Astron Aerospace ha presentado un prototipo parcial de un nuevo motor de combustión rotativo que, según afirma la compañía, alcanza una eficiencia térmica extraordinaria del 60%, funcionando de manera completamente limpia sin emisiones de NOx y emitiendo nada más que agua pura por el escape.
Motor H2Starfire: Un nuevo y eficiente tipo de motor rotativo
Con los motores de combustión interna (ICE) en camino a su desaparición y los vehículos eléctricos (EV) ganando terreno, tanto en el ámbito político como en el ambiental, las formas innovadoras de utilizar energía renovable para el transporte limpio están en el centro de las mentes ingenieras.
Innovación en motores de hidrógeno
Astron Aerospace ha anunciado su último motor innovador, el H2Starfire. Este diseño es una variación del motor rotativo Wankel, pero con una particularidad interesante: no tiene engranajes planetarios ni sellos de ápice. En su lugar, utiliza dos ejes que giran en sentido contrario, con tolerancias increíblemente ajustadas y sin fricción, logradas gracias a recubrimientos cerámicos y al uso de titanio para prevenir la fuga de gases presurizados y mitigar la deformación por calor. Las tolerancias son de solo 0,002-0,004 pulgadas (menos de 0,1 mm).
El «H2» en el nombre se refiere, por supuesto, al hidrógeno, un gas que es notoriamente difícil de almacenar y transportar. El método más común de producción de hidrógeno hoy en día es la reforma de metano con vapor, que es económico pero no ecológico. También se puede producir mediante electrólisis del agua utilizando energía renovable, lo cual es ecológico, pero no barato. Posteriormente, se debe comprimir a 700 veces la presión atmosférica, o enfriarlo casi al cero absoluto para almacenarlo, y aun así, tiende a evaporarse lentamente y a escapar a través de las paredes de los contenedores metálicos.
Desafíos y ventajas del Hidrógeno
En comparación con las baterías, el hidrógeno es una forma ineficiente y difícil de almacenar energía. Sin embargo, cuando se quema a temperaturas inferiores a 760 °C en las condiciones adecuadas, puede hacer funcionar un motor de combustión que proporciona todo el ruido, vibraciones y la experiencia mecánica que los entusiastas de los automóviles temen perder. Los únicos subproductos emitidos son agua pura y algunos óxidos de nitrógeno (NOx) a temperaturas más altas. Muchas empresas consideran que la combustión de hidrógeno es el futuro limpio para los vehículos de alto rendimiento.
Ese es el plan para el Astron H2Starfire. Utilizando dos juegos de rotores que giran en direcciones opuestas, con una mitad delantera de aluminio para la admisión y compresión del motor, y una mitad trasera de titanio para la expansión y el escape, Astron afirma haber eliminado la necesidad de refrigeración por agua, reduciendo el peso y la complejidad, y alcanzando una eficiencia térmica superior al 60%.
Comparaciones
Para poner esto en perspectiva, un motor de automóvil típico tiene una eficiencia térmica cercana al 20%, lo que significa que el 80% de la energía liberada en la combustión se pierde como calor residual. Los mejores motores de automóviles de calle alcanzan cerca del 40%, y un motor de Fórmula Uno puede llegar al 50%, con componentes de alta tecnología. Alcanzar un 60% es una afirmación extraordinaria.
Las afirmaciones extraordinarias requieren pruebas extraordinarias, y aunque Astron parece haber construido y probado un prototipo parcial, estas pruebas no califican actualmente como extraordinarias.
Sin embargo, Astron está tan seguro de la eficiencia de su diseño, y de su capacidad para funcionar a bajas temperaturas, que afirma que el motor no produce emisiones de NOx. Estos son inevitables cuando el combustible se quema en aire a más de 1.300 °C, y parte del nitrógeno en el aire comienza a arder.
Funcionamiento del motor
El aire se aspira a través de carburación o inyección de combustible por la mitad delantera del motor, donde se comprime a 13,8-20,6 bar, muy similar a un compresor, y se inyecta con combustible de hidrógeno antes de escapar a través de un puerto de ventilación fijo hacia el centro del motor que conecta ambas mitades. Una vez que la combinación de aire y combustible ha pasado a la parte trasera, una bujía o una bujía incandescente enciende la mezcla, provocando una compresión explosiva que hace girar el eje de salida inferior, antes de expulsar vapor de agua limpio por el lado opuesto del motor.
Todo esto ocurre en una rotación de 270° que tiene un mínimo de 1.000 rpm y alcanza hasta 25.000 rpm, perfectamente sincronizado con un conjunto de engranajes conectados en cada uno de los ejes superior e inferior.
Compacto y potente
El H2Starfire es compacto. Con dimensiones de 29 x 32 x 44 cm y un peso de 54 kg, produce 400 hp (298 kW) y 678 Nm de torque. Según las afirmaciones de Astron, su motor no solo es compacto y ligero, sino que también ofrece un rendimiento impresionante.
Futuro de la tecnología
Traer un nuevo motor de combustión al mercado no es una tarea fácil, y menos aún un nuevo tipo de motor rotativo impulsado por hidrógeno, en un mercado donde el combustible de hidrógeno es aún increíblemente escaso. Sin embargo, un motor de combustión super eficiente, de combustión limpia y sin emisiones de NOx ofrece una esperanza para aquellos que siempre han amado la experiencia inmersiva de un motor de combustión altamente afinado y la alegría mecánica de una caja de cambios y un embrague. Innovaciones como esta sugieren que la experiencia de conducción completa que se ha disfrutado durante más de un siglo aún podría tener un futuro.
Más información: astronaerospace.com
Alejandro dice
tendrá sonido como un motor a combustión convencional?