Antes de nada me gustaría indicar que no comparto la “lucha” que hay entre motores térmicos (ciclo Stirling, Otto, Atkinson, Diesel, Wankel, etc) y eléctricos, así que voy a tratar de analizar los tipos de vehículos desde un punto de vista de flujo de energía.
Menciono los distintos ciclos de motores térmicos porque todo el mundo los suele meter en el mismo saco sin distinción alguna, y realmente son distintos y están pensados para diferentes usos. Además, los ciclos mencionados están ordenados según el año de descubrimiento, por si a alguien le resulta curioso que se investiguen ahora los motores Stirling cuando en realidad son los más antiguos. Los distintos motores eléctricos no los incluyo porque la gran mayoría son muy parecidos tanto en su funcionamiento como en prestaciones; las diferencias son casi meramente funcionales (refiriéndome a la forma de “ponerlos a funcionar”), aunque también se pueden mencionar para no discriminarlos: motores de corriente continua, síncronos, asíncronos, de jaula de ardilla, etc. Sin embargo, para el tema que me gustaría explicar aquí, es independiente tanto el ciclo térmico específico, como el motor eléctrico que tenga el vehículo. Simplemente quería remarcar que no es todo lo mismo, y una vez aclarado, podemos analizarlos todos juntos. Cada uno tendrá sus peculiaridades y rendimientos, que es lo que voy yo a tener en cuenta de ahora en adelante.
En un primer lugar, voy a considerar únicamente los vehículos (térmicos y eléctricos) sin importar cómo ha llegado la “energía” al vehículo, bien sea de una gasolinera (no podemos olvidar que los combustibles de los coches no son más que una forma de almacenamiento de energía química), o bien de una electrolinera/enchufe (curiosamente las baterías también almacenan energía química).
Quizá alguno no estará de acuerdo con esto pero, según mucha bibliografía consultada, los combustibles fósiles (al igual que la madera de los árboles) son una forma de almacenamiento de energía solar. Pues las baterías también son unos sistemas de almacenamiento de energía química.
Las grandes diferencias están en que éstas son reversibles y, como almacenamiento de energía, son más ineficientes.
- Reversibles porque si se acaba el depósito de combustible, hay que rellenarlo en una gasolinera con nuevo combustible, mientras que si se agota una batería, hay que rehacer el proceso químico para que vuelva a estar la energía disponible (pero no cambiamos nada en la batería, sólo una transferencia de energía).
- Ineficientes porque, a igualdad de volumen, los combustibles fósiles tienen más energía (por ahora), y la “recarga” del depósito de combustible tiene una tasa de transferencia de energía por tiempo bastante más alta (también por ahora).
Ahora voy a tratar de analizar desde un punto de vista energético los tipos de vehículos que existen (según mi idea personal).
Tabla de Contenidos
Vehículos con motores térmicos ICE
Con respecto a los motores térmicos, ICE en inglés, creo que todos más o menos tenemos claro cómo funcionan, pero según mi enfoque (espero que a alguien experto en el tema no le parezca mal si estoy equivocado en algún aspecto) habría que tener en cuenta:
- La energía del vehículo está almacenada en el depósito de combustible; es energía química y, como la gran mayoría de los combustibles fósiles, sólo hay una forma de extraerla: a través de su combustión. Esta primera transformación de energía química en térmica no tiene un rendimiento del 100%; se podría asimilar la cantidad de CO2 que se genera con el rendimiento de la combustión ya que el CO2 se produce en las combustiones incompletas.
- La energía térmica generada anteriormente en la combustión se usa como foco caliente y la temperatura ambiente se utiliza como foco frío. Recordando el ciclo termodinámico de Carnot, se podría calcular el rendimiento máximo de los motores térmicos, pero lo que quiero que se entienda es que los rendimientos de los motores son diferentes según la época y el lugar de residencia (la temperatura en Alaska no es la misma que en Arizona). Menciono dos lugares del mismo país porque, según las especificaciones de los fabricantes, los motores tienen un rendimiento fijo. Sin enrollarme más, la energía térmica de la combustión, gracias a una máquina térmica con un rendimiento **%, se transforma en energía mecánica.
