El carro eléctrico

Un auto eléctrico de batería es un vehículo que utiliza la energía química guardada en paquetes de baterías recargables en vez de motores de combustión interna o carros que dominan actualmente el mercado automotriz mundial.

Los dos candidatos más serios para sustituir a los coches de gasolina son los vehículos eléctricos y los de hidrógeno sin importan que éstos enfrenten serios obstáculos como baterías de poca potencia y autonomía, por otra parte, la imposibilidad de obtener hidrógeno a un precio accesible. Sin embargo, en el último año, el coche de baterías eléctricas ha tomado la delantera en esta carrera para conseguir un automóvil 'verde'.

Los dispositivos que han revolucionado el sector de la automoción desde el punto de vista ecológico han sido las baterías de ion-litio que usan tanto los teléfonos móviles como los ordenadores. Sus principales cualidades son más ligeras y potentes lo que ha impulsado la ventaja de los automóviles eléctricos frente a los de hidrógeno. Ya el pasado año se crearon diferentes modelos en los que se incorporaron estas baterías y aun siendo vehículos menos potentes que los de gasolina, alcanzaron velocidades de hasta 160 kilómetros hora.

Uno de los retos con los vehículos eléctricos, es encontrar la batería con el correcto balance entre potencia (por ejemplo al acelerar) y energía (para autonomía en viajes largos, pero este impedimento no ha sido suficiente para que cada una de las mentes detrás de estos proyectos conservacionistas abandone sus esfuerzos para alcanzar el máximo diseño.

Históricamente, las baterías han tenido altos costos de fabricación, peso y tiempo de recarga lo que ha limitado la adopción masiva de vehículos eléctricos de batería. Los adelantos tecnológicos actuales en baterías han resuelto algunos de estos problemas; muchos modelos se han prototipado recientemente, y se ha anunciado la producción de un puñado de ellos en el futuro. Toyota, Honda, Ford y General Motors todos produjeron vehículos eléctricos en la década de 1990 comandados por el Mandato de Vehículos de Emisión Cero.

La gran mayoría de estas empresas ha creado pequeños vehículos eléctricos de poco peso para poder aprobar las homologaciones Europeas. Algunas marcas son REVA, Think, DILIXI aunque encontramos otras empresas ya existentes en el mercado desde hace años como la italiana Piaggio que dispone de vehículos de baterías de litio con una excelente autonomía de hasta 130km y una posibilidad de carga de más de 1500kg que son vendidos principalmente en grandes cantidades a las empresas de transporte y los ayuntamientos.
Los eléctricos sí que son una familia variada y llena de personajes extraños. Pasaron a ocupar un lugar de protagonismo en pleno siglo XXI, pero la realidad es que los autos eléctricos, en una u otra forma, han existido por más de 100 años. La presión de las industrias petroleras, en gran parte, los ha mantenido en un segundo plano todo este tiempo.

Los autos eléctricos, como se ha dicho anteriormente, están comenzando a producirse con éxito. Pero aún son vistos con cierto recelo por los compradores. Y uno de los motivos es su baja autonomía, lo que los hace todavía exclusivamente urbanos, para pequeñas distancias. Pero se espera que en un futuro puedan recorrer más kilómetros y ser producidos a menor costo.

Estos vehículos existen, solo que no en Venezuela. Tan aferrado ha estado el país a los combustibles fósiles que nunca se ha planteado usar alternativas a la gasolina, el diesel y el gas natural. Pero éstas existen y algunas parecen marcar el futuro del automóvil, un vehículo más eficiente, no contaminante y económico.
Las razones por las cuales se desarrollan tecnologías que usen combustibles alternativos son muchas, pero hay dos que privan: la economía y la ecología. Las cada vez más estrictas regulaciones ambientales en los países desarrollados obligan a las empresas automotrices a buscar motores que contaminen lo menos posible y que puedan usar combustibles de una forma económica.

Si bien solo algunos de estos combustibles se usan de manera importante en algunos países del mundo, el futuro parece indicar que en los próximos años su utilización estará más extendida, una vez que se logren abaratar aún más sus procesos y la tecnología ayude a que se extiendan en todo el globo.

