ALVAREZ LOPEZ, José (Uruguay, 872 6to #2, Capital Federal Buenos Aires, AR)
GALINDO CABALLERO, José, Ignacio (Uruguay, 872 6to #2, Capital Federal Buenos Aires, AR)
ALVAREZ LOPEZ, José (Uruguay, 872 6to #2, Capital Federal Buenos Aires, AR)
REIVINDICACIONES
1. Proceso para Ia producción de energía mediante Ia fusión nuclear controlada de átomos de deuterio, caracterizado porque se realiza en presencia de un catalizador gaseoso que es una fuente de: carbono, cloro, nitrógeno, azufre, fósforo, oxígeno, argón, un isótopo de éstos o mezcla de ellos.
2. Proceso según Ia reivindicación 1 , donde el proceso de fusión nuclear comprende Ia combustión bajo presión positiva de al menos 10,13 bares, de: a) un combustible gaseoso que comprende átomos de deuterio; y b) un gas de oxidación; en presencia de un catalizador gaseoso que es una fuente de: carbono, cloro, nitrógeno, azufre, fósforo, oxígeno o mezcla de ellos.
3. Proceso según Ia reivindicación 1 , donde el proceso de fusión nuclear comprende Ia generación de un plasma de un combustible gaseoso que comprende átomos de deuterio, en presencia de un catalizador gaseoso que es una fuente de: carbono, cloro, nitrógeno, azufre, fósforo, oxígeno, argón o mezcla de ellos; en el interior de un reactor a una presión de al menos 0,1 milibares.
4. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicho combustible gaseoso se selecciona entre deuterio y una mezcla de H 2 y deuterio.
5. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el catalizador gaseoso se selecciona entre el grupo formado por Cl 2 , COCI 2 , CI 2 O, CIO 2 , CI 2 O 6 , CI 2 O 7 , CO, CO 2 , CCI 4 , N 2 , NO, NO 2 , N 2 O, HNO 2 , HNO 3 , SO 3 , SO 2 , argón y sus mezclas.
6. El proceso según Ia reivindicación 5, caracterizado porque el catalizador se selecciona entre el grupo formado por COCI 2 , CCI 4 , HNO 2 , HNO 3 , NO, CI 2 O, CIO 2 , CI 2 O6, CI 2 Or, y sus mezclas.
7. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque Ia fuente de carbono es un isótopo de peso atómico comprendido entre 9 y 14.
8. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el combustible gaseoso se encuentra en estado atómico ionizado.
9. El proceso según Ia reivindicación 8, caracterizado porque el combustible gaseoso se ioniza o bien antes de su introducción en Ia cámara de combustión, o bien durante el proceso de combustión.
10. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el combustible gaseoso es H 2 producido mediante un proceso de ruptura de Ia molécula de agua.
11. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el catalizador gaseoso está presente en una proporción de aproximadamente entre un 0.05% y 1 % respecto al total de Ia mezcla de combustión.
12. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque se aplica una presión positiva de entre 10,13 y 151 ,99 bares en Ia cámara de combustión antes de iniciar dicha combustión.
13. Un reactor de fusión nuclear controlada para llevar a cabo el proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque comprende:
a) una cámara de combustión en Ia que se introduce el combustible gaseoso, el gas de oxidación y el catalizador gaseoso; b) medios para Ia introducción de los distintos gases; c) medios para aplicar una presión positiva de al menos 10,13 bares; y d) medios para inducir Ia combustión.
14. Un reactor de fusión nuclear controlada para llevar a cabo el proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque comprende:
a) una cámara de combustión en Ia que se introduce el combustible gaseoso y el catalizador gaseoso; b) medios para Ia introducción de los distintos gases; c) medios para aplicar una presión de al menos 0,1 milibares; y d) medios para inducir Ia generación del plasma.
15. Motor de combustión interna caracterizado porque comprende el reactor de fusión nuclear controlada según cualquiera de las reivindicaciones 13-14.
