El coche a pilas III: El estado del arte

Esta entrada es la continuación de El coche a pilas I y II, de la serie automoción. En esta ocasión, intentaré hacer un somero repaso al estado actual de la tecnología necesaria para desarrollar el coche eléctrico.

La gran ventaja de plantear la sustitución de los motores de combustión interna por un vehículo eléctrico es que no tenemos que construir un motor partiendo de cero. Tenemos una experiencia de más de un siglo construyendo motores eléctricos de todas las potencias y tamaños para infinidad de aplicaciones. Este no es el obstáculo y, aunque siempre puede haber mejoras, es un campo ya maduro donde no son posibles avances sustanciales (la eficiencia de un motor eléctrico ya es muy alta, alrededor de un 90%).

El problema no está en sustituir el motor sino en sustituir el depósito de "combustible". ¿Cómo almacenar la energía eléctrica?



La batería de litio

La respuesta más común es en una pila química, siendo hoy en día las baterías de ión de litio sobre las que se ponen casi todas las esperanzas y esfuerzos.

En una batería tiene lugar una reacción electroquímica por medio de la cual los iones del ánodo viajan a través de un electrolito y se depositan en el cátodo. Según va discurriendo la reacción, la tensión en bornes se va igualando hasta que deja de circular la corriente. Si la batería es recargable, podemos poner de nuevo en tensión los bornes y los iones harán el recorrido inverso deshaciendo de esta forma la reacción con un consumo de energía, volviendo a la situación inicial, con la diferencia de tensión en bornes nominal y un ánodo recargado y presto a empezar su emisión de iones según la baterías se vaya descargando.

La tecnología de baterías de Ni-Cd y Ni-MH, pesadas, contaminantes y con alta tasa de autodescarga, podemos darla ya por obsoleta a pesar de contar sólo con unos pocos años de vida comercial. Esto nos muestra a qué velocidad se evoluciona en el campo del almacenamiento de energía.

Veamos cómo funcionan las baterías de litio en este simple esquema:



Para no extender más este artículo, recomiendo la lectura del artículo del cual está sacado:
BATERÍAS DE LITIO: La alternativa al plomo y al cadmio. (El artículo es de 1996, y por aquel entonces la tecnología de baterías que ahora usan todos los móviles, portátiles, cámaras y demás artefactos móviles era ciencia experimental).

Un detalle para los curiosos: la energía que almacenamos en la batería al cargarla viene expresada gráficamente por el área comprendida entre la curva azul, la superior, y el eje de abcisas.

ΔU=∫I*dE*t --> (Q=I*t) --> ΔU=∫Q*dE

Siendo ΔU la variación de energía, Q la carga eléctrica de la celda en Coulombs y dE el diferencial de potencial en la celda según avanza el proceso de carga o descarga.
La energía que nos concede la batería al descargarse se obtiene al integrar la misma función, en sentido contrario, por el camino violeta, la curva más baja.

La diferencia entre estos dos valores es la energía que es disipada en forma de calor en el proceso, es decir, la energía no aprovechable. Gráficamente, corresponde con el área encerrada entre las dos curvas, y gran parte de los esfuerzos de los fabricantes se centran en ajustar ambas curvas hasta casi tocarse, para que la energía que obtengamos de la pila sea casi tanta como en su momento le suministramos enchufándola a la red.


Las baterías recargables de ión de litio que se encuentran en el mercado están compuestas de cátodos de óxido doble de litio y cobalto (LiCoO2), electrolitos poliméricos y ánodos de grafito, en cuya estructura se intercalan los iones de litio (mucho más seguros que los originales de litio metálico, que presentaban problemas de seguridad por el crecimiento dentrítico que tenía lugar al depositarse repetidas veces los iones de lítio, aumentando la reactividad del mismo).

Las primeras baterías de ión de litio usaban un electrolito líquido, lo cual obligaba a recubrir la batería con una carcasa sellada más pesada. Al usar polímeros porosos como el polietilenoglicol o el poliacrilonitrilo para contener las sales de litio que hacen de electrolito (vaya nombres, tenía aherrojada mi nomenclatura de orgánica) se pudieron fabricar carcasas más baratas, ligeras y flexibles, haciéndolas más resistentes a golpes y vibraciones, y aumentando aún más su densidad energética.

Estas nuevas baterías de polímero de litio presentan una ventaja sustancial con respecto a sus antepasadas de níquel: el litio es el elemento metálico más ligero de la tabla periódica, por lo que usarlo como cátodo permite aligerar tremendamente las baterías respecto a las de Ni-Cd o, ni que decir tiene, las convencionales de Pb.

Los valores actuales para baterías comerciales de polímero de litio son del orden de:
tensión = 4V
densidad de energía = 140 Wh/kg y 300 Wh/l (en puridad dimensional: 0,504MJ/kg y 1080MJ/m3)
densidad de potencia = 3000 W/kg (picos)
ciclabilidad = 1.400 ciclos
Tasa de autodescarga = 5%/mes

Para establecer la comparación con las baterías de cadmio, mencionar que valores típicos para éstas serían una tensión de 1,5V, una densidad energética (cantidad de energía almacenada en la unidad de masa) de 60Wh/kg, densidad de potencia de 150W/kg, un menor eficiencia (espacio entre las dos curvas, o diferencia entre la energía que metemos y la que sacamos), una ciclabilidad semejante y una autodescarga mensual de hasta el 20%. Además, presentan problemas de efecto memoria y son tremendamente contaminantes.

Las baterías de níquel e hidruro metálico Ni-MH presentan en general características intermedias, y tan rápido como sustituyeron a las de cadmio, han sido sustituidas a su vez por las de litio.



Definitivamente, las baterías de litio son un avance, pero aún no es suficiente. Los puntos flacos de las baterías químicas, a pesar de todos los avances, siguen siendo una densidad energética menor que la gasolina o el gasóleo (aunque también es cierto que el motor eléctrico es mucho más eficiente aprovechando esa energía que el térmico) y una deficiente ciclabilidad (incremento de la resistencia interna del electrolito con el uso, mermando progresivamente la capacidad, efecto que las altas temperaturas provocadas por cargas y descargas vigorosas potencian).

O dicho de otro modo, tenemos que cargar el coche con muchas baterías, caras y pesadas, para recorrer los mismos kilómetros que con un depósito de combustible. Y encima, esas baterías sólo aguantan del orden de mil y pico procesos de carga y descarga. Lo que viene a ser unos 100.000 a 200.000 kilómetros. Y luego, a cambiar todo el paquete de baterías con el consiguiente desembolso económico.

En cualquier caso, las baterías de litio envejecen rápidamente, por lo que aunque no usásemos el coche tendríamos que cambiarlas a los pocos años.

Y queda otro problema, que dificulta el empleo de baterías en la automoción: el tiempo de recarga. Un tiempo de recarga superior a un cuarto de hora haría su recarga en tránsito inviable o, al menos, pesada, quedando relegado entonces el coche a un rango corto, debiéndolo recargar por la noche o en el lugar de destino (trabajo).

Empresas que estén estudiando la fabricación de baterías de ión de litio para su aplicación en la industria de la automoción son:

AESC (Automotive Energy Supply Corporation), una joint venture o, mejor en castellano, una empresa conjunta entre la franco-nipona Nissan-Renault y la japonesa NEC. Será la empresa que construya las baterías para los próximos coches eléctricos de la marca, como el Nuvu (por ahora, en fase de prototipo).



Otro fabricante de baterías de litio es ThunderSky, sito en la provincia china de Guangdong. Destaca, como no, por sus buenos precios. Pero ninguna bromita en relación con el chino de la esquina. Esta empresa es el centro de investigación sobre la batería de litio del plan 863 (fue aprobado en Marzo de 1986, tampoco los chinos destacan por su imaginación y gracejo a la hora de nominar las cosas). El plan 863 forma parte de un conjunto de planes impulsados desde el gobierno para modernizar la industria china y mejorar su competitividad y eficiencia, poniéndola a la altura de las mejores del mundo. Es decir, que el gobierno chino (su Ministerio de Ciencia y Tecnología) se ha tomado muy en serio esto de las baterías de litio.

En Europa, a menor escala, tenemos la inglesa Axeon. Cuenta en su catálogo con diferentes versiones de baterías de Li-Pol.



Mejoras de la batería de litio

No sé si habréis escuchado las noticias de portátiles y móviles que arden o explotan, debido a un recalentamiento de la batería. Aunque esto es extremadamente raro, ha creado una cierto temor al empleo de baterías gigantescas (más bien, asociaciones enormes de baterías en serie y paralelo) para propulsar un vehículo.

Las baterías de litio, sobre todo en estos tamaños, llevan una circuitería de monitorización de temperatura, para evitar cualquier susto. Sin embargo, hay fabricantes de baterías que, curándose en salud, han resuelto construir el cátodo de fosfato doble de hierro y litio (LiFePO4).

Esta variante de las baterías de litio es más barata, pero también más pesada, bajando la densidad energética (aspecto crucial para encontrar una batería óptima para el transporte). Además, trabaja a una menor tensión. Por contra, tiene una vida útil muy superior, perdiendo poca capacidad con el tiempo. Eso sí, parece que son muy sensibles a las descargas profundas (más allá del 30%, luego sólo el 70% de la energía contenida es utilizable).

Las cifras de este tipo de batería, para compararla con la anterior:
tensión = 3.3V
densidad energética = 90 Wh/kg y 220 Wh/l
ciclabilidad al 80% de capacidad = 2000

Baterías de este tipo impulsaban el autobús que transportaba a los anim...deportistas en las últimos JJOO.



Las compañías más importantes que han optado por esta tecnología son:

-la china BYD, el mayor fabricante de baterías de litio del mundo y, además, fabricante automovilístico. Con esta combinación, ni que decir tiene que habrá que tenerlos muy en cuenta en un futuro próximo. Por ahora, ya han presentado, además de varios híbridos, el BYD E6.

Lo que promete: un coche con prestaciones normales (0-100km/h en 10s y 160km/h de velocidad máxima), con una autonomía de 300km y una vida útil de las baterías de 2.000 ciclos (esto es, 2000x300km=600.000km, mucho más que lo que aguantaría el propio coche).



-La usamericana A123System, en colaboración con la alemana Continental y General Motors, para dotar de baterías a su híbrido Chevrolet Volt (¿o al final es la coreana LG Chem, división química de LG?). También provee de batería al proyecto noruego de coche urbano Th!nk (chorrada del departamento de mercadotecnia, me imagino; en fonética creo que el signo de admiración corresponde a un chasquido con la lengua que tienen algunos idiomas africanos, aunque es evidente que no se refieren a eso y sólo quieren hacer la gracieta con el término inglés)

Como curiosidad, los Th!nk City antes usaban unas baterías de sal fundida llamadas Zebra, que también es usado por Rolls-Royce para motores submarinos. Son un tipo de baterías que usan cloroaluminato de sodio (NaAlCl4) fundido como electrolito. Su densidad energética era muy buena para la época (ya tienen treinta añitos), 90 Wh/kg y su vida útil era superior a los 1500 ciclos. El problema es que trabaja con sales fundidas a relativamente altas temperaturas (250-350ºC) lo cual plantea ciertos problemas de seguridad. Además, cuando se apaga el vehículo hay que enchufarlo a la red para evitar que el electrolito se solidifique. De hacerlo, puedes pasarte varios días hasta conseguir que todo vuelva a la normalidad.


