Etiquetado energético de los vehículos

Cada vez más es obligatorio que todos los electrodomésticos y artículos de consumo en general muestren su grado energético. Los vehículos no son una excepción.

En este post se comentará los diferentes distintivos que se emplean para clasificar a los vehículos así como el procedimiento que se sigue para este fin.

El Real Decreto 837/2002, de 2 de Agosto expone:

Como una de las medidas para conseguir los objetivos establecidos en el Protocolo de Kioto y con objeto de reducir las emisiones de CO2 producidas por los turismos y potenciar el ahorro de energía, dado que la información desempeña un papel fundamental en el comportamiento de las fuerzas de mercado y con la finalidad de aportar una información precisa, pertinente y comparable sobre el consumo de combustible y emisiones CO2 que influya en la decisión del consumidor a favor de los automóviles que consuman menos combustible y por lo tanto emitan menos CO2, impulsando de este modo a los fabricantes a hacer lo necesario para reducir el consumo de los mismos, el Parlamento Europeo y el Consejo han aprobado como política ambiental, al amparo del artículo 175.1 del Tratado de la Comunidad Europea, la Directiva 1999/94/CE, de 13 de diciembre, relativa a la información sobre el consumo de combustible y sobre las emisiones de CO2 facilitada al consumidor al comercializar turismos nuevos, sin perjuicio de su aplicación a los vehículos de segunda mano cuando la Comunidad Europea revise, por primera vez, la citada Directiva.

La directiva 1994/94/CE obliga a los Estados Miembros de la Unión Europea a adaptar su legislación para implantar procedimientos de información sobre consumo y emisiones de CO2 de los vehículos nuevos. A su vez, los anuncios del vehículo también deben contener dichos datos.

Para ello, se definen dos tipos de etiquetas: una etiqueta obligatoria y otra voluntaria. La etiqueta obligatoria debe colocarse junto al vehículo en el punto de venta y presenta el siguiente aspecto:

Principalmente informa sobre el consumo del vehículo (l/100km) en ciudad, carretera y conducción mixta así como las emisiones de CO2 (g/km).  La cabecera indica al posible comprador que puede obtener dichos datos de forma gratuita mientras que el pié de página advierte de que el resultado mostrado varía en función de la conducción que adopta el conductor al volante.

La clasificación que aparece en la etiqueta voluntaria se lleva a cabo por comparación entre el consumo del vehículo a analizar y un valor medio calculado mediante cálculos estadísticos entre vehículos de igual envergadura y carburante.

Según la diferencia existente entre el consumo del vehículo a evaluar y el cálculo estadístico, se asigna un color y una letra siendo la letra A y el color verde la mejor nota y el color amarillo y la letra D el correspondiente al mismo valor que el vehículo que se ha tomado como patrón.

Sin embargo esta clasificación es totalmente diferente a la utilizada por la DGT cuyo origen proviene del Plan nacional de calidad del aire y protección de la atmosfera 2013-2016 que también clasifica a los vehículos según sus emisiones contaminantes.
Esta clasificación no pretende tener un poder de información hacia el consumidor sino que está basada en las políticas municipales para la restricción del tráfico en episodios de máxima contaminación, beneficios fiscales como un importe de matriculación inferior o incluso nulo, la utilización de carriles BUS – VAO (Vehículos de Alta Ocupación), zonas azules, etc.

Dicha clasificación se encuentra en la base de datos de la DGT pudiendo acceder a ella y a tiempo real los organismos con competencia en materia de movilidad, seguridad vial, tributaria o medio ambiente.

Para llevar a cabo este proyecto y con el fin de facilitar la tarea de la policía y otros órganos competentes en seguridad vial durante sus controles, la DGT ha creado unos distintivos que serán enviados a los propietarios de los vehículos que forman parte del parque móvil español, los cuáles con carácter voluntario, deberán pegarlo en la parte inferior derecha del parabrisas. En caso de no recibir el distintivo se da a entender que este modelo de automóvil sobrepasa los límites de emisiones contaminantes establecidas y no cumple con la normativa establecida.

Los distintivos empleados en este caso son:

Cero emisiones: Ciclomotores, triciclos, cuadriciclos y motocicletas, turismos, furgonetas ligeras, vehículos de más de 8 plazas y vehículos de transporte de mercancías clasificados en el Registro de Vehículos de la DGT como vehículo eléctrico, vehículo eléctrico de autonomía extendida, vehículo híbrido enchufable con una autonomía mínima de 40 kilómetros o vehículos de pila de combustible.

ECO: Turismos, furgonetas ligeras, vehículos de más de 8 plazas y vehículos de transporte de mercancías clasificados en el Registro de Vehículos como vehículo híbrido enchufable con autonomía inferior a 40km, vehículo híbrido no enchufable, vehículo propulsado por gas natural (GNC y GNL) o  gas licuado del petróleo (GLP).

C: Turismos, furgonetas ligeras, vehículos de más de 8 plazas y vehículos de transporte de mercancías de gasolina matriculadas a partir de enero de 2006 y diésel a partir de 2014.
Por tanto, los de gasolina deben cumplir la norma Euro 4, 5 y 6 y en Diésel  la Euro 6.

B: Turismos y furgonetas ligeras de gasolina matriculadas a partir de enero del año 2000 y de diésel a partir de enero de 2006. Vehículos de más de 8 plazas y de transporte de mercancías tanto de gasolina como de diésel matriculados a partir de 2005.
Por tanto, los de gasolina deben cumplir la norma Euro 3 y en Diésel  la Euro 4 y 5.

En los distintivos se encuentra la siguiente información:

Cómo se determina el consumo de combustible de un vehículo.

Prueba de consumo de un vehículo.

El consumo de combustible homologado de un automóvil no se determina de cualquier manera o realizando una circulación por carretera. 

Realmente no se realiza una prueba de consumo como tal, si no que se determina a partir de los resultados de las pruebas de emisiones contaminantes de los gases de escape.

