Tras tres años de trabajo, Tafalla Iron Foundry (TIF) ha finalizado el proyecto orientado a convertir motores de combustión interna para que funcionen con hidrógeno. La cooperativa cierra esta etapa con resultados concretos: un método propio para evaluar cómo se comportan sus fundiciones en presencia de este gas y un motor adaptado para funcionar con él, solo o combinado con otros combustibles.

La iniciativa ha reunido a los tres eslabones de la cadena: la UPNA y TIF, en la investigación, y DEUTZ, como fabricante que integra las piezas en sus motores. La firma alemana se incorporó a comienzos de 2024 al acuerdo de investigación que ya mantenían TIF y la universidad, en lo que ha sido su primera colaboración con un centro académico fuera de Alemania.

Además de ceder el motor objeto de estudio, ha aportado su documentación técnica y ha asesorado al equipo durante los ensayos. “Para un fabricante de motores, la transición al hidrógeno no empieza en la combustión, sino en los materiales. Necesitamos saber cómo responden tras horas en contacto con este gas. Este proyecto aporta los primeros datos sobre componentes que ya utilizamos”, señalan desde DEUTZ.

En la parte dedicada a las fundiciones, TIF y el Departamento de Materiales de la UPNA han establecido un procedimiento para caracterizarlas en atmósfera de hidrógeno. El estudio se ha realizado sobre 45 probetas de tres tipos de fundición distintos que, posteriormente, se cargaron de hidrógeno por electrólisis o se sometieron a una atmósfera controlada para simular las condiciones de trabajo de un motor.

Los ensayos de tracción, tenacidad y dureza, comparados con los de probetas sin hidrógeno, han permitido una primera aproximación a la evolución de sus propiedades mecánicas, reforzada con la microscopía electrónica de barrido (SEM), que muestra a escala microscópica cómo afecta el gas a la estructura interna de las piezas.

Según la literatura científica, el contacto con el hidrógeno puede provocar microfisuras en estas aleaciones, sin embargo, los primeros resultados del proyecto no muestran diferencias significativas en las propiedades mecánicas de las fundiciones tras la exposición. Por el contrario, el análisis al microscopio sí ha detectado, tras la carga más intensa, pequeños poros internos en los que se acumula el gas, por lo que TIF y la UPNA plantean ampliar el estudio en un futuro.

“Cerramos el proyecto con conocimiento propio sobre cómo se comportan nuestras fundiciones cuando trabajan con hidrógeno. Eso es lo que nos permite acompañar a nuestros clientes en el diseño de los motores del futuro, sin limitarnos solamente a fabricar sus piezas”, explica Atenea Romero, jefa de proyectos de TIF y responsable de esta iniciativa.

En paralelo, el grupo de hidrógeno de la UPNA, dirigido por Pedro Diéguez, ha transformado el motor industrial donado por DEUTZ, originalmente de gasolina, para que funcione también con hidrógeno, o con una mezcla de ambos combustibles. Con hidrógeno como único combustible, las emisiones se reducen notablemente, aunque cae la potencia. Para recuperarla, se han probado distintas combinaciones que las mantienen bajas y logran igualar las prestaciones del motor convencional. Además, el motor ha sido modificado para admitir metanol y etanol. Está previsto incorporar nuevos combustibles en el futuro, transformándolo así en un motor multicombustible.

Uno de los avances más destacados, liderado por el grupo de hidrógeno de la UPNA, ha sido el control de las combustiones anómalas o detonaciones, frecuentes con un combustible tan reactivo. Para evitarlas, los investigadores han desarrollado una programación propia que, cuando el motor está a punto de detonar, inyecta una pequeña cantidad de gasolina o de agua. La universidad presentó este trabajo en la European Hydrogen Energy Conference (EHEC 2026), celebrada en Sevilla el pasado mes de marzo y considerada uno de los principales foros europeos del sector.

“Trabajar con motores y materiales reales nos obliga a responder preguntas que la industria necesita resolver ya. Para la universidad, eso es tan valioso como para la empresa: nos permite hacer investigación con aplicación directa”, señala Adrián Claver, del Departamento de Materiales de la UPNA.

El cierre del proyecto no supone el final de la colaboración. TIF y la UPNA prevén abrir nuevas líneas de trabajo sobre materiales, como los ensayos cíclicos, que reproducen las cargas repetidas que soporta una pieza a lo largo de su vida útil, o las pruebas en motores de hidrógeno en funcionamiento. “La investigación aplicada ya forma parte de nuestra manera de trabajar. Es lo que nos permite anticiparnos: las preguntas que hoy resolvemos en el laboratorio son las que nuestros clientes nos plantearán mañana”, añade Romero.