El motor térmico sin emisiones, un invento español que rompe moldes

El centro de investigación CMT-Motores Térmicos, de la Politécnica de Valencia, ha desarrollado una tecnología de membranas cerámicas que elimina todos los gases nocivos para la salud.

La carestía de precios del petróleo en los años 70 del siglo pasado espoleó las imaginaciones en busca de motores que fueran capaces de funcionar con algún tipo de energía alternativa más asequible. Apareció entonces el famoso motor de agua de un inventor extremeño llamado Arturo Estévez Varela, que pronto se descubrió que era más bien una pila de combustible rudimentaria que funcionaba con boro, un elemento químico que reacciona con el agua generando hidrógeno.

El equivalente actual del invento de Varela es un nuevo motor de combustión interna, también español pero este sin truco, que elimina todas las emisiones nocivas para la salud, y que supone en este caso una respuesta al doble problema del calentamiento global y de la mala calidad del aire en nuestras ciudades.

Se trata de una iniciativa del prestigioso centro de investigación CMT-Motores Térmicos de la Universidad Politécnica de Valencia, que aglutina hoy por hoy a más de 100 investigadores y desde hace 40 años se ha especializado en el desarrollo y optimización de los motores de combustión en un mundo cada vez más focalizado en la reducción de emisiones. Desde hace más de 22 años organiza la internacional Thiesel Conference sobre los avances en las tecnologías de combustión en motores térmicos.

CMT-Motores TérmicosEl que se dispone a presentar próximamente emplea una tecnología basada en la utilización de membranas cerámicas con el fin de eliminar todos los gases contaminantes y nocivos para la salud, como los óxidos de nitrógeno (NOx), capturando el CO2 propio y atmosférico, licuándolo y siendo susceptible de almacenaje y recogida en las estaciones de servicio.

Nos encontramos ante un motor convencional, diésel o gasolina, que gracias a esas membranas cerámicas es capaz de no emitir gases ni partículas por el tubo de escape. El único desecho que produce es vapor de agua y dióxido de carbono (CO2), que -licuado- es recogido fácilmente en un depósito para volver a generar combustible o para otros usos.

Si se quiere evitar que un motor carezca de emisiones, es obligado retirar el nitrógeno del aire mediante oxicombustión, un tipo de combustión en la que se enriquece el aire con oxígeno puro para disminuir el consumo de combustible, reducción que es aún mayor si el nitrógeno se elimina completamente del aire. Además, minimiza las emisiones de dióxido de carbono y de óxidos de nitrógeno. El ideado por CMT dispone de unas membranas cerámicas que separan el nitrógeno del aire, trabajan a altas temperaturas y necesitan presión, todo lo cual genera el escenario ideal para el funcionamiento de un motor.

Suprimidos de la ecuación los óxidos de nitrógeno, pues éste desaparece de la mezcla que se quema (se separa antes y se devuelve a la atmósfera), la combustión puede diseñarse específicamente para acabar con las partículas. En este sentido, se trabaja controlando la composición del oxígeno.

El aire lleva un 21% de oxígeno. Lo que sale de la cámara de combustión es CO2 y vapor de agua, de modo que se puede instalar un pequeño catalizador de oxidación para llevar a cero las emisiones de partículas. El vapor de agua se emite a la atmósfera y el CO2 se captura y se comprime en un depósito en estado líquido.

Una alternativa a la tecnología eléctrica y hasta al hidrógeno

El plan presenta el inconveniente de que el vehículo debe llevar dos depósitos, uno para el combustible y otro -el triple de grande- donde se recoge el CO2: se calcula que por cada tanque de gasolina o gasóleo se llenarían tres tanques de CO2, es decir, 50 litros de carburante darían lugar a 150 litros de CO2.

alternativa a la tecnología eléctrica y hasta al hidrógenoEl centro valenciano confía en que estas membranas tendrán un precio competitivo y en que su coste quede compensado por la supresión de los costes de postratamiento habituales hasta ahora. La limpieza de gases de escape y la eliminación de hidrocarburos, monóxido de carbono, NOx y partículas suponen más de un 30% del coste de un motor en la actualidad.

Este no es un desarrollo caro y, de hecho, puede tener el mismo precio que un motor de combustión al uso. Se ha conseguido que tenga el mismo desempeño y la misma potencia, y el consumo es solo ligeramente más elevado, pero este sobrecoste puede equilibrarse con la valorización del CO2 y otras ventajas por ser cero emisiones. También se ha logrado romper la relación entre consumo y CO2, es decir, que las emisiones de CO2 no dependan del gasto de combustible, ya que de hecho siempre son nulas.

CMT-Motores Térmicos tiene el convencimiento de que esta tecnología es superior al motor eléctrico e incluso al hidrógeno. En principio la ve especialmente viable en el transporte pesado, y en función de cómo se consiga atraer capital en ese sector y el interés de las compañías de automóviles, podría acercarla en el futuro al mercado de turismos.

De momento, la idea se ha patentado y presentado a la Agencia Valenciana de Investigación, perteneciente a la Generalitat Valenciana, que dio una subvención de 150.000 euros para permitir terminar el proyecto. CMT construyó un prototipo en gasolina y otro en gasóleo a partir de motores convencionales y usando las membranas cedidas por el ITQ (Instituto de Tecnología Química).

También han expresado su interés fondos de inversión especializados en automoción, así como la naviera Navantia y proveedores de tecnología como Wärtsilä, una de las únicas tres empresas en el mundo que diseñan estos motores para barcos. Hay contactos asimismo con la plataforma M2F (Mobility To Future), que agrupa al sector del automóvil y ha identificado diversos proyectos a los que el Gobierno de España podría asignar inversiones procedentes de los Fondos Europeos de Recuperación. 

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