Por otra parte, ya se están adelantando tecnologías que permitan el uso de elementos novedosos, como el hidrógeno, o uno más efectivo y rentable de la electricidad. A pesar de que el primer vehículo eléctrico data del siglo 19, no fue sino hasta hace diez años cuando los fabricantes de automóviles lograron concebir un vehículo eléctrico práctico y rentable.

La mayoría no estará disponible comercialmente por varios años, y aun así los fabricantes dicen que tendrán que esforzarse para satisfacer la demanda.

Por estas razones, muchos expertos opinan que el reino de la gasolina está llegando a su fin y muchos paises están comenzando a emplear otras sustancias como fuentes alternativas de energía como:

Gas, alcohol: Algunos países usan ya estos llamados combustibles alternativos, como es el caso de Brasil, que desde hace décadas comercializa el etanol (allá lo llaman sencillamente alcohol), el cual es producido con desechos de sembradíos de maíz, papel y virutas. Más de 50% de los vehículos brasileños utilizan este combustible, que es mucho menos contaminante que los hidrocarburos y previene el llamado efecto invernadero. Además, como se produce a base de desechos, la cadena de producción no se modifica y sería beneficiosa para el país, ya que ayudaría a cultivar más cereales o a reciclar más derivados del papel.

Metanol: Es producido usando como materia prima el gas natural, así como también el carbón y la madera. El resultado es un combustible muy eficiente y con bajísimas emisiones de toxinas, que puede ser mezclado en una proporción 85/15 con gasolina (se llama M85) que lo hace aun más barato. Se usa en Estados Unidos, pero por razones de costos su mercado todavía no está muy extendido.

Otras posibles alternativas de solución

Otra forma importante de detener el deterioro climático es el deasarrollo y producción de autos híbridos y gasolinas más limpias. Para resolver algunos de esos inconvenientes, varias marcas automotrices, como Toyota, Honda y Mercedes Benz, han lanzado vehículos híbridos, que funcionan con electricidad pero tienen a la vez un pequeño motor de gasolina (o gas natural) que funciona en los primeros minutos y que puede, al accionar los frenos, ayudar a recargar las baterías. Con esto se logra una mayor autonomía. Y aunque no son 100% limpios, el pequeño motor está encendido por pocos minutos. Por lo tanto las emisiones son menores.
Y como todavía la gasolina sigue siendo el combustible más utilizado, ya se están tomando medidas para hacerle cambios en su composición y eliminar de una buena vez el Mtbe (Metil-terciario-butil-éter), cuyas propiedades cancerígenas lo están convirtiendo en un elemento no deseado (aunque es el ingrediente de la gasolina sin plomo en Venezuela y lo catalogan de "verde"). El metanol podría ser su suplente.

A fin de cuentas, lo importante es que la gasolina sea menos contaminante que la convencional

Lo positivo y lo negativo de las fuentes alternativas de energía

Gasolinas reformuladas
+ Pueden ser usadas sin necesidad de hacerles grandes modificaciones a los vehículos. Es un combustible con un contenido de toxinas inferior a las gasolinas antiguas.
- Es un poco más costosa que la gasolina normal y más contaminante que otras formas de energía.

Electricidad
+ Los vehículos eléctricos no generan emisiones contaminantes y su fuente de recarga proviene de centrales hidroeléctricas o termoeléctricas con mejores controles de emisiones. Se pueden recargar de noche, cuando la demanda de electricidad es menor. Los vehículos son silenciosos.
- La tecnología actual es limitada, por lo tanto los autos eléctricos no tienen mucha autonomía ni potencia en comparación con los de gasolina. El vehículo tiene un costo superior a los normales y las baterías usadas no son fáciles de reciclar.

Etanol
+ Es un combustible excelente. Sus emisiones de toxinas al ambiente son mínimas. Su materia prima son recursos naturales y puede ser producido localmente.
- Tiene un costo elevado y el rango de autonomía del vehículo es ligeramente menor.

Gas natural
+ Produce bajas emisiones contaminantes. Los vehículos pueden ser hechos a partir de materias primas renovables. Su uso es estupendo para flotillas y transporte público. Su costo es inferior.
- Los vehículos son más costosos.

Metanol
+ Es un combustible excelente y con emisiones contaminantes pequeñas. Puede ser hecho a partir de recursos renovables. Se usa principalmente en autos de carrera.
- Su precio es elevado y el rango de autonomía del auto es menor.

