2035: Particularidades de los automóviles durante la transición técnica

La razón de evitar que salga CO2, que no es un contaminante tóxico, con los gases de escape de los automóviles circulando desde 2035 se debe a que potencia el calentamiento global de nuestro planeta, el efecto invernadero.

La cantidad emitida circulando de CO2 es proporcional al consumo de combustibles fósiles del automóvil, al reaccionar el carbono de los hidrocarburos, que contienen este elemento, y el oxígeno del aire.

La decisión de su eliminación en vehículos nuevos desde 2035 ha generado controversias, y lo sigue haciendo, entre los estamentos implicados, pues las soluciones afectan a todo lo relacionado con el automóvil y otros sistemas que utilizan energía para desarrollar sus funciones, aunque en este artículo nos centramos en los automóviles y demás vehículos que circulan por carretera.

Las dificultades de llegar a este acuerdo en 2035 se deben a las inmensas implicaciones para lograr que las tecnologías que no emiten CO2 se implanten en los automóviles, y las técnicas no son las más complejas, sobre todo las que mejores resultados ecológicos ofrecen comparándolas con la utilización de los automóviles tradicionales de gasolina, diésel, GLP, GNC o GNL, me estoy refiriendo al hidrógeno en sus dos principales aplicaciones, pila de combustible de hidrógeno que genera electricidad haciéndolo reaccionar con el oxígeno del aire, y motor térmico de ciclo otto (con bujías de encendido) sustituyendo la gasolina por hidrógeno como combustible.

Ambos sistemas permiten autonomía, tiempo de repostaje y prestaciones como los automóviles tradicionales y emiten agua por el escape, pero se ha de disponer de red suficiente de hidrogeneras para repostar.

Esta aparente contradicción se debe a varios factores, que vamos a identificar mejor haciendo una breve historia de la evolución del automóvil desde sus inicios; en principio había dos opciones de energía para mover el automóvil, la electricidad con baterías y la gasolina en el motor térmico de explosión.

Esta última, aunque necesitaba más elementos técnicos en el motor (pistones, bielas, cigüeñal, distribución …) y externos (embrague y caja de cambios), es ruidosa y “sucia”, aportaba ventajas al ser más versátil, pues ofrecía autonomía sensiblemente más amplia y mucho menos tiempo de repostaje que el sistema de baterías, adaptándose tanto a uso urbano como viajes por carretera, pero era necesario implantar gasolineras que permitieran repostar el combustible en largos recorridos.

Como en aquellos inicios no había estructuras de fábricas de automóviles ni puntos de repostaje, y además la producción de petróleo y sus derivados no estaba muy desarrollada, se fueron creando nuevas empresas para dar respuesta a todas estas necesidades.

Con el paso del tiempo, y por la gran cantidad de automóviles circulando además de otros medios de transporte, estas empresas fueron tomando más capacidad, potencia económica y poder, que es la situación actual.

Como la producción de hidrógeno supone grandes cambios que afectan a estos estamentos económicos y de poder fuertemente implantados, alterando sus rentabilidades y abriendo puertas a otras nuevas empresas, puede que se trate de demorar la solución del hidrógeno para ir tomando posiciones de cara a su ineludible aplicación, incluso como energía para los demás medios de transporte no solo terrestre, industrias, casas …

La decisión de eliminar la emisión de CO2 circulando desde 2035, que se espera se cumpla sin demasiadas concesiones en automóviles nuevos, se ha logrado con cierta permisividad para algunas tecnologías, entre estas aceptar que el motor térmico emita CO2 en similar cantidad a la que se ha utilizado en la fabricación de determinados combustibles.

Durante la demora hasta la llegada del hidrógeno se están utilizando tecnologías de transición, lo que supone un gasto de probablemente escasa rentabilidad para los fabricantes de automóviles y empresas de I+D+i, además de confusión en los clientes de estos automóviles que no tendrán continuidad.

Un indicador de que el hidrógeno será el combustible más eficiente, en el momento que sea posible, es que prácticamente todas las marcas de automóviles tienen prototipos ya desarrollados para cuando se disponga de hidrogeneras, de hecho, Toyota e Hyundai ya comercializan coches con pila de combustible de hidrógeno con ventas limitadas y localizadas por la exigua red de hidrogeneras.

Los fabricantes de automóviles esperan a que haya suficiente distribución de hidrogeneras para invertir a fondo en esta tecnología, que es futuro y podría ser el presente, lo que la hace muy rentable.

