MECÁNICA Y… AGUA.

Se ha debatido mucho sobre la posibilidad de que se pueda utilizar el agua como combustible. Sería baratísimo y una idea explosiva de ser cierta, millones de personas se acogerían a eso, dejando de pagar por su combustible habitual, el petróleo. Un cambio enorme que haría tambalearse a uno de los más poderosos negocios del mundo, suponiendo que el mecanismo para utilizar el agua no fuera muy exigente y que valiese casi cualquier tipo de agua: desde agua del grifo hasta aguas residuales o agua oceánica. Viéndolo así, cabría esperar que se hubiese dedicado todo el esfuerzo posible a investigar la posibilidad de que el agua pueda aportar energía para mover un motor, y ha sido así, ha habido varios intentos de realizar este proyecto. La verdad es que el funcionamiento de un motor a partir del agua no es validada por la comunidad científica, que rechaza de plano esta posibilidad, pero no deja de ser interesante investigarlo, así que vamos a ver qué ventajas y qué dificultades tiene.

El motivo por el que la ciencia rechaza que se pueda usar el agua, formada por un átomo de Oxígeno y dos átomos de Hidrógeno, como combustible es por la necesidad de aportar una energía, concretamente eléctrica, para separar los dos componentes y obtener de este modo el gas hidrógeno H2 (H-H) y el oxígeno O2 (O=O). Una vez obtenido el gas H2 este podría ser quemado junto con aire u O2 para generar el movimiento de un motor como los convencionales. Se estaría usando así el Hidrógeno como se usa la gasolina o el diésel, para mover un motor con cámaras de combustión en el interior de cilindros donde se moverían unos pistones que comprimirían la mezcla haciéndolo arder, generando así la energía para mover el vehículo, tal como sucede con la gasolina. Al parecer, usar Hidrógeno se ajusta mejor a un motor Diésel puesto que este gas no necesita una chispa ni produce detonación, al igual que con el diésel.

La otra posibilidad es cambiar el motor de combustión interna por un motor eléctrico, y alimentarlo con electricidad obtenida del hidrógeno. El motor eléctrico en breves funciona por medio de imanes y en el principio de que los polos distintos (sur-norte) se alejan uno del otro. Tiene un imán permanente (es decir, un material de propiedades magnéticas que no necesita ser inducido) que está fijo y se llama estátor. Luego tiene otro imán que no es permanente, sino que se activa sólo cuando es inducido por medio de una corriente eléctrica a su alrededor. Es decir, es un electroimán, que tiene una pieza central metálica, y un solenoide de un material conductor arrollado en torno a él. Solo cuando la corriente pasa a través del conductor que le rodea, es que cobra propiedades magnéticas, con sus polos S y N. Este electroimán consta de otras piezas, que, por supuesto, lo mantienen en una determinada posición permitiéndole el movimiento giratorio de dar vueltas sobre si mismo, sin mover su posición. El movimiento giratorio del electroimán se comunica a otras partes del vehículo a través de unas piezas que forman la «flecha» (en el motor de combustión interna esas piezas son la biela, el cigüeñal, la caja de cambios etc…).

Hay dos formas de producir electricidad para alimentar el motor eléctrico. Una es mediante una batería, que es la forma que usan casi todos los coches o vehículos eléctricos así como los híbridos hoy en día. Una batería puede ser recargada con corriente alterna es decir «con el enchufe de tu cocina» o más propiamente, de tu garaje, pero también se propone, para el futuro, una «carga rápida» con una intensidad de corriente superior, que sería el equivalente de repostar el coche de gasolina. Un buen negocio para las compañías eléctricas, sin duda.

La otra forma es mediante las llamadas «pilas de combustible» que es lo que usarían los coches de hidrógeno (hablando de coches como de aviones, barcos, cambiones o naves espaciales). La diferencia con una batería es que la pila de combustible necesita un aporte continuo de ese mismo combustible, que puede ser hidrógeno, etanol… En general, cualquier sustancia capaz de ceder electrones en uno de los electrodos para luego recuperarlos en el otro electrodo y eliminarse como un residuo. Por ejemplo, el hidrógeno solo produciría vapor de agua como residuo al combinarse con el oxígeno del aire, es por eso que se lo considera un motor ecológico.

Ese sería el funcionamiento de una pila de hidrógeno. Unos conductos llevarían el H-H hacia el ánodo, donde habría un catalizador, necesario para producir la reacción química, en este caso la oxidación del hidrógeno para que pierda sus electrones. Ese catalizador, suele ser platino por simple cuestión de eficiencia. Los electrones que el hidrógeno le cede al ánodo son llevados a través de él al circuito externo donde forman parte de la corriente eléctrica. Esta dará energía a distintos aparatos como el motor eléctrico entre otros. En el cátodo, hacia donde es conducido el O=O o bien aire, con un porcentaje de O=O del 21%, llegan los protones H+. Esos protones vienen de la primera reacción y pasan a través de una membrana llamada también electrolito hasta el cátodo, donde hay otro catalizador diferente que combina los protones con el oxígeno para formar agua.

