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Chorros de carbón
Los investigadores han impulsado un motor a reacción con turboeje, del tipo que se utiliza para impulsar los rotores de helicópteros, con un combustible a base de carbón que eventualmente podría reemplazar a los combustibles para aviones militares y comerciales, dice Harold Schobert , director del Instituto de Energía de la Universidad Estatal de Pensilvania. El exitoso desarrollo del combustible a base de carbón, que se describió esta semana en la reunión de la American Chemical Society en Atlanta, también podría tener usos en motores diesel y celdas de combustible, dice Schobert.
Los aviones propulsados por carbón no son nuevos: Alemania utilizó combustibles derivados del carbón para propulsar aviones en la Segunda Guerra Mundial. Pero el alto costo de construir plantas de producción para convertir el carbón en combustible líquido ha impedido el uso generalizado de la tecnología. Ahora Schobert y sus colegas han desarrollado una forma de fabricar combustible para aviones que contenga hasta un 75 por ciento de productos de carbón utilizando refinerías de petróleo existentes, eliminando la necesidad de construir nuevas plantas costosas y haciendo que el combustible derivado del carbón sea una alternativa económicamente viable al petróleo.
En la formulación actual esto desplazaría a la mitad del petróleo, que está muy cerca de la fracción de petróleo que importamos. De hecho, hemos probado, a menor escala, el 75 por ciento de reemplazo, con éxito, dice Schobert.
El carbón, el combustible fósil más barato, que también tiene los precios más estables, abunda en Estados Unidos. John Grasser, portavoz del Departamento de Energía de Estados Unidos, cita estimaciones de que la cantidad de carbón recuperable en el país es suficiente para 250-300 años. Escuchas mucho sobre las energías renovables y, ciertamente, las energías renovables tienen un papel que desempeñar para hacernos autosuficientes, dice Grasser. Pero no van a tener un impacto en el petróleo que ingresa. Tendrás que tomar algo como carbón, que tenemos en grandes cantidades aquí, y convertirlo en un componente del petróleo.
Además de reducir la dependencia del petróleo, el nuevo combustible podría, de hecho, tener beneficios para los aviones avanzados. Los aviones militares de alto rendimiento actuales generan mucho calor, lo que puede dañar la hidráulica y la electrónica, dice Schobert. Como resultado, los ingenieros diseñan estos aviones para utilizar el combustible a bordo como disipador de calor. Sin embargo, a medida que los combustibles absorben calor, pueden comenzar a descomponerse, lo que puede provocar depósitos de carbono que obstruyen las líneas y boquillas de combustible. Los aviones avanzados del futuro podrían generar aún más calor, demasiado para los combustibles actuales. Schobert y sus colegas probaron metódicamente alrededor de 50 compuestos para descubrir otros térmicamente estables, y descubrieron que el mejor podría obtenerse fácilmente a partir del carbón. Su combustible puede soportar temperaturas de alrededor de 600 grados Fahrenheit (315 grados Celsius), más altas que los combustibles actuales.
Schobert y sus colegas fabrican el combustible utilizando aceite de carbón refinado, que es un subproducto de la fabricación de coque; el subproducto se mezcla en una refinería de petróleo con un producto de petróleo crudo llamado petróleo de ciclo ligero. Luego, esta mezcla se hidrogena utilizando equipos que ya existen en las refinerías, y luego se destila en varios productos, principalmente combustible diesel y combustible para aviones (alrededor del 40 por ciento de cada uno), así como algo de gasolina y aceite de calefacción.
Otros beneficios potenciales del combustible a base de carbón: puede reemplazar los tres o cuatro combustibles diferentes utilizados por los militares para aviones y misiles, y el mismo combustible se puede usar en motores diesel si esos motores se modifican ligeramente. El combustible también podría usarse sin modificaciones en celdas de combustible estacionarias de alta temperatura para generar electricidad, dice Schobert.
Pero quedan obstáculos importantes antes de que el combustible pueda tener un uso generalizado. Hasta ahora, solo se han producido 500 galones, demasiado poco para evaluar los costos de producción, dice Schobert. Sin embargo, sospecha que el combustible a base de carbón podría competir con otros combustibles.
Sin embargo, un problema relacionado con los costos es que la oferta de aceite de carbón refinado que se utiliza en el proceso actual es limitada y los precios probablemente subirían bruscamente con el aumento de la demanda. Francamente, probablemente absorberíamos todo el mercado de subproductos, y la gente que vende esos subproductos químicos no son drogas, dice Schobert; saben lo que podrían hacerle al precio en esas circunstancias. Schobert ahora está trabajando en otros métodos de producción de combustible utilizando productos de refinería de petróleo.
Antes de que se pueda evaluar la economía del proceso, el combustible necesitará una producción significativa, probablemente alrededor de 50.000 barriles, estima Schobert, lo que podría costar decenas de millones de dólares. Espera recaudar fondos para la prueba del sector privado. Con este fin, está organizando una cumbre esta primavera para reunir a partidos como los fabricantes de motores y las empresas petroleras. Schobert también espera que las aerolíneas estén interesadas: no necesitan la estabilidad térmica superior que tiene este combustible, pero lo que sí necesitan es una fuente confiable de combustible a un nivel de precio bastante estable.
Si el dinero para una carrera de este tipo se junta, aún queda un paso importante. Si bien probaron el combustible en un motor a reacción estacionario, eventualmente, alguien tiene que poner esto en un avión y volarlo, dice Schobert.