La revolució en el món de l'automòbil

2014

Pol Arostegui Palomar

Dirigit per Joan Fonollosa

2n Batxillerat 1

Institut Montserrat

Data: 5/11/2014

LA REVOLUCIÓ EN EL MÓN DE L’AUTOMÒBIL

QUINS CANVIS S’ESTÀN PRODUINT?

Treball de Recerca

Treball de recerca: La revolució en el món de l’automòbil Pol Arostegui Palomar

1

Agraeixo, en primer lloc als meus pares, que des del començament m’han

donat suport en la realització del treball. També, dono les gràcies al tutor del

meu treball, Joan Fonollosa, pel seguiment que n’ha fet i els seus consells.

Finalment, agraeixo l’amabilitat i les facilitats que m’han proporcionat els

diferents entrevistats d’aquest treball, els quals són Chus Sánchez, Albert

Fàbrega, Bernat Lleonart i Agustí Payà.


2

0 Introducció i objectius ............................................................................... 3

1 Teoria dels motors aplicats a l’automoció ................................................. 4

1.1 Evolució dels motors aplicats a l’automoció des del seu origen ............. 4

1.1.1 Motor de vapor ................................................................................. 5 1.1.2 Motor Stirling. El rival del motor de vapor. ....................................... 7 1.1.3 Aparició de l’electricitat a l’automoció .............................................. 8 1.1.4 Aparició del motor de combustió interna .......................................... 9

1.2 Tipus de motor més utilitzats recentment ............................................. 11

1.2.1 Motor tèrmic ................................................................................... 11 1.3 Tendències actuals de tipus de motor que s’incorporen al mercat ....... 20

1.3.1 Vehicle propulsat al 100% per un motor elèctric i amb suport únicament de bateries (normalment de ió de Liti) ................................... 25 1.3.2 Vehicle de propulsió híbrida (Elèctrica-Combustió). ...................... 26

1.3.3 Vehicle de propulsió elèctrica 100% amb bateries que es carreguen mitjançant un motor de combustió (on-Board). ....................................... 31 1.3.4 Vehicles de propulsió 100% elèctrica amb bateries que s’alimenten d’una pila de combustible d’Hidrogen. .................................................... 32 1.3.5 Altres innovacions (GNC) .............................................................. 35

2 Treball pràctic: Energies alternatives i canvis tecnològics en la

competició ...................................................................................................... 36

2.1 Contacte amb Chus Sánchez ............................................................... 38

2.1.1 Entrevista ....................................................................................... 38 2.1.2 Valoració de l’entrevista ................................................................. 42

2.2 Contacte amb Albert Fàbrega .............................................................. 43 2.2.1 Entrevista ....................................................................................... 44

2.2.2 Valoració de l’entrevista ............................................................. 46 2.3 Contacte amb Mercedes Barcelona EcoTeam ..................................... 47

2.3.1 Entrevista a Bernat Lleonart .......................................................... 48 2.3.2 Valoració de l’entrevista ................................................................. 53 2.3.3 Entrevista a Agustí Payà (Pilot de Mercedes Barcelona EcoTeam) ................................................................................................................ 54

2.3.4 Valoració de l’entrevista ............................................................. 62 2.3.5 Visita al Parc Motor Castellolí (Ecosèries) ..................................... 64

3 Conclusions ............................................................................................ 66

3.1 Evolució dels motors aplicats a l’automoció ......................................... 66 3.2 Estem vivint una tercera revolució energètica? .................................... 67 3.3 Com s’està traduint aquesta tercera revolució energètica en el sector de l’automoció? ............................................................................................... 73

3.4 En aquest moment és viable una societat amb vehicles que usin energies alternatives? ................................................................................ 74 3.5 Impacte mediambiental ..................................................................... 75

3.6 Conclusió final .................................................................................. 78

4 Annexos .................................................................................................. 80

4.1 Curriculum de Chus Sánchez ............................................................... 80 4.2 Curriculum d’Albert Fàbrega ................................................................. 83

5 Bibliografia i enllaços .............................................................................. 84


3

0 Introducció i objectius

Quan vaig començar a pensar en el tema del qual tractaria en el meu treball

de recerca, principalment em van venir al cap conceptes relacionats amb el

món de l’automoció, perquè aquest, crec que és el meu futur. Des de petit,

m’han encantat els cotxes i les motos, i sempre, pel carrer, me’ls quedava

mirant i imitava el seu soroll. Ara, crec què ha arribat el moment de saber-ne

més.

Per començar, seria necessari conèixer una mica l’evolució dels tipus de

motors aplicats a l’automoció al llarg de la historia per poder arribar a una

conclusió o poder fer una hipòtesis de com seran en un futur. A més a més,

també m’he plantejat conèixer el funcionament de cada un dels tipus de

motor que s’han anat utilitzant al llarg del temps.

Finalment, estudiar a fons les diferents possibilitats que ofereix la tecnologia

de proporcionar als vehicles diferents sistemes de funcionament adaptant-se

a les noves necessitats i realitats mediambientals o d’altres temes.

Com a últim aspecte a tractar, també m’agradaria analitzar els avenços en el

món de la competició i la seva aplicació posterior en la fabricació en sèrie.

Objectius principals que m’agradaria assolir amb aquest treball:

Conèixer el passat, present i futur dels motors aplicats a l’automoció

Quin tipus de motor serà el més popular en la nostra societat en un

futur pròxim.

Canvis en els cotxes en relació a les necessitats mediambientals

Quins són els motius que porten a fer els vehicles cada vegada més

personalitzats en quant al tipus de motor.

Conèixer el món de la competició com a banc de proves de noves

solucions tècniques.