16. Vehículo a motor que comprende el motor de combustión interna según Ia reivindicación 15. |
PROCESO DE FUSIóN NUCLEAR CONTROLADA
Esta invención está relacionada con el campo de Ia energía, y específicamente con procedimientos para Ia generación de energía a partir de reacciones de fusión nuclear controlada.
ESTADO DE LA TéCNICAANTERIOR
En física, Ia fusión nuclear es el proceso mediante el cual dos núcleos atómicos se unen para formar uno de mayor peso atómico, con Ia correspondiente liberación de energía. El nuevo núcleo tiene una masa inferior a Ia suma de las masas de los dos núcleos que se han fusionado para formarlo. Esta diferencia de masa es liberada en forma de energía. La energía que se libera varía en función de los núcleos que se unen y del producto de Ia reacción. La cantidad de energía liberada corresponde a Ia fórmula E = me 2 donde m es Ia diferencia de masa observada en el sistema entre antes y después de Ia fusión.
Los núcleos atómicos tienden a repelerse debido a que están cargados positivamente. Esto hace que Ia fusión solo pueda darse en condiciones de temperatura y presión muy elevadas que permitan compensar Ia fuerza de repulsión. La temperatura elevada hace que aumente Ia agitación térmica de los núcleos y esto los puede llevar a fusionarse, debido al efecto túnel. Para que esto ocurra son necesarias temperaturas del orden de millones de grados. El mismo efecto se puede producir si Ia presión sobre los núcleos es muy grande, obligándolos a estar muy próximos.
Al contrario que Ia fisión nuclear, no se ha logrado utilizar Ia fusión nuclear como medio rentable de obtener energía, es decir Ia energía aplicada al proceso es mayor que Ia obtenida por Ia fusión, aunque hay numerosas investigaciones en esa dirección.
Se conocen tres isótopos del hidrógeno: hidrógeno, deuterio y tritio. El núcleo de cada átomo de hidrógeno ordinario se compone de un protón. En el agua natural, el deuterio (D), tiene una abundancia natural comprendida entre 0,0184 y el 0,0082%, aproximadamente corresponde a uno por cada 6500 átomos de hidrógeno, y contiene un protón y un neutrón en el núcleo, siendo su masa atómica de dos. Cuando el isótopo pierde su electrón el ion resultante recibe el nombre de deuterón. El tritio (T), un isótopo radioactivo inestable, contiene un protón y dos neutrones en el núcleo y tiene una masa atómica de tres.
A temperaturas ordinarias el hidrógeno es poco reactivo. No reacciona con el oxígeno a bajas temperaturas, pero Io hace de forma violenta si se eleva Ia temperatura por encima de 700 0 C o se introduce algún catalizador como paladio o platino finamente dividido, obteniéndose agua como producto de esta reacción.
Para conseguir Ia disociación del hidrógeno molecular en hidrógeno atómico se necesita proporcionar una temperatura muy elevada, absorbiéndose una gran cantidad de energía, pero Ia reacción es reversible y los átomos de hidrógeno se combinan de nuevo para dar moléculas desprendiéndose Ia energía previamente absorbida
En 1989, Pons y Fleishman publicaron los resultados de sus experimentos sobre fusión de átomos de deuterio bajo condiciones moderadas de temperatura y presión, utilizando un catalizador de paladio en Ia electrólisis de agua pesada. Muchos investigadores han intentado reproducir dichos experimentos, e incluso se ha intentado optimizar el proceso, aunque siempre manteniendo como catalizador del proceso de fusión un compuesto metálico en estado sólido.
En el libro "Project Sherwood - The US program in controlled fusión", Amasa S. Bishop 1958. Ed. Addison-Wesley Pub.; se indica que uno de los
requerimientos para que un proceso de fusión sea útil, es que sea auto- sustentable. Así, para que una reacción de fusión nuclear sea auto- sustentable, Ia energía liberada debe ser suficiente para mantener Ia temperatura requerida, de modo que Ia energía generada debe ser mayor que Ia energía irradiada. Por Io tanto, por encima de cierta temperatura crítica, temperatura de ignición, Ia reacción será auto-sustentable. En el caso de Ia reacción de fusión D-D, dicha temperatura de ignición es de aproximadamente 400,000,000 0 C.