También usan baterías de A123Systems los autobuses híbridos (con motor Diesel) Orion, un SUV híbrido (apócope de sub-normal, supongo) también de la General Motors, y a un triciclo híbrido llamado Venture One. Al menos éste parece que tiene alguna idea nueva que aportar (635kg), porque el mediotodoterreno es más de lo mismo, pero pintado de verde (2000kg y un consumo de 7,4/9,4 l/100km en ciclo extraurbano/urbano).



Otro fabricante más que apuesta por esta tecnología es Valence Technology, otra usamericana. Además, son las baterías con las que Renault está poniendo a prueba su coche eléctrico en colaboración con Better Place.

Los fabricantes hablan de tiempos de recarga de 10 minutos. Por ahora, prefiero dejar este dato en cuarentena, pues desconozco en qué condiciones está medido. Las cargas y descargas veloces reducen la capacidad de la batería y su longevidad.



Otra modificación a las tradicionales pilas de polímero de litio para conseguir más seguridad y mayor potencia de funcionamiento es reemplazar el ánodo de grafito por otro recubierto de nanocristales (cristales de tamaño ínfimo, hasta 5nm) de titanato de litio (Li4Ti5O12). El recurso a la nanotecnología, es para maximizar la superficie activa del ánodo, aumentando de esta forma la velocidad de carga y descarga (picos de potencia durante la conducción). El cátodo sigue siendo de LiCoO2, pero con el electrolito reforzado para soportar mayores temperaturas (no quieren que les explote ninguna).

El mayor paladín de esta tecnología es la todopoderosa Toshiba, con su batería SCiB (Super Charge ion Battery, los japos no son tan originales como los nórdicos). Dicen que acepta un 90% de la carga en 5 minutos, sin afectar a su vida útil. De hecho, con tan brutal ciclo de carga, afirman que aguantaría 5.000 ciclos. Es decir, mucho más que la vida media de un coche (que cada vez los fabrican peor, dicho sea de paso).


Otra compañía, ésta gringa, que se ha puesto a fabricar este tipo de baterías es Altair Nanotechnologies, y su Nanosafe. Según la publicidad que se hacen en la wiki tiene una vida casi eterna (25.000 ciclos) y cogen la carga en 10 minutos. Además, parece que son más resistentes a tensiones mecánicas y térmicas. Eso sí, son más caras y algo más pesadas que las convencionales (con lo que la densidad energética baja a 100Wh/kg).

Hay que recordar que estos procesos ultrarápidos de carga, jamás podrán ser efectuados en domicilios. La cantidad de energía que tiene que ser aportada en tan corto espacio de tiempo es inmensa, y no hay vivienda particular que lo soporte. Se abriría así una nueva posibilidad de negocio a estaciones de recarga que pagarían la tarifa industrial (poco más de la mitad que la tarifa de pequeños consumidores).

Con las baterías de esta última compañía se propulsa una preciosidad de eléctrico con motores independientes en cada rueda, el Lightning GT. En total, 650CV en un chasis de fibra de carbono.



Evidentemente, el futuro del transporte privado no pasa por coches de este tipo, grandes derrochadores de energía. En cualquier caso, hay poca gente que pueda permitírselo. Sin embargo, además de admirador de su belleza intrínseca, este tipo de propuestas (como el Tesla Roadster) sirven para quitar de un plumazo el preconcepto de coche eléctrico como tartanilla lenta y fea).

En otro orden de vehículos, también son usadas para propulsar una variante de la Fiat Dobló transformada por la italiana Micro-Vett, con una autonomía de 300km en ciclo urbano.



También haciendo uso de la nanotecnología, encontramos una compañía canadiense, Electrovaya. Electrovaya forma parte del conglomerado de empresas de Tata Motors (India), quien recientemente ha adquirido a los noruegos Miljø Grenland, especializados en coches eléctricos. El resultado es el Tata Indica EV, un utilitario eléctrico con una autonomía de casi 200km pero un tiempo de recarga de 8 horas.

Electrovaya emplea nanotubos de sección cuadrangular para lograr una altísima densidad energética (hasta 210 Wh/kg en su batería MN). Pero como lo que se da de un lado, se quita de otro, nos ofrece una ciclabilidad mediocre (1.000 ciclos para un 80% de carga). Además, por lo que parece los tiempos de carga son bastante largos.

Hasta ahora, parece que ninguna batería reúne ligereza, duración y longevidad.



Se han empleado diferentes combinaciones de ánodos, cátodos y electrolitos, pero por ahora, parece que la mayor promesa está en la nanotecnología.

Actualmente, se está investigando en una versión de la batería de ión de litio que sustituye el ánodo de grafito por uno de acero inoxidable recubierto de nanohilos (filamentos de un grosor minúsculo) de silicio. Esta batería de nanohilos de silicio promete una densidad energética altísima, al tener el silicio una mayor capacidad de admitir iones de litio en sus intersticios. Y además, cerrando el círculo, la mayor superficie activa del ánodo permite tasas de carga y descarga muy elevadas.

Esta es, a día de hoy, el mirlo blanco de las baterías, esperando que las promesas sean cumplidas.



Hay que mencionar las dificultades legales que las patentes están añadiendo al proceso de investigación y desarrollo, especialmente de empresas pequeñas y laboratorios universitarios, que no pueden costearse un batallón de abogados para afrontar la lucha encarnizada que hay en el sector, ni disponen de patentes que poder intercambiar para continuar con el avance. Es en estos casos cuando se percibe más claramente el freno que el concepto de "propiedad intelectual" impone al desarrollo humano.

Otras versiones de la batería de ión de litio, ya más cerca de la ciencia básica (quizá de la ciencia ficción) son las baterías de Li-Air y Li-H2O.

Existe un tipo de baterías químicas no recargables (sólo realizan la reacción en un sentido) que emplean el oxígeno del aire para oxidar un ánodo de Zinc o Aluminio, produciendo electricidad y, como desecho, óxido de zinc (ZnO) o hidróxido de aluminio (4Al(OH)3), respectivamente.

Una vez agotado el ánodo, la reacción se detiene. Entonces, tendríamos que extraer del cátodo el desecho almacenado (ZnO ó 4Al(OH)3) y recargar de nuevo el ánodo con más aluminio o zinc. El desecho sería llevado a una planta para su reducción y posterior reutilización como nuevos ánodos.

Su "nombre en clave" son baterías Zn-Air y Al-Air y son las únicas baterías que pueden acercarse a los combustibles líquidos en densidad energética (370 y 1.300Wh/kg según el ánodo sea de Zn o de Al). Para hacernos una idea, la densidad energética de la gasolina y el gasóleo, respectivamente, es de 12.200 y 13.700Wh/kg.

Tal diferencia nos puede explicar muchas cosas sobre las dificultades del coche eléctrico, pero tampoco nos debe alarmar: un motor térmico tiene rendimientos del 0,28 mientras que no es difícil que un motor eléctrico alcance los 0,92. La mayor parte de la energía química almacenada en los combustibles se va a la atmósfera en forma de calor. Además, el sobrepeso de las baterías es compensado por el menor peso del motor eléctrico respecto del térmico: un motor térmico tiene una relación peso-potencia de unos 400W/kg, mientras que no es descabellado pensar en un motor eléctrico que llegue a 3000W/kg. Además, su par motor constante y su capacidad de giro hace casi innecesario el uso de cambio de marchas, con el consiguiente ahorro en peso y rendimiento mecánico.

Además, existen multitud de diferentes baterías recargables, desde las alcalinas de las linternas, pasando por las tradicionales de plomo y ácido sulfúrico que portan la mayoría de los coches para mover el motor de arranque, a baterías experimentales como las de Li-S, con una excepcional cifra de 350Wh/kg o tecnologías ya obsoletas como la batería de Na-S o Ni-Fe. También sería prometedora la batería de Ag-Zn, si no fuera que la plata es uno de los metales nobles y, por lo tanto, su uso es prohibitivo.



Como vemos, el principal problema de las baterías es que son caras. Además, son pesadas y tardan mucho en cargar (aunque parece que eso puede cambiar).

Si el paquete de baterías de un coche eléctrico convencional cuesta unos 7.000€, si conseguimos reducir el consumo de ese coche a la mitad, bajaremos el coste de ese coche al poder embarcar la mitad de baterías para la misma autonomía. Y al bajar el tamaño y el peso del coche, pues las baterías constituyen parte sustancial de éste, se consigue de nuevo un ahorro de energía.

Aquilatar peso es un maravilloso círculo vicioso. Aumentar el peso del vehículo es otro, nefasto, que obliga a aumentar potencia del motor, energía embarcada, chasis más rígido y pesado...con lo que acabamos teniendo de nuevo más peso.

Insisto: el peso es el cáncer de la automoción.

Mientras las baterías tengan tiempos de recarga altos (superior a 15 minutos), sólo habrá dos opciones para aumentar la autonomía:
a) embarcar más baterías, solución pesada y, sobre todo, carísima.
b) intercambiar las baterías por otras ya cargadas, como hacemos con las bombonas de butano. Para ello, las baterías deberían estar normalizadas (me consta que en Japón ya están trabajando en ello), para que el mercado no se convirtiera en un monopolio-oligopolio como en el caso del refino y distribución de combustibles, con los efectos que todos padecemos cada vez que nos acercamos a repostar. Bueno, de ese tema ya hablé en su día, así que no me extiendo más, que me está saliendo una entrada de proporciones ciclópeas y, además, difícilmente digerible.

De esta forma, implementando una densa red de "gasolineras", el coche sólo tendría que cargar con baterías para recorrer, pongamos, 160Km (la autonomía de una moto). Así, el coche eléctrico sería mucho más barato, ligero, dinámico, eficiente, y podría reírse de las limitaciones de autonomía que son hoy por hoy su mayor caballo de batalla.

¿Imposible?

Bien, os presento el Aptera. Pesa 670Kg y tiene un consumo, en su versión gasolina, de 0,78 l/100Km. Evidentemente, cuando metemos un motor eléctrico dentro de su futurista chasis composite, podemos permitirnos el lujo de embarcar sólo una pequeña fracción de las baterías que lleva el Tesla (apoyadas por supercondensadores, que veremos en el punto siguiente). El bajo peso y un increible coeficiente de penetración de 0,15 hacen el resto.



Y esto no es un prototipo, sino un coche de preserie, que prevén que esté rodando el año que viene (es un proyecto apoyado por Google, lo cual habla de su solided financiera).


¿Os parece demasiado chocante su diseño? Bueno, también tenemos al teutón Loremo. Más convencional en su apariencia, su bastidor es una célula de seguridad en chapa de acero, similar a la que se emplea, en fibra de carbono, en la Fórmula 1.

De nuevo, el camino para conseguir un consumo bajísimo (1,96 l/100km en la versión diesel menos potente) es un bajo peso (<550kg) y una aerodinámica estilizada (Cx=0,20 y una superficie frontal muy reducida). Con todo ello, y un motor de 20CV, basta para impulsar este coche a 160Km/h.

Más allá, es quemar energía en la hoguera de las vanidades.



También se aceptan ya pedidos de este coche.



Para finalizar este repaso de coches eléctricos con un peso contenido, que permiten disminuir el número de baterías embarcadas, mi favorito: el ThoRR.

Tiene demasiada potencia (272CV) y demasiado peso (casi 800Kg) para ser un coche tan eficiente como los anteriores. Además, su aerodinámica es nefasta pero...¿no es hermoso? Creo que soy más clásico que la tortilla de patatas.