- Esta energía mecánica (en todos los casos menos en el ciclo Wankel), tiene un movimiento alternativo que hay que transformar en rotativo mediante el conocido sistema biela-manivela. Menciono esta transformación porque me parece un punto de inflexión y que no se le suele dar la importancia que tiene. Quiero decir que, por muy satisfactoria que sea la transformación del movimiento lineal de los pistones al movimiento rotativo del cigüeñal, dudo mucho que el rendimiento sea del 100%, de manera que tendremos unas pérdidas de energía (por muy pequeñas que sean) que se evitan en el ciclo Wankel (que, por supuesto, tiene otros inconvenientes).
- Por último, la energía mecánica rotativa se transfiere a las ruedas a través de la transmisión, con una eficiencia diferente según la marcha que tengamos engranada. Este rendimiento es similar al anterior en el hecho de que por muy bueno que sea, siempre van a existir pérdidas (es irremediable).
Esquemáticamente, se pueden representar estos “flujos de energía” según se ve en la siguiente imagen, donde he supuesto que todas las pérdidas son iguales (por supuesto que no lo son) y agrupando las pérdidas mecánicas (los dos últimos puntos descritos) para simplificar. Creo que en esta ilustración queda bastante evidente que si suponemos los rendimientos tanto de la combustión como de la mecánica del 100%, el rendimiento global sería el de un ciclo térmico, que, según los fabricantes, muchos no superan el 50%.
Vehículos con motores eléctricos BEV
Con respecto a los vehículos eléctricos, BEV sus siglas en inglés, y paralelamente a lo anterior, el análisis sería el siguiente:
- La energía del vehículo está almacenada en la batería. Es energía eléctrica directamente, es decir, el vehículo ya puede hacer uso de la energía directamente sin ninguna transformación. No obstante, a la hora de mover el motor, sí que hay un equipo intermedio entre la batería y el motor, que sería el variador de frecuencia. No tengo muy claro cómo está implementado ni que se llame así en los coches eléctricos, pero éste dispositivo es el que permite variar la velocidad de giro de un motor de corriente alterna. Lo que ocurre es que las baterías almacenan corriente continua y no alterna, de manera que antes del variador deberíamos de tener un inversor para cambiar de corriente continua a alterna. La realidad, en mi opinión y según lo que veo en la documentación de los coches eléctricos, es que el variador está “integrado” en el inversor, es decir, que el inversor genera directamente la corriente a la frecuencia correspondiente (en lugar de variarla posteriormente y hacer la transformación en dos etapas). En definitiva, este inversor tendrá un rendimiento y, obviamente, habrá pérdidas de energía en él.
- La energía eléctrica de salida del inversor fluye directamente al motor eléctrico. El motor eléctrico sería el equivalente al ciclo térmico en los vehículos anteriores. Lo curioso es que, a pesar de tener un rendimiento menor del 100%, siempre va a ser superior a los rendimientos obtenidos de los ciclos térmicos (creo que los rendimientos más bajos de los motores eléctricos están entorno al 70%).
- La energía mecánica rotativa se transfiere a las ruedas a través de la transmisión, pero en este caso con un rendimiento constante, ya que los vehículos eléctricos no suelen tener caja de cambios. Las diferentes velocidades se consiguen al variar la alimentación del motor con el inversor; e incluso la marcha atrás se puede conseguir de la misma manera, haciendo girar al revés al motor eléctrico, sin el uso de engranajes. Las pérdidas en este caso deberían de ser menores que en el caso de los motores térmicos, haciendo hincapié en que sí que las hay; siempre hay rozamientos que no se pueden evitar.
- Por último, hay que remarcar uno de los aspectos más diferenciadores de los vehículos eléctricos, es que el motor eléctrico puede hacer también de generador devolviendo energía a la batería. Por supuesto este proceso tiene un rendimiento a tener en cuenta: por un lado el motor funciona peor como generador, y por otro, que la parte del inversor que funciona como rectificador (para cargar la batería) tampoco tiene el mismo rendimiento.
