Debido a la gran dependencia de la sociedad actual del petróleo y a otros combustibles fósiles para todo tipo de productos, y al consumo a gran escala de éstos como combustible principal para el transporte y generación de electricidad; se han producido graves alteraciones en el medio ambiente e incluso en la economía mundial.
A causa de estos efectos sobre el medio ambiente, y el cada vez más cercano pico o agotamiento del petróleo, se hace necesario que tanto científicos como ingenieros investiguemos nuevas fuentes de energía renovables y alternativas.
Una de ellas es el hidrógeno que, aunque aún está en fase de desarrollo, es uno de los vectores energéticos del futuro. Entre sus principales ventajas está su gran abundancia en el planeta, siempre combinado con otros elementos. Asimismo, mediante procesos como la electrólisis es relativamente fácil su generación, obteniéndose con energías renovables de manera muy limpia.
Es posible utilizar al hidrógeno como almacén de los excedentes de energía eléctrica en los momentos de menor consumo. Por ese motivo desde IDEOJ apostamos por el hidrógeno dentro de nuestra filosofía de potenciar el uso de energías renovables y no contaminantes.
Dentro de los motores, una de las tecnologías que se deberán adaptar son los motores de combustión dual interna, en los que muchas empresas ya están invirtiendo. Muchas razones hacen pensar en la combustión de hidrógeno e hidrocarburos de manera conjunta en el motor como una solución factible. Una de ellas es el alto poder calorífico del hidrógeno, que puede desplazar una fracción de combustible fósil, además de poder contribuir potencialmente en la reducción de emisiones de dichos motores.
Inyección de Hidrógeno: La mejora de los motores actuales
Dependiendo del porcentaje, se consiguen importantes reducciones de las emisiones, sobretodo de los humos, hidrocarburos, monóxido y dióxido de carbono. A cantidades del 65 al 85% de hidrógeno se producen los mejores resultados, en que descienden drásticamente todas las emisiones (incluso NOx) y aumenta el rendimiento térmico de forma muy acentuada.
Aunque esto en laboratorio parece una realidad muy cercana, en la actualidad existe un bajo rendimiento en la producción de hidrógeno mediante energías renovables, lo que dificulta obtener cantidades suficientes como para desplazar tal fracción de carburante. Por eso, nuestros esfuerzos van dirigidos a hacer realidad el uso de nuestros conocimientos y experiencia en el sector de las energías renovables, para impulsar los motores diésel con inyección de hidrógeno.
Las emisiones NOx, se presentan como una posible desventaja. Estas emisiones, sin embargo, se pueden reducir mediante diferentes técnicas. Los métodos considerados adecuados para la reducción de este tipo de contaminantes son principalmente cuatro:
- La introducción de terceras substancias como dietiléter
- El reajuste de los componentes electrónicos de inyección de carburante al motor
- La recirculación de los gases de escape
- La reducción catalítica selectiva, este último considerado uno con los resultados más positivos.
El sistema se presenta recomendable de cara a un futuro próximo, en el que haya un endurecimiento de las leyes contra emisiones. También si se producen suficientes avances en tecnologías electrolíticas como para obtener cantidades importantes de hidrógeno a rendimientos apropiados. Proyecto en el que estamos trabajando para su uso directo en camiones y autobuses.
Aplicaciones Actuales de H2 en Transporte
Estamos desarrollando una tecnología que hace posible la utilización de hidrógeno en sistemas de transporte abarcando de forma específica el uso en camiones y autobuses. Para ambos casos hemos encontrado aplicaciones tanto en vehículos de tamaño menor, como en los de gran tamaño.
De la información que hemos recolectado en nuestras investigaciones, es posible concluir que, en la utilización de hidrógeno en transporte, se dan las siguientes tendencias:
El uso de hidrógeno en transporte se da con dos distintas aplicaciones: la conversión a electricidad con celdas de combustión hidrógeno o la inyección directa a motores de combustión interna.
Existen unos pocos casos de uso en combustión interna, en donde el hidrógeno se quema al interior del motor de igual forma que la gasolina. En estos casos se trata de reconversión de vehículos más que un diseño dedicado. Sin embargo, la mayoría de los casos son de uso de hidrógeno en celdas de combustible para producir electricidad que alimente motores eléctricos de propulsión de manera conjunta con baterías.
Circuitos cerrados y transporte público
A nivel global, se estudia la aplicación de hidrógeno en movilidad utilizando una estación de reabastecimiento para funcionar, visto de otra forma se requiere el funcionamiento de equipos dentro de un circuito cerrado tal como redes de transporte público. Los casos estudiados corresponden de forma mayoritaria a la utilización de hidrógeno en buses de transporte público, con una aplicación en tren, una en equipo de logística en una planta productiva y otros casos en uso mixto en donde también se genera electricidad la que se inyecta a la red.
El hidrógeno se utiliza en la mayoría de los casos en la alimentación a celdas de combustible para luego utilizar la electricidad generada en motores eléctricos, pudiendo acompañarse con baterías o utilizarse de forma directa. Existe también el caso de utilización en motores de combustión interna, en el que además se compara el rendimiento de estos versus el uso de hidrógeno en celdas de combustible las que poseen una eficiencia mayor. Por último, existen casos, en Argentina específicamente, en los que el hidrógeno se mezcla con gas natural para alimentar motores de combustión interna.
En relación a las estaciones de reabastecimiento estas son construidas por empresas que tienen una larga trayectoria en el trabajo con gases industriales. Dentro de las estaciones existen 3 tipos en base a cómo se obtiene el hidrógeno: aquellas con producción in situ, aquellas con abastecimiento por camiones y el último tipo corresponde a una mezcla de los anteriores.
Como vemos, el uso del Hidrógeno en los motores diésel se nos presenta como una alternativa real a los clásicos motores que siguen fomentando el uso del petróleo. Nuestras investigaciones, siempre a la vanguardia de las tecnologías sostenibles, apuestan por el uso del Hidrógeno.