Supercondensadores

Podemos decir que las baterías son capaces de almacenar mucha energía, pero les cuesta entregarla rápidamente. Cuando son solicitados picos de potencia, las baterías se calientan, disminuyendo su rendimiento (las dos curvas de la gráfica del principio, la azul y la violeta, se separan) y acortando su vida útil.

A las baterías les gusta ir al tran tran, recibiendo y cediendo energía de forma uniforme. Las prisas no les gustan. Pero claro, las necesidades de la conducción son las que son, y ante un adelantamiento o una rampa muy empinada es necesario disponer de potencia.

Para hacer frente a esos picos de potencia, se está planteando el uso de supercondensadores, que harían de sifón (los informáticos, imaginad un buffer de energía), suavizando los picos de carga (frenada regenerativa) y descarga de las baterías. De esta forma, obtenemos potencia de forma instantánea y, de paso, hacemos que las baterías no lleven una vida tan perra, lo que nos agradecen con una vida más larga y productiva.

Pero vayamos por partes. ¿Qué es un supercondensador?

Un condensador consiste en dos armaduras metálicas que almacenan una determinada carga eléctrica (medida en culombios o en carga por unidad de tensión, faradios). Esta carga no es almacenada como en las baterías como energía química, sino como energía electroestática. Ello determina la extrema facilidad de carga y descarga de estos dispositivos, ya que no tiene que producirse ninguna reacción química ni transferencia iónica (el concepto de inercia también es aplicable a las reacciones químicas).

Y un supercondensador no es más que un condensador que es capaz de almacenar grandes cantidades de energía (hasta 5.000F). Bueno, no es tan simple, los supercondensadores de doble capa, los más comunes, sustituyen el esquema tradicional de dos armaduras separadas por un dieléctrico, por el de dos capas separadas por una distancia nanométrica. Consecuencia primera de ello es que el voltaje de este tipo de condensadores es muy limitado, y tenemos que unirlos en serie para alcanzar tensiones operativas.

Las ventajas de un supercondensador como almacén de energía son evidentes: tienen un altísimo rendimiento (devuelve prácticamente tanta energía como almacena) y una excelente ciclabilidad, pudiendo soportar millones de ciclos de carga y descarga sin perder su capacidad.

Otra característica interesante es su resistencia térmica y mecánica, no perdiendo capacidad de carga aunque lo hagamos trabajar a temperaturas extremas (las baterías almacenan poca carga con el frío, y se deterioran con el calor). Además, envejece con mucha dignidad, lo que no se puede decir de muchas baterías de litio.

La resistencia interna es menor, y se carga en menos de 10s, sin peligro de sobrecarga ni descarga profunda. Es simple como un chupete e igual de efectivo.

Por último, al tener una vida tan larga y no contener electrolitos peligrosos, podemos afirmar que son mucho menos agresivo ambientalmente que las baterías.

Pero claro, no todo son ventajas. Los supercondensadores no pasan de una mediocre densidad energética de 30 Wh/kg. Es por ello que, hasta ahora, no se han usado como almacenamiento principal de energía en un coche (por el enorme peso pero también por su coste, aunque este ha descendido muchísimo sigue siendo bastante alto). Sin embargo, como son capaces de descargar toda la energía que almacenan en un instante, la relación potencia/peso es elevadísima (6 kW/kg), lo que les hace idóneos para ocuparse de los picos de potencia.

Además, su tasa de autodescarga es muy alta, pierden la mitad de la carga en un mes. Aunque esto último no sería mayor problema, dado la rapidez con la que se cargan: bastaría con llenar el "depósito" justo antes de iniciar un viaje.

Otro problema inherente a un condensador es que, a diferencia de las baterías que mantienen la tensión relativamente constante en el proceso de descarga, la tensión en los bornes de un condensador es proporcional a la carga que le reste. Ello plantea un problema, ya que podemos tener un condensador a media carga, pero ésta es inutilizable puesto que es servida a una tensión inapropiada para el resto de órganos del circuito. Podemos convertirla con un transformador, pero entonces perdemos un rendimiento de en torno al 15%.

Los materiales estudiados como electrodos para supercondensadores son principalmente de tres tipos: óxidos de metales de transición, polímeros conductores y materiales de carbono activados. Con óxidos metálicos se han conseguido valores de capacidad muy altos, pero estos supercondensadores tienen la desventaja de que son excesivamente caros y por lo tanto sólo se utilizan en aplicaciones militares y en la industria aerospacial. El uso de polímeros conductores también puede dar lugar a capacidades relativamente altas, pero estos materiales presentan el inconveniente de que sufren hinchamiento y contracción, lo cual es indeseable puesto que pueden ocasionar la degradación de los electrodos durante el ciclado. Finalmente, los materiales de carbono se presentan como los materiales activos del electrodo más atractivos, debido a su bajo coste relativo, elevado área superficial (pueden superar los 2,5E6 m2/kg) y gran disponibilidad. Además, los materiales de carbono pueden presentar unas estructuras diferentes (materiales grafíticos, grafitizables o no grafitizables) y están disponibles en una gran variedad de formas (fibras, telas, aerogeles o nanotubos).

Del ensayo: Materiales de Carbono para sistemas de almacenamiento de energía.

De nuevo, la nanotecnología se presenta como el futuro de los supercapacitores, aumentando la superficie de trabajo de las capas al ordenarlas en nanotubos de grafeno.



Con esta tecnología, se espera aumentar sustancialmente la densidad energética de los supercondensadores, sin elevar excesivamente su coste. Otro método alternativo para aumentar la superficie es el uso de aerogeles de carbono.

Como principal fabricante de supercondensadores, podemos citar a la estadounidense Maxwell y su boostcap.

Como curiosidad, cuenta la Wikipedia que China está experimentando con autobuses movidos únicamente por supercondensadores. En cada parada, se recargan parcialmente y en la terminal, reciben una carga completa.


Otro tipo de supercondensador, que no pertenece al tipo de doble capa como los anteriores, espera ser presentado en sociedad por la firma tejana EEStor. Según esta empresa, su ingenio alcanza densidades energéticas de 1MJ/kg, esto es, el doble que una batería de li-pol y doce veces más que los mejores supercondensadores de doble capa.

Por lo que he comprendido, se trata de un condensador de armaduras de aluminio, con un dieléctrico de titanato de bario (posee una gran permitividad) sinterizado con cerámica, para evitar la autodescarga (0,1 %/mes). Sin problemas de ciclabilidad y con un tiempo de carga inferior a cinco minutos, tal y como lo presentan sería la solución de almacenamiento de energía definitiva.

Por ahora, en la red reina la cautela y el escepticismo. Si se trata de un engaño, ya han conseguido embaucar a un pequeño fabricante de automóviles canadiense y a la tristemente famosa Lockheed-Martin, que no es precisamente un angelito cándido que se deje engañar por cualquiera.




Conclusión
No se si lo habréis notado, pero en todo el artículo no he dejado de mencionar el origen de las empresas que marcan el paso en el campo de las baterías y supercondensadores. Gringas, chinas, japonesas, coreanas. Canadá, Alemania, Inglaterra, Francia, India, Noruega... ¿Qué Estado falta en esa relación? Los presidentes de gobierno español se jactan de que somos la 8ª economía mundial (lo cual es falso, pues ya nos han adelantado Rusia y Brasil). Sin embargo, en la tecnología de las baterías, las empresas españolas no pintan nada. Como en tantos otros sectores.

Se ha terminado un ciclo, el sueño del ladrillo se ha derrumbado y España no tiene nada más que ofrecer. Como recordaba hace unos días, somos el país con mayor desequilibrio de la balanza comercial en relación a su PIB. Compramos mucho, petróleo, y dentro de poco baterías, pero no tenemos nada que ofrecer a cambio al mercado para sufragar nuestros gastos.

Y si no lo logramos, vamos a la ruina. Como cualquier familia, como cualquier empresa que gasta más de lo que gana.

Estamos en una coyuntura crítica. Creo que sería hora de hacer un "plan 386", e invertir lo poco que quede de dinero en las arcas del Estado (mejor dicho, la poca capacidad de endeudamiento que tenga el Estado) después de regalar miles de millones a los bancos (no regalar, perdón, prestárselo a tipos bajos, para que ellos a su vez nos lo presten a tipos draconianos). en inversiones de futuro. Y la mejor inversión es en educación e investigación. Aunque parezca que tirar la semilla al suelo es desperdiciarla, y es mejor hacer un pastel con ese harina...la semilla bien regada fructifica.

Creo que los españoles podemos pasarnos sin aceras nuevas, sin farolas nuevas de diseño en las calles. Será difícil vivir sin rotondas engalanadas, pero lo conseguiremos. Y con ese dinero, señor Sebastián, se podría construir un centro de investigación, por ejemplo, en tecnologías de almacenamiento de energía.

Y, ya de paso, arreglar la Universidad, que es el cortijo privado de rectores y catedráticos con mucho morro y pocas letras.

Vehículos híbridos

Un vehículo híbrido es aquel que es movido mediante dos propulsores. Normalmente, se trata de un motor de combustión interna y uno eléctrico.

Hablar de vehículos híbridos en España equivale a hablar del Toyota Prius, aunque también Honda vende en nuestro mercado una versión híbrida del Civic. Otras marcas han anunciado que en un breve plazo de tiempo, pondrán en el mercado (con mayor o menor convencimiento) alternativas híbridas.

Este tipo de coches son propulsados por un motor eléctrico. Este motor eléctrico es alimentado por unas baterías de Níquel e hidruro metálico (como las pilas recargables), las cuales son recargadas constantemente por un motor de gasolina que trabaja según el ciclo de Atkinson. El ciclo de Atkinson es una variación del ciclo de Otto que, reduciendo las pérdidas por bombeo, logra obtener un mayor rendimiento energético a costa de una pérdida de potencia. Al trabajar en regímenes estacionarios, se puede optimizar su funcionamiento (sintonizar conductos de admisión y escape, ley de las levas, etc) a esas velocidades de giro, creando así un motor con un consumo muy bajo y muy bajas emisiones contaminantes (no sólo el machaconamente repetido CO2, sino también de CO, NOX, partículas...).

Hasta ahí las ventajas de este tipo de vehículos.

Los inconvenientes son obvios:

Existen pérdidas de rendimiento en toda la cadena energética que va desde la gasolina, motor térmico que mueve un generador, carga las baterías, que se descargan para mover el motor eléctrico. Cada paso de este sistema conlleva una caída de rendimiento respecto del esquema tradicional de gasolina-motor.

Comparándolo con el vehículo eléctrico a baterías, añade al ciclo de carga y descarga de la batería, y el rendimiento del motor eléctrico, las pérdidas de energía en el motor térmico y en el generador.

La otra gran desventaja de concepto en los vehículos híbridos viene del hecho de tener que cargar con dos depósitos de energía, de gasolina y baterías; y dos motores, el térmico y el eléctrico.

¿Hasta qué punto el lastre en peso y rendimientos de ser un vehículo híbrido, esto es, con dos propulsores, enjugan el mejor rendimiento del motor? En otras palabras: ¿Merece la pena?

En una agria discusión, yo defendí firmemente que no, hace un tiempo. Los consumos homologados me suponía que serían difícilmente reproducibles en la práctica, ya que los ciclos de homologación beneficiaban a este tipo de propulsores (cosa con la que cuentan las marcas).

