Hörmann: sistema stoccaggio idrogeno integrato in ruote trattori

Hörmann Vehicle Engineering, società tedesca specializzata in ingegneria per veicoli, ha presentato un concept che affronta uno dei limiti più persistenti nella progettazione di macchine agricole alimentate a idrogeno: lo stoccaggio del combustibile a bordo.

Anziché ricorrere a serbatoi convenzionali montati sul telaio, l'azienda ha sviluppato un sistema che integra lo stoccaggio dell'idrogeno direttamente all'interno delle ruote posteriori del trattore.

Questa soluzione tecnica trasforma volumi strutturali normalmente inutilizzati in capacità funzionale di accumulo energetico, evitando compromessi sulla distribuzione dei pesi, sulla visibilità o sulla compatibilità con gli attrezzi portati.

Il sistema Hörmann integra serbatoi anulari in fibra di carbonio a 700 bar direttamente nei cerchioni posteriori, trasformando volumi strutturali inutilizzati in capacità di stoccaggio senza compromettere distribuzione pesi o altezza da terra del trattore

Foto di: OmniTrattore.it

Il vincolo progettuale dell'idrogeno nelle macchine off-road

Dal punto di vista ingegneristico, l'idrogeno ha sempre presentato un problema di ingombro nelle macchine per impieghi fuoristrada. I serbatoi ad alta pressione necessari per contenere quantità significative di idrogeno gassoso occupano volumi considerevoli, e il loro posizionamento all'interno del telaio del trattore genera inevitabilmente conflitti con altri componenti o funzionalità.

Le soluzioni tradizionali impongono compromessi sulla distribuzione delle masse, riducono l'altezza da terra, limitano la visibilità posteriore o interferiscono con i sistemi di attacco degli implementi. Questi vincoli hanno costituito una barriera concreta alla diffusione commerciale di trattori alimentati a idrogeno, nonostante i vantaggi teorici del vettore energetico.

Serbatoi anulari in fibra di carbonio a 700 bar

L'approccio di Hörmann differisce strutturalmente dalle configurazioni precedenti. Il sistema prevede l'installazione di un serbatoio di idrogeno a forma anulare realizzato in fibra di carbonio all'interno del cerchione della ruota posteriore. Il serbatoio opera a una pressione di 700 bar, standard attualmente adottato a livello europeo per lo stoccaggio dell'idrogeno ad alta pressione nei veicoli.

Ricollocando lo stoccaggio nelle ruote, il concept evita significative riprogettazioni del telaio del trattore preservando al contempo l'altezza da terra e l'equilibrio della macchina. La capacità complessiva del sistema raggiunge 42 chilogrammi di idrogeno, quantità che l'azienda stima equivalente in termini energetici utilizzabili a circa 200 litri di gasolio.

In termini operativi pratici, questa capacità si traduce in un'intera giornata lavorativa senza necessità di rifornimento, portando i trattori alimentati a idrogeno a una parità sostanziale di autonomia rispetto alle macchine diesel convenzionali.

Protezione meccanica per ambienti operativi severi

Il sistema integra una copertura esterna protettiva progettata per schermare il serbatoio da detriti, polvere e danni meccanici. Questa caratteristica risulta critica considerando le condizioni operative particolarmente gravose delle macchine agricole, esposte a impatti, vibrazioni, escursioni termiche e ambienti fortemente contaminati.

La durabilità nel lungo periodo sotto stress continuativo rappresenterà uno dei parametri di validazione fondamentali per la soluzione. Le ruote dei trattori subiscono sollecitazioni meccaniche significative durante le lavorazioni in campo, con cicli ripetuti di compressione, torsione e urti contro ostacoli del terreno.

Compatibilità con motori a combustione e fuel cell

Un aspetto strategicamente rilevante dello sviluppo riguarda la flessibilità rispetto alle diverse architetture di propulsione a idrogeno. Il sistema di stoccaggio è stato progettato per funzionare sia con trattori equipaggiati con motori a combustione interna alimentati a idrogeno, sia con piattaforme elettriche dotate di celle a combustibile.

