Del BMW H2R al BMW iX5 Hydrogen: la historia de los bávaros y el hidrógeno

Del BMW H2R al BMW iX5 Hydrogen: la historia de los bávaros y el hidrógeno

El fabricante de Múnich ha desarrollado diferentes prototipos impulsados gracias a este vector energético


Tiempo de lectura: 14 min.

A día de hoy, la mayor parte de los fabricantes centran sus esfuerzos en avanzar en materia de investigación y desarrollo en el ámbito de la sostenibilidad y la reducción de la huella de carbono derivada del conjunto de sus operaciones. Cuando los automóviles eléctricos ya se han convertido también en villanos en este contexto y reciben numerosas críticas por las externalidades negativas relacionadas con las materias primas requeridas para la fabricación de sus baterías y con su reciclado e impacto medioambiental tras finalizar su vida útil, crecen los incentivos para seguir progresando en otras soluciones dirigidas a la descarbonización del transporte por carretera. En esta búsqueda de alternativas, BMW ha sido una de las marcas que con más interés ha investigado acerca del potencial que encierra el hidrógeno como vector energético para impulsar los automóviles. En este artículo, resumiremos las peripecias de los bávaros en este aspecto hasta el día de hoy, al tiempo que daremos algunas gruesas pinceladas sobre el estado de la cuestión en la actualidad, señalando algunas de las ventajas y desventajas de este tipo de tecnologías.

BMW 520h (E12) (1979) 01

El hidrógeno como inconcreta esperanza

Desde algunos sectores, se presenta la alternativa de los combustibles sintéticos o electrocombustibles como una panacea que, siempre que sean obtenidos empleando energía procedente de fuentes renovables, permiten con su proceso productivo compensar el CO2 generado en su combustión. Algunas competiciones, como la Fórmula 1, ya están impulsando su utilización, aunque su desarrollo aún se encuentra en un estadio muy inicial y nada hace pensar que pueda generalizarse su uso en el futuro próximo, mucho menos a un precio por litro similar al que presentan los combustibles fósiles en la actualidad.

Sin embargo, desde hace varios lustros, la industria está también apostando por otro vector energético: el hidrógeno. En sus aplicaciones para la automoción, no solo puede servir como sustituto de los combustibles fósiles en un motor de combustión interna, sino que también puede formar parte de una mini central eléctrica, por así decir —pila de combustible, por el decir preciso—, instalada en cada vehículo. Son diversos los fabricantes que han trabajado en cualquiera de estas dos opciones. En el caso de BMW, sus primeras pruebas tuvieron lugar hace medio siglo, con el más reciente BMW H2R como uno de los grandes protagonistas. Durante el Festival de la Velocidad de Goodwood de este año pudimos ver de nuevo este prototipo monoplaza cuyo motor quema hidrógeno, el cual escoltó al BMW iX5 Hydrogen, un reciente desarrollo de pila de combustible, en la ascensión a la famosa colina. Este último, un SUV basado en el BMW X5, es un prototipo más cercano a un producto real que el anterior, y el fabricante muniqués ya tiene varias unidades de pruebas recorriendo kilómetros de cara a dar comienzo a su producción para el año 2025.

En ese caso, se convertiría en un miembro más del reducido número de automóviles de pila combustible disponibles en el mercado, que son tan solo dos en nuestro país en la actualidad, y sin visos de incrementarse en el futuro próximo. Pocos, sí, pero tantos más que los que se pueden adquirir con un motor de combustión interna alimentado por hidrógeno. Paralelamente, si toda una BMW ha virado hacia esta alternativa, después de haber sido pioneros en la adaptación de un V12 de gasolina para quemar hidrógeno años atrás, ¿debemos aceptar que la supervivencia de los motores de combustión interna está limitada al desarrollo y reducción de costes de producción de los combustibles sintéticos?