El esquema del “flujo de energía”, similar al anterior, se puede ver en la siguiente figura, donde, al igual que en el caso anterior, he supuesto que todas las pérdidas son iguales. Lo que más me gustaría reseñar en esta ilustración es la recarga de energía al utilizar el freno regenerativo. Sin embargo, esta recarga varía mucho según el conductor y los trayectos que hagamos. Si se opta por utilizar un vehículo eléctrico creo que es necesario un replanteamiento completo de nuestra forma de conducir para obtener el máximo rendimiento.
Vehículos mixtos – Híbridos
Los vehículos híbridos tienen las características explicadas en los dos modelos anteriores, pero con la peculiaridad de que los dos motores están engranados. Considero que este es el tipo de vehículo más difícil de analizar según las pérdidas de energía, así que voy a analizarlo en funcionamiento independiente; primero con el motor térmico, posteriormente con el eléctrico, y finalmente las conclusiones sobre el funcionamiento en conjunto.
Vehículos híbridos funcionando con el motor térmico MHEV
- El primer punto del almacenamiento del combustible y la obtención del punto caliente es similar al punto ya contemplado, así que no lo volveré a tratar.
- Con respecto al ciclo térmico para transformar esa energía térmica, he de enfatizar que los vehículos híbridos no suelen utilizar el ciclo Otto típico de los motores gasolina (ni el ciclo Diesel de los motores homónimos), sino un ciclo Atkinson. Este ciclo es el “responsable” de que los motores consuman menos, ya que tiene un rendimiento superior al ciclo Otto, aunque es un ciclo pensado para funcionar a bajas revoluciones, y en motores que no se les “exija” demasiada potencia. Dicho esto, me gustaría remarcar que no se puede comparar un coche con motor gasolina con un híbrido; ni los motores son iguales, ni están pensados para funcionar igual. Si la memoria no me falla, en alguna comparativa de consumos de coches gasolina y coches híbridos en autopista, los híbridos consumen más (no están pensados para responder a esas cargas).
- Con respecto a la transformación de la energía mecánica lineal en rotativa, la explicación es la misma que para los motores térmicos, así que al igual que en el primer punto de esta parte, haré referencia a esa explicación en lugar de repetirla.
- En esta última parte de rendimiento mecánico del cigüeñal a las ruedas es donde me gustaría aclarar otra gran diferencia con respecto al vehículo con motor térmico normal. El eje de giro de los vehículos híbridos, además de tener que mover todas las piezas mecánicas igual que el motor térmico estándar, tiene que “arrastrar” el motor eléctrico, ya que (por norma general) no se desacopla del eje. Esta carga mecánica adicional hace que las pérdidas mecánicas sean mayores que en los motores térmicos analizados; por muy perfecta que sea la transmisión, siempre hay pérdidas.
El esquema de energía es similar al mostrado para los motores térmicos; sólo remarcaré la idea de que las pérdidas mecánicas son mayores por el simple hecho de tener que mover el motor eléctrico.
Vehículos híbridos funcionando con el motor eléctrico
En este caso, el funcionamiento es idéntico a los vehículos con motor eléctrico explicados con anterioridad, existiendo únicamente diferencia en el apartado de las pérdidas mecánicas. En el caso del funcionamiento en modo eléctrico, ocurre de manera similar que en modo térmico; el motor eléctrico tiene que arrastrar al motor térmico, con lo que las pérdidas mecánicas son mayores.
Vehículos híbridos en conjunto HEV
A pesar del análisis por separado que acabo de hacer, no nos podemos olvidar de que los vehículos híbridos HEV funcionan en conjunto, son los típicos Toyota Prius; el motor térmico y el eléctrico están “pareados” y funciona uno o el otro en función de las necesidades. En este punto creo que es donde más influye la forma de conducir a la hora de sacarle el máximo provecho a un vehículo híbrido. Si nos gusta pegar acelerones o conducir a alta velocidad el vehículo híbrido va a estar trabajando casi siempre en modo térmico. Si por el contrario, conduces a baja velocidad, sin aceleraciones bruscas, el vehículo funcionará en modo eléctrico.
