Un tanque demostrativo de 20 m³ inició operaciones en el Marshall Space Flight Center de NASA. La tecnología busca simplificar el almacenamiento criogénico de hidrógeno líquido y abrir una ruta hacia instalaciones de mayor capacidad para energía, transporte e industrias intensivas.
CB&I completó el primer llenado de un tanque experimental de hidrógeno líquido (LH₂) que utiliza un sistema de aislamiento sin vacío, una alternativa tecnológica diseñada para reducir la complejidad y los costos asociados al almacenamiento criogénico a gran escala.
La instalación está integrada al Hydrogen Test Facility del Marshall Space Flight Center de NASA, en Estados Unidos, donde comenzará una etapa de evaluación operacional que involucrará a NASA, CB&I y Shell durante los próximos meses.
El tanque tiene una capacidad de 20 metros cúbicos de hidrógeno líquido, volumen que triplica la capacidad total de almacenamiento disponible hasta ahora en esa instalación de pruebas. Su diseño permitirá realizar llenados con una frecuencia de hasta una vez por día, sometiendo el sistema de aislamiento a múltiples ciclos térmicos y generando información sobre su comportamiento bajo condiciones reales de operación.
El proyecto forma parte de un programa que reúne a CB&I, Shell, NASA, GenH2 y la Universidad de Houston para desarrollar tecnologías capaces de llevar el almacenamiento de hidrógeno líquido desde instalaciones especializadas hacia proyectos industriales de mayor escala.
El desafío de almacenar hidrógeno a temperaturas extremas
La infraestructura de almacenamiento sigue siendo una de las principales barreras técnicas para ampliar el uso industrial del hidrógeno.
En estado líquido, el hidrógeno debe mantenerse cerca de los 20 kelvin, aproximadamente -253 °C, condición que permite aumentar considerablemente su densidad frente al almacenamiento gaseoso, pero que obliga a utilizar instalaciones criogénicas altamente aisladas.
Los grandes estanques construidos hasta ahora normalmente incorporan una estructura de doble pared con vacío entre ambas superficies. La solución reduce la transferencia de calor desde el ambiente hacia el combustible, pero aumenta las exigencias de ingeniería, fabricación, materiales y mantenimiento.
El concepto que CB&I está probando con NASA elimina precisamente la necesidad de mantener ese vacío como parte fundamental del sistema de aislamiento.
El objetivo es determinar si una arquitectura de este tipo puede conservar un desempeño térmico adecuado y, al mismo tiempo, reducir los costos de capital de instalaciones destinadas a manejar grandes volúmenes de hidrógeno líquido.
Este punto es especialmente relevante para proyectos industriales donde el combustible debe almacenarse, transferirse y consumirse continuamente, en contraste con las aplicaciones aeroespaciales tradicionales, donde los volúmenes y ciclos operativos responden a condiciones distintas.
Un tanque de 20 m³ diseñado para acumular datos operacionales
La escala del demostrador es pequeña frente a los depósitos que eventualmente requeriría una cadena comercial internacional de hidrógeno, pero su función principal no es alcanzar capacidad industrial.
El tanque permitirá ejecutar ciclos repetidos de llenado y almacenamiento para medir pérdidas térmicas, comportamiento del aislamiento y desempeño operacional.
Su integración con la infraestructura existente del centro de NASA permite además realizar ensayos prolongados de hidrógeno líquido sin construir una instalación completamente nueva.
Durante los próximos meses se evaluará el rendimiento del aislamiento sin vacío. Los resultados serán relevantes para determinar si el concepto puede avanzar hacia sistemas comerciales de mayor capacidad.
CB&I acumula más de seis décadas de experiencia en almacenamiento criogénico y ha construido más de 130 esferas para hidrógeno líquido en distintos mercados.
La relación de la empresa con el programa espacial estadounidense se remonta a 1960, cuando construyó una de las primeras instalaciones de este tipo para los programas Gemini y Apollo.
De 20 m³ a instalaciones de decenas de miles de metros cúbicos
El desafío tecnológico está directamente relacionado con la escala.
