El futuro del transporte pesado no siempre pasa por la batería. A veces pasa por el pistón de toda la vida.
Eso es, al menos, lo que sugiere el último trabajo del Southwest Research Institute (SwRI), en Estados Unidos. Sus ingenieros han puesto a punto un motor de combustión interna que quema hidrógeno mediante encendido por chispa y que, según el propio equipo, se comporta de forma muy parecida a un diésel. La diferencia clave con otras apuestas por el hidrógeno es que aquí no hay pila de combustible. Hay cilindros, hay pistones y hay explosiones controladas, como en cualquier motor convencional de gasolina.
El proyecto está pensado para vehículos comerciales de tamaño medio. Camiones de reparto, en esencia. Un segmento donde el par a bajas revoluciones lo es todo.
De un cilindro al motor completo
El equipo, con el doctor Qilong Lu al frente como uno de los responsables del programa dentro del departamento de sistemas de propulsión del instituto, empezó trabajando con un solo cilindro. Ahí afinaron la combustión y las estrategias de inyección. Poco después dieron el salto al motor multicilíndrico, donde aparecieron problemas como el preencendido, la estabilidad de la combustión y el encaje de todos los sistemas entre sí.
¿Por qué tanto interés en quemar hidrógeno en lugar de usarlo en una pila de combustible? El hidrógeno no contiene carbono, así que su combustión genera vapor de agua en vez de dióxido de carbono. Y, además, permite a los fabricantes conservar buena parte de su ecosistema industrial actual: las cadenas de suministro, la maquinaria de las fábricas, las transmisiones y el conocimiento acumulado de los talleres. No hay que empezar de cero.
Trucos de ingeniería
Conseguir que un motor de hidrógeno empuje como un diésel exigió varias soluciones. La primera, un turbocompresor que introduce más aire en el motor y permite quemar más combustible, lo que se traduce en ese par a baja velocidad imprescindible para mover un camión cargado.
La segunda tiene que ver con el aire dentro del cilindro. El hidrógeno arde mucho más rápido que la gasolina, y eso obliga a repensar cómo se mueve el flujo interno. El equipo rediseñó la geometría de los conductos de admisión, montó válvulas de admisión más grandes e incorporó inyectores específicos para hidrógeno, todo con el objetivo de lograr una mezcla óptima de aire y combustible.
El hidrógeno es caprichoso y es que una superficie caliente o unos gases residuales pueden encenderlo antes de que salte la chispa. El resultado sería picado, pérdida de potencia o incluso daños en el propio motor. Controlar ese riesgo fue uno de los grandes retos del proyecto.
Casi cero no es cero
El equipo habla de emisiones de CO₂ «casi nulas» en el tubo de escape, y en lo que respecta al motor es cierto. Pero conviene matizar. Si el hidrógeno se produce a partir de gas natural en lugar de electricidad renovable, la huella de carbono global puede seguir siendo alta. Y hay otro detalle es que la combustión alcanza temperaturas tan elevadas que el nitrógeno y el oxígeno del aire reaccionan entre sí, generando óxidos de nitrógeno (NOx).
Por todo esto podemos decir que no es un motor de cero emisiones en sentido estricto.
