28/03/2020 BARCELONA

¿Será el magnesio la fuente de energía definitiva?

¿Cuál es la clave para que una nueva fuente de energía tenga éxito? ¿Su potencial uso? ¿Su abundancia? ¿Su facilidad de extracción? La fusión nuclear todavía está en fase experimental. El hidrógeno podría cumplir con algunas de estas condiciones aunque es difícil de manejar. Los expertos en energía dicen que se trata del almacenamiento. Y aquí es donde entra el magnesio.


El rápido auge del consumo energético a nivel mundial (sobre todo con el espectacular aumento del consumo de India y China) está provocando muchas tensiones. Hay tensiones entre Europa y Rusia, entre Estados Unidos y Oriente Medio, entre China y Estados Unidos, entre Argentina y el Reino Unido (por las Islas Malvinas, donde hay petróleo), entre Estados Unidos y BP (cuyo vertido de petróleo ya es el mayor de la historia)…

La energía siempre ha sido una preocupación histórica desde que el hombre aprendió a utilizarla por primera vez, a través del fuego. Y es que la utilizamos para todo. Es por ello que estamos en constante búsqueda de alternativas energéticas just in case se termine el petróleo, o mejor dicho, que éste se vuelva tan caro que su uso no resulte provechoso.

De tranquilizante natural a vector energético

Magensio en forma mineral. Fuente: greenoptimistic.com
Magensio en forma mineral. Fuente: greenoptimistic.com

Y como estamos todos un poco estresados con el tema -vale la pena decir que también por la crisis- vamos a relajarnos un poco. Tomemos un poco de magnesio. El magnesio es un tranquilizante natural que mantiene el equilibrio energético en las neuronas y actúa sobre la transmisión nerviosa. Es ampliamente recomendado para los tratamientos antiestrés y antidepresión. Creo que nos va a ir bien para el tema que estamos abordando.

Se recomienda que un hombre adulto consuma entre 300 y 400 mg al día de magnesio (unos 280 – 320 mg para las mujeres). Traducido a toda la humanidad serían como unas 2.210 toneladas de magnesio al día (806.650 al año). Pero… ¿qué pasaría si del magnesio se pudiera extraer energía utilizable para satisfacer nuestras actividades? Nuestro doctor planetario nos tendría que recetar una cantidad anual así como de unos 15.000 millones de toneladas.

Pero vamos por partes. En primer lugar, ¿cuál es la clave para que una nueva fuente de energía tenga éxito? ¿Su potencial uso? ¿Su abundancia? ¿Su facilidad de extracción? La fusión nuclear todavía está en fase experimental. El hidrógeno (que no es una fuente de energía sino un vector energético) podría cumplir con algunas de estas características, aunque es difícil de manejar. Todavía hay algo más… Los expertos en energía dicen que se trata del almacenamiento. ¡Y premio para el magnesio!

El magnesio tiene una ventaja, su densidad de almacenamiento energético es aproximadamente 10 veces mayor que la del hidrógeno. Y además es muy abundante. Con cerca de 1,3 gramos de magnesio por cada litro de agua de mar, se estiman unas reservas de 1,8 trillones de toneladas métricas en los océanos. Es por eso que los expertos dicen que el magnesio tiene un gran potencial como fuente de energía. “Sería ideal para almacenar electricidad generada a partir de fuentes renovables“, dice el Dr. Aurbach de la Universidad Bar-Ilan, en Israel.

Los inconvenientes del magnesio

Pero, evidentemente, existen inconvenientes. “Su producción no es ni barata ni limpia“, afirma Takashi Yabe del Instituto de Tecnología de Tokio, nombrado Héroe del Medio Ambiente 2009 por la revista TIME. “La producción de un kg de magnesio requiere 10 kg de carbón”, dice el Dr. Yabe. La cantidad de calor generada a partir de 1 kg de magnesio es de 25 mega julios, incluyendo el calor generado por la quema de hidrógeno. Este valor es ligeramente inferior al obtenido con la quema del carbón, el cual genera 30 mega julios por kg. Sin embargo, cuando se quema carbón se libera una gran cantidad de dióxido de carbono y no es fácil deshacerse de las cenizas. Mientras que las únicas sustancias generadas a través de la quema de magnesio son el óxido de magnesio, que puede ser reciclado para obtener magnesio, y agua y no hay emisión de dióxido de carbono.