El enfoque de este artículo es para que sea entendido sin necesitar conocimientos técnicos específicos, basta con saber conducir un automóvil y sus principales componentes.

El objetivo es llegar a conclusiones que afectan a la evolución técnica y sus implicaciones en el uso del automóvil desde el punto de vista del conductor, pasajeros y profesionales que no necesitan estar relacionados directamente con su tecnología.

Para los lectores que quieran tener información adicional, con contenidos técnicos más completos y elaborados, se proponen enlaces a otros artículos complementarios del  blog que tratan de las tecnologías relacionadas con la disminución y eliminación del CO2 circulando los automóviles.

En algunos de estos artículos el nivel técnico puede ser medio o alto.

Estas son las tecnologías que vamos a exponer y comentar, primero las de transición que emiten cierta cantidad de CO2; que no se podrán comercializar en vehículos nuevos a partir de 2035.

Sistemas híbridos de motor térmico y gas

Bi fuel con gasolina o GLP (gas licuado del petróleo), GNC (gas natural comprimido) y dual fuel con diésel y GLP, GNC o GNL (gas natural licuado).

Emiten menos CO2 cuando funcionan con gas.

Estas soluciones se comenzaron a implantar por economía de uso al tener menos impuestos el gas.

Con la necesidad de reducir la emisión de CO2 hasta llegar a su eliminación circulando se añade esta razón para su mayor implantación transitoria.

Pero al emitir CO2 debería desaparecer en vehículos nuevos desde 2035.

Como curiosidad, el motor de gasolina puede funcionar con gasolina o gas, pero no a la vez con los dos combustibles, bi fuel.

En el diésel el gas se mezcla con el aire de admisión y después se inyecta el gasóleo en menor cantidad, funcionando simultáneamente con los dos combustibles, dual fuel.

Tienen ciertas restricciones de circulación urbana, etiqueta ECO, emiten menos CO2 con gas.

Cuentan con sistema completo de transmisión; embrague o convertidor de par, caja de cambios manual o automática y transmisión a las ruedas motrices, la llamaremos transmisión completa para diferenciarla de otros sistemas que identificaremos como transmisión simple al prescindir de caja de cambios y en algunos casos de embrague o convertidor.

La conducción es tradicional; acelerador, embrague, freno y palanca de cambios, con la particularidad de que si la caja de cambios es automática no hay pedal de embrague y las relaciones se van insertando automáticamente al actuar sobre el pedal del acelerador, pudiendo el conductor subir o bajar de relaciones manualmente cuando quiera.

En descensos prolongados es útil bajar de relaciones manualmente para reducir el esfuerzo de los frenos.

Los componentes mecánicos son tradicionales en gasolina y diésel, algo más elaborados con gas pero asumibles y conocidos en todos sus aspectos; diseño, diagnóstico y capacidad de reparación en postventa, además de suficiente disposición de repuestos … de momento.

Los gases contaminantes tóxicos de estos motores térmicos, monóxido de carbono CO, hidrocarburos no quemados HC y óxidos de nitrógeno NOX se eliminan con sistemas simples en el motor de gasolina, que son más complejos y sensibles al uso en el diésel.

El gas emite menos contaminantes tóxicos y CO2.

Hay un motor dual fuel de gasolina e hidrógeno en fase de investigación, pero que al emitir CO2, aunque en menos cantidad, no tendrá futuro después de 2035.

La utilización de diferentes tipos de gas como energía de propulsión ha sido frecuente en situaciones de crisis con carencia de gasolina o gasóleo.

Después sus menores impuestos hicieron interesante el uso del gas para profesionales que recorren muchos kilómetros.

Durante un tiempo estuvo restringido para coches particulares hasta que fue autorizada su implantación.

La cobertura de red no es del todo completa, más para GLP que GNC, lo que obliga a tener que poder utilizar gas y gasolina o gasóleo en el mismo automóvil.

Si la cobertura de suministro de gas fuese completa no haría falta otro combustible de apoyo, pero al emitir CO2 no seguirá después de 2035 por lo que no parece probable aumentar los puntos de repostaje.

Sistemas híbridos de motor térmico y gas

Sistemas híbridos con motor térmico (gasolina, diésel, GLP o GNC) combinados con motor eléctrico y baterías de propulsión

La emisión de CO2 se produce cuando funciona el motor térmico.

Hay diferentes sistemas que vemos a continuación.

Híbrido paralelo auto recargable

Se inicia la marcha en fase eléctrica y desde cierta velocidad toma el relevo el motor térmico, que será asistido por el eléctrico en aceleraciones y subidas.

