidrógeno bajo ciertas condiciones. Al final de la década de 1990 se descubrió que si las algas eran privadas de azufre dejarían de produciroxígeno mediante fotosíntesis, y producirían hidrógeno.

Problemas de diseño de un biorreactor

  • Restricción de la producción de hidrógeno por fotosíntesis a causa de acumulación de un gradiente de protones.
  • Inhibición competitiva de la producción de hidrógeno por fotosíntesis por dióxido de carbono.
  • Requerimiento de una unión de bicarbonato en el fotosistema II (PSII) para una actividad fotosintética eficiente.
  • Drenado competitivo de electrones por el oxigeno en la producción de hidrógeno por algas.
  • Económicamente debe alcanzar un precio competitivo comparado a otras fuente de energía y esto es dependiente de varios factores.
  • Un obstáculo técnico notable es la eficiencia obtenida en el proceso de convertir energía solar en energía química almacenada en hidrógeno molecular.

Actualmente se intenta resolver esto por medio de la bioingeniería.

Avances

Un biorreactor de algas para producción de hidrógeno.

1939 El investigador alemán Hans Gaffron descubrió durante su trabajo en la Universidad de Chicago, que las algas pueden cambiar entre producir oxígeno e hidrógeno.

1997 El profesor Anastasios Melis descubrió, luego de seguir el trabajo de Hans Gaffron, que la privación de azufre causará que las algas cambien de producir oxígeno a hidrógeno. La enzima que encontró, la hidrogenasa, era responsable de la reacción.2 3

2006 – Investigadores de la Universidad de Bielefeld y de la Universidad de Queensland cambian genéticamente la alga verde unicelular Chlamydomonas reinhardtii de forma que produce una cantidad especialmente grande de hidrógeno.[1] La Stm6puede, a largo plazo, producir cinco veces el volumen de la forma natural de la misma alga y hasta 1.6-2.0 por ciento de eficiencia energética.

2006 – En un trabajo no publicado de la Universidad de California en Berkeley (programa realizado por el Midwest Research Institute, en nombre del NREL) se habría superado el nivel de rentabilidad económica del 10% de eficiencia energética, al reducir las pilas de clorofila en los orgánulos fotosintéticos.

2007 – Anastasios Melis estudiando la eficiencia en la conversión energética de solar a química en mutaciones tla1 deChlamydomonas reinhardtii, logra un 15 % de eficiencia, demostrando que el tamaño truncado de la antena Chl minimiza la dispersión de luz solar en células individuales.4 Este proceso de conversión energética podría ser complementado con la producción de una variedad de biocombustibles incluido el hidrógeno.

2007 – Se descubre que si se añade cobre, las algas cambian su producción de oxigeno a hidrógeno5

2008 – Anastasios Melis, estudiando la eficiencia de la conversión entre energía solar y química en los mutantes tlaX de la Chlamydomonas reinhardtii, consiguió un 25% de eficiencia de un rendimiento teórico máximo del 30%.6

2009 – Un equipo de la universidad de Tennessee y la de Knoxville, junto con el laboratorio nacional estadounidense Oak Ridge descubrió que el proceso era diez veces más eficiente si se incrementaba la temperatura.7 8

2011 – Si se añaden enzimas especiales, el rendimiento puede subir un 400%. El laboratorio nacional de la energía de Argonne demostró que las micropartículas de platino mejoraban la producción de hidrógeno, haciéndolo hasta cinco veces más eficiente.9 10 11

Investigación

2006 – En la Universidad de Karlsruhe, un prototipo de un biorreactor conteniendo 500-1,000 litros de cultivo de algas está siendo desarrollado. El reactor sera usado para probar la factibilidad económica del sistema en los próximos cinco años.

Un esfuerzo conjunto entre ‘El Paso’s Valcent Products’ y la firma de energía alternativa canadiense, ‘Global Green Solutions’ se ha construido un laboratorio de $3 Millones de dólares para desarrollar un sistema que permitirá a bajo costo, producción masiva de algas en prácticamente cualquier ubicación en el planeta. Las algas crecen en un circuito cerrado y producen más hidrógeno que en su estado natural. Mientras que las algas crecen bien en una zona abierta, el sistema Vertigro usa un invernadero lleno de bolsas de plástico altas y transparentes, suspendidas una junto a otra en filas para cultivar algas.

Factores económicos

Tomaría una granja de algas del tamaño de Texas para producir suficiente hidrógeno para cubrir las necesidades energéticas del mundo entero. Se necesitarían alrededor de 25,000 kilómetros cuadrados para reemplazar el uso de gasolina en Estados Unidos; esto es menos de la décima parte del área usada para cultivar soja en Estados Unidos pero aproximadamente del tamaño de Vermont, o tres veces el pantano ‘everglades’ en Florida. [2].

