Vehículos Eléctricos

¿Cómo Son y Por Qué Adoptarlos?

Un Nuevo Paradigma, Más Eficiente y Sostenible

El salto desde los Vehículos con Motor de Combustión Interna (MCI) hasta los Vehículos Eléctricos (VE), podría ser similar al que dimos desde la máquina de escribir hasta la computadora: es decir, no es la misma cosa pero eléctrica; sino todo un nuevo universo de alternativas.

Aunque en las primeras PC se replicaban muchos paradigmas familiares de las viejas máquinas de escribir, sus nuevas posibilidades fueron dando paso a una “miríada” de nuevos aparatos como las notebooks, las netbooks, las tablets con sus touchscreens, los ipods, los smart-phones, los smart-TV y todo tipo de aparato “smart”, que básicamente consiste en agregarle a casi cualquier cosa, un micro-chip de computadora más una botonera o pantalla táctil para operarlo.

De manera similar además de los autos, barcos, aviones y todo tipo de vehículos conocido pero ahora eléctrico; ya se le puede agregar a casi cualquier cosa un motorcito eléctrico (incluso dentro de las ruedas) más una pequeña batería de litio (o una pila de hidrógeno); y transformarla en un nuevo tipo de vehículo eléctrico, más allá de los viejos y convencionales. Ej. uno de los socios de la AAVEA ya fabrica a pedido de varios sanatorios, camillas de hospital autopropulsadas, con diversos modelos según potencia y equipamiento (altura regulable, guinche para pasar un paciente inmóvil a la cama, aparatología médica, etc); cosa que era imposible con un motor a explosión adentro de un hospital.

Algo similar está ocurriendo con la electrificación de la maquinaria agrícola. Están colocando un motor eléctrico en cada rueda del tractor y de los acoplados, el cuádruple de eficientes que un motor de combustión además de capaces de recuperar energía en las frenadas y bajadas; las baterías entre los largueros del chasis; y reemplazando el motor del tractor por un grupo electrógeno o extensor de autonomía a gasoil. Así se aumenta a más del doble la eficiencia, reduciendo a menos de la mitad el consumo de combustible, se mejora la tracción y se abren nuevas oportunidades para desarrollos nacionales complementarios en sistemas de siembra, cocecha, fumigación, etc; eléctricos o electrónicos, con menor peso o tamaño que los mecánicos antiguos, e infinitas posibilidades (ver: Maq.Agrícola-Industrial).

 

Algunas Características, Ventajas y Desventajas de los VE

Los VE frente a los de combustión interna (nafta, gasoil o GNC) presentan tantas ventajas que cuesta resumirlas:

  • LOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS Y ALTERNATIVOS a los propulsados por combustible fósil incluyen: en sentido amplio desde monopatines motorizados hasta aviones, pasando por bicicletas, motos, cuatriciclos, autos, buses, camiones, tractores, acoplados motorizados, barcos, etc.; más una legión de nuevos vehículos que casi no era posible fabricar en la era de los motores a explosión.

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  • SOBRE EL MOTOR ELÉCTRICO EN GENERAL: a igualdad de potencia, un motor eléctrico producido en gran serie es más compacto, más barato y mucho más simple que un motor de combustión interna. No necesita circuito de refrigeración, ni aceite, ni apenas mantenimientos. Prácticamente no hace ruido al funcionar, sus vibraciones son imperceptibles y casi no emite calor. Funciona a pleno rendimiento sin necesidad de variar su temperatura (disponemos de todas las prestaciones del motor “en frío”, desde el primer instante). Al no tener elementos oscilantes, ni empuje discontinuo, no necesita volantes de inercia ni sujeciones especiales que lo aíslen del resto del coche. Al generar muy poco calor y no tener vibraciones su duración puede ser muy elevada (el motor no “sufre” durante su funcionamiento). Todo esto redunda en un ahorro de espacio que (atendiendo exclusivamente al motor) resulta formidable. Pero esto solo en general; ahora veamos algunas aclaraciones y detalles.

