miércoles, 3 de abril de 2024

MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA, ¿HAY VIDA MÁS ALLÁ DE 2035? Parte I

Combustibles renovalbes,
proyecto colaboración Repsol&New Holland
PROHIBIDO VENDER VEHÍCULOS CON MOTORES CON EMISIONES

¡Prohibido vender coches con motores de combustión a partir de 2035!

La noticia ya se conocía (se votó en el parlamento europeo el pasado 14 de febrero 2023) Durante un tiempo hubo países, los más fuertes en industria automotriz como Italia y Alemania, que manifestaban dudas; otros países, los más “blanditos” fueron ratificando la decisión europea. Pero los grandes fabricantes, los fabricantes denominados de referencia, empezaron a levantar la voz disonante a esta radicalización que parece embriagar a las instituciones europeas.

Y es que los países donde los fabricantes de automoción tienen mucho peso, notan la presión de sus fábricas para que presenten “batalla”. Países como Alemania, Francia, Italia, Rumanía se descuelgan. Países como Chequia, Polonia, Eslovaquia, Bulgaria y Hungría también presentan voces disonantes con la “agenda radical” de la UE.

Hay muchas incógnitas con dicha “agenda radical” pero se hacen más numerosas al adentrarse en el sector del transporte pesado o del mundo agrícola, pero también en el sector pesquero o el de los grandes buques cargueros y de ocio …y todo ellos sin hablar de las máquinas militares… ¿o es que las máquinas de estos sectores “no contaminan”?

A favor y en contra: 340 votos a favor, 279 en contra y 21 abstenciones, ese fue el resultado de la votación en el Parlamento Europeo el pasado 14 de febrero. De esta forma quedó aprobada la prohibición de vehículos con motores que emitan gases contaminantes a partir del 2035.

Persiguiendo al diésel: La Unión Europea (UE) ha sido tradicionalmente más exigente con los propulsores de gasóleo y es que en Europa se ha perseguido más el CO (obsérvese por ejemplo como los turismos incorporan filtro de partículas DPF desde su Euro 5 cuando en realidad los motores de gasolina solo lo hicieron con la Euro 6C) Pero no se puede meter en el mismo saco a todos los motores diésel pues en nada se parecen los motores actuales, y su nivel de emisiones, con motores de hace 35 a 40 años. Los motores diésel actuales son altamente eficientes: Entre un diésel actual y uno de hace 35 años hay una disminución del 90 % de NOx en material particulado. Pero es que además un diésel actual emite menos CO2 que uno de gasolina y en PM y NOx las cifras son similares.

Teresa Ribera (ministra de Transición Ecológica): “Los coches diésel tienen sus días contados… El gasóleo durará más o menos, pero sabemos que su impacto en partículas y el aire que respiramos es suficientemente importante para ir pensando en un proceso de salida”

Agenda mundial, marcando los tempos: Me preocupa que una mezcla de intereses políticos y económicos con oportunismo, vividores y también los hay de trabajo abnegado, que la famosa agenda 2030 sea en realidad una máquina devoradora de dineros, una agenda que exige, con la espada de Damocles del cambio climático, el cambio tecnológico, pero sin dejar de recaudar para abastecer su voraz apetito de caudales.

Motor AGCO Power 8,4 AWF

Y mientras tanto, los europeos “listillos, “surfeando” la cresta de la ola verde de moda

Creo que fue Francia el primer país europeo cuya legislación estableció un fin para los coches diésel; pero en cualquier caso le siguieron países como Dinamarca, Irlanda, Países Bajos… Y sin olvidar las normativas municipales de ciudades como Copenhague, Estocolmo o Ámsterdam donde ya se prohíbe la circulación de vehículos diésel “antiguos”.

En España, que en eso de poner títulos a textos vacíos no nos gana nadie, publicó la controvertida Ley del Cambio Climático y Transición Energética; se aprobó en 2021, y según el texto en 2050 alcanzaremos la “neutralidad climática” (que no me pregunten, que no tengo ni idea de lo que significa).

¿Y EN EL 2035?

O se cambia en los años venideros, o en doce años no se podrán comprar coches con motores de combustión. Y, ojo, porque esto significa que tampoco podrá haber híbridos o híbridos enchufables… Y es que realmente lo que dice la UE es que no se podrán vender coches que emitan gases contaminantes… Si alguien “inventa” el motor de combustión, con emisiones neutras pues si se podría vender; de esta guisa se entiende que un motor de combustión funcionando con hidrógeno o con combustibles sintéticos si se podrían vender.