El Departamento de energía de los Estados Unidos se ha propuesto un precio de venta de $2.60 / kg como meta para hacer el hidrógeno renovable económicamente viable. 1 kg es aproximadamente la energía equivalente a un galón (3.7854 Litros) de gasolina. Para lograr esto, la eficiencia de la conversión de energía solar a química debe alcanzar el 10 % mientras que la eficiencia actual es de solo 1 % y el precio de venta es calculado en $13.53 / kg.12

De acuerdo a la estimación de costos del mencionado organismo, para que una estación de combustible diera servicio a 100 automóviles diarios necesitaría 300 kg. Con la tecnología actual, un sistema que produzca esa cantidad requeriría 110,000 m2 de área de cultivo, 0.2 g/L de concentración celular, una mutación de antena truncada y una profundidad de 10 cm en el área de cultivo.

Áreas de investigación para aumentar la eficiencia del proceso incluyen desarrollar una hidrogenasa tolerante al oxigeno y aumentar las tasas de producción de hidrógeno por medio de transferencia de electrones mejorada.

 

Producción Biotecnológica de Hidrógeno y Uso de Foto Bioreactores

Producción Biotecnológica de Hidrógeno yUso de Foto Bioreactores

REINHARDT ACUÑA TORRES

Introducción

En anteriores artículos quedo demostrado que la producción de biocombustibles a partir demicroalgas es la mejor alternativa ecológica frente a la producción de combustibles fósiles. A pesardel beneficio ecológico, siempre existe un porcentaje de emisiones de carbono (CO2) que no serecupera con el secuestro de carbono por parte de las microalgas. El hidrógeno es un gascombustible 100% ecológico (su combustión produce vapor de agua) que también puede serproducido biológicamente por diversos microrganismos y utilizando distintas vías metabólicas. Así entonces, la producción biológica de hidrógeno se realiza en diferentes bioreactores según sea elbioproceso metabólico realizado y el tipo de microrganismo utilizado.

Producción Biológica de Hidrógeno (Biohidrógeno)

Existen cuatro

bioprocesos

metabólicos por los que puede producirse biológicamente el hidrógeno:

Biofotólisis del agua (Directa e Indirecta)

Fotofermentación

Water-shift reaction

Biológica: Fermentación oscura…

Ver También: La producción biotecnológica de hidrógeno en Costa Rica también es posible

 

BioH2 logra la producción eficiente de hidrógeno a partir de bacterias

La simbiosis entre las bacterias de los géneros Clostridium y Streptomyces permite la producción eficiente de hidrógeno a partir de residuos orgánicos, según ha descubierto la empresa española MyGEN. Su hallazgo se ha traducido en el desarrollo de un biorreactor cuya tecnología permite a estos microorganismos convivir con estabilidad en condiciones de bajo vacío. Mientras que el crecimiento de las Streptomyces genera biopelículas, el deClostridium da lugar al mencionado hidrógeno, cuyo potencial como fuente de energía renovable ha motivado la selección del proyecto BioH2 en el Fondo de Emprendedores Fundación Repsol.

La combustión del hidrógeno genera agua como único subproducto y se puede convertir en electricidad de forma eficiente, por lo que su uso masificado como fuente de energía depende, actualmente, de su producción. Antes de la tecnología de MyGEN ya existían métodos para generarlo a partir de fuentes renovables, aunque poco eficientes a nivel económico. Por ello, de las 60 millones de toneladas de hidrógeno que se fabrican cada año, el 96% procede de combustibles fósiles no renovables, según asegura un estudio deInternational Journal of Hydrogen Energy.

Tan solo el otro 4% restante tiene un origen basado en fuentes renovables gracias a métodos como la electrólisis del agua y la producción biológica, dentro de la que se incluye la nueva tecnología de BioH2, que ha logrado aislar cuatro especies que producen hidrógeno en cantidades adecuadas a nivel industrial.

El proceso de MyGEN no requiere oxígeno ni luz, tan solo aguas residuales cuyos sustratos sirven de alimento para la bacteria Clostridium, que transforma polisacáridos en hidrógeno a través de un proceso de fermentación. El director de I+D de la compañía, Emiliano Díaz, explica la importancia del proyecto radica en transformar “residuos en energía sin necesidad de luz”.