La presencia en el plasma de cualquier núcleo pesado incrementará enormemente el ratio de energía irradiada y por Io tanto incrementará Ia temperatura de ignición. Lo cual se traduce en Ia necesidad de trabajar con altos grados de pureza de plasma.
La fusión nuclear controlada tal y como se conoce actualmente, se basa en Ia propiedad que ciertos metales tienen, en particular paladio y titanio, de ser capaces de absorber grandes volúmenes de hidrógeno y de sus isótopos. En particular, las reacciones de fusión nuclear de átomos de deuterio ocurren cuando éstos están confinados en las celdas cristalinas de dichos metales, resultando en Ia formación de helio (He) más un neutrón y Ia liberación de energía, de acuerdo con Ia siguiente reacción:
D 2 1 + D 2 i -> He 3 2 + n 1 0 + 3,27 MeV
Alternativamente, los átomos de deuterio se pueden fusionar para dar un átomo de tritio más hidrógeno con Ia correspondiente liberación de energía:
D 2 ! + D 2 ! -> T 3 i + H 1 i + 4,03 MeV
El tritio formado se puede fusionar a su vez con deuterio, con Ia formación de helio más un neutrón y con liberación de energía:
D 2 i + T 3 i -> He 4 2 + n 1 0 + 17,50 MeV
En DE 19845223 se describe un proceso de fusión nuclear que tiene lugar en un motor o una turbina que consiste en Ia inyección de deuterio en presencia de xenon-helio como catalizador y su posterior ionización. En esta solicitud no se indica en absoluto nada acerca de Ia posibilidad de emplear otro tipo de catalizadores. Además, una característica importante del proceso descrito es que esto no viene precedido por una combustión, ni por Ia generación de un plasma.
En Ia solicitud de patente estadounidense US 2004028166 se describe un aparato para Ia introducción de un catalizador gaseoso, concretamente metano, en Ia cámara de reacción de un proceso de fusión nuclear. En este caso, el proceso de fusión nuclear referido no es un proceso de fusión a baja temperatura (fusión controlada) sino que, tal y como se establece en Ia memoria, página 1 párrafo [0004], el proceso de fusión nuclear al que hace referencia dicha solicitud de patente es Ia fusión nuclear a altas temperaturas ("hot nuclear fusión reactions").
En ES 482832, se describe un proceso de combustión de hidrógeno gaseoso, el cual ha sido previamente ionizado mediante irradiación electromagnética.
Así pues, existe todavía Ia necesidad de un proceso de fusión nuclear controlada de átomos de deuterio, para Ia generación de energía de manera estable y poco costosa.
EXPLICACIóN DE LA INVENCIóN
Los inventores, de manera sorprendente, han encontrado que es posible llevar a cabo un proceso de fusión nuclear controlada de átomos de deuterio en el interior de una cámara de combustión, que comprende Ia combustión
de un combustible gaseoso que comprende átomos de deuterio en presencia de un gas de oxidación y un catalizador gaseoso, bajo presión positiva de al menos 10,13 bares (10 atmósferas). Alternativamente el proceso de fusión nuclear controlada comprende Ia generación de un plasma de un combustible gaseoso que comprende átomos de deuterio en presencia de un catalizador gaseoso, en el interior de un reactor a una presión de al menos 0,1 milibares.
El término "fusión nuclear controlada" de acuerdo con Ia presente invención, hace referencia al proceso de fusión nuclear que tiene lugar a temperaturas por debajo de aquellas que son necesarias para que el proceso de fusión termonuclear tenga lugar. En particular, de acuerdo con una realización de Ia presente invención, Ia temperatura a Ia que tiene lugar Ia fusión nuclear controlada es Ia resultante del proceso de combustión del combustible gaseoso bajo las condiciones de presión indicadas.