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  • VARIANTES DE POWERTRAINS O TRACCIÓN: los llamados Vehículos Eléctricos y Alternativos (VEyA), son no solo los propulsados por motores eléctricos; sino también por otros sistemas alternativos a los que utilizan exclusivamente motor de combustión interna (MCI) alimentado por combustible fósil. Esto incluye por ej: sistemas de aire comprimido, de levitación magnética, e incluso MCI alimentado por biocombustible ó hidrógeno; así como también sistemas de TRACCIÓN híbrida, donde se combinan 2 o más tipos de tracción. Comúnmente son llamados híbridos simples o NO-ENCHUFABLES. Se trata normalmente de un vehículo cuyo motor de tracción principal es de combustión interna, al que se le agrega un pequeño motor eléctrico (ej. el Toyota Prius convencional), o un sistema de aire comprimido (ej. Peugeot y Citroën Hybrid-Air), que colabora recuperando energía de las frenadas para el nuevo arranque (momento de máximo consumo), etc; con lo que pueden llegar a duplicar los kilómetros por litro de sus equivalentes convencionales.

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  •  VARIANTES  DE ALIMENTACIÓN. A su vez, los vehículos de tracción exclusivamente eléctrica (no híbrida), pueden ser alimentados por electricidad proveniente de diversas fuentes como: baterías, pilas de hidrógeno, e incluso generadores eléctricos basados enmotores de combustión interna (sean a combustible fósil, biocombustible o hidrógeno); así como también por combinaciones de los anteriores en sistemas de ALIMENTACIÓN híbrida(que no es lo mismo que Tracción híbrida). Estos son los comúnmente llamados híbridos ENCHUFABLES, o más correctamente: eléctricos de autonomía extendida. Tienen tracción exclusivamente eléctrica, pero alimentada por una batería menor que los que solo tienen batería (ej. autonomía de 30Km en lugar de 120Km), pero que cuando se agota es recargada abordo por un “grupo electrógeno” a nafta o gasoil, que extiende la autonomía de este vehículo de tracción exclusivamente eléctrica hasta por ej. 1000Km (Ford C-Max Energi), con rendimientos de unos 40Km por litro cuando se suma la batería y el generador a nafta, o unos 30Km por litro con el generador a nafta solo; triplicando o cuadruplicando la cantidad de Km por litro de un vehículo convencional, dada la eficiencia de este tipo de tracción.

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    Y aunque todo parezca complicado y poco común, dentro de la tracción exclusivamente eléctrica, se incluyen muchos vehículos clásicos y populares. Empezando por las llamadaslocomotoras diesel que tiran los trenes comunes de todos los días, que son en realidad vehículos de tracción exclusivamente eléctrica, alimentada por generadores diesel abordo. O más viejos aún, los vehículos de tracción eléctrica alimentados por fuentes externas al mismo, mediante cables o rieles: como el trolebús, el tranvía, el tren eléctrico y el subte.
    (Ver: http://alternativo1.esy.es/blog/tren-electrico-y-alternativo/)

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    Inclusive los viejos submarinos diesel-eléctricos y los modernos submarinos a pila de hidrógeno. (Ver: http://alternativo1.esy.es/blog/submarino-electrico-alternativo/)Aparte por supuesto de todos los “astromóviles“ como el Lunokhod ruso y Lunar-Rover, americano de los años 60 a batería; o los Mars-Rovers actuales a pila nuclear de plutonio.Incluso desde la misión espacial Géminis 5 (1965) a mediados de la carrera a la luna, las siguientes misiones Géminis, las 17 misiones Apolo y todas las demás hasta el último Transbordador; las naves tripuladas de la NASA han utilizado pilas de hidrógeno en lugar de baterías para proveerse deelectricidad. Esto no solo porque son 8 veces más livianas que las baterías de plomo y 4 veces más que las de litio a igualdad de potencia, sino que además emiten como residuo agua pura que se reutiliza como bebida para los astronautas. Cosa que no podrían hacer con el líquido de las baterías ;-)
    (Ver: http://alternativo1.esy.es/blog/aeronave-electrica-y-alternativa/)  .