La carga de las baterías de propulsión se hace en deceleraciones, lo que implica cierto efecto de retención por la actuación como generador de electricidad del motor eléctrico de propulsión.

El mejor rendimiento se logra en tráfico urbano, pues con frecuentes retenciones se mantienen las baterías de propulsión con suficiente carga, en carretera o autopista a velocidad mantenida funciona casi permanentemente el motor térmico con nula o escasa ayuda eléctrica, incrementando su consumo.

Cuenta con transmisión completa automática o de funcionamiento similar. Mínimas restricciones de circulación urbana, etiqueta ECO.

Las baterías de propulsión son de niquel–hidruro o iones de litio.

Híbrido paralelo indica que las ruedas motrices pueden ser movidas por el motor térmico, eléctrico independientemente o ambos a la vez.

La conducción es similar a un automóvil con caja de cambios automática pues no hay pedal de embrague.

El conductor tiene en el cuadro datos de cómo se desarrolla la transición de la energía, térmica y eléctrica, aportando información para inducirle a tratar de conducir de la forma más eficiente; iniciando la marcha progresivamente y evitando en lo posible aceleraciones bruscas, está información la tienen los sistemas con funcionamiento eléctrico, parcial como en este caso, o total.

Se dispone de una función que permite aumentar la generación eléctrica del motor de propulsión al decelerar, lo que implica más efecto de retención que ayuda a los frenos.

El cableado de alta tensión eléctrica de propulsión está en fundas de color naranja como información para no tocar sin la formación pertinente.

Los componentes mecánicos y eléctricos adquieren cierta complejidad que requiere formación para diagnósticos, intervenciones y disponer de repuestos.

En 1997 Toyota con su modelo Prius fue la pionera en utilizar esta tecnología en automóviles producidos en gran serie.

Desde la llegada de la necesidad de reducir la emisión de CO2 hasta eliminarle ha tenido mucha más aceptación y prácticamente todas las marcas disponen de esta tecnología, u otras similares, como soluciones transitorias que seguimos presentando.

Los sistemas híbridos, motor térmico y eléctrico con baterías, han tenido más implantación al afectar la emisión de CO2 a los impuestos de compra o circulación del automóvil.

En el sistema auto recargable paralelo, ambos motores pueden mover conjuntamente o por separado el automóvil, combina sencillez de diseño, de conducción y menor emisión de CO2 que permite la etiqueta ECO.

Híbrido paralelo auto recargable

Híbrido paralelo recargable

Una opción de este sistema, además de la auto recarga de las baterías en deceleraciones, es incorporar un cargador en la red eléctrica en el automóvil y la capacidad eléctrica de las baterías.

Se puede disponer de más autonomía eléctrica lo que repercute en ventajas al no tener restricciones en circulación urbana si la autonomía eléctrica supera los 40 km.

Hay una particularidad, si no se recargan las baterías de propulsión en la red cuando se descargan se comporta como un híbrido auto recargable y no debería contar con todas las ventajas en circulación urbana.

Es el sistema recargable en red, enchufable o “plug in”.

No tiene restricciones de circulación urbana, como se ha adelantado, si la autonomía eléctrica llega o supera los 40 km, es etiqueta CERO, si no los alcanza seria ECO.

La transmisión es completa, generalmente automática o de funcionamiento similar.

Las baterías de propulsión suelen ser de iones de litio.

El cableado de alta tensión eléctrica se recubre con fundas de color naranja.

La conducción es como el sistema anterior, híbrido auto recargable.

Requiere más atención del conductor para mantener las baterías cargadas cuando circula por zonas con restricciones.

En sistemas con baterías de propulsión en los que se dispone de cargadores en red, se puede producir emisión de CO2, según la tecnología de la central de generación.

Los componentes mecánicos y eléctricos aumentan y a la vez la complejidad que requiere formación, y medios  para diagnósticos, intervenciones y disponer de repuestos.

Hay sistemas híbridos en los que el motor térmico y eléctrico pueden actuar independientemente sobre las ruedas motrices o la vez, es el sistema “híbrido paralelo” auto recargable o recargable en red, ambos explicados, hay otros sistemas que veremos más adelante.

Para lograr la etiqueta CERO en un híbrido paralelo auto recargable, se incrementa el recorrido exclusivamente eléctrico, más de 40 km, con baterías de mayor capacidad que se pueden recargar en la red eléctrica.