En el contexto de Ia presente invención, el término "combustible" se refiere a cualquier material capaz de liberar energía cuando se cambia o transforma su estructura química. De este modo, no queda limitado únicamente a sustancias que al quemarse (reaccionando con oxígeno) liberen energía, sino que también se entiende que también son combustibles, por ejemplo, el hidrógeno y sus isótopos cuando se utilizan para proporcionar energía en el proceso de fusión nuclear.
De acuerdo con Ia invención, el término "catalizador" debe entenderse como una sustancia (compuesto o elemento) capaz de acelerar una reacción química, permaneciendo el mismo inalterado, es decir no se consume durante Ia reacción. Los catalizadores no alteran el balance energético final de Ia reacción química, sino que sólo permiten que se alcance el equilibrio con mayor o menor velocidad.
El catalizador empleado en Ia presente invención, es un compuesto en estado gaseoso que es una fuente de carbono, cloro, nitrógeno, azufre,
fósforo, oxígeno, argón o mezcla de ellos.
De modo que de acuerdo con un aspecto de Ia presente Invención, se proporciona un proceso para Ia producción de energía mediante Ia fusión nuclear controlada de átomos de deuterio, caracterizado porque comprende Ia combustión de un combustible gaseoso que comprende átomos de deuterio en presencia de un gas de oxidación y un catalizador gaseoso que es una fuente de carbono, cloro, nitrógeno, azufre, fósforo, oxígeno, argón o mezcla de ellos, bajo presión positiva de al menos 10 atmósferas.
En una realización preferida de este primer aspecto de Ia invención, el combustible gaseoso se selecciona entre deuterio y una mezcla de H 2 y deuterio.
De acuerdo con otra realización preferida, el combustible gaseoso se encuentra en estado atómico ionizado, incluyendo el estado plasmático. Así, el combustible gaseoso puede ser ionizado antes de su introducción en Ia cámara de combustión o bien Ia ionización tiene lugar durante el proceso de combustión. Preferiblemente, Ia ionización tiene lugar durante el proceso de combustión.
Tanto los reactivos (combustible gaseoso, gas de oxidación) como el catalizador gaseoso pueden ser suministrados a Ia cámara de combustión de modo independiente, es decir mediante inyectores independientes o cualquier otro medio adecuado para Ia introducción de una corriente gaseosa en el interior de Ia cámara de combustión, o bien pueden ser introducidos en Ia cámara de combustión tras su mezcla en el exterior de Ia misma.
De acuerdo con una realización preferida, el combustible gaseoso es el H 2 producido mediante un proceso de ruptura de Ia molécula de agua. El hidrógeno producido contiene una cantidad de deuterio, que como se indicó anteriormente es de aproximadamente 1 átomo de deuterio por cada 6500 de
hidrógeno. Son conocidos varios procesos de ruptura de Ia molécula de agua, como por ejemplo Ia electrólisis y Ia termólisis.
De acuerdo con una realización de Ia presente invención, tanto el combustible gaseoso como el gas de oxidación son producidos en el proceso de electrólisis de agua en presencia de cloruro sódico como electrolito, empleando un ánodo de carbono. Preferiblemente, el agua contenida en Ia cuba electrolítica tiene un contenido en deuterio superior al habitual. De manera preferida, se emplea agua pesada (D 2 O).