A estos modos de funcionamiento hay que añadirle que la batería es pequeña, así que cuando haya que recargarla, el vehículo usará parte de la energía del motor térmico para recargarla (haciendo uso del motor eléctrico en modo generador). En su momento alguien me dijo que el inicio de los vehículos híbridos no fue el de transición a los vehículos eléctricos; el propósito era disminuir la contaminación de las ciudades: baja velocidad y modo eléctrico en el centro; alta velocidad y modo térmico en el extrarradio. Sin embargo, creo que este concepto se ha desvirtuado; “compro un híbrido porque consume poco”, nadie explica que eso sólo es cierto en función del uso que hagas del coche.
Vehículos mixtos – Híbridos enchufables PHEV
Las únicas diferencias entre un vehículo híbrido y un híbrido enchufable PHEV están en el tamaño de la batería y en la posibilidad de recargar ésta no sólo con la energía “sobrante” del motor térmico (y la frenada regenerativa), sino también enchufándolo a la red eléctrica. Este es el motivo por el que no voy a analizar estos vehículos, ya que están analizados en el punto anterior. Lo que sí diré es que estos coches me parecerían “casi” ideales para la etapa de transición al coche eléctrico. Pero, curiosamente, están apareciendo más tarde de lo que debieran.
Los híbridos enchufables tienen más autonomía en modo eléctrico que los híbridos normales, de manera que permiten un funcionamiento más “limpio” y, en caso necesario, tendríamos igual el apoyo del motor térmico. Sin embargo, me parece un fallo muy a tener en cuenta el problema de mover siempre los dos motores (como comenté al hablar de los vehículos híbridos). La pérdida de energía que supone tener que moverlos todo el tiempo es un problema para la eficiencia global del coche; ésta se podría aumentar si el motor térmico se usará sólo en caso de “emergencia”.
Vehículos mixtos – Eléctricos con autonomía extendida EREV
El problema que acabo de mencionar al hablar de los híbridos enchufables, se soluciona con los vehículos eléctricos de autonomía extendida, EREV en inglés. En este caso, el funcionamiento del coche es puramente eléctrico, aunque el coche dispone de un pequeño motor térmico que hace las veces de generador cuando haya que recargar la batería. Modelos de este tipo de vehículos son el Opel Ampera, su clon el Chevrolet Volt y el BMW i3 rex.
En estos casos, no ocurre como en los híbridos, el motor térmico está desacoplado del motor eléctrico. Esto permite que cuando sea necesario encender el motor, éste va a funcionar cerca de su punto óptimo, ya que es independiente de la velocidad del vehículo es ese momento. Personalmente, creo que este tipo de coches sí que son los ideales para la transición de vehículos térmicos a eléctricos, aunque no se puede olvidar que los motores térmicos que llevan deberían de usarse sólo en caso de “emergencia”, es decir, cargar la batería con cargadores, no con el motor térmico.
A la hora de explicar su funcionamiento me gusta remarcar que el motor térmico no es capaz de dar la potencia que consume el motor eléctrico (ni es la idea). Considero que su uso se puede entender como tener un coche eléctrico y que no me importe donde estén los cargadores en los viajes largos; llevo mi propio grupo electrógeno de emergencia integrado.
Por esta explicación es por la que me decanto por este tipo de vehículos para la etapa de transición. Mencioné que los híbridos enchufables llegaron tarde al mercado, pero creo que los eléctricos con autonomía extendida son los ideales para los escépticos que nunca les llega la autonomía de las baterías.
