Puede que para encontrar el primer coche eléctrico haya que remontarse hasta 1839, y a 1898 para ver rodar varios prototipos de automóviles híbridos. Pero ha tenido que pasar más de un siglo para que el coche ecológico represente un concepto global. Que en el año 1900 casi el 30 % de los coches fueran eléctricos en Norteamérica es un espejismo que duró una década. Pero en el siglo XXI, en unos pocos años mucho ha cambiado.
La alarma saltó en 2007 al saberse que el transporte por carretera y el vehículo privado acaparaban casi un 40 % de la energía total consumida en el mundo, así como un 17 % de la emisión de partículas contaminantes. Solo en España, 100.000 kilotoneladas de CO2 procedentes de los coches se lanzaron a la atmósfera.
La Unión Europea en acción
Eso llevó a organismos como la UE a entrar en acción. Fijaron un límite de emisiones medias por fabricante de 130 g/km de dióxido de carbono –en 2000 era de 180–. El guante fue recogido por una industria hasta entonces pasiva. Así, ya en 2012, quince de las 31 grandes marcas lo habían logrado. Innovaciones como las del VW Lupo 3L (consumo de menos de 3 l/100 km) empezaron a introducirse en el coche de serie.
Hoy las emisiones medias se sitúan en 127 g/km de CO2, la de partículas diésel ha caído casi un 99 % y las de óxido de nitrógeno (NOx), más de un 90 %. El consumo medio de combustible se ha reducido proporcionalmente, ya que, si de 1988 al 2000 apenas bajó 1 l/100 km, de 2008 a 2015 ha pasado de 6,0 l/100 km de media a 4,8. Con los híbridos implantados, pero con los eléctricos aún limitados por la infraestructura, ¿cómo se ha fraguado este acelerón ecológico? Gracias a la suma de varios factores.
Líderes en I+D
Como los productos petrolíferos aún representan el 80 % de la energía consumida en carretera, la estrategia debía pasar por mejorar el rendimiento. Había margen, pues los motores de explosión desperdiciaban más de un 65 % de la energía del combustible. Los últimos estudios aseguran que el motor de combustión interna ha elevado su eficiencia en un 25 % en diez años.
Para ello, se ha actuado en todos los aspectos del automóvil: coches más ligeros con nuevos materiales, menor rozamiento interno, mejor aerodinámica, menos resistencia a la rodadura y mejor gestión térmica. La industria ha desarrollado en pocos años una batería de novedades tecnológicas que empieza a implantarse en todos los coches de fábrica. Así, el automóvil ha liderado por primera vez la inversión europea en I+D, con casi 40.000 millones de euros. Y más que deberá llegar.
En 2021, la normativa europea exige que las emisiones medias de cada fabricante no podrán superar los 95 g/km de CO2. Y ahí tendrán que actuar los sistemas de propulsión alternativos. A continuación, te mostramos las principales mejoras en las que trabajan las marcas para llegar al coche ecológico.
Motores talla pequeña
El futuro es de la propulsión alternativa, pero al motor de combustión aún le queda vida. Eso sí, en un formato hasta ahora desconocido. Hay que olvidarse de los V8 –llamados así por tener dos bancos de cuatro cilindros–, V6 y pronto hasta de los de cuatro cilindros: el recorte en su tamaño y cilindrada es la única salida.
En los coches de gasolina y diésel proliferan hoy los propulsores de tres cilindros, capaces de rebajar el consumo hasta un 15 % y de impulsar desde berlinas de casi cinco metros y dos toneladas (Ford Mondeo 1.0 Ecoboost) a superdeportivos como el BMW i8 gracias a su 1.5 de 231 CV.
Entre otras novedades, destaca el motor 1.2 PureTech de 120 CV, que en un Peugeot 308 acaba de batir en el circuito de Almería el récord de gasto mínimo de un gasolina: 2,85 l/100 km. La apuesta downsizing –bajar de talla– más extrema está en Fiat con su motor TwinAir 0.9 de dos cilindros.
Desconectar para no gastar
Uno de los métodos para mejorar la eficiencia energética es hacer que los componentes del coche se desconecten en los momentos en que no son necesarios. Entre ellos están los periféricos desacoplables, como las bombas de agua o de aceite; y el sistema stop-start, capaz de ahorrar un 8 % en ciclo urbano al apagar el motor en atascos o semáforos, y que ya viene incorporado de serie en muchos modelos.
El autostop también se aplica en marcha con nuevos modos de conducción a vela, que suben la eficiencia al 10 %, tras desconectar la mecánica cuando el vehículo puede avanzar por su propia inercia. La desactivación selectiva de cilindros, aplicada por VW en tres motores, rebaja hasta el 10 % los consumos. Y los nuevos sistemas de tracción total de Land Rover desacoplan un eje cuando no hace falta llevarlo en 4×4.
