"Déjate de engaños. Ni coches de gasolina, ni coches diésel, ni de gas, ni biocombustibles... que no. Y tampoco me vengas con el coche eléctrico, ni con el coche de hidrógeno, tampoco. Hace décadas que podríamos tener coches con motor de agua, una fuente de energía libre, gratuita, infinita y que no contamina, pero no quieren que los tengamos".
"Que sí, que te lo digo yo, que no estudié ninguna ingeniería mecánica, ni física, ni química, pero lo he leído en internet y he visto vídeos en YouTube que te dicen toda la verdad. Que hay una conspiración mundial 'judeo-masónica-empresarial-alienígena-delasgrandespetroleras-delpoderenlasombra', que no dejan que se vendan."
¿Has oído o leído esto alguna vez? Pues vamos a ver qué hay de cierto o de falso en semejantes afirmaciones que pululan por la red.
Esos dos párrafos vienen a ser un resumen de lo que suele contarse por Internet, o bien te cuenta "tu cuñado en la barra del bar", acerca del llamado motor de agua. Normalmente quien lo cuenta está completamente convencido de lo que dice, aunque no entienda muy bien en qué consiste o cómo funciona, y tampoco tenga referencias de fiabilidad de la fuente de tal información.
Un "motor de agua" sería un motor de combustión interna capaz de funcionar repostando simplemente agua.
Todo este asunto de los coches que pueden funcionar solamente con agua llega hasta tal punto como para no solo hablar de conspiración mundial, sino incluso de inventores de motores de agua asesinados (por poner un ejemplo, como podríamos haber puesto cualquier otro). Y además suelen acabar mezclando de paso churras con merinas, metiendo en el mismo saco otro tipo de desarrollos, investigaciones o inventos, aunque tengan muy poco que ver, en un totum revolutum global, a ver si así consiguen más credibilidad.
Qué es un "motor de agua"
.jpg){kind=link}
Como su propio nombre parece indicar, es un motor de combustión interna adaptado para funcionar con agua. Los defensores del motor de agua suelen decir que funciona solamente con agua, y punto. Agua que es "gratuita" (en verdad tampoco lo es), que puedes obtener facilísimamente de cualquier grifo, y con la que repostas el depósito del automóvil. La verdad es que no es así.
Entre otros ejemplos, y este nos toca muy de cerca por ser español, se suele citar el motor de Arturo Estévez Varela, perito industrial e inventor extremeño, que en 1971 presentó públicamente un motor de agua que hacía funcionar un ciclomotor. Y ojo, que el invento era ingenioso y funcionaba de verdad.
En un motor de combustión, el combustible arde en presencia de oxígeno, se oxida, y se libera energía. Esta energía es la que se transforma en movimiento.
Arturo Estévez Varela, siendo testigo la televisión, "cedió la patente, la licencia del invento, al Estado español para beneficio de todos los españoles". Dicho gesto le honra, sin duda. Sin embargo, dicha patente nunca se llegó a desarrollar comercialmente por el Estado. Y aquí es donde algunos hablan de conspiraciones.
En su día, lo más a lo que llegaba la televisión a explicar de dicho motor es que funcionaba con agua, fresca, limpia y pura de un botijo que se podía beber, y unas pequeñas piedras. Así, sin más. Piedras, como si pudieran utilizarse unas piedras cualquiera de las que se recogen por el camino.
El agua no contiene energía química
La física y la química imponen sus leyes, y hay un hecho contra el que no se puede hacer nada: el agua no contiene energía. El agua, tal cual, sin otras sustancias mezcladas con ella en disolución, es simplemente H₂O, y como tal no encierra energía química. Tampoco se puede quemar dentro de un motor de combustión en presencia del oxígeno del aire. El agua es en el fondo hidrógeno que se ha oxidado completamente al reaccionar con el oxígeno, y en ese proceso es cuando se libera toda la energía. Al agua ya no le queda más.
Ojo, que no te confundan, otra cosa es que habláramos de extraer energía nuclear por fusión del agua, lo cual es muy complejo pues la fusión nuclear todavía es algo en estado de investigación y experimental, y además de complicado no es nada rentable por el momento, pero es posible y se sigue investigando.
Lo que sucede es que el agua (solo agua, o sea H₂O) es ya el resultado de una oxidación, la del hidrógeno, y en esa reacción química ya se liberó toda la energía.
