Turntide Technologies: Los híbridos adquieren una nueva apariencia

En la prisa por electrificar, parecía que a menudo se pasaba por alto la hibridación como paso en el proceso de descarbonización.

“En un mundo evolutivo, se optaría por un motor de combustión interna (ICE), un híbrido y luego un vehículo eléctrico (VE). Es un proceso evolutivo bastante normal”, señaló Steve Hornyak, presidente y director ejecutivo de Turntide Technologies. Esto no ha sido así para muchos fabricantes de equipos originales (OEM) y sus proveedores.

Steve Hornyak, presidente y director ejecutivo de Turntide Technologies.

“Hubo un gran salto debido a las importantes presiones sociales y económicas para migrar directamente a los vehículos eléctricos [debido] al esfuerzo de descarbonización que se estaba llevando a cabo en todo el mundo”, afirmó Hornyak. Los gobiernos ayudaron a financiar la transición con incentivos y, en algunos casos, la impusieron, obligando a la industria a seguir ese camino.

Ahora, cada vez es más evidente que la descarbonización no tiene por qué ser una cuestión de todo o nada. "Habrá coincidencias en las que lo mejor para [una máquina] será un modelo de motor de combustión interna puro, diésel o de gasolina. Puede haber otras en las que un vehículo eléctrico puro sea una aplicación y propósito fundamentalmente mejores", declaró Hornyak. "Y luego están las opciones intermedias en las que el híbrido encaja a la perfección".

Más alcance, menos costo

Con un híbrido, es posible reducir el tamaño del ICE y complementarlo instalando un motor eléctrico en línea, señaló Hornyak.

“Normalmente, la mejor manera de lograrlo es con un motor en línea, y así se obtiene esta 'bestia' de altísimo rendimiento en un formato más pequeño y compacto que consume menos combustible, rinde más con un tanque de gasolina o diésel y es mejor para el medio ambiente que un motor más grande, pero no tan bueno como un vehículo eléctrico puro”, dijo.

Continuó afirmando que un híbrido puede ser la mejor opción para muchas aplicaciones hoy en día, particularmente cuando la ansiedad por la autonomía es una preocupación y la batería eléctrica completa no es práctica, como ciertos tipos de vehículos comerciales.

Las aplicaciones marinas ofrecen un mercado prometedor para la hibridación. Se muestra la embarcación de trabajo híbrida FollaPower 50EL. (Foto: Damen Shipyards Group)

Las aplicaciones marinas también son un mercado prometedor. "Estamos observando un gran interés en la industria marina [para] ofrecer a las embarcaciones, ya sean comerciales o de otro tipo, la capacidad de recorrer mayores distancias, tener más potencia con un formato más pequeño, sin necesidad de baterías gigantes".

A nivel de sistema, la hibridación puede resultar una solución práctica para la hidráulica. La adición de uno o más motores eléctricos para alimentar el sistema permite utilizar un motor diésel más pequeño, lo que, según Hornyak, reduce los costos iniciales y resulta más rentable a largo plazo.

“Ahora estamos entrando en una fase con la hibridación donde el énfasis no está necesariamente en salvar el planeta. Es ecológico... pero lo es en términos de ahorro económico”, dijo Hornyak. “Funciona de forma más eficiente y eficaz, consume menos combustible, tiene menores costos operativos y ofrece un mayor rendimiento. Así que, cumple con todo eso y, por cierto, es excelente para el medio ambiente”.

Es probable que la hibridación, al igual que los motores de combustión interna, se mantenga durante mucho tiempo, continuó. "Ahora bien, ¿creo que con el tiempo los motores de combustión interna se convertirán en una aplicación más especializada y que los híbridos y los vehículos eléctricos se dividirán en dos? Sí, creo que con el tiempo. Pero eso ocurrirá dentro de más de 10 años. Hasta entonces, tendremos una buena combinación de los tres en todos los tipos de aplicaciones".

La mejor elección para los híbridos

La combinación adecuada de motor y motor es crucial para los híbridos. Si bien los motores de flujo radial suelen ser más comunes en muchos escenarios, los motores de flujo axial pueden ofrecer claras ventajas en cuanto a la hibridación, según Hornyak, como un perfil más pequeño, un peso más ligero y una mayor densidad de potencia.

“Obtendremos mayor torque, más potencia, menor consumo de combustible fósil en un paquete más eficiente en términos de espacio que con cualquier otra tecnología disponible hoy en día”, afirmó.