4

1 Teoria dels motors aplicats a l’automoció

1.1 Evolució dels motors aplicats a l’automoció des del seu origen

És difícil precisar quan i com va sorgir, i a qui podria atribuir-se la primera

idea o experiment, del qual, al llarg dels anys, s’hauria de denominar

automòbil. Del que si que tenim coneixement és que no va ser fruit de

l’enginy o de la feina feta per un home sol, sinó d’una sèrie d’idees i esforços

d’un conjunt de persones al llarg dels anys.

Al segle XIII, ja algun filòsof, com l’anglès Bacon deia que seria possible

construir carros que, sense animals, es mourien amb una força indescriptible.

Dos segles després, va començar a complir-se la predicció d’aquest filòsof, ja

que diversos intel·lectuals de l’època van començar a idear i realitzar

sistemes d’engranatges que feien que els carros avancessin sense ajuda de

cap mena de força animal, i precisament aquests, es van començar a

considerar vehicles accionats mecànicament.

Tanmateix, l’inici de la

indústria automobilística es

situa a l’any 1769 amb la

construcció del primer

vehicle de motor a vapor,

anomenat el “Fardier”, creat

per Nicolas Cugnot, escriptor i inventor francès, el qual el va dissenyar per tal

de transportar peces d’artilleria. La història, considera la seva construcció

com l’inici de la època de la “tracció a vapor”. El “Fardier” era un tricicle que

sobre la roda davantera s’hi situava una caldera i un motor de dos cilindres

verticals. La roda davantera resultava motriu i de direcció a la vegada, sobre

la qual, els dos cilindres hi treballaven directament.

L’any següent, al 1770 va construir un segon model, més gran que el primer i

que podia arrossegar 4,5 tones, més que l’anterior, és a dir, també més

potència i podia assolir una velocitat màxima de 4 Km./h.


5

Amb aquesta versió es va produir el que podria considerar-se “primer

accident automobilístic” de la història, en resultar impossible la conducció del

monumental vehicle, que va acabar xocant contra una paret que es va

esfondrar desprès del xoc.

Cugnot, encara va tenir temps de construir

una tercera versió el 1771, que es

conserva exposada en l'actualitat en el

Museu Nacional de la Tècnica de París.

En aquests primers vehicles es van

desenvolupar innovacions com el fre de

mà, les velocitats i el volant.

Com a curiositat, als voltants del 1801 van començar a circular els primers

taxis propulsats amb motors de vapor per les grans ciutats. Més endavant,

cap al 1840 van aparèixer carros de vapor amb capacitat per 18 persones.

1.1.1 Motor de vapor

El motor de vapor va ser un motor de

combustió externa que transforma

l’energia tèrmica d’una quantitat d’aigua

en energia mecànica.

La calor del combustible, fa que es

generi vapor d’aigua en una caldera

tancada. Aquest vapor d’aigua, a través

d’un conducte arriba al distribuïdor, una estructura metàl·lica a l’interior de la

qual es troben el cilindre amb el pistó. El distribuïdor té unes vàlvules que

regulen l’entrada de vapor a pressió al cilindre. A l’augmentar el volum del

cilindre, el vapor empeny el pistó. Tot seguit, mitjançant un mecanisme de

biela-manovella, el moviment lineal alternatiu del pistó del cilindre es

transforma en un moviment de rotació, que en aquest cas accionaria la roda

de l’automòbil. Quan el pistó arriba al final del recorregut, torna a la seva


6

posició inicial i expulsa el vapor d’aigua utilitzant l’energia cinètica d’un volant

d’inèrcia. Per evitar que el volant d’inèrcia augmenti de velocitat, existeix el

regulador de Watt, situat al final del cicle de funcionament i que actua com

un sensor que detecta quan hi ha canvis en el parell motor*. Aquest sensor

està format per dues boles. Quan detecta una velocitat elevada, les boles

s’eleven i s’allunyen cada vegada més de l’eix central a causa de les forces

centrífuges. Quan pugen, a la vegada empenyen un eix que tanca una

vàlvula d’entrada del vapor a la màquina. D’aquesta manera, la velocitat

disminueix i les boles tornen a la seva posició original.

*(el gir d’un motor té dues característiques: el parell motor i la velocitat de gir.

Per combinació d’aquestes dues s’obté la potència: P=C*w (potència=parell

motor*velocitat angular)


7

1.1.2 Motor Stirling. El rival del motor de vapor.

Cap al 1816, el reverend escocès

Robert Stirling va ser el primer en

dissenyar un nou motor amb

capacitats de rivalitzar, i alhora,

simplificar el motor de vapor.

El motor Stirling realitzava els

mateixos processos d’escalfament

i refredament d’un gas, en aquest

cas aire enlloc de vapor d’aigua. A

més, tots aquests processos eren

realitzats a l’interior del motor de

manera que aquest ja no necessitava caldera.

Aquest motor, Stirling, té moltes qualitats, com per exemple, és l’únic capaç

d’aproximar-se al rendiment teòric màxim, conegut com a “rendiment de

Carnot”, per tant, referint-nos a rendiment de motors tèrmics, és la millor

opció. Però, si és aplicat a l’automoció, és a dir, el que ens interessa en el

treball, està comprovat que no serveix com a motor de cotxe, perquè encara

que tingui un rendiment superior a altres tipus de motor, la seva potència és

inferior (en relació al pes) i el rendiment òptim només s’aconsegueix a

velocitats baixes.

Per tant, va ser un motor bastant comú a la seva època, però el seu ús es va

restringir més aviat en aparells d’ús domèstic com ara: ventiladors, bombes

d’aigua, etc.