Y otra cosa es que habláramos de obtener electricidad del agua salada. La cuestión es que si tenemos agua con sales en disolución (o sea, que ya no es solo agua), nos encontramos con iones con cierta carga eléctrica, y si construimos una pila con agua salada y agua dulce, separadas por una membrana, podrían fluir iones de un lado a otro, y entonces surgiría corriente eléctrica, o sea, electricidad.
Pero ninguno de estos dos supuestos se dan en el llamado motor de agua, que quede claro.
Cuando dicen 'motor de agua', realmente es 'motor de hidrógeno'
Hoy en día sabemos que aquel "motor de agua" de Estévez Varela no funcionaba con agua, sino con hidrógeno, y eso ya no es lo mismo. Un motor de combustión interna de explosión, es decir, un motor de gasolina con bujías de encendido, se puede adaptar para funcionar quemando otros tipos de combustibles, como por ejemplo alcoholes como el etanol, y también gases.
Así un motor de gasolina con un sistema de inyección adaptado puede funcionar con GLP (gases licuados del petróleo), con gas natural (GNC, comprimido, o GNL, líquido), o con hidrógeno, líquido o gas, que finalmente se quemará dentro de la cámara de combustión de los cilindros con la chispa de la bujía, y liberará la energía necesaria para que se muevan los pistones y en consecuencia el motor y las ruedas.
En 1971, y sobre todo en España, era novedoso. Sin embargo no fue el único automóvil con motor de combustión que ha funcionado quemando hidrógeno (ni tampoco el primero). Por citar otro ejemplo bastante mediático, en este caso en EEUU unos años más tarde, podemos recordar cómo Jack Nicholson mostraba orgulloso su Chevrolet Impala adaptado para consumir hidrógeno (momentazo en el vídeo de la noticia, cuando Nicholson aspira el vapor de agua del tubo de escape del coche, diciendo que ya nadie se podrá suicidar con los gases de un coche).
Más recientemente podemos recordar también cómo BMW presentó en 2006 un BMW Serie 7 con motor V12 que funcionaba quemando hidrógeno. El problema es que el consumo de hidrógeno en un motor de combustión interna es muy alto, dada la baja eficiencia energética de este tipo de motor. Sirva como ejemplo este BMW que citamos: su consumo medio de gasolina era de 13,9 l/100 km, y su consumo de hidrógeno líquido era de 50 l/100 km.
El tanque de hidrógeno podía llevar aproximadamente 8 kg de hidrógeno, pero su autonomía con hidrógeno era de tan solo 201 km (y otros 480 km con gasolina). El otro inconveniente es que la potencia del motor V12 de 6 litros era menor, de manera que tan solo desarrollaba 260 CV.
Un motor de combustión interna de explosión puede adaptarse para quemar otros combustibles aparte de la gasolina, como el gas butano o el gas natural, y también el hidrógeno.
Hoy en día también sabemos que el invento de Arturo Estévez Varela incluía un generador de hidrógeno a bordo, en el cual se liberaba hidrógeno gas a partir de la reacción química entre el boro, aquellas pequeñas piedras que se añadían, y el agua. Esta era la principal particularidad del invento.
Por tanto, ¿era un timo el invento de Estévez Varela? No, el sistema funcionaba. ¿Funcionaba aquel motor con agua? No, con agua no, con hidrógeno. ¿Se puede llamar por tanto motor de agua? No, es un motor de hidrógeno. ¿Era gratis generar el hidrógeno a bordo? Pues no, tampoco.
¿Y entonces qué pasó? ¿Por qué no tenemos todos coches con motor de agua, perdón, motor de hidrógeno de este estilo?
El agua es 'casi gratis', pero el boro no
Desde hace tiempo se han desarrollado diferentes modos de extraer hidrógeno del agua, o bien se siguen investigando otras formas que sean más eficientes: puede ser por reformado de hidrocarburos (el método más usado actualmente), a partir de biomasa (como por ejemplo algas, o bien catalizadores orgánicos), por electrólisis del agua, por reducción química (por ejemplo con boro u otras sustancias) o por termólisis, por citar los principales.
Lo que tienen en común todos estos métodos de producción de hidrógeno es que se necesita consumir energía directamente en el proceso, o bien se necesita consumir alguna otra sustancia, y de manera indirecta para obtener esa sustancia se necesita consumir a su vez energía (porque la energía no sale de la nada, primer principio de la termodinámica).