Neumáticos ecológicos Aún son negros, redondos y ruedan en contacto con el suelo, pero poco más tienen en común con los de hace un lustro. La cubierta ecológica se impone, y no sólo en el coche de bajo consumo. Y es que una quinta parte del gasto de combustible se debe a las ruedas.
Dotados de nuevos compuestos y dibujos, los neumáticos de etiqueta eco rebajan hasta un 10% el consumo por menor resistencia a la rodadura. Un rozamiento un 25% menor ahorra 88 l de combustible cada 25.000 km. Hasta ahora su mayor defecto radicaba en la pérdida simultánea de adherencia, pero las nuevas cubiertas ya casi han corregido este factor.
La industria del automóvil se suma al reciclaje
¿Llegará el día en que los coches no dejen residuos en la biosfera? El reciclaje es un hábito en los hogares y empieza a serlo entre las marcas de autos. Obligadas por normativas y por la necesidad de ajustar balances ambientales, hoy ya se recupera hasta el 87 % del peso total de un coche nuevo: el 76 % se reaprovecha y el 11 % se reconvierte en energía.
En este sentido, Michelin ha presentado un programa para regenerar el neumático viejo sin necesidad de triturar o quemar la goma y del cual se produce etanol. El ecocoche se fabricará con material renovable, biodegradable y reciclado. Ford o Land Rover ya trabajan con biomateriales y fibras naturales. También el uso de aluminio reciclado puede salir un 80 % más barato.
Turbo, el poder de la sobrealimentación
Antes, la palabra turbo se asociaba a carácter y prestaciones de infarto. Hoy, la evolución del automóvil se mide por los avances en su concepto, asociados al bajo consumo y la búsqueda de mejoras de la respuesta en marchas largas.
Con la fiebre downsizing, no se concibe motor térmico sin turbo: y no con uno, sino con dos –los populares Twin Turbo ofrecen rendimientos un 25 % superiores– y hasta tres turbos, como el 3.0 Diesel de BMW, capaz de mostrar consumos de 6,3 l/100 km con ¡380 CV! Pero el futuro pasa por el turbo eléctrico: al no depender de gases de escape, su mayor rendimiento es instantáneo, pues mejora un 13 % la eficiencia energética. El grupo VW ya lo anuncia.
Cargador a bordo
El vehículo movido por electricidad depende por completo de los puntos de recarga, lo mismo que el híbrido plug-in, que ofrece consumos de 1,5 l/100 km si se aprovecha al completo su limitada autonomía en modo 100 % eléctrico. Todos ellos se enchufan a la red doméstica, y las compañías instalan los wall-box o puntos de recarga por entre quinientos y mil euros. Pero la movilidad actual no es compatible con tiempos de espera de más de tres horas.
Aquí emergen los nuevos y más sostenibles sistemas de carga rápida, ya posibles con el conector japonés CHAdeMO que ha popularizado el Nissan Leaf, y con el internacional CCS que VW, BMW, GM, Ford o Daimler han adoptado para estandarizarse en Europa desde 2017. En quince minutos cargan de un 60 % a un 80 % de la batería. A medio y largo plazo, el futuro en este campo pasa por la carga por inducción, actualmente en pruebas, que eliminará los cables y producirá alto voltaje con una eficiencia del 90 %. Goodyear ya trabaja hasta con neumáticos que generan energía eléctrica a través del calor del rozamiento trasladable a las baterías.
Las bonanzas de llevar una aerodinámica activa
A menor resistencia al avance, más prestación y menos consumo. La aerodinámica, hasta hace poco casi exclusiva de superdeportivos y monoplazas de F1, es ya eje central en la mejora de la eficiencia. No se trata hoy tanto de correr más, sino de consumir menos.
A la generalización de bajos carenados, alerones o difusores, se suman nuevos elementos activos ya en coches populares y el anuncio de otros próximos: parrillas inteligentes que se abren al necesitar refrigeración, alturas variables de carrocería, spoilers integrados en paragolpes que bajan en marcha para limitar el paso del aire por debajo, flaps tras las ruedas traseras, llantas autosellantes, cortinas de aire que eliminan turbulencias… Al mejorar en un 30 % la resistencia global (SCx), el consumo baja 1,2 l/100 km.
Programas de ecoconducción
El conductor puede ser hoy también agente activo en la rebaja de consumos. La mayoría de modelos ofrece programas Eco que informan de su gasto energético y adaptan su funcionamiento tras pulsar un botón. Hasta dan consejos y valoran la conducción eficiente: optimización del cambio, uso de acelerador, aprovechamiento de inercias…
Los estudios aseguran que, de seguir indicaciones, el conductor medio puede reducir un 15 % en gasto y emisiones, además de ahorrarse hasta 200 euros al año en combustible. Asimismo, en el mercado ya podemos encontrar aplicaciones de ecoconducción.