Es una solución para hacer recorridos cortos o medios durante la semana laboral sin emisión de CO2, con las cargas en red necesarias, y desplazamientos por carretera los fines de semana.

Se ha de prestar atención a que al entrar en zonas urbanas se disponga de suficiente autonomía eléctrica.

Híbrido paralelo recargable

Híbrido serie

Hay sistemas híbridos en los que el motor térmico no mueve las ruedas motrices, lo hace un motor eléctrico con la electricidad de las baterías de propulsión o un generador accionado por un motor térmico.

Este sistema se denomina “híbrido serie” y su trasmisión es simple.

Las baterías aportan la electricidad al motor de propulsión, cuando se agotan se pone en marcha el motor térmico que acciona un generador que alimenta de electricidad al motor eléctrico de propulsión, el motor térmico no mueve las ruedas motrices.

Es frecuente que haya implantaciones con los dos posibles funcionamientos en el mismo automóvil, “paralelo” y “serie”, que suelen contar con transmisión completa específica.

Según la emisión de CO2 se determinan las restricciones de circulación urbana, ECO o CERO.

Las baterías de propulsión pueden ser de níquel – hidruro o iones de litio.

El cableado de alta tensión se identifica por las fundas de color naranja.

La conducción es como con caja de cambios automática, sin pedal de embrague, y se dispone de una o más posiciones para aumentar la generación de electricidad del motor de propulsión con mayores efectos de retención, que colabora con los frenos.

Dispone de varios modos de funcionamiento que permiten tener autonomía eléctrica al circular por zonas de contaminación restringida.

Los componentes mecánicos y eléctricos son más específicos y elaborados con más protagonismo eléctrico en el funcionamiento del automóvil, lo que requiere disponer de documentación y formación para los diagnósticos, además de los pertinentes repuestos.

Según el o los sistema de propulsión puede ser necesario adaptar el par motor, fuerza, que reciben las ruedas motrices para iniciar la marcha, subir pendientes y llevar peso.

En busca de mejores resultados de emisión de CO2 en la circulación del automóvil híbrido ante diferentes situaciones, se diseñó en sistema híbrido serie en el que la propulsión es siempre eléctrica, con asistencia del motor térmico como generador de electricidad si es necesario.

Y para que se logre la mejor adaptación, con buenas prestaciones como complemento se utilizan en el mismo automóvil híbrido los dos sistemas, paralelo y serie, funcionando de una u otra forma según sea más eficiente en cada momento.

Híbrido serie

Microhíbrido

Un sistema híbrido sencillo de implantar es incorporar un motor eléctrico–generador alimentado por una batería específica de iones de litio, que asiste al motor térmico (gasolina, gasóleo o gas) al iniciar la marcha, en aceleraciones y subidas, pero no mueve por sí solo el automóvil, es el sistema “microhíbrido”, hibridación suave o “mil hibryd.

La batería de asistencia se recarga en deceleraciones por la función generador del motor eléctrico de asistencia.

La transmisión es completa, manual o automática.

Ciertas restricciones en circulación urbana, etiqueta ECO.

El cableado en color naranja le identifica como de media o alta tensión.

Se está implantando en muchos automóviles por su sencillez para contar con la etiqueta ECO.

La conducción es como un automóvil tradicional con caja de cambios manual o automática.

Los complementos para la función microhíbrida, que es un añadido a la mecánica tradicional, no son complejos pero ha de contarse con la formación y repuestos necesarios.

Una forma muy sencilla de lograr en un automóvil con tecnología térmica tradicional la etiqueta ECO, es incorporar un alternador que puede funcionar como motor eléctrico.

Está conectado a una batería específica que aporta electricidad de asistencia al iniciar la marcha, subidas o aceleraciones, sin mover por si solo al automóvil, y en deceleraciones actúa como alternador – generador recargando su batería.

La solución de implantación más frecuente por su simpleza es que el alternador–motor eléctrico sea arrastrado por la correa exterior de accesorios, dentada, a la que mueve cuando interviene como asistencia eléctrica al motor térmico.

Microhíbrido

Sistema eléctrico con autonomía extendida mediante motor eléctrico de asistencia

Un motor eléctrico mueve las ruedas motrices con la electricidad de las baterías de propulsión, de iones de litio, que se cargan en la red y parcialmente en deceleraciones.

Cuenta con un pequeño motor térmico (gasolina, diésel, GLP o GNC) para accionar un generador eléctrico que alimenta al motor eléctrico de propulsión y poder tener cierta autonomía adicional al agotarse las baterías, en este caso se emite CO2.