Estas pruebas de emisiones actualmente están reglamentadas de acuerdo a la normativa europea 98/69/EC que data de 1998 y afectan a los vehículos homologados posteriormente.

En estas pruebas se simula un ciclo de circulación denominado “New European Driving Cycle” NEDC, Nuevo Ciclo de Conducción Europeo. Este ciclo se asemeja lo más posible a la circulación media que realiza con un vehículo al día en Europa.

¿Cómo es el NEDC?

El fenómeno de la “dieselización”.

Este nuevo post comentamos que se entiende por dieselización, su marco político-económico y las medidas para derivación hacia un modelo más sostenible.





Concepto de dieselización.

La dieselización en Europa de los últimos 30 años ha sido en parte generada por decisiones políticas y económicas, siendo en parte la causante de los problemas actuales del sector.

En la década de los 90 los países europeos han sido testigos, en mayor o menor medida, de la dieselización de su parque automovilístico.

Las marcas de automóviles Europeas han basado buena parte de su oferta en el mercado diésel, desarrollando modelos de grandes prestaciones que no tienen nada que envidiar a sus hermanos de gasolina. 

Las siglas que más se han repetido y publicitado con mayor frecuencia: GTD, TDi, HDi, TDCi, CDTi, CRDi incluso llegando a casos extremos que una marca no publicitara ningún vehículo gasolina en toda una década. Ahora parece que algunas marcas como Volkswagen se están replanteando su estrategia diésel calificándola incluso de errónea.

¿Por qué mi coche consume más de lo que dice el fabricante? - Parte 2

Como pudimos ver en un artículo anterior, “Como se determina el consumo de un combustible de un vehículo”, el consumo de combustible homologado de un automóvil es un cálculo obtenido según los datos registrados de la prueba de emisiones de gases de escape bajo el ciclo NEDC que simula un circulación real.

Las condiciones de este ciclo están estandarizadas y todos los vehículos deben de superarlas para obtener la homologación pertinente.

¿El ciclo de conducción NEDC es como una circulación real?

Las condiciones de prueba de circulación NEDC tienen algunas lagunas a remarcar que lo hacen diferir de lo que es una circulación real a día de hoy.

El ciclo de conducción y las condiciones para realizarlo se determinaron cuando los vehículos eran menos potentes y menos pesados.

Coche eléctrico a batería VS coche eléctrico a hidrógeno.

¿Cuál podría ser el futuro?

Introducción

Hoy día, dos de las opciones de energías alternativas más prometedoras con el potencial de ser libres de emisiones de dióxido de carbono (CO2) y de emisiones contaminantes para la movilidad y son:

- El abastecimiento de energía eléctrica, a través de una red de suministro para la recarga de sistemas de almacenamiento de energía eléctrica (en fase de desarrollo).

- El abastecimiento de hidrógeno como combustible, a través de una red de distribución (a día de hoy  básicamente inexistente).

En este artículo voy a tratar de explicar de manera directa y detallada cuál de estas dos alternativas energéticas podría tener más futuro. Un futuro abocado a afrontar el  desafío que supone el cambio del modelo energético en la movilidad del mañana: la movilidad sostenible. Para ello, recogeré todas las ventajas e inconvenientes de cada uno de estos dos modelos de abastecimiento de energía. El propósito es poder realizar una comparativa y que ustedes puedan sacar sus propias conclusiones.

Previamente explicaré de manera resumida en qué consiste la tecnología de un vehículo eléctrico que funciona con hidrógeno y en qué consiste la tecnología de otro que funciona a baterías recargables.

Vehículo eléctrico a hidrógeno.

Este tipo de vehículo incorpora un sistema de tracción que utiliza un motor eléctrico para mover las ruedas a través de una transmisión o grupo reductor. Ciertamente, el sistema de tracción es exactamente igual que el de un coche eléctrico a batería. Sin embargo, la diferencia entre ambos radica en la procedencia del abastecimiento eléctrico para el motor.

En el caso del vehículo eléctrico a hidrógeno, el abastecimiento eléctrico del motor procede básicamente de una pila de combustible. Este componente está compuesto por múltiples células de combustible cuya misión es formar moléculas del agua por electrólisis inversa.

Este proceso consiste en unir átomos de oxígeno con átomos de hidrógeno. Como resultado de esta unión se genera calor, agua en forma de vapor y un sobrante de electrones que genera la corriente eléctrica utilizada para alimentar el motor eléctrico. El oxígeno es extraído del aire y bombeado a las células de combustible y el nitrógeno sobrante del aire también es retornado a la atmósfera.

>Peso: 1850 Kg. 

Además, el coche a pila de combustible también necesita una batería de tracción. Se trata de una batería de alta tensión que sirve para acumular la energía generada por la pila de combustible y también por el motor eléctrico cuando funciona como generador durante las frenadas regenerativas (de esta forma también se mejora el rendimiento del vehículo aumentando su autonomía). Al mismo tiempo, la batería de tracción también se utiliza como pulmón de energía, de forma que puede sumarse al abastecimiento del motor eléctrico bajo altas demandas de potencia puntuales. Así, la pila de combustible se emplea como generador de electricidad suministrando energía al motor y a la batería a largo plazo. Y la batería sirve como reserva de energía eléctrica destinada a satisfacer los picos de alta demanda de potencia. El peso del sistema de energía es de 250kg (batería + pila de comb. + tanques de H2).

>Funcionamiento del sistema FCV.

A su vez, la pila de combustible necesita “el combustible” para generar la energía eléctrica. Este combustible es el hidrógeno (H2). Con el objetivo de aumentar la autonomía es necesario incrementar la densidad del hidrógeno almacenado. Por ello se utilizan varios tanques de hidrógeno comprimido a alta presión (unos 300 bares). Con todo esto, el vehículo puede tener una autonomía algo superior a 450 Km, con una eficiencia de casi el 64% = (85% + 75%).