El seu cicle de treball consta de dues transformacions isocòriques, també

anomenades transformacions isomètriques

(escalfament i refredament a volum constant) i

dos isotermes (compressió i expansió a

temperatura constant).


8

En aquest motor, hi ha un element addicional, anomenat regenerador, que,

tot i que no sigui indispensable, permet aconseguir un rendiment més elevat.

Aquest regenerador, és un intercanviador de calor intern que té la funció de

absorbir i cedir calor durant les evolucions del cicle a volum constant.

En aquest cas, el regenerador divideix el motor en dues zones: la calenta i la

freda. En els seus cicles de treball, els fluids van desplaçant-se de la zona

freda a la calenta, travessant el regenerador.

El motor Stirling, és un motor bastant adaptable a diferents circumstàncies, ja

que pot utilitzar 1,2,3 o més pistons.

1.1.3 Aparició de l’electricitat a l’automoció

La primera locomotora elèctrica

Al 1837, l’inventor escocès Robert Davidson va construir un ferrocarril elèctric

impulsat per bateries (celdes galvàniques) i després, al 1841, una locomotora

anomenada Galvani. Aquests van ser uns invents que no van prosperar a

causa del limitat subministrament de corrent elèctric que proporcionaven les

bateries.

Els primers cotxes elèctrics

Van haver-hi cotxes elèctrics que es

van desenvolupar abans del motor de

quatre temps, sobre el que Diesel i

Otto van basar l’automòvil actual.

Entre 1832 i 1839, Robert Anderson,

home de negocis escocès, va inventar

el primer automòbil propulsat per

cèl·lules elèctriques no recarregables. Aquesta, va ser una etapa amb

diferents invents i avenços en l’àmbit de l’automoció, principalment arreu

d’Europa que posteriorment no van tenir molt èxit, ja que no van complir les

expectatives esperades pels respectius creadors i no van tenir presència en


9

la societat. Espanya, va quedar al marge de tots aquests processos

d’innovació en el sector, ja que patia una època d’inestabilitat política.

1.1.4 Aparició del motor de combustió interna

Al mateix moment en el qual s’estaven duent a terme nombroses

investigacions, i el motor de vapor havia arribat a obtenir el màxim rendiment

aplicat a l’automoció, van sorgir nous avenços tecnològics. Als voltants de

l’any 1860, es van iniciar investigacions per tal de proporcionar als automòbils

motors que utilitzessin l’explosió de cilindres de mescles gasoses. En aquell

moment va aparèixer el motor de combustió interna.

Primer motor d’explosió (un tipus de combustió interna)

Precisament l’any 1860, l’enginyer belga Etienne Lenoir va construir un motor

inèdit, basat en un únic cilindre alimentat amb gas i oli que s’inflamava amb

l’ajuda d’una espurna, és a dir, un motor de combustió interna. Era similar a

un motor de vapor de doble efecte amb un cilindre horitzontal. Constava de

cilindres, pistons, bieles i volant. Va ser el primer motor que va ser construït

en quantitats importants.

Durant aquell període, els investigadors es van centrar en aquest tipus de

motor amb la principal finalitat d’augmentar-ne la potència. Uns anys abans,

el 1857, s’havia descobert la gasolina, que s’obté mitjançant la destil·lació

fraccionada del petroli.

Però no seria fins al 1876 que l’alemany Nikolaus August Otto construís el

primer motor de gasolina realitzable de la historia perfeccionant el projecte de

l’enginyer francès Alphonse Beau de Rochas, el qual havia anunciat un cicle

de funcionament totalment innovador en aquell moment anomenat de quatre

temps i que va ser la base per a tots els motors de combustió interna

posteriors.


10

L’era de l’automoció

Més endavant diversos personatges van seguir investigant per tal d’avançar

en l’objectiu principal del moment, el qual era, trobar un motor que

definitivament funcionés correctament i fos fiable. L’any 1883, l’enginyer

industrial i constructor alemany Gottlieb Daimler perfecciona el projecte d’Otto

i Rochas i crea un monocilindre inèdit. Començaria aleshores una nova

indústria automobilística i un nou mercat.

El que és considerada l’era del automòbil s’inicia formalment el 29 de gener

del 1886, quan l’enginyer alemany Karl Benz va sol·licitar una patent al

govern alemany per un vehicle de tres

rodes, que és considerat el primer vehicle

automotor de combustió interna de la

història. Se’l va anomenar “Motorwagen”. Va

ser un tricile propulsat per un motor de

combustió interna de mescles gasoses.

Karl Benz també va començar a utilitzar

motors de gasolina en els seus primers prototips de cotxes.

Podriem determinar que durant aquells anys, dos homes que no es coneixien

entre ells, i cadascú seguint un camí diferent amb les respectives

investigacions, van arribar a concebre els elements bàsics necessaris per

obtenir un vehicle de quatre rodes, impulsat per un motor de gasolina, és a

dir, un motor de combustió interna que va ser precursor de l’automòbil actual.

Aquests dos homes van ser Karl Benz i Gottlieb Daimler. Els seus avenços

van servir com a punt de partida de un dels grans processos de

desenvolupament tecnològic dels quals avui disposa la humanitat.

Deixant de banda el disseny, els vehicles actuals segueixen sent els mateixos

en els seus processos mecànics i d’automoció. Òbviament, s’han incorporat

notables innovacions, però actualment seguim parlant de sistemes d’encesa,

carburació, transmissió, canvi i frens. Cal esmentar, que no tot va ser inventat

i perfeccionat al mateix temps.


