¿Llegó la hora, finalmente, del auto eléctrico? Sabido es que el transporte es la fuente de contaminación más importante del planeta debido al uso de hidrocarburos y al modelo de consumo atrozmente individualista, más que la industria, la agricultura o cualquier otra fuente. Todo el mundo quiere tener su automóvil, no importa lo eficiente que se vuelva el transporte público (que bien podría ser mucho más eficiente si lo dejaran). Silenciosos, no contaminantes, suaves, los autos eléctricos nunca lograron hacer pie, entre otras cosas por una cuestión fundamental : la carga y recarga de sus baterías. Caras, muy caras, con poca capacidad, pesadas, de escasa duración e improbable recarga (al menos mientras todo el parque automotor siga dependiendo del petróleo, el gas o los biocombustibles). De modo que encontrar una batería diferente, así como desarrollar la tecnología para el aprovechamiento de la energía solar, por ejemplo, es un objetivo al que se han lanzado muchos tecnólogos.

Investigadores de la Universidad de Saint Andrews, Strathclyde y Newcastle han desarrollado un nuevo tipo de batería con capacidades diez veces superiores a las convencionales de litio. Duran diez veces más, almacenan diez veces más energía (sobre todo y fundamental, son capaces de almacenar energía solar o eólica, lo que también redunda en beneficio del abastecimiento a centrales energéticas). Utilizan para ello el oxígeno de la atmósfera, ahorrando peso. Se llaman STAIR (de St Andrews Air). Usan carbono poroso. Son el resultado exitoso de un proyecto de investigación que duró cuatro años. Claro que habrá que esperar cinco años para su ingreso al mercado. No parece demasiado, habida cuenta de las transformaciones que se vienen.

Fuente : http://www.epsrc.ac.uk/PressReleases/oxlithbattery.htm

Las paradojas tecnológicas del auto eléctrico

A pesar de que los vehículos eléctricos parecen novedosos, en realidad son muy anteriores a los de uso cotidiano, basados en el motor de combustión interna y propulsados por combustibles de tipo fósil. El vehículo eléctrico funciona con solo un tercio de los recursos naturales que utilizan los coches convencionales y producen la vigésima parte de polución ambiental.

El primer auto eléctrico se construyó en Escocia en 1834 y las carreras de vehículos eléctricos se iniciaron en 1889. Una década más tarde, el auto eléctrico "La Jamais Contente" fue el primer vehículo en rebasar la velocidad de 100 quilómetros por hora. Hoy día este tipo de eventos continúan existiendo. En Inglaterra se celebra The Lucas Electric Vehicle Endurance Run, una categoría sencilla donde se puede participar con el auto que pueda construir uno mismo y desde 1980 una asociación australiana hace lo mismo en su país. En Estados Unidos la categoría Electratón se incluyó a partir de 1990. El auto eléctrico utiliza un motor eléctrico en lugar del convencional de explosión y un pack de baterías en lugar de tanque y gasolina. El motor eléctrico tiene un tamaño de 25 litros y se conecta directamente a una trasmisión estándar. Cada batería en el pack es similar en tamaño y forma a la que se enciende en un motor corriente, pero tiene muchas más. El acelerador está conectado a un controlador eléctrico y en algunos modelos actuales, el uso del freno, en lugar de hacer perder energía, retroalimenta al motor. Al frenar, el motor se transforma en generador y la energía se convierte en electricidad y se almacena para su uso posterior en las baterías.

No es extraño que los motores eléctricos sean usuales hoy día en múltiples actividades como ascensores, líneas de ensamblaje industrial, unidades de ventilación y aire acondicionado y la multiplicidad de electrodomésticos. Incluso el auto convencional necesita un motor eléctrico para su encendido. Son muchas ventajas y , desde luego, todo el mundo menciona la eficiencia y la baja polución. Pero también inconvenientes, esos que no lo han dejado prosperar en más de un siglo, como el costo, la velocidad y la autonomía.

En 1898, Ferdinand Porsche presentó el Lohner, armado con un motor de polos interiores y montado directamente sobre el eje de las ruedas. Este motor era de 2.5 CV a 120 rpm en cadena de las ruedas delanteras y acumuladores convencionales de 60/80 V a 300 A/h. Pesaba 980 quilos y la batería ya suponía la mitad del peso, además de que cada rueda pesaba 115 quilos. El motor podía ser recargado durante 15 minutos y gracias al uso de resistencias variables entre batería y motores se podía prescindir totalmente de las complicadas cajas de cambios. En 1900 fue expuesto en la exposición internacional de París.