Hasta la fecha, algunos investigadores han centrado sus trabajos en la posible aplicación del magnesio como fuente de energía. El Dr. Aurbach ha creado una versión basada en magnesio de la pila recargable de ión litio, batería conocida por su larga vida y estabilidad.  Los ingenieros de MagPower en White Rock, en la Columbia Británica (Canadá), han desarrollado una célula de metal-aire que utiliza el agua y el aire del ambiente para reaccionar con un ánodo de metal (con combustible de magnesio) para generar electricidad. Andrew Kindler, del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, está desarrollando un método para que los vehículos generen hidrógeno a bordo reaccionando combustible de magnesio con vapor.

El magnesio como vector energético

A pesar del título de este artículo el magnesio no es una fuente de energía en sí mismo (como lo es el carbón, el petróleo o el gas natural) sino un vector energético, un almacenador de energía. Esto significa que el magnesio puede ejercer como portador de energía, no como fuente de energía propiamente, pues la energía tiene que provenir de otra fuente. Para ser más concretos, el portador -el magnesio- sólo almacena el 42,5% de la energía invertida en “cargarlo”, mientras que el otro 57,5% restante se pierde en la carga.

Obteniendo el magnesio de forma limpia

Pero, ¿es posible obtener magnesio del mar de una forma completamente limpia? El Dr. Yabe tiene la respuesta. Él ha creado y desarrollado un nuevo proceso, usando únicamente energía renovable, para obtener energía procedente del magnesio. El proceso es aparentemente simple. Una vez se ha obtenido el magnesio (en forma de cloruro de magnesio) procedente del agua de mar, por medio del uso de una técnica especial de evaporación, se hace uso de un láser para transformarlo en óxido de magnesio. El láser se alimenta utilizando energía solar concentrada para calentar y finalmente quemar el óxido de magnesio extraído de agua de mar. Para ello, es necesario conseguir una temperatura de 3.700ºC.

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La cantidad de calor generada a partir de 1 kg de magnesio es de 25 mega julios.

Ésa es la parte complicada. Por este motivo el Dr. Yabe ha desarrollado un proceso MÁGICo, el Magnesium Injection Cycle (MAGIC), que requiere del uso de un láser innovador especialmente diseñado para este fin. El láser incluye una importante novedad: utilitza pequeñas lentes de Fresnel -lentes transparentes y planas relativamente delgadas formadas por anillos concéntricos de prismas. Este sistema permite que alrededor del 80 por ciento de la luz incidente se concentre en el cristal de magnesio, en lugar del 10 por ciento que consiguen otros láseres estándar. Como resultado del proceso anterior se obtiene magnesio refinado, que puede ser utilizado como combustible. Pero cuando es mezclado con agua, produce calor que puede usarse para hervir agua y producir vapor que luego sirva para mover una turbina, generando un trabajo útil.

En colaboración con Mitsubishi, el Dr. Yabe ha construido una planta de demostración capaz de producir un láser con una potencia de 80 vatios, suficiente para extraer el 70% del magnesio procedente del agua de mar. Cuando se logre alcanzar una potencia de 400 vatios el proceso será viable comercialmente. Ello puede suceder a finales de este año, según indica el Dr. Yabe.

Se prevé que por medio de un total de 300 rayos láser se puedan producir 50 toneladas de magnesio al año. Eso es tan sólo el comienzo de un comienzo. En la actualidad la producción mundial de magnesio se estima en 600.000 toneladas al año, una cantidad que aportaría el 0,004% de la energía que hoy en día es consumida anualmente procedente de combustibles fósiles en todo el mundo. Según indica el Dr. Yabe existe suficiente magnesio en los océanos para satisfacer la demanda energética mundial de los próximos 300.000 años. Sigamos la luz blanca, esa podría ser la energía del futuro. Esperemos que sin guerras de por medio.

Ésta es una explicación sin ánimo de lucro

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Lluis Torrent

Barcelona, España. Licenciado en Ciencias Ambientales, Máster en Intervención Ambiental, Máster en Relaciones Internacionales y Especialista en Ciencia Política. He trabajado como consultor ambiental para gobiernos locales y regionales y empresa privada. Socialmente comprometido, me apasiona explorar la fina línea que transcurre entre la política, la economía, la sociedad y el medio ambiente. Sígueme en Google+ Lluis Torrent


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