Los motores de hidrógeno y las pilas de combustible, al igual que otros accionamientos alternativos, hacen posible la movilidad sin emisión de dióxido de carbono. Freudenberg Sealing Technologies (FST) apoya ambas tecnologías con soluciones de juntas apropiadas.
Accionamientos alternativos han de hacer posible la movilidad ecológica. Además de en los vehículos eléctricos de batería hay grandes esperanzas en los accionamiento de hidrógeno. Entre ellos se encuentran, además de vehículos con pilas de combustible, también aquellos con motores de combustión interna. FST puede suministrar soluciones de juntas para ambos.
“El motor de combustión de hidrógeno se utilizará de serie en camiones de carga pesada y en autobuses”, afirma con seguridad el profesor Eberhard Bock. Como que, en general, es la pila de combustible la que está en boca de todos, esta opinión del President Technology and Innovation de FST, puede sonar muy valiente. Si bien, los constructores de motores también la comparten. Al fin y al cabo trabajamos en el desarrollo de motores de hidrógeno con muchos fabricantes de motores de combustión interna de renombre. El motivo es evidente; es una tecnología prometedora y ningún fabricante quiere quedarse atrás en el momento en que la economía del hidrógeno empiece a estar en auge. Los proveedores apoyan el proceso de desarrollo con los productos adecuados para que no sean solo la gasolina y el diésel los accionadores de los motores de combustión interna sino también el hidrógeno.
“El potencial del motor de hidrógeno se encuentra en la experiencia con el motor de combustión interna tradicional”.
Professor Eberhard Bock
Vice President Technology and Innovation
Modificación del motor de combustión interna
A fin de cuentas, se sienta la base para algo que si se observa con detenimiento parece lógico. Pues los fundamentos ya existen. “El potencial del motor de hidrógeno se encuentra en la experiencia en el motor de combustión interna tradicional”, afirma Bock. Los motores de combustión interna se fabrican desde hace más de 100 años y se consideran maduros desde una perspectiva tecnológica. “Hay suficientes conocimientos técnicos y personas especializadas para desarrollar y optimizar los motores de hidrógeno con pocos esfuerzos en comparación”, afirma convencido el profesor honorario de la Universidad Técnica de Kaiserslautern. Al fin y al cabo, fabricantes de motores de Alemania y los EE. UU. han presentado recientemente modelos consistentes y apuntan a la producción en serie. Y se benefician de componentes que pueden tomar sin más de los motores de combustión interna clásicos. En su empeño estaban y están obligados a adaptar al hidrógeno componentes como culatas, émbolos, anillos del émbolo y el sistema de inyección. Han de tener en cuenta, entre otros, que en el motor de hidrógeno las temperaturas pueden llegar a ser puntualmente más altas que en los motores de combustión interna.
Lo que también favorece la producción de modelos de hidrógeno son las plantas de producción ya existentes, las cuales se pueden adaptar a los motores de combustión interna de H2 con inversiones moderadas. Además, el abastecimiento de material y las cadenas de suministro están bien coordinados y no se requieren materiales raros. Los motores de hidrógeno presentados recientemente alcanzan unos 300 kilovatios (kW) y pares de más de 1000 newton metros (Nm). Suficiente para la utilización de los motores en maquinaria agrícola y de construcción. También son adecuados para sistemas estacionarios. Por ejemplo en centrales de cogeneración y como grupos electrógenos de emergencia. Para ello ya se están desarrollando motores con hasta 1000 kW
y 5000 Nm. Estos motores de 12 cilindros tienen una cilindrada de hasta 50 litros y también han de ser utilizables en la minería.
Ventajas de los accionamientos de hidrógeno
Si se comparan vehículos con accionamientos eléctricos por batería con vehículos accionados por un motor de hidrógeno, estos últimos destacan en algunas categorías relevantes. Se puede esperar que el precio de compra será menor aunque el mantenimiento sea más caro. Además, los vehículos con motores de combustión de H2 son más ligeros, pueden recargarse de combustible más rápidamente y tienen un alcance mayor. Y si en algún momento se ha creado una amplia infraestructura de hidrógeno con red de estaciones de servicio, también aumentarán las posibilidades de venta de vehículos turismo con motor de hidrógeno.
Si bien, en los motores de hidrógeno el grado de rendimiento es menos convincente. Este indica el nivel de energía útil en comparación con la energía a invertir. En vehículos eléctricos por batería, el rendimiento se encuentra en hasta el 85 por ciento. Por el contrario, el diésel llega a poco menos del 50 por ciento, aun cuando recientemente un fabricante en China llamó la atención con un rendimiento del 53 por ciento. El motor de combustión interna de H2 se encuentra en un buen 40 por ciento, con potencial ascendente. el rendimiento de la pila de combustible, también accionada con hidrógeno, es superior al 60 por ciento.
Apertura tecnológica en el accionamiento sostenible
Pero tanto si se trata de la pila de combustible como del motor de hidrógeno, Bock recomienda la apertura tecnológica: “Cada accionamiento sostenible debería ser bienvenido”. En accionamientos de hidrógeno, esto requiere la producción verde del hidrógeno. En el entretanto, la pila de combustible es una tecnología muy desarrollada. También ella tiene las ventajas de la carga rápida y del alcance mayor. También para ella hay un mercado en camiones pesados, vehículos logísticos y autobuses. “En FST trabajamos ya desde hace mucho tiempo en la búsqueda de soluciones de juntas para los diferentes tipos de accionamiento. De esta forma ayudamos a los fabricantes en el desarrollo conjunto de soluciones excelentes, así como de productos estandarizados, dice Bock.
Materiales potentes y demandados
Fabricantes y proveedores de renombre se dirigen a FST con cuestiones relativas a la técnica de juntas, como algo que se da por sobreentendido. No en último lugar porque, además de la seguridad de procesos, los conocimientos y la experiencia en el diseño de productos, es absolutamente esencial utilizar el material correcto. “Siempre hemos encontrado soluciones de juntas para situaciones difíciles. Tanto para el motor de combustión interna como para la pila de combustible. “Aquí juega a nuestro favor que tenemos las patentes de materiales tan acreditados como potentes”. En el sector de la pila de combustible se ha de citar, por ejemplo el Fuel Cell Polyolefin (FCPO) que se utiliza de serie. Al contrario de lo que ocurre en mezclas de caucho tradicionales, este material no libera ninguna sustancia nociva. Lo que es bueno para la pila de combustible que reacciona muy sensiblemente a estas influencias, lo que repercute en una reducción del rendimiento. A esto hay que añadir: Incluso las moléculas de hidrógeno pequeñas y volátiles solo traspasan muy lentamente el material longevo y resistente al calor.
Para el motor de hidrógeno se dispone de otro material de desarrollo propio a base de FKM. Resiste bien temperaturas de hasta 200 grados centígrados, lo que le predestina para motores de combustión interna de H2. Además, es tan resistente y hermético a la permeación como el FCPO, presentando una gran resistencia a líquidos refrigerantes y ácidos. Todas estas cualidades permiten su aplicación en componentes a modificar como el sistema de inyección.
Las empresas lideran, la política ha de actuar
Según Bock, para que los accionamientos de hidrógeno lleguen a ser significativos, la política ha de actuar. “Será decisivo que se decida la creación de la infraestructura para la economía del hidrógeno y se implemente con rapidez”. Tanto más cuanto que, a nivel internacional, muchos estados están llevando a cabo proyectos de hidrógeno y creando plantas de producción y sistemas de distribución. “Tanto Australia, el Lejano Oriente como América del Norte, en la actualidad fluyen gran cantidad de recursos monetarios en proyectos de hidrógeno. En Alemania tenemos que procurar no perder el hilo. Pues tenemos muchas buenas ideas pero todavía las implementamos muy lentamente”.
Así pues, será crucial mantenerse alerta y con ambición. Tanto más cuanto que hemos infravalorado los esfuerzos vinculados a ello y el tiempo necesario para la implementación. Será importante mostrar perseverancia. Bock cree que solo así se conseguirá la transición energética y la descarbonización en la que el tráfico pueda prescindir de combustibles con contenido en carbono. “Nuestro mayor impulso ha de ser nuestra conciencia climática”, afirma. “Para que este impulso se manifieste en todos los sectores, el estado ha de crear estímulos. Por ejemplo un mayor impuesto al CO2, hidrógeno verde subvencionado y el fomento de una amplia infraestructura del hidrógeno”.
Constructores de motores y proveedores como FST, elaboran actualmente soluciones factibles para los accionamientos con hidrógeno y las perfeccionan constantemente. Pues, ¿cómo dice Bock? El motor de hidrógeno llegará. Al fin y al cabo, sus ventajas son evidentes.
