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Guía para iniciarse en la propulsión alternativa

Guía para iniciarse en la propulsión alternativa
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En Motorpasión Futuro estamos hablando de muchas tecnologías que son una alternativa a lo que ya está establecido, el imperio del petróleo de origen fósil. Gasolina y gasóleo para los amigos. Más de uno puede sentirse perdido, así que vamos a explicarlo brevemente con esta guía.

Distingamos dos tipos de alternativas fundamentales. Por un lado tenemos la electrificación y por otro los combustibles alternativos. Dentro de estos dos grandes grupos vamos a encontrar varias posibilidades. Ninguna solución es la solución, sino una solución. Con esto quiero decir que ninguna supone el fin de los problemas.

Durante décadas se creyó que el petróleo iba a ser virtualmente inagotable y sobre todo, barato. Ambos axiomas han sido tirados abajo por las evidencias científicas. Si el ser humano no quiere volver a la era pre-industrial, no queda más remedio que buscar alternativas, aunque sea décadas antes de que sean viables.

Baterías eléctricas

De hecho, así ha ocurrido. Las alternativas son conocidas desde hace tiempo, pero su viabilidad ha ido marcada fundamentalmente por el precio del petróleo. Hay gente que se sorprende al saber que ya existían los coches eléctricos antes de la Primera Guerra Mundial, y que estos dominaron frente al motor de gasolina durante un tiempo.

La búsqueda de alternativas se ha acelerado en momentos de enorme necesidad. Por ejemplo, en la España de la posguerra apareció el gasógeno. Los alemanes en la SGM innovaron en combustibles sintéticos. En la crisis del petróleo del 73 empezaron a aparecer prototipos a patadas... hasta que el precio del crudo volvió a ser razonable.

En la historia más reciente, los problemas asociados al suministro de petróleo y a su alza histórica de precios también ha acelerado mucho el ritmo de la innovación. Paralelamente, se está sacando rendimiento a las motorizaciones convencionales como nunca, tal y como os explicamos en una colección de artículos reciente: la mejora de la eficiencia.

Ford C-MAX Hybrid

Coches híbridos

El concepto es sencillo, uno o más motores eléctricos, combinados con un motor convencional, con el apoyo de una batería eléctrica de alta potencia que recupera excedentes de energía (HEV). La hibridación más común es la eléctrica, pero también se puede hacer una hibridación con un sistema de aire comprimido.

Esta tecnología es muy antigua, pero empezó a desplegar su potencial a partir de 2004, cuando Toyota, Honda y Ford pusieron en el mercado varios modelos, y después siguieron otras marcas. Hoy día, el fabricante que no tiene híbridos, ya trabaja en tener alguno pronto. Reducen mucho las emisiones contaminantes.

Al aliviar al motor convencional de esfuerzo en sus momentos de menor eficiencia, y al recuperar energía que normalmente se "pierde" con las frenadas, su rendimiento térmico es superior al de motores convencionales. Los hay enchufables, es decir, con una autonomía eléctrica modesta para desplazamientos cortos.

Coche eléctrico

Coches eléctricos

Antes todavía que los híbridos estaban los eléctricos. Su energía también procede de baterías, pero no tienen el apoyo de un motor de combustión interna (BEV), y si lo tienen, son un generador para mantener su autonomía (E-REV) pero no un motor impulsor en sí.

La principal ventaja es la emisión nula de contaminantes a nivel local, también contaminan menos a nivel global. Entre sus desventajas, que necesitan mucho espacio y peso para cargar las baterías por su baja densidad de carga por volumen y masa. Su recarga es bastante lenta y el precio de adquisición es elevado. Eso sí, la electricidad sale mucho más barata.

En funcionamiento son sin duda los coches más eficientes en términos de consumo de energía. Si comparamos el gasto energético final del pozo a la rueda (well to wheel) el coche eléctrico sigue siendo también el más eficiente de todos los sistemas alternativos, aunque la ventaja sea menor. Si pasamos esto a miles o millones de unidades, la ventaja para la calidad del aire es incuestionable, aunque sea energía procedente de centrales térmicas.

Honda FCX Clarity

Hidrógeno - Pila de combustible

El primer elemento de la tabla periódica es muy interesante como combustible, ya que se puede extraer en enormes cantidades, especialmente en un planeta con tanto agua. El problema es producirlo de forma económica y ecológica, pues es necesaria energía para romper las moléculas de agua.

Usando hidrógeno puro con oxígeno del aire, podemos producir una reacción química en una pila de combustible. A diferencia de una pila normal, que está sellada, la pila de combustible necesita un aporte de hidrógeno y oxígeno para producir electricidad y vapor de agua.

Esta electricidad se usa en uno o más motores eléctricos, el vapor de agua se expulsa por el escape. Es la tecnología más prometedora, pero tiene una serie de inconvenientes bastante importantes que analizamos previamente. A partir de 2015 llegarán los primeros modelos al mercado libre, pero no serán nada baratos.

