Bacterias en el ejército
Los primeros intentos para reemplazar el combustible JP-10 de alta energía, que, en particular, se usa en los Tomahawks estadounidenses, se llevaron a cabo hace cinco años en el Instituto de Tecnología de Georgia y el Instituto Conjunto de Bioenergía. De hecho, fue el trabajo de posgrado de Stephen Sarria bajo la supervisión de la profesora asociada Pamela Peralta-Yahya. El JP-10 llamó la atención de los científicos debido a su alto costo: ahora es un combustible de alto nivel a un precio de $ 27 por 3,75 litros. Este precio se justifica por la alta densidad energética del combustible debido a, como dicen los químicos, "hidrocarburos con sistemas cíclicos tensos". El combustible pertenece a la clase élite HEDF (combustibles de alta densidad energética) o combustible con alta energía específica, que actualmente solo está disponible para los consumidores militares a un costo. La combustión de JP-10 en los motores permite obtener entre un 20 y un 30% más de energía que con el uso de gasolina regular 98th. Dejando de lado los detalles químicos, uno de los "chips" de dicho combustible son las moléculas de pineno, que, como se vio después, son producidas por coníferas. Además, el pinen todavía huele a agujas de pino; sin él, un verdadero árbol de Navidad se convertiría en una hábil falsificación.
Para satisfacer al ejército estadounidense con pinen artificial como componente del misil JP-10, todos los bosques de América del Norte no serían suficientes. El Tomahawk solo se carga con unos 460 kilogramos de combustible. Por lo tanto, los desarrolladores decidieron utilizar los servicios de bacterias. Para ello, se introdujo en el microorganismo (clásica Escherichia coli intestinal) un gen responsable de la síntesis de pineno a partir de glucosa ordinaria. Todo lo que quedaba era recolectar la "cosecha" en forma de productos del metabolismo bacteriano (rendimiento de alrededor de 36 mg / l), procesar catalíticamente y llenar los tanques Tomahawk. Pamela Peralta-Yahya resumió los resultados del estudio:
"Hemos creado un precursor sostenible del combustible de alta densidad energética que se parece a lo que se produce actualmente a partir del petróleo y se puede utilizar en los motores a reacción existentes".
Sin embargo, esta tecnología aún no ha encontrado una implementación práctica, en gran parte debido a la baja productividad de las bacterias modificadas.
El problema mismo de la disponibilidad de JP-10 es importante no solo en los asuntos militares. Si fuera posible obtener un análogo económico de un combustible de tan alta energía, entonces podría verterse en los tanques de los transatlánticos civiles. Y esto reduciría seriamente el volumen de combustible transportado a bordo o la autonomía de vuelo con todos los beneficios económicos consiguientes. En promedio, los supercombustibles militares son un 11% más eficientes que el mejor queroseno de aviación utilizado en el transporte civil. El Pentágono tampoco es reacio a reemplazar el JP-8 con un análogo sintético y barato del JP-10, por ejemplo, el estratégico B-52. Los estadounidenses ya han intentado crear composiciones de combustible modificadas. Syntroleum Corporation creó hace quince años una mezcla de combustible JP-8 y combustible FT, sintetizado a partir de carbón, que incluso se probó en el bombardero B-52. Un poco más tarde, esto también se probó en los Super Hornets F18A. Esto fue en la era de los altos precios de los recursos petroleros y la producción de combustible líquido a partir del carbón estaba de alguna manera justificada. Con el tiempo, apareció petróleo de esquisto en los Estados Unidos, el costo del "oro negro" se desplomó y los experimentos con las composiciones de combustible se detuvieron durante algún tiempo. Todo esto demuestra una vez más que ningún problema medioambiental es la causa de la próxima "revolución sintética" en la aviación militar y los cohetes de Estados Unidos: todo se explica por una economía banal.