No he considerado en este análisis los vehículos de pila de hidrógeno FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle), aunque son eléctricos, su funcionamiento para ser limpio y libre de emisiones requiere de hidrógeno verde (generado por electrólisis con excedentes de energías renovables); lo predominante es el H2 gris, generado desde hidrocarburos. De momento dista mucho de ser rentable tanto por efectividad como por economía, aquí el libro de nuestra Universidad donde se explica toda la particularidad de este vector energético: https://bit.ly/Hidrogeno-almacenamiento-futuro-energia-electrica
19 Comentarios. Dejar nuevo
Hola José Luis,
te felicito por haber escrito una bíblia de motores.
En mí caso estoy ahorrando para un SION- SOLAR que le voy a poner un extensor de autonomía.
La potencia del motor depende de las placas que le van a poner al SION (por el momento tienen el 25 % de rendimiento).
La gente de SONOMOTORS me aconsejaron , de no poner un extensor.
Tal vez no tenían en cuenta, que en invierno va a faltar calefacción en el vehículo.
La suma de las ventajas son muchas, puesto que un generador puede ser extraible
en verano y el consumo es mínimo a una velocidad constante.
Mientras tanto sigo con mi SMART Diesel que gasta 4 litros/100 km( antes 4,5)
tiene filtro de partículas y me sirve para abastecer la casa de corriente, porque le he puesto una placa al techo con un inversor de 2000 vatios.
Mi felicidad se basa en el autoconsumo total : )
Muchas gracias por el comentario. Últimamente no tengo mucho tiempo, pero desde que lo vi quería contestarte.
Me parece curioso lo que me dices del SMART para abastecer la casa, no lo entiendo muy bien, pero me sirve para confirmar que los que estamos por el cambio… nos buscamos la vida para aumentar la eficiencia de todos los sistemas que podemos.
Un saludo, Casteleiro.
Y yo siempre me pregunto:
Si en una “Gasolin-era” cargas “Gasolin-a”.
¿En una “Electrolin-era” que cargas? ¿”Electrolin-es”? ¿Que es eso?
Puestos a inventar nombres ¿no seria mejor para cargar “Electron-es” llamarlo “Electron-era”?
O como se ha llamado siempre, “estacion de carga”, “punto de carga”, incluso “estacion de servicio” como una gasolinera, porque no dejan de darte un servicio…
En teoría deberían de llamarse todas estaciones de servicio; pero es un defecto que tenemos todos, que una vez que le ponemos un nombre a algo… cuesta mucho cambiarlo a pesar de no ser lo más correcto. Tampoco las llamamos “Dieselinera” ni nada de eso, jajaja.
Un saludo, Casteleiro.
En este ejemplo tuyo incurres en un error muy habitual que es el de comparar gasolina con diésel con los términos gasolinera y dieselinera. Se está incurriendo en el error de mezclar el nombre de un combustible con el de un motor o ciclo térmico. Los que se pueden usar por similitud son gasolina-gasoil y por otro lado motor Otto-motor Diésel
En primer lugar, te felicito por el artículo, su planteamiento objetivo y el enfoque eminentemente didáctico.
Sin embargo, me gustaría puntalizar que los datos de rendimiento que aportas sugieren que una diferencia entre ambos motores del 20%, ya que das un valor infraestimado para los eléctricos (70%) y un valor muy optimista para los térmicos (50%).
Según los datos que yo he leido, la realidad es que en los motores elécticos se sitúa alrededor del 90% y en los térmicos, según si son gasolina o diésel, del 30-40%.
Con lo cual, resultaría una diferencia de rendimiento del 50-60%.
Lo digo porque la apreciación del lector cambia de manera muy notable y si queremos ser objetivos, tenemos que ser también rigurosos.
Hola Vicente,
los datos de rendimiento que tú estás citando son correctos.
Sín embargo no valen para motores estáticos( me refiero por ejemplo al extensor de autonomía).
Si un motor a combustión va a un tercio de evoluciones constantemente gasta la mitad que en un vehículo en ciudad y autopista.
Si usas un diesel para un BLOQUE DE CALOR Y ELECTRICIDAD gasta un mínimo de gasoleo C
un saludo
Totalmente de acuerdo; pero como estudiar cada caso concreto sería un trabajo tedioso y sin conclusiones… tampoco me quise extender demasiado (me parece que ya quedó bastante largo el artículo).