Como es conocido, en Ia electrólisis del agua, el paso de Ia corriente eléctrica a través del agua, produce una disociación de los componentes de Ia molécula del agua, hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno se recoge en el cátodo y el oxígeno en el ánodo. De modo que las reacciones electroquímicas que tienen lugar en el proceso de electrólisis del agua en presencia de cloruro sódico como electrolito son las siguientes:
Cátodo:
2 H 2 O(I) + 2 e →H 2 (g) + 2 Ohr(aqO
ánodo:
2 Cl " →CI 2 + 2 e " E°oχ = -1.36 V
2 H 2 O →O 2 + 4 H + + 4 e " /ξ° ox = -1.23 V
La producción de oxígeno está más favorecida termodinámicamente, por Io tanto, el empleo de ánodos en los que Ia formación de cloro esté cinéticamente favorecida (mayor densidad de corriente de intercambio y menor sobrevoltaje) es particularmente preferida de acuerdo con Ia presente invención. Así, preferiblemente, el ánodo empleado es de grafito. El cloro formado en el ánodo es arrastrado por Ia comente de oxígeno generado y es introducido en Ia cámara de combustión, actuando como catalizador en el proceso de fusión nuclear.
Se ha demostrado que los ánodos de carbono favorecen el camino hacia Ia formación de iones carbonio, los cuales también pueden ser arrastrados por Ia corriente de oxígeno hacia Ia cámara de combustión, utilizándose de este modo como catalizadores de Ia reacción de fusión nuclear controlada según Ia invención.
Alternativamente, se puede emplear como fuente de catalizador gaseoso cualquier otro tipo de reacción química y/o electroquímica cuyo resultado sea Ia generación de un compuesto gaseoso que pueda ser empleado como fuente de carbono, cloro, nitrógeno, azufre, fósforo, oxígeno, argón o mezcla de ellos.
Del mismo modo, es posible emplear gases comercialmente disponibles tanto del combustible gaseoso, del gas de oxidación, como del catalizador.
Opcionalmente, puede disponerse de uno o varios depósitos adecuados para el almacenamiento de los diferentes gases involucrados en el proceso. Pudiendo almacenarse los diferentes gases mezclados entre sí o por separado. Empleándose de este modo, los gases contenidos en estos depósitos para Ia alimentación de Ia cámara de combustión donde tendrá lugar el proceso de fusión nuclear controlada de acuerdo con Ia presente invención.
El catalizador gaseoso es un compuesto que se emplea como fuente de: carbono, cloro, nitrógeno, azufre, fósforo, oxígeno, argón o mezcla de ellos.
Se debe entender que, en el contexto de Ia presente invención, el término "fuente de carbono, cloro, nitrógeno, azufre, fósforo, oxígeno", hace referencia a aquellos compuestos gaseosos que incorporan en su molécula al menos un átomo de carbono, cloro, nitrógeno, azufre, fósforo, oxígeno o mezcla de ellos. Se incluyen también aquellos compuestos gaseosos
formados por los isótopos de estos elementos. De acuerdo con una realización preferida, el catalizador es una fuente de un isótopo de carbono de peso atómico comprendido entre 9 y 14, preferiblemente de los isótopos 9 C 10 C 1 11 C 1 12 C y 13 C.
De manera preferida, el catalizador se selecciona entre el grupo formado por cloro (Cl 2 ), cloruro de carbonilo (COCI 2 ), tetracloruro de carbono (CCI 4 ), óxidos de cloro (CI 2 O, CIO 2 , CI 2 O 6 , CI 2 O 7 ), óxidos de carbono (CO, CO 2 ), óxidos de nitrógeno (NO, NO 2 , N 2 O), nitrógeno (N 2 ), ácido nitroso(HNO 2 ), ácido nítrico (HNO 3 ), óxidos de azufre (SO 3 , SO 2 ), argón y sus mezclas.
En una realización más preferida, el catalizador se selecciona entre el grupo formado por Cl 2 , COCI 2 , CCI 4 , HNO 2 , HNO 3 , NO, CI 2 O, CIO 2 , CI 2 O 6 , CI 2 O 7 , y sus mezclas.
Generalmente es suficiente Ia presencia de cantidades de catalizador inferiores al 1% respecto al total de Ia mezcla de combustión. De manera preferida, el catalizador está presente en una proporción de aproximadamente entre un 0.05% y 1% respecto al total de Ia mezcla de combustión. Preferentemente, Ia proporción de catalizador respecto al total de Ia mezcla de combustión es de aproximadamente 0.1 % y 0.5%.