Quemar hidrógeno dentro de un motor de combustión interna es una de las formas más ineficientes energéticamente (y caras) de mover un automóvil.
Aunque el hidrógeno es el elemento químico más abundante en el universo, la realidad es que no se puede conseguir hidrógeno directamente de la naturaleza, y no hay otro remedio que consumir energía de una u otra manera para obtenerlo.
El problema del invento de Estévez Varela es que para generar el hidrógeno había que consumir agua, que ciertamente es casi "gratis", pero además había que consumir boro, que no lo es. De hecho, es muy caro. Este fue el motivo por el cual el invento nunca se llegó a desarrollar, y no fue por ninguna conspiración, ni capricho del poder: cuando los ingenieros y químicos del Estado español al que se le había cedido la patente echaron cuentas, simplemente vieron que era inviable económicamente.
La reacción química entre el agua y el boro que da lugar al hidrógeno es así:
2B + 3H₂O → B₂O₃ + 3H₂ - 433 kJ
Se libera hidrógeno gas que es el que se conduce al sistema de inyección del motor para ser quemado dentro de la cámara, y como subproducto el boro se oxida, desprendiendo calor. El óxido de boro ya no se puede utilizar, es decir, el boro metal que introducimos en el sistema al final se agota, tenemos que retirarlo, e introducir nuevo boro metal para seguir funcionando. Es decir, que en este sistema hay que repostar dos sustancias: agua y boro.
Eso sí, el óxido de boro se puede recuperar y reciclar para volver a transformarlo en el boro metal que necesitamos. Lo que sucede es que en ese proceso hay que consumir mucha energía, por lo que además de inviable económicamente, es inviable energéticamente. En la combustión del hidrógeno podemos obtener 284,5 kJ/mol, para reciclar el óxido de boro y volver a tener boro metálico con el que respostar de nuevo se consumen 1264,47 kJ/mol. Es decir, que hemos gastado 4,4 veces la energía que obtenemos en el coche: o sea un despropósito.
Producir hidrógeno a bordo mediante reacción química con boro funciona, pero es muy, muy caro y no sale rentable.
Para generar 1 kg de hidrógeno por este método se necesitan unos 9 litros de agua, y unos 3,8 kg de boro. ¿Recuerdas el BMW del que hablamos antes? Pues recuerda también que en un motor de combustión interna para recorrer 100 km se consumen unos 4 kg de hidrógeno. Con un coche más pequeño, ligero y menos potente se pueden consumir unos 3 kg/100 km. En un coche eléctrico de pila de combustible de hidrógeno se viene a consumir 1 kg/100 km. Por eso decimos que quemar hidrógeno es algo muy ineficiente, energéticamente hablando.
Así que si el coche consume 3 kg/100 km, necesitaremos 11,4 kg de boro. El precio del boro metálico, el más caro, es de unos 4,2 euros el gramo, es decir, que un kilo son unos 4.200 euros. Si utilizamos boro amorfo, más barato, pero también menos eficaz, el gramo sale a unos 1,6 euros, es decir, que un kilo serían unos 1.600 euros.
Seamos benévolos y tomemos el precio más bajo: si para recorrer 100 km necesitamos 3 kg, eso quiere decir que nos gastaríamos unos 4.800 euros. Con gasolina podemos hacer 100 km por unos 7 u 8 euros... mucho tendría que bajar de precio el boro para que fuera rentable.
¿Ves más claro ahora por qué no tenemos coches a agua y boro?
Obtener hidrógeno a bordo mediante electrólisis
Cuando se habla de motores de agua también se suelen citar otros ejemplos de coches que, una vez más, no funcionan con agua, sino con hidrógeno que se genera a bordo. Solo que en este caso la producción no se realiza mediante reducción química del agua al combinarla con otra sustancia, como por ejemplo el boro que veíamos antes, sino por electrólisis del agua. Para que se produzca la electrólisis se consume electricidad, es decir, se consume energía.
Uno de los ejemplos de falso "motor de agua" que se suele recordar es el de Stanley Meyer. Este norteamericano construyó un prototipo de coche con motor de combustión interna que quemaba hidrógeno generado a bordo por electrólisis, aunque él lo llamaba pila de combustible de agua de resonancia eléctrica.