Un saludo, Casteleiro.
Gracias por el comentario.
Lo que tú comentas es cierto, la diferencia real de rendimiento es mucho mayor de lo que yo puse; pero también es cierto que a pesar de que los motores eléctricos son muy sencillos de fabricar, tanto el proceso de fabricación en sí como el punto de funcionamiento en concreto hacen variar la eficiencia. Fui muy conservador en los rendimientos, pero aún así… el eléctrico es mejor que el térmico; pero tampoco quiero entrar en ese tipo de debates.
Un saludo, Casteleiro.
Hola José Luis, Saul y compañía.
En concreto quiero platicarte que estoy entrando en un dilema con respecto a la degradacíon de las baterias con su perdidas relacionadas con su recarga siendo nueva o muy usada. Me explico con este ejemplo: el propietario consume de su red electrica 104kw hora para recargar la bateria de su coche con capasidad de 100kw hora y con esta podiendo circular por mas de 500 km.
Mi gran dilema es que sí despues de 800,000km recorridos la capasidad de la bateria es reducida (por ejemplo) en 15% y teniendo unos 85kw hora hutiles, ¿el propietario seguira consumiendo los mismos 104kw hora de su red electrica para una recarga completa de 0 a 100%? ¿tendria un 20% de perdidas de energia por recargar un automovil con bateria degradada?
Gracias y saludos desde México.
No soy un experto en ese tema, pero te lo plantearé de otra forma.
Cuando tienes un móvil nuevo, tarda (exagerando) 4 horas en cargarse. Con el paso de los años la batería pierde capacidad y suponemos que se degrada hasta un 75%. El móvil tarda ahora en cargarse 3 horas, no 4; el que tenga un móvil con la batería degradada sabe que se carga mucho más rápido, pero también se descarga en un abrir y cerrar de ojos.
Con lo cual, podemos sacar en conclusión que el móvil consume menos, ya que al tener la batería degradada llega al tope de carga antes.
Haciendo el símil con el coche eléctrico… entiendo que el coche no consume la misma energía al cargar una batería degradada que una batería nueva. Las cargas de los coches no sé como se “paran”, pero en los móviles y demás baterías recargables (supongo que en los coches funciona igual) la carga se corta cuando baja el consumo de corriente, ya que este hecho indica que la batería está cargada.
Un saludo, Casteleiro.
Sin entrar en tecnicismos, muy buen articulo, Jose Luis, pero un matiz, algunos fabricantes de hibridos disponen de embragues de acoplamiento para los motores electricos, por lo que no seria carga para el motor termico cuando el electrico no está en uso, asi tambien hay conjuntos de transmision electricos que se pueden desacoplar del motor termico y así el electrico “no tira del cigüeñal”, lo ideal seria que se pudiera desacoplar de las dos maneras, por lo demas, excelente enfoque al articulo.
Muchas gracias por la información; la verdad es que no miré los últimos avances en todos los motores, sólo expuse lo que conocía en su momento, pero era de suponer que ese punto lo mejorasen tarde o temprano (fallo mío el no investigar antes).
Lo mismo pienso del embrague hidráulico con presión variable, que me parece un invento muy bueno para aumentar el freno motor según sea necesario, pero que no vi ningún coche que lo tuviese implantado. Hay que seguir mejorando todos los sistemas.
Un saludo, Casteleiro.
Excelente artículo, José Luis. Solamente dos comentarios, en primer lugar y al hilo de lo dicho por Hugo, los híbridos de Toyota incorporan un embrague entre el motor térmico y las máquinas eléctricas. De esta forma ningún de estos dispositivos debe arrastrar a los otros perdiendo energia.
Por otro lado, los rendimientos de los híbridos respecto a los gasolina. Según lo publicado sobre el Toyota Prius THS II en la revista Autotechnology, publicación de FISITA (International Federation of Automotive Engineering Societies), tenemos que la eficiencia, Well-to-Wheel total efficiency , de un vehículo de gasolina es del 14% y un Prius THS II llega al 32 %, datos todos de Toyota. Se supone que, desde estos datos del modelo Prius de 2a generación al actual Prius de 4a, se habrá mejorado el rendimiento del sistema híbrido.
