En un avance sin precedentes hacia una movilidad más limpia, la Universidad de São Paulo (USP), Brasil, inaugurará en las próximas semanas la primera estación de abastecimiento de hidrógeno renovable a partir de etanol. Este hito, anunciado por el rector Carlos Gilberto Carlotti Junior en la Conferencia de Investigación e Innovación en Transición Energética (ETRI) 2024, marca el inicio de una nueva era para el transporte sostenible en Brasil y, potencialmente, a nivel global.
La estación, desarrollada por el Centro de Investigación para Innovación en Gases de Efecto Invernadero (RCGI) en colaboración con FAPESP y Shell, será capaz de producir 4,5 kg de hidrógeno por hora. Este hidrógeno renovable abastecerá a tres autobuses urbanos y un autobús interurbano, con suficiente autonomía para realizar un viaje ida y vuelta desde el campus de São Paulo hasta Piracicaba, una ciudad en el interior del estado.
Un potencial impacto ambiental positivo
Julio Meneghini, director del RCGI, subrayó el potencial ambiental de este proyecto: si los 18 autobuses diésel que actualmente circulan por el campus fueran reemplazados por versiones a hidrógeno, la USP reduciría sus emisiones anuales de CO2 en casi 3.000 toneladas. Con esta estación, los investigadores podrán evaluar el rendimiento de los autobuses en condiciones reales, un paso fundamental para que la industria automotriz avance hacia la producción en serie de vehículos sostenibles.
“Es fundamental contar con datos reales de consumo y emisiones para el desarrollo de una cadena de suministro de hidrógeno aplicable a gran escala en el transporte urbano,” explicó Meneghini.
Tecnología de última generación para la producción de hidrógeno
La planta utiliza un sistema de conversión desarrollado por la startup Hytron, que transforma el etanol en hidrógeno mediante un proceso de reformado a alta temperatura. Durante este proceso, el etanol se calienta junto con agua a 750°C en un reactor especializado, lo cual provoca la ruptura de las moléculas y la liberación de hidrógeno y monóxido de carbono de origen biogénico.
Para mantener el sistema en funcionamiento, la planta requiere 7 litros de etanol para producir 1 kg de hidrógeno y consume 2,5 kilovatios-hora (kWh) para asegurar la presión y el flujo eléctricos. Aun así, el costo del hidrógeno producido resulta competitivo y viable para la movilidad, optimizando la sostenibilidad y la eficiencia.
Purificación y almacenamiento de hidrógeno: asegurando calidad y seguridad
La planta cuenta con un sistema de purificación que separa el hidrógeno de otros gases, alcanzando un nivel de pureza del 99.999%, requerido para alimentar tanto a los autobuses como a un vehículo Toyota Mirai, donado para el proyecto. Este vehículo, el primer auto de hidrógeno comercializado a gran escala, es capaz de recorrer hasta 600 km con un tanque lleno de 5 kg de hidrógeno.
Una vez purificado, el hidrógeno se almacena a 400 atmósferas, presión suficiente para su uso en vehículos de transporte público. Este sistema de almacenamiento también permite que la estación se mantenga operativa sin interrupciones, optimizando el tiempo de uso y minimizando pérdidas energéticas.
Desafíos y sostenibilidad en la producción de hidrógeno
Uno de los retos para los investigadores es mantener la planta operando eficientemente. “La estación necesita operar entre el 50% y el 100% de su capacidad. Apagarla o reducir su producción reduce significativamente la eficiencia. Si no logramos utilizar todo el hidrógeno producido, será necesario quemarlo en flairing, lo cual no emite CO2, pero sí representa un desafío de sostenibilidad operativa,” comentó Meneghini.
Los estudios actuales también buscan determinar la cantidad exacta de CO₂ emitido en la producción de 1 kg de hidrógeno, además de optimizar el consumo de combustible y energía en la planta. A medida que estos desafíos se superen, la USP espera convertir esta planta piloto en un modelo replicable en otros centros urbanos.
La ETRI 2024: un llamado urgente a la acción climática
La ETRI 2024, un evento anual dedicado a la transición energética, reunió a más de 500 participantes de la academia, la industria y el gobierno, con el objetivo de desarrollar soluciones para mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero. Según Karen Mascarenhas, coordinadora del evento, “es urgente actuar ante los eventos climáticos extremos que vivimos y aprovechar la ciencia y la innovación para un impacto positivo y tangible en la sociedad.”
Empresas redoblan esfuerzos por diversificar materias primas para el bioetanol y fortalecer la sostenibilidad
Marco Antonio Zago, presidente de FAPESP, recordó el compromiso histórico de la institución con la sostenibilidad a través de programas como BIOTA y BIOEN, destinados a la biodiversidad y la bioenergía. Sin embargo, Zago destacó que “es necesario aumentar la interacción entre estos centros de investigación para lograr una transición energética ambiciosa y efectiva.”
Un modelo para el futuro de la movilidad sustentable
La nueva planta de hidrógeno de la USP representa un importante avance hacia una movilidad limpia en Brasil. Al utilizar el etanol, un recurso abundante y renovable en el país, como base para la producción de hidrógeno, este proyecto podría convertirse en un modelo para otras universidades y ciudades de América Latina y el mundo, impulsando así el desarrollo de soluciones sostenibles que no solo reducen emisiones, sino que también generan oportunidades de innovación y empleo en el sector de la energía limpia.
Con proyectos como este, Brasil continúa consolidándose como líder en bioenergía, demostrando que la combinación de investigación científica, apoyo gubernamental y colaboración empresarial es fundamental para enfrentar el desafío de la emergencia climática.