11

1.2 Tipus de motor més utilitzats recentment

Després dels grans avenços en el sector de Karl Benz i Gottlieb Daimler,

considerats els pioners de la indústria automobilística munidal, els automòbils

han anat evolucionant progressivament fins l’actualitat, i ara encara ho

segueixen fent.

Actualment, al mercat, hi ha una certa varietat de possibilitats a l’hora de

comprar un automòbil pel que fa a l’elecció del tipus de motor òptim a les

teves necessitats.

En termes generals, podríem classificar els motors aplicats a l’automoció en:

tèrmics i elèctrics. Aquests últims, guanyant protagonisme al sector més

recentment degut a les necessitats mediambientals. Tot i així, en aquest

moment el model de motor per excel·lència és el de combustió interna i a

l’elèctric encara li queda molt camí per recórrer per poder estar a l’altura de

prestacions d’aquest.

Ja que estem parlant dels motors més utilitzats actualment i no dels que

tenen possibilitats de futur, ara us faré una petita descripció de les variants

del motor de combustió interna i el seu funcionament.

1.2.1 Motor tèrmic

Un motor tèrmic és una màquina tèrmica que transforma calor en treball

mecànic mitjançant intercanvis amb les temperatures. En un motor tèrmic, la

sèrie de transformacions que es produeixen, condueixen a un estat inicial, és

a dir, que té un cicle tancat. Durant aquestes transformacions, el motor rep

energia tèrmica en forma de calor, i retorna energia mecànica en forma de

treball.

Els motor tèrmics els podem dividir en:

1.2.1.1 Motors tèrmics de combustió interna.

En aquest tipus de màquines, les de combustió interna, els gasos que duen a

terme la combustió són els mateixos que circulen per la pròpia màquina. En


12

aquest cas, la màquina serà necessàriament de cicle obert i el fluid del motor

és l’aire, que actua com a comburent en la combustió.

Diferents tipus de motor de combustió interna:

Alternatius

Els motors de combustió interna alternatius, també anomenats motors de

gasolina i motors dièsel són motors tèrmics en els quals els gasos resultants

del procés de combustió empenyen el pistó, desplaçant-lo al interior del

cilindre i fent girar el cigonyal, obtenint un moviment de rotació.

Aquests motors es poden classificar de la següent manera:

o Segons la forma d’encesa de la mescla

1. Mitjançant encès provocat (els de cicle Otto o de gasolina)

2. Mitjançant encesa per compressió (els de cicle Dièsel)

o Segons la forma de fer la renovació de la càrrega

1. Cicle de quatre temps: el cicle de treball es completa en quatre curses

de l'èmbol i dues voltes del cigonyal. En aquests motors, la renovació

de la càrrega es controla mitjançant l'obertura i tancament de les

vàlvules d'admissió i escapament.


13

2. Cicle de dos temps: el cicle de treball es completa en dues carreres de

l'èmbol i una volta del cigonyal. La renovació de la càrrega

s'aconsegueix per escombrat , en desplaçar la nova barreja els gasos

de la combustió prèvia, sense la necessitat de vàlvules, (en els dièsel

porta d'escapament) ja que és ara el propi èmbol el qual amb el seu

moviment descobreix les lluernes d'admissió i escapament (només

cicle Otto) regulant el procés.


14

Diferències tècniques principals entre els motors de cicle de dos temps i els

de 4 temps:

Lubricació del

motormotor durant el

cicle

Fases del cicle de treball

Cicle de

2 temps

S’aconsegueix mitjançant

la barreja d’oli amb el

combustible amb una

proporció del 2 al 5%.

1. Admissió - compressió 2. Explosió-escapament

Cicle de

4 temps

Mitjançant el càrter. 1. Admissió

2. Compressió

3. Explosió

4. Escapament

Funció del pistó Funció del càrter del

cigonyal

Entrada i

sortida de

gasos

Cicle de

2 temps

Les dues cares del

pistó realitzen una

funció simultàniament.

Està tancat

hermèticament i fa la

funció de càmera de

precompressió

Es realitza a

través de les

llumeneres (no

hi ha vàlvules).

Cicle de

4 temps

Només està activa la

part superior del pistó.

Fa la funció de dipòsit

de lubricant.

Disposa de

vàlvules que

regulen

l’entrada i

sortida de

gasos.


15

Les diferents variants dels dos cicles, tant amb dièsel com en gasolina, tenen

cada un el seu àmbit d’aplicació.

2T gasolina: va tenir una gran aplicación en les motocicletes, motors

ultralleugers (ULM) i motors marins fora-borda fins a una certa

cilindrada, havent perdut molt terreny en aquest camp a causa de les

normes anticontaminació. A part de les cilindrades mínimes de

ciclomotors i scooters (50cc), també és útil per motors molt petits com

motoserras i petits grups electrògens.

4T gasolina: domina en les aplicacions a motocicletes de qualsevol

cilindrada, automóvils, aviació esportiva i fora borda.

2T dièsel: domina en les aplicacions navals de gran potencia, fins a

100000 CV avui en dia, y tracció ferroviària. Antigament es va utilizar

en aviació amb un cert èxit.

4T diésel: domina en el transport terrestre, automóvils i aplicacions

navals fins a una certa potència. Comença a tenir presencia en la

aviació esportiva.

La turbina de gas

Una turbina de gas, és una màquina tèrmica dins de la família dels motors de

combustió interna.

Les turbines de gas normalment operen amb un cicle obert, com es mostra

en aquest esquema:


16

El cicle Brayton és un procés cíclic associat generalment a les turbines de

gas. Com altres cicles de potència de combustió interna, el cicle Brayton és

un sistema obert, tot i que per el seu anàlisi termodinàmic, és convenient

assumir que els gasos d’escapament són parcialment reutilitzats en l’ingrés al

sistema, d’aquesta manera permetent l’anàlisi com a sistema tancat.