¿Un Ferrari eléctrico?: Hay otra excepción, si alguna marca no supera las 1000 unidades al año, entonces la prohibición no les afecta… Lo que ocurre es que 1000 unidades son muy pocas… y, por ejemplo, un fabricante tan exclusivo como Ferrari, el pasado año vendió por encima de los 13000 coches. También Bentley, Aston Martin, Porsche… están por encima de esas raquíticas 1000 unidades.

Y no solo contaminantes postcombustión

La Euro 7 quiere (más bien quería, pues ya se ha “suavizado” su texto) también controlar emisiones de partículas que procedan del sistema de frenado o incluso de microplásticos (por ejemplo, de los neumáticos) Y es que un freno de disco también emite nanopartículas (PM2.5 se les denomina…) que es el polvo que aparece por la fricción a alta temperatura. Un polvo muy fino, con potencial peligro de entrar en los pulmones y torrente sanguíneo. La solución pasa por reducir las emisiones con pastillas de freno sin cobre y recubriendo los discos con carburo de wolframio. En el caso de los tractores agrícolas, tenemos terreno avanzado a ir los discos inmersos en aceite.

¿Y cuál es la solución?

Pues yo no lo sé (si lo supiera sería firme candidato a algún premio Nóbel), pero coincido con algún fabricante “díscolo” que afirma con rotundidad que la electricidad no es la solución

Y mientras China comiéndose el mercado: Son muchas las voces que piensan que la industria automovilística europea no podrá hacer frente a la competencia china e india para la fabricación de vehículos eléctricos asequibles.

Mientras los asiáticos disponen de unas estructuras de costes muy competitivas, Europa se ve ahogada por el corsé de su marco laboral.

¿Y SI LA ELECTRICIDAD NO ES LA SOLUCIÓN, QUÉ QUEDA?

Tractor eléctrico Fendt e100
Entiendo que algo hay que cambiar, pero de ahí a denostar por completo a los motores de combustión interna (MCI) que han acompañado al ser humano desde la revolución industrial, hay un universo.

Hipocresía: Thierry Breton, comisario de Mercado Interior de la UE desde 2019, llegó a afirmar que los fabricantes deben seguir produciendo automóviles de combustión... para venderlos fuera de Europa.

Una convivencia de 160 años hace que humanidad y los MCI intenten prolongar la etapa. Algunas soluciones podrían pasar por:

Microhibridación y electrificación de componentes: Electrificar no significa que el vehículo sea totalmente eléctrico, es más bien tener cierto grado de hibridación o incluso componentes eléctricos. Los electroventiladores, el compresor del aire acondicionado, bomba de agua, dirección asistida, frenos eléctricos… son típicos componentes que admiten ser independientes del MCI y tomar la energía de baterías que alimentan a motores y sistemas eléctricos y auxiliares. Además, estos sistemas se combinan con regeneración de frenada.

Motor rotativo: Para la microhibridación y electrificación se contempla el uso de motores rotativos que son poco pesados y poco voluminosos. Pequeños motores para dar energía a generador eléctricos. Existen algunos proyectos dignos de mención como pueden ser el exhibido por la compañía Astron Espace, o Liquid Piston:

  • El caso de Astro Espace es un motor refrigerado por aire que en poco más de 15 kg consigue 160 CV a unas 25000 rev/min
  • En cuanto a Liquid Piston ha presentado una evolución del tradicional Wankel. Pero en su motor, el pistón o estator en vez de la forma triangular pasa a ser ovalada; durante el giro del pistón se produce varias explosiones por vuelta (en el rotativo convencional solo una) Con este diseño se baja aún más el tamaño del motor. La empresa ya los vende para motorizar drones militares.
Combustibles sintéticos, E-Diesel: El combustible sintético (se le suele conocer como eFuel o eCombustible, la “e” por electrocombustible) Se trata de alternativas a los combustibles fósiles que puedan hacer funcionar a los motores de combustión tradicionales con menos emisiones contaminantes. Se producen a partir de electricidad renovable y CO2 circular o lo que es lo mismo generando hidrógeno renovable mediante electricidad renovable a través de electrólisis del agua y CO2 capturado a la atmósfera.

COMBUSTIBLES SINTÉTICOS: E-DIESEL

La idea de utilizar combustibles sintéticos no es nada nueva; el ejército alemán de la 2ª guerra mundial produjo en 1944 hasta 25 millones de barriles de combustible sintético.

La gran ventaja de estos combustibles sintéticos es que su huella de carbono es nula. De hecho, emiten menos CO2 que el que se recupera durante la producción del mismo, por lo que en ese sentido “mejora” la calidad del aire.

