Mazda presenta avances en hidrógeno
20/08/2009 Autocosmos Verde

Mazda presenta avances en hidrógeno

Mazda presenta adelantos “verdes” en Laguna Seca, California.

Como parte de su estrategia “verde”, Mazda presentó sus adelantos en materia de combustibles alternativos. Por una parte están los interiores del Premacy, un monovolumen cuyos interiores, asientos, tableros y consola, están hechos de materiales reciclables como bioplásticos hechos de caña de azúcar y biomasa de celulosa.

El Premacy Hydrogen RE Hybrid dispone de un sistema de tracción en serie híbrida que combina el motor rotativo de hidrógeno (idéntico al empleado en el RX-8 híbrido, que también puede funcionar con gasolina) y un generador, directamente conectado, que sirve para alimentar el motor eléctrico que, a su vez, se encarga de mover exclusivamente las ruedas (no hay tracción o propulsión con el motor de hidrógeno). Gracias a las baterías instaladas se aumenta la autonomía del hidrógeno hasta los 200 kilómetros y la potencia se eleva en un 40 por ciento hasta 110 kW.

Cabe recordar que cualquier automóvil impulsado por hidrógeno, en realidad lo que hace es descomponer las moléculas de agua a través de una celda de combustible para generar una corriente eléctrica que viaja al motor eléctrico que será el que impulse la masa del coche. Actualmente el desarrollo de esta tecnología y a su vez, el reto, está en lograr que las celdas de combustible disminuyan su tamaño y aumenten su capacidad. El almacenamiento del hidrógeno, al menos en el corto plazo, ha sido superado aunque las dimensiones de los tanques y celdas incrementen el peso de los autos que las usan.

Tanto el Premacy como el RX-8 de hidrógeno también pueden funcionar con gasolina convencional que puede ser suministrada con el coche en movimiento, no así la conversión de gasolina a hidrógeno en donde es indispensable detener el coche. En este caso se ha dotado al Premacy de un depósito de gasolina de mayor capacidad (25 litros) con el que puede recorrer 400 km adicionales (con el de hidrógeno logra una autonomía de 200 km). Un monitor de flujo de energía indica al conductor el funcionamiento de todos los sistemas, el tipo de energía que se está consumiendo, la que se está recargando y la posible duración del trayecto con el combustible suministrado.

Mazda tiene como objetivo que para el año 2015, sus autos utilicen 30% menos combustible y se disminuya al menos un 25% de las emisiones contaminantes arrojadas a la atmósfera. Sin duda un reto importante en cuanto a la investigación y el desarrollo de la marca con sede en Hiroshima, Japón.
 

Por la parte del RX-8 de hidrógeno, el cual manejamos hace un par de años en la planta de Mazda en Japón, posee un motor rotativo que dispone de cámaras separadas para admisión, combustión y escape, lo que permite inyectar directamente el hidrógeno en estado gaseoso a una temperatura inferior, entrando sólo en contacto en el último momento con las altas temperaturas de la cámara de combustión.
 

El RX-8 de hidrógeno, dispone de dos tanques cilíndricos situados en la cajuela, capaces de almacenar 105 litros de hidrógeno a 350 bares de presión que permiten una autonomía de 100 km. Para casos de emergencia, y dada la escasa red de estaciones de recarga de este insumo, cuenta también con un pequeño depósito de gasolina de sólo 5 litros para aumentar la autonomía en 45 km adicionales como combustible de respaldo.

El motor rotativo es ideal para el hidrógeno

En un motor convencional, la mezcla de aire y combustible se inyecta directamente en una cámara de combustión a alta temperatura que está sellada por medio de válvulas de escape de gases muy calientes. Estas condiciones no son las más favorables y hacen que el hidrógeno sea un combustible menos atractivo para un motor tradicional.

En cambio, el motor rotativo tiene cámaras separadas de entrada, combustión y escape. Por tanto el hidrógeno se inyecta a una temperatura inferior y sólo en el último momento entra en contacto con las altas temperaturas de las cámaras de combustión.

La otra característica esencial del hidrógeno es que produce menos energía a volúmenes equivalentes cuando entra en combustión porque tiene una densidad menor que la de la gasolina. La baja densidad del hidrógeno –inyectado en estado gaseoso– significa que la cantidad requerida para la combustión ocuparía el 29,5% del volumen de la cámara de combustión, en comparación con el 1,7% de la gasolina. El resultado sería una menor cantidad de aire inyectado, que tendría como consecuencia una combustión incompleta y una reducción de la potencia.

Por eso, y para contrarrestar este fenómeno, es mejor optar por la inyección directa en la cámara de combustible. Resulta, además, que es más fácil colocar un inyector adicional en la cámara de entrada de un motor rotativo que en el lateral del estrecho cuerpo de un cilindro de un motor de pistones.