Calefacción por bomba de calor
En los motores de combustión, viajar calentito no era un problema. Al producirse tanta energía en forma de calor, este podía aprovecharse para templar el habitáculo o para desempañar los cristales. Pero en los coches eléctricos sí lo es, pues apenas hay excedente, y la consecuencia de ir bien abrigado puede suponer disponer de mucha menos autonomía.
La solución llega con el estreno de la calefacción por bomba de calor que, por su elevado rendimiento, recorta el gasto a la mitad; y por su eficiencia sube un 30 % la autonomía del vehículo frente a otros sistemas de calefacción mediante resistencia PTC. VW, Kia o Renault ya lo ofrecen. Por otra parte, la nueva generación de vidrios Low-E o de termoplásticos en salpicaderos contribuirán al menor gasto energético.
Frenada regenerativa
Como ocurrió con el ABS y el ESP, el freno regenerativo es ya parte del equipo de serie de la mayoría de coches. Este sistema consigue recuperar la energía cinética de las deceleraciones y transformarla en electricidad para el climatizador, el equipo de audio y muchos dispositivos electrónicos del turismo clásico, además de baterías en híbridos o eléctricos. La rebaja en consumo es de hasta un 10 %.
Una de las grandes novedades la aporta Mazda con su i-ELOOP, primero que emplea un condensador acumulador en lugar de batería, para almacenar mayor cantidad de energía y permitir cargas/descargas más rápidas. O el sistema sin servofreno ni roce de Continental, que posibilita el frenado desacoplado para recuperar energía y reducir aún más el consumo.
Hacia la arquitectura más ligera y la construcción multimaterial
El sobrepeso es el enemigo público número uno del automóvil. Todo nuevo chasis y carrocería llega al mercado avalado por la báscula. Para reducirlo, se están empleando nuevos aceros menos espesos, de alta resistencia y altísimo límite elástico –recortan hasta 100 kg–. Asimismo, asistimos a la generalización del aluminio en la gama medio-alta –Récord Guiness para el Range Rover con 420 kg de aligeramiento con el mayor monocasco de aluminio de la historia–. O al inicio de la todavía cara fibra de carbono, capaz de reducir en 4,5 veces el peso del acero y empleada en modelos tan revolucionarios como los BMW i3 e i8.
También cuenta la elección del material adecuado para cada lugar y componente del automóvil. Valorando el equilibrio entre peso, coste y proceso, vemos ya aluminio en motores o trenes rodantes que reducen la masa no suspendida y eliminan inercias; magnesio en salpicadero, asientos o techos; uso de cristales más finos; titanio en turbos o escapes; y hasta nuevas resinas y adhesivos aeroespaciales. Con la construcción multimaterial, el coche utilitario medio prevé bajar hasta un 25 % su peso – casi 400 kg– antes de 2020.
El híbrido de 48V
Aunque acorralado por el más eficiente coche eléctrico, el híbrido puro aún tiene recorrido. Para muestra, un botón: Renault, Hyundai o Kia ya ruedan prototipos que reducen hasta un 15 % consumos y emisiones al tiempo que mejoran un 10 % su potencia. Todo es posible con un motor-generador eléctrico funcionando ya a 48V, capaz, por tanto, de recuperar más energía que luego almacena en una batería de 48V. Junto a unos supercondensadores, esta permite no desperdiciar nada.
Audi, incluso, estudia el paso a 48V también para coches convencionales, y abandonar el actual estándar de 12V que empieza a no ser suficiente con tanto consumidor eléctrico: asientos, ventanas, portón automático, sistemas multimedia…
Baterías con más aguante
Cada vez hacen falta baterías de mayor rendimiento para abastecer a híbridos, plug-in, modelos EV… A más tiempo de desplazamiento eléctrico, más eficiencia. Las primeras baterías de níquel-metal hidruro pasaron a la historia, mientras que las de ión-litio empiezan a no ser suficiente.
Hyundai y Kia apuestan ya por alternativas de polímero de litio, con una densidad de energía mayor, cifrada en 200 Wh/kg. Claro que, hablando de densidad, el futuro está en las baterías de grafeno, listas ya para su próxima fabricación en serie. Con 600 Wh/ kg, triplican su potencia y quintuplican la autonomía del bólido –más de 1.000 km–. Además, pueden recargarse en solo ocho minutos.
Cortesía de Muy Interesante
Dejanos un comentario: