H2MAC construirá una excavadora de 120 kW y una trituradora de 240 kW alimentadas por pilas de combustible. Los prototipos deberán acumular 1.000 horas en una cantera para comprobar si la tecnología mantiene rendimiento y confiabilidad bajo polvo, vibraciones y trabajo intensivo.
Un consorcio europeo avanza en el desarrollo de trenes de potencia eléctricos alimentados por pilas de combustible de hidrógeno para maquinaria pesada de minería y construcción, con el objetivo de comprobar si esta tecnología puede operar de manera confiable en condiciones fuera de carretera donde el polvo, las vibraciones y los elevados requerimientos de potencia dificultan la electrificación convencional.
El proyecto, denominado H2MAC, desarrollará dos máquinas nuevas: una excavadora equipada con un módulo de pila de combustible de 120 kW y una trituradora que utilizará dos módulos para alcanzar 240 kW. Ambas deberán completar conjuntamente una demostración de 1.000 horas en condiciones reales de cantera antes del término del programa, previsto para diciembre de 2027.
La iniciativa se encuentra todavía en fase de desarrollo y demostración. Los equipos no son máquinas comerciales validadas para operación minera a gran escala y las pruebas futuras serán precisamente las que deberán establecer su durabilidad, rendimiento y capacidad para competir con soluciones diésel o eléctricas a batería.
Dos máquinas para probar perfiles de operación distintos
H2MAC fue diseñado alrededor de dos equipos con patrones de consumo diferentes.
La excavadora representa una aplicación móvil y altamente dinámica, con cambios frecuentes de carga derivados de movimientos, giro, excavación y descarga. La trituradora tiene un comportamiento más estacionario y una demanda energética distinta. Utilizar ambos equipos permitirá evaluar si una misma arquitectura modular de pila de combustible puede adaptarse a aplicaciones con perfiles operacionales diferentes.
El concepto no consiste simplemente en retirar un motor diésel de maquinaria existente e instalar una pila de combustible. El proyecto contempla diseñar nuevas máquinas alrededor del tren de potencia eléctrico de hidrógeno y sus subsistemas asociados, lo que permite integrar desde el comienzo requerimientos de control, refrigeración, almacenamiento energético, filtración y resistencia mecánica.
La modularidad es una parte central del diseño. La excavadora utilizará un módulo de 120 kW, mientras la trituradora duplicará esa configuración para llegar a 240 kW. Si el concepto funciona, el objetivo es que la arquitectura pueda ampliarse o adaptarse posteriormente a otros tipos y tamaños de maquinaria no vial.
Mil horas bajo condiciones reales
La prueba decisiva está prevista para la última etapa del proyecto.
Los dos prototipos deberán operar simultáneamente durante 1.000 horas en una cantera de Arcos de la Frontera, en Cádiz, España, en condiciones de trabajo reales. Allí se evaluará no solo la capacidad de generar potencia, sino también la estabilidad del sistema cuando queda expuesto durante períodos prolongados a polvo, vibraciones, variaciones térmicas y ciclos propios de equipos pesados.
Ese paso es relevante porque el propio proyecto reconoce que la confiabilidad y estabilidad de sistemas completos de pila de combustible todavía no han sido demostradas suficientemente en este tipo de maquinaria y ambientes.
Un sistema que funciona correctamente en un banco de ensayos puede enfrentar problemas diferentes cuando se instala en un vehículo sometido de manera continua a impactos, vibración estructural, contaminación por partículas y cambios abruptos de potencia.
H2MAC también utilizará la demostración para examinar requisitos regulatorios, estándares técnicos y necesidades de infraestructura de abastecimiento de hidrógeno. La meta es obtener información que pueda utilizarse posteriormente en una eventual transición desde prototipos hacia líneas de producción y productos comerciales.
El proyecto reúne ocho organizaciones europeas
H2MAC comenzó el 1 de enero de 2024 y se extenderá hasta el 31 de diciembre de 2027. Está coordinado por el Instituto Tecnológico de Aragón y recibe respaldo de la Clean Hydrogen Joint Undertaking, dentro de Horizon Europe. Su presupuesto total alcanza aproximadamente €6,28 millones, con una contribución europea cercana a €4,99 millones.
El consorcio está integrado actualmente por ocho organizaciones de cinco países —España, Finlandia, Suecia, Alemania y Turquía— y reúne centros tecnológicos, fabricantes de componentes, productores de maquinaria y asociaciones industriales.
Entre sus integrantes están el Instituto Tecnológico de Aragón, Tampere University, PowerCell, Mann+Hummel, Hidromek, Talleres ZB, la Fundación Hidrógeno Aragón y la asociación española ANMOPYC. Cada participante aborda componentes diferentes, desde electrificación y pilas de combustible hasta maquinaria, filtración y validación industrial.
Hidrógeno busca espacio donde las baterías enfrentan restricciones
La aplicación del hidrógeno en maquinaria pesada responde a un problema todavía abierto en la electrificación de equipos fuera de carretera.
Las baterías eliminan las emisiones locales de combustión y pueden ser muy eficientes, pero los equipos de gran potencia necesitan paquetes de almacenamiento mayores y, dependiendo de su utilización, infraestructura eléctrica capaz de entregar grandes cantidades de energía durante la recarga.
En minas o proyectos de construcción alejados de redes eléctricas robustas, esas necesidades pueden convertirse en una restricción.
Las pilas de combustible ofrecen otra arquitectura: el hidrógeno almacenado a bordo alimenta electroquímicamente un sistema que genera electricidad para el tren motriz. La operación de la pila no produce emisiones locales de dióxido de carbono ni contaminantes asociados a la combustión diésel, aunque el impacto climático total depende de cómo haya sido producido y transportado el hidrógeno utilizado.
H2MAC pretende comprobar precisamente si esa solución mantiene las prestaciones necesarias cuando sale del laboratorio y entra en maquinaria sometida a trabajo pesado.
La prueba tecnológica todavía está pendiente
El avance del proyecto no significa que el hidrógeno haya demostrado ya ser una alternativa competitiva para excavadoras, trituradoras u otra maquinaria minera pesada.
Todavía deberán comprobarse variables como confiabilidad durante jornadas prolongadas, degradación de las pilas de combustible, comportamiento frente a vibraciones y polvo, facilidad de mantenimiento, disponibilidad del equipo y necesidades de abastecimiento.
A ello se sumará posteriormente la dimensión económica: costo de las pilas, almacenamiento de hidrógeno, infraestructura de suministro y precio del combustible frente a alternativas diésel, eléctricas a batería o conectadas directamente a la red.
Por ahora, H2MAC busca cubrir el paso intermedio entre desarrollo tecnológico y eventual comercialización. La excavadora de 120 kW y la trituradora de 240 kW son prototipos de demostración, y las 1.000 horas previstas en cantera serán el principal ensayo para determinar si una arquitectura modular de pilas de combustible puede soportar las exigencias que la minería y la construcción pesada imponen a equipos móviles durante operaciones reales.
