Los combustibles para cohetes pueden ser sólidos o líquidos, los cuales se combinan con un oxidante para generar energía y propulsar el cohete. Los combustibles líquidos más comunes son el hidrógeno líquido (LH2) y el RP-1 (queroseno para cohetes), que se queman con oxígeno líquido (LOX). Los combustibles sólidos suelen estar compuestos por aluminio y perclorato de amonio, o bien por nitrato de potasio y sacarosa.
El RP-1 es la variedad más utilizada en cohetes espaciales. Este derivado del petróleo posee bajo contenido de azufre y compuestos aromáticos. El RP-1 clásico se obtiene de refinar petróleo, con procesos estandarizados desde los años 1950.
La Administración Nacional de Energía de China, publicó entre sus principales logros de innovación científica y tecnológica en la industria energética de 2024 la producción de queroseno sintético mediante licuefacción directa de carbón (DCL, Direct Coal Liquefaction) como un proyecto que involucra avances tecnológicos, geopolítica energética y sostenibilidad. En marzo de 2013, se lanzó oficialmente el proyecto de investigación y desarrollo de combustibles especiales en el campo aeroespacial basado en carbón, embarcándose en el camino de los avances científicos y tecnológicos.
En julio de 2014, la Compañía de Carbón a Petróleo Ordos del Grupo Energético Estatal y el 165.º Instituto de la Sexta Academia de la Corporación de Ciencia y Tecnología Aeroespacial de China iniciaron una cooperación científica y tecnológica integral, acelerando la investigación y el desarrollo y la aplicación de ingeniería del queroseno aeroespacial a base de carbón.
Desarrollar combustible líquido para cohetes utilizando carbón como materia prima es una forma eficaz de ampliar el suministro de combustible aeroespacial. Este logro es producto de un proceso de producción completo para preparar combustible líquido para cohetes de alto poder calorífico utilizando carbón como materia prima a través de tecnología de licuefacción directa. El producto es consistente con el queroseno aeroespacial derivado del petróleo en términos de rendimiento de impulso específico, características de enfriamiento, rendimiento de resistencia al flujo, características de combustión, entre otros, y puede reemplazar eficazmente al queroseno derivado del petróleo actual. El queroseno aeroespacial basado en carbón tiene un mejor desempeño en términos de densidad energética, efecto de absorción de calor y estabilidad, y es particularmente adecuado para su uso como combustible principal para motores de cohetes líquidos de carga pesada de alto empuje.
El queroseno aeroespacial a base de carbón preparado sobre la base de este desarrollo se utilizó con éxito como combustible principal en la misión de lanzamiento del cohete portador Chang Zheng 12 realizado el 30 de noviembre de 2024. Para China es de gran importancia asegurar la diversificación de las fuentes de combustible de queroseno aeroespacial.
En términos de innovación, China busca a través de este reducir el riesgo de suministro de petróleo, invirtiendo a gran escala en tecnologías de licuefacción de carbón. El proceso DCL convierte carbón en líquidos hidrocarbonados similares al queroseno mediante:
- * Hidrogenación a alta presión (usando catalizadores y temperaturas >400°C).
- * Procesos como el Shenhua DCL (planta en Mongolia Interior, capaz de producir ~1 millón de toneladas/año de combustibles líquidos).
Este combustible tiene grandes desafíos frente a alternativas más innovadoras como el metano (CH₄), el cual es más limpio y potencialmente producible en Marte, el Amoníaco (NH₃) e hidrógeno líquido, aunque criogénicos, son cero-emisiones. Este combustible emite más CO₂ que el petróleo y requiere subsidios estatales debido a su coste elevado.
Autora: Ing. Michelle Palacios
Centro de Ingeniería Eléctrica y Sistemas