Para engañar a los propietarios, además de una fuerte campaña publicitaria, recurrieron a una variante del viejo truco de la industria del motor: montar un velocímetro que marca de más, para hacerte creer que conduces un motor más potente. Siempre es más sencillo trucar un cuentakilómetros que montar realmente un motor más potente. Pues de igual forma, Toyota montó en sus Prius un ordenador de consumo que miente más que habla. En general, las cifras de consumo de los ordenadores de a bordo son bastante optimistas (lo cual es inadmisible, pues la centralita sabe con absoluta precisión cuanto combustible estamos inyectando); pero en el caso del Prius el error ya no se puede tildar de exceso de optimismo sino exageración y bravata.

El caso es que, igual que con lo que marca el cuentakilómetros, el usuario se lo cree y queda satisfecho, confiando en las bondades del coche que se acaba de comprar. Objetivo cumplido para la marca, a costo más que razonable.


Bueno, antes de esta digresión sobre las cifras de consumos que ofrece la vistosa pantallita del Prius, había propuesto una pregunta: ¿Compensa el concepto de vehículo híbrido? ¿El mejor rendimiento del motor de gasolina de ciclo Atkinson compensa el peso y pérdida de rendimiento de llevar dos propulsores embarcados?

Mi respuesta fue que no. Y la conclusión a la que han llegado en Autopista (la revista más importante del sector) es la misma: un Toyota Prius sólo consume menos que un vehículo equivalente, en unas condiciones muy concretas de funcionamiento: ciudad con grandes atascos, donde es absurdo usar el vehículo privado, sea híbrido o convencional.


En el número 2543 de Autopista hacen un análisis del Prius, comparándolo con otros coches Diesel de su segmento. Las cifras de consumo obtenidas son plenamente fiables, ya que son obtenidas con un caudalímetro de precisión, no con el ordenador de viaje de los coches.

Transcribo un párrafo del artículo:

[...]hemos realizado el mismo recorrido con los dos coches, midiendo el gasto exacto de cada uno, caudalímetro y cronómetro en mano. Nada de miniconsumos o de velocidades irreales, sino conducción normal, respetando los límites legales.

Consumo Toyota Prius: 7,4 / 5,0 / 6,2 l/100Km
Consumo Ford Focus 1.6 TDCI Econetic: 7,0 / 4,8 / 5,8 l/100Km

Las emisiones de CO2 son proporcionales a los consumos, a mismo combustible (que no es el caso).

En las mediciones de aceleración, los resultados son favorables al vehículo convencional, a pesar de que el Prius cuenta con una clara desventaja: según se fueran descargando sus baterías, perdería prestaciones. A diferencia del Focus, que es capaz de repetir la misma aceleración una y otra vez.

Los datos:
0-100Km/h Prius: 11,24s
0-100Km/h Focus: 10,42s

1000m Prius: 32,87s
1000m Focus: 32,49s

El dato de velocidad máxima, útil para conocer la potencia total de un motor, así como la eficacia aerodinámica, también es favorable, por una abultada ventaja, al coche convencional:


Prius: 170 Km/h
Focus: 190 Km/h

A lo que hay que añadir, de nuevo, que el Focus puede mantener indefinidamente esa entrega de potencia, mientras que el Prius no.

Continúo copiando del artículo de Autopista:

Para que la balanza se inclinase a favor el Prius serían necesarias unas condiciones muy concretas y un tráfico muy saturado con constantes paradas; de lo contrario, incluso el Focus gasta menos en ciudad según nuestras mediciones.

De hecho, la gran ventaja diferencial respecto a vehículos convencionales no viene de la recuperación de energía en las frenadas (una pequeña parte) sino en la automatización del proceso de apagado del motor térmico en un embotellamiento. Esta ventaja está siendo implementada en vehículos convencionales, que apagan el motor y lo vuelven a encender automáticamente en atascos. Es decir, quedarse con las ventajas, sin cargar con los inconvenientes.

Por lo tanto, parece del todo absurdo el coste medioambiental que supone fabricar un vehículo con dos motores (y las tremendamente contaminantes baterías de Níquel-MH) para que, a la postre, no obtener beneficio alguno.

Por no hablar del coste económico:
Prius: 26.000€
Focus: 18.555€

Con un nivel de acabados semejante, y una habitabilidad pareja, algo superior en el Focus, con un maletero bastante más grande (430 litros, por 300 del Prius...las baterías ocupan su espacio); tenemos que pagar un sobrecoste de 3.500€ por un coche que consume ligeramente más.

En las cualidades dinámicas del coche, no hay punto de comparación, pues precisamente el Focus tiene el bastidor más efectivo de su clase, con una suspensión trasera multibrazo que deja en evidencia en apoyos a la simple (y barata) de eje torsional del Prius.

En otro artículo del mismo número de Autopista, titulado "No todo es brillo. Híbridos generación 2.0" podemos leer:

Lo hemos intentado numerosas veces y siempre hemos fracasado. No podía ser: El Prius era el que más gastaba en una ronda puramente urbana con cuatro coches Eco. [...] No llegamos a publicar otro "fracaso", con aquel Prius que gastaba más que el entonces novedoso Avensis 2.2 Diesel de 177CV. Repetimos, haciendo más kilómetros, y tampoco.

La evolución lógica del Prius es hacia el aumento de la capacidad eléctrica, usando baterías de ión de Litio (las actuales sólo permiten recorrer 2 Km a una velocidad máxima de 50Km/h). Lo malo es que su aparición ha sido reiteradamente pospuesta, al menos hasta el año 2011. Con ellas, el Prius se volverá un vehículo híbrido enchufable, es decir, podrá recibir energía de la red eléctrica, y no sólo del depósito de combustible. Cuanto más tienda hacia el vehículo eléctrico, mayor será su eficiencia. Pero siempre será una rémora el hecho mismo de ser híbrido, es decir, de cargar con dos motores y depósitos. Por ello, considero preferible la alternativa eléctrica "pura".


En todo caso, tampoco el Prius es tan mal coche: al fin y al cabo tiene unos consumos y emisiones muy bajos, al nivel de otros coches de su categoría. Lo único es que para obtenerlos, se complica mucho la vida. Digamos que es una estrategia de marketing para limpiar la imagen de una compañía, pagada con el dinero de sus compradores.

Lo que más me molesta del concepto híbrido es la máxima que subyace detrás de él: se puede seguir usando el vehículo privado en circunstancias absurdas (atascos en ciudad) ya que, como tengo un "vehículo ecológico", mi conciencia queda tranquila pues no contamino. Pues es falso, contaminas por partida doble: tanto como un vehículo convencional y, además, un sobrecoste debido a la mayor complejidad.

Este lavado de conciencia, absurdo, ineficiente y antiecológico tiene su máximo exponente, claro está, en la sociedad más absurda del mundo: los EEUU. Allí están apareciendo camionetas y todoterrenos híbridos, que quieren así maquillar el tremendo despilfarro de combustible que supone su uso.

Por poner unos ejemplos:

Ford Scape Hybrid.
Consumo: 6,9 l/100 Km





Toyota Highlander Hybrid
Consumo: 9 l/100Km




Chevrolet Tahoe Hybrid
Consumo: 12 l/100Km




Esto viene a ser el equivalente en automoción a las colectas que las señoronas hacen, huchita en mano, con motivo de cualquier causa benéfica: un repugnante e inútil intento de tranquilizar conciencias, haciendo ver que eres la solución, y no parte sustancial del problema.

Un coche no es ecológico, punto. La etiqueta de "vehículo ecológico" ha sido creada por los departamentos de publicidad de la industria para crearnos la necesidad de comprar productos más caros. Coches, los habrá más o menos lesivos, en su fabricación, uso y desguace, con el medio natural; desde luego el vehículo híbrido es, cuando menos, igual de dañino.

El único medio de transporte que no contamina es la bicicleta. Y para recorrer grandes distancias, el transporte público. Estos engendros de dos toneladas y pico que mostraba antes no serán ecológicos se muevan por gasolina, diesel, GLP (la gran alternativa, curiosamente ignorada en nuestro Estado). Tengan motores eléctricos o térmicos, alimentados por combustibles, por hidrógeno, recargados en la red, aire comprimido o por arte de ensalmo. Esas tanquetas despilfarran energía para mover sus miles de kilos de imbecilidad con pintura metalizada e impotente al volante (¡hasta pensaron en hacer un Hummer híbrido!).

La solución al problema derivado de la voracidad energética en el uso del vehículo privado es, precisamente, limitar su uso:
Impedir su entrada a las ciudades, con el uso de aparcamientos en la entrada vigilados y gratuitos conectados por transporte público con el centro.
Planificación y ordenación del territorio, creando aglomeraciones urbanas de tamaño medio (<250.000hab) y alta densidad, en la que los desplazamientos cotidianos puedan hacerse a pie (al trabajo, hacer la compra, llevar los niños al colegio, salir de copas...).
Fomento del teletrabajo y la jornada continua.

Esto es, relegar el uso del transporte privado para desplazamientos esporádicos.

Y este vehículo privado habrá de cumplir con un mínimo de racionalidad: un peso máximo de 500Kg parece una buena medida.

Pero desgraciadamente, vehículos ligeros, espartanos, frugales, van en contra de los intereses de los fabricantes de vehículos. Y por lo tanto, los departamentos de publicidad seguirán haciéndonos desear vehículos grandes, con capacidades todoterreno (cuando cada vez se vive más de espaldas a la naturaleza, y se asfaltan todos los caminos), con muchos asientos (cuando las familias cuentan con cada vez menos mienbros, y la ocupación media de un vehículo es de 1,2 plazas), mucha potencia (a pesar de los límites legales de velocidad)...

Todoterrenos, monovolúmenes, SUV...pura basura.

Y cuando a un fabricante le da por proponer un nuevo concepto, no puede homologarlo por problemas legales. Por ejemplo, el esperanzador Volkswagen SX3, que se quedó en la fase de concepto. Sólo pesaba 570Kg (el Prius pesa 1350 Kg).



Con las normativas europeas de homologación, sólo se pueden vender cachos de hierro con ruedas. Hoy en día, es la legislación, junto con la necedad de la gente que desde siempre ha preferido el burro grande, el principal inconveniente para la necesaria revolución en la industria de la automoción hacia vehículos más pequeños y livianos.

Euro NCAP

Estas son las siglas del European New Car Assessment Program, la más prestigiosa entidad a nivel europeo que realiza pruebas de colisión de vehículos (los muy populares crash-test, con dummies).

Supongo que el que lea habitualmente este espacio, ya sabe lo que voy a contar. Si además el lector tiene una mínima culturilla automovilística, todo lo que aquí cuente le es ya familiar. Pero habrá a muchos a los que le sorprenda.

Empecemos con un ejemplo.

Aquí tenemos un Fiat 500 1.3.



Es el chiquitín de la casa turinesa. Mide tres metros y medio, pesa casi una tonelada (una barbaridad), tiene una velocidad máxima de 165Km/h (más que de sobra) y su motor de 75CV consume 6,3l/100Km de gasolina. Puede llevar a cuatro pasajeros a cambio de dos kilos (12000 ouros).



