Un prototipo a hidrógeno de BMW estableció a récord de velocidad

BMW marcó un nuevo hito en su constante desarrollo de vehículos impulsados a hidrógeno, utilizado en reemplazo de los combustibles fósiles en motores convencionales (con modificaciones). Ahora, la casa bávara estableció un récord de velocidad con un vehículo impulsado con el gas que más abunda en el universo. El prototipo de BMW acelera de 0 a 100 km/h en 6 segundos y alcanza una velocidad máxima de 302,4 km/h.

El objetivo de BMW es demostrar que es posible sustituir el combustible convencional por hidrógeno sin pérdida alguna de la dinámica o de las prestaciones del vehículo.

Las especificaciones del prototipo H2R Record Car confirman claramente esta superioridad. Este motor de seis litros de cilindrada y 12 cilindros, desarrolla nada menos que 285 CV de potencia. El prototipo de BMW acelera de 0 a 100 km/h en 6 segundos aproximadamente y alcanza una velocidad máxima de 302,4 km/h.

Derivado del motor naftero del modelo de serie BMW 760i, el impulsor de combustión de hidrógeno incorpora las tecnologías más avanzadas, entre otras, el control variable de la apertura de las válvulas con el sistema Valvetronic.

Las principales modificaciones del motor implicaron el empleo de un sistema de inyección de combustible adaptado a las características y exigencias especiales del hidrógeno. El H2R Record Car aprovecha los resultados obtenidos durante el desarrollo del futuro motor BMW de hidrógeno, de funcionamiento dual, que se instalará por primera vez en la historia en un sedán de lujo -el BMW Serie 7- y que BMW introducirá durante el ciclo de producción del actual modelo, en lo que será el primer automóvil de su naturaleza capaz de circular con hidrógeno y nafta.

El H2R Record Car fue desarrollado en sólo 10 meses, concebido y diseñado por BMW Forschung und Technik GmbH, filial de BMW AG. La denominación "H2R" significa "H Two Race Car", "Hydrogen Record Car" o "Hydrogen Research Car".

El corazón del H2R Record Car se basa en el motor de seis litros y 12 cilindros de BMW, capaz de funcionar con hidrógeno tras ajustar el sistema de gestión del motor así como los componentes encargados de la mezcla de combustible/aire.

Las diferencias más significativas en términos de componentes estructurales son la válvula de inyección de hidrógeno y los materiales empleados en las cámaras de combustión: al contrario que el motor de serie en el que el combustible se inyecta directamente en las propias cámaras de combustión, las válvulas de inyección del motor de hidrógeno están integradas en los colectores de admisión. Y, en este caso, para cumplir las necesidades específicas que exigía batir un record de velocidad, se diseñó un motor alimentado por hidrógeno que funcionase exclusivamente con este combustible.

Esto permitió a los ingenieros configurar y ajustar el motor a las exigencias del hidrógeno utilizando, por ejemplo, los asientos y guías de válvulas fabricados en el material apropiado. La razón de ello es que el hidrógeno carece del efecto lubrificante de la mezcla convencional de nafta/aire.

Una consideración fundamental es que las propiedades de combustión del hidrógeno son muy diferentes a las de la nafta o el gasoil: aunque la combustión del hidrógeno es más rápida a presión de aire normal, su temperatura de combustión es ligeramente más baja.

En el interior del motor, la elevada velocidad de combustión de la mezcla de hidrógeno/aire genera temperaturas más altas que las experimentadas por un motor de naftero. La gestión del motor del H2R Record Car de BMW se ha modificado oportunamente de forma que la mezcla de hidrógeno/aire no alcance la combustión hasta que el pistón se sitúe en el centro del punto muerto superior, garantizando así el máximo rendimiento. Dado que la combustión de la mezcla de nafta/aire es, por comparación, relativamente lenta, debe encenderse antes en función de la velocidad del motor, por lo que la presión máxima se alcanza cuando el pistón empieza a descender.

Para evitar fallas de encendido, los ingenieros de BMW han desarrollado una estrategia de inyección y un ciclo de gas específico, en los que los ilimitados ajustes del árbol de levas Vanos de BMW gestionan el gas residual según exigencias específicas: antes de que la mezcla de hidrógeno/aire penetre en los cilindros, las cámaras de combustión son refrigeradas por aire para impedir que se produzca una combustión incontrolada.

Dado que el hidrógeno se inyecta en el colector de admisión, las válvulas de inyección deben cumplir condiciones muy exigentes. Por consiguiente, estas válvulas constituyen un nuevo desarrollo de BMW. Y dado que el hidrógeno gaseoso ocupa mayor volumen por unidad de energía que la nafta líquida, las válvulas de inyección de hidrógeno tienen mayor diámetro que las válvulas convencionales.

Otro punto a tener en cuenta es que las válvulas deben abarcar un rango mucho más amplio de características y exigencias, operando bajo todo tipo de presiones del sistema y con períodos de inyección que varían desde intervalos muy cortos a otros relativamente largos. Uno de los principales objetivos buscados al desarrollar las válvulas fue el de inyectar en el colector de admisión exactamente la cantidad requerida de hidrógeno, en un período muy corto, a velocidades de motor extremadamente elevadas y a plena carga.

El resultado del trabajo de BMW es un auto tan potente como un naftero pero cuyas emisiones se limitan, a todos los efectos prácticos, a vapor de agua.