Les turbines de gas es configuren termodinàmicament mitjançant aquest cicle

que està integrat per quatre processos internament reversibles:

1-2: Compressió isentròpica (l’entropia del fluid que forma el sistema roman

constant).

2-3: Augment de calor a pressió constant.

3-4: Expansió isentròpica tornant a

la pressió ambient.

4-1: Rebuig de calor a pressió

constant.


17

Aquestes gràfiques representen el funcionament i les condicions ideals del

cicle de Brayton. La primera imatge és el cicle de treball, i les altres dues són

respectivament, un diagrama de pressió-volum i un diagrama entròpic

(temperatura - entropia).

Pel que fa al rendiment de les turbines de gas, els rendiments del cicle Bryton

són sensiblement superiors als del cicle Rankine de vapor d’aigua. Això es

deu al fet que el cicle Brayton treballa a temperaturas superiors que el cicle

Rankine.

W(max)=Q ((T−T0 ) / T)

En aquesta equació Wmàx representa el treball teòric màxim que pot realizar

un cicle de potencia reversible que opera entre les temperaturas extremes T i

T0, sent T0 la temperatura del medi ambient, intercanviant calor (Q) amb el

medi ambient. És evident que quant major sigui el valor de T, major será el de

Wmàx.


18

El motor rotatiu

El motor rotatiu o motor Wankel es un tipus de motor de combustió interna,

inventat per Félix Wankel, que utilitza rotors en contes dels pistons dels

motors alternatius.

Aquest és el seu cicle de treball:

En un motor alternatiu, en el mateix volum del cilindre s’efectuen

successivament les quatre fases del cicle de treball (admissió, compressió,

combustió i escapament).

Per contra, en un motor Wankel, les mateixes 4 fases del cicle de treball no

es desenvolupen en un mateix volum, sinó que cada fase es desenvolupa en

una part diferent del bloc, és a dir, seria com tenir dedicat un cilindre per a

cada fase del cicle, amb el pistó movent-se contínuament de l’un a l’altre.

otro. Aquest cilindre, el podríem descriure com una cavitat amb forma de 8, a

l’interior de la qual es troba un pistó triangular que realitza un gir de centre

variable. Aquest pistó, comunica el seu moviment rotatiu a un cigonyal que es

troba en el seu interior i que ja gira amb un centre únic.


19

El rotor segueix un recorregut en el que sempre manté 3 vèrtexs en contacte

amb les parets del motor, d’aquesta manera delimitant tres compartiments

separats de la mescla.

A mesura que el rotor gira a l’interior de la càmera, cada una de les

separacions, s’expandeixen i es contrauen alternativament; és aquesta

expansió-contracció la que succiona l’aire i el combustible cap al motor,

comprimeix la mescla, extreu la seva energia expansiva i la expel·leix cap al

escapament.

El cicle Atkinson

El motor de cicle Atkison és un tipus de motor de combustió interna, inventat

per James Atkison l’any 1882. El cicle Atkison va ser dissenyat per oferir més

eficiència respecte la potència. És un motor que actualment s’està començant

a aplicar en els nous models híbrids.

En un motor de combustió interna alternatiu convencional (MCIA) les vàlvules

d’admissió, que tenen une mescla d’aire i combustible, es tanquen quan el

pistó comença la compressió. En canvi, en el cicle Atkison es retrasa el

tancament de les vàlvules d’admissió, d’aquesta manera una part de la

mescla es retorna al conducte d’admissió. Amb aquest procediment es pot

arribar a aconseguir un considerable estalvi de combustible, una temperatura

inferior i menor pressió en el cilindre, així restant vibracions al motor. A més,

augmenta l’eficiència global del cicle Otto. El Prius de Toyota híbrid és un

exemple d’aplicació d’aquest sistema de motor.


20

En aquest gràfic es pot comprovar que el cicle Atkinson requereix menys

pressió i menys volum per a dur a terme el mateix cicle de treball que un cicle

Otto, cosa que fa que sigui evident l’estalvi de combustible.

És un cicle que augmenta l’eficiència global del cicle teòric d’Otto.

Per contra, la desventatja d’un motor amb cicle Atkinson sobre els de cicle

Otto és que ofereix unes prestacions inferiors en quant a potència.

1.3 Tendències actuals de tipus de motor que s’incorporen al mercat

Marcarà un abans i un després l’any 2014 en els cotxes elèctrics i híbrids?

Actualment, ens trobem en un punt d’inflexió en què les marques

automobilístiques es veuen amb l’obligació de cercar nous projectes en el

camí de la mobilitat sostenible. Aquest fet, està representant un punt i a part

en la història de la l’automoció mundial i provocant una nova revolució

industrial en aquest sector.

Les solucions que adopten les diferents marques són diverses. Principalment

trobem alternatives al motor de combustió interna actual i convencional, com

el motor elèctric (amb diversitat de sistemes), l’híbrid i el de gas natural

comprimit.

L'aposta pel cotxe elèctric sembla que ja és definitiva. S'albira un horitzó en el

qual les ciutats obriran els seus carrers a vehicles que no fan amb prou feines

soroll i no emeten gasos contaminants, compartint espai en igualtat de

condicions amb vianants i ciclistes. Aquest somni cada vegada està més a

prop, però aquest vehicle encara té incògnites per resoldre.

Un cotxe elèctric és mogut per un motor elèctric en lloc d'un motor a gasolina

o gasoil. A diferència d'un motor de combustió interna, que està dissenyat

específicament per funcionar cremant combustible, un vehicle elèctric


21

funciona sense motor de combustió interna que entenem com convencional.