Propano
+ Es más barato que la gasolina. Es fácil de producir y transportar. Es estupendo para vehículos de flotilla y transporte público.
- No es un combustible muy seguro y puede aumentar de precio si aumenta la demanda. Los automóviles tienen menos autonomía.

Hidrógeno
+ Es un combustible con cero emisiones. Es el elemento más abundante en el planeta. Su uso efectivo y extensivo significaría la desaparición de los combustibles fósiles.
- La tecnología actual no permite su fabricación en serie. Serían más costosos que los vehículos normales. La producción, transporte y almacenamiento del hidrógeno aún no es rentable y estiman que no lo será por décadas.

La demanda se ve impulsada por las preocupaciones ambientales y la legislación, ya que se están dictando nuevas reglas de la Unión Europea para limitar las emisiones de anhídrido carbónico.

Aspectos positivos de los carros eléctricos

• Los autos eléctricos son todos limpios y seguros para el ambiente. Por conducir autos eléctricos nuestra generación puede virtualmente eliminar la polución ambiental y hacer al aire limpio para futuras generaciones.
• Aire limpio es una necesidad y los autos eléctricos pueden trabajar para proveerlo.
  Los automóviles eléctricos son más accesibles que los movidos por otros combustibles, como los derivados del petróleo.
• Hay estudios que demostraron un costo por pasajero menor en el transporte por auto eléctrico que en el movido por gasolina, por unos treinta dólares un auto eléctrico puede funcionar durante un mes entero.
• Con el precio del combustible creciendo rápidamente, los autos eléctricos podrían ofrecer a nuestras finanzas una gran ayuda.
• El mantenimiento también es más económico, no tiene que preocuparse por cambiar el aceite, llevar a examinar el vehículo por emisión de gases contaminantes o tener que afinar un coche eléctrico.
• La polución de ruidos es algo que todos rechazamos, especialmente en las grandes ciudades, los autos eléctricos proveen un ambiente sin ruidos para no incomodar a nadie.
• Autos eléctricos significa no más ruidos de coches que arrancan en la mañana temprano para ir a trabajar y nos despiertan.
• Más aun, todos aquellos que viven cerca de ciudades populosas y autopistas, dormirán y vivirán más fácil sin ruidos extras provenientes de los automóviles circulando.
• Algunas áreas en los EEUU ofrecen estaciones de recarga, por ejemplo en California hay posibilidades de parar para recargar el vehículo eléctrico durante viajes largos.
• Toma unas tres horas recargar a full el vehículo antes de quedar listo para volver al camino. La tecnología de los autos eléctricos se encuentra en investigación y desarrollo pero podemos esperar grandes cosas en el futuro.
• Al final, todos tenemos que vivir aquí en la tierra y somos responsables por su preservación. Cualquiera necesita hacer su parte pero no parece mucho que podamos por nuestros medios.
• El uso de autos eléctricos entonces puede contribuir a la preservación de la calidad del ambiente para nosotros y también para las generaciones futuras.

Relación con vehículos híbridos

Los vehículos híbridos "tradicionales" utilizan el motor eléctrico como apoyo (funcionan principalmente con el motor de gasolina o diesel).

Los vehículos híbridos "enchufables" (plug-in electric hybrids) permiten recargar las baterías tanto con el motor de combustión interna como con un enchufe. En la actualidad, Toyota, General Motors y otros fabricantes de automóviles han entrado en la carrera por la fabricación en masa de vehículos híbridos enchufables.

La red eléctrica ya existente

Como la red ya está creada, bastaría con organizar un sistema de postes o puntos, incluso en las mismas gasolineras, donde los coches podrían enchufarse y recargarse o comprar baterías cargadas para su sustitución. En Europa y EE.UU ya hay varias empresas eléctricas que trabajan en este proyecto. Otra de las ventajas que se adjudica a la apuesta eléctrica es que permitiría aprovechar el excedente de electricidad que se genera por la noche sobre todo el de los parques eólicos, que no se puede acumular. Así, el usuario dispondría de las dos opciones: enchufar su coche por la noche o, en caso de necesidad, sustituir la batería consumida por otra recargada.