- La eficiencia de los tanques de hidrógeno y la pila de combustible es de 85%.- La eficiencia del motor eléctrico (<95%) + la eficiencia de la batería (98%) + la eficiencia de la unidad electrónica de control de potencia (85%) + la eficiencia de la transmisión (95%) da como resultado total un 75% de eficiencia del sistema de tracción.

¿Por qué los automóviles evolucionan por el camino de la electrificación? ¿Por qué el futuro de la movilidad es eléctrico?

Hoy día somos testigos de cómo la mayoría de los fabricantes de automóviles están electrificando con técnicas cada vez más sofisticadas los sistemas de propulsión de los vehículos. En consecuencia, nuevas terminologías han aparecido para denominar estos vehículos en función de su grado de electrificación: micro-híbridos, semi-híbridos, híbridos puros e híbridos enchufables.

En este artículo voy a tratar de explicar de manera directa y detallada por qué los fabricantes de automóviles han elegido el camino de la electrificación y no otros caminos como el hidrógeno, el gas natural, el aire comprimido o seguir puliendo las técnicas para quemar combustibles fósiles. Doy por sentado que estamos en un contexto mundial de alerta climática donde el objetivo primordial es evitar el calentamiento global a base de reducir las emisiones de dióxido de carbono que provocan el efecto invernadero. Esto supone un futuro abocado a afrontar el desafío que supone el cambio del modelo energético en la movilidad del mañana: la movilidad sostenible, que viene de la mano de la eficiencia energética.

Previamente explicaré las razones tecnológicas por las que los fabricantes deben de mejorar la eficiencia de los vehículos y después expondré la estrategia de eficiencia de energía que hoy día, en mayor o menor medida, han adoptado todos los fabricantes que pretenden comercializar sus vehículos en Europa.

Razones tecnológicas por las que se mejora la eficiencia de los automóviles.

Durante la última década los fabricantes de vehículos no han dejado de mejorar los equipos y sistemas de sus vehículos con el fin de satisfacer la demanda del mercado y resultar más competitivos en los aspectos tecnológicos que enumero a continuación:

• Sistemas de confort (Instrumentación, iluminación, accesibilidad, arranque, ergonomía, etc.)
• Sistemas de conectividad e infotenimiento, navegación (GPS).
• Sistemas de asistencia avanzada a la conducción, conocidos como sistemas ADAS*

El gran aumento de estos equipos y de los sistemas eléctricos y electrónicos embarcados en el automóvil sin duda tiene un fuerte impacto en el consumo de energía del sistema eléctrico. Un consumo de energía mucho mayor si lo comparamos con el consumo de energía de los automóviles de hace dos y tres décadas, ya que la gran mayoría de estas tecnologías no existían.

*ADAS: Advanced Driver Assist System

Impacto derivado del consumo eléctrico del sistema de infotenimiento y conectividad

Hace más de dos décadas los vehículos únicamente equipaban sistemas de audio, no había pantallas, ni teléfonos móviles que formasen parte del equipamiento del vehículo. Normalmente tampoco había navegadores, ni GPS integrados en el sistema eléctrico de los automóviles. Hoy día todos estos avances tecnológicos están integrados en el equipo eléctrico del vehículo y las pantallas ofrecen múltiples funciones de conectividad e infotenimiento. Cada vez más automóviles equipan equipos de audio y video de alta definición. Todos estos sistemas y equipos integrados representan un consumo de energía mucho mayor que repercutirá en el sistema de generación de energía eléctrica del vehículo provocando que el alternador trabaje más y, a su vez, ejerza un lastre mayor para el motor de combustión. Esto se traducirá en un mayor consumo de combustible y emisiones de CO2.

Impacto derivado del consumo eléctrico de los sistemas de asistencia a la conducción

Hace más de dos décadas los vehículos únicamente equipaban sistemas de control de velocidad de crucero que utilizaban la unidad de control del motor para sencillamente mantener la velocidad constante. No eran ni siquiera controles adaptativos (para eso se necesita un radar o una cámara de vídeo inteligente). Los coches no tenían ni radares, ni cámaras, ni procesadores de imágenes, ni sistemas de inteligencia artificial (IA) que necesitan procesadores de un alto nivel evolutivo. Hoy día la tendencia empujada por la mejora de la seguridad y la competitividad del mercado anima a los fabricantes a equipar sus vehículos con radares frontales y radares de ángulo muerto. Además, se incorporan múltiples cámaras inteligentes ubicadas en distintos lugares del vehículo para divisar todos los ángulos y proporcionar una imagen compuesta de plano cenital, no solamente para los sistemas ADAS, si no también para los sistemas de ayuda al aparcamiento como la visión de 360 grados. Y toda esta información que generan los radares y las cámaras tiene que ser gestionada en tiempos muy cortos para reaccionar y dar respuesta a sistemas de conducción autónoma ADAS de nivel 2 y 3. Para ello se necesita una generación de software muy sofisticada que solamente pueden ser movidos por procesadores de IA de alto nivel evolutivo. Todas estas cámaras, radares y procesadores electrónicos también generan un consumo de energía importante que debe asumir el sistema eléctrico del automóvil, el alternador, el motor de combustión y, por lo tanto, significará un aumento considerable de combustible y emisiones de CO2.

