Hidrógeno, coches eléctricos, tribología...Una visión particular.

Estuve ayer escuchando una tertulia radiofónica en la que hablaron acerca de los coches eléctricos y por momentos me sorprendía de que tipos que se suponen formados hagan afirmaciones en muchos casos muy gratuitas. De todas formas me alegro de oírla porque me hizo pensar y eso me gusta. Como ejemplo de gratuidad un tipo dijo que deberíamos ir por las autovías a cien, que no hay prisa (En fin..)

Los coches eléctricos son una magnífica alternativa para las ciudades, lugares donde la velocidad y las distancias a recorrer no son considerables. Un coche eléctrico tiene una autonomía más o menos limitada pero nos encontramos con el problema de que no puede repostar en tan corto espacio de tiempo como lo hace un vehículo que quema combustible fósil. Se habla de que se están consiguiendo recargas de baterías para los automóviles en tiempos de tres horas. Para mí, como futuro ingeniero eléctrico me parece un tiempo muy razonable, pero la realidad creo que es menos alentadora y que se necesita más tiempo. De todas formas hemos de confiar en el avance de la tecnología.

Por otro lado las baterías tienen unas condiciones especiales de mantenimiento para que puedan durar más tiempo y por definición perdemos capacidad en cada recarga hasta que definitivamente tenemos que tirarlas a la basura. Contra eso de momento no se puede luchar. Pero bueno pueden dar años de servicio aunque cada vez el vehículo tendrá menos autonomía.

En una de mis divagaciones sin ninguna base empírica se me ocurrió pensar en una “gasolinera” (igual seguiría llamándose así pero la ausencia de gasolinas y gasóleos indicaría la necesidad de llamarla de otra manera) en la que es surtidor se reemplazara por un sistema automatizado que recibiera la batería gastada del vehículo y la cambiarla por otra a totalmente cargada. Mientras la propia estación de servicio tendría otro sistema automatizado que iría cargando las baterías y devolviéndolas al surtidor para colocarlas de nuevo en otro vehículo. Por supuesto, según el flujo de vehículos esta estación de repostaje debería tener una capacidad adecuada de baterías disponibles por hora. El sistema que me planteaba venía a hacer que la acción de repostaje consistiera en parar, tirar de una palanca o apretar un botón y soltar la batería que recibiría el sistema en el subsuelo del surtidor colocando otra en su lugar. Sería necesario por tanto un sistema universal en los vehículos de simple automatización. Y en el mismo tiempo, o incluso menos, que ahora apretamos la lengüeta de la manguera estaríamos dispuestos a ir a pagar. ¿Quién dijo que fuera gratis? Pero bueno ya digo que es únicamente una idea de tantas que tiene uno. Si tuviéramos un sistema de carga en tres horas y un flujo de cien vehículos con un sistema de una capacidad de cuatrocientas baterías tendríamos suficiente. Posiblemente y haciendo estudios estadísticos, teniendo en cuenta que por la noche muchas gasolineras están cerradas y podrían recargar la totalidad de las baterías la cifra que he dado para ese flujo se reduciría notablemente.

Yo soy más partidario de la célula de combustible y creo que a menos que se solucionen los tiempos de espera en la recarga eléctrica, o aparezca un sistema similar al que se me ha ocurrido, esta tecnología dominará el mercado de la media y larga distancia.

El problema que nos encontramos con la célula de combustible es la obtención del hidrógeno en estado puro y no oxidado formando moléculas de agua en nuestra querida Tierra. En el sistema solar hay planetas donde podemos encontrarlo en sus atmósferas en estado gaseoso pero no es nuestro caso. Así pues debemos obtenerlo.

Para obtener el hidrógeno solo se necesita una buena cantidad de energía porque hay que hacer una hidrólisis. Hay que separarlo del oxígeno. El hidrógeno reacciona con el oxígeno a temperatura ambiente liberando gran cantidad de energía, eso es una ventaja y también constituye un riesgo. Se hace necesaria una tecnología muy eficiente y segura que permita que en un accidente de tráfico no se haga un cráter en la carretera. Obviamente la seguridad de las personas es lo primero y no podemos sentarnos encima de bombas incontroladas. Pero ese aspecto estoy seguro que si no está resuelto ya del todo estará cerca de hacerlo.

