Todo lo que existe en el universo puede arder, siempre y cuando se encuentre en las condiciones adecuadas y en presencia de oxígeno. No obstante, hay ciertos elementos que requieren un entorno muy específico para poder generar el calor necesario para la combustión, y eso hace que algunos materiales sean más propensos a quemarse que otros.
Ahora bien, un grupo de científicos de la Universidad McGill, en Canadá, y de la Universidad Tecnológica de Eindhoven, en los Países Bajos, se encuentra investigando una reacción conocida como combustión discreta . Esta podría facilitar el uso de metales inusuales como combustibles, entre ellos, el hierro.
El equipo liderado por el profesor de ingeniería mecánica, Jeffrey Bergthorson, se ha enfocado en la combustión de polvo de hierro en condiciones de microgravedad. En su investigación puramente física, buscaban entender a fondo la combustión discreta, una reacción donde las llamas no consumen el combustible de manera continua, sino que se desplazan de una fuente a otra.
Un ejemplo de esto en la Tierra sería un incendio forestal, en el que las llamas pueden saltar de un árbol a otro sin tener contacto físico, gracias a la temperatura ambiente propicia para la combustión.
Para llegar a este entendimiento, llevaron a cabo varios experimentos en vuelos de microgravedad, creando las condiciones necesarias para que las partículas de hierro, usadas como combustible, flotaran y quemaran de manera discreta. Capturaron este fenómeno mediante cámaras de alta velocidad, lo que les permitió desarrollar modelos informáticos que indican las condiciones óptimas para usar el hierro como combustible en la Tierra.
Combustión discreta y energía sostenible: el hierro como combustible
A partir de este nuevo entendimiento del fenómeno en microgravedad , los investigadores crearon un horno eficiente y práctico para la combustión discreta de hierro. Aquí es donde la química del hierro como combustible cobra relevancia. El proceso de quemar un combustible implica añadir átomos de oxígeno a un material. Es por eso que los combustibles basados en carbono, como el petróleo, la madera o el carbón, liberan CO2, un gas de efecto invernadero.
Por otro lado, al quemar hierro, el subproducto resultante es óxido de hierro, también conocido como herrumbre. Este compuesto puede recogerse fácilmente ya que no forma gases y, además, puede ser convertido nuevamente en hierro al reaccionar con hidrógeno. Así, mediante el uso de electricidad proveniente de fuentes sostenibles, el hierro podría convertirse en un combustible infinitamente reciclable.
Del espacio a la Tierra, y luego a la Luna
Actualmente, los investigadores han construido una planta piloto que está funcionando en Budel, cerca de Eindhoven, en los Países Bajos. Usando hierro como combustible, este generador es capaz de producir 1 MW de vapor. Sin embargo, el equipo de Bergthorson afirma que este proceso se puede llevar a cabo a una escala mayor.
De hecho, varias start-ups ya están investigando este tipo de combustible libre de carbono para alimentar sus fábricas y procesos industriales.
Al mismo tiempo, diversas agencias espaciales han mostrado interés en este proceso, pensando en su aplicación para construir bases sostenibles en la Luna.
De cara a este reto, la energía para los astronautas en la Luna es solo uno de los problemas a resolver, que podría solucionarse mediante una nueva gama de combustibles metálicos.
Usando energía solar , no solo se pueden producir polvos de aluminio y silicio a partir de minerales lunares, sino que también se puede aprovechar el hidrógeno y oxígeno del hielo lunar. Este hidrógeno puede utilizarse para convertir el polvo lunar rico en hierro y titanio en agua y polvo de hierro. Los polvos metálicos y el oxígeno del hielo de agua pueden usarse como propulsores para cohetes o para el transporte terrestre y, además, el agua resultante podría usarse incluso como agua potable.
Puede que ahora suene a ciencia ficción, pero hace solo una década, la idea de usar hierro como fuente de combustible en la Tierra parecía una locura.
Ahora, sin embargo, esta línea de investigación es el objeto de estudio de decenas de científicos e ingenieros alrededor del mundo, y se está convirtiendo en un referente en la tecnología de combustibles alternativos libres de carbono. ¡Quién sabe! Tal vez en un futuro cercano, estarás alimentando tu coche o tu casa con limaduras de hierro.