Impacto derivado del consumo eléctrico de las redes multiplexadas

Consecuentemente, al aumentar el equipamiento del vehículo para ofrecer sistemas de confort, conectividad, infotenimiento, navegación y los sistemas ADAS de asistencia avanzada a la conducción, es necesario sofisticar la red eléctrica del vehículo y prepararla para sostener todos estos sistemas. Por lo tanto, el número de centralitas, módulos y unidades de control electrónicas ha tenido que crecer exponencialmente en el vehículo para poder gestionar y controlar todos estos avances. Y no solo ha aumentado la cantidad de unidades de control sino también la red multiplexada, que ha evolucionado hasta alcanzar un nivel de complejidad muy elevado. En definitiva, teniendo en cuenta todos estos puntos, si comparamos un vehículo de hace más de dos décadas con un vehículo actual que equipe todos estos sistemas, nos encontramos con que antes los automóviles tenían entre 4 y 10 unidades de control abonadas a 2 ó 3 redes multiplexadas diferentes. Sin embargo, hoy día un vehículo puede equipar entre 40 y 60 unidades de control abonadas a 7 ó 10 redes multiplexadas diferentes. Sin olvidar que cada una de estas centralitas consumen energía eléctrica para funcionar y para comunicarse entre ellas, utilizando una red CAN-Bus que debe funcionar a una tasa de transmisión de datos muy alta para satisfacer la demanda de información de los sistemas ADAS, conectividad e infotenimiento. Por consiguiente, esto también tiene una alta influencia negativa sobre el consumo de energía eléctrica, combustible y emisiones de CO2.

Red multiplexada del año 2001

Red multiplexada del año 2021

Estrategia de eficiencia energética del automóvil.

Habiendo estudiado la comparativa de los tres puntos descritos anteriormente podemos sacar la conclusión de que los vehículos actuales consumen mucha más energía eléctrica que los antiguos y, pese a que la eficiencia de los motores de combustión ha mejorado un poquito en las dos últimas décadas, la incidencia del cunsumo de energía eléctrica sobre el consumo de combustible es tan fuerte que supondría un claro aumento en el consumo de carburante y en las emisiones de los vehiculos actuales con respecto a los vehículos de hace más de 20 años.

Sorprendentemente, ¡esto no es así! Si comparamos los consumos de combustible de un vehículo actual de similar tamaño y peso con el consumo de un vehículo de un vehículo antiguo, vemos que el consumo de combustible del vehículo actual es incluso un poquito más reducido. ¿Y esto a qué se debe?

Esto se debe a que los vehículos actuales cuentan con un software “inteligente” de eficiencia energética que les permite reciclar y optimizar el fuerte consumo de energía eléctrica provocado por el aumento de los equipos y sistemas descritos en los puntos anteriores.

El software de eficiencia energética consiste en una estrategia que controla el funcionamiento de los siguientes componentes:

• El control del funcionamiento del alternador (generador).
• El control de la carga, descarga y nivel de salud de la batería.
• El control de la conexión y desconexión de diferentes sistemas eléctricos del vehículo.

El objetivo de la estrategia de eficiencia energética es reciclar y optimizar el gasto de energía eléctrica de modo que produzca un impacto reducido sobre el generador (alternador) y por lo tanto reducir el consumo de carburante y emisiones de CO2.

Para lograr este objetivo es imprescindible poder reciclar la energía del vehículo utilizando la frenada regenerativa. Dado que hasta ahora no existe ni se ha inventado ningún motor de combustión reversible que transforme la energía mecánica de nuevo en carburante y rellene el depósito con un chorro de gasolina o diésel durante las deceleraciones y frenadas, los motores de combustión son inservibles para reciclar energía. Lo único que pueden hacer cuando se les utiliza como freno motor es transformar la energía cinética del vehículo en rozamiento de sus componentes internos y en calor, calor que se disipa y no se aprovecha en la cadena cinemática.

Sin embargo, una máquina eléctrica, un generador o alternador sí puede ser utilizado inteligentemente para reciclar la energía cinética del vehículo. A través de la transmisión, la energía cinética se transformada en mecánica y la máquina eléctrica puede transformarla en un chorro de electrones que recargue una batería durante las deceleraciones y frenadas. Cuanto más sencilla sea la cadena cinemática de la transmisión menos pérdidas habrá y más cantidad de energía se podrá aprovechar. Por eso es importante sacar el motor fuera de la cadena cinemática a la hora de reciclar energía mediante la frenada regenerativa, de modo que los rozamientos internos del mismo no reduzcan la capacidad de reciclaje del sistema.

He aquí entonces el kit de la cuestión con la que empezábamos este artículo: ¿Por qué los automóviles evolucionan por el camino de la electrificación? Porque para realizar un sistema eficiente que pueda reciclar energía es necesario al menos una máquina eléctrica y una batería. Un motor de combustión por sí mismo no puede reciclar energía y de por sí genera grandes pérdidas por calor.

Si ahora estudiamos cómo funcionan los sistemas de arranque, carga y parada de los automóviles antiguos vemos que estas funciones no responden a ninguna estrategia de eficiencia. El alternador estaba siempre generando energía eléctrica a demanda del consumo que se originase en cada momento, sin tener en cuenta los escenarios del ciclo de conducción (aceleración, taxi y deceleración o frenada).

Si ahora estudiamos cómo funcionan los sistemas de arranque, carga y parada de los automóviles actuales, nos damos cuenta de que los ingenieros han introducido un software de control muy elaborado para gestionar la eficiencia de energía eléctrica siguiendo una estrategia de reciclaje de energía basada en la frenada regenerativa. Básicamente, los primeros vehículos que empezaron a utilizar esta estrategia fueron los híbridos (híbridos puros) y posteriormente se ha ido implantando en los vehículos menos electrificados (semi-híbridos y micro-híbridos) así como también en los más electrificados, los híbridos enchufables. 

Lógicamente, un automóvil de 1500 kg, lanzado a 120 km/h, que debe de frenar en 300 metros hasta casi quedarse parado cuando sale por el carril de deceleración de una autovía, puede entregar mucha energía cinética, mucha más de la que un vehículo micro-híbrido o semi-híbrido podría aprovechar. Dado que el almacén de energía eléctrica y el generador de estos vehículos son demasiado pequeños, la cantidad de energía cinética del vehículo en este escenario sobrepasa ampliamente su capacidad de captura y almacenamiento. Por ello, el micro-híbrido sólo podrá aprovechar aproximadamente un 5% de la frenada regenerativa y el semi-híbrido hasta un 15%. De modo que cuanto más grande sea el almacén de energía, más potente podrá ser la máquina eléctrica (generador) para capturar más energía. Y cuanto más potentes sean estas, más funciones y capacidades eléctricas podrán ofrecer al vehículo, principalmente para ahorrar energía reciclándola.