Y por la otra parte, un coche muy diferente: Un Audi Q7 4.2 FSI



Es la respuesta de la marca alemana al boom de los SUV (híbrido entre todoterreno y turismo) de lujo, especialmente al exitoso Porsche Cayenne. Esta versión, la más deportiva, tiene un tremendo motor de 350CV que consume 13,6L/100Km. Justo el doble que el chiquitín de Fiat, haciendo el mismo recorrido a las mismas velocidades y aceleraciones. Pero por correr, puede correr mucho más. Con una velocidad máxima de 250Km/h y unas aceleraciones interesantes. Pero claro, eso dispararía los consumos al triple o más, ya que mover sus cinco metros y 2200Kg exige quemar mucha gasolina.

Es lo que propone Audi para a 5 pasajeros en el coche de moda (mañana, a saber qué engendro pondrán de moda las marcas para justificar que compremos coches cada vez más absurdos...y caros). Todo ello por casi 13 kilitos de nada (76000 ouros). Es decir, este coche cuesta seis veces y media más que el pequeño de los FIAT. Claro, es que el estatus se paga.

Pero hoy no quiero hablar de consumos, que de eso ya bastante he tratado. Tampoco de la absurda moda de los "todoterrenos" inhábiles para circular por campo, y de conducción peligrosa en carretera por las enormes inercias que tiene.

Esta vez, me limitaré a plantearos una pregunta. Imaginad que un día vais conduciendo y, por las causas que sean, perdéis el control del vehículo. No conseguís haceros con el volante y el accidente es inminente. En ese momento ¿al volante de qué coche preferiríais hallaros, en el del pequerrecho FIAT 500 o en el del grandonazo Audi Q7?

Pensadlo. Diez segundos.

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La respuesta acertada, ya sabéis cuál es, pues os imagináis que la pregunta tiene truco: el pequeño es más seguro en caso de accidente. Con una protección lateral igual que la del grandonazo, le supera en varios puntos en caso de una colisión frontal.

Los datos del test de colisión:
FIAT 500
Audi Q7

¿Sorprendidos? No deberías estarlo. En una colisión, la estructura del vehículo se deforma absorbiendo la energía cinética que llevaba el vehículo. Como la energía cinética depende de la masa, el Q7 tiene más del doble de energía que disipar. Un serio problema. También cuenta con una estructura más rígida...pero no tanto como para compensar el aumento del peso del mastodonte.

El pequeño morro del ciudadano es una dificultad en el choque frontal, pues las deceleraciones serán más severas. Con todo, obtiene mejores resultados (probablemente porque evitan que su pequeño motor penetre en el habitáculo) que el vehículo grandón.

Si miráis la lista completa de pruebas, podréis comprobar que no es un caso único. Hay coches pequeños con la máxima puntuación de seguridad (el Mini, el Opel Corsa, el Mazda 2, el Peugeot 207, el Renault Clío...), las cinco estrellas. De hecho, cogí para el ejemplo coches que no fueran ni el peor de los todoterrenos, ni el mejor de los ciudadanos, los dos con cuatro estrellas.

Mientras que otros coches mucho más caros y pesados obtienen muy peores resultados. Por ejemplo, un Peugeot 607, el enorme buque insignia de la marca, obtiene peores resultados que el chiquitín, el 107-C1-Aygo.



Como caso paradigmático, podemos ver el del Nissan Navara.



Este bicharraco de aspecto amenazante obtuvo los peores resultados en la colisión frontal de las pruebas de este año...y de los anteriores: el impacto-tipo estudiado resultaría mortal de necesidad, mientras que para el conductor de un pobretón ciudadano se saldaría como mucho con heridas leves.

Nissan se apresuró a corregirlo y mandar otro coche para la prueba, pero aún así obtuvo uno de los peores resultados.

En resumen, que la máxima de que un coche es cuanto más grande, más seguro (burro grande, ande o no ande) es una estupidez.



Ahora bien. Imagina que estás conduciendo tan tranquilos y, a la salida de una curva, un coche que iba demasiado pasado se sale de su carril y se dirige de frente hacia ti, El impacto es inminente, ya no queda nada más que hacer, más que aferrarse al volante. ¿En cual de los coches de nuestro ejemplo preferiríais estar, en el Q7 o en el Fiat 500?

Otros diez segundos.

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Evidentemente, esta vez no hay trampa: en el más pesado. Porque si el que viene contra nosotros es un Fiat 500, lo aplastaremos (solapamiento de estructuras), matando a los ocupantes del mismo sin sufrir nosotros más que lesiones leves.

Y si es otro Q7, y conseguimos uno y otro frenar lo suficiente, puede que podamos salir con vida unos y otros del trance.



Cambiemos las reglas de juego. Imagina que reconoces el coche que te viene de frente: en el viaja un ser querido. Quieres salir de la colisión vivo, pero no a costa de matar a la persona que viene de frente. ¿Qué coche quisieras para ti, y cuál para la otra persona? Imagina, otros 10 segundos.

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Exacto, la opción más conveniente sería que los dos viajaseis en sendos Fiat 500. El ensayo-tipo de colisión frontal (contra obstáculo semideformable con ángulo de 0º y solapamiento del 40%) es el estadísticamente más común, y simula el impacto de un coche contra otro de su mismo tamaño. En este tipo de ensayo, con coches de masas iguales, el pequeño se comporta mejor.


Ergo: No sólo por eficiencia energética y menor consumo de recursos. Por SEGURIDAD, todos deberíamos viajar en coches pequeños y ligeros.

El coche a hidrógeno

En verdad, no deja de ser una variante del coche eléctrico que presentábamos en las entradas de hace unos días:
El coche a pilas
El coche a pilas II

La corriente eléctrica necesaria para mover el motor eléctrico que anima el automóvil, puede ser suministrada por unas baterías, o por una célula de combustible. La función de la célula de combustible es hacer reaccionar el hidrógeno embarcado en el vehículo con aire de la atmósfera para producir esa energía eléctrica que precisamos.

Bien, vamos a tratar de éste último caso, y ponerlo en relación con sus alternativas de baterías, híbridos y convencionales.

Lo primero que tenemos que hacer es producir ese hidrógeno para meterlo en el depósito de nuestro coche.

Actualmente, la inmensa mayoría del hidrógeno que se produce (como subproducto en la fabricación de amoniaco para fertilizantes) en la industria, es a partir del gas natural (steam reforming). También podemos obtener hidrógeno a partir del petróleo (oxidación parcial), carbón (gasificación), arenas bituminosas y otros residuos pesados de la extracción del crudo.

Estos procesos tienen dos grandes inconvenientes. A saber:

1. Seguimos dependiendo de los hidrocarburos: petróleo y gas. Con unas reservas mundiales que sólo nos dan para seguir tirando unas pocas décadas, no parece que sea la alternativa más inteligente ni económica a medio plazo, con unas cotizaciones que fluctúan a la par que las del petróleo.
2. En estos procesos, se libera CO2. Y mucho, tanto como si obtuviésemos energía quemándolo directamente.

Así que, para seguir esclavizados al oro negro, y seguir envenenando la atmósfera, seguimos con nuestro querido motor de combustión interna y nos ahorramos quebraderos de cabeza.

Está claro que, si queremos que la economía del hidrógeno tenga éxito, hemos de obtener hidrógeno de una fuente inagotable: el agua.

Haciendo pasar una corriente eléctrica por el agua, ésta se disocia en sus dos constituyentes: hidrógeno y oxígeno. A este proceso se le denomina electrólisis del agua.

El problema es que es un proceso con un rendimiento muy bajo, apenas del 65-70%, con un máximo teórico (inalcanzable) del 85%. Buena parte de la energía se disipa como calor.

A continuación, tenemos que comprimirlo o licuarlo (a temperaturas cercanas al cero Kelvin), para almacenarlo, transportarlo y trasvasarlo al depósito de nuestros vehículos sin que necesitemos un depósito que decuplique en tamaño el del propio coche.

Todo esto cuesta dinero y energía. Podemos asumir que el compresor trabaje con un rendimiento del 90%, y obviar el gasto en el transporte de combustible a las hidrogeneras, pues es algo que ha de hacerse también con la energía eléctrica o los combustibles.

Bien, ya tenemos nuestro coche lleno de hidrógeno. Arrancamos y nos ponemos en movimiento.

La célula de combustible, en su estadio actual de desarrollo, tiene rendimientos próximos al 50%. Muy poco, pensaréis. Bueno, es que la reacción H2+O2-->H2O es fuertemente exotérmica. Sólo la mitad de energía química que hay disponible en el hidrógeno la logramos transformar en electricidad, la otra mitad, se pierde en el ambiente en forma de calor.

Podríamos incrementar el rendimiento usando oxígeno puro, como en las naves espaciales. Pero claro, el aire es gratis y el oxígeno comprimido no. Entonces el proyecto ya se nos sale de madre, tanto en peso (dos depósitos) como en coste. Por no hablar de la peligrosidad de llevar un depósito de hidrógeno cerca de otro de oxígeno (como poner a un hincha del Betis al lado de uno del Sevilla).

El máximo teórico (inalcanzable), limitado por la Segunda Ley de la Termodinámica, es del 83%.

Otra forma de aumentar el rendimiento para acercarse al máximo teórico implica usar turbinas para recuperar el calor del vapor de escape. Vamos, una complejidad mecánica considerable, precisamente cuando una de las ventajas de los vehículos eléctricos es la reducción de partes móviles.

Por lo tanto, calculamos un rendimiento conjunto del proceso del 30%, con un máximo teórico del 70% (considerando que la compresión o crionización del hidrógeno tuviese un rendimiento del 100%, lo cual es absurdo).



Comparemos el rendimiento energético del vehículo a hidrógeno con el que vimos la semana pasada del coche a pilas.
La eficiencia del proceso de carga de las baterías es del 85%
La eficiencia del proceso de descarga de las baterías es del 95%
Luego el rendimiento golbal que podemos esperar de un vehículo a baterías es del 76%.
En el cálculo de este rendimiento, no he tomado en consideración el rendimiento del propio motor eléctrico, pues en ambos casos es el mismo (los dos usan un motor eléctrico, se diferencian en la forma en que suministran la electricidad).
Tampoco he tomado en consideración la energía que se pierde en el transporte, en ninguno de los dos casos (de incluirlo, le daría una nueva ventaja al vehículo a baterías).

Por lo tanto, en el estado actual de la tecnología tenemos un vehículo a hidrógeno con una eficiencia del 30% (sólo la tercera parte de la energía eléctrica que empleamos en disociar el hidrógeno acaba en los bornes del motor eléctrico). Y un vehículo a baterías con una eficiencia, hoy en día, del 76%.



Sin embargo, este no es el argumento más contundente para dar por muerto el coche a hidrógeno. El dato definitivo que sirve de clavo en su ataúd es que, por muchos años que pasen y dinero que se invierta, el vehículo de hidrógeno tiene un máximo de eficiencia teórico (hidrolizadores + célula de combustible) del 70%. Este máximo inalcanzable ya ha sido superado, a día de hoy, por los vehículos a baterías.

Por lo tanto, seguir invirtiendo en el vehículo de hidrógeno sólo tiene sentido como campaña de lavado de imagen por parte de las empresas automovilísticas. Es una de las formas más ineficientes y caras de reducir el impacto del transporte en la producción de CO2.

Sin embargo, es la preferida de algunos gobiernos, con la administración Bush a la cabeza (se detuvo el desarrollo del coche a baterías por darle prioridad a la célula de combustible).
¿por qué?
Mi respuesta, como malpensado y resentido que soy:
Porque las células de combustible no sólo trabajan con hidrógeno, sino que también pueden trabajar con METANOL. Este alcohol puede ser producido a partir del petróleo, del gas natural, o de cultivos industriales (maíz, colza...).
Y el mismo hidrógeno, como hemos dicho anteriormente, se produce de forma más económica a partir de hidrocarburos (sólo el 4% de la producción mundial de hidrógeno es por electrólisis), y probablemente la distribución de hidrógeno usará la red de distribución de gasolineras ya existente.