Actualmente en los motores de combustión, dentro del cilindro se quema una cantidad de combustible gasificado mezclado con aire. El combustible fósil no es mas que una molécula larga de carbonos combinados con hidrógenos y como consecuencia de su origen se encuentran escasas proporciones de azufre y algunas impurezas que cada vez menos escapan al refinado del petróleo. Los carbonos se combinan con oxígeno a unas determinadas condiciones de presión y temperatura liberando energía para mover el pistón y de ahí transmitir el movimiento a la rueda. En la combustión se produce dióxido y monóxido de carbono y vapor de agua fundamentalmente y algunos óxidos de nitrógeno, ácidos e inquemados fruto de las impurezas que pueda tener el combustible. Esos son los gases que encontraríamos si analizáramos los tubos de escape.

Con la tecnología de la pila de combustible la reacción que liberaría energía sería la reacción de oxidación del hidrógeno formando moléculas de agua y en el tubo de escape tendríamos vapor de agua.

El hidrógeno ya está siendo utilizado, lleva tiempo, en la carrera espacial permitiendo de manera eficaz la conquista del espacio y las principales productoras de automóviles andan muy avanzadas en los prototipos. Hasta los chinos investigan muy concienzudamente.

Un sistema que he visto hace algún tiempo basado en la pila de combustible me resultó realmente llamativo. Consistía en la producción a nivel doméstico de hidrógeno mediante paneles solares, asegurando de paso el funcionamiento de todos los aparatos eléctricos y medios de confort de la vivienda merced a un acumulador eléctrico. La “gasolinera en casa” permitiria que repostáramos la pila de combustible de nuestro futuro vehículo. Es una idea verdaderamente atractiva que no se si tendría mucho futuro en este mundo de la corporación.

Cuando escuché a Arenas decir que pretendía suplir los motores de combustión de los vehículos de la junta por otros que quemaran combustibles de procedencia orgánica pensé que estaba de broma o mal informado.

La propuesta que yo haría sería dotar a los parques de policía local o nacional y centros de salud de la comunidad de vehículos eléctricos 100% y estaciones de recarga en los mismos lugares de trabajo. Así, por ejemplo, las patrullas de la policía de barrio podrían hacer lo propio, ya que van por turnos, con vehículos eléctricos que luego se quedarían repostando. En el caso de los centros de salud todas las salidas que no son urgentes como tomas de tensión, inyecciones, cambios de sondas, curas o cualquier otra cosa que hacen a domicilio con coches de combustión podrían hacerlo en “microcars” eléctricos de mucha movilidad, fácil aparcamiento y menor consumo. Ahí dejo la idea.

En fin el mundo de los combustibles y los vehículos es tan extenso como apasionante. Yo no soy un erudito en mecánica ni termodinámica, algo sé, pero sabéis que mi especialidad es la electricidad, y me cuesta trabajito no os creáis.

Para terminar sí que os diré que los motores eléctricos son más eficientes que los de combustión e infinitamente más limpios. Los rendimientos de unos y otros varían en decenas porcentuales encontrando mínimas pérdidas en lo que a los eléctricos se refiere.

No sólo se han de mejorar los motores actuales y apostar por la investigación de los eléctricos y los de combustión interna. La ingeniería del siglo XXI tiene la gran asignatura pendiente de reducir las pérdidas tribológicas (rozamiento interno entre las partes del vehículo). Una cantidad enorme de energía que se produce en el vehículo se pierde por el camino hasta llegar al eje de la rueda. Por tanto la investigación de nuevos y mejores lubricantes líquidos, grasas y sólidos (Que también existen aunque os parezca raro) contribuirá sin duda a una mayor eficiencia y desarrollo sostenible.

Espero no haberos aburrido mucho.

Dedicado a Nikola Tesla.