El hidrógeno es un vector energético que representa un papel importante en el proceso de transición y, como consecuencia, en la protección del medioambiente. Después de todo, es una de las formas más eficientes de almacenar y transportar energías renovables. Deberíamos aprovechar todo este potencial para acelerar la transformación del sector de la movilidad”, comentó Oliver Zipse, presidente del Consejo de Administración de BMW AG, para acompañar la información del inicio de las pruebas dinámicas del BMW iX5 Hydrogen

BMW 750hL (E38) (2000) 01

BMW H2R: nacido en el lujo, transformado en cazarrécords

El interés de BMW por el hidrógeno se retrotrae unas cuantas décadas atrás. Más o menos coetáneo de sus primeros experimentos con los vehículos de baterías, el BMW 520h, construido sobre la generación E12 de la berlina bávara y mostrado en 1979, fue el pionero en confiar en las posibilidades del elemento de menor masa atómica de la tabla periódica como combustible alternativo. Su propulsor de 3,5 litros de inyección directa podía ser alimentado con gasolina o con hidrógeno líquido, el cual se almacenaba en un tanque específico y a bajísima temperatura. El segundo prototipo de pruebas de la marca pasaría a utilizar como base su sedán de mayor tamaño. Ya en 1994, el BMW 735i Hydrogen Drive, con carrocería E32, representó la continuación de esta apuesta por el hidrógeno.

A las puertas de este siglo, la generación E38 del BMW Serie 7 contó con una versión de hidrógeno que fue anunciada, erróneamente, como el primer coche de producción en serie habilitado para emplear este combustible. En realidad, ni una de las 15 unidades de este BMW 750hL que fueron finalmente producidas llegaron a manos privadas, y su uso en vías públicas se limitó a servir como flota al servicio de los asistentes a la Exposición Universal de Hannover del año 2000. El planteamiento para esta versión, presentada en el Salón del Automóvil de Nueva York del año 2000, seguía siendo el mismo que allá por 1979: un propulsor V12 de gasolina adaptado para quemar también hidrógeno líquido, el cual se almacenaba a 250 ºC bajo cero. Sirvió para afinar la fiabilidad de este sistema, puesto que, durante sus pruebas, consiguió recorrer 100.000 kilómetros sin un solo problema. Ahora bien, también puso de manifiesto las limitaciones de este combustible a la hora de igualar el rendimiento obtenido cuando era la gasolina la que explosionaba en el interior de sus cilindros. Los 204 CV de potencia máxima que entregaba su V12 de 5.379 cc eran hasta 122 CV menos que los declarados para el BMW 750i E38 convencional.

La marca muniquesa estaba decidida a seguir confiando en las bondades de esta tecnología y, para ello, quiso ponerla en práctica en un modelo que sentara las referencias de rendimiento para aquellos que estuvieran por venir. Llega así el momento del BMW H2R, un monoplaza experimental que estableció varios récords para vehículos impulsados gracias a la combustión de hidrógeno.

Después de un primer prototipo sobre el BMW Serie 5 (E12), tres diferentes generaciones del BMW Serie 7, las E32, E38 y E65, sirvieron de continuación para las pruebas de la marca con motores de combustión interna alimentados por hidrógeno

Desvelado en 2004, en el BMW H2R se condensaba un cuarto de siglo de avances. Su propulsor estaba basado en el V12 del BMW 760i (E65), aunque integraba algunas modificaciones. Así, sus inyectores estaban colocados en la toma de admisión, a diferencia de lo que sucedía con este propulsor en la berlina de representación, que contaba con inyección directa. Además, se implementó un sistema de refrigeración por aire en el interior de los cilindros, para prevenir la posible combustión anticipada del hidrógeno líquido, como consecuencia de las altas temperaturas en el interior de los cilindros resultado de la explosión previa. El combustible se almacenaba presurizado en un depósito de 11 kg de capacidad, con doble pared.

Los 285 CV de potencia máxima que este propulsor declaraba cuando funcionaba con hidrógeno líquido significaban 160 CV menos que en su versión original preparada para quemar gasolina; sus 386 Nm de par estaban lejos de los 600 Nm del BMW 760i (E65). Si bien la marca bávara continuaba enfrentándose a una significativa reducción de prestaciones con la adaptación al nuevo combustible, esto no sería óbice para que el BMW H2R pudiera lograr sus objetivos.

