La futura prohibición de los motores de combustión en Europa para 2035 ha impulsado una competencia global para desarrollar alternativas de propulsión sostenibles. Los motores eléctricos, ya sean alimentados por baterías o sistemas de pila de combustible de hidrógeno, encabezan esta transición.
Sin embargo, también se investigan combustibles alternativos que permitan prolongar la vida útil de los motores tradicionales, aprovechando la inversión realizada en su desarrollo y preservando una industria clave para economías globales.
Con hidrógeno, motores diésel más limpios
Un equipo de investigadores del Laboratorio de Investigación de Motores de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) en Australia ha desarrollado una tecnología que convierte motores diésel en sistemas híbridos de hidrógeno y diésel, logrando reducir las emisiones de CO2 en más del 85%. Este avance ha sido liderado por el profesor Shawn Kook de la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Fabricación, en colaboración con el profesor Evatt Hawkes, y ha llevado 18 meses de investigación y desarrollo.
El sistema dual permite que los motores diésel existentes funcionen con hasta un 90% de hidrógeno, lo que podría adaptarse rápidamente en camiones, maquinaria agrícola y equipos utilizados en minería. Este planteamiento no solo reduce significativamente las emisiones de carbono, sino que también aprovecha el hidrógeno verde, producido a partir de energías renovables como la eólica y la solar, lo que lo hace una solución más sostenible y respetuosa con el medio ambiente.
El estudio, publicado en International Journal of Hydrogen Energy, detalla que este sistema patentado reduce las emisiones de CO2 a 90 g/kWh, lo que representa una reducción del 85,9% comparado con un motor diésel convencional. Además, incrementa la eficiencia en más del 26%.
La tecnología de inyección directa de hidrógeno
El sistema híbrido conserva la inyección de diésel original y añade una inyección directa de hidrógeno al cilindro. Esta configuración permite controlar de manera precisa la mezcla de combustible, abordando uno de los principales desafíos de los motores de hidrógeno: las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx).
“Simplemente mezclar hidrógeno con el aire de admisión puede aumentar las emisiones de NOx. Sin embargo, nuestro sistema estratifica el hidrógeno dentro del cilindro, lo que permite reducir estas emisiones incluso por debajo de las de un motor diésel puro”, explica el profesor Kook.
Una ventaja adicional del sistema es que no requiere hidrógeno de alta pureza, lo que reduce los costos asociados. Además, el control independiente de la inyección de diésel e hidrógeno permite optimizar el proceso de combustión en diferentes condiciones operativas.
Aplicaciones inmediatas y desafíos futuros
Esta tecnología tiene un gran potencial en sectores como la minería, donde el hidrógeno ya se utiliza para generar energía. En estas aplicaciones, los motores diésel existentes podrían ser adaptados al sistema híbrido de manera rápida y eficiente. Según el profesor Kook, alrededor del 30% de las emisiones de gases de efecto invernadero en las minas provienen de motores diésel, por lo que esta solución podría tener un impacto significativo.
No obstante, para aplicaciones que requieren transporte y almacenamiento de hidrógeno, como los camiones, aún se necesitan avances en tecnologías de almacenamiento que sean más seguras y eficientes. Este desafío representa un área crítica para el desarrollo futuro de esta tecnología.
La adaptación de motores diésel a sistemas híbridos de hidrógeno ofrece una solución inmediata y pragmática para reducir emisiones mientras se desarrollan nuevas tecnologías de propulsión. Con iniciativas como la de la UNSW, el camino hacia una movilidad sostenible podría acelerarse, equilibrando la necesidad de reducir emisiones con la realidad de las infraestructuras actuales. Este enfoque podría ser clave para enfrentar los desafíos climáticos sin comprometer el progreso industrial y económico.