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Crisis del 2009:
¿Oportunidad para electrificar el automóvil?
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La actual crisis económica mundial afectó intensamente la industria de los Estados Unidos, especialmente a los tres grandes fabricantes de automóviles. Una de las acciones que ha tomado el gobierno de dicho país es asignar cuantiosos fondos para financiar investigaciones y proyectos para el desarrollo de fuentes energéticas no tradicionales con el fin de disminuir la dependencia energética y, en particular, se asignaron fondos específicos para la “electrificación” del automóvil, como sostuvo el Presidente Obama.

El estímulo económico, que representa cerca de US$ 790.000 millones, además de fondos complementarios de empresas y gobiernos estatales, está focalizado en incentivos para la investigación y fabricación de baterías de avanzada tecnología, ya que se reconoce que el gran obstáculo para la masificación en la fabricación de automóviles eléctricos es la disponibilidad de una fuente de energía que proporcione autonomía y tenga una vida útil similar a la de los vehículos de combustión.

Con los avances en electrónica de potencia y de control, es posible afirmar que los equipos de control del flujo de energía, convertidores, inversores, y la construcción de máquinas eléctricas de tracción, tradicionales y especiales, están suficientemente desarrollados a costos de producción competitivos, e incluso menores que los asociados a los motores de combustión; adicionalmente, se espera que estos costos se reduzcan con una producción masiva.

Una solución propuesta por distintos fabricantes es el vehículo híbrido, que cuenta con un banco de baterías que proporciona una autonomía limitada, apoyado por un motor de combustión para cargar las baterías e impulsar el vehículo. De este modo, incrementa sustancialmente el rendimiento total del combustible, reportándose guarismos de 40 km por litro en versiones comerciales, a 100 km por litro en prototipos. Esta solución, a lo menos, da un rendimiento para el combustible cinco veces mayor que el de automóviles con motor de combustión, y disminuye sustancialmente la polución emitida.


Algunos ejemplos

Pruebas realizadas en el Volt de GM, dan rendimientos de 80 km por galón combinando la energía inicial de las baterías, y su energía la proporciona el generador acoplado al motor de combustión. Resultados entregados por Fisker Automotive para su modelo Sedan de cuatro pasajeros reportan resultados de 65 km por galón. A su vez, el híbrido de Ford Fusion logró recorrer 2.326 kilómetros con una sola carga en su tanque de gasolina. El Honda Civic Híbrido reporta rendimientos de 45 km por galón promediando recorridos de ciudad y carretera, mientras que BYD en China ofrece un automóvil dual (combustión y eléctrico), conectable a la red de distribución para reponer la carga de las baterías. Bright Automotive de Illinois anuncia una furgoneta de reparto híbrida con un rendimiento de 40 km por litro y espera producir 50.000 a partir del año 2012.

duoc2.gif (13237 bytes)En todo caso, los vehículos híbridos tienen la desventaja de poseer al menos dos máquinas: un motor de combustión y un equipamiento eléctrico (que funciona como motor de tracción y generador). Además, incluyen un sofisticado equipo electrónico para controlar los flujos de energía, según demanda del movimiento y condiciones de carga de las baterías.


¿El auto del futuro?

El siguiente paso es el automóvil totalmente eléctrico, para lo que se requiere solucionar el problema de las baterías. Las investigaciones actuales tienen por objetivo desarrollar bancos de baterías de alto rendimiento energético, estables y seguros, con más de 2.000 ciclos de carga y descarga, livianas, recargables rápidamente desde la red de distribución normal, y capaces de dar una autonomía mayor que 400 km a vehículos de tamaño mediano.

Entre las tecnologías que científicos e ingenieros están desarrollando se encuentran las baterías de ión-litio, metal de litio y aire (IBM-Sion Power, PolyPlus Battery), óxido de manganeso y litio, litio-azufre, y litio con fosfato de hierro (propuestas por A123 System para Chrysler y usadas por BYD). Hemos destacado estas soluciones por estar basadas en el litio, metal que se encuentra en los salares del Norte de Chile y que adquirirá importancia creciente en los años siguientes.

El Roadster, coche totalmente eléctrico de Tesla Motors, alcanza una autonomía de 300 millas para una carga completa, pero demora varias horas en recargar totalmente el banco de baterías. En China, la compañía BYD está produciendo automóviles conectables a la red con banco de baterías con vida útil de 2.000 ciclos, autonomía de 400 km con plena carga, y cargando el 50% en 10 minutos.

Uno de los desafíos de la electrificación del automóvil será el impacto que significará para la generación de energía eléctrica la recarga de los bancos de baterías en automóviles conectables a las redes de distribución pública. Esto impulsará la búsqueda de una solución energética no tradicional que mantenga el precio de la energía en 12 centavos de dólar el kWh, y que se independice de las fuentes primarias de combustible fósil.

Por Luis Camilla, Director de las Carreras de Ingeniería en Electricidad y Electrónica, y de Ingeniería en Automatización de Procesos Industriales, en DuocUC Antonio Varas.   -  www.duoc.cl
Septiembre 2009
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