Les diferències més palpables entre tots dos automòbils són:

• El motor de gasolina és reemplaçat per un motor elèctric.

• El motor elèctric rep la seva potència d'un controlador.

• El controlador recull la potència d'un conjunt de bateries.

El cor d'un cotxe elèctric és la combinació de:

• El motor elèctric.

• El controlador del motor.

• Les bateries.

El controlador agafa energia de les bateries i l'hi lliura al motor. L'accelerador

va connectat a un parell de potenciòmetres (resistències variables), i aquests

potenciòmetres proveeixen del senyal que li diu al controlador quanta energia

se suposa que ha de lliurar. El controlador pot enviar diversos nivells de

potència, controlant la velocitat.


22

A continuació, ens endinsem en les diferencies entre els motors tèrmics i els

elèctrics a l’hora d’entregar el “par” i la potència, relacionant aquests dos

conceptes amb les revolucions per minut.

Analitzant aquesta gràfica, podem extreure aquesta taula amb aquestes

dades, ja que observant el par motor podem veure que el de l’elèctric ofereix

unes prestacions molt més elevades al de un motor tèrmic.

Rpm Par

motor

Rpm Par

motor

Tesla

Roadster

6000 271 N·m 14000 67,8 N·m

Motor

tèrmic

de 4

cilindres

6000 162,7

N·m

(No

arriba a

14000

rpm)


23

Tesla Roadster.

Tot seguit, analitzem un altre gràfic on es compara, a més del par motor com

en l’anterior, la potència. S’han agafat com a exemple cotxe amb motor

elèctric, concretament el Nissan Leaf i un motor tèrmic, també Nissan, de

1600cm3.


24

Es comparen aquests dos models, els quals disposen de 109 CV de potència.

La potència màxima és la mateixa, però si ens hi fixem detingudament,

podem observar que el motor elèctric és més potent en quasi bé totes les

circumstàncies, ja que el Leaf, ofereix una potència màxima fins a les

9800rpm i aguanta fins a les 10400rpm, mentres que el motor tèrmic

convencional ja s’atura a les 6500rpm.

D’aquestes dades, podem deduir que un cotxe elèctric és molt més potent

que un tèrmic en igualtat de condicions.

Un altre factor diferenciador important és que el motor tèrmic és incapaç de

girar per sota del “règim de ralentí” (unes 700 rpm), ja que el gir es torna

inestable i el motor es cala. En canvi, l’elèctric és capaç de girar igual

d’equilibrat i amb la mateixa força (par) a 20 rpm que a 2000rpm. A més, des

de les 0 rpm ja disposa del par màxim.


25

Hi ha diverses opcions de motor elèctric. Generalment associem als cotxes

elèctrics amb vehicles de bateries, però això no sempre és així, ja que un

cotxe elèctric es pot alimentar energèticament de diverses fonts i no

exclusivament de l'electricitat proporcionada per la xarxa elèctrica i

acumulada en les seves bateries.

A continuació us faré una descripció del funcionament i exemples de

projectes en evolució de cada una d’aquestes solucions.

La informació sobre cada una de les variants de tipus de motor que estan

sorgint actualment l’he obtingut de l’entrevista amb el Sr. Agustín Payá que

podeu trobar a la part pràctica d’aquest mateix treball. Ens descriu clarament

les diferents solucions en les quals s’està treballant actualment i que estan

com diu ell mateix en continua evolució.

Les diferents alternatives són les següents:

1.3.1 Vehicle propulsat al 100% per un motor elèctric i amb suport

únicament de bateries (normalment de ió de Liti)

Actualment, els vehicles totalment elèctrics únicament suportats per bateries

estan en ple desenvolupament, ja que sembla que tindran una gran projecció

de futur. La majoria d’empreses automobilístiques ja disposen d’un model

totalment elèctric en els seus catàlegs de venta.


26

Exemple de Mercedes-Benz SLS AMG Coupé Electric Drive

Aquesta imatge seria l’esquema de funcionament d’un vehicle propulsat per

un motor 100% elèctric i amb suport únicament de bateries, les quals són de

ió de Liti.

Actualment, les bateries de Liti-ió, són el sistema d’emmagatzament d’energia

elèctrica més comú en els vehicles elèctrics.

Les bateries emmagatzemen l’energia en forma de corrent continu (DC. –

Direct Current), mentres que el carregador exterior pot alimentar l’energia

com a corrent continu (DC) o corrent altern (AC. – Alternating Current). Pel

que fa als motors d’aquests vehicles, normalment són màquines elèctriques

de corrent altern. Precisament per aquesta raó, els vehicles disposen d’un

inversor, el qual permet transformar el corrent continu en corrent altern.

1.3.2 Vehicle de propulsió híbrida (Elèctrica-Combustió).

En aquesta variant el motor elèctric té un paper secundari: l'energia elèctrica

que l'impulsa prové de bateries i, alternativament, d'un motor de combustió


27

interna que mou un generador. Normalment, el motor també pot impulsar les

rodes de forma directa.

Actualment però hi ha més combinacions, tenim cotxes híbrids amb

motors pneumàtic / combustió i un híbrid pneumàtic / elèctric.

En el disseny d'un automòbil híbrid, el motor tèrmic és la font d'energia que

s'utilitza com última opció, i es disposa d'un sistema elèctric per determinar

quin motor utilitzar, i quan fer-ho.

En el cas d'híbrids gasolina-elèctrics, quan el motor de combustió interna

funciona, ho fa amb la seva màxima eficiència. Si es genera més energia de

la necessària, el motor elèctric s'utilitza com a generador i carrega la bateria

del sistema. En altres situacions, funciona només el motor elèctric,

alimentant-se de l'energia guardada a les bateries.

