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Además de los motores eléctricos alimentados por batería, los fabricantes de equipos de construcción (OEM) y los fabricantes de motores también compiten por desarrollar nuevas tecnologías de motores que utilicen hidrógeno como combustible. Hasta el momento, los motores de combustión interna (ICE) de hidrógeno han demostrado ser prometedores, y varias empresas (incluidas JCB, Perkins y Cummins) han anunciado planes para producir motores de combustión interna específicos para H₂ o independientes del combustible. Sin embargo, continúa el debate sobre si otra forma de hidrógeno, las pilas de combustible de hidrógeno, es adecuada para aplicaciones todoterreno. Las pilas de combustible consisten en bombear hidrógeno comprimido desde un depósito de combustible reforzado con fibra de carbono a una pila de pilas de combustible, que combina oxígeno e hidrógeno para generar electricidad para el motor eléctrico en lugar de quemarlo. A medida que la industria continúa su camino hacia la descarbonización, su posible inclusión en los futuros equipos de construcción sigue siendo una incógnita.

Esto quedó ilustrado en la reciente Cumbre Diesel Progress en Louisville, EE. UU. (organizada por la revista Diesel Progress de KHL), donde representantes de la empresa de soluciones de energía eléctrica Volvo Penta y del fabricante británico de equipos de construcción JCB presentaron perspectivas diferentes al respecto. Chris Giorgianni, vicepresidente de producto de JCB Norteamérica, explicó a los asistentes durante una mesa redonda que la empresa está comprometida con el desarrollo de máquinas con motores eléctricos y motores de combustión de hidrógeno, pero ha descartado las pilas de combustible.

JCB es uno de los varios fabricantes de motores que se preparan para lanzar motores de hidrógeno al mercado el próximo año. "Vemos el valor de la electricidad, concretamente cero emisiones y bajo nivel de ruido", afirma. "Pero existen inconvenientes. Son muy caros, y algunas unidades cuestan casi el doble que las diésel". Giorgianni afirma que estos factores llevaron a JCB a investigar las pilas de combustible y a construir algunas de sus excavadoras de gran tamaño. Si bien la empresa ha descubierto que estas máquinas no necesariamente producen niveles de ruido más bajos, sí tienen una "mejor calidad de ruido", se pueden repostar rápidamente y tienen bajas emisiones. Las principales desventajas son el coste, y las pilas de combustible de hidrógeno requieren un refrigerante especial que puede mezclarse fácilmente con otros refrigerantes si se utilizan máquinas con diferentes tipos de motor en la misma obra.

"Desde la perspectiva de las pilas de combustible, nos pareció que, si bien la tecnología era excelente, no nos parecía práctica en nuestro entorno", concluyó Giorgianni. JCB, en cambio, ha centrado sus esfuerzos en los motores de combustión de hidrógeno. Los motores de combustión de hidrógeno de la compañía ya impulsan prototipos de retroexcavadoras y manipuladores telescópicos Loadall, y la compañía lanzó recientemente una estación de servicio móvil que diseñó y construyó.

Los comentarios de Giorgianni contrastaron con los de Darren Tasker, vicepresidente de Ventas Industriales de Volvo Penta para las Américas, otro ponente de la Cumbre del Progreso Diésel. Tasker afirmó que Volvo Penta prevé diversas tecnologías para los motores del futuro. En cuanto al hidrógeno, afirmó: «Sin duda, será una tecnología potente en el futuro. Hoy contamos con un motor de doble combustible de hidrógeno y diésel. En un plazo de 18 meses a dos años, lanzaremos un motor de gas natural, que forma parte de la evolución de la tecnología del hidrógeno. Este motor de gas natural será de encendido por chispa, y el siguiente paso será contar con una familia de motores de chispa 100 % de hidrógeno. Por supuesto, no solo trabajamos en los aspectos técnicos del hidrógeno para aplicaciones todoterreno y de generación de energía; también buscamos cómo colaborar eficazmente con los proveedores de hidrógeno para ofrecer hidrógeno verde que se ajuste a nuestros objetivos para 2050. Por lo tanto, se trata de una vía de desarrollo tecnológico, pero también de un desarrollo de la disponibilidad de combustible, y creo que es una vía en la que no solo Volvo, sino muchos de los proveedores de sistemas de propulsión de la cadena de suministro están trabajando». Dado el debate en torno al tema, cuando se le preguntó si creía que las pilas de combustible eran adecuadas para aplicaciones todoterreno, Tasker respondió: «Creemos que las pilas de combustible que estamos desarrollando son lo suficientemente potentes para aplicaciones todoterreno. Pueden ser una fuente de combustible independiente, pero son más eficaces cuando se utilizan junto con baterías».