El proceso descrito en Ia presente invención, se lleva a cabo en un reactor de fusión nuclear controlada que comprende una cámara de combustión. Generalmente, Ia cámara de combustión es un cilindro, por Io general fijo, cerrado en un extremo y dentro del cual se desliza un pistón muy ajustado al interior. La posición hacia dentro y hacia fuera del pistón modifica el volumen que existe entre Ia cara interior del pistón y las paredes de Ia cámara, aplicando de este modo una presión sobre los gases contenidos, que según el procedimiento de Ia invención es de al menos 10,13 bares (10 atmósferas). De manera preferida, dicha presión aplicada es de entre 10,13 y 151 ,99 bares (10 y 150 atmósferas). Preferiblemente entre 20,26 y 141 ,85 bares,
más preferido entre 40,53 y 136,79 bares.
En el caso de que el proceso comprenda Ia generación de un plasma del combustible gaseoso, Ia presión en el interior del reactor es de al menos 0,1 milibares, preferiblemente entre 0,1 y 100 milibares, más preferiblemente entre 0,5 y 80 milibares; aún más preferido entre 1 y 70 milibares.
Una vez aplicada dicha presión en el interior de Ia cámara de combustión, se provoca Ia combustión de los gases. Para ello, son conocidos diferentes medios para provocar dicha combustión, por ejemplo mediante una descarga eléctrica. Así, una cámara de combustión adecuada para llevar a cabo el proceso aquí descrito podría ser un pistón de un motor de combustión interna.
Según un segundo aspecto de Ia presente invención, se proporciona un reactor de fusión nuclear controlada caracterizado porque comprende a) una cámara de combustión en Ia que se introduce el combustible gaseoso, el gas de oxidación y el catalizador gaseoso; b) medios para Ia introducción de los distintos gases; c) medios para aplicar una presión positiva de al menos 10 atmósferas; y d) medios para inducir Ia combustión.
De manera alternativa, en el caso de que el proceso de fusión nuclear controlada comprenda Ia generación de un plasma en presencia del catalizador de acuerdo con Ia presente invención, el reactor de Ia invención se caracteriza porque comprende a) una cámara de combustión en Ia que se introduce el combustible gaseoso y el catalizador gaseoso; b) medios para Ia introducción de los distintos gases; c) medios para aplicar una presión de al menos 0,1 milibares; y d) medios para inducir Ia generación del plasma.
Son conocidos diferentes métodos de generación de un plasma, así por ejemplo Ia aplicación de descargas eléctricas pulsadas permitiría generar un plasma a partir de un gas que contiene átomos de deuterio.
De manera preferida, los diferentes componentes del reactor son preparados con materiales capaces de soportar altas temperaturas.
Generalmente, los medios utilizados para Ia introducción de los gases son sistemas de inyección conocidos en Ia técnica.
La introducción de los gases en de Ia cámara de combustión del reactor puede hacerse mediante una única corriente gaseosa que comprende Ia mezcla de todos los gases previamente mezclados en el exterior de Ia cámara de combustión, o bien pueden ser introducidos de manera independiente. Alternativamente, Ia introducción de Ia corriente del combustible gaseoso es independiente de Ia corriente del gas de oxidación que contiene también al catalizador gaseoso.
Los motores de combustión interna conocidos, con las modificaciones adecuadas para incorporar el reactor de fusión nuclear controlada descrito en Ia presente invención, son también objeto de Ia presente invención. Por Io tanto, un tercer aspecto de Ia presente invención hace referencia a un motor de combustión interna caracterizado porque comprende el reactor de fusión nuclear controlada de acuerdo con Ia presente invención, ya sea aquel en el que se lleva a cabo Ia combustión del combustible gaseoso en presencia del gas de oxidación o bien aquel en el que se genera un plasma sin Ia necesidad de Ia presencia de un gas de oxidación.