Berlín, 1904. La exposición internacional del automóvil registra una asistencia de público sin precedentes. Tres coches eléctricos deslumbran a los visitantes : el ABAM de Berlín, el Gottfr.Hagen de Colonia y el Krieger de París. El ABAM llevaba dos motores con ocho velocidades. La batería de Gottfr.Hagen tenía 40 células y el vehículo alcanzaba una velocidad de 30 quilómetros por hora, con una autonomía de 100 quilómetros. Pesaba 320 quilos. Un año antes habían comenzado a aparecer en las grandes ciudades los coches eléctricos para el servicio público y la prensa los alababa frente a los ya instalados taxis de dos cilindros y motor de explosión. No eran veloces, pero no hacían ruido.

En 1905 la Siemens comienza a fabricar autos eléctricos, colocando la batería con sus acumuladores donde normalmente se encontraba el motor de explosión, delante del asiento del conductor. Siemens fabricó autos, camiones, ómnibus y hasta carros de bombero, hasta que chocó con el obstáculo de que su masificación era imposible, dados los escuetos límites de rendimiento de las baterìas de aquel entonces. Se invirtió mucho dinero en su desarrollo, pero la investigación deseada en el campo de los acumuladores no se produjo. En tanto los motores con uso de hidrocarburos avanzaban a pasos gigantescos. Todos los días había novedades sobre mejores prestaciones, más velocidad, simplificaciones mecánicas y cada día eran más baratos. Un factor que comenzaba a cobrar importancia era el diseño y la imagen. Quienes accedían a un automóvil accedían a un artículo de lujo, que brindaba estatus. Muchos fabricantes de autos eléctricos adaptaban el diseño de sus modelos al auto convencional, escondiendo la tracción eléctrica para que el cliente no se sintiese propietario de un vehículo con grandes limitaciones. De todos modos, la mayoría de estos clientes solamente lo utilizaba para pasearlo por las calles de la ciudad.

Hasta 1920 los norteamericanos vendían limusinas con motores eléctricos, como el Broc y el Borland. Este último tenía una carrocería de aluminio y una batería de 40 células que suministraba corriente suficiente para alcanzar los 35 quilómetros por hora. Convivían con autos pequeños (Detroit Electric, Baker, Fritchle) totalmente eléctricos. De estas marcas llegaron a circular miles de unidades hasta bien entrada la década de los veinte.

Para proporcionar velocidad y autonomía, las baterías utilizadas en los autos eléctricos deben tener una gran potencia y una gran energía específicas. La batería de ácido-plomo continúa siendo la más usada y la investigación se centra en aumentar su energía, potencia y ciclo de vida, disminuyendo las necesidades de mantenimiento, volumen, peso y precio. También se han adaptado algunos sistemas alcalinos como el de níquel-cadmio o níquel metal-híbrido. Existen incluso dos organizaciones creadas para acelerar estas investigaciones, la Advanced Lead-Acid Battery Consortium (ALABC) y el United States Advanced Battery Consortium, USABC. La tecnología de carga hoy día incluye sistemas de carga conductivos (contacto metal-a-metal) e inductivos (magnéticamente enlazados). Los sistemas conductivos utilizan un tipo de enchufe y cable que puede variar según el tipo de conector usado y el nivel de voltaje y corriente. El cargador puede ser localizado fuera del vehículo o dentro, dependiendo del diseño. Cuando se coloca adentro, es necesario adicionar algún artefacto de control e interconexión exterior. En tanto los sistemas inductivos utilizan un cable y un conector en forma de pala que transfiere la energía del sistema eléctrico exterior al auto por medio de la inducción magnética. Para la carga de electricidad puede utilizarse una conexión a tierra de 120 voltios con una salida de 3. También se puede cargar a 240 voltios si existe una estación de carga (las estaciones en algunas ciudades europeas lo hacen) de 40 amperios. Pero actualmente lleva sus buenas tres horas cargar el vehículo. La tecnología de carga actualmente en desarrollo proporcionará la electricidad en 5-10 minutos, volviendo el procedimiento similar al llenado de los vehículos convencionales.