Baterías permitirán cargar carros eléctricos en minutos

En unos tres años será posible tener un carro eléctrico que sólo dure unos cinco minutos en cargarse, en lugar de las seis u ocho horas que tardan los modelos que se comercializan actualmente.
Esto será posible gracias a un nuevo diseño de baterías creado por los científicos estadounidenses Byoungwoo Kang y Gerbrand Ceder, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT).
Estos expertos lograron mejorar la estructura y los materiales utilizados por las tradicionales baterías de litio, y crearon una nueva generación de superbaterías que pueden almacenar suficiente potencia para mover un vehículo, pero que, a diferencia de las baterías que utilizamos hoy, solo requieren unos pocos segundos para recargarse.

Carrera de iones

Según explican los científicos, las tradicionales baterías de litio -que usamos hoy en los celulares, las laptops y muchos de los carros eléctricos- funcionan mediante el movimiento ininterrumpido de los iones de litio en su interior. Los iones de litio son los que transportan la carga eléctrica positiva.
Así, las baterías de iones de litio ofrecen un buen rendimiento energético, pero toma demasiado tiempo recargarlas y, además, se sobrecargan muy rápido (como cuando el celular se calienta luego de un rato de utilizarlo continuamente).

Finalmente, estas baterías tradicionales de litio pierden, con el tiempo, su capacidad de cargarse y deben ser desechadas, contribuyendo con la contaminación global de desechos sólidos.

Los ingenieros del MIT detectaron que todos estos problemas con baterías modernas de litio tienen una razón común: la poca velocidad con la que se mueven los iones de litio en su interior.

Por eso, la respuesta para mejorar las baterías fue simplificar al máximo el camino de estos iones.

Para lograrlo, ellos rediseñaron la estructura interna de las baterías creando nuevos caminos, vías o atajos para facilitar el paso de las cargas eléctricas de un extremo a otro de la batería (de polo a polo) y en ambas direcciones.

Así, los científicos añadieron en la capa exterior de cada batería una especie de carretera de circunvalación exclusiva para los iones de litio. 'Este camino externo es capaz de distribuir la energía por cada uno de los rincones del dispositivo en muy pocos segundos, 10 ó 30 como máximo', afirmaron los expertos del MIT.

Sin embargo, para asegurarse que los iones tomaran ese camino y no alguna otra vía alterna dentro de la batería, los científicos añadieron un material superconductor llamado fosfato de litio-hierro.

Este material guía los iones de litio hacia esa ruta de circunvalación. De esta forma, se logra reducir el tiempo que necesita la energía eléctrica para trasladarse y completar el recorrido dentro de la pila.

'La estructura química del fosfato de litio-hierro crea túneles del tamaño correcto por los que el litio se mueve con mucha más agilidad', afirmaron los científicos en Nature.

Además, el fosfato de litio-hierro tiene la ventaja de que no se sobrecalienta ni pierde su capacidad para cargarse.

La tecnología a favor del medio ambiente

Japón tiene importantes desafíos para llevar a cabo y entre ellos se encuentra el de asegurar un suministro estable de energía. Otro consiste en desarrollar fuentes de energía limpias para reducir la contaminación y las emisiones de dióxido de carbono (CO2). De esta manera, este país industrializado se está encargando de promover la energía verde, para la cual es imprescindible -entre otras cuestiones- el uso de vehículos eléctricos y solares.

A pesar de que los vehículos eléctricos todavía no son muy allegados al público, debido, en principio, a su precio, hoy en día existe una creciente demanda de coches con un menor consumo y menos contaminantes, que logra la preparación de nuevos enfoques y desarrollos.

El uso generalizado de vehículos eléctricos puede conseguir importantes ahorros de combustible y un considerable recorte en la emisión de gases, teniendo la misma autonomía e iguales prestaciones que un vehículo convencional.

En muchos países este tipo de vehículo es una realidad minoritaria. En España, por ejemplo, para comprar un coche eléctrico que no contamina se debe pagar el 12 % de impuesto de matriculación, ya que está penalizado al igual que los vehículos de lujo. De igual manera, no existen facilidades para la circulación de los modelos que no han sido homologados en esta nación, aunque dispongan de la misma homologación en otro país de la Unión Europea. Por si fuera poco, no hay una norma europea sobre estos vehículos. Por lo tanto, que un particular pueda adquirir un vehículo eléctrico resulta solemne. No obstante, existen algunas asociaciones que promueven el vehículo eléctrico, como es el caso de la Asociación Volt Tour y del Rally Solar que se celebra en Cataluña.