Es en realidad un automóvil híbrido, eléctrico–térmico, cuya autonomía eléctrica es bastante superior a la térmica, que se considera de emergencia para utilizar cuando se agoten las baterías de propulsión.

El motor térmico no tiene transmisión y en el eléctrico es simple.

No tiene restricciones de circulación urbana, etiqueta CERO.

La carga de las baterías de propulsión en red es larga, se puede reducir con cargadores rápidos, con la particularidad de que si se usan habitualmente la duración de las baterías se reduce.

La autonomía eléctrica es muy sensible a la velocidad y aceleraciones bruscas, por lo que en carretera o autopista podría ser insuficiente, en el entorno de 300 a 400 km o más.

Cableado de alta tensión eléctrica de propulsión en color naranja.

La conducción es como con caja de cambios automática, sin pedal de embrague. se selecciona marcha hacia adelante o atrás y se acelera.

Se dispone de una o más posiciones para aumentar los efectos de retención del motor eléctrico de propulsión al actuar como generador, lo que asiste a los frenos.

Como en el eléctrico los componentes son específicos y requieren formación para los diagnósticos e intervenciones y se ha de disponer de los repuestos necesarios.

El motor térmico es conocido.

Como se ha visto hay diferentes sistemas de tecnologías térmica, híbrida y eléctrica.

La propulsión eléctrica con baterías tiene ciertas particularidades que afectan a su autonomía y tiempo de recarga en red, y que veremos al explicar este sistema.

De momento nos anticipamos a aportar una solución a estas particularidades que pueden afectar en la decisión de compra de un automóvil eléctrico.

Cuando las baterías se agotan en viaje se ha de encontrar un cargador de red, que puede ser estándar lo que llevaría varias horas o rápido, que afecta a la duración de las baterías.

Una forma de evitar estas dos opciones, o al menos complementaria, es contar con un motor térmico conectado a un generador que se pone en marcha para suministrar electricidad al motor de propulsión.

Como en esta fase se emite CO2 no será posible desde de 2035.

Sistema eléctrico con autonomía extendida mediante motor eléctrico de asistencia

Tecnologías que no emiten CO2 o se compensan

Serán las que se podrán comercializar en vehículos nuevos desde 2035.

Por las grandes implicaciones en prácticamente todos los aspectos relacionados con el automóvil, hay diferentes criterios para autorizar la circulación de automóviles con distintas tecnologías, a día de hoy lo que veremos seguidamente es lo que se ha acordado.

Sistema e fuel

Se fabrica combustible sintético utilizando carbono del CO2, que se ha de recoger y acumular mezclándolo con hidrógeno, que se ha de producir.

Se emite circulando CO2 en similar cantidad a la utilizada en su fabricación.

En la fabricación del combustible sintético e fuel se utiliza el carbono contenido en del CO2 que se recoge y el hidrógeno, que ha de ser elaborado.

Con estos dos elementos químicos se fabrica gasolina, gasóleo, GLP o GNC de forma sintética.

Al haber utilizado CO2 en el proceso de fabricación en cantidad similar a la que se emite circulando se considera que se compensan como si no se emitiese, sin restricciones de circulación urbana, etiqueta CERO.

La transmisión es completa.

Otro sistema con ciertas posibilidades de ser aceptado para seguir vigente desde 2035, que también compensa el CO2 emitido circulando el automóvil, se basa en los biocombustibles; se producen de plantaciones vegetales o se obtiene de aceites usados y se pueden mezclar con la gasolina o gasóleo en diferentes porcentajes para reducir la emisión de CO2, por la absorción de este gas de los vegetales y aceites en su vida anterior.

Si se utilizan biocombustibles al 100%, sin derivados del petróleo, se puede considerar que la emisión por el escape de CO2 se compensa con la absorbida por los componentes bio en su ciclo vegetal, lo que podrá reducir las restricciones en circulación urbana, etiqueta ECO o CERO.

La conducción es tradicional, como la explicada para el automóvil con motor térmico; acelerador, embrague, freno y palanca de cambios.

Si la caja de cambios es automática no hay pedal de embrague y las relaciones se insertan automáticamente al actuar sobre el pedal del acelerador, pudiendo el conductor subir o bajar de relaciones manualmente cuando quiera.

En descensos prolongados es útil bajar de relaciones manualmente para reducir el esfuerzo de los frenos.

