La electrificación domina el desarrollo del automóvil, pero el hidrógeno también abre nuevas posibilidades para los motores de combustión. Bosch acaba de demostrarlo con uno de los proyectos más ambiciosos realizados hasta la fecha: transformar un motor V6 biturbo de gasolina en una mecánica alimentada por hidrógeno capaz de desarrollar 653 CV (480 kW) sin partir de un diseño completamente nuevo.
El resultado toma forma en el Ligier JS2 RH2, un prototipo de competición desarrollado conjuntamente por Bosch Engineering, Ligier Automotive y Maserati, concebido para validar el potencial del hidrógeno como combustible en aplicaciones de altas prestaciones.
Un motor Maserati convertido al hidrógeno
El corazón del proyecto es el conocido Maserati Nettuno, un motor V6 biturbo de 3,0 litros que equipa modelos de la marca italiana. En lugar de diseñar un propulsor específico desde cero, los ingenieros han utilizado esta mecánica como base para demostrar que los motores actuales pueden adaptarse a combustibles alternativos conservando buena parte de su arquitectura.
Tras la transformación, el propulsor desarrolla 480 kW (653 CV) y un par máximo de 880 Nm, unas cifras propias de un superdeportivo moderno. Además, el prototipo acumula ya más de 8.000 kilómetros de desarrollo en circuito, uno de los entornos más exigentes para validar cualquier tecnología de propulsión.
Los motores de combustión interna de hidrógeno (no confundir con las pilas de combustible, que solo emiten agua) queman H2 mezclado con aire en un motor térmico convencional, y por el escape emiten principalmente vapor por de agua (H2O) y óxidos de nitrógeno (Nox). Este. Es el contaminante más relevante de este tipo de motor, y de hecho requiere sistemas de reducción de NOx similares a los diésel (o mezclas pobres/EGR para controlarlo).
En cantidades muy pequeñas puede haber trazas de CO2, CO e hidrocarburos (HC) procedentes del aceite lubricante que se quema parcialmente en el cilindro. Son cantidades marginales comparadas con un motor de gasolina o diésel. Además, y por la misma razón, pueden encontrarse restos de partículas.
Gran parte del motor original permanece intacta
Uno de los aspectos más destacados del proyecto es que numerosos componentes del motor original se mantienen sin cambios significativos.
La culata, la arquitectura general del bloque y los turbocompresores continúan siendo los del Maserati Nettuno. Esta decisión demuestra que la transición hacia motores alimentados por hidrógeno puede aprovechar una parte importante del conocimiento industrial y de la tecnología ya existente.
No obstante, la adaptación ha requerido importantes modificaciones en los sistemas directamente relacionados con la combustión.
Bosch Engineering ha rediseñado los pistones, desarrollado un nuevo sistema de encendido, una gestión electrónica específica y un sistema de alimentación completamente diferente para responder a las características propias del hidrógeno.
Inyección directa de hidrógeno para maximizar el rendimiento
La mayor diferencia respecto al motor de gasolina se encuentra en el sistema de alimentación.
El prototipo incorpora la tecnología de inyección directa de hidrógeno mediante los nuevos inyectores Bosch HIDI LCV, desarrollados específicamente para este tipo de aplicaciones.
Al introducir el hidrógeno directamente en la cámara de combustión con gran precisión, el sistema mejora la estabilidad del proceso, incrementa el rendimiento del motor y contribuye a reducir las emisiones, especialmente las de óxidos de nitrógeno, gracias a un control mucho más preciso de la combustión.
Un desafío técnico por encima de las 7.000 revoluciones
Adaptar un motor de competición al hidrógeno implica resolver retos muy distintos a los de un propulsor convencional.
Uno de los principales fue garantizar una combustión estable cuando el motor supera las 7.000 rpm, evitando fenómenos como el preencendido, que pueden comprometer tanto el rendimiento como la fiabilidad.
Para conseguirlo, Bosch optimizó la estrategia de inyección, la gestión de la mezcla y el control electrónico del motor, obteniendo un funcionamiento estable incluso bajo las elevadas cargas propias de un vehículo de competición.
La transformación no se limita al motor
El Ligier JS2 RH2 incorpora un sistema específico de almacenamiento formado por tres depósitos de fibra de carbono, capaces de almacenar hidrógeno a 700 bares de presión.
Uno de los depósitos se sitúa detrás del habitáculo y los otros dos se integran en los laterales del vehículo para optimizar el reparto de pesos y aprovechar mejor el espacio disponible.
Todo el conjunto está supervisado por la Hydrogen Storage Control Unit (HSCU), una unidad electrónica desarrollada por Bosch que monitoriza continuamente parámetros como la presión, la temperatura y el estado del sistema.
En caso de detectar cualquier anomalía, la central puede activar distintos niveles de protección, desde simples avisos al conductor hasta el aislamiento de determinados circuitos o la desconexión completa del sistema. Además, el vehículo incorpora sensores específicos para detectar posibles fugas, conductos de ventilación y múltiples medidas de seguridad destinadas a evitar acumulaciones de hidrógeno.
La competición como laboratorio para la carretera
Aunque el Ligier JS2 RH2 ha sido concebido como un vehículo de competición, Bosch considera que las tecnologías desarrolladas durante este proyecto podrán aplicarse posteriormente a vehículos de producción.
Las carreras de resistencia representan uno de los bancos de pruebas más exigentes para validar soluciones relacionadas con la inyección, la gestión electrónica, el almacenamiento de hidrógeno y los sistemas de seguridad.
Este desarrollo encaja además en la estrategia de multitecnología de Bosch, que apuesta por combinar diferentes soluciones para la descarbonización del transporte. Junto a los motores de combustión alimentados por hidrógeno, la compañía trabaja también en sistemas de pila de combustible para vehículos pesados, tecnologías de electrólisis y soluciones para toda la cadena de valor del hidrógeno.
Con este prototipo, Bosch demuestra que los motores de combustión aún tienen margen de evolución. Adaptar mecánicas existentes para funcionar con hidrógeno permite aprovechar décadas de desarrollo industrial y ofrecer una alternativa de altas prestaciones con un importante potencial para reducir las emisiones sin renunciar a las sensaciones propias de los motores térmicos.