El hidrógeno, la materia prima del universo, por Tomás Unger

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Se trata del elemento primordial; su constitución es la más simple y, por lo tanto, la primera en ocurrir en el universo en expansión: átomos individuales con un solo protón al centro, acompañado de un neutrón y multitud de partículas subatómicas, con un electrón orbitándolos. Todo lo que ha venido después, desde elementos con átomos grandes y pesados como el plomo o el uranio, hasta las formas de vida complejas como los humanos y las ballenas, se produjeron a partir de átomos de hidrógeno.

–Condensación–

Los átomos de hidrógeno se habrían formado de manera parecida a las gotas que se condensan en la niebla a lo largo de la costa peruana. En el espacio, los átomos empezaron a atraerse entre sí. Viajando todavía a velocidades altísimas, se congregaron girando en torno a centros de mayor concentración. En el centro de estos remolinos gigantescos, la fusión de átomos inició reacciones en cadena, que a su vez empezaron a emitir nueva radiación, encendiendo las protogalaxias que hoy conocemos como cuásares.

Todavía no está muy claro cómo los cuásares habrían pasado a formar las galaxias. Se postula que fue una serie continua de actividad energética, con grandes concentraciones de hidrógeno, que a su vez generaron más reacciones en cadena, dando lugar a las estrellas. Este ciclo de creación estelar no se ha detenido.

–Combustible–

Como lo explicáramos en una página anterior, el hidrógeno es el combustible de las estrellas. Con suficiente cantidad, este se aplasta por la gravedad extrema de tanta masa, fusionando sus núcleos y formando helio, el segundo elemento más simple y ligero, con dos protones, dos neutrones y dos electrones.

Esta fusión nuclear libera cantidades espectaculares de energía por toda la gama electromagnética, desde rayos X y gama, hasta la luz que podemos ver. La cantidad de hidrógeno que tiene una estrella es suficiente para mantener una reacción relativamente estable y constante por miles de millones de años. En el proceso, su horno nuclear continúa fusionando átomos de helio y produciendo otras sustancias.

Al final de su ciclo de vida, gran parte de los miles de millones de estrellas que hay en cada galaxia primero colapsan y luego estallan, dispersándose en nubes de gas y polvo. Eventualmente, los elementos dispersos son atraídos por nuevas estrellas en formación y se acumulan para crear planetas.

“Como lo explicáramos en una página anterior, el hidrógeno es el combustible de las estrellas”.

La Tierra es una colección de elementos forjados en estrellas que murieron y que se congregaron durante la formación del sistema solar. Y la vida pudo darse gracias al sinnúmero de combinaciones con que se forman minerales, proteínas y tejidos complejos.

–Esencial–

En la Tierra, el hidrógeno se encuentra mayormente en combinación con otros elementos. Un ejemplo típico y abundante es el agua (H2O: dos átomos de hidrógeno más uno de oxígeno), que existe en depósitos subterráneos, mares, lagos y ríos, y en la atmósfera como nubes, o disuelto en el aire. Solo una fracción del hidrógeno sigue en forma pura (H2), como gas en la atmósfera, flotando a grandes alturas.

–Pasado y futuro–

El hidrógeno fue descubierto a partir de un experimento realizado en 1671 por el científico anglo-irlandés Robert Boyle, cuando vio que la reacción entre virutas de hierro y ácidos producía gas. Un siglo después, el científico inglés Henry Cavendish replicó el experimento e identificó un gas resultante: incoloro, sin olor, pero inflamable, y que al encenderse producía agua. El químico francés Henri Lavoisier estudió los experimentos de Boyle y Cavendish, y en 1783 le dio al gas el nombre de hidrógeno.

Siendo un gas ligero, el hidrógeno empezó a utilizarse en globos, en vez del aire caliente que hace perder altura al enfriarse. En 1825 el ingeniero francés Henri Giffard diseñó el primer dirigible, un globo con un compartimento colgante para pasajeros, un motor a vapor para propulsión, y una cola.

Los dirigibles, como transportes relativamente rápidos y con capacidad de carga, recién se establecieron gracias al inventor alemán Ferdinand von Zeppelin, cuya primera creación voló en 1900. Los zepelines crecieron hasta lograr vuelos transatlánticos. En 1937 el incendio catastrófico del zepelín Hindenburg al llegar a Nueva Jersey causó muchas muertes y, al ser filmado, pudo ser visto alrededor del mundo; esto marcó el fin del uso del hidrógeno para transporte de pasajeros.

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Hoy se usa el hidrógeno en globos y dirigibles, principalmente para investigación atmosférica. También se están explorando nuevos usos como combustible verde, ya que su combustión produce agua limpia y no contamina. El mayor obstáculo es su costo económico y ambiental: separar el hidrógeno a escala comercial para emplearlo en motores de vehículos o aviones requiere mucha energía.

Una serie de iniciativas alrededor del mundo están probando diversos métodos de producción que podrían resultar relativamente limpios, y motores suficientemente ligeros, seguros y económicos para justificar su uso a escala masiva. De lograrse, el hidrógeno, producido por la energía primordial del universo, podría ser la fuente de energía de nuestro futuro.

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