IPN desarrolla prototipo de reactor de oxihidrógeno

El Instituto Politécnico Nacional (IPN), desarrolló un prototipo de reactor de gas oxihidrógeno con la capacidad de disminuir el consumo de combustible de 15 a 20 por ciento, que puede ser instalado en autos y motocicletas con motor de combustión interna.

El equipo desarrollador de este reactor está integrado por investigadores de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica (Esime), unidades Azcapotzalco y Zacatenco, y de la Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas (ESIQIE).

Este proptotipo fue el ganador del Premio a la Investigación 2017 del IPN en la categoría Desarrollo Tecnológico.

La Agencia Informativa Conacyt mantuvo una entrevista con la Doctora Rosa de Guadalupe González Huerta, profesora investigadora adscrita al laboratorio de electroquímica de la ESIQIE, responsable de una parte teórica-práctica del proyecto, específicamente de la investigación correspondiente al diseño y generación de oxihidrógeno, quien explicó comentó que: “Hasta ahora, este tipo de reactores en México se desarrolla de manera empírica, de una forma insegura y peligrosa; por ello nos dimos a la tarea de documentar qué es el gas oxihidrógeno, bajo qué leyes de la ciencia se rige, cuál es la relación hidrógeno-oxígeno a partir del agua, qué implica su volumen, su densidad, e hicimos un manual con toda esta información”.

Con esa información y la inquietud de los alumnos, más el conocimiento científico que ya existía donde se reportan dos tipos de electrolizadores: los de membrana de intercambio protónico que generan un gas muy puro y cuyo problema es su costo, pues utilizan metales nobles en sus electrodos; y los alcalinos que son muy baratos porque funcionan con placas de acero inoxidable, el equipo avanzó en la construcción de su propio reactor.

“El proceso de electrólisis es sencillo, ya es muy conocido a nivel electroquímico; simplemente se aplica una diferencia de potencial, 1.5 voltios, por ejemplo, que nos permiten generar un flujo de corriente que rompe la molécula del agua y genera dos porciones de volúmenes de hidrógeno con respecto a una de oxígeno. De un litro de agua podemos generar mil 800 litros de gas oxihidrógeno, los cuales solo tienen 111 gramos de hidrógeno y 888 gramos de oxígeno”.

¿Es aplicable en la vida diaria?

En una fase inicial, los prototipos fueron sometidos a pruebas de laboratorio: hidrostáticas, corrosión, estructurales y vibración,  para determinar qué tanto oxihidrógeno generan, la resistencia de los materiales y el ahorro de combustible que reportan. Entretanto, en una segunda fase se instaló a tres motores de combustión interna: dos a diesel y una motocicleta con motor a gasolina.

“Hemos realizado la instalación para operarlos e inyectar el gas a los motores de combustión interna y al ponerlos a funcionar medimos su desempeño a través de flujómetros, rotámetros y fuentes de poder. Al mismo tiempo hemos registrado los gastos de gasolina y se han realizado análisis de gases generados”, dijo Sandoval Pineda, Profesor Investigador de la (ESIME), unidad Azcapotzalco.

En busca de un modelo de negocio

La construcción de prototipos funcionales y los pasos que se han dado para construir un modelo comercial, Marisol Rico Cortez, estudiante de Doctorado en Ciencias de la Ingeniería Mecánica de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica, unidad Zacatenco, quien también forma parte del equipo multidisciplinario, se enfoca en el desarrollo de un modelo de negocio.

“Conforme el equipo comenzó a resolver problemas de rendimiento, al describir el proceso de generación de oxihidrógeno con un fundamento científico y a construir prototipos funcionales, notamos un gran interés por parte de la comunidad científica, la iniciativa privada y la propia sociedad hacia este desarrollo, así que comenzamos a trabajar en un modelo de negocio”.

El trabajo inició con la implementación de un estudio de mercado en la Ciudad de México, donde circulan casi cinco millones de vehículos de los cerca de 38 millones registrados a nivel nacional. “Ese estudio arrojó que hasta 89 por ciento de los entrevistados se dijo interesado en un desarrollo tecnológico de este tipo”.

En paralelo al estudio de mercado, Rico Cortez trabaja en la descripción de las posibles líneas de producción y cómo podrían satisfacer las necesidades del mercado. “Tenemos ya varias alternativas, por ejemplo, estamos considerando la transferencia tecnológica y ya hemos tenido pláticas con varios empresarios interesados en el prototipo; también estamos analizando la incubación empresarial”.