La tecnología es como la tradicional de un motor térmico con transmisión completa, por lo que si se dispone de los repuestos específicos no debería haber problemas para su mantenimiento.

Con el combustible sintético e fuel puede funcionar un motor térmico tradicional con algunas adaptaciones, lo que permite que los aspectos relacionados con su utilización se mantengan, prestaciones, autonomía y tiempo de repostaje.

Al funcionar emite más o menos el CO2 que se ha utilizado en la fabricación del e fuel, lo que permite compensar el emitido y considerarlo como etiqueta CERO.

Al contar con las mismas sensaciones de conducción que un automóvil con motor térmico convencional, es una opción interesante para automóviles prestacionales o deportivos.

Sistema e fuel

Sistema eléctrico con baterías de propulsión

Las baterías de propulsión alimentan al motor eléctrico que mueve las ruedas, se cargan en la red eléctrica y parcialmente en deceleraciones.

Las baterías de propulsión son de iones de litio y aportan una autonomía variable según los objetivos, desde 300 a más de 600 km, que depende mucho de la velocidad de marcha y actuaciones bruscas sobre el acelerador; en ciudad y recorridos interurbanos medios puede ser e suficiente, pero a velocidad de autopista en viajes tal vez no.

La carga en red lleva bastante tiempo, más cuanto mayor sea la autonomía, con cargadores rápidos se puede llegar al 80% de carga útil en unos 20´ a 30´, pero si se utiliza frecuentemente esta opción las baterías van reduciendo su autonomía al irse degradando.

Sin restricciones de circulación urbana, etiqueta CERO.

El cableado de color naranja le identifica como de alta tensión.

Durante la carga en red según como se genere la electricidad puede haber emisión de CO2 en su entorno.

La conducción es con los pedales de acelerador y freno con posiciones de marcha hacia adelante o atrás.

Se dispone de otras posiciones que aumentan el efecto de retención al incrementar la carga producida por el motor eléctrico de propulsión al decelerar, muy útil especialmente en descensos prolongados reduciendo la fatiga de los frenos.

Una opción frecuente es la función «one pedal«, un pedal o “e pedal”; consiste en que la posición de máxima retención al decelerar sea tan intensa que puede llegar a detener el automóvil sin necesidad de frenar, utilizando solo el pedal del acelerador, es más útil en tráfico urbano, pero el conductor ha de integrarlo en su actuación sobre el pedal del acelerador.

Los componentes son específicos y requieren formación para los diagnósticos e intervenciones y se ha de disponer de los repuestos necesarios.

El motor eléctrico que mueve las ruedas recibe electricidad de las baterías de propulsión que se recargan en red, mediante un cargador convencional, lo que llevará varias horas, o uno rápido que reduce sensiblemente el tiempo, pero afecta a la duración de las baterías reduciendo progresivamente su autonomía si se utiliza habitualmente.

El uso del automóvil eléctrico en recorridos urbanos o interurbanos medios, que puede cubrir con su autonomía, parecen los más indicados.

En carretera la autonomía es sumamente sensible a la velocidad de circulación y aceleraciones, lo que puede ser un aspecto a tener en cuenta en viajes largos y forma de conducir, además de la disposición en el trayecto de cargadores rápidos, conociendo sus efectos sobre las baterías.

Las baterías de propulsión son el conjunto más costoso del automóvil eléctrico.

Sistema eléctrico con baterías de propulsión

Pila de combustible de hidrógeno

El hidrógeno almacenado en un depósito reacciona con oxígeno del aire produciendo electricidad que alimenta al motor eléctrico que mueve las ruedas motrices.

Cuenta con una batería de propulsión complementaria de iones de litio, por lo que se puede considerar híbrido.

Emite agua por el escape.

Las baterías de propulsión se recargan mediante la electricidad generada por la pila de combustible, y en deceleraciones por la función generador del motor eléctrico.

Es un sistema que permite las prestaciones, autonomía y tiempo de repostaje como un automóvil medio tradicional con motor térmico y la transmisión es simple.

Es la opción del futuro, que como se ha anticipado podría ser del presente.

Esta tecnología está ya diseñada y aplicada minoritariamente, e irá evolucionando, pero es necesario contar con suficiente red de hidrogeneras para repostar.

Sin restricciones de circulación urbana, etiqueta CERO.

Los fabricantes de automóviles y sus proveedores de I+D+i están trabajando en su desarrollo, pero las inversiones para ser rentables dependen de cuándo será viable.