Saludos, enhorabuena por la web y el canal de you tube.
Gracias por la información.
Yo tampoco quise entrar en eficiencias globales específicas; simplemente quería tratar de aclarar donde están las pérdidas en los diferentes tipos, y que no todo se reduce a un solo elemento. Personalmente creo que con el paso de los años los motores eléctricos de los coches acabarán siendo de corriente continua, lo que conllevará un aumento notable en la eficiencia (el prescindir del inversor y del variador de frecuencia).
Un saludo, Casteleiro.
Porche saco un hibrido que supero a Elon, luego Rimac y nuevamente Elon uno mas grande (baterias).
Lo ideal fuera que saquen el potente de conbustion a hidrogeno que lo tienen guardado en Japon
Pero eso solo en Teslalandia !
Personalmente no comparto la opinión del hidrógeno; Hyundai ya tiene un coche con hidrógeno y celda de combustible. Yo le veo el problema de siempre… ¿donde consigues el hidrógeno? Las baterías las puedo cargar en casa, que las centrales eléctricas tienen mejor rendimiento que un coche de combustión; pero… no voy a montar un hidrolizador en casa, de manera que seguiré dependiendo de una “gasolinera”.
A este respecto creo que el futuro serán los ultra-condensadores, que solucionan el problema del tiempo de carga al permitir una carga instantánea (siempre que se disponga de potencia suficiente); pero aún se está investigando.
Un saludo, Casteleiro.
y los motores que funcionan con gas??
Los motores de gas son motores térmicos como los que menciono en el análisis. A la hora de calcular el rendimiento en un motor de combustión, el tipo de combustible es más o menos indiferente, ya que el rendimiento se va a obtenerse en función de la temperatura máxima en la cámara de combustión (da igual que sea diésel, gasolina, GLP, GNC…).
La diferencia con el gas es que es un combustible “más limpio” comparado con los otros. Si se piensa en los tipos de combustibles fósiles, se pueden clasificar por el grado de impurezas según: sólido (carbón, muchas impurezas), líquido (diésel, gasolina, no tantas impurezas), y gaseoso (gas natural, GLP, pocas impurezas). Estas impurezas hacen que el combustible sea más eficiente en lo que se refiere a la cantidad de calor que pueden generar (las pérdidas en la combustión que menciono en el análisis).
Pero no nos podemos dejar engañar por esta clasificación; si pensamos en el medioambiente, los gases problemáticos típicos como son el CO2 y los NOx, van a seguir apareciendo con los combustibles gaseosos. El CO2 se forma al reaccionar el carbono de los combustibles (que lo tienen todos los combustibles fósiles) y los NOx se forman al reaccionar el nitrógeno del aire en las cámaras de combustión (el nitrógeno no va en el combustible, sino en el comburente).
Siguiendo con los combustibles gaseosos, hay uno que no tiene carbono en su formulación, como es el hidrógeno. La reacción de combustión del hidrógeno sólo generaría vapor de agua, pero no nos libraríamos de los NOx, ya que en la combustión se introduciría aire en las cámaras de combustión, y seguiría apareciendo. Y si en lugar de quemar el hidrógeno se usara en una pila de combustible, eliminaríamos los NOx, y sólo tendríamos vapor de agua (pero el coche ya sería eléctrico, no térmico). El problema de este último tipo de coche, es que el vapor de agua, aunque no tan nocivo para el medio ambiente como el CO2, también es un gas de efecto invernadero, así que estaríamos sólo minimizando este problema, no eliminándolo.
Hay que buscar un cambio donde se utilicen casi en exclusiva sistemas eléctricos con energía producida por medios renovables; de esta forma la huella de carbono sería nula (o incluso negativa) y sí que estaríamos solucionando el problema de contaminación por gases de efecto invernadero.