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La fusión nuclear y el
La fusión nuclear y el cambio climático I
Adrián Morales Ríos
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adrianmoralesrios@outlook.com Ingeniero Químico Industrial por el IPN. Sus líneas de especialidad se orientan al sector petrolero, con particular enfoque en la prospección petroquímica.
El cambio climático ha sido un problema alarmante a nivel mundial desde hace ya algunos años. Se ha buscado combatir esta situación mediante diversos métodos y con la colaboración de varios países alrededor del mundo, no obstante, se ha observado que los indicadores siguen aumentando, lo que ha encendido las alarmas para la humanidad. No obstante, científicos de Massachusetts Institute of Technology (MIT) en colaboración con la empresa privada Commonwealth Fusion Systems, podrían haber encontrado una posible solución a través de la fusión nuclear, investigación que espera ver la luz a finales de la década. Primeramente, el proceso de la fusión nuclear es cuando dos núcleos de átomos ligeros, generalmente hidrógeno y sus isótopos, se unen para formar otro núcleo más pesado, esto mediante la aplicación de altas temperaturas y presiones. Como resultado de esto se liberan grandes cantidades de energía. El ejemplo más común de este fenómeno físico es la producción de helio que se da en el sol mediante la reacción de núcleos de hidrógeno, lo que produce una gran can-
El ejemplo más común de este fenómeno físico es “ la producción de helio que se da en el sol mediante la reacción de núcleos de hidrógeno, lo que produce una gran cantidad de energía en forma de radiación electromagnética”
tidad de energía en forma de radiación electromagnética, lo que en nuestro planeta podemos percibir como luz y calor. Ahora bien, la pregunta sería ¿Cómo pretenden los investigadores ayudar al cambio climático a partir de este procedimiento? Simple, esperan sustituir las grandes cantidades de energía demandadas en todo el mundo, las cuales se satisfacen en su mayoría a través de energías de origen fósil, por energía obtenida a través de fusiones nucleares. Países como Estados Unidos han optado por abrir la puerta a esta nueva alternativa. El presidente electo, Joe Biden, además de apostar por las fuentes de energía limpia convencionales como la eólica y la solar, ha apuntado hacia la fusión nuclear como una forma de satisfacer las necesidades energéticas de este país, además de apoyar en la lucha contra el cambio climático. La alternativa planeada se basa en la reacción más simple de conseguir, la cual une un deuterio (formado por un protón y un neutrón) con un tritio (formado por un protón y dos neutrones) para generar helio (formado por dos neutrones y dos protones) y un neutrón, lo que libera una cantidad de energía considerable. Esto supone una fuente de energía prácticamente inagotable ya que los dos compuestos se encuentran con facilidad. El deuterio forma parte del agua de mar mientras que el tritio se puede producir de forma relativamente simple a partir del neutrón que se obtiene como producto secundario de la reacción de fusión. Uno de los principales problemas a los que se enfrenta esta tecnología es el rechazo social debido al desconocimiento del procedimiento, así como la preocupación de que este pudiera ser más contaminante de lo que se cree. Sin embargo, se ha demostrado que la fusión nuclear representa un gran avance en contra del cambio climático pues dentro del proceso no se presenta la producción de Gases de Efecto Invernadero (GEI) y, a pesar de conllevar un riesgo, si las condiciones de operación se mantienen estables, no presenta ningún daño aparente, a diferencia de otras tecnologías como la fisión nuclear.
Hidropáneles: agua a través de energía limpia
José Hugo Carmona
johugocar@gmail.com Maestro en ingeniería, con experiencia en mercados de energía, modelación de escenarios y prospectivas del sistema energético mexicano, evaluación de cadenas de valor del sector hidrocarburos y su transformación.