Se consume más energía en producir el hidrógeno a bordo que la energía que da ese hidrógeno al quemarlo en el motor.
Stanley Meyer argumentaba que su sistema funcionaba consumiendo menos energía que los sistemas de electrólisis convencionales, pero lo que planteaba violaba tanto el primer principio de la termodinámica como el segundo (decía, básicamente, que su sistema podía producir más energía que la que consumía).
Meyer fue demandado por fraude por varios inversores y se llevó a cabo un proceso judicial, con peritaciones incluidas, que finalmente perdió, resultando condenado por fraude en 1996.
Hoy en día se pueden encontrar otros sistemas que recurren a la electrólisis del agua para producir hidrógeno, como por ejemplo el sistema de Genepax (que se supone tiene dos sistemas, uno por electrólisis propiamente dicha y otro por reducción química), o bien para producir HHO, oxihidrógeno (o gas marrón), como por ejemplo el sistema HHO plus, que incluso está a la venta en España.
El inconveniente de los sistemas de electrólisis a bordo no es que no funcionen, sino que el balance energético global es negativo. Para disociar el agua que se reposta en hidrógeno y oxígeno mediante electricidad generada también a bordo, se consume más energía que la que luego devuelve el hidrógeno cuando combustiona dentro del motor.
La electrólisis a bordo no es que no funcione, es que se pierde más de lo que se gana.
En los sistemas de tipo HHO no se prescinde por completo de la gasolina en el motor, sino que se trata de un sistema de tipo bifuel, en el que se quema una mezcla de oxihidrógeno y de gasolina dentro de la cámara, y se argumenta que con ello se reduce el consumo de gasolina.
El problema es el mismo, el hidrógeno se produce a bordo por electrólisis consumiendo más energía que la que luego devuelve. La electricidad generada a bordo del coche no sale de la nada (primer principio de la termodinámica, otra vez): si se consume más electricidad también se carga con más trabajo al alternador, que funciona gracias al motor de combustión interna, que se carga a su vez con más trabajo (y si tiene que hacer más trabajo... adivina).
Es más, la Asociación Española del Hidrógeno y la Plataforma Tecnológica Española del Hidrógeno y de las Pilas de Combustible advierten de que el sistema no solo no cumple con lo que promete, reducir el consumo, sino que además es peligroso.
Diluir gasolina tampoco es un motor de agua
Otro de los mal llamados "motores de agua" es el motor Pantone, que también se suele denominar motor híbrido gasolina-agua. De manera resumida consiste en un motor de combustión interna modificado con un sistema de recuperación del calor de los gases de escape, y de un sistema de dilución de la gasolina en agua, siendo inyectada esta mezcla en forma de vapor dentro de la cámara de combustión.
Si diluimos gasolina en agua, en efecto gastaremos menos gasolina, pero el motor desarrollará menos potencia
Este motor funcionar funciona, pero no gracias al agua, sino a la gasolina. Lo que sucede es que al diluir la gasolina en agua se reduce algo el consumo de gasolina, cierto, pero también se reduce la potencia que desarrolla el motor, porque la energía liberada en la combustión de la mezcla es menor. No hay otra, las leyes de la termodinámica son como son.
La inyección de agua existe, pero es otra cosa
Por último, no queremos dejar de recordar otro sistema más que utiliza agua, pero que no se debe confundir con los que hemos ido abordando en este artículo. Se trata de la inyección de agua pulverizada en la admisión con el fin de rebajar la temperatura y mejorar algo el rendimiento de la combustión del combustible. Podemos citar como ejemplo el caso de BMW.
Con este sistema se puede reducir ligeramente el consumo de gasolina, pero del orden de un 8 a un 10 % aproximadamente, y no es tampoco un "motor de agua", pues se sigue consumiendo gasolina, y el agua no es la que hace que se mueva el motor y por consiguiente las ruedas.
Pues eso, en lo que respecta al presunto motor de agua no hay milagros, ni magia, ni revolución técnica merecedora de un Premio Nobel. Simplemente no se puede mezclar ciencia-ficción con ciencia, ni olvidar que sus leyes son como son (aunque algunos no las conozcan).
NOTA | Artículo originalmente publicado el 26 de septiembre de 2016 en Motorpasión, por Ibáñez
No hay comentarios:
Publicar un comentario