Los Tomahawks requieren biocombustible
Ahora hay alrededor de 4 mil misiles tácticos Tomahawk en los Estados Unidos. Este es un número lo suficientemente grande como para comenzar a desarrollar un análogo sintético del JP-10. Además, el Instituto de Física Química de Dalian (China) obtuvo el año pasado resultados sobre supercombustibles artificiales a partir de biomasa lignocelulósica. Esta está lejos de ser la materia prima más rara para los biocombustibles: se ha producido bioetanol a partir de ella durante mucho tiempo en el mundo. Los chinos han desarrollado un proceso basado en el uso de alcohol furfurílico, que permite obtener análogos bastante baratos del JP-10. Según los datos, ahora una tonelada de dicho combustible cuesta alrededor de 7 mil dólares, y según las tecnologías chinas, el precio debería reducirse a 5, 6 mil. Oficialmente, los científicos declaran el uso exclusivamente civil del desarrollo, pero, por supuesto, aviones militares y misiles tácticos de China se convertirá en uno de los consumidores de bio-JP-10.
Los investigadores Cameron Moore y Andrew Sutton en el Laboratorio Nacional de Los Alamos en los Estados Unidos en abril de este año patentaron un método ligeramente diferente para producir biocombustibles. Desde 2017, el socio del proyecto ha sido Gevo, que espera agregar desarrollos al sector civil. Como saben, el maíz ha sido tradicionalmente el cultivo líder en Estados Unidos. Más de 20 millones de hectáreas de tierra se siembran anualmente con esta planta. El maíz para los estadounidenses no es solo comida enlatada en el supermercado y alimento para animales, sino también bioetanol, que se usa para diluir hasta un 50% de la gasolina en las estaciones de servicio. Moore y Sutton, que trabajaban para el Departamento de Energía de EE. UU., Crearon un ciclo de producción de JP-10 a partir de desechos de maíz. Además, primero se obtiene bioetanol a partir del maíz, y solo entonces se sintetiza el supercombustible a partir del salvado restante con un rendimiento de producto terminado de hasta el 65%. Esto reduce significativamente el costo del nuevo biocombustible y también lo hace sin reactivos y desechos altamente peligrosos.
Según las estimaciones iniciales, el costo total del combustible de maíz para los Tomahawks se reducirá en un 50%, lo que realmente podría revolucionar la industria del combustible. Hay otros cálculos más optimistas: un galón de bio-JP-10 costará alrededor de $ 11 en lugar de los 27 de hoy. Los transportistas civiles esperan que cuando los militares desarrollen tecnologías para producir supercombustibles, los reabastecedores en los aeropuertos también se llenen de nuevos niveles. queroseno energético. Esto será muy útil en un mundo posterior a una pandemia, cuando la gente tendrá miedo de los viajes de larga distancia: los precios bajos de los boletos pueden ayudar en este caso. Existe información sobre el uso de pruebas de composiciones de combustible basadas en el nuevo JP-10 en rutas aéreas de Estados Unidos a Australia. La expansión de áreas de maíz en Estados Unidos también será uno de los estímulos para el desarrollo de la economía. Los estadounidenses esperan que con la introducción del ciclo químico Sutton-Moore en la producción en masa, aparezcan muchos nuevos empleos en la agricultura. Teniendo en cuenta el uso de residuos de la producción de bioetanol como materia prima, también se ampliará la plantilla de las empresas productoras de este combustible. Por todas partes hay ventajas. Lo más importante, por supuesto, en Los Alamos se considera la reducción de la dependencia del estado de los suministros externos de productos petrolíferos. Y, por supuesto, toda esta historia químico-tecnológica es del agrado de los activistas de Greenpeace, aunque todavía no lo han admitido.
Entre los aspectos positivos obvios del surgimiento de la nueva tecnología bio-JP-10, existen muchas desventajas. Primero, la reducción natural en el costo del uso de misiles tácticos en combate por parte del Pentágono se convertirá en otro detonante de la agresión estadounidense. En segundo lugar, tan pronto como los empresarios sientan que el ciclo Sutton-Moore es realmente rentable desde el punto de vista económico, una gran parte del área agrícola se sembrará con maíz. Este cultivo industrial puede desplazar parcialmente al resto: trigo, soja, etc. Con una demanda constante, las restricciones de oferta aumentarán el costo de los productos y reducirán su disponibilidad para las personas. Por cierto, esto ya se ha observado en varios países que utilizan activamente fuentes de energía renovables como el aceite biosolar y el bioetanol. Y finalmente, en tercer lugar, para aumentar el rendimiento de maíz, claramente no será suficiente simplemente expandir las áreas y semillas genéticamente modificadas de la famosa "Monsanta". Llegará el momento de la intemperancia con los fertilizantes químicos, y aquí el famoso "Greenspace" tendrá muchas preguntas.