Como se vio, el hidrógeno genera electricidad por si mismo, sin necesidad de un aporte externo. Como combustible, es 2,5 más potente que la gasolina. En otras palabras, genera 2,5 veces más energía por unidad de masa que la gasolina. Pero aparecen dos preguntas clave. La primera es de dónde se puede obtener ese hidrógeno, y la segunda cómo almacenarlo siendo un gas tan ligero de peso. Sobra decirlo: hoy por hoy, casi todo el gas hidrógeno es formado a partir de petróleo o gas natural. El proceso de producción y extracción de HH a partir del metano (elemento básico del gas natural) es un poco complejo, pero lo que se hace es combinarlo con vapor de agua a gran temperatura, lo que requiere mucha energía. Se separa así el CO o el CO2 de todo el HH. Aunque soy partidario de que expulsar a la atmósfera el CO2 producido en este proceso no tiene consecuencias para el clima, y es lo que siempre se ha hecho, liberarlo, ahora al parecer se hacen esfuerzos para capturar ese CO2.

Ahora llegamos al tema. La otra forma de producir HH gas es a partir del agua, mediante electrólisis. Para hacer la electrólisis hace falta que el agua conduzca la electricidad, cosa que es muy difícil que haga el agua pura destilada, ya que lo que da conductividad eléctrica al agua son las sales e iones que contiene. El agua marina conduce la electricidad un millón de veces mejor que el agua destilada. Por eso en procedimientos industriales siempre se añade un electrolito, que puede ser cualquier sal, ácido o base, aunque evidentemente siempre hay unos mejor que otros, como el sodio o el potasio.

La electrolisis del agua, como la de cualquier otro material (como una sal metálica) siempre requiere una energía externa. Esta es la principal piedra en el camino de crear motores que funcionen con agua, o al menos la principal crítica de la comunidad científica, que por lo general da por zanjado el asunto. Pero, de vez en cuando se dan avances en esta dirección, por ejemplo se descubren nuevos catalizadores para obtener Hidrógeno del agua.

http://bitnavegante.blogspot.com.es/2010/05/descubren-nuevo-catalizador-de-metal.html

Obviamente, aunque se reduzca la cantidad de energía o el precio del catalizador, eso no significa que el sistema de un motor movido por hidrógeno extraído del agua sea viable, porque siempre habría que aportar una energía eléctrica para la electrolisis del agua y luego otra, la de la pila de hidrógeno, que alimente el motor eléctrico. Sin embargo parece que se han conseguido crear motores tanto de cilindro como eléctricos que funcionan con el hidrógeno extraído del agua. Pongo algunos enlaces, tal vez sean ciertos o quizás todos sean un fraude. Sin embargo, de uno de los modelos, el llamado motor Pantone, sí parece haberse mostrado la eficacia y hay varios funcionando en Francia y en otros lugares. Pero hay modelos que van más allá y se basan excusivamente en agua, sean ciertos o no. Aunque personalmente no lo he comprobado, si se jactan de haber ido a la Luna, o de haber llevado el Curiosity a Marte, ¿tan difícil sería de superar este reto de usar el agua? No lo veo más difícil que otras muchas cosas que la ciencia ha conseguido hacer. Lo que hay es una confusión que impera en todo internet, y es que se puede hacer funcionar un vehículo a motor con agua con «energía libre» es decir que nunca requeriría nuevos aportes de energía pero creo que ninguno de los modelos, ni el de Stanley Meyer ni otros (repito, no sé si son ciertos o no) se basan en ese principio de la energía infinita. En fin, a nivel personal rompo una lanza por los motores a agua, pero me gustaría saber qué pensáis y si podeis añadir alguna información al respecto. Dejo unos enlaces.

http://www.youtube.com/watch?v=Nz1NR0qNMW0

Este video tiene 3 partes es una entrevista a Stanley Meyer, el caso más conocido que inventara un coche movido exclusivamente con agua. El modelo funcionaría con un mecanismo llamado «célula o pila de combustible de agua» (Water Fuel Cell). No tiene nada que ver con energía infinita como dice Wikipedia, sino al parecer con un proceso distinto a la electrolisis, que es la voltrólisis del agua. Lo estudiaré para ver si puede ser funcional o no.

Aquí está un señor filipino, Daniel Dingel, que muestra cómo puede utilizar el agua como combustible y convertir coches de diferentes marcas mediante procedimientos relativamente sencillos.

El programa «Cuarto Milenio» donde hablan del motor de agua inventado por Arturo Estévez Varela, que inventó un motor de hidrógeno, que podía extraer el hidrógeno del agua gracias a un material hoy desconocido (los medios dicen que es boro, pero también que Estévez Varela no lo reveló).

http://pantone23.blogspot.com.es/2011/03/amplia-estos-planos.html

Por último el motor Pantone que funciona con hasta el 80% de agua y el resto diversos aceites o grasas comunes, por ejemplo. No es exactamente un motor de agua, sino una transformación del motor de combustión interna que reduce mucho la contaminación.

Ah y casi se me olvida un modelo sacado recientemente por una empresa japonesa, Genepax, que al parecer funciona perfectamente. Da para darle una posibilidad.

POSTDATA (6-9-2012): La reacción entre el sodio metálico en estado neutro y el agua produce una reacción exotérmica que no requiere un aporte de energía ni calorífica ni eléctrica, y libera hidrógeno gaseoso. La reacción que se produce es esta:

2 Na + 2 H2O ——> 2 NaOH + H2

Esto se produce porque los metales alcalinos (litio, sodio, potasio…) son muy reductores y reaccionan muy fuertemente con el agua, separando los átomos de hidrógeno del agua y cediendo sus electrones para que se forme el gas hidrógeno. ¿Es posible que fueran esas las misteriosas piedras del motor de Estévez Varela? El único inconveniente de esta reacción es que es muy inestable y violenta, pero es espontánea y libera energía en vez de requerirla. Hay bastantes vídeos en la red que enseñan esta reacción pongo aquí uno (lo que se ve arder no es otra cosa que el hidrógeno formado):