En el Kennedy Space Center de NASA opera actualmente un tanque de aproximadamente 4.730 metros cúbicos, terminado en 2022 para apoyar las operaciones del programa Artemis. La instalación tiene cerca de 83 pies de diámetro y constituye una referencia para el desarrollo de sistemas de almacenamiento criogénico de mayor tamaño.
La experiencia obtenida en ese proyecto permitió avanzar en métodos constructivos, aislamiento y sistemas destinados a controlar las pérdidas por evaporación.
CB&I ha planteado capacidades comerciales de almacenamiento de hidrógeno líquido de hasta 40.000 metros cúbicos, mientras que los desarrollos conceptuales asociados al crecimiento futuro de la cadena internacional de hidrógeno consideran volúmenes todavía mayores.
Uno de los objetivos planteados dentro de los programas desarrollados junto a NASA y otros socios ha sido estudiar instalaciones del orden de 100.000 metros cúbicos, una escala superior en más de veinte veces al gran tanque construido en Kennedy Space Center.
Alcanzar esos tamaños obliga a revisar prácticamente toda la arquitectura de almacenamiento, desde materiales y aislamiento hasta construcción, control térmico, seguridad y gestión de pérdidas.
Por qué la tecnología puede interesar a la minería
Para la industria minera, el avance no implica una aplicación inmediata del hidrógeno líquido en faenas, pero aborda una pieza crítica para cualquier escenario donde este combustible alcance un uso industrial intensivo.
La minería figura entre los sectores que evalúan alternativas para reducir el consumo de combustibles fósiles en operaciones difíciles de electrificar directamente, especialmente transporte pesado, generación energética en zonas aisladas y determinados procesos térmicos.
Una eventual cadena de suministro basada en hidrógeno necesita resolver no solamente su producción mediante electrólisis u otras tecnologías. También requiere almacenamiento, transporte, terminales, sistemas de transferencia y capacidad suficiente para entregar combustible de manera continua.
En países con grandes recursos renovables y actividad minera, como Chile, esa infraestructura podría ser determinante para conectar polos de producción de hidrógeno con centros industriales ubicados a cientos o incluso miles de kilómetros.
El almacenamiento en estado líquido ofrece la ventaja de concentrar una mayor cantidad de hidrógeno en un volumen determinado, aunque el proceso exige energía para su licuefacción y posteriormente para mantener las condiciones criogénicas necesarias.
Por esa razón, reducir el costo y la complejidad de los estanques es uno de los factores que podría influir en la competitividad futura de esta alternativa frente al hidrógeno comprimido, el amoníaco u otros vectores energéticos.
La reducción de pérdidas será otra variable clave
Mantener hidrógeno a temperaturas criogénicas genera un problema adicional: el ingreso progresivo de calor provoca que una parte del líquido vuelva al estado gaseoso, fenómeno conocido como boil-off.
NASA lleva décadas trabajando en tecnologías destinadas a reducir estas pérdidas.
En desarrollos anteriores, la agencia probó nuevos materiales aislantes y sistemas de refrigeración integrada para grandes depósitos. Un tanque construido en Kennedy Space Center incorporó microesferas de vidrio como aislante, tecnología que en ensayos permitió reducir considerablemente las pérdidas frente a soluciones convencionales basadas en perlita.
El nuevo demostrador de 20 m³ aborda el problema desde otra perspectiva: comprobar si es posible obtener un desempeño adecuado mediante aislamiento sin vacío y simplificar así la estructura necesaria para grandes instalaciones.
La respuesta comenzará a definirse con los datos que NASA, CB&I y Shell obtengan durante los próximos meses.
Si la tecnología logra demostrar estabilidad térmica y ventajas económicas al aumentar de escala, el impacto podría extenderse mucho más allá del sector aeroespacial. Puertos, terminales energéticos, corredores de transporte e industrias intensivas como la minería necesitarían precisamente este tipo de infraestructura si el hidrógeno líquido logra consolidarse como combustible comercial en las próximas décadas.
Puedo también convertir esta nota en una versión más enfocada en minería chilena e hidrógeno verde, reforzando el vínculo con Antofagasta, Atacama, transporte minero y grandes faenas.