En definitiva: con el hidrógeno podrán seguir haciendo negocio con nosotros, obligándonos a parar en las gasolineras-hidrogeneras; mientras que enchufando el coche a la red de casa, se les jode el negocio.

La finalidad de la economía capitalista NO es implementar soluciones eficientes, sino extraernos hasta el último céntimo, trasvasar dinero desde nuestro bolsillo a las arcas de las grandes corporaciones.



Bueno, dejémonos de divagaciones, y vamos a constatar con cifras reales de consumo la corrección de ese bosquejo de rendimientos que hemos hecho:

Consumo de energía eléctrica de la red doméstica del Tesla Roadster del 2008: 199Wh/Km
(insisto, no contamos las pérdidas en el transporte de esa electricidad)

Consumo de hidrógeno del primer vehículo a hidrógeno que va a ser producido en gran serie, el Honda FCX Clarity (foto de cabecera): 72 millas por kilogramo = 8,63E-3 kg/km

Sabemos que para producir 1kg de H2, se necesitan 50kW*h de electricidad.

Por lo tanto:
Consumo de energía del Honda FCX: 431Wh/Km

Teniendo en cuenta el rendimiento del compresor de hidrógeno (en torno al 90%)
Energía eléctrica consumida: 479Wh/Km
(sin contar el almacenamiento y transporte del hidrógeno, procesos caros e ineficientes).

Por lo tanto, podemos afirmar, con datos de consumo reales, que el Honda FCX Clarity es 2,4 veces más ineficiente energéticamente que el Tesla Roadster.


Contaminación:
Si en el caso de que la electricidad venga de plantas térmicas de carbón, calculamos que el coche a baterías podía generar tanto CO2 como un coche convencional, un vehículo con célula de hidrógeno emitiría más del doble de CO2 que un vehículo convencional.

Para el resto de fuentes de energía, haced vosotros mismos los cálculos, En sencillo, basta multiplicar las emisiones de CO2/agresiones al ecosistema imputables al coche a baterías, por un factor de 2,4.

Economía: De igual forma, como consume más del doble de electricidad (en planta) que el coche de baterías, el coste de operación de un coche a hidrógeno será como mínimo mayor en la misma proporción. Por lo tanto, estará al nivel de un coche de motor térmico convencional. Ello sin contar la muy costosa manipulación y distribución del hidrógeno líquido, en comparación con los combustibles convencionales o la electricidad para recargar las baterías.



Y ya para terminar. Os propongo un enlace-tipo del gran circo acientífico que hay montado en torno al hidrógeno:
Volkswagen presenta el nuevo Tiguan de hidrógeno en EEUU



Las compañías de automóviles crean en el conductor la necesidad de conducir ese paquebote. El mensaje es claro: ya puedes poseer nuestros coches con la conciencia tranquila; son ecológicos, no contaminan, son respetuosos con el medio ambiente.

Todo eso es basura.

Ese armatoste, tenga el motor que tenga, alimentado por cualquiera que sea la energía, SIEMPRE tendrá un mayor impacto ecológico que un coche pequeño. El consumo de energía para moverlo se dispara, y producir energía, de cualquiera de las formas que se os ocurra, siempre se hace a costa de degradar el medio natural. Pero no sólo eso, en su construcción se ha empleado mucha más energía y materias primas de las que harían falta para construir un vehículo racional. Y extraerlas implica consumir más energía y degradar aún más nuestro maltrecho planeta. Y al final, en el desguace, tendremos dos toneladas y pico de chatarra.

Las compañías harán todo lo que haga falta para que sigamos comprándoles coches grandes y caros. Las petroleras, para que no dejemos de visitar su red de estaciones de servicio.

Y ninguno de estos dos deseos es compatible con un futuro de movilidad sostenible.

El coche a pilas II

Esta es la continuación necesaria del artículo del coche a pilas. Si tantas ventajas tendría el coche eléctrico ¿por qué no acaba de llegar?



Who killed the electric car?, es el título de un documental (disponible en la mulita, convenientemente traducido) que narra la creación y extinción de los vehículos eléctricos en California. Mientras hubo respaldo estatal, estos vehículos proliferaron. Cuando éste se retiró, los fabricantes se apresuraron a retirar sus vehículos de la circulación, como si nunca hubieran existido.

El documental es el tipo de basura que están acostumbrados a hacer en los USA: muy emocional (parcial), y poca discusión en profundidad del asunto, con datos técnicos, económicos, y esas cosas tan tediosas (es peligrosísimo el miedo que tiene el ciudadano medio a los números, porque le impide ser ciudadano).

Sobre todo, habla del vehículo eléctrico de General Motors (Opel, Vauxhall, Hummer, Saab, Cadillac, Chevrolet, Buick...), el EV1. El EV1 era un vehículo bastante limitado, sobre todo en autonomía. Para la época (hace una década), utilizaba lo último en tecnología de acumuladores químicos: las baterías de níquel-metal hidruro (las modernas pilas recargables, mucho mejores que las vetustas de níquel-cadmio).

Con todo, la tecnología aún no estaba al nivel de enfrentarse de tú a tú con el motor térmico. Esta fue la principal causa de la desaparición del EV1, en cuanto se le retiró a los fabricantes la obligación de construir coches eléctricos; esto es lo que no se dice en el documental.

Sin embargo, el documental muestra con acierto una aparente paradoja: cómo los fabricantes de automóviles hicieron todo lo posible porque su producto, los coches eléctricos, no tuviera éxito. Sólo les faltaba decir: ¡¡¡por favor, no nos compren este coche!!! Y en cuanto pudieron, en cuanto el estado de California no les obligó a producir eléctricos, retiraron los coches que tenían alquilados (mediante contratos de leasing) y los achatarraron.

¿Por qué se tomaron tantas molestias en destruir su propia criatura?

Bueno, entiendo que a las petroleras no les haga ni maldita la gracia ese invento, y que estén dispuestas a sobornar al mismísimo Benito XVI (que no me río de él, que es la traducción al castellano del nombre latino Benedictus) para que saque una encíclica maldiciendo al coche eléctrico.

Es normal. Cuando veo el extracto de mi tarjeta, la mitad de los pagos, 60€, 80€...son en gasolineras (la furgo tiene el depósito grande, de 80l). Haciendo 30.000Km al año (somos viajeros impenitentes), nos estamos gastando una barbaridad de dinero en combustible (medio kilo al año, mucho más que en alimentarnos o vestirnos).

Que alguien ofrezca un vehículo que me libere de las continuas (y ruinosas) visitas a la gasolinera, y a cambio sólo incremente mi recibo de la luz en una tercera o cuarta parte de lo que gasto ahora en gasóleo...para mi suena de fábula.

Y como yo, para todo el mundo...excepto para los accionistas de Repsol.

Es mucho, mucho dinero el que sale de mi bolsillo, y del tuyo, yendo a parar a las arcas de las petroleras. Es un negocio muy muy serio, que puede llevar a invadir países, corromper o matar a quien haga falta. Y no sólo hablo de Iraq. Comprenderás que las petroleras harán todo lo posible para que tengamos que sigamos necesitando los derivados del petróleo que ellas extraen, refinan y comercializan, para poder desplazarnos. El coche eléctrico es el Anticristo, el anatema para ellas (aunque un buen negocio para las eléctricas, que deberían apoyarlos mucho más).

Bien, hasta aquí es fácil entenderlo: las petroleras odian el coche eléctrico. Pero...¿por qué los propios fabricantes de automóviles odian el coche eléctrico?

Porque si funciona, si se demostrare que es una alternativa más funcional que el coche con motor térmico, los grandes imperios automovilísticos se iban a tomar por culo junto con las petroleras.

Me explico. Cualquiera es capaz de hacer un volante. O un faro. O una llanta. Esto no tiene ningún mérito y, para empezar, los fabricantes no los construyen: eso es cosa de la industria auxiliar.

Un fabricante es quien es, por los conocimientos que tiene (y que paga por incrementar) sobre motores térmicos de combustión interna alternativos (el nombre enrevesado de los motores de gasóleo y gasolina, excentricidades Wankel a parte).

Sólo unos pocos fabricantes son capaces de construir un motor térmico. Bueno, por ser capaz, lo es cualquiera; pero su rendimiento será muy inferior a los motores actuales. Y cuando ese fabricante (pongamos, los chinos) aumente su conocimiento y aprenda a fabricar un motor tan bueno como los actuales, los fabricantes actuales ya habrán dado otro paso y siempre estarán ese pasito por delante (aunque los pasos cada vez son más pequeños, ya que los motores térmicos están ya al límite de su rendimiento).

Eso lo podemos ver en los coreanos. Están haciendo coches buenísimos, los más fiables, muy potentes, pero el consumo (rendimiento térmico del motor)...

En esas estamos, en una posición de dominio del mercado por parte de unas pocas constructoras de automóviles, cuando llega la carallada ésta del coche eléctrico. Para empezar, las constructoras no tienen ni puta idea de motores eléctricos, y mucho menos de baterías.

Pueden comprar esa tecnología, claro; o unirse a quien fabrique esos motores eléctricos, baterías, y la electrónica para gobernar el sistema. Pero:

• Todo el dinero que han invertido en desarrollar el motor térmico se va por el retrete.
• Pierden la posición dominante en un sector tan competitivo, para pasar a ser unos recién llegados, unos novatos.
• Ellos no tienen ninguna experiencia que aportar (el puto know-how, que dicen los que van de listos) en un sector que ya no les necesita para nada. Bueno sí, a hacer bastidores, pero eso es bastante más fácil que motores y, a decir verdad, los actuales autoportantes son tan malos que no estaría nada mal que salieran nuevas compañías con nuevas ideas (¡Oh, Bruce Chapman, ilumínanos con tu divina sabiduría!).
• Un motor eléctrico es muchísimo más sencillo de hacer que uno térmico. Por lo tanto, es muchísimo más barato (y ligero). También es muchísimo más fiable, con lo cual el negocio de los repuestos, que es el que más beneficios les da a las marcas, se les va a tomar viento.

No sería raro que saliese una compañía de baterías (la piedra angular del nuevo sistema) que se aliase con una de motores eléctricos y empezasen a construir coches quebrándoles las piernas a los gigantes de GM, Mercedes, PSA, Toyota....

Ese escenario le pone los pelos de punta a la industria automovilística. Por ello, algunos fabricantes (japoneses, como no), al ver las barbas de su vecino pelar, decidieron fabricar vehículos híbridos. Es decir, vehículos eléctricos, alimentados por un motor de gasolina.

Esto les permitía dos cosas:

1. Continuar la dependencia del conductor con el motor térmico (que es el único que sabe hacer Toyota) y, con él, la dependencia del petróleo.
2. Ir aprendiendo a construir baterías y motores eléctricos, porque tienen claro que a largo plazo van a ser el futuro (dentro de 50 años el precio del petróleo será tan brutal -por escaso-, que será inimaginable quemarlo para producir energía; algo así como alimentar la caldera de un tren e vapor con billetes de banco, a paletadas).