En el contexto de Ia invención, se entiende por "motor de combustión interna" un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de Ia energía química producida por un combustible que arde dentro de una cámara de combustión, Ia parte principal de un motor. Son conocidos motores de combustión interna de cuatro tipos:
i) El motor cíclico Otto, en el que Ia mezcla combustible es encendida
al final de Ia carrera de compresión mediante Ia acción provocada de una chispa es el motor convencional de gasolina que se emplea en automoción y aeronáutica. i¡) El motor diesel, donde se consigue únicamente Ia compresión del aire por parte de los pistones hasta alcanzar una presión y temperatura adecuadas para llegar a encender el combustible que se inyecta al final de Ia carrera de compresión de los sistemas y suele consumir gasóleo. Se emplea en instalaciones generadoras de electricidad, en sistemas de propulsión naval, en camiones, autobuses y algunos automóviles. iii) El motor rotatorio. Actualmente conocido como Motor Wankel.
Utiliza un rotor triangular dentro de una cámara ovalada, en lugar de un pistón y un cilindro. La mezcla de combustible y aire es absorbida a través de un orificio de aspiración y queda atrapada entre una de las caras del rotor y Ia pared de Ia cámara. La rotación del rotor comprime Ia mezcla, que se enciende con una bujía. Los gases se expulsan a través de un orificio de expulsión con el movimiento del rotor. El ciclo tiene lugar una vez en cada una de las caras del rotor, produciendo tres fases de potencia en cada giro. iv) La turbina de combustión. Está compuesta por un compresor, una o varias cámaras de combustión y Ia turbina de gas propiamente dicha. El ciclo termodinámico del gas en estas turbinas corresponde al Ciclo Brayton, y consiste en una compresión adiabática seguida de una politrópica y finaliza con una expansión adiabática. La aplicación más común de estas máquinas es Ia propulsión de aviones a reacción, y de ellas derivan las turbinas utilizadas en generación de energía eléctrica.
Según Ia invención, el motor de combustión puede presentar uno o más reactores de fusión nuclear controlada según Io anteriormente descrito.
Una vez introducidos ios gases en Ia cámara de combustión y sometidos a Ia presión adecuada, se provoca el proceso de combustión, por ejemplo, por medio de una chispa procedente de una bujía de chispa que enciende Ia mezcla de Ia manera convencional cuando el pistón de Ia cámara de
combustión alcanza Ia fase de combustión del ciclo de combustión.
Un cuarto aspecto de Ia presente invención proporciona un vehículo a motor que comprende el motor de combustión interna de acuerdo con Ia presente invención.
A Io largo de Ia descripción y las reivindicaciones Ia palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en Ia materia, otros objetos, ventajas y características de Ia invención se desprenderán en parte de Ia descripción y en parte de Ia práctica de Ia invención. Los siguientes ejemplos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de Ia presente invención.
EXPOSICIóN DETALLADA DE MODOS DE REALIZACIóN
Ejemplo 1. Ensayo de combustión en presencia de catalizador.
En Ia realización del experimento, se emplearon bombas calorimétricas, similares a las usadas para determinar el calor de combustión de los productos y compuestos químicos, las cuales son capaces de aguantar presiones de 30 a 40 atmósferas y temperaturas de 450 0 C.
Se introdujo en el interior de las bombas calorimétricas una corriente de hidrógeno ionizado y otra de oxígeno, manteniéndose a una temperatura de 450 0 C a 600 0 C. En esas condiciones, mediante una chispa eléctrica se encendió Ia mezcla explosiva y se midió el aumento de temperatura.
En una serie de explosiones sucesivas el calor de combustión de las mezclas aumentó Ia temperatura de las bombas calorimétricas entre 10 0 C y 20 0 C.
Todo Io anterior está de acuerdo con el "Principio de Ia Conservación de Ia energía".
La adicción de pequeñas cantidades de tetracloruro de carbono a Ia mezcla explosiva, resultó en un aumento de Ia temperatura de las bombas entre 40 0 C y 60 0 C.