Al haber estamentos de diferentes áreas implicados, con influencias macroeconómicas, sociales y de poder, y con intereses muchas veces contrapuestos, hará falta llegar a acuerdos que permitan que esta tecnología, con los mejores resultados ecológicos, se aplique masivamente cuando antes.

Cableado en color naranja para resaltar el de alta tensión.

Se conduce con los pedales de acelerador y freno al no haber embrague.

Tiene posiciones de marcha hacia adelante o atrás, una o más para incrementar los efectos de retención del motor eléctrico de propulsión al actuar como generador, lo que disminuye el trabajo de los frenos.

Los componentes son específicos que requieren formación y contar con repuestos, lo que no supondrá inconvenientes al ser la tecnología más prometedora que se ha de conocer a fondo.

La pila de combustible de hidrógeno es una excelente solución pues no emite CO2 y permite que la utilización del automóvil sea muy similar al tradicional medio con motor térmico; autonomía, tiempo de repostaje y prestaciones.

Aunque ya hay automóviles comercializados minoritariamente, la carencia de hidrogeneras hace que esta tecnología esté en fase de espera.

Se están haciendo investigaciones y hay coches–concepto en casi todas las marcas, pero hacen falta más inversiones para dar el empujón definitivo a esta solución de futuro, que están en espera de saber cuando se podrá disponer de red de hidrogenas suficiente.

Desde esta fecha los avances serán rápidos y significativos.

Pila de combustible de hidrógeno

Motor térmico de hidrógeno

Se sustituye la gasolina por hidrógeno como combustible con algunas modificaciones técnicas y emite agua por el escape.

Esta opción de utilizar hidrógeno como combustible en un motor térmico de ciclo otto (con bujías de encendido) necesita transmisión completa, y aporta las mismas sensaciones de conducción, prestaciones y uso que el motor de gasolina.

Al ser la tecnología como la del motor térmico tradicional no hay dificultades de mantenimiento, solo contar con los repuestos.

Esto hace que pueda ser de interés para automóviles con enfoques prestacionales, en los de alguna forma se compense su mayor necesidad de elementos mecánicos que la pila de combustible.

Como esta última, en principio, no tiene restricciones de circulación urbana por emisión de CO2, etiqueta CERO.

El hidrógeno tiene otra aplicación directa sobre el automóvil, al ser un combustible puede sustituir a la gasolina en el motor térmico pues necesita bujías de encendido.

De esta forma es aplicable a un automóvil tradicional de gasolina con ciertas adaptaciones utilizando el hidrógeno como combustible.

Se podría comparar al sistema e fuel de gasolina sintética, con la ventaja de que mientras en este se compensa el CO2 emitido con el usado en la fabricación, con hidrógeno como combustible no se genera CO2 y se emite agua.

Al mantenerse las prestaciones, autonomía y tiempo de repostaje es una opción para determinados tipos de automóviles y vehículos.

Motor térmico de hidrógeno

Sistema eléctrico con autonomía extendida

Las baterías de propulsión de iones de litio alimentan al motor eléctrico que mueve las ruedas, y tiene un motor térmico de hidrógeno que aporta autonomía adicional al agotarse las baterías accionando un generador de electricidad, emitiendo agua por el escape.

Esta opción compensa uno de los inconvenientes del automóvil eléctrico con baterías, su autonomía limitada para circular por autopista y muy sensible a la velocidad y aceleraciones.

Al emitir agua cuando funciona el motor térmico de hidrógeno, que acciona un generador de electricidad, no tiene restricciones de circulación urbana, etiqueta CERO.

Se mantiene largo tiempo de recarga de las baterías en la red eléctrica, que se puede reducir con cargadores rápidos que degrada prematuramente las baterías si se utiliza habitualmente.

El motor térmico no tiene transmisión y en el eléctrico es simple.

Cableado de alta tensión en color naranja.

La conducción es como con caja de cambios automática, sin pedal de embrague. se selecciona marcha hacia adelante o atrás y se acelera.

Se dispone de una o más posiciones para aumentar los efectos de retención del motor eléctrico de propulsión al actuar como generador lo que asiste a los frenos.

Al no contaminar como eléctrico ni térmico de hidrógeno la circulación será siempre sin emitir CO2.

Como en el electico los componentes son específicos y requieren formación para los diagnósticos e intervenciones y se ha de disponer de los repuestos necesarios.

El motor térmico es conocido al ser similar al de gasolina.

Una opción en fase de I+D+i es que el motor térmico de hidrógeno de asistencia sea rotativo wankel, veremos si este sistema se llega a implantar en automóviles.

