El diésel parece tener los días contados. La electrificación de todo tipo de vehículos, desde coches hasta trenes pasando por barcos y aviones, sigue ampliándose para cumplir con los ambiciosos objetivos de descarbonización marcados por la Unión Europea, España incluida. Sin embargo, los motores de combustión interna todavía tienen mucho que ofrecer, como demuestran avances como e-Rex, el ingenioso motor español que logra un 80% más de potencia y sólo pesa 35 kg, o el invento que reduce en un 90% sus emisiones de CO2.
Una de las empresas que más están apostando por seguir mejorando estos equipos para reducir su consumo es la hongkonesa Weichai Power, que acaba de anunciar su cuarto récord mundial en los últimos años. En el Congreso Mundial de Motores de Combustión Interna 2024, que se está celebrando en Tianjin (China), la compañía ha presentado el primer motor diésel del mundo en lograr una eficiencia térmica del 53,09%.
Para confirmar su hazaña, Weichai Group recurrió a organismos internacionales como TÜV SÜD, referencia mundial en la certificación y los ensayos técnicos relacionados con la automoción, y al China Automotive Technology & Research Center, que se encarga de poner a prueba los motores de combustión interna fabricados en el país asiático. Ambas organizaciones confirmaron el récord, que más allá de la cifra concreta supone un importante logro de cara al futuro, ya que puede reducir el consumo combustible hasta en un 14%.
Un hito para los motores diésel
En 1897, se fabricó el primer modelo funcional de motor diésel de combustión interna, siguiendo la patente presentada años antes por el ingeniero alemán Rudolf Diesel. Aquella máquina primigenia, que consiguió que el encendido de motor se produjera internamente comprimiendo el aire en el interior del cilindro, tenía un rendimiento térmico del 26,2 por ciento.
Desde entonces, científicos e ingenieros de todo el mundo se han dedicado a mejorar esa eficiencia a través de complejos procesos de ingeniería de sistemas, creando nuevas piezas y arquitecturas de motor que permitieran superar los límites conocidos hasta ahora y desafiar las leyes de la física.
Para liderar este campo, en los últimos años Weichai Power "ha reunido a un equipo de investigación en motores de alta eficiencia térmica formado por cientos de jóvenes doctores y miles de ingenieros [...] que ha colaborado con líderes a nivel nacional e internacional, junto con socios de investigación de la industria y de la universidad, para llevar a cabo investigación técnica de vanguardia", explica la empresa en un comunicado de prensa.
Esta empresa, especializada en motores y otras piezas de generadores, camiones, maquinaria industrial y agrícola, empezó en septiembre de 2020 su racha ganadora, con un motor diésel en colaboración con Bosch que alcanzó por primera vez una eficiencia térmica del 50,23%. Pero no se conformaron con ese dato y han seguido superándose a sí mismos: en 2022 lograron aumentarla hasta el 51,09% y, tan sólo unos meses después, al 52,28%.
El último récord
Desde entonces, el equipo de investigación de la compañía no ha dejado de trabajar para modificar y mejorar todos los apartados técnicos con el fin de obtener un resultado aún mejor. Así, los ingenieros se volcaron en pequeños avances clave en la combustión de alta expansión, la presurización de flujo mixto, la inyección de combustible de alta eficiencia así como tecnologías de reducción de la fricción de baja resistencia.
El resultado supone superar por primera vez la barrera del 53%, algo equivalente, según Weichai Power, a que el ser humano corra los 100 metros lisos por debajo de los 9 segundos (el récord actual de Usain Bolt está en los 9,58 segundos). A lo largo de los 500 días que duró el proceso de investigación y desarrollo del motor, el equipo obtuvo 176 patentes de invención y 68 patentes de modelo de utilidad.
Esta mejora, que se acerca a los límites físicos que pueden alcanzar este tipo de motores según las leyes de la termodinámica, supone una gran diferencia con respecto a lo más común, que se sitúa entre el 45 y el 46% y no en toda su gama de revoluciones. Comparado con esa eficiencia, los responsables de Weichai Power calculan que su motor permitiría un ahorro de hasta un 14% de combustible.
Traducido al parque móvil mundial, eso implicaría reducir hasta 31 millones de toneladas el gasto anual de combustible y la eliminación de 97 millones de toneladas de emisiones de dióxido de carbono. Para usar cifras más mundanas, el tractor pesado que utilice este motor y recorra unos 250.000 km a lo largo del año, ahorraría unos 12.000 litros de gasóleo. Con el precio actual de 1,50 euros el litro, eso supondría unos 18.000 euros menos de gasto anual para el agricultor.
Otros motores diésel
Las innovaciones en el sector no son cosa de una única empresa, y en los últimos años han llegado interesantes novedades al mercado. Una de las más celebradas fue un nuevo concepto de motor rotatorio, con aplicaciones más allá de los vehículos comerciales y especialmente pensado para la industria militar y aeroespacial.
Sus responsables son los ingenieros de LiquidPiston, una empresa estadounidense especializada en motores compactos que presentó en 2023 el XTS-210, un motor rotativo de dos tiempos que alcanza una sorprendente relación potencia-peso.
Desarrollado tras más de dos décadas de investigación en la materia y gracias a un contrato por valor de 9 millones de dólares del Ejército de EEUU para estudiar sus aplicaciones militares, el motor pesa apenas 19 kilos, tiene una potencia de 25 CV y una capacidad de 210 cc.
Así, su principal mejora en comparación con los actuales motores diésel de pistón implica reducir su tamaño y su peso en una cifra cercana al 80%, manteniendo una potencia comparable. También son más silenciosos y requieren menos mantenimiento que los motores tradicionales.
El motor funciona solo o en modo híbrido-eléctrico, y también puede alimentarse con combustibles pesados JP-8/Jet-A, específicos para aeronaves. Eso refuerza su potencial en el área de los drones militares, en los que los fabricantes siguen buscando alternativas cada vez más pequeñas y ligeras para aumentar la autonomía y la capacidad de carga útil de los vehículos aéreos no tripulados. El motor también podrá ser el corazón de generadores y unidades de potencia auxiliares para todo tipo de vehículos terrestres, aéreos y marítimos.