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Cargando...No solo de motores eléctricos vive la sostenibilidad: el hidrógeno se puede aprovechar de distintas maneras.
El hidrógeno está en boca de todos. Incluso en la nuestra: no hace mucho te hablábamos de esta fuente de energía sostenible para la movilidad en este mismo blog. Es un elemento que utilizan los automóviles eléctricos de pila de combustible, pero ¿sabías que también hay vehículos con motores de combustión interna que lo utilizan?
Motores de combustión de hidrógeno para vehículos (H2 ICE)
Efectivamente, hay vehículos que utilizan motores de combustión interna de estilo convencional pero que, en lugar de gasolina o gasóleo, emplean el hidrógeno como combustible. Se les conoce como H2 ICE.
Es necesario diferenciar estos vehículos de los propulsados por hidrógeno (H2) mediante pila de combustible. En este último caso, el hidrógeno se combina con el oxígeno del aire para producir electricidad que alimenta los motores eléctricos que mueven el automóvil.
Sin embargo, un motor de combustión interna de hidrógeno (HS ICE) es básicamente una versión modificada de un motor de combustión interna de gasolina de los que estás acostumbrado a conocer. Básicamente, utiliza el hidrógeno para causar pequeñas explosiones que generan movimiento.
¿Cómo es un motor de combustión interna de hidrógeno?
Un motor de combustión interna que utilice hidrógeno como combustible no presenta grandes diferencias en su funcionamiento en comparación con uno de gasolina, salvo en algunos elementos constructivos.
De hecho, emplea el mismo ciclo de cuatro tiempos. El combustible —en este caso el hidrógeno— se inyecta directamente en la cámara de combustión y enciende la mezcla, una vez comprimida, mediante una chispa provocada por la bujía.
¿Cuáles son, entonces, las diferencias constructivas entre un motor de combustión de hidrógeno (H2 ICE) y uno de gasolina? Básicamente pasan por el uso de válvulas y asientos de válvulas endurecidos, bielas más resistentes, un tipo diferente de bujías, una bobina de encendido de mayor voltaje, inyectores de combustible diseñados para emplear gas en lugar de líquido, un amortiguador de cigüeñal más grande, material de junta de culata más resistente, uno o varios turbos y, por último, un colector de admisión modificado.
¿Qué potencia ofrecen los motores de combustión interna de hidrógeno?
En lo referente a la potencia máxima de estos vehículos, en los motores de combustión interna de hidrógeno depende sobre todo de la relación aire/combustible y el sistema de inyección que se utilice, aunque normalmente se trata de sistemas de inyección directa.
Igual que ocurre en un motor de combustión de gasolina, la relación aire/combustible estequiométrica es la más adecuada para obtener el máximo rendimiento en un H2 ICE. En el caso del hidrógeno, la mezcla estequiométrica es de 34:1, es decir, una parte de hidrógeno por cada 34 partes de aire.
Con esta relación aire/combustible y mediante un sistema de inyección directa, la potencia máxima de un H2 ICE puede ser aproximadamente un 15% mayor que la de un motor de gasolina similar.
¿Qué emisiones contaminantes produce un H2 ICE?
Ya sabes que una de las principales ventajas de utilizar hidrógeno como combustible es que las emisiones contaminantes que produce son prácticamente nulas. Esto se debe a que la combustión de hidrógeno solo genera vapor de agua como subproducto.
¿Qué ocurre en la práctica? Que los H2 ICE pueden generar, además del vapor de agua, ciertas cantidades de dióxido de carbono (CO2) y óxidos de nitrógeno (NOx), que contribuyen al calentamiento global.
Por una parte, los H2 ICE generan cantidades muy pequeñas de CO2 que proceden, sobre todo, de la combustión de la pequeña cantidad de lubricante que pudiera pasar a la cámara de combustión y quemarse junto al combustible. Y sí, el lubricante es imprescindible para lubricar las distintas partes del motor.
Por otra parte, un motor H2 ICE puede generar emisiones de NOx siempre que emplee una relación aire/combustible estequiométrica. Esto es así porque, en esas condiciones, la temperatura de combustión es muy elevada y, como consecuencia, el motor tenderá a producir una cantidad significativa de NOx.
Esta es la razón por la que los H2 ICE no suelen funcionar con una relación aire/combustible estequiométrica. Más bien se diseñan para trabajar con el doble de aire requerido, en teoría, para una combustión completa.
¿Qué significa esto? Por un lado, mayor sostenibilidad, pero por el otro, menos potencia. Efectivamente, con esa relación aire/combustible la formación de NOx se reduce prácticamente a cero. Sin embargo, la potencia del H2 ICE disminuye aproximadamente a la mitad. Esta es la razón por la que los H2 ICE suelen ser más grandes que los motores de gasolina y están turboalimentados. Así es como se compensa esa pérdida de potencia.
En un próximo artículo te seguiremos hablando sobre estos vehículos que ya se perfilan como una alternativa más para una movilidad más sostenible.