El aumento de Ia temperatura encontrado se atribuye al proceso de fusión nuclear ocurrido entre los átomos de deuterio presentes, dado que Ia cantidad de catalizador que se añade es tan pequeña que Ia energía extra de su combustión no permite explicar el aumento de temperatura.
Ejemplo comparativo: Proceso de fusión nuclear de deuterio en ausencia de catalizador.
Para Ia realización del presente experimento, se llevó a cabo Ia electrólisis de agua empleando diferentes combinaciones de electrodos.
En una cuba electrolítica con electrodos de acero inoxidable, se colocó agua destilada, para su separación molecular en hidrogeno y oxigeno, a Ia cual se Ie agregó una pequeña cantidad de ácido sulfúrico puro para producir el electrolito. La cuba fue energizada directamente desde una fuente de corriente continua, entregando así corriente continua a Ia cuba. La mezcla de hidrogeno y oxigeno generada en Ia cuba electrolítica, se llevó a una presión positiva de 5 kg, para luego enviarla directamente al motor de combustión interna que comprende el reactor de fusión nuclear controlada de acuerdo con Ia invención, ubicado en un banco de prueba especialmente diseñado para medir el rendimiento alcanzado. Una vez introducidos los gases en el interior de Ia cámara de combustión del reactor se aplicó una presión positiva de entre 15 y 20 kg y se provocó Ia combustión mediante una chispa generada por una bujía de chispa.
El resultado obtenido fue que por cada metro cúbico de hidrogeno combustionado se obtuvo una energía que se mantuvo en el rango
equivalente entre 2,7 y 3 kwh.
Ejemplo 2: Proceso de fusión nuclear de deuterio en presencia de catalizador.
Se repitió el experimento del Ejemplo comparativo, con el mismo tipo de agua tomada desde el mismo recipiente, pero esta vez se cambió uno de los electrodos de Ia cuba electrolítica. El cátodo permaneció de acero inoxidable, mientras que el ánodo fue cambiado por un electrodo de carbono.
Al electrolito se Ie agregó cloruro de sodio en una cantidad de entre aproximadamente 0.2 y 0.5 g/l y se procedió a realizar Ia electrólisis de Ia solución. Resultando así Ia liberación de compuestos químicos de carbono y cloro en el ánodo, los cuales actúan como catalizadores en el proceso de fusión nuclear controlada. La mezcla de gases (hidrógeno + oxígeno + sustancias catalizadoras) producidos durante Ia electrólisis, se llevó nuevamente a una presión positiva de 5 Kg, para luego enviarla directamente al motor de combustión interna anterior, ubicado en el mismo banco de pruebas.
La cantidad de mezcla fue exactamente igual que Ia utilizada en el experimento anterior, pero esta vez, por cada metro cúbico de hidrogeno combustionado se obtuvo una energía que se mantuvo en el rango equivalente entre 8.1 y 9 kwh.
Tomando en consideración que el hidrogeno tiene un contenido energético que está entre 119,6 MJ/Kg (33,2 Kwh/Kg) y 141 ,6 MJ/Kg (39,3 Kwh/Kg) y que cada metro cúbico de hidrogeno pesa 89,9 grs, se concluye que los 3 Kwh obtenidos durante el proceso de combustión durante el Ejemplo comparativo, equivale a un proceso normal de combustión de hidrogeno, y donde Ia liberación de energía está dentro de los rangos admisibles para este tipo de proceso.
En el Ejemplo 2, se combustionó Ia misma cantidad de gas que en el Ejemplo comparativo, pero se obtuvo una energía liberada muy superior, Io que permite concluir que mediante el procedimiento del Ejemplo 2 se libera una energía adicional contenida en Ia corriente de hidrogeno. Esta energía adicional provendría de Ia fusión de núcleos de deuterio contenidos en Ia mezcla de gases combustionados, debido a Ia presencia de sustancias catalizadoras en los gases contenidos en Ia cámara de combustión.