Y es que el prototipo muniqués estaba destinado a establecer diferentes récords —hasta nueve— para vehículos impulsados gracias a este combustible. En 2004, durante unas pruebas organizadas por la FIA en Miramas, Francia, el BMW H2R empleó 19,91 segundos para recorrer un cuarto de milla —unos 400 m— con salida lanzada, y 26,56 segundos para el kilómetro con salida parada. Otras referencias establecidas por este modelo fueron 10 millas —16,1 km— recorridas desde parado en 3 minutos 41 segundos, y 10 km en 2 minutos 26 segundos. Su velocidad máxima fue de 302,4 km/h.

Nueve récords marcan el inicio de la era del hidrógeno. La tecnología de BMW ya ha avanzado un largo camino. Ahora, en conjunto con la clase política y la industria energética, debemos hacer realidad nuestra visión acerca de la movilidad sostenibles”, comentó Burkhard Göschel, directivo de BMW, en 2004

Para lograrlo, pese a su relativamente modesta potencia, el BMW H2R apelaba a la ligereza y la aerodinámica. Su chasis de aluminio está ataviado con una carrocería de plástico reforzado con fibra de carbono —CFRP—, para arrojar un peso total de 1.460 kilogramos en vacío. Es más ancho en la parte delantera que en la posterior, donde sus ruedas están carenadas, y declara un Cx de 0,21. La disposición de su asiento —y no solo— recuerda a los prototipos de las 24 horas de Le Mans de la época, obligados a ser biplaza por reglamento.

Aunque nunca superó la fase de prototipo, este BMW H2R permitió al fabricante avanzar en sus aprendizajes sobre esta alternativa para los motores de combustión interna. Prácticamente a continuación, en 2006, el BMW Serie 7 (E65) fue el protagonista de otra tirada limitada de vehículos con un propulsor habilitado para quemar hidrógeno líquido. Fueron fabricadas un centenar de unidades del BMW Hydrogen 7, que así se llamó esta versión construida sobre la carrocería de batalla larga de la berlina de representación alemana —código interno E68—. En su caso, el V12 mencionado podía funcionar también con gasolina, aunque su nivel de potencia se veía penalizado por su condición de bifuel y se quedaba en 260 CV.

BMW Hydrogen 7 (2006) 01

BMW iX5 Hydrogen: volver a empezar

Aunque esta línea de desarrollo parecía encontrarse en un callejón sin salida, esto no significaría una condena definitiva para el coqueteo entre BMW y el hidrógeno. Tres lustros después del BMW H2R, la marca bávara presentó su BMW iX5 Hydrogen, aunque en este modelo el hidrógeno se emplea de manera muy diferente para obtener trabajo. El SUV alemán, cuyas primeras unidades de producción no se esperan para antes de 2025, cuenta, en realidad, con un sistema de pila de combustible. Es decir, el hidrógeno se utiliza para generar electricidad que, o bien sirve directamente para mover sus motores, o bien se acumula en su batería, según exista o no demanda.

En febrero de este mismo año, y después de cuatro años de desarrollo, las primeras unidades del BMW iX5 Hydrogen comenzaron sus pruebas dinámicas. La potencia que ahora entrega su sistema de propulsión eléctrico es de 295 kW —401 CV—, aunque los avances de la marca pueden provocar que en el modelo finalmente comercializado se incrementen estas cifras. Para conocer su autonomía no hay que buscar el dato de capacidad energética de su batería de iones de litio —que es de 2 kWh—, sino la capacidad de su depósito de hidrógeno. De sus dos depósitos, en realidad, los cuales pueden almacenar hasta 6 kg, suficientes para una autonomía de 504 km, medida en ciclo WLTP. Como tampoco es necesario fijarse en potencias pico de carga para planificar con antelación las paradas necesarias para un viaje, puesto que solo se requieren tres o cuatro minutos junto al surtidor de hidrógeno para recuperar toda su autonomía.

