Motores a reacción de plasma utilizando solo aire inyectado y electricidad

Como alternativa a la propulsión mediante combustibles fósiles, investigadores del Instituto de Ciencias Tecnológicas de la Universidad de Wuhan (China) ha demostrado un dispositivo prototipo de motor a reacción que utiliza plasmas de aire de microondas para propulsión a chorro.

"La motivación de nuestro trabajo es ayudar a resolver los problemas del calentamiento global debido al uso que hacen los humanos de motores de combustión de combustibles fósiles para impulsar maquinaria, como automóviles y aviones", dijo el autor Jau Tang, profesor de la Universidad de Wuhan. "No hay necesidad de combustibles fósiles con nuestro diseño y, por lo tanto, no hay emisión de carbono que cause efectos de efecto invernadero y calentamiento global", añade el investigador, cuyo trabajo se publica en AIP Advances.

Más allá de sólidos, líquidos y gases, el plasma es el cuarto estado de la materia, que consiste en un agregado de iones cargados. Existe naturalmente en lugares como la superficie del sol y los rayos de la Tierra, pero también se puede generar. Los investigadores crearon un chorro de plasma al comprimir el aire a altas presiones y usar un microondas para ionizar la corriente de aire a presión.

Este método difiere de los intentos anteriores para crear propulsores de chorro de plasma de una manera clave. Otros propulsores de chorro de plasma, como la sonda espacial Dawn de la NASA, usan plasma de xenón, que no puede superar la fricción en la atmósfera de la Tierra y, por lo tanto, no son lo suficientemente potentes para su uso en el transporte aéreo. En cambio, el propulsor de chorro de plasma de los autores genera el plasma de alta temperatura y alta presión in situ utilizando solo aire inyectado y electricidad.

El prototipo de dispositivo de chorro de plasma puede levantar una bola de acero de 1 kilogramo sobre un tubo de cuarzo de 24 milímetros de diámetro, donde el aire de alta presión se convierte en un chorro de plasma al pasar a través de una cámara de ionización de microondas. A escala, la presión de empuje correspondiente es comparable a la de un motor de avión comercial. 

Al construir una gran variedad de estos propulsores con fuentes de microondas de alta potencia, el diseño del prototipo se puede ampliar a un jet de tamaño completo. Los autores están trabajando para mejorar la eficiencia del dispositivo hacia este objetivo.

"Nuestros resultados demostraron que dicho motor a reacción basado en plasma de aire de microondas puede ser una alternativa potencialmente viable al motor a reacción convencional de combustible fósil", dijo Tang.