Cargando...¿Camiones de hidrógeno? Sí: son una de las opciones más prometedoras para el transporte pesado. El hidrógeno ya se considera una alternativa viable a los combustibles fósiles y una pieza fundamental de la transición energética.
En camiones, la tecnología de combustión de hidrógeno gana cada vez más enteros. Es la que utiliza motores de combustión interna adaptados al uso de hidrógeno (H2 ICE) en vez de gasóleo.
¿Qué ocurre? Que no es lo mismo quemar hidrógeno que gasóleo. Así que estos motores tienen por delante ciertos desafíos específicos, que veremos a continuación.
Problemas de preignición y características de la combustión
Efectivamente, las propiedades únicas de combustión del hidrógeno representan un desafío considerable para el diseño de motores.
Lo que ocurre con este combustible es que, a diferencia de los convencionales, el hidrógeno (H2) tiene una energía de ignición baja y un rango de inflamabilidad muy grande. Esto significa que puede encenderse con mucha más facilidad.
¿Qué problema supone un gas que se enciende más fácilmente?
Uno de los principales desafíos de la utilización del hidrógeno (H2) como combustible en un motor de combustión es que, al encenderse con tanta alegría, el uso de este combustible aumenta la probabilidad de preignición y detonación en el motor, sobre todo bajo cargas elevadas, baja velocidad o cambios bruscos de aceleración.
Ya te hemos hablado alguna vez sobre el problema de la preignición: si no se controla, puede provocar fallos catastróficos en el motor. En el caso del hidrógeno, incluso de mayor intensidad que en los motores convencionales de gasolina o diésel, ya que el proceso de combustión puede ser impredecible.
¿Se puede hacer algo para reducir la preignición en motores H2 ICE?
La respuesta a esta pregunta es sí. El lubricante tiene un papel crucial a la hora de mitigar la preignición en estos motores. De hecho, los nuevos aceites de motor para los nuevos motores H2 ICE se están formulando especialmente para minimizar estos fenómenos de preignición.
Recordemos que una preignición incontrolada puede dañar pistones, bujías y paredes de cilindros. Son problemas que pueden originar fallos prematuros del motor, reclamaciones de garantía costosas y tiempos de inactividad. Justo lo que quieren evitar a toda costa los operadores de flotas.
Impacto del uso de hidrógeno (H2) en pistones e inyectores
Los componentes internos de los motores de combustión de hidrógeno (H2) están sometidos a tensiones térmicas y mecánicas más intensas que los motores tradicionales.
¿A qué se debe esto? Por un lado, a las altas temperaturas asociadas a la combustión de hidrógeno (H2), que aumentan la tensión térmica en los pistones, las puntas de los inyectores y las paredes de los cilindros.
Diferencias entre usar un gas (hidrógeno (H2)) y un líquido (gasóleo)
Todavía hay más: como sabes, el hidrógeno (H2) es un gas. En comparación con otros combustibles líquidos, los inyectores deben suministrar un mayor volumen de hidrógeno precisamente por eso, porque su estado es gaseoso.
Así que son necesarios inyectores especiales, diseñados con mucha precisión y capaces tanto de gestionar altos caudales como de evitar turbulencias.
Metales más frágiles, piezas en riesgo
La fragilización por hidrógeno (H2) es otro problema crítico. Este fenómeno se produce cuando los átomos de hidrógeno penetran en la estructura metálica de las piezas del motor debilitándola y pudiendo causar grietas y fracturas microscópicas.
Los pistones, inyectores y válvulas son particularmente vulnerables a esa fragilización. Por eso los fabricantes (OEMs) se ven obligados a desarrollar nuevas aleaciones, tratamientos superficiales y recubrimientos que resistan esa fragilización por hidrógeno.
Sin los materiales adecuados, el coste de las reparaciones del motor, las paradas imprevistas y la sustitución de componentes del motor aumentaría significativamente. Para solucionar esto, ya se prueban recubrimientos avanzados y pistones reforzados capaces de mantener la durabilidad bajo presiones y temperaturas extremas.
Hidrógeno, agua y lubricantes: una relación compleja
No solo el motor y sus componentes deben prepararse para tratar con el hidrógeno (H2): el propio lubricante también debe protegerse de algunas de sus peculiaridades. De hecho, el vapor de agua añade complejidad a la lubricación de los motores H2 ICE.
La explicación es muy sencilla: como sabes, la combustión del carburante en los motores tradicionales produce gases como dióxido de carbono y vapor de agua. ¿Qué ocurre si utilizamos hidrógeno (H2) en su lugar? Que la proporción de vapor de agua es mucho mayor.
Efectivamente: también en los camiones con motor de combustión de hidrógeno (H2) es muy importante elegir lubricantes adecuados y de calidad contrastada.
En un próximo artículo te contaremos un poco más sobre la formulación de estos aceites tan especiales. Entraremos en detalle para contarte cómo los lubricantes y sus especiales formulaciones pueden participar activamente en el buen funcionamiento, rendimiento y durabilidad de estas motorizaciones.
