Suecia experimenta en León con tanques de hidrógeno

El centro de ensayos que el Inta tiene en Cuadros ya ha comenzado a realizar pruebas para que los aviones puedan sustituir los combustibles actuales por hidrógeno. Una alternativa más sostenible no sólo para los medios aéreos, también para los terrestres, incluido el tren, que permitirá eliminar los combustibles fósiles. El papel del centro que el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial tiene en León es clave, ya que el almacenamiento de este gas es una de las partes más complejas para esta alternativa menos contaminante y las instalaciones de Cuadros permiten realizar estos experimentos con total seguridad con el objetivo final de desarrollar la tecnología de los depósitos específicos necesarios para la industria aeronáutica europea.

El hidrógeno debe almacenarse en forma líquida y a temperaturas extremadamente bajas, lo que exige tanques de almacenamiento adecuado. En esta línea se trabaja en Cuadros junto con el Instituto de Investigación de Suecia (Rise por sus siglas en inglés), que coordina el proyecto LH2-Tanks que busca desarrollar depósitos ligeros, hechos de materiales compuestos, con las características adecuadas para contener hidrógeno líquido.

Es el desarrollo de estos tanques en los que participan el Centro de Ensayos Ambientales Especiales, designación oficial de la sede del Inta en Cuadros, que acaba de acoger unos ensayos criogénicos a un tanque de hidrógeno líquido, que al ser la primera vez que se experimentaba se realizó con nitrógeno líquido en vez de con hidrógeno. El ensayo se realizó al aire libre, en la gran extensión de estas instalaciones y, por seguridad, se monitorizó a distancia para evitar cualquier riesgo por la explosión, que fue grabada con una cámara súperlenta para ahora analizar todo el proceso hasta el más mínimo detalle.

Dos ensayos

Los ensayos que se han realizado hasta ahora en el centro leonés del Inta han sido de dos tipos. Por un lado, los denominados ciclado, en los que suben y bajan la presión del depósito repetidas veces, y, por otro, ensayos de explosión del depósito, mediante nitrógeno líquido a presión.

El Inta cuenta en Cuadros con unas completas instalaciones en lo que era antiguo polvorín del Ejército de Tierra, que busca ser un referente para el hidrógeno, una de las alternativas sostenibles más prometedoras y dar solución a las dificultades que conlleva el almacenamiento del hidrógeno para su uso como combustible, ya que debe hacerse en forma líquida y a temperaturas extremadamente bajas, lo que requiere de tanques de almacenamiento adecuados.

El Rise, el Institutos de Investigación de Suecia (Research Institutes of Sweden), es el encargado de coordinar el proyecto LH2-Tanks que quiere hacer frente al reto de las temperaturas extremadamente bajas y las grandes deformaciones y tensiones que provocan en los tanques en los que se almacena el gas.

Desde el Rise y desde el Inta explican que la baja temperatura (criogénica: -253 grados centígrados) provoca grandes tensiones térmicas y deformaciones en el material, que deben tenerse en cuenta en el diseño de los recipientes para almacenar el hidrógeno. Además, especifican que también es necesario medir el cambio de las propiedades del material a bajas temperaturas.

El proyecto que se está desarrollando en Cuadros incluye pruebas de materiales, diseño, fabricación y ensayo de dos tanques de demostración. Se trata de una tecnología «incipiente» que busca conseguir que en la próxima década de los 30 los aviones europeos vuelen con hidrógeno.

Cambios térmicos

«Los materiales compuestos permiten fabricar depósitos ligeros adecuados para la aviación», concretan los científicos para añadir que, «para evitar que las tensiones térmicas provoquen fisuras, se necesitan capas de material compuesto muy finas», que actualmente fabrica la empresa sueca Oxeon. En este sentido inciden en que, además, las fibras deben orientarse adecuadamente, para poder soportar los cambios térmicos. Es el instituto sueco el que desarrolla modelos de materiales, realiza ensayos de materiales, diseña y fabrica los depósitos y se encarga de las pruebas a escala real de los mismos.

Como socios en este proyecto están Oxeon AB, que fabrica el material TeXtreme que se utiliza en los depósitos; Chalmers, que estudia la difusión del hidrógeno a través de las paredes del depósito y realiza estudios de diseño; la Universidad de Linköping, que realiza estudios de fatiga del material del depósito; y KonveGas AB, que estudia las posibilidades de una futura producción comercial de depósitos de gas.

La Agencia Sueca de la Energía aporta la financiación principal del proyecto dentro del programa «Aviación sin combustibles fósiles 2045», Oxeon AB cofinancia el proyecto mediante trabajo y material propios.

El instituto de investigación de Suecia, que sería el homólogo sueco al Csic español, tiene una estrecha colaboración con el Inta y el objetivo es que ambas partes continúen trabajando el desarrollo de nuevas tecnologías y proyectos vinculados a la implementación del hidrógeno como combustible. De hecho el instituto sueco ya tiene experiencia previa en proyectos vinculados al hidrógeno y contrató directamente los ensayos con el centro de Cuadros debido a sus altas condiciones de seguridad, lo que le convierten en un centro referente en relación a este tipo de pruebas.