Los últimos modelos que han continuado apareciendo en el mercado incluyen el prototipo eléctrico de Ford (Ford Ka, que en su versión eléctrica se denomina e-Ka), con una autonomía de 150 quilómetros y una velocidad máxima de 130. Su sistema de almacenamiento de energía comprende unas baterías de segunda generación de iones de litio que pesan 280 quilos y tardan seis horas en recargarse. Los suizos lanzaron el Sam y la empresa constructora con sede en Biel piensa vender entre 3 y 4 mil unidades a un precio aproximado de 7000 dólares. El propietario debe alquilar la batería, que cuesta 55 dólares por mes. También se carga en seis horas y la carga cuesta alrededor de medio dólar. Los japoneses no se han quedado atrás y su modelo Kaz, recargable en ocho horas, puede alcanzar velocidades de 311 quilómetros horarios. El Kaz fue diseñado en la Universidad de Tokio y cuesta la friolera de 406.000 dólares.

Sin embargo, a pesar de que desde los años ochenta, el uso de los vehículos eléctricos parece haber reverdecido, instancia en buena medida impulsada por la negativa constatación del abuso de los combustibles fósiles, su propuesta ya no es enteramente ecológica como en el siglo XIX. La producción masiva de electricidad implica grandes emisiones de dióxido de carbono y aun cuando la totalidad del parque automotor se volviera eléctrico, los efectos ya no serían tan atractivos para el sufrido entorno. En la edición de la Michelin Challenge Bibendaum se pueden apreciar desde pequeños coches urbanos como el Ford Think Nordic o el Nissan Hypermini hasta grandes pick up, como el Ford Ranger EV, el primer vehículo eléctrico de estas características que se comercializa en varios estados norteamericanos.

En la actualidad existen cinco tipos de motores comerciales (o en camino de serlo) a base de gasolina, diesel, hidrógeno (agua), eléctrico y pila de combustible. Existe uno más, con menos desarrollo y mucha esperanza, que utiliza aire comprimido como combustible. La industria tiende a mejorar los sistemas de alimentación en los vehículos a combustión, con el uso de la inyección directa, sistema que permite que las gotas de gasolina y aire lleguen directamente a la cámara de combustión, lo que mejora en un 20% el rendimiento y disminuye las emisiones de dióxido de carbono. La búsqueda de sistemas alternativos se debe a que el automóvil es el causante de la mitad de la contaminación urbana y los gases emitidos representan el 25% de los que producen el efecto invernadero.

Pero el sistema que cuenta con el consenso de la gran mayoría de los investigadores como combustible del futuro mediato, es la pila o celda de combustible. Ideada por William Grove en 1839 (un juez galés, que además era físico), no pasó de ser una mera curiosidad hasta que primero la NASA en los años setenta y luego la industria automotriz en los noventa, la recuperaron como alternativa de primera prioridad para la combustión convencional. La pila de combustible es una pila que funciona con un proceso químico inverso a la electrólisis y en ella el hidrógeno y el oxígeno reaccionan para generar electricidad. El oxígeno se recoge del aire y el hidrógeno (la sustancia más abundante del planeta) se almacena en estado líquido o gaseoso, a 252 grados centígrados bajo cero. No hace ruido, es absolutamente limpio, puede propulsar lo que sea (los proyectos Géminis y Apolo de la NASA ya lo han utilizado y el hidrógeno y el metanol son los combustibles utilizados actualmente cuando se envían transbordadores al espacio), no contamina (produce agua) y tanto la Unión Europea como el departamento de estado norteamericano la consideran la energía del futuro.

De hecho ya existen centrales de generación eléctrica en base a pilas de combustible (California y Europa). Las celdas pueden consumir cualquier producto que contenga hidrógeno (metanol, etanol, gas natural, gasolina o diesel) con un reformador que lo extrae. También se puede obtener de la basura. Y el auto eléctrico volverá a ser lo que fue en sus comienzos hace casi 170 años, una curiosidad, una alternativa para ser usada en pequeña escala a partir de algún tipo de modelo híbrido. Después de todo, mayores frustraciones han existido.

Fuentes utilizadas :
World Business Council for Sustainable Development
Sistemas de Transporte Inteligentes, R. Planzer, 2001
IIG, Instituto Internacional de Gobernabilidad
Electric Vehicle Community Market Launch Manual
Vehículos Alternativos Ecológicos Nª 7
Programa Marco de la Unión Europea
Investigación y Uso de Automóviles Eléctricos en Chattanooga, Tennessee
Proyecto Electratón, México
Advanced Lead-Acid Battery Consortium (ALABC)
United States Advanced Battery Consortium, USABC.
Michelin Challenge Bibendaum