Questa compatibilità duale assume importanza significativa poiché l'industria non ha ancora convergito verso un'unica soluzione tecnologica dominante per l'utilizzo dell'idrogeno nelle macchine agricole. I motori a combustione interna modificati per bruciare idrogeno risultano attualmente più vicini all'adozione commerciale grazie alla loro somiglianza con i propulsori diesel e alla minore complessità sistemica.

Le celle a combustibile, dall'altro lato, offrono efficienze di conversione energetica superiori ma richiedono infrastrutture più avanzate e riduzioni di costo ancora significative. Mantenendo un approccio agnostico rispetto al tipo di propulsore, Hörmann posiziona questa soluzione come componente modulare piuttosto che come tecnologia di nicchia legata a un unico percorso specifico.

Con 42 kg di idrogeno stoccabili, equivalenti energetici a circa 200 litri di gasolio, il sistema garantisce un'intera giornata lavorativa senza rifornimento, portando i trattori a idrogeno a parità di autonomia con le macchine diesel convenzionali

Foto di: OmniTrattore.it

Impatto sul mercato e implicazioni per l'industria

Dal punto di vista del mercato, questo concept affronta una barriera molto specifica che ha rallentato l'adozione dell'idrogeno in agricoltura: la praticabilità operativa. L'ansia da autonomia e la logistica dei rifornimenti rappresentano preoccupazioni rilevanti per gli agricoltori.

Un sistema in grado di garantire autonomia equivalente al diesel senza aumentare le dimensioni della macchina o compromettere l'usabilità elimina un punto di attrito fondamentale. Se validato in condizioni operative reali, lo stoccaggio integrato nelle ruote potrebbe influenzare il modo in cui i costruttori affrontano le piattaforme a combustibili alternativi.

Invece di progettare architetture di trattori completamente nuove, i produttori potrebbero essere in grado di adattare o retrofittare piattaforme esistenti con maggiore efficienza, riducendo i tempi e i costi di sviluppo.

Sfide critiche ancora da affrontare

Nonostante il potenziale, permangono criticità che definiranno il successo commerciale della soluzione. La durabilità sotto stress prolungato in campo, includendo vibrazioni, impatti e cicli termici, richiederà validazione estensiva. Le considerazioni di sicurezza associate allo stoccaggio di idrogeno ad alta pressione in componenti rotanti necessitano di protocolli certificativi rigorosi.

Il costo della produzione su scala dei serbatoi in fibra di carbonio rappresenta un fattore economico determinante. La disponibilità di infrastrutture di rifornimento idrogeno, specialmente nelle aree rurali dove operano le macchine agricole, costituisce un prerequisito sistemico indipendente dalla soluzione tecnica di stoccaggio.

Produzione di idrogeno in azienda: il modello a ciclo chiuso

Il concept si allinea con una tendenza più ampia verso la produzione energetica decentralizzata. Hörmann evidenzia il potenziale della generazione di idrogeno direttamente in azienda agricola, particolarmente attraverso sistemi di conversione del biogas prodotto dalle deiezioni zootecniche o da biomasse vegetali.

Se questo ecosistema si sviluppasse parallelamente alle soluzioni di stoccaggio, potrebbe creare un modello energetico a ciclo chiuso per determinate tipologie aziendali. Aziende con allevamento significativo potrebbero teoricamente produrre biogas dai reflui, convertirlo in idrogeno tramite reforming o elettrolisi, e utilizzarlo per alimentare i propri trattori, chiudendo il ciclo energetico all'interno del perimetro aziendale.

A proposito di idrogeno in agromeccanica

JCB conquista l'omologazione UE per il suo motore a idrogeno

Massey Ferguson: trattore a idrogeno entro il 2026