No obstante, en el caso de los vehículos micro-híbridos, aunque la tasa de recuperación de energía sea de apenas un 5%, ya es una porción de energía tal que ayuda considerablemente a reducir el consumo de carburante provocado por el aumento del equipo eléctrico y sistemas de seguridad. Reduciendo el consumo y las emisiones incluso a niveles inferiores a los de un vehículo comparable de hace más de dos décadas con un equipo eléctrico muy inferior.

Los vehículos híbridos puros, híbridos enchufables y cien por cien eléctricos pueden capturar un gran porcentaje de la energía cinética en fase de deceleración (frenada regenerativa), porque están dotados de un sistema de almacenamiento eléctrico y un conjunto de generadores capaces de capturar al menos un 70% de la energía cinética del vehículo. Cuanto más eficiente sea el sistema de generación y almacenaje de energía, mayor tasa de recuperación y reciclaje de energía que tendrá el vehículo.

Conclusión

La electrificación de los automóviles ha sido la vía más importante para mejorar la poca eficiencia energética que tiene el motor de combustión. Gracias a los alternadores y generadores de energía eléctrica se puede reciclar, mediante la frenada regenerativa, parte de la energía que el vehículo consumió durante la aceleración anterior y almacenarla en una batería. Este aspecto llevado a su grado de desarrollo más elevado desemboca en la reducción del motor de combustión hasta eliminarlo completamente, siempre y cuando el sistema de almacenamiento de energía cuente con un sistema de carga eléctrica externa, como ocurre con los vehículos híbridos enchufables y los eléctricos puros.

No obstante, para que el vehículo puramente eléctrico a baterías tenga éxito también necesita contar con una red de carga rápida externa a pie de carretera y de carga lenta o media en la mayoría de las zonas de aparcamiento. Esto le daría la posibilidad de recarga en todas las oportunidades de parada y aparcamiento con tiempos de espera superfluos.

Filtro de partículas de polvo de frenos

 Actualmente, la contaminación está en el punto de mira tanto de gobiernos como de ciudadanos alarmados por el cambio climático y enfermedades que de este fenómeno produce. Uno de los sectores que está recibiendo más presión para reducir emisiones contaminantes, es el sector de la automoción. Los fabricantes mediante el uso de sistemas anticontaminantes como pueden ser los filtros de partículas, aditivos para el combustible, motores más pequeños y con menos consumo energético, vehículos eléctricos o híbridos, entre otros intentan adecuar sus vehículos a las normativas medioambientales actuales.

La lista de propuestas mencionada anteriormente va enfocada principalmente a reducir las emisiones de los gases de escape, pero estos no son los únicos que contaminan en un vehículo. Está comprobado que alrededor del 20% de las partículas generadas por el tráfico, provienen directamente del rozamiento al cual se encuentran sometidas de las pastillas de freno en su fase de trabajo, siendo parte fundamental en el ámbito de seguridad para todo vehículo equipado tanto con motor de combustión o eléctrico.

Como se ha comentado anteriormente, el polvo de frenos se genera por la fricción producida por las pastillas y el disco de freno, estas partículas son muy finas y altamente volátiles, por lo tanto pueden llegar muy fácilmente al organismo de un ser humano.

Mann+Hummel está desarrollando un filtro para reducir estas emisiones de partículas, colocándolo en el disco y pinza de freno actuando directamente sobre el foco de la emisión y reduciendo las partículas hasta en un 80%.

Ventajas:
- Reducción de las partículas de polvo
- Reducción de la contaminación
- Ensucia menos las llantas
- Cambio de estética al conjunto de disco y pinza de freno
- Apto para todo tipo de vehículos
- Fácil de adaptar

Desventajas:
- Se añade un filtro más a cambiar en el mantenimiento del vehículo
- En caso de obturación puede provocar un aumento de la temperatura del conjunto

Cabe destacar que este tipo de filtro se puede montar en cualquier tipo de vehículo, utilitario, comercial, pesado o incluso en trenes, lo que reduciría aún más las emisiones de partículas en el entorno.

Recirculación de gases de escape doble

La recirculación de gases de escape es uno de los muchos sistemas adoptado desde hace años para la reducción de emisiones de NOx. Con este sistema se reduce la cantidad de oxígeno que se mezcla con el combustible de manera que desciende la temperatura máxima de la combustión y se reducen las emisiones de óxidos nítricos.

La  necesidad de reducir todavía más las emisiones contaminantes de NOx, causada por las restrictivas normativas anticontaminación actuales, ha propiciado la evolución del sistema pasando de un sistema único a la doble recirculación de gases de escape.

Este sistema doble está compuesto por:

• Recirculación de gases de escape de alta presión.
• Recirculación de gases de escape de baja presión.

Recirculación de gases de escape de alta presión

Hasta hace relativamente poco tiempo, aproximadamente hasta 2014 con la entrada en vigor de la normativa anticontaminación Euro 6, los motores diesel han equipado un único sistema de recirculación de gases de escape. A este se le llama, aunque no se ha usado hasta ahora esta denominación, sistema de recirculación de gases de escape de alta presión.

Contaminación: Más de lo mismo

Primero se descubre la manipulación de los sistemas de gestión de 11 millones de vehículos del Grupo VAG para que las emisiones sean correctas en las pruebas de homologación, ahora aparece en televisión y en algún medio de comunicación en papel acusan a varios constructores de vehículos alemanes de hacer pruebas con humanos y monos para demostrar al mundo que las emisiones de sus motores diesel no son tan perjudiciales, que todo era una farsa o al menos una exageración.