Sin embargo, Tasker reconoció que aún queda trabajo por hacer para ayudar a los clientes a gestionar los altos costos de capital asociados con las nuevas tecnologías. Añadió: «Como proveedor de sistemas de propulsión, necesitamos ayudar a nuestros clientes a realizar una transición exitosa. Sabemos que esta tecnología conlleva tarifas elevadas. Es costosa y requiere mucha I+D para su desarrollo». «Los primeros en adoptarla se preguntarán cómo comercializarla. En ese caso, tendremos que considerar diferentes modelos de negocio. ¿Cómo cobramos la energía como servicio en lugar de como hardware? ¿Cómo consideramos las opciones de arrendamiento? ¿Cómo consideramos tarifas que reduzcan el consumo y pongan la energía en funcionamiento, compensando al mismo tiempo los costos a largo plazo con menores costos operativos?».

En su intervención en la cumbre, Jim Nebergall, gerente general de Cummins Hydrogen Engines, afirmó que la compañía está desarrollando ambos tipos de tecnología. "Realmente no lo consideramos como una pila de combustible o un motor. Son muy complementarios. Llenar el dispositivo es lo mismo que llenar una pila de combustible o un motor. La producción y distribución del combustible pueden ser complementarias. Es raro que dos tecnologías tan diferentes —motores y pilas de combustible— puedan utilizar el mismo combustible. Por lo tanto, contar con ambas opciones ayudará a construir la infraestructura e impulsar la demanda".

Paul Mercurio, gerente de ventas de Liebherr Fuel Injection Systems en EE. UU., también afirmó que espera que las pilas de combustible formen parte de la combinación. Mercurio explicó que esto es especialmente cierto para las máquinas más grandes, donde Liebherr aún ve la necesidad de motores de combustión interna alimentados con diésel, biodiésel e hidrógeno. Añadió que también existen aplicaciones complejas, como camiones mineros, grandes proyectos de movimiento de tierras y excavadoras que operan en condiciones extremas donde "la energía de la batería podría no alcanzar todo el potencial necesario". "Al mismo tiempo, existen aplicaciones para las pilas de combustible", añadió. "Existen algunas preocupaciones sobre las pilas de combustible porque el hidrógeno utilizado en ellas debe ser muy puro, y en una obra como esta, el hidrógeno es muy sucio y polvoriento. Esto es algo que debe tenerse en cuenta al repostar en el campo, así como al mantener las pilas de combustible limpias para que funcionen correctamente".

Kohler Engine Company ha presentado su nuevo motor de combustión interna de hidrógeno con inyección directa KDH. El lanzamiento de este nuevo producto, cuya aceptación de pedidos está prevista para 2026, se suma a la noticia, anunciada a principios de este año, de que Kohler Energy se constituirá como empresa independiente.

El motor de hidrógeno se basa en un derivado del motor KDI 2504 TCR de Kohler, que utiliza una arquitectura tradicional de motor de combustión interna, pero reemplaza el diésel por hidrógeno. Desde el punto de vista medioambiental, los motores de hidrógeno tienen una combustión más limpia que los motores diésel estándar. Kohler afirma que el KDH está diseñado para ser un reemplazo directo de los modelos diésel. Los fabricantes de equipos originales (OEM) pueden esperar compatibilidad con las plataformas de máquinas existentes, ya que la plataforma del motor conservará los mismos circuitos de refrigeración, tomas de fuerza y ​​volantes, puntos de montaje del motor y líneas de admisión. Los modelos KDH y KDI comparten varios componentes; solo las líneas de combustible requieren ajustes debido al cambio de diésel a hidrógeno. Dado que la opción de hidrógeno se adapta al tamaño actual de la carcasa del motor de los motores diésel compactos de Kohler, no se requieren modificaciones importantes en el compartimento del motor. El uso de inyección directa en lugar de inyección de combustible en el puerto evita cualquier problema de contrafuegos, lo que permite que el nuevo motor mantenga el rendimiento de un diésel, incluida la respuesta transitoria. Kohler afirma que el motor KDH está diseñado para igualar el rendimiento del modelo diésel en términos de potencia máxima, par máximo y a bajas revoluciones, así como en respuesta transitoria y facilidad de conducción. Kohler afirma que los posibles beneficios ambientales del uso del hidrógeno se amplifican aún más cuando se aplica un sistema de postratamiento (ATS) a un motor de combustión interna de hidrógeno, debido a la reducción adicional de las emisiones de escape. La incorporación del ATS reduce las partículas en suspensión (PM), los óxidos de nitrógeno (NOx) y los hidrocarburos (HC) a niveles insignificantes, lo que convierte al motor en prácticamente cero emisiones. "Esperamos lanzar esta tecnología en evolución y colaborar estrechamente con nuestros socios para impulsar la innovación, la sostenibilidad y la descarbonización en la industria", declaró Vincenzo Perrone, presidente de Kohler Engines.

Fuente: Publicaciones extranjeras