La clave de BioH2 se encuentra, precisamente, en la simbiosis entre los dos géneros bacterianos: Clostridium y Streptomyces. El primero se encarga de la producción de hidrógeno gracias a una ruta metabólica conocida como fermentación oscura que, además de oscuridad, también requiere ausencia de oxígeno, pues les resulta letal. El otro protagonista, Streptomyces, fabrica unas microesferas donde quedan atrapadas las células de Clostridium. Díaz explica que esto “aumenta la eficacia del proceso”, ya que impide que se “escapen” las bacterias productoras de hidrógeno. Además, el metabolismo de Streptomyces elimina el oxígeno, por lo que la protección que ejerce sobre su compañera es doble.

Un problema asociado a las bacterias productoras de hidrógeno es que su capacidad de síntesis disminuye conforme la concentración de este elemento aumenta en su medio. Para evitarlo, el proyecto de Díaz incluye el diseño de un biorreactor que trabaja en condiciones de bajo vacío para extraer el hidrógeno generado y, así, evita la inhibición. Sin embargo, el equipo de MyGEN pretende que su consorcio bacteriano sea capaz de sobrevivir en otros biorreactores ya existentes.

En la hermandad bacteriana de BioH2, la producción de hidrógeno del sistema se estabiliza a partir de los siete días en el laboratorio, y Díaz no cree que a escalas mayores el tiempo cambie mucho. Un “muy buen dato” si se tiene en cuenta que otros procesos biológicos actuales necesitan varios meses para generarlo a nivel industrial.

El proyecto de MyGEN se encuentra actualmente en un nivel intermedio entre la escala de laboratorio y piloto. Díaz explica que su tecnología será “más barata” ya que no depende del petróleo, aunque admite que no se podrá calcular con exactitud el precio hasta alcanzar la fase piloto, cuando empiece la producción a un nivel semejante al industrial…

 

utilización de biogás para el funcionamiento de motores de cuatro tiempos

usi.earth.ac.cr/glas/sp/50000091.pdf

665.776 Manual para la utilización de biogás en motores de cuatro. M294m ….. China; Aplicación de biogás en un motor de combustión interna para uso.

Proyecto Generación Eléctrica Biogas Presentado – Escuela …

eie.ucr.ac.cr/uploads/file/proybach/pb0426t.pdf

CAPÍTULO 3: Rentabilidad de la Generación de Electricidad por medio de. Biogás. 26 ….. Figura 2.9 Adaptación en un motor diesel para el consumo de biogás

UNIVERSIDAD EARTH GENERACIÓN DE ENERGÍA …

usi.earth.ac.cr/glas/sp/dpg/10-06.pdf

energía eléctrica a partir de biogás, que permita aprovechar el biogás ….. deelectricidad en motores de combustión interna ha cobrado importancia en los …

GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA A PARTIR DE …

tierratropical.org/wp-content/plugins/download…/download.php?id=51

11 de dic. de 2007 – aprovechar el biogás generado a partir de excretas de origen animal. La energía eléctrica será generada mediante el uso de un motor de …

Tecnologías de generación de energía eléctrica a … – UNAM

http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132…/A7.pdf?…

En la cámara de combustión es introducido el biogás y la … Los motores decombustión interna pueden ser de dos tipos: de encendido por chispa y de…

Uso de Biogás en Motores de Combustion Interna – Instituto …

www.motores.uni.edu.pe/pry_01.html

La generación de energía eléctrica a partir de uso del biogás en motores decombustión interna ha sido el tema central de varios proyectos desarrollados en la …

 

motores cummins a biogas – Alibaba

spanish.alibaba.com › … › Motores de la maquinaria

Encuentre motores cummins a biogas populares en Motores de la maquinaria,Motores y piezas de la maquinaria, Consiga información sobre nuevos productos …

 

Motores de cogeneración a Biogás – Grupo Nova Energía

www.gruponovaenergia.com/productos/cogeneracion-biogas.php

Motores de cogeneración para producción eléctrica a Biogás con potencias entre los 45 kW y los 370 kW…

 

Conversión de Motores Diesel-a-Gas Natural – Omnitek …

http://www.omnitekcorp.com/images/Omnitek%20DNG%20es.pdf

Conversión de Motores Diesel-a-Gas Natural. -Camiones, Buses y Generadores-. “Creando Demanda para El Gas Natural” …

Conversión de motores diesel a Gas Natural / Biogas / GLP …

www.indox.com/…/conversion-de-motores-diesel-a-gas-natural-biogas-g

Conversión de motores diesel a gas para aplicación vehicular. Instalación completa de depósitos de GNL, circuito de gas y electrónica de control motor

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