Por lo visto, según el periódico El Mundo:”se sometió a 25 personas encerradas en una habitación a respirar dióxido de nitrógeno durante horas y también se expusieron a la inhalación de estos gases a 10 monos” para intentar demostrar que las emisiones de los motores diésel no son tan dañinas como se cree.

Viendo que se trata de empresas alemanas y los métodos que han usado me da la sensación de haber retrocedido más de 70 años en el tiempo. No quiero ni pensar en las cosas que se hacen y no nos enteramos.

Evolución de los sistemas de escape entre 1990 y 2014. Normativa Euro.

La tecnología de los sistemas de escape ha evolucionado de forma continua debido a las exigencias medioambientales europeas. La labor de estas exigencias es controlar los niveles de emisión de gases contaminantes y el ruido de los vehículos que se fabrican dentro de la Unión Europea. La forma de controlar que el vehículo respeta estas normas, después de su comercialización, es revisarlo en los centros de inspección técnica de vehículos (ITV). Los controles que se exigen a los fabricantes han obligado a estos a crear nuevos sistemas de escape para disminuir el número de emisiones de gases contaminantes en la atmósfera.

Tabla de la evolución de la tabla EURO para el control de la emisión de gases de escape.

La resistencia a la rodadura y la importancia de los neumáticos

La resistencia a la rodadura representa entre un 20% y un 30% de la energía destinada a mover las ruedas de un vehículo. Esta fuerza se opone al desplazamiento del automóvil y se origina por el fenómeno que ocurre en la zona de contacto del neumático con el asfalto. 

La resistencia a la rodadura representa la segunda fuerza más importante que se opone al movimiento de un vehículo después de la resistencia aerodinámica. No obstante, circulando a bajas velocidades la resistencia a la rodadura se convierte en la fuerza más importante, incluso por delante de la aerodinámica. Por consiguiente, representa para los ingenieros un potencial de mejora importante si el objetivo es reducir el consumo y las emisiones de escape del vehículo. 

Fuerza de resistencia a la rodadura

Se trata de una fuerza que se opone al movimiento de rodadura y es originada cuando el cuerpo que rueda sobre una superficie se deforma, o es la superficie la que se deforma, o pudiera ser que sean ambos a la vez los que se deforman. Esta deformación, aunque sólo sea ligera, es producto de las presiones existentes en los puntos de contacto entre el cuerpo rodante (la rueda) y la superficie de rodadura (el asfalto).

En el caso de la resistencia a la rodadura que se origina en el tren de rodaje de un vehículo hay que tener en cuenta dos orígenes distintos generados por este fenómeno:

• La resistencia a la rodadura originada por los rozamientos internos de los rodamientos de las ruedas.
• La resistencia a la rodadura originada por el contacto entre el neumático y la superficie de la calzada.

Las resistencias causadas por estos dos fenómenos descritos se suman para formar una fuerza única de resistencia en cada una de las ruedas. Sin embargo, la resistencia derivada del contacto entre el neumático y la calzada supone un porcentaje prácticamente totalitario comparado con la resistencia derivada de los rozamientos internos de los rodamientos. En una comparativa, la resistencia derivada de los rozamientos internos de un rodamiento correspondería al 2% ó al 3% de la resistencia total a la rodadura, mientras que la resistencia derivada del contacto entre el neumático y la carretera supone el resto, un 98% ó un 97%.

El neumático está formado por una estructura viscoelástica compuesta por diferentes capas de lonas elaboradas a base de cadenas de polímeros. Un neumático rodando que soporta el peso del vehículo provoca que estas cadenas se rocen, compriman y retuerzan entre sí absorbiendo parte de la energía del movimiento.

Estructura de un neumático

La resistencia aerodinámica y el coeficiente Cx en el automóvil

De todas las fuerzas que se originan en un vehículo en contra de su desplazamiento, la resistencia aerodinámica es la principal. Y su magnitud aumenta enormemente en función de la velocidad del automóvil.

El diseño de la carrocería repercute directamente en la eficacia aerodinámica de un vehículo. Y la eficacia aerodinámica es decisiva para conseguir reducir el consumo y, con ello, las emisiones de gases de escape. Además, la eficacia aerodinámica también repercute en otros factores no menos importantes como la estabilidad, la adherencia al suelo y el confort (ruidos aerodinámicos). De estos factores, la estabilidad y la adherencia al suelo son factores que inciden de forma directa en la seguridad del vehículo.

Prueba de un vehículo en un túnel 

La aerodinámica es la parte de la mecánica de fluidos que estudia los fenómenos originados cuando existe un movimiento relativo entre un sólido y el fluido gaseoso que le rodea. Dicho estudio trata de determinar las presiones y fuerzas que se generan alrededor del sólido en movimiento cuando se desplaza inmerso en fluido, en el caso dado, el aire es el fluido y la carrocería del vehículo es el sólido.

Un vehículo al moverse tiene que desplazar un volumen de aire importante a medida que avanza y, lo que resulta más importante, también debe de favorecer que el espacio "vacío" creado tras de sí sea rellenado de aire lo antes posible. He aquí el análisis de este efecto a diferentes velocidades:

• Cuando el vehículo se desplaza a velocidades bajas el aire que desplaza tiene tiempo suficiente para rellenar el espacio que deja libre el vehículo según avanza y por lo tanto la fuerza que ha de superar es pequeña. Y en la zona delantera, la presión resultante del aire que incide en el frontal de la carrocería es leve, ya que el aire tiene tiempo suficiente para fluir sin amontonarse sobre la zona delantera de la carrocería.

• Sin embargo, cuando el vehículo se desplaza a altas velocidades, la masa de aire que desplaza es mucho más grande por unidad de tiempo, con lo que el aire que rellena el hueco que el automóvil deja libre al avanzar disminuye, creando una zona de depresión en forma de turbulencia. Esta depresión succiona el vehículo desde su parte trasera oponiéndose a su avance. Y al contrario, en la zona delantera del vehículo se crea una presión que también ofrece una resistencia al movimiento debido al amontonamiento de aire que se acumula al avanzar. Consecuentemente la fuerza que ha de superar el vehículo es grande.