Fabricación

El e-diésel, combustible basado en “agua y aire”, se consigue mediante el uso de agua y CO2 atmosférico; el procedimiento implica calentar el agua hasta los 800ºC, así se consigue separar oxígeno e hidrógeno del agua. El oxígeno se libera a la atmósfera, y el hidrógeno se usa para combinarlo con el anhidrido carbónico para sintetizar metano (CH4) La energía eléctrica utilizada en el proceso de electrolisis debe proceder de una fuente renovable como la solar o eólica. El resultado es un líquido de color azul, de ahí su apelativo “crudo azul”.

Nada nuevo… pero algo distinto: el pueblo alemán lleva en su ADN grabado su dependencia energética. Ocurrió en la Iª Guerra Mundial con el bloqueo británico; ocurrió durante la IIª GM y ha ocurrido con la destrucción de los oleoductos Nord Stream.

Cuando los nazis tomaron el poder en 1933 ya empezaron a trabajar con IG Farben (un gigante químico que también fabricó el gas exterminador Zyklon B) para intentar resolver la dependencia energética. En 1943, Alemania obtenía aproximadamente la mitad de su combustible del carbón licuado.

Audi&Sunfire: Con la alianza en 2014 entre Audi y la tecnológica Sunfire se inicia el e-diesel. Ambas empresas montaron una planta en Dresden. La técnica actual difiere de aquella pues consiste en extraer hidrógeno del agua y combinarlo con dióxido de carbono. Sin embargo, ambos métodos tienen sus raíces en la denominada síntesis de Fischer-Tropsch, un proceso desarrollado en la década de 1920 por dos químicos alemanes, Franz Fischer y Hans Tropsch.

En España es de resaltar la iniciativa de Repsol con Aramco con una planta proyectada en Bilbao.

Ventajas y limitaciones del e-diésel

Tractor Fendt con hidrógeno
presentado en Febrero 2023
En su fabricación se utilizan elementos "neutros" en emisiones: agua y CO2 que además son recursos abundantes. No se incrementa el CO2 puesto que se extrae directamente de la atmósfera y la cantidad extraída supera a la que posteriormente se genera en la combustión

El e-diésel es compatible con la maquinaria actual, también con las infraestructuras de distribución y repostaje existentes sin necesidad de realizar ninguna modificación

Y como gran desventaja figura el alto coste de producción en comparación a los asociados a los combustibles fósiles (pocos estudios predicen un importe menos a 2 €/litro) pero es que además es un combustible altamente ineficiente

Analizadas ventajas y limitaciones queda patente que el futuro de los sintéticos no es muy halagüeño y que quizá queden relegados a vehículos exclusivos y cuyos clientes pueden pagar una tecnología cara que está aún en desarrollo y además, ojo, los combustibles sintéticos, aunque cumplan en emisiones de CO2, no cumplirán con los límites impuestos para el NOx.

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By: Catalán Mogorrón, H.

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3 comentarios:

  1. Heliodoro, ha olvidado usted mencionar a la empresa española Innengine, que está desarrollando un motor de pistones enfrentados para vehículos híbridos o range extended, y que también está comercializando motores de combustión para drones.

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    1. Si Francisco, conozco, someramente, el proyecto. Cito en clase, a mis alumnos, muchos proyectos de estos. La realidad es que de forma continua se van produciendo presentaciones parciales de proyectos muy prometedores, y esto hace que casi también continuamente esté actualizando el material docente para intentar vislumbrar que línea, o líneas, serán las que imperen en los próximos años.
      Saludos

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  2. Hola buenos dias, por puntos:
    1. Siempre es un placer escuchar o leer wolframio y no su equivalente en inglés-alemán, que me causa hastío. Enhorabuena
    2. Efuels: tremendo el debate Iberdorla-Repsol sobre publicidad engañosa, y tremenda dudas que me causa el informe que le da la razón a Repsol. Ahí se dice, un poco lo que usted suscribe. que son carburantes equivalentes y que se pueden utulizar en vehiculos actuales sin problema, tras haber hecho 80000 horas de ensayos donde el sistema de inyección a funcionado perfectamente. Y ahi se quedan... no se habla de compatibilidad con el FAP (frecuencia de las regeneraciones y eficacia de las mismas), de las trampas de NOx o del SCR, de la compatibildiad con el propio Adblue y su cristalización en el inyector, y además de los efectos en el aceite lubricante del cárter por mezcla con el carburante durante la regeneraciones del FAP. Y seguro que me dejo algo.
    3. ¿por qué los Efuels aumentan los NOx?
    Muchas gracias por sus articulos.

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