N'hi ha alguns en què és possible recuperar l'energia cinètica en la frenada i

la converteix en energia elèctrica.

La combinació d'un motor de combustió operant sempre a la seva màxima

eficiència, i la recuperació d'energia en la frenada (útil especialment a la

ciutat), fa que aquests vehicles tinguin millors rendiments que els vehicles

convencionals.

Tots els cotxes elèctrics utilitzen bateries carregades per una font externa, fet

que ocasiona problemes d'autonomia de funcionament. Aquesta queixa

habitual, s'evita amb els cotxes híbrids, ja que és el motor tèrmic (normalment

de gasolina), el que, mitjançant un generador, carrega les bateries.

Tipus de vehicles híbrids

Els vehicles híbrids es classifiquen en dos tipus:

paral·lel: tant el motor tèrmic com l'elèctric poden fer girar les rodes.

sèrie: el motor tèrmic genera electricitat i la tracció només la proporciona el

motor elèctric.


28

També es poden classificar en:

Regulars: utilitzen el motor elèctric com a suport.

Endollables: (també coneguts per les seves lletres en anglès PHEVs) utilitzen

principalment el motor elèctric i es poden recarregar endollant-los a la xarxa

elèctrica. (Plug-in)

A part, també existeix un altre tipus de funcionament, molt recent, que utilitza

l’aire comprimit per produir energia elèctrica. És l’anomenat Hybrid Air.

Aquest sistema, consta d’un funcionament, en que un fluid hidràulic propulsa

el cotxe. En les frenades, el que fa el Hybrid Air s'assembla a comprimir un

moll potent utilitzant un gat hidràulic la manovella del qual acciona la pròpia

inèrcia del vehicle. En accelerar, l'energia emmagatzemada s'empra per

moure a l'automòbil com ocorreria en un cotxet a corda. El nitrogen comprimit

és una forma barata de tenir un 'moll potent', mentre que el sistema hidràulic

és una forma enginyosa de 'donar corda' i 'consumir corda' de forma lenta i

progressiva.

En

paral·lel

En sèrie


29

Aquest sistema no és una alternativa a un Chevrolet Volt o un Toyota Prius(

el model híbrid per excel·lència). Això sí, en condicions de tràfic urbà, el seu

potencial d'estalvi és molt elevat. PSA (Grup Peugeot-Citroën) calcula que, en

aquest escenari, pot estalviar un 45% de combustible, propulsar al cotxe

durant un 80% del temps i suplementar les prestacions d'un motor de

gasolina fins a fer-li semblar un turbodièsel.

Un exemple clar d’aquest sistema de funcionament híbrid és el; Citroën C4

Cactus.


30

Avantatges i desavantatges del motor híbrid

Avantatges Desavantatges

Menys soroll que un motor tèrmic.

Més pes que un cotxe normal.

Resposta més ràpida.

Més possibilitat d'espatllar-se.

Recuperació d'energia en

desacceleracions

De moment, el preu.

Més autonomia que un elèctric

simple.

Més suavitat i facilitat d'ús.

Recàrrega més ràpida que un

elèctric.

Millor funcionament en recorreguts

curts.

Consum molt inferior.

Favorable per el medi ambient.


31

1.3.3 Vehicle de propulsió elèctrica 100% amb bateries que es carreguen

mitjançant un motor de combustió (on-Board).

Aquest motor actua com a generador d’ energia (sense connexió amb la

transmissió). Aquesta variant també s’anomena Range Extended o VE de

rang estès.

El Mitsubishi Outlander PHEV és un exemple d’aquesta solució que crea una

nova variant de motor elèctric. És francament diferent a qualsevol altre model

del mercat de característiques similars i prestacions, ja que ens permet

desplaçar-nos en tres configuracions de propulsió diferents, sempre apostant

per l'eficiència com a element principal.

La segona possibilitat que presenta i la que ens interessa tractar en aquest

apartat és la del range extended (extensor d’autonomia) mitjançant l'energia

generada pel motor de combustió interna de 95 CV que actua com a motor-

generador d'energia per a la recàrrega de les bateries, aconseguint així una

autonomia total propera als 800 km amb un consum de combustible mitjana

de 1,63 l (segons homologació). En aquesta manera de conducció,

l'Outlander PHEV, es desplaça preferentment mitjançant els dos motors

elèctrics (2 × 60 Kw) instal·lats a cada un dels eixos, aconseguint així una

eficient tracció total permanent amb un gran parell motor, propi dels motors

elèctrics .


32

1.3.4 Vehicles de propulsió 100% elèctrica amb bateries que s’alimenten

d’una pila de combustible d’Hidrogen.

La pila de combustible, es capaç de generar energia elèctrica a partir d’un

procés electro-químic i alimentar les bateries. Seria l’equivalent al Range

Extended de motor de combustió, però mitjançant una pila de H2.

En aquest cas, parlem dels cotxes elèctrics alimentats per l'energia procedent

de l'hidrogen (H2). Existeixen diferents maneres de generar aquesta energia,

però generalment, en el sector de l’automoció, s'ha optat per utilitzar una pila

de combustible que obté l'energia de l'hidrogen mitjançant un procés

electroquímic. L'hidrogen que alimenta la pila de combustible

s'emmagatzema en estat líquid en un tanc o dipòsit similar al de la gasolina

però comprimit a altes pressions (entre 300 i 700bars).

