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Vehículos eléctricos: la ruta hacia el futuro

Expertos del Instituto de Ingeniería desarrollan alternativas de movilidad sustentable.

08-04-2019

Por Guillermo Cárdenas Guzmán, Ciencia UNAM-DGDC

El desabasto parcial de gasolinas al inicio de este año en el país, aunado a los altos costos económicos y ambientales asociados con la proliferación de vehículos con motores de combustión interna, han hecho a muchas personas voltear la mirada hacia los autos eléctricos como alternativa.

Curiosamente, como describe el ingeniero José de la Herrán en su libro El auto eléctrico, una solución apremiante, este tipo de vehículo antecedió al de gasolina y diésel, pues los primeros modelos experimentales que operaban con corriente se desarrollaron en Europa a mediados del siglo XIX.

Sin embargo, varias causas frenaron la carrera del auto eléctrico. Entre ellas, las aportaciones de los ingenieros alemanes Nicolaus Otto y Rudolph Diesel, quienes inventaron respectivamente el primer motor de explosión de cuatro tiempos y el primero en funcionar con diesel como combustible.

Otro factor que retardó el avance del auto eléctrico fue la escasa difusión de las redes eléctricas en aquella época, mismas que se generalizaron hasta el siglo XX a través de las líneas de alta tensión.


Ahora que el petróleo comienza a agotarse y se conocen los efectos de la quema de combustibles fósiles -señaladamente la contaminación ambiental en las grandes ciudades y el cambio climático- parece que es tiempo propicio para que el auto eléctrico recupere al menos parte del terreno perdido.

El problema es que, si bien diversas compañías automotrices han lanzado recientemente al mercado varios modelos eléctricos (algunos disponibles en México), el alto costo de éstos y la precaria infraestructura existente para recargar sus baterías, constituyen una gran limitante.

Ante este panorama, expertos del Instituto de Ingeniería (II) de la UNAM han apostado no sólo por el desarrollo de tecnologías propias para vehículos eléctricos e híbridos, sino también al diseño y construcción de sistemas de almacenamiento y generación de energía para abastecerlos, como las celdas de combustible a base de hidrógeno.

"A nivel mundial, el auto eléctrico es lo que viene. De hecho hay países europeos como Noruega, Suecia y Holanda que ya decretaron que hacia 2025 sólo podrán comercializarse este tipo de vehículos en su territorio", comenta al respecto el maestro Germán Carmona Paredes.

El académico de la Coordinación de Mecánica e Ingeniería precisa que aun cuando están desarrollándose tecnologías basadas en la combustión directa del hidrógeno, las mayores apuestas a nivel investigación apuntan al uso de este elemento para generar la electricidad que requieren los autos eléctricos.

Una de las formas de lograrlo es mediante celdas que, a través de diversas reacciones, transforman la energía química del combustible (en este caso hidrógeno) en electricidad. Pero estas tecnologías aún enfrentan grandes retos técnicos como el de garantizar un manejo seguro y eficiente.

Mientras avanzan estos estudios, afirma Carmona, lo más cercano desde el punto de vista de aplicación y ventas es el vehículo eléctrico puro que funciona con baterías, mismas que en su origen eran de plomo pero que se han ido remplazando paulatinamente por las más ligeras de litio.

Combinar tecnologías

El experto afirma que la transición de los motores de combustión a los eléctricos implica considerar una serie de cambios y beneficios que van más allá de la industria automotriz.

Por ejemplo, aun cuando se recurra a la red eléctrica convencional –alimentada con combustibles fósiles- para recargar las baterías de los autos, el proceso para obtener esta energía es más eficiente en comparación con el que se aplica para refinar petróleo y obtener diesel y gasolina.

Aunado a ello, la eficiencia energética de los motores de combustión interna es limitada, ya que en el mejor de los casos no rebasa el 30%; es decir, de la gasolina o diesel que queman, el 70% se disipa en forma de calor. En cambio la eficiencia energética de los motores eléctricos supera el 90%.

Frente a estas ventajas también hay inconvenientes, como la relativamente limitada capacidad de los bancos de baterías de los autos eléctricos: "a pesar de que con la tecnología actual podemos alcanzar autonomías de 400 o 500 kilómetros, es muy costoso tener equipos con esta capacidad”, considera Carmona.

“Ahí es donde tenemos que pensar ya sea en la combinación de tecnologías con vehículos híbridos, o en diseñar transportes adecuados a las necesidades de cada persona”, plantea el académico, quien lideró el proyecto para electrificar el tren que opera en la Primera Sección del Bosque de Chapultepec, en la capital del país.

Con este enfoque, los ingenieros han desarrollado no sólo diversos prototipos de vehículos eléctricos (autos, bicicletas y un autobús), sino una infraestructura que incluye una estación de recarga establecida en el II con apoyo de la empresa BMW, misma que está abierta a los usuarios externos de autos eléctricos.

Ahora el equipo de Carmona busca ampliar el programa Pumabús hacia la Zona Cultural de Ciudad Universitaria y dotar a sus unidades con motores eléctricos. En esta labor participan también las Facultades de Arquitectura e Ingeniería, así como el Centro de Investigación de Diseño Industrial.

“Estamos evaluando muchas de estas tecnologías (motores eléctricos) para hacer un saco a la medida para CU; toda la energía que se utilice para recargar las baterías será obtenida de fuentes sustentables”, adelanta Carmona sobre este proyecto que continuará durante los próximos dos años.

Por lo pronto, el académico pide valorar no sólo los beneficios económicos de estas tecnologías en el mediano plazo, sino también el impacto favorable al ambiente.  “Si ponemos todo eso en la balanza, la mejor opción siempre será un vehículo eléctrico”.


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