Así, si a largo plazo tienen claro que el motor eléctrico va a triunfar, a medio plazo ellos proponen los vehículos híbridos como tecnología puente. Pero resulta que, gracias a la nueva generación de baterías, el puente ya no es necesario, pues la otra orilla está ya aquí. Coches potentes, con autonomías de hasta 400Km, y con un precio que empieza a entrar dentro de lo razonable.

Estoy muy sorprendido del trabajo que ha hecho una empresa pequeña (con la colaboración de Lotus ¡Chapman otra vez, aleluya, aleluya!) en tan poco tiempo. De hecho, parece ser que el mayor problema que han tenido es de fiabilidad de la parte mecánica: las transmisiones rompían. El motor eléctrico es capaz de dar un empuje tan brutal como instantáneo, que revienta la transmisión como el conductor se cebe con el acelerador.


El Tesla Roadster ha venido como agua de Mayo para demostrar que no es necesario un motor térmico para construir un cochazo. Es más, ha demostrado que las grandes compañías automovilísticas YA NO SON NECESARIAS. Basta con fábricas taiwanesas que provean de buenas y baratas baterías al coche.

Sin embargo, no es la solución a la crisis energética en la que estamos sumergiéndonos.

Está bien para desafiar a los gigantes de la industria, pero el coche del futuro no será un deportivo potentísimo, que deje los neumáticos en el asfalto.

Será un coche muchísimo más ligero (insisto, 400Kg a día de hoy...a nada que se investigue, se puede dividir esa cifra por la mitad), espartano y funcional.

Que nos lleve y nos traiga, con un pequeño consumo de la cada vez más cara energía.

Algo así como los relojes. Un reloj del chino cuesta cuatro duros, y es igual de preciso que un reloj de joyería, de marca renombrada. El del chino es mucho más ligero, e infinítamente más barato. De hecho, ya ni se necesita llevar reloj. Con que lleves el móvil, la cámara de fotos o el mp3 encima, basta.

Sin embargo, veo a la gente poniéndose verdaderos armarios (sobre todo hombres) en la muñeca. ¡Qué peso! ¡Qué incomodidad! Es el símbolo de la esclavitud...a la vida moderna, al stress, y al consumismo idiota.

¿Por qué llevan esos relojes tan caros, tan grandes, tan llamativos, tan pesados? Por aparentar. El reloj ha dejado de tener la función original, dar la hora (que la desempeña cualquier aparatito electrónico) para ser un símbolo de status, de holgura económica.

La estupidez humana ya no me sorprende. Y no me importa que el palurdo de turno se gaste medio sueldo en un reloj (normalmente se lo regala la novia, el cumpleaños antes de casarse, por el pastón que se gasta, para demostrar que la cosa va en serio...luego firman la hipoteca y ya la cosa está decidida).

Ahora, que la estupidez humana haya escogido el coche como escaparate para mostrar la posición en la escala social, es algo que me requema. Porque esto nos sale muy caro en términos de recursos y, sobre todo, de consumo energético. En otras palabras, estamos destruyendo el planeta para fardar de coche ante el vecino.

Nos crean la necesidad de comprar SUVs, monovolúmenes, todoterrenos...coches grandes, pesados, ávidos de combustible.

Cuanto más nos gastemos en sus equipadísimos coches, mayores beneficios tendrán ellos. Un coche ligero, espartano, eléctrico, fabricado a bajo coste en China (como los relojes), es la peor de las pesadillas para el presidente de General Motors.

Por eso insisten en vendernos coches de tonelada y media, con mil estupideces absolutamente prescindibles que aumentan el peso y el precio del vehículo. Y lo peor, es que las normativas de homologación de los países obligan al resto de competidores a entrar en su juego, en el gigantismo.

¡Joder! ¡Quiero homologar una barqueta! ¡Me dan asco los coches de hoy en día! El único coche con medio dedo de frente es el Aygo-C1-106, y aún así le sobra la mitad del peso. Y el Lotus Elise, Chapman mediante.



Pero claro, un escenario de ciudadanos conduciendo pequeños (pero rápidos y seguros, por eso mismo rápidos y seguros) vehículos eléctricos, que cuesten unos pocos miles de ouros y consuman 1€/100Km de energía eléctrica de nuestra red doméstica...es más de lo que van a permitir los grandes consorcios industriales. Hay muuuuucho dinero en juego.


Por cierto, en la discusión del meneam.net, a cuenta del artículo del coche a pilas, un comentarista propuso algo que no es ninguna tontería: que las carreteras estuvieran electrificadas, y así poder ir suministrando la energía eléctrica a los vehículos según lo necesiten. Vamos, igual que trabaja el metro o muchos trenes (el AVE, sin ir más lejos).

Electrificar todas las carreteras sería en extremo costoso (y tendría muchas pérdidas por transporte). Ahora, no sería una gran inversión (una pequeña parte del costo de una carretera) electrificar sólo las vías con alta densidad de tráfico: las autopistas y carreteras nacionales.

De esta forma, podríamos reducir drásticamente la cantidad de baterías embarcadas y, con ello, el peso y coste del vehículo. Bastaría que el coche tuviera una autonomía de unas decenas de kilómetros, para poder circular por carreteras secundarias no electrificadas hasta el punto de destino, donde las recargarías. Los viajes largos, en los que no quieres parar a recargar las baterías, y exigen una gran autonomía, se realizan siempre por vías principales, con lo que el problema es mínimo.

La transferencia de energía de la carretera al vehículo en movimiento podría ser por contacto (unos raíles en el suelo, por ejemplo) o por inducción. No es nada difícil, la tecnología está ahí, sólo hace falta voluntad política para desarrollar estas u otras ideas.

Pero con esta última idea los coches serían poco más que cochecitos de scalextrix a escala natural, con unas pocas baterías para salvar los tramos no electrificados o los recorridos urbanos.

Sin el lastre de las baterías, serían vehículos ligerísimos (el motor eléctrico para mover eso no pesaría más de 10 o 20 kilos) y baratísimos. Recogerían energía de la carretera y la transformarían en movimiento, con un rendimiento altísimo (no hay pérdidas en la carga y descarga de las baterías).

Mínimo consumo de energía, mínimo consumo de materias primas. Coches seguros (por su bajo peso) y muy eficientes, muy baratos de comprar y aún más de circular. Bueno para la economía (nuestra economía) y bueno para el medio ambiente. Todos contentos.

¿Todos? No.

La industria de la automoción y las compañías petroleras jamás permitirán ese escenario. Y tendremos que gastar cada vez mayor parte de nuestro exiguo sueldo en comprar (a plazos) las tanquetas que nos venden y en alimentarlas de petróleo manchado de sangre.

Coche a pilas

Hace unos meses provoqué las iras de los propietarios del Toyota Prius por decir que es una botaratada de coche.

Efectivamente, gastarse un dineral en un coche híbrido que ofrece unos consumos similares a los de un coche pequeño (yo lo comparaba con el Toyota Aygo, coche que me encanta y casi que diría el único coche concebido con dos dedos de frente), y que el escaso ahorro energético lo compensa con un mayor gasto de energía y materias primas en su proceso de producción y desecho.

Los híbridos NO son la solución ante un escenario de escasez de petróleo. Un consumo de 4l/100Km como el del Toyota Prius es alcanzable sin necesidad de embarcar en el coche baterías, basta con diseñar un coche lógico, con un peso moderado (más de una tonelada es una anormalidad) y tamaño suficiente para transportar cuatro adultos.

En definitiva, para gastar 4l/100Km como el Prius no te gastas cuatro kilos y pico. Te gastas uno y medio y te compras un Aygo.

Bien.

Pero ahora llega otra solución, que hasta hace sólo unos meses era considerada inviable: los coches a baterías.

El desarrollo de las tecnologías de almacenamiento químico de la energía, especialmente de las baterías de ión de litio, han permitido aumentar la capacidad eléctrica embarcada sin aumentar el peso (estas baterías son más ligeras, al permitir mayor densidad de carga por unidad de masa).

Ya hablamos de autonomías de 200Km, que empiezan a estar dentro de lo lógico (el depósito de una moto tiene unos 16-18 litros que dan más o menos para eso, si no tiras mucho de la reserva).

Haciendo unos pocos números, por encima, del consumo de un vehículo de este tipo en comparación con un vehículo convencional, he obtenido algunas conclusiones interesantes.

Tomemos como ejemplo de coche eléctrico (no confundir con las basuras de híbridos como el Prius, que al final obtienen la energía eléctrica para funcionar de un motor de gasolina convencional), el Tesla Roadster.

Se trata de un deportivo de 248CV (aunque es mejor que nos vayamos olvidando de esa anticuada unidad de potencia y abracemos la unidad de potencia del Sistema Internacional y sus submúltiplos: 185kW) con un chasis de aluminio para no pasarse del peso (1200Kg, para todas las baterías que debe llevar está bastante bien). Promete un 0-100Km/h en 4sg, lo cual entra dentro de lo posible, tratándose de un motor eléctrico empujando (da todo el par desde bajas vueltas).

El consumo de electricidad de su motor es de 11kW*h/100Km (poned este dato en rojo, pues no conozco bajo qué condiciones ha sido obtenido, pero entra dentro de lo lógico).

Teniendo en cuenta unos rendimientos del proceso de carga y descarga de las baterías del 85% y 95% respectivamente, nos da que tenemos que alimentarlo de la red domestica (sobredimensionada, quizá trifásica) con 13.62KW*h/100Km.

En España, el coste del KW*h para baja potencia es de 0,107€/KW*h

Esto nos deja un coste de operación 1,46€/100Km, verdaderamente ridículo.


Tomemos ahora un vehículo-tipo. No un deportivo, sino un vehículo especialmente ahorrador: un Renault Clio 1.5 dci, de 68 CV.

Increíblemente, esta miseria de coche pesa casi tanto como el superdeportivo que le antecede: 1150 Kg. Es increíble, un verdadero cáncer de la automoción, un lastre sin el cual los consumos no podrán descender más.

Con una aceleración 0-100Km/h en 15seg y una velocidad máxima de 156Km/h (más que suficiente) no es comparable con el anterior, pero quise hacer los cálculos dándole todas las ventajas al motor térmico.

Los cálculos son mucho más fáciles: nuestra musa tiene un consumo homologado de 4,5l/100Km (solo ligeramente superior a los 4,2l/100Km de consumo homologado del puto Prius). Eso, en ouros, vienen a ser 5,4€/100Km.

¡Coño! ¡Si el superdeportivo gasta menos de la tercera parte que un campeón del consumo como el Clío! Claro: la electricidad es muy barata, y la eficiencia de los motores eléctricos, muy alta.



Ahora vamos con una parte que quizá os sorprenda a más de uno: la emisión de CO2.

El Clío es fácil calcularlo, porque viene en las especificaciones de homologación: 120g/Km, es decir, 12Kg de CO2 cada 100Km.

Veamos el Tesla Roadster:

Hemos dicho que, calculadas las pérdidas de carga y descarga, hemos de meterle 13,62KW*h a las baterías para recorrer 100Km. Aceptando unas pérdidas en el transporte del 10% de media en España (eso dependerá de cuan lejos estemos de la central productora), podemos asumir que se tendrán que producir 15KW*h en la central para alimentar nuestro coche a pilas.

Evidentemente, la producción de CO2 equivalente depende del tipo de planta productora de electricidad.