Autobús a hidrógeno

Hidrógeno - Combustible alternativo

Otra posibilidad es usar el hidrógeno como una alternativa en los motores de ignición por chispa (Otto, Atkinson o Miller), comunmente hablando motores de gasolina. El hidrógeno también es un combustible muy bueno para automoción, si obviamos el hecho de que necesita depósitos muy grandes, aunque pesan muy poco.

La escasez de puntos de repostaje hace que esta alternativa no cale, además, varios fabricantes estaban trabajando en esta vía (como BMW o Mazda) y parecen haberla dejado en suspenso en favor de tecnologías más disponibles y maduras. Hay conversiones de particulares, pero son anecdóticas.

La eficiencia máxima de los motores alimentados a hidrógeno está limitada por las leyes de la termodinámica, no pueden competir con las pilas de combustible en consumo. A largo plazo puede ser un sustitutivo del petróleo en coches clásicos, pero hoy día no es muy viable que digamos.

Alfa MiTo GLP

Gas licuado del petróleo (GLP)

Es una mezcla de butano y propano, almacenados a presión y en estado líquido. Es el combustible alternativo más utilizado del mundo, principalmente en Corea del Sur, Polonia, Italia, Alemania, etc. Requiere la adaptación de un motor de gasolina, aunque también es técnicamente posible hacerlo en motores Diesel, como complemento del gasóleo.

En Motorpasión Futuro hemos visto cómo comprar un coche a GLP, también hemos visto sus inconvenientes. En nuestro país la red de repostaje es emergente, vamos por más de 200 gasolineras, y la oferta de modelos está empezando a ser atractiva. Países como Italia van muy por delante en ese sentido.

No solo es un combustible muy económico y abundante, también es bastante respetuoso con el medio ambiente al no tener tantas impurezas como el petróleo de origen fósil. Respecto a un coche igual a gasolina, el ahorro puede rondar el 40%, aunque esto depende de muchos factores.

Ford F-250 GNC

Gas natural comprimido (GNC)

En este caso hablamos de metano, a mucha más presión, por lo que no es una tecnología compatible con GLP, y necesita una adaptación distinta. Hoy día tiene menos interés que el GLP por la limitadísima oferta de vehículos y por haber muy pocos puntos de repostaje.

A largo plazo es muy interesante, porque si hay petróleo para 40 años, gas hay para 70. Además, el GNC se puede obtener de forma renovable en vertederos, granjas o procesos industriales (residuo), y también es muy barato y muy limpio en tema de emisiones. Su potencial está por desvelarse.

En la actualidad el GNC se usa principalmente en flotistas y vehículos profesionales o de servicio público. Al igual que con GLP, los motores siguen funcionando con gasolina si no fuese posible repostar gas. En países como Argentina o Italia el GNC es una realidad cotidiana, en España hay que esperar un poco.

Coche a bioetanol

Biocombustibles

Es posible producir sustitutivos tanto de la gasolina como del gasóleo, son los conocidos como biocarburantes (bioetanol y biodiésel), y los métodos son muy diversos. Principalmente el origen es vegetal, bien con cultivos dedicados o aprovechando excedentes de cultivos alimentarios. Son muy ecológicos ya que las plantas que lo producen absorben mucho dióxido de carbono por la fotosíntesis.

Los biocombustibles requieren energía en su procesamiento y distribución, y no estarán nunca disponibles en las mismas cantidades que el oro negro. En la segunda generación de biocombustibles no se depende de cultivos susceptibles de consumo humano para alimentación.

Tenemos el ejemplo de Brasil o Suecia en cuanto a despligue de biocombustibles, y España es uno de los principales productores. Dependiendo de su concentración respecto al petróleo (se usan mezclados) es necesario afrontar conversión del motor o su uso directo. Su disponibilidad al público es muy limitada hoy día.

Coche de aire comprimido

Aire comprimido

Por último, vemos una propuesta que tiene que demostrar su viabilidad comercial. Es lo más parecido a un coche de cuerda. Mediante compresores se toma aire normal y corriente y se almacena en bombonas a alta presión. Ese aire luego se va soltando para mover piezas mecánicas.

La autonomía y la potencia disponible son discretas, y los prototipos presentados son ruidosos, pero tienen sentido para desplazamientos cortos y si la compresión de aire se hace con energía renovable, ya que no es un proceso muy eficiente. PSA está trabajando en híbridos gasolina/aire comprimido, aunque sin bombonas recargables, sino de ciclo cerrado.

Las ventajas son evidentes, no producen emisiones contaminantes, la compresión del aire va aparte. Las desventajas no son pocas, muy poca gente está apostando por este sistema. Pasa como con las placas solares, fuera de los prototipos se cuentan con los dedos los vehículos que funcionen así. Además no son tan eficientes como otras alternativas, ni tampoco son tan rápidos de repostar en condiciones normales.

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