  • SIMPLIFICACIÓN 1: un motor eléctrico puede tener 10 veces menos piezas móviles que uno equivalente de combustión interna, reduciendo las necesidades de mantenimiento, la posibilidad de desperfectos, la complejidad del arreglo, y la frecuencia y el costo de los mismos.

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  • SIMPLIFICACIÓN 2: un vehículo eléctrico puede llevar un motor en cada eje o en cada rueda, lo cual mejora la tracción, aumenta la eficiencia y simplifica la transmisión mecánica (con las consecuentes reducciones en las necesidades de mantenimiento, las posibilidades de desperfectos, la complejidad del arreglo, y la frecuencia y el costo de los mismos), liberando incluso el espacio que ocupaba el motor debajo el capot.
    Vale reconocer sin embargo que inversamente, las baterías o los tanques de hidrógeno ocupan mas espacio que los tanques de nafta, aunque en muchos casos la suma de motor+abastecimiento puede ser menor en los eléctricos y alternativos, que en los de combustible fósil.

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  • SIMPLIFICACIÓN 3: un vehículo eléctrico no requiere necesariamente caja de cambios, con la consecuente simplificación de la conducción (y reducción de las necesidades de mantenimiento, la posibilidad de desperfectos, la complejidad del arreglo, y la frecuencia y el costo de los mismos).

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  • TORQUE: los motores eléctricos desarrollan un torque o par máximo y constante desde 0 rpm, y una potencia constante a partir de medio régimen y hasta su límite de giro (teóricamente más del doble que el límite de un motor de gasolina, no digamos un diésel). Esto es lo que hace posible que con la misma y una única “marcha” o “cambio” podamos arrancar desde parado y circular hasta la máxima velocidad.

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  • RECUPERACIÓN DE ENERGÍA: los VE pueden recuperar energía en las frenadas y reutilizarla para retomar el movimiento (momento de máxima demanda), etc; ahorrando enormes cantidades de combustible/energía.

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  • NO SE QUEDAN “REGULANDO”: un motor de combustión al parar en un semáforo, peaje de autopista, embotellamiento, al levantar pasajeros o situación similar; queda “regulando”, es decir gastando ineficientemente combustible/energía aunque el vehículo no se esté moviendo. El motor de un VE solo gasta energía cuando se aprieta el acelerador, y cuando se lo suelta no solo deja de gastar energía, sino que al frenar con el motor, comienza a recuperar un gran porcentaje de la misma y recargar las baterías (o ultracapacitores, etc).

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  • EFICIENCIA 1: los motores de combustión interna convencionales tienen aprox. un 20% de eficiencia (ej. de cada 10$ de combustible/energía con que Ud. los alimenta, solo 2$ se transforman en kilómetros recorridos y los 8$ restantes los pierde fundamentalmente como calor). Como máximo algunos diesel y en condiciones de laboratorio pueden acercarse al 40%. En cambio los motores eléctricos tienen aprox. un 80% de eficiencia (ej. de cada 10$ con que Ud. los alimenta, 8$ se transforman en kilómetros recorridos y solo 2$ se pierden).

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  • EFICIENCIA 2: sumando la mayor eficiencia del motor, la capacidad de recuperar energía en las frenadas, y muchas otras ventajas de ser más eléctrico que mecánico; los VE pueden ser globalmente de 2 a 4 veces más eficientes que los de MCI; esto implica la posibilidad de bajar a la mitad o hasta la cuarta parte los gastos o consumos de combustible/energía y lasemisiones de contaminantes por kilómetro recorrido. Ej varios coches eléctrico-híbridos enchufables certifican unos 40 km/litro (100 MPG) de nafta equivalente, ahorrándole unos1.000 U$D/vehículo/año al usuario en combustible; otros 1.000 U$D/vehículo/año al paíspor importaciones; y ahorrando también varias toneladas percápita de contaminantesdestructivos de la economía del planeta y la vida de nuestros hijos (www.fueleconomy.gov/feg/esfindacar.shtml).

