Las leyes anticontaminación que se están aprobando en los últimos años están propiciando el desarrollo de alternativas para la movilidad más allá del coche eléctrico. Por el momento, el hidrógeno es la opción mejor posicionada de todas las que se barajan en los laboratorios de pequeñas y grandes compañías del sector automovilístico. En los últimos meses, están apareciendo varios desarrollos que emplean el hidrógeno en un motor de combustión interna como una solución sin emisiones contaminantes.

La compañía austriaca AVL Racetech, con experiencia como proveedora en el mundo de la Fórmula 1 y la NASCAR estadounidense, acaba de anunciar la consecución de un hito tecnológico fabricando un motor de hidrógeno turboalimentado con un excelente rendimiento. Esto último es lo más destacable de todo, porque hasta ahora era muy complicado realizar la combustión del hidrógeno con una mezcla lo suficientemente rica como para que ofreciera buenas prestaciones.

"AVL Racetech está desterrando este prejuicio", señalan en un comunicado. "Durante los últimos meses, el departamento de deportes de motor de AVL ha desarrollado un innovador motor de hidrógeno en colaboración con el laboratorio húngaro HUMDA".

Quemando hidrógeno

Este motor es, por el momento, un prototipo de un motor turbo de 2.000 centímetros cúbicos de cilindrada, que consigue una densidad de potencia de 205 caballos por litro. Es decir, que la potencia total que genera el propulsor llega hasta los 410 caballos, una cifra similar a la de cualquier motor de combustión de gasolina de competición.

El secreto del éxito de AVL es un sistema "inteligente" de inyección de agua,con el fin de moderar y mejorar la combustión dentro de los cilindros del motor. En concreto, según explican, se pulveriza agua en la admisión para "evitar un encendido prematuro no deseado, que puede dañar el motor".

Motor de hidrógeno AVL Racetech

Con esto se consigue que en la fase de combustión se queme completamente todo el combustible en el momento indicado, alargando la fiabilidad del propulsor. "La relación aire-combustible es 1", por lo que se trata de una combustión estequiométrica que emplea la cantidad justa de oxígeno para llevarse a cabo, consiguiendo un proceso más eficiente.

En cuanto a especificaciones técnicas, los 410 caballos que han conseguido en el banco de pruebas se consiguen a 6.500 revoluciones por minuto, mientras que el par máximo de 500 Nm se consigue entre las 3.000 y las 4.000 revoluciones. Unos datos superiores a los que habían estimado cuando presentaron el proyecto el año pasado.

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"A finales de 2022, anunciamos por primera vez que trabajaríamos en un motor de carreras de 2 litros propulsado por hidrógeno con combustión estequiométrica e inyección de agua", asegura Paul Kapus, jefe de desarrollo de motores de encendido por chispa en AVL. "Nuestros objetivos eran 500 Nm de par y una potencia de hasta 300 kW (402 caballos). Estamos orgullosos de haber podido validar esas cifras en el banco de pruebas".

"Los resultados obtenidos por nuestro motor de carreras de hidrógeno confirman que podemos ofrecer un paquete extremadamente competitivo con esta tecnología", apunta en esta ocasión Ellen Lohr, director de deportes de motor de AVL. "El objetivo de AVL Racetech es llevar el deporte del motor hacia un futuro sostenible". Algo que supone el siguiente paso en el desarrollo y que culminará cuando el propio motor ruede sobre una pista de carreras en una competición.

Versión de Toyota

Justo al otro lado del océano Atlántico y casi al mismo tiempo, la japonesa Toyota ha presentado una patente en Estados Unidos de un motor de combustión que incorpora un novedoso sistema de refrigeración. Propone el uso de válvulas de inyección de agua para refrigerar las altas temperaturas que genera el hidrógeno en su combustión.

El diseño presentado apuesta por un par de esas válvulas en cada cilindro para introducir el líquido elemento como refrigerante en los distintos orificios de la admisión. La patente explica con detalle que el agua podría inyectarse cuando la válvula de admisión se abre o se cierra, por lo que no se rociará constantemente. Y serán en cualquier caso pequeñas gotas que se evaporarán casi al instante después de rebajar unos cuantos grados la temperatura interna.

Imagen de un motor de hidrógeno Toyota Omicrono

Para asegurar un control preciso de ese sistema de refrigeración, todo estará gestionado por la centralita o Unidad de Control Electrónico (ECU), que gestiona todos los parámetros del motor: recibe información de diferentes sensores para controlar la combustión, el carburante, las revoluciones por minuto o las emisiones. Este cerebro digital se encargará de vigilar en todo momento el estado de funcionamiento del coche, para determinar la cantidad de agua que debe inyectar a cada momento en el motor.

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