BMW iX5 Hydrogen 01

Todos los caminos conducen a lo eléctrico

La trayectoria de BMW en su experimentación con el hidrógeno en diferentes prototipos parece demostrar que el lugar que le corresponderá a este vector energético en el futuro de esta industria es como acompañante de automóviles impulsados por motores eléctricos. Las leyes de la física, en realidad, lo justifican. Aunque intentaremos profundizar en el asunto en futuros artículos, cabe apuntar aquí que la eficiencia en la obtención de energía —en este caso eléctrica— a partir del proceso electroquímico que tiene lugar en el interior de la pila de combustible es muy superior a la que se puede alcanzar en un motor de combustión alimentado con hidrógeno, delimitada por el ciclo de Carnot. De hecho, como hemos visto, su combustión ofrece un rendimiento muy inferior al que presenta la gasolina.

Así pues, la comodidad a la hora de recorrer largas distancias es probablemente la mayor ventaja que presenta la fusión de la electromovilidad con el hidrógeno como vector de energía. Las largas esperas en los cargadores, o la planificación exhaustiva de un viaje con antelación para evitar sustos y desagradables retrasos, no forman parte del día a día de los automóviles que incorporan este tipo de pila de combustible.

Para la producción en masa todavía llevará un tiempo. La razón principal, dada la actualidad absoluta de esta tecnología de propulsión, es que la infraestructura no está lista y los clientes no sabrían dónde y cómo repostar con hidrógeno”, dijo en su día Klaus Fröhlich, directivo de BMW, durante el anuncio de la colaboración con Toyota para la fabricación conjunta de pilas de combustible

BMW iX5 Hydrogen 02

Este es el sistema de propulsión de pila de combustible del BMW iX5 Hydrogen.

Sin embargo, no escapa de otras desventajas propias de la electromovilidad a día de hoy, algunas de las cuales incluso se agravan en su concreto caso. Y es que, si ya la infraestructura de cargadores rápidos de acceso público en nuestro país es relativamente escasa, lo cual desincentiva la adquisición de vehículos eléctricos, qué decir de la relativa a estaciones de servicio donde se pueda repostar hidrógeno. A inicios de este año, según Gasnam, una asociación por la movilidad sostenible que fomenta el uso del gas natural y del hidrógeno para lograr ese objetivo, existían 11 hidrogeneras en activo en España, mientras que otras 12 instalaciones estaban en construcción. Sin duda, estas cifras dan cuenta de la existencia de una importante barrera para que cualquier consumidor pueda verdaderamente decidirse por esta tecnología.

Asimismo, los precios de los escasos modelos disponibles en el mercado con tecnología de pila de combustible de hidrógeno —la reducida oferta es otro aspecto influyente— son muy elevados. Este problema, que impide su popularización, está siendo poco a poco superado por los vehículos híbridos y eléctricos convencionales, aunque el incremento de precios generalizado de todos los automóviles nuevos también ayuda a difuminar el sobreprecio que inicialmente presentaban estas otras alternativas. En nuestro país, los 75.600 euros de partida del Toyota Mirai y los 73.450 euros del Hyundai Nexo señalan que esta tecnología aún debe recorrer un largo camino antes de hacerse accesible para el común de la población.

Sea como sea, la aparición de diferentes tecnologías siempre merece una celebración. Primero, porque así somos, de algún modo, más libres para poder elegir; después, porque significa que hay voluntad de innovación en el seno de la industria, que los protagonistas no se ciñen a una única solución a la hora de avanzar hacia la sostenibilidad. Ayudaría que desde nuestro lado tampoco se alimenten arrogancias que satanicen irracionalmente una u otra tecnología. Una aproximación de estas características solo podrá tener consecuencias positivas para todos, comenzando por la protección del medioambiente, pero sin renunciar a seguir disfrutando de nuestra pasión o, desde una perspectiva más pragmática, a que podamos disponer de la solución de movilidad que más se ajuste a nuestras concretas necesidades y circunstancias.

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David García

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