Investigadores de la Onubense prueban con éxito un nuevo sistema de refrigeración por hidrógeno, con cero emisiones, para el transporte de alimentos perecederos por carretera

Huelva

Un grupo de investigadores de la Universidad de Huelva ha diseñado un nuevo sistema de refrigeración alimentado por hidrógeno, con cero emisiones, para el transporte de alimentos perecerderos en la cadena de suministro.

La tecnología, que se ha probado con éxito en una furgoneta de reparto, permite ahorrar un 10% de combustible y evitar la emisión de más de 3.650 kilos de CO2 al año en un camión ligero frigorífico. Se trata de un diseño respetuoso con el medio ambiente y de fácil integración en la flota de vehículos actual del sector del transporte frigorífico de alimentos. Lo explica José Manuel Andújar, catedrático de ingeniería de sistemas y automática, uno de los autores.

Los resultados de este trabajo, realizado por José Manuel Andújar, Francisca Segura, Francisco Javier Vivas y Macarena Martínez, todos ellos investigadores del Centro de Investigación en Tecnología, Energía y Sostenibilidad 'Cites' de la Onubense, han sido publicados en la revista 'Energía Aplicada', especializada en la materia.

En el trabajo se ha llevado a cabo el diseño, desarrollo paso a paso y validación experimental de un sistema de refrigeración alimentado por hidrógeno para su uso en camiones ligeros frigoríficos para el sector de la entrega de alimentos. Toda la tecnología está disponible y es facilmente reproducible.

Las principales aportaciones se centran en el diseño de la arquitectura del propio sistema, la electrónica necesaria (adquisición, control y alimentación) para su correcto funcionamiento, así como un sistema de gestión de energía y un novedoso algoritmo orientado a maximizar el rendimiento del sistema de refrigeración por hidrógeno en términos de operatividad, potencia y vida útil.

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El uso del transporte actual es responsable de aproximadamente el 40% de las emisiones de gases de efecto invernadero en la Unión Europea. Un problema que se agrava con el transporte de alimentos perecederos, ya que el motor de propulsión del vehículo debe alimentar no solo al vehículo sino también a la unidad de refrigeración, por lo que debe permanecer en funcionamiento continuamente, tanto en carretera como parado durante la entrega. Estos investigadores aportan una solución ad hoc. Se trata de un sistema de refrigeración alimentado por hidrógeno que se integrará en camiones ligeros y furgonetas estándar para el transporte y la entrega de alimentos a corta distancia.

Características técnicas

La solución propuesta combina una celda de combustible de membrana de electrolito de polímero refrigerada por aire, una batería de iones de litio y cilindros de hidrógeno presurizados de bajo peso para minimizar el costo y aumentar la autonomía y la densidad de energía. Asimismo, se ha desarrollado un sistema de gestión de la energía para garantizar la continuidad y seguridad en el funcionamiento del sistema eléctrico durante la jornada laboral, al tiempo que se maximiza tanto la potencia de salida disponible como la vida útil.

Los resultados experimentales sobre un camión ligero frigorífico real aportan más de 4 horas de autonomía en perfiles de conducción interurbanos intensivos, que pueden incrementarse, en caso de necesidad, simplemente aumentando la presión del hidrógeno almacenado desde los 200 bar actuales hasta lo que se requiera. El correcto funcionamiento de todo el sistema de refrigeración con hidrógeno ha sido validado experimentalmente en términos de funcionalidad, autonomía y seguridad; con un ahorro de combustible de más del 10% y la reducción de más de 3.650 kilos de CO2 al año.

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Prueba experimental

La prueba experimental consistió en someter el vehículo a una jornada normal de trabajo. Un ensayo que se realizó en un circuito cerrado al tráfico de aproximadamente 2,5 km de longitud. La duración de la prueba fue el equivalente a un día hábil, 8 horas, comenzando a las 7:00 am y finalizando a las 15:00 pm. El vehículo se cargó con fruta y la temperatura de consigna se fijó en 4 °C. Durante la prueba se realizaron tiempos de recorrido a velocidad controlada (urbano, <50 km/h), paradas de vehículos, estacionamientos para descarga de la mercancía y tiempos de apertura isotérmica de puertas de boxes, siempre siguiendo las indicaciones proporcionadas por una empresa especializada en este tipo de transporte.

Cuando el vehículo está en movimiento, el sistema de refrigeración por hidrógeno está apagado y el compresor se alimenta con la energía del motor. Cuando el vehículo se detiene y su motor se apaga, entra en funcionamiento este nuevo diseño, alimentando el compresor del sistema de refrigeración.

El trabajo futuro está orientado en dos direcciones. Por un lado, intentar transferir la tecnología desarrollada para que se empiecen a fabricar en serie furgonetas y camiones ligeros frigoríficos que basan sus sistemas de refrigeración en el uso de hidrógeno. Por otro lado, en base a la tecnología desarrollada, diseñar sistemas de refrigeración por hidrógeno de mayor potencia y autonomía, viables para su montaje en camiones frigoríficos pesados utilizados en el transporte nacional e internacional.