eduardo cesar
El espacio que el cilindro ocupa actualmente en el maletero del cocheeduardo cesarEn Natal, ciudad capital del estado brasileño de Río Grande do Norte, al parecer ha comenzado una nueva etapa en la historia del gas natural para vehículos automotores. Y esta promesa llega de investigadores del Centro de Tecnología de Gas (CTGás), una institución formada en el marco de una colaboración entre Petrobras y el Servicio Nacional de la Industria (Senai). Este proyecto tiene en la mira eliminar uno de los grandes dolores de cabeza de los propietarios de coches con este tipo de combustible: el enorme y pesado cilindro instalado en el maletero de los vehículos en calidad de receptáculo del gas natural comprimido (GNC). Son alrededor de 350 mil automóviles o camionetas que tienen este problema en Brasil, un número reducido aún, que representa un 1% del total de 34 millones de vehículos que componen el parque automotor del país.
Estos coches poseen el tanque normal para el almacenamiento de combustible líquido (gasolina o alcohol) y un tubo para el gas. Pero, en lo que depende de CTGás, esta incomodidad dejará de existir pronto. Los tubos van a ser menores y más livianos, y lo que es mejor, se adaptarán al formato de los espacios vacíos existentes en la parte de abajo del vehículo, cerca de la rueda auxiliar, o en el techo. Por ahora, muchos de estos formatos son mantenidos en secreto, pues al final del corriente año la institución depositará las patentes de las nuevas formas de los cilindros en el Instituto Nacional de Propiedad Industrial (INPI).
Los investigadores creen que a lo sumo en dos años estos nuevos productos saldrán al mercado a un precio competitivo. Los nuevos diseños serán factibles merced a una drástica reducción de la presión utilizada para almacenar el GNC [en Brasil su sigla es GNV, de gas Natural para Vehículos]. Los actuales cilindros son elaborados con paredes de acero de entre 2 y 3 centímetros espesor, adecuadas para soportar la alta presión del gas comprimido a 200 bares (cabe recordar, a modo de explicación, que al nivel del mar, la presión atmosférica es de 1 bar en promedio). A esta presión, las moléculas de gas quedan “apretujadas” dentro del cilindro. En las estaciones de carga, el gas natural llega a estar almacenado a una presión que varía entre 6 y 10 bares. Si las presiones fuesen menores, y con la alta dispersión de las moléculas, no se podría introducir dentro del cilindro los 17 metros cúbicos de gas suficientes para lograr una autonomía de 200 kilómetros del vehículo.
El desafío entonces, para los ingenieros de CTGás, que integran la Red Nacional de Núcleos de Tecnologías de Gas Natural (Regás), formada por unidades del Senai, consiste en disminuir la presión del gas sin que por ello se reduzca el número de kilómetros de autonomía. Dicha red pretende contribuir para que se eleve la participación del gas natural en la industria y en otros rubros de las actividad económica. Las investigaciones, que se iniciaron hace tres años, cuentan con aportes de fondos de la Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep) y de la Red Gas Energía, integrada por Petrobras y Transportadora Brasileira Gasoduto Bolívia–Brasil. Los estudios se basan en un fenómeno llamado adsorción, por el cual las moléculas se adhieren a la superficie de sustancias sólidas.
“Llenamos los tanques de una sustancia adsorbente de alta porosidad, como lo es el carbón activado, proveniente de materiales orgánicos. De esta manera, las moléculas de gas, naturalmente dispersas, entran en los poros de las partículas de carbón. Y así se agrupan y disminuyen el espacio existente entre ellas”, dice José Roberto de Souza, encargado del Laboratorio de Procesamiento de Gas. Es como si el carbón aumentase el área interna de los tubos, lo que lleva a que las moléculas encuentren más lugar para acomodarse (lea en la página 60 el artículo sobre nanotecnología). Así es posible incrementar la cantidad de gas que va adentro del tubo o de cualquier otro recipiente hasta 70 veces.
Esta nueva tecnología, llamada Gas Natural Adsorbido (GNA), permite que la presión se reduzca de 200 a 40 bares. Así, cuando este trabajo esté concluido, los tanques recibirán prácticamente los mismos 17 metros cúbicos sin comprometer la autonomía del vehículo, y podrán ser mucho menos resistentes, debido a la reducción de la presión. El acero usado en los cilindros dará lugar a la fibra de carbono, el aluminio u otros materiales más livianos. El peso caerá en un 30%. Los tanques de metal podrán tener puntos de soldadura – algo imposible en los cilindros de actuales – y serán fabricados en formatos que se adapten a la ingeniería del vehículo para favorecer la distribución del peso.
Bloques compactos
“Nos resta aún encontrar medios para mejorar la adsorción y saber cuál es la cantidad máxima de carbón activado que es posible colocar dentro de los distintos tipos de cilindros. También estudiamos formas estructuradas, bloques compactos con superficies mayores en los que el gas pueda alojarse, en lugar de las partículas que usamos actualmente”, dice Souza.La tecnología de GNA también podrá contribuir en una nueva etapa del gas usado en los vehículos, al generar la apertura de un gran número de estaciones de carga. De acuerdo con datos de BR Distribuidora, Brasil contaba con 486 estaciones de gas al final del año pasado, y casi el 70% de éstas estaban ubicadas en São Paulo, Río de Janeiro y Minas Gerais.
En 11 estados brasileños no había ni siquiera una estación de expendio de gas natural.Los motivos de este cuadro son dos. El primero es el prohibitivo costo de 250 mil dólares de los potentes compresores disponibles en el mercado, que reciben gas a través de gasoductos, a una presión promedio de 8 bares, para su elevación a los necesarios 200 bares. La reducción de la presión de almacenamiento a 40 bares haría caer ese costo a 125 mil dólares. Las empresas que tienen flotas de coches a gas también podrían crear pequeñas estaciones para hacer su propio abastecimiento.
La otra cuestión es la todavía pequeña red de gasoductos, de poco más de 5.300 kilómetros, que atraviesa 14 estados. Si el gas no llega a las estaciones por los gasoductos, lo debe hacer en camiones cargados con grandes y pesados cilindros individuales, debido a la alta presión de almacenamiento. Un solo tanque de los nuevos, con una presión de 40 bares tendrá una capacidad mucho mayor que varios cilindros apilados.
El gas natural es una buena energía alternativa para los coches y las industrias. En la actualidad, este combustible tienen una participación del 3% en la matriz energética nacional. Las proyecciones indican que tal tajada trepará al 10% en 2005. Atenta a la expansión de este por ahora tímido mercado, Petrobras creó la Red Gas Energía, que entre otros proyectos ha solicitado la investigación de la reducción de la presión del gas.
El gas para vehículos trae consigo ventajas significativas. Y, al mismo tiempo, constituye un alivio para el bolsillo del consumidor – pues además de ser más barato, es un 20% más económico – y contamina un 50% menos que la gasolina. Pero los investigadores del CTGás deberán resolver además otro problema que desalienta la opción por los automóviles a gas. Al margen del trastorno de cargar un cilindro en el baúl, como si fuera un eterno pasajero, el costo de la conversión es alto. Actualmente se ubica entre los 2 mil y 3 mil reales. Para reducir este valor, ellos darán inicio durante los próximos meses a un estudio minucioso de los componentes necesarios para el equipo, oriundos de diferentes fabricantes. El objetivo del mismo es encontrar piezas de calidad a precios más bajos, y reducir el costo final de la conversión.
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