Además, el motor rotativo combina mejor la mezcla de aire/hidrógeno que un motor normal, debido a que su ciclo es más largo. El resultado es una mezcla más homogénea que, por consiguiente, alcanza una mejor combustión.

Mazda: 18 años de experiencia en investigación de hidrógeno


Mazda lleva 18 años trabajando en el desarrollo de vehículos de hidrógeno: su primer prototipo, el HR-X, se presentó en el Salón del Automóvil de Tokio en 1991. Ya entonces, este concepto incorporaba un motor rotativo de hidrógeno.

Mazda es una marca muy comprometida con el desarrollo sustentable y por eso no ha dejado de investigar nuevas energías que satisfagan las necesidades de movilidad de las futuras generaciones y al mismo tiempo sean respetuosas con el medio ambiente. No obstante, el objetivo global de Mazda es solucionar estos problemas sin perjuicio de sus valores Zoom-Zoom de dinamismo y placer de conducción. Por este motivo, se eligió un motor rotativo de hidrógeno. El motor Renesis, basado en la patente de Wankel, tan arraigado en el ADN de Mazda, ya que sus numerosas ventajas hicieron que fuera elegido como aliado para el cumplimiento de los nuevos requisitos ecológicos de la compañía.

Desde principios de los años noventa, fruto de esta intensa labor de investigación, los prototipos de hidrógeno de Mazda no han dejado de sucederse hasta llegar al primer RX-8 Hydrogen RE, un concept que fue presentando durante el Salón del Automóvil de Tokio de 2003.

El prototipo de 2004 homologado para circular sentó las bases del Mazda RX-8 Hydrogen RE, que de hecho ya se ha conducido en vías públicas de Japón y, a partir de este año, también en Noruega. Equipado con un sistema híbrido de combustible, el vehículo funciona indistintamente con hidrógeno o gasolina, facilitando de este modo su uso cotidiano.

Desde 2006, los vehículos Mazda RX-8 Hydrogen RE se ofrecen en régimen de arrendamiento a empresas y autoridades locales japonesas: se trata del primer automóvil con un motor de combustión interna de hidrógeno del mundo que es objeto de este tipo de acuerdos. Este esfuerzo comercial único está proporcionando a Mazda una valiosa experiencia para el futuro desarrollo de sus vehículos impulsados por hidrógeno. No en vano marcas como Honda han seguido por este brecha.

Todos estos conocimientos pronto expandirían las actividades ecológicas basadas en el hidrógeno de Mazda más allá de las fronteras japonesas. En 2007, Mazda firmó un acuerdo para el suministro de vehículos RX-8 Hydrogen RE a HyNor, un proyecto nacional destinado a crear una infraestructura de hidrógeno en Noruega.

En 2008, se entregó el primer RX-8 Hydrogen RE a HyNor para su validación inicial. El mismo año, Mazda obtuvo la autorización del gobierno japonés para probar el nuevo Premacy (que en México se denomina Mazda 5) Hydrogen RE Hybrid en las vías públicas del país.

En 2009 este modelo se comenzó a ofrecer en régimen de arrendamiento en Japón, así como el suministro progresivo de unidades del RX-8 Hydrogen RE a HyNor, en Noruega.

Mayores adelantos en automóviles impulsados por combustible Diesel y mejores desempeños de las transmisiones automáticas convencionales son parte de este esfuerzo de Mazda por encontrar la combustión y el desempeño ideal dentro de sus automóviles.

La reducción de peso, como ya mencionamos, también es parte importante del programa, situación manifiesta en el Mazda 2 cuya reducción de peso fue de 100 kilogramos de la primera a la segunda generación. El objetivo para Mazda es lograr este mismo tipo de reducción para los modelos actuales. Esto, de acuerdo a los ingenieros de Mazda, "se logrará gracias a la utilización de la nueva polataforma que estamos implementando en estos momentos".

La búsqueda de la estructura ideal, nuevos procesos y el uso de nuevos materiales serán el camino a seguir para Mazda en el logro de la estrategia de los "100 kilos".

Mazda está trabajando activamente en la reducción en el peso del vehículo para optimizar el rendimiento de combustible y disminuir las emisiones contaminantes a la atmósfera.

Con esta presentación en Laguna Seca, California de la cual fuimos testigos, Mazda continúa con el firme propósito de ganar, de manera silenciosa, la carrera hacia las tecnologías alternativas enfocadas al medio ambiente que marcas como Toyota con su Prius, o Honda con el Clarity o el Insight han explotado a nivel mediático si bien su eficiencia está también en desarrollo.

*Agradecemos los extractos de texto de Gregorio Patiño Barahona para la elaboración de este artículo
 

 

 

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