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Estación experimental en la USP prueba una ruta brasileña para producir hidrógeno renovable a partir del etanol, con enfoque en movilidad limpia, uso de la infraestructura ya existente y evaluación técnica en vehículos reales.
La primera estación experimental del mundo dedicada a la producción de hidrógeno renovable a partir del etanol está en fase de pruebas en la Ciudad Universitaria de la Universidad de São Paulo, en la capital paulista.
La planta piloto tiene capacidad para producir hasta 100 kilos de hidrógeno por día y fue diseñada para abastecer autobuses y vehículos ligeros movidos por célula de combustible, sin depender de estaciones tradicionales de H2.
Conducido por el Centro de Investigación e Innovación en Gases de Efecto Invernadero de la USP, conocido por la sigla en inglés RCGI, el proyecto integra una iniciativa de investigación y desarrollo orientada a la transición energética.
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La propuesta es verificar, en escala experimental, si el etanol puede funcionar como vector para generar hidrógeno renovable en el propio lugar de abastecimiento.
La elección del etanol está ligada a la estructura ya existente en Brasil para producción, distribución y uso del biocombustible, especialmente a partir de la caña de azúcar.
Al convertir este insumo en hidrógeno dentro de la propia estación, los investigadores analizan una alternativa que aprovecha parte de esta red, en lugar de depender exclusivamente de una nueva infraestructura para transporte y almacenamiento de H2.
Cómo la estación de la USP transforma etanol en hidrógeno
La planta utiliza la reforma a vapor del etanol, proceso químico en el cual el etanol reacciona con agua bajo altas temperaturas.
La reacción permite la obtención de hidrógeno y también genera dióxido de carbono.
En el caso del etanol de caña, el CO₂ es clasificado como biogénico, por estar asociado al ciclo de crecimiento de la planta, que absorbe carbono durante el cultivo.
En la práctica, la estación fue desarrollada para producir hidrógeno en el mismo ambiente en que el combustible puede ser usado.
Este punto es relevante para la investigación porque el H2 exige condiciones específicas de transporte, almacenamiento y abastecimiento, sobre todo cuando se comprime a alta presión o se mantiene en forma líquida.
Con la producción local, el proyecto busca evaluar una forma de reducir etapas logísticas asociadas al suministro del hidrógeno.
La fase de pruebas debe indicar si el sistema puede operar con estabilidad, eficiencia y seguridad en aplicaciones reales de movilidad.
Además de la conversión química, los investigadores también siguen el comportamiento del combustible en los vehículos.
El análisis incluye consumo, rendimiento y desempeño operacional, indicadores necesarios para entender los límites técnicos de la tecnología.
Autobuses y coches en las pruebas con hidrógeno renovable
El hidrógeno producido en la estación será utilizado en tres autobuses y dos vehículos ligeros, incluyendo los modelos Toyota Mirai y Hyundai Nexo, ambos impulsados por célula de combustible.
También están previstas pruebas con colectivos de transporte público que circulan en el entorno de la USP.
En esta etapa, el enfoque está en la recolección de datos sobre la tasa de conversión del etanol en hidrógeno y los índices de consumo de los vehículos.
Los resultados deben ayudar a determinar si la solución puede avanzar hacia nuevos estudios fuera del entorno experimental.
La estación no opera como un emprendimiento comercial.
Se trata de una plataforma de investigación aplicada, en una escala superior a la de laboratorio, creada para validar parámetros técnicos antes de cualquier discusión sobre expansión.
Por eso, los datos obtenidos serán utilizados en evaluaciones sobre eficiencia, costo operacional, seguridad, desempeño continuo y posibles adaptaciones para otras aplicaciones.
Sin esos resultados, aún no es posible afirmar si la tecnología será viable a gran escala.
Asociación reúne a USP, industria y transporte público
La estación recibió una inversión de R$ 50 millones y reúne empresas, instituciones de investigación y organismos vinculados al transporte.
Participan en la iniciativa Shell Brasil, Raízen, Hytron, actualmente parte del Grupo Neuman & Esser, Senai Cetiqt y la propia USP, a través del RCGI.
Toyota, Hyundai, Marcopolo y la Empresa Metropolitana de Transportes Urbanos de São Paulo, la EMTU, también están asociadas al proyecto.
Cada participante actúa en una etapa del desarrollo.
Hytron es responsable del reformador utilizado en la conversión del etanol en hidrógeno.
Raízen proporciona el etanol de caña de azúcar.
El Senai Cetiqt contribuye con simulaciones computacionales orientadas a la eficiencia del equipo, mientras que el RCGI coordina la investigación científica y la recopilación de datos operacionales.
El director científico del RCGI, Julio Meneghini, afirmó que la infraestructura brasileña de etanol puede favorecer la evaluación de esta ruta tecnológica.
“Estamos promoviendo una revolución en la matriz energética al demostrar que es posible producir hidrógeno sostenible a partir del etanol, con gran eficiencia logística”, dijo el investigador.
Según Meneghini, la tecnología también puede ser estudiada para sectores con emisiones elevadas, como siderurgia, cemento, industria química, petroquímica, fertilizantes y transporte pesado.
La afirmación se refiere al potencial de aplicación señalado por el investigador, no a una operación comercial ya existente en esos segmentos.
Etanol e hidrógeno entran en la misma ruta de investigación
El proyecto de la USP combina dos cadenas energéticas en una misma plataforma de investigación: el etanol y el hidrógeno.
El primero ya se usa en Brasil como combustible líquido a gran escala.
El segundo se estudia para aplicaciones en las que vehículos eléctricos a batería pueden enfrentar limitaciones relacionadas con autonomía, peso o tiempo de recarga.
En los vehículos a célula de combustible, el hidrógeno reacciona con el oxígeno para generar electricidad.
Esa energía alimenta el motor eléctrico, y el principal subproducto de la operación del vehículo es vapor de agua.
La huella de carbono del ciclo completo, sin embargo, depende de la forma en que se produce el hidrógeno.
Por esa razón, el origen del H2 es uno de los puntos centrales de la investigación.
La estación de la USP prueba una ruta basada en el etanol, diferente de la electrólisis del agua con energía renovable, que también aparece entre las alternativas para producción de hidrógeno de bajo carbono.
El análisis busca indicar si el uso del etanol como intermediario puede ser técnicamente adecuado en lugares donde el biocombustible ya está disponible.
Esa evaluación involucra parámetros de eficiencia, logística, emisiones y desempeño en vehículos reales.
Escala, costo y desempeño aún dependen de las pruebas
Aunque es una iniciativa inédita en su configuración experimental, la estación aún depende de datos consolidados antes de cualquier expansión comercial.
La capacidad de hasta 100 kilos por día permite pruebas con autobuses y coches, pero no equivale a una producción industrial de gran escala.
Tampoco hay, hasta el momento, divulgación pública consolidada sobre el costo por kilo de hidrógeno producido en la planta, la eficiencia final del proceso en operación prolongada y el desempeño del sistema en diferentes ciclos de uso.
Estos datos son necesarios para comparar la tecnología con otras rutas de producción de H2.
El rector de la USP, Carlos Gilberto Carlotti Junior, afirmó que las universidades tienen un papel en la creación de tecnologías para la transición energética.
“El papel de las universidades es desarrollar tecnologías que aún no existen para permitir que Brasil haga una transición energética”, dijo.
En la evaluación del rector, la aproximación entre la investigación académica y las empresas puede contribuir a transformar el conocimiento científico en innovación aplicada.
La declaración fue hecha en el contexto de la presentación de la planta y de la asociación entre universidad, industria y sector público.
La estación de la Ciudad Universitaria también inserta el etanol brasileño en el debate sobre nuevas cadenas de energía renovable.
Para los investigadores involucrados en el proyecto, la experiencia acumulada por el país con biocombustibles puede servir de base para probar modelos de producción descentralizada de hidrógeno.
Los próximos resultados deben indicar si la conversión de etanol en H2 puede cumplir con los requisitos técnicos de seguridad, eficiencia y regularidad.
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