Vehículos híbridos - Clasificación

¿CÓMO CLASIFICAR LOS VEHÍCULOS HÍBRIDOS? ¿EN QUÉ SE DIFERENCIAN?

En general, podemos definir los vehículos híbridos como aquellos que están provistos de dos tipos de motores destinados a participar en el sistema de tracción-propulsión. 

Y además, son capaces de generar energía a partir de la deceleración del propio vehículo para acumularla. 

En la mayoría de los casos se trata de combinar un motor térmico con un motor eléctrico. El motor térmico tiene como objetivo aportar la potencia al sistema de tracción aumentando la velocidad del vehículo cuando ya está lanzado, mientras que el motor eléctrico se encarga de aportar el par motor y su misión es comenzar la aceleración del vehículo desde cero.

Aunque el vehículo híbrido se haya puesto actualmente en auge, es necesario recordar que esta idea tecnológica es tan antigua como la historia del propio automóvil. 

El primer vehículo híbrido constatado apareció en el año 1900, fue el Lohner-Porche Mixte hybrid que montaba un motor eléctrico en cada rueda delantera mientras que las traseras eran propulsadas por un motor de explosión.

Este modelo de Porche incorpora una batería de 90 voltios y 20 Amperios, Aportando una potencia máxima de 1.8KW al motor explosión

¿POR QUÉ UN VEHÍCULO HÍBRIDO?

El propósito de combinar un motor térmico con un motor eléctrico es para conseguir una mayor eficiencia, puesto que el sistema eléctrico puede acumular la energía procedente de las frenadas en forma eléctrica y acumularla en una batería. 

Mientras que en los vehículos con motor térmico esta energía se pierde en forma de calor procedente del roce entre las pastillas de freno y los discos, además del calor generado por los rozamientos de las partes móviles del motor térmico cuando éste retiene el vehículo en deceleración.

La energía eléctrica acumulada en la batería procedente de las frenadas servirá para aportar fuerza de tracción durante las aceleraciones. 

Esta estrategia de funcionamiento supone un claro ahorro de energía, sobre todo cuando las condiciones de circulación requieren de múltiples deceleraciones y aceleraciones (circulación en tráfico denso, entre semáforos, glorietas, etc). Sin embargo, deja de ser beneficiosa a velocidades constantes en un escenario de conducción plano y sin desniveles.

Dieselgate - Volkswagen acusado de delito medioambiental. ¿Qué fue y qué repercusiones tiene?

Se conoce como Dieselgate a la sucesión de hechos relativos al incumplimiento de los valores anticontaminación homologados por Volkswagen para algunos de sus propulsores constitutivos de fraude comercial y delito medioambiental.

El  fraude fue descubierto por Daniel Carder, ingeniero de la Universidad de Virginia Occidental, hace más de un año mientras realizaba un estudio sobre energías alternativas. En un laboratorio logró reproducir las condiciones reales de circulación para estudiar las emisiones contaminantes de tres vehículos diferentes. Los resultados obtenidos por uno de los vehículos ensayados  no cuadraban con los datos facilitados por el fabricante, Volkswagen, y en ese momento lo comunicó a la EPA (agencia estadounidense encargada de la protección del medio ambiente). En condiciones de funcionamiento real las emisiones de Óxidos de Nitrógeno (NOx) resultantes llegaban a ser 35 veces superiores a las obtenidas en los test de laboratorios estáticos necesarios para lograr la homologación. 

La investigación posterior por parte de la EPA desveló que el software de control del motor del propulsor EA189 (1.6 y 2.0 TDI CR)  trabajaba de modo diferente en condiciones de circulación real que en las pruebas de laboratorio sobre rodillos establecidas para su homologación y posterior comercialización. Mediante la información captada por diferentes sensores del  vehículo (presión barométrica, velocidad de cada rueda, aceleración lateral /longitudinal y ángulo de la dirección) la unidad de control del motor reconoce que el propulsor podría estar siendo sometido a un test de gases y gestiona los diferentes parámetros de inyección y posterior tratamiento de los gases de escape con valores optimizados para reducir las emisiones de modo que no se alcancen los limites legalmente establecidos.

Los datos obtenidos tras dicha investigación evidenciaban claramente que la emisión de NOx en condiciones de circulación real superaban con creces todos los límites establecidos tanto en América como en Europa.

El 18 de Septiembre de 2015 la Agencia para la protección del Medioambiente de los Estados Unidos de América publicó la notificación de sanción al Grupo Volkswagen por programar sus motores TDI producidos y comercializados desde 2009 hasta 2015 de forma expresa con un programa de funcionamiento específico para superar las pruebas de homologación y control de gases y un segundo programa para la circulación real del vehículo. Se estimó que unos 500.000 vehículos en los Estados Unidos y aproximadamente 11.000.000 en todo el mundo podrían estar afectados.

Cabe destacar que anteriormente en 1998 varios fabricantes de camiones como Caterpillar, Cummins Engine Company, Detroit Diesel Corporation, Mack Trucks, Navistar International, Renault Vehicules Industriels, y Volvo Trucks  fueron sancionados con una multa de más de 83 millones de dólares por comercializar sus vehículos con sistemas semejantes, de forma que los gases emitidos en circulación triplicaban los valores límite permitidos.

En un primer momento el  Grupo Volkswagen atribuyó el problema a propulsores cuyo software era defectuoso o se encontraba alterado. Tras la evidencia descubierta en el transcurso de  la investigación y frente a la advertencia de no poder homologar ni comercializar sus nuevos vehículos en Estados Unidos, el fabricante alemán reconoció los hechos  y anunció un plan de choque para solucionar el problema y adecuar sus propulsores a las normativas vigentes en cada país. El propio fabricante reveló que otros de sus propulsores, concretamente el EA288 (1.6 y 2.0TDI 2015 EURO6 ) y algunos 3.0 V6 TDI 2015 podrían estar igualmente afectados.