El resultat de tot el procés representa una mobilitat “zero emissions”, ja que la

transformació de l'hidrogen en energia elèctrica en un vehicle d'aquestes

característiques genera com a “residu” únicament vapor d'aigua.

El proveïment de l'hidrogen, a diferència de les actuals recarregues dels

cotxes elèctrics de bateries, es pot realitzar en pocs minuts (al mateix nivell

que el combustible), resolent així el problema principal de l'autonomia i temps

d'espera dels cotxes elèctrics actuals. Fins aquí tot sembla ideal, però entrem

una mica en matèria. El proveïment es fa en estacions especialitzades i poc

comunes (sobretot en el sud d'Europa) que requereixen d'un sistema

totalment estanc (a pressió), ja que l'hidrogen se subministra a altes

pressions (entre 300 i 700 bars) i és inflamable al contacte amb l'aire. A

Espanya existeixen unes poques “hidrogeneras” destinades a flotes

industrials o de transport públic.


33

Mercedes Clase B F-Cell recarregant-se en una “hidrogenera” d’Alemanya. Clutchd

L'hidrogen (no procedent de derivats fòssils) no és una font d'energia en si

mateixa, sinó un subproducte obtingut a força de la utilització de grans

quantitats d'energia (electròlisi), que es comprimeix i emmagatzema a altes

pressions (300-700 bars) para finalment ser utilitzat per a la generació

d'energia elèctrica. Tot aquest procés pot representar un balanç d'emissions

global major a la dels combustibles fòssils, si no es prioritza o garanteix que

la seva obtenció es realitza mitjançant la utilització d'energies procedents de

fonts renovables, aspecte essencial si l'objectiu principal d'aquestes noves

tecnologies en mobilitat, no és un altre que contribuir a una millora ambiental i

a la reducció d'emissions en termes globals.


34

Un exemple d’aquesta variant de motor seria el Hyundai IX35 "fuel cell", una

producció limitada equipat amb motor elèctric i amb pila de combustible

d'hidrogen, sens dubte tota una declaració d'intencions de la marca coreana.

El vehicle en qüestió, equipa un motor elèctric de 100 kW de potència (uns

135 CV), que li permet accelerar de 0 a 100 km / h en 12,5 segons. L'energia

generada per la pila de combustible, li proporciona una autonomia de més de

500 km amb una sola càrrega de 5,6 kg de H2 a 700 bar de pressió, que es

realitzaria en només 3 minuts en una hidrogenera.

Secció del Hyundai IX35 Fuel Cell. Frontal del IX35 Fuel Cell. Destaca els dipòsits d’H2. Amb aquesta aposta, Hyundai se suma a un selecte grup de fabricants que ja

consideren la tecnologia mitjançant pila de combustible d'hidrogen, com una

alternativa als vehicles de combustió interna.


35

Existeixen altres tecnologies amb diferents variants, mitjançant sistemes

d’aire comprimit i suports variats, que potser més endavant aportaran noves

solucions, però de moment es troben en una fase experimental.

1.3.5 Altres innovacions (GNC)

Per altra banda, Agustín Payá, persona amb un alt coneixement sobre el

tema, ens informa en el seu blog sobre una de les innovacions de SEAT:

“Hoy os quiero hablar de la ultima apuesta “ECO” del fabricante SEAT, en

concreto de su nuevo modelo León 1.4 TGI, un vehículo que se fabrica en

serie en nuestro país, y que viene preparado para funcionar a gas natural

comprimido (GNC), también conocido como gas natural vehicular(GNV).

Ya se que no se trata de ningún coche

eléctrico o híbrido, pero estos modelos a

gas, pueden cumplir una misión

esencial en la que yo considero “la

transición hacia una movilidad

sostenible”.Resulta que el GNC aplicado

a la automoción, nos aporta grandes

ventajas en cuanto a la reducción de los

contaminantes de nuestras ciudades, sobretodo si los comparamos con las

emisiones de los actuales motores diésel, a la vez que representa un gran

ahorro para nuestros bolsillos.

Los nuevos modelos TGI de la marca, actualmente los SEAT León y Mii,

salen de fábrica equipados con el sistema a gas (GNC) y también con

el convencional a gasolina. Actualmente el Kilo de gas sale por 1 Euro, lo que

equivale a un coste de 3,75 euros a los 100 Km recorridos. Esto representa

un ahorro de hasta el 40% respecto a los modelos diesel y del 60% sobre los


36

modelos de gasolina. El inconveniente es que actualmente solo existen 52

puntos de repostaje de GNC en toda España.

El SEAT León 1.4 TGI tiene una potencia de 110 CV y un par motor de 200

Nm, que le permiten acelerar de 0 a 100 km/h en 10,9 Segundos.

Su autonomía, funcionando con el sistema a gas (GNC) es de más de 400

Km, a los que podemos añadir 900 Km más si consideramos la autonomía

que le proporciona el deposito de gasolina.”

A continuació, he creat una taula comparativa entre les variants de consum,

dels models Seat León amb funcionament GNC, i el funcionament

convencional de combustió interna amb 4 cilindres en línia.

Model

(exemple)

Consum Estalvi energètic

GNC (Gas

natural

comprimit)

Seat León

1.4 TGI

1€/1kg gas

3,75€/100km

40%respecte

vehicles dièsel

60%respecte

vehicles de

gasolina

Motor de

combustió

interna (4

cilindres

en línia) -

gasolina

Seat

León 1.2

TSI

4,9 l/100km

1 L/ 1,26€

6,174€/100km


37

2 Treball pràctic: Energies alternatives i canvis tecnològics en la competició

L’objectiu principal d’aquest apartat del treball és contactar amb responsables

tècnics d’empreses automobilístiques que estiguin innