Científicas UdeC transforman el mineral de la zona sur de la Región del Biobío.
Por Bruno Rozas Hinayado
En pleno debate global sobre la transición energética y la urgencia de encontrar alternativas viables a los combustibles fósiles, un grupo de investigadoras de la Universidad de Concepción (UdeC) lidera un proyecto que busca transformar un recurso local, el carbón mineral de la Provincia de Arauco, en un insumo clave para almacenar y transportar Hidrógeno Verde (H2V).
La iniciativa promete no solo aportar a la descarbonización de la matriz energética, sino también ofrecer una nueva oportunidad económica para una zona históricamente marcada por la industria carbonífera.
El H2V, generado a partir de energías renovables como la solar o la eólica, se ha convertido en una de las grandes apuestas de Chile. Sin embargo, su masificación enfrenta un desafío técnico y económico: el almacenamiento. Debido a su baja densidad, este combustible requiere grandes volúmenes o altísimas presiones para transportarse de manera eficiente, lo que incrementa costos y riesgos de seguridad.
Frente a este panorama, el equipo de la UdeC explora el uso de carbón activado como material adsorbente, capaz de retener hidrógeno en sus microporos y facilitar así un transporte más seguro y económico. El punto innovador es que este carbón activado se produce a partir de carbón mineral extraído en la zona de la Provincia de Arauco, como Curanilahue, resignificando un recurso que tradicionalmente ha sido asociado a emisiones contaminantes.
Ximena García, profesora titular del Departamento de Ingeniería Química de la Facultad de Ingeniería de la UdeC, explica el trasfondo de esta investigación, señalando que “el hidrógeno que está sindicado como el combustible de reemplazo para los combustibles fósiles en el futuro tiene múltiples ventajas, pero una debilidad: su muy baja densidad volumétrica”.
“Esto implica que se necesitan grandes espacios para almacenarlo o altísimas presiones para reducir el volumen. Cuando pensamos en aplicaciones de electromovilidad, como bicicletas, scooters o vehículos pequeños, el problema se hace evidente: los estanques actuales ofrecen poca autonomía y plantean riesgos de seguridad. Una alternativa es absorber el hidrógeno en un material poroso, que lo retenga y lo libere cuando sea necesario”, agregó.
Fue en ese contexto cuando el equipo presentó un proyecto orientado a activar y probar carbón mineral de la región para producir carbón activado microporoso. García detalla que los ensayos han sido alentadores, ya que “desarrollamos una metodología que permite obtener un carbón activado desde carbón mineral de la Provincia de Arauco, con características esenciales para la adsorción de hidrógeno: alta área superficial y microporosidad. Estamos hablando de 1.800 metros cuadrados por gramo. Ahora buscamos avanzar en las etapas de validación, probando la estabilidad mecánica, la resistencia del material y su comportamiento en ciclos de adsorción y desorción”.
El proyecto, denominado oficialmente “Desarrollo de un adsorbente, de tipo carbón activado, obtenido a partir de carbón mineral para su aplicación en almacenamiento de hidrógeno”, podría abrir una vía tecnológica para convertir a la Región del Biobío en referente nacional en innovación energética.
La propuesta no solo apunta a resolver un problema técnico. Según Claudia Ulloa, directora del Departamento de Ingeniería Ambiental e investigadora asociada al proyecto, el trabajo busca alinear ciencia aplicada con necesidades sociales y productivas.
“Este proyecto es el tercero que realizamos en esta línea. Ya llevamos dos iniciativas previas sobre el desarrollo de adsorbentes de hidrógeno a base de carbón activado. Nuestra meta es avanzar hacia aplicaciones domésticas o de pequeña escala, como vehículos livianos y motos, que requieren soluciones seguras y eficientes sin depender de estanques de alta presión o temperaturas extremas. Es una tecnología nueva, pero pertinente, y ya desde 2020 venimos trabajando en ella con buena recepción de empresas que ven su potencial”.
En términos económicos, Ulloa destaca que la idea puede abrir un nuevo horizonte para Arauco, señalando que “es importante subrayar que estamos utilizando un precursor carbonoso de la zona. Esto significa que la innovación tecnológica puede también convertirse en una oportunidad de reactivación para un territorio con tradición minera, que ha enfrentado la crisis del carbón. Darle un uso más noble a este recurso, como lo plantea la profesora García, puede significar un impacto ambiental positivo y, a la vez, un motor económico local”.
Dentro del laboratorio, el desarrollo del material requiere un trabajo detallado de síntesis, modificación y prueba. Esa es la labor que lidera Ignacia Ruiz, química encargada del área experimental del proyecto.
“Mi rol en el proyecto es sintetizar, analizar, modificar y probar el material. Partimos del carbón mineral sub-bituminoso, lo activamos químicamente y obtenemos el carbón microporoso. Luego realizo pruebas de modificaciones superficiales, como adición de heteroátomos y metales, y analizamos propiedades mediante diferentes técnicas. Finalmente, probamos la adsorción de hidrógeno hasta presiones de 15 bar”.
Ruiz subraya el potencial del material desarrollado, destacando que “hemos obtenido carbones activados con áreas superficiales que alcanzan los 2.700 m²/g, lo cual es muy poco común. Esto lo hace prometedor para aplicaciones energéticas. Ahora estamos enfocados en probar su durabilidad y en escalar la producción. Aunque nuestros ensayos actuales llegan a 15 bar, el potencial de adsorción es mucho mayor, incluso hasta 100 bar. Es un trabajo que no solo aporta al sector energético y ambiental, sino que también puede impulsar la economía local al tratarse de un insumo originado en la región”.
La investigación de la UdeC se enmarca en una estrategia nacional que busca convertir a Chile en potencia exportadora de hidrógeno verde. Con condiciones naturales excepcionales para la generación de energías solar y eólica, el país ha sido identificado como uno de los territorios con mayor proyección mundial en este ámbito.
El desarrollo de adsorbentes locales de bajo costo puede marcar la diferencia entre un hidrógeno competitivo y uno que permanezca como una promesa lejana.
Los resultados de laboratorio ya muestran que el carbón activado de Curanilahue tiene la capacidad de almacenar hidrógeno de forma eficiente. El desafío ahora es pasar a la validación industrial, lo que implica asegurar que el material resista múltiples ciclos de uso, que mantenga su desempeño frente a impurezas y que pueda producirse en volúmenes mayores.
Las investigadoras proyectan que en el mediano plazo la tecnología podría aplicarse en dispositivos de transporte liviano y, en una etapa posterior, escalar hacia soluciones de mayor envergadura.