Si tienes el tamaño y el espacio para instalar un motor radial y te parece bien conseguir algo más grande para producir la misma potencia, no hay problema. Pero la mayoría de las veces, en los híbridos, el espacio es limitado porque tienes un motor y un motor de combustión interna, y tratas de colocarlos en el mismo espacio que antes, y no quieres rediseñar todo el vehículo.

Los motores de flujo axial, como el AF430S de Turntide, ofrecen ventajas como un perfil más pequeño, menor peso y mayor densidad de potencia. (Foto: Turntide Technologies)

Un motor de flujo axial, o “panqueque”, generalmente permite que tanto el motor como el motor eléctrico encajen dentro del espacio original, dijo Hornyak.

Por ejemplo, Turntide está trabajando actualmente con una gran empresa global de India para probar su motor de flujo axial en vehículos comerciales ligeros. "Literalmente dijeron: 'Steve, no podemos cambiar el diseño, la arquitectura ni la estructura de este vehículo, pero lo que queremos es tener un motor diésel más pequeño y luego equiparar su flujo axial con él en el mismo espacio'. No podían usar ninguna otra tecnología. Tenía que ser de flujo axial".

Los motores de flujo axial están disponibles en una amplia gama de configuraciones. "Por lo tanto, este motor pancake se puede configurar de muchas maneras diferentes para satisfacer sus necesidades", dijo Hornyak. "Una de las características únicas de Turntide es que contamos con un sistema de alto volumen y altamente configurable, en lugar de un diseño preconfigurado o un taller de motores a medida. Hemos fusionado lo mejor de ambos mundos".

Colaboración mano a mano

Para ayudar a determinar la solución adecuada, el grupo de ingeniería de aplicaciones y éxito del cliente de Turntide trabaja en estrecha colaboración con los equipos internos de un OEM o con integradores de sistemas para garantizar que el cliente obtenga la solución óptima.

“Estamos trabajando codo con codo con ellos para ayudarles a comprender su aplicación y asegurarnos de montar el motor de flujo axial adecuado, la configuración correcta de ese motor y combinarlo con el inversor adecuado”, explicó Hornyak.

Turntide colabora estrechamente con sus clientes para identificar la combinación ideal de motores de flujo axial que satisfaga sus necesidades. (Foto: Becky Schultz)

Consideremos una aplicación reciente en la que un fabricante de equipos originales (OEM) del sector marítimo tenía un proyecto que implicaba una longitud axial ajustada, un diámetro complejo y un alto requisito de par de rendimiento. Esto requería un motor de alto par en un paquete compacto para optimizar la disposición del tren motriz. El diseño y la entrega de la muestra se requerían en un plazo de cinco meses, y el programa completo se completó en 18 meses.

El sistema híbrido, entregado dentro del ajustado plazo, proporcionó una importante reducción de ruido, lo que benefició la aplicación prevista en embarcaciones de recreo, mejoró la maniobra durante el atraque y creó ahorros de costos porque el motor proporcionaba propulsión y generación de energía.

En otro ejemplo, el fabricante de equipos originales (OEM) necesitaba adaptar un camión volquete rígido con una carga útil de 291 toneladas para que funcionara con un sistema de pila de combustible de hidrógeno. El sistema incluiría motores eléctricos para accionar importantes funciones auxiliares, como dos bombas hidráulicas.

Este proyecto implicó la modernización de componentes diésel tradicionales con un sistema de propulsión eléctrico, manteniendo el rendimiento, la fiabilidad y la eficiencia del camión en entornos mineros. El proyecto se dividió en dos etapas. El sistema hidráulico, compuesto por dos bombas que accionan la dirección, los frenos, el elevador y el sistema de refrigeración de los frenos, fue el primero en electrificarse.

El equipo de Turntide identificó la configuración y las especificaciones del motor de flujo axial adecuadas para satisfacer los requisitos del fabricante original. Los motores de flujo axial optimizaron la gestión térmica y energética, lo que permitió al fabricante crear una plataforma independiente que permite reducir los costos operativos y minimizar el impacto ambiental, además de ser compatible con tecnologías personalizadas de baterías, pilas de combustible e híbridas. La transición también facilitó la escalabilidad de la electrificación en el futuro.

“Los motores de flujo axial”, comentó Hornyak, “son una tecnología fenomenal para la próxima generación de vehículos eléctricos e híbridos”.