El 35% de la energía eléctrica producida en España es mediante centrales térmicas que usan carbón como combustible. Podemos tomar como media que para producir 1KW*h hemos de emitir 0,75Kg de CO2 a la atmósfera (aunque las hay mucho más contaminantes, como la de Aboño, en Gijón).

En tal caso, para recorrer esos 100Km con el coche eléctrico habríamos emitido 11,25Kg de CO2. MÁS O MENOS LO MISMO QUE CON EL CLÍO.

Por supuesto, también podemos usar centrales nucleares, que suministran el 33% de la energía a la red. No tenemos emisiones de CO2 pero sí resíduos que nadie sabe qué coño hacer con ellos (y las piscinas de las centrales se están llenando).

También podemos usar la hidroeléctrica, a base de destruir y anegar valles (con todo, es la más rentable, desde un punto de vista económico como ecológico, por su enorme potencia).

Las centrales de ciclo combinado están despuntando en nuestro país (con el permiso de Monsieur Gadaffi), y dan emisiones de CO2 mucho menores, del orden de 0,26Kg/KW*h. Por lo tanto, las emisiones de nuestro cochillo podría considerarse divididas entre tres.

Fuentes alternativas como la eólica son testimoniales en España, a pesar del compromiso del 15% de potencia instalada (que no energía generada, que será mucho menor debido a los caprichos de Eolo) para el 2015. A pesar de ser uno de los países del mundo con más aerogeneradores, no podemos contar con ellos más allá de ese 15-20% por simple razón de estabilidad de la red eléctrica.

De estupideces como los huertos solares, prefiero sólo mencionar que son mendrugadas que se comen la mitad de los incentivos del Estado para energías renovables y sólo aportan el 5% de la energía que se obtiene de estas fuentes.



Bien, parece que el coche a pilas es bastante económico en su funcionamiento aunque ni mucho menos tan ecológico como lo pintan.

¿Problemas? Su autonomía. Porque 200Km ya es una distancia respetable, válido para los recorridos diarios de la mayoría de la gente (esos recorridos que yo defiendo que debieran ser en transporte público, en bici o andando, en ciudades de tamaño lógico).

Pero si queremos tener un vehículo que sirva para largos recorridos, y no sólo para trayectos de la periferia a la ciudad, hemos de conseguir que el repostaje sea rápido. El Tesla tarda 3,5h para cargar las baterías. Esperar en la "gasolinera" 3 horas y pico cada 200Km no es muy lógico.

¿La solución? Bueno, es evidente: la misma que tenemos en las bombonas de butano. Tú no llevas la bombona vacía a que te la rellenen. Te retiran la vacía y te dan otra llena. Pagas el alquiler del casco, y la carga cada vez que pidas una nueva.

Así, puede haber puntos en la carretera donde haya un pequeño depósito de baterías ya cargadas. Sacas del coche las baterías descargadas, como lo harías en tu cámara de fotos, e introduces las nuevas. El tiempo de reemplazo no debería ser superior al de llenar un depósito de combustible.

De esta forma la autonomía pasaría a ser un problema menor. De hecho, esto ofrece unas alternativas prometedoras para la liberalización del sector. Me explico: si quieres poner una gasolinera primero tienes que disponer de mucho dinero, pues las instalaciones suponen una fuerte inversión (cubas, surtidores...). Luego, conseguir el permiso de instalación, que no puedes poner en cualquier parte debido a la peligrosidad de almacenar tales cantidades de combustibles. Y luego, casarte con una petrolera que te dictará el precio de los mismos.

En cambio, un negocio de carga de baterías puede ponerlo cualquiera. Basta con hacerse un pequeño stock de baterías, el equivalente a la cantidad de baterías que cambias durante el período de carga. Y unos cuantos cargadores de baterías. Eso, y una buena conexión eléctrica, es todo lo que se necesita para montar una nueva "gasolinera". Una buena oportunidad para que florezcan pequeños negocios muy descentralizados geográficamente y no dependientes de los vaivenes del oligopolio petrolero (dependería de las eléctricas, eso sí, pero hoy por hoy las tarifas están reguladas por Decreto). Con la ventaja añadida que el precio del KW*h para grandes consumidores es de 0,06€, casi la mitad a lo que lo pagamos nosotros en nuestras casas.

Ahora, también los Estados deben velar para que este sistema de repostaje redunde en beneficio de todos, conductores y "recargadores", y no se convierta en una red monopolizada por una compañía, como temo que va a ocurrir con el proyecto piloto que se planea en Israel, cediendo su implementación a una empresa llamada Better Place (eso, y llenar de paneles solares el desierto del Néguev, son dos monumentales cagadas).

Es absurdo, pues para desarrollar la insfraestructura necesaria el Estado y la pequeña iniciativa privada se bastan y sobran para crear una red mucho más tupida de estaciones de repostaje de baterías que la que actualmente existe de gasolineras.

Basta con que el Estado asuma sus funciones de regulador de la vida económica para imponer una serie de puntos.

1º y esencial: NORMALIZACIÓN de las baterías. Absolutamente necesario para que exista una verdadera liberalización del mercado y que el conductor no se vea atado a una determinada marca o bandera.

2º: Vigilancia de la calidad de las baterías de reemplazo, que deberán cumplir una serie de normas que aseguren su capacidad de almacenamiento, su seguridad y su duración. Estas dos medidas permitirán al nuevo pequeño empresario hacerse con unas cuantas baterías de tamaño stantard, comprándolas al fabricante que quiera. Coches más potentes necesitarán de más baterías, pero EL MISMO TIPO DE BATERÍAS, que estarán dispuestas en bahías según quiera dicho fabricante pero con conectores también normalizados.

3º: La evolución y desarrollo de nuevas baterías, más que deseable, tendrá lugar añadiendo mejoras en sus características (más capacidad y menor peso, principalmente) pero manteniendo las dimensiones y contactos, para no tener que cambiar de automóvil para aprovecharse de sus ventajas (todo lo más, readaptarlo para un posible cambio de tensión nominal) ni exigir a los "recargadores" multiplicar un stock de diversos tipos de baterías, lo cual exigiría grandes inversiones sólo al alcance de unos pocos (los de siempre) además de mayor complejidad en la manipulación y carga y mayor espacio de almacenamiento.

4º: Vigilancia en el cumplimiento de la normativa de estas estaciones de recarga. Es decir, que no nos cuelen baterías de baja calidad (por ello lo de baterías homologadas) o poco cargadas. De todas formas, las baterías de ión de litio permiten conocer de forma sencilla el nivel de carga (es función de la tensión). Una batería mal cargada (vieja, que acepte poca carga) sería detectada al momento por el conductor antes de partir y podría obligar a su reemplazo en el mismo momento.

Una red muy densa de estaciones de reposición y recarga de baterías, permitiría embarcar pocas baterías en el coche, aligerando el conjunto al no tener que cargar innecesariamente con baterías descargadas. La autonomía cada vez mayor de las baterías permitirá en el futuro ir reduciendo su número y peso. Esto es fundamental para el triunfo de este tipo de vehículos y por ello es muy importante que sean estaciones pequeñas muy económicas de crear, y no mastodónticas gasolineras como las que estamos acostumbrados.

La investigación en nuevas baterías que aumenten la capacidad o la potencia es muy intensa y fecunda en este campo. El uso de nanoconductores, baterías de ión de litio-polímero o de zinc-aire, supercapacitores (condensadores que son capaces de almacenar en su armadura enormes cantidades de electricidad estática) o incluso de baterías inerciales (la energía potencial de un disco girando en el vacío sobre rodamientos magnéticos de rozamiento prácticamente nulo se va liberando para impulsar el vehículo) permiten, junto con la eterna promesa del hidrógeno, ser capaces de imaginar otras alternativas para acumular energía en los vehículos automóviles sin recurrir a los cada vez más caros combustibles derivados del petróleo.

Estos vehículos suponen una alternativa a corto plazo para que la sociedad, los ciudadanos podamos sacudirnos el yugo de las petroleras (sus beneficios, que crecen al 15% anual en plena crisis, son un insulto para los que difícilmente llegamos a fin de mes); pero para ello se necesita que el Estado no nos venda en bandeja a una o unas pocas empresas que manejen el sector e impongan sus tarifas.

Eso sí, tampoco son la panacea. Son vehículos en general (mucho) más económicos y (poco) menos contaminantes en su funcionamiento. Pero habrá que analizar los costes de adquisición (el Tesla cuesta 12 kilos), y lo dañino de su fabricación y desecho, sobre todo de las inmensas baterías.

De nuevo, el Mendigo sigue apostando por el coche de San Fernando y, a lo sumo, la bici, en los desplazamientos diarios (para ello hay que vivir en ciudades de tamaño humano, 100.000hab y un radio de 5Km con una alta densidad de población, nada de urbanizaciones ni adosados al estilo yankee).

Para desplazamientos mayores a los 15Km, el transporte público.

Y sólo para viajes esporádicos, el transporte privado.





Por otra parte, el Mendigo clama de nuevo contra el gigantismo que se ha adueñado de la industria automovilística (la de los coche, las de motocicletas hace una década que aprendieron la lección y cada vez fabrican motos mejores). Pongamos el motor que pongamos, de combustión interna, eléctrico, con baterías, híbrido (es decir, dos motores, una subnormalidad), atómico o a gasógeno...da igual. Si no conseguimos bajar el peso y la superficie frontal (tamaño) de los coches, es imposible bajar los consumos. Pues se necesita muchísima energía para mover los tanques que nos venden, y la energía hay que sacarla de algún lado (contaminando, y pagando por ella, la obtengamos como la obtengamos).

Un coche no tiene porqué pesar más de 400Kg, 450Kg todo lo más para un utilitario con capacidad para cuatro pasajeros. El resto es fanfarria, ostentación, dilapidación de recursos naturales y gasto estúpido de energía.

Para probar este punto, os pongo el vídeo de una barqueta de competición, con un pequeño motor de moto. Si su ligerísimo chasis da la suficiente rigidez para circular a ese ritmo, imaginad lo sobrado que iría al ritmo legal. ¿Para qué queremos más peso? ¿Seguridad? Cuando vuestro coche de tonelada y pico esté a punto de salirse de la curva, el que conduzca un coche de estos (sólo 400Kg) estará aún a la mitad de sus posibilidades de paso por curva. Eso se llama seguridad activa. Mirad las frenadas. Si fuérais en vuestro coche hubiérais necesitado tres veces más espacio, pues tenéis que detener tres veces más masa (y por lo tanto el triple de energía).



Menor peso permite usar neumáticos de compuesto más blando y carcasa menos rígida (como en las motos), permite usar frenos más pequeños (menor peso suspendido) y compuestos más agresivos, suspensiones más ligeras y con tarados más blandos que permitan una mejor capacidad de tracción sin menguar la comodidad, motores más pequeños, ligeros y frugales, cajas menos robustas y ligeras...

En los vehículos, disminuir el peso sólo comporta ventajas dinámicas: una más agradable y eficiente conducción. El cambio de era en la automoción es una oportunidad para empezar de cero y poner límites legales de masa a los vehículos: 500Kg es ya una exageración.



Edito: El Tesla Roadster es una preciosidad. Pero el futuro será de coches más parecidos al de arriba. Se trata de un Mitsubishi i-MIEV. Aún así, este coche sigue pesando una tonelada (poco menos que el Tesla, llevando éste muchas más baterías y un motor muchísimo más potente). Es evidente que hay que bajar ese peso. Con la tecnología actual, hasta los 400 kg. Y el día de mañana...