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Una historia de alquimia subterránea

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Una historia de alquimia subterránea

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Bienvenidos a la zona minera de Katowice, al sur de Polonia. Cada año, se extraen cientos de toneladas de carbón de sus minas. Sin embargo aquí, a veinte metros bajo tierra, no hay rastro de mineros sino de científicos que trabajan en estas galerías para cumplir un sueño de lo más desafiante como nos explica el coordinador del proyecto HUGE, Krzysztof Stańczyk:

“Estamos en una mina de carbón experimental. Aquí no extraemos carbón sino que estudiamos cómo producir una fuente de energía alternativa. Por ejemplo, si inyectamos oxígeno en el carbón podemos obtener hidrógeno. Ese hidrógeno puede ser transportado hasta la superficie y ser utilizado para producir energía en turbinas de gas, en la calefacción, o en combustible sintético para síntesis química.”

A primera de la mañana, llega un camión lleno de oxígeno líquido a la mina. Este es el punto de partida de un proyecto de dimensiones impresionantes bautizado HUGE y coordinado por científicos de la Unión Europea.

Es una iniciativa compleja y arriesgada que tiene como objetivo producir hidrógeno en las profundas cavidades de las explotaciones de carbón. Marian Wiatowski, físico y químico del Instituto Central Polaco de Minas no cuenta cómo proceden:

“Introducimos el óxigeno líquido de este camión en una cavidad especial y estrictamente protegida. Aquí el oxígeno se expande, se evapora y se convierte en gas. A continuación introducimos ese gas en un tubo con la ayuda de unas válvulas de control. El proceso está permanentemente monitorizado y controlado. Y después de esto, dirigimos el gas hacia los depósitos de carbón y esperamos a que la gasificación se produzca.”

El experimento se puede controlar gracias a unas cámaras y a unos sensores instalados bajo tierra que ayudan a los investigadores a localizar posibles anomalías como explica Krzysztof Kapusta:

“ Aquí se encuentra el corazón del sistema de control del proyecto. Controlamos el proceso de gasificación y la calidad del aire bajo tierra. Este sistema es un elemento clave de nuestra investigación. Durante el proceso de gasificación, surgen algunos gases peligrosos y explosivos. Nuestro sistema de control nos permite evitar posibles explosiones y fugas de gas.”

Los químicos y los geólogos también controlan la superficie. Aunque la entrada a la mina ha sido precintada, los investigadores temen una fuga de algunos gases a través de las capas porosas de la tierra señala Krzysztof Kapusta:

“Estamos a 25 metros de donde se produce la gasificación. Utilizamos un geo-radar para controlar qué ocurre en la superficie. Este geo-radar nos permite comprobar si ha habido algún cambio en las cavidades subterráneas durante el proceso de gasificación. También estudiamos la posibilidad de alguna fuga de gas y analizamos la naturaleza de estos gases. ”.

Nos vamos a otra ciudad europea conocida por sus explotaciones mineras, Lieja en Bélgica. Aquí hay una puesta a punto de los experimentos llevados a cabo en Polonia aunque a otra escala. En el interior de un laboratorio gigante se encuentra un reactor que ayuda a los científicos a desvelar los misterios escondidos en la gasificación del carbón.

El primer paso consiste en reconstruir el interior de una mina. Algunas muestras del carbón polaco han sido mezcladas con un material inerte. Antoine Pierlot, ingeniero electromecánico del EcoTechnoPôle Wallonie explica:

“ Este elemento permite reconstruir un terreno inerte. Esto es necesario porque realizamos un proyecto de gasificación subterránea del carbón en las entrañas mismas del carbón y bajo tierra no hay unicamente carbón, también hay materia inerte. Por eso es fundamental representarlo en nuestro reactor.”

La mezcla se introduce a continuación en el reactor y se le inyectan diferentes gases a temperaturas y niveles de presión diferentes. El objetivo es comprender cómo reacciona el carbón frente a los diferentes parámetros de la gasificación como aclara Antoine Pierlot:

« Controlar estos parámetros va a permitirnos evaluar la calidad y la cantidad de los productos introducidos en nuestro reactor de gasificación. Por ejemplo, si aumentamos la presión estaremos favoreciendo una producción de metano. Si aumentamos la temperatura estaremos favoreciendo la producción de hidrógeno y de monóxido de carbono.”

Los gases que resultan de esta operación son medidos y analizados gracias a técnicas de lo más sofisticadas como la cromatografía. Al inspeccionar visualmente los resultados, los científicos ya son capaces de llegar a ciertas conclusiones sobre la gasificación del carbón. Pierre Landuyt, ingeniero químico del EcoTechnoPôle Wallonie explica:

“ Los tres tipos de gasificación son: la gasificación con dióxido de carbono que generará por lo tanto un gas rico en dióxido de carbono, la gasificación de vapor de agua que producirá un gas rico en hidrógeno y la gasificación de hidrógeno que producirá un gas rico en metano que es, a su vez, el elemento constitutivo del gas natural sintético que encontramos en las redes energéticas. “

De vuelta a Polonia, los experimentos subterráneos se desarrollan desde hace tres semanas y todo ha funcionado perfectamente. El reactor ha conseguido gasificar con éxito 50 kilos de carbón por hora y ninguna fuga de gas ha sido registrada. El hidrógeno y otros gases se analizan entonces cuidadosamente explica Krzysztof Kapusta:

“ En esta habitación estudiamos los diferentes componentes químicos presentes en los gases producidos en las minas. Utilizamos la cromatografía para realizar estos análisis químicos. Un tubo proveniente del reactor conduce los gases hacia el sistema. El ordenador analiza los datos y los transforma en gráficos. De esta forma podemos identificar los diferentes gases producidos , en este caso, carbón, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y otros contaminantes derivados del azufre.”

Los investigadores sueñan ahora en mejorar el sistema para maximizar la producción de hidrógeno y minimizar la de gases peligrosos, lo que debería conllevar múltiples ventajas concluye Krzysztof Stańczyk:

“ En las técnicas clásicas de extracción, no siempre se extraen filones delgados y aislados de carbón. Sería demasiado trabajo para pocos resultados. El proceso de gasificación podría ser un valor económico añadido al proceso de explotación subterránea y a las minas. Se perdería menos carbón y se produciría un tipo de energía que respetaría mucho más el medio ambiente. “

Una posible y nueva fuente de energía renovable y puede que una segunda oportunidad para las regiones mineras de Europa.

http://www.huge.gig.eu