Apesar de los acelerados avances tecnológicos en la última década, no se ha logrado garantizar el acceso universal al agua potable, miles de millones de personas en todo el mundo continúan careciendo de este recurso. Los hidropáneles son una oportunidad para ampliar el acceso al agua, por lo que se consideran una vía en la solución global para acabar con el problema de desabasto de este indispensable líquido. Según el Instituto de Recursos Mundiales (WRI por las siglas en inglés de World Resources Institute), una cuarta parte de la población mundial está cerca de enfrentar una crisis de escasez de agua y 17 países enfrentan un estrés hídrico extremadamente alto. Cifras del servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) indican que la atmosfera del planeta contiene aproximadamente 3100 m3 de agua que nos rodea en estado gaseoso, considerando el aire como una fuente hídrica. El hidropanel se denomina de esta forma ya que utiliza la energía del sol y la humedad del ambiente para generar agua pura, alcalina y apta para el consumo humano. Los hidropáneles son dispositivos completamente autónomos que producen agua purificada. Mediante un proceso de captura de aire para posteriormente filtrarlo y condensarlo, tomando el oxígeno y el hidrógeno para generar el recurso vital, trabajando con energía fotovoltaica para permitir el autosuministro de energía para la producción del agua. Dentro del panel, el agua se calienta por la captación de la luz del sol para generar calor y energía, permitiendo la circulación del aire para aumentar la humedad, es así como se produce vapor para finalmente transformase en agua. Ya que se aprovecha el aire y la luz del sol para producir agua, se procede a mineralizar el recurso, con el fin de aumentar los niveles de pH y darle el mismo sabor y propiedades a la que estamos acostumbrados, finalmente el agua se almacena para contar con la posibilidad de satisfacer la demanda en hogares, escuelas, hospitales, hoteles, oficinas, etc. Los páneles tienen la posibilidad de contar con una vida útil de aproximadamente diez años, sin requerir mayores cuidados para su mantenimiento, solo siendo necesario el cambio del filtro de aire y del cartucho de minerales que se encuentra dentro del contenedor que almacena el agua. Esta tecnología es ideal para zonas
donde no se encuentre el acceso o abastecimiento de la red municipal de agua, o para lugares muy secos, donde las lluvias son muy escasas, teniendo una facilidad de instalación que conllevará a resolver desafíos de manera casi inmediata, ya que funciona en condiciones de poca disponibilidad de humedad en el aire y de luz solar. Además, es una alternativa que ayuda a minimizar el consumo de plástico que implica el envase y embotellado del agua, el impacto del CO2 que implica el transporte y la producción de las botellas y el impacto referente al PET, ya que su degradación puede tardar muchos años. La organización Zero Mass Water fue la empresa pionera en fabricar este tipo de tecnología, sus primeros hidropáneles, nombrados como Source Hydropanel, funcionan al 100% con energía solar, sin requerir electricidad externa o de alguna infraestructura pública, posibilitando que su instalación se pueda llevar a cabo de manera independiente en las superficies de las instalaciones a las que se les proporcionara una fuente de agua alternativa. Zero Mass Water implementó baterías en los sistemas con el fin de que el panel pueda llevar a cabo su funcionamiento incluso cuando no se cuente con un buen recurso de luz solar, optimizando su funcionamiento en ambientes áridos y en diversas condiciones de humedad, garantizando que sus equipos generen un recurso libre de cualquier tipo de polución que pueda existir en el ambiente en el que fue instalado. Cada panel brinda la posibilidad de almacenar entre aproximadamente entre cuatro y diez litros de agua potable, dependiendo de la ubicación geográfica en la que fue instalado el sistema. Durante los años de vida útil del panel, estas cantidades equivaldrían a aproximadamente 20,000 botellas de agua de envase plástico, permitiendo eliminar este tipo de residuos. El proyecto recibió un galardón en el año 2019 con el premio Lemelson MIT por parte del Instituto Tecnológico de Massachusetts, al considerarse una tecnología innovadora que contribuye a aliviar el desgaste de los métodos tradicionales en producción de agua para el consumo humano, así como ser una gran alternativa para cerrar la brecha de escasez de agua a nivel global.