Curiosamente en el primer semestre de 2015, y justo antes de conocerse la noticia en los medios VW, se alzaba con la primera posición en el ranking mundial de ventas de automóviles de turismo desbancando al gigante nipón Toyota.

La magnitud del problema y posible repercusión económica del mismo han provocado, además de un boom informativo sin precedentes en el sector de la automoción, la dimisión del director general del grupo VW y el cese de la cúpula de investigación y desarrollo del grupo. El valor en bolsa de la compañía cayó  casi un 30% en dos días mientras que el de Tesla Motors, referente en investigación y desarrollo de vehículos eléctricos, subía sin precedentes en el mismo periodo de tiempo.

LA VERDAD DEL DIESEL.

La noticia del Dieselgate no es más que un nuevo inciso sobre un problema que diversas entidades de defensa medioambiental y asociaciones de consumidores llevan denunciando varios años. Diversos estudios realizados en la última década revelan que los vehículos diésel no son en realidad tan limpios y ecológicos como sus fabricantes dicen y publicitan. Paradójicamente los gobiernos de varios países han fomentado e incluso subvencionado la compra de los mismos escudándose en la renovación del parque móvil por uno más moderno y ecológico. La cantidad de CO2 (responsable del efecto invernadero) generado por los motores diésel es sensiblemente inferior a la generada por los de gasolina, lo contrario que sucede con los NOx.

Son varios los estudios que hace tiempo denuncian que los test de homologación a los que se someten los motores diésel modernos distan enormemente de la realidad del funcionamiento y la utilización de los mismos en circulación,  tanto en ciudad como en carretera. Acreditados organismos han realizado estudios sobre multitud de automóviles y fabricantes que no cumplirían las normativas vigentes  y superarían los límites de sustancias contaminantes  de forma flagrante.

Innovaciones tecnológicas del motor Prince en modelos BMW, Peugeot, Citroën y Mini

El concepto del motor Prince nació como fruto de la alianza entre dos grupos de fabricantes de automóviles, BMW Group y PSA Peugeot Citroën. El proyecto de cooperación para desarrollar este producto se centra en sacar al mercado una gama de motores de gasolina de baja cilindrada y avanzada tecnología.

Desde 2007, el motor Prince ostenta el premio anual al mejor motor de su categoría, en los “International Engine of the Year”.

El motor de fabricación BMW-PSA está considerado el mejor de los comprendidos entre los 1.400 y 1.800 cm³ de cilindrada. Sus características principales son una progresiva curva de par, importantes reducciones en consumo, un bajo nivel de fricción mecánico y altas prestaciones, todo ello logrado a través de interesantes innovaciones tecnológicas  incorporadas en los mismos.

Dispone de versiones atmosféricas y sobrealimentadas.

La atmosférica consiste en un  motor de 4 cilindros de 1.400 cm³, con doble árbol, de

Sistema ACCT

La contaminación ambiental es un tema que alcanza cada vez más repercusión debido a los problemas que supone, especialmente en los grandes núcleos urbanos donde el gran volumen de vehículos proporciona niveles de emisiones demasiado elevados. Un buen ejemplo de ello es que en muchas ciudades de diferentes países se está comenzando a regular la circulación de vehículos según su emisión, pudiendo restringir a aquellos que más contaminan. Pese a que los fabricantes de automóviles emplean grandes recursos en desarrollar motores menos contaminantes y diseñar e implementar sistemas que consigan “limpiar” los gases de escape, todavía no se dispone de una solución efectiva que permita eliminar por completo las emisiones contaminantes, aunque puede que esa solución llegue en poco tiempo.

De los distintos elementos que componen los gases de escape, el óxido de nitrógeno (NO_x) es el elemento más nocivo para el ser humano y el causante de problemas respiratorios, siendo producido por el funcionamiento del motor con mezclas muy pobres (poco combustible) y por las altas temperaturas a las que se lleva a cabo la combustión. Aunque la emisión de estos gases se relaciona en mayor medida con el uso de motorizaciones diésel, el reciente empleo de la inyección directa en motores gasolina está encontrándose con el mismo problema.

Por ello, los vehículos diésel actuales ya emplean sistemas de reducción selectiva (SCR) que, mediante el empleo de agente reductor AdBlue, se provoca una reacción química en el catalizador SCR para conseguir que los NOx se transformen en nitrógeno (N₂) y agua (H₂O). 

Aunque este sistema funciona y consigue reducir drásticamente las emisiones de NOx, el problema que presenta reside en la necesidad de disponer de una elevada temperatura de funcionamiento del catalizador, no alcanzándose en trayectos cortos o en aquellos en los que se realizan continuas paradas, suponiendo una gran emisión contaminante durante el funcionamiento en frío del vehículo.

Desde la universidad de Loughborough (Reino Unido), un equipo de investigación ha creado un sistema que podría suponer la eliminación de este hándicap. Este nuevo sistema desarrollado, denominado ACCT de sus siglas en inglés Ammonia Creation and Conversion Technology, funciona basándose en los sistemas SCR e integrándose a estos, permitiendo la eliminación de NOx a bajas temperaturas.

Para ello, se emplea una cámara dedicada en la línea de escape donde se descompone el AdBlue en una nueva solución que será almacenada. Durante el funcionamiento en frío, es esta solución la que se emplea en lugar de inyectarse AdBlue en el escape, provocando las reacciones químicas en el catalizador necesarias para la correcta disolución de los NO_x.

Debido al cada vez mayor empleo de vehículos híbridos y eléctricos, a medio y largo plazo este sistema podría no tener una gran repercusión en turismos aunque sí para vehículos pesados, donde las necesidades de los transportistas y grandes flotas requieren el empleo de motores diésel, siendo un sistema ideal para disminuir la emisión contaminante de camiones y autobuses.