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  • EMISIONES CONTAMINANTES: los vehículos convencionales, con motores de combustión interna alimentados por combustibles fósiles emiten: gases tóxicos, partículas de carbón cancerígenas y gases no tóxicos como el CO2, pero principales causantes de la destrucción económica por calentamiento climático que está sufriendo el planeta (anualmente unos 5 millones de muertos y 1,2 billones de U$D en pérdidas materiales. Fuente: Climate Vulnerable Forum & Monitor http://www.thecvf.org/).

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  • ENERGÍAS RENOVABLES Y EMISIÓN CERO: a diferencia de los vehículos a combustible fósil, los eléctricos y alternativos, pueden llegar a producir cero emisiones de CO2 durante su circulación y sus baterías tienen la posibilidad de ser cargadas desde energías renovables con lo que sumarían cero emisiones en la generación eléctrica; aunque los componentes principales de las baterías (ej. el litio) siguen siendo no renovables. Pero los eléctricos a pila de hidrógeno, además de cero emisiones de CO2 y de poder utilizar energías renovables, tienen un tipo de “batería” cuyo componente principal también es renovable: el hidrógeno (a diferencia de las de plomo, litio, etc; no renovables y a veces contaminantes); aunque las más comunes todavía utilizan catalizadores no renovables en pequeñísimas cantidades, que se están tratando de reemplazar.
    Los vehículos con Motor de Combustión Interna (MCI) por su lado, también pueden usarse con combustibles alternativos como el hidrógeno, y producir cero emisiones de CO2, aunque no tendrán la eficiencia de un eléctrico a pila de hidrógeno. En el caso de usar MCI conbiocombustibles, se considera que tienen emisiones neutras, porque aunque también emiten CO2, este proviene de vegetales actuales y no fósiles, por lo que no aumentan la cantidad de CO2 de la atmósfera actual sino que la mantienen constante.

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  • DESVENTAJA 1: respecto a precio, hasta que alcancen un nivel de economía de escala suficiente, en algunos países con bajos incentivos a la movilidad y las energías sustentables, los vehículos eléctricos y alternativos pueden ser más caros que los convencionales. Pero en países con fuertes incentivos (ej. Noruega), pueden ser hasta más baratos y tener mayores facilidades de circulación (como estacionamiento y autopistas gratis, circulación por carriles de buses, acceso a zonas céntricas y horarios donde no pueden circular los vehículos de combustión, etc).

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  • DESVENTAJA 2: la autonomía utilizando exclusivamente baterías de litio actuales, normalmente no superan los 150 km (aunque algunos Tesla pueden llegar a 300 km). Pero los que combinan baterías de litio con extensor de autonomía a pilas de hidrógeno, alcanzan normalmente unos 400 km (ej. Hyundai FCEV). Y los eléctricos que combinan baterías de litio con extensor de autonomía a nafta, pueden llegar a 1.000 km de autonomía, con los primeros 30Km solo a batería, y eficiencias de unos 30Km por litro de nafta desde que arranca el extensor (ej. Ford C-Max Energi).

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  • DESVENTAJA 3: la velocidad de carga de los eléctricos a batería, dependiendo del tamaño de la batería y del porcentaje en que se haya descargado; puede ser en un toma corriente común (monofásico 220V 16A) de unas 4 a 8 hs. Pero en un sistema de carga semi-rápida (sobre un toma trifásico 380V 32A; sea industrial, comercial u hogareño) puede reducirse a 2 o 3 hs; y en una estación de servicio de carga rápida, tardar solo 15 a 30 minutos (a +400V y +50A, en corriente continua).
    Pero en los eléctricos a pila de hidrógeno, el tanque se carga en menos de 5 minutos, como en un vehículo a GNC.