En este sistema de automóvil eléctrico se incorpora como asistencia un motor térmico de hidrógeno conectado a un generador.

Al agotarse las baterías se pone en funcionamiento el motor térmico de hidrógeno, haciendo que el generador produzca la electricidad necesaria para el motor eléctrico.

Se compensa así falta de autonomía eléctrica sin emitir CO2 pues por el escape del motor térmico sale agua.

Sistema eléctrico con autonomía extendida

Conclusiones ante el reto de 2035

La ineludible necesidad de eliminar la emisión de CO2 por el escape en los automóviles nuevos circulando a partir de 2035, está generando una profusión de tecnologías y algunas no siempre lo logran, o con ciertos artificios, por las legislaciones condicionadas que se van elaborando.

La opción del hidrógeno como fuente de energía ya es viable y no solamente para el transporte, también como se ha comentado para todo lo que en nuestra vida necesita energía.

El hidrógeno es el elemento que más abunda, pero no está solo y hace falta fabricarlo, lo que requiere tecnologías más o menos complejas que necesitan electricidad.

Para que el ciclo ecológico sea completo se ha de utilizar electricidad de fuentes renovables y fabricar “hidrógeno verde”, además de diseñar procesos limpios de reciclaje de los componentes de esta tecnología.

Para los automóviles eléctricos con baterías hay aspectos a tener muy en cuenta, utilizan materiales escasos y limitados, litio, cobalto …, además de estar en zonas problemáticas, con escasos derechos laborales entre otros factores negativos como su reciclaje al fin de la vida útil de sus componentes.

Hay investigaciones sobre tecnologías más avanzadas de baterías, pero no se vislumbran soluciones trascendentes a sus principales inconvenientes; coste, autonomía, tiempo de recarga, materiales de disposición limitada muy localizados además sin o con pocos derechos laborales.

Se ha de tener en cuenta, además de la emisión de CO2 circulando el automóvil, lo que se emite desde la extracción y producción de sus componentes, así como los procesos de fabricación de los automóviles y, como se ha dicho su reciclaje limpio.

Terminamos con lo que se ha repetido en este artículo, la ecología debería ser la principal razón para tomar las decisiones relacionadas con la eliminación de la emisión de CO2 de los automóviles, en toda su vida útil y posterior reciclaje.

Pero la actual situación de facciones de poder y macroeconómicas con intereses creados y gran capacidad de gestión y comunicación, pueden demorar la consecución de los mejores resultados a corto plazo, pero el hidrogeno llegará.

Las marcas de automóviles apuestan todo lo que tienen por esta solución, pues son inversiones de futuro.

De las tecnologías que se han presentado tendrán continuidad desde 2035 las que no emiten CO2 o se compense, el resto son de transición y no pasaran de 2035.

Esto implica que gran parte de estas tecnologías tendrán componentes que no duraran mucho en los automóviles, lo que repercute en capacidad de diagnóstico, necesidad de formación y disposición de repuestos.

Para los clientes que sustituyan con frecuencia su automóvil puede no suponer demasiados cambios, tal vez el precio de venta como usado, pero quienes suelen tener el automóvil más tiempo si pueden verse afectados para elegir la tecnología, por falta de repuestos tanto técnicos como de carrocería u otros componentes específicos de sus modelos.

Durante la transición a tecnologías que al no emitir CO2 al circular se asienten como definitivas, y en la distribución que corresponda según las necesidades de los conductores en las que puede influir poder hacer viajes habitualmente o ser suficiente con autonomías medias, puede ser interesante plantearse utilizar sistemas de renting,  leasing o similares que permiten disponer del automóvil durante un determinado periodo, de tres a cinco años son algunas opciones, con todo incluido, mantenimiento, seguro … vehículo de sustitución en caso de avería o accidente, excepto el consumo de combustible.

Al final del contrato y según la modalidad elegida se puede comprar el automóvil, devolverle e iniciar o no otro contrato con un nuevo automóvil acorde a la situación y nuevas necesidades.

Las marcas de automóviles están ofreciendo, además de estas opciones, otras en las que no venden el automóvil sino la movilidad mediante diferentes fórmulas, lo que permite al conductor disponer del coche cuando lo necesite, el tiempo que quiera y en las condiciones que mejor se adapten al momento.

Estos cambios en la disposición y uso del automóvil pueden ser coyunturales, pero probablemente se mantengan más o menos parcialmente después de 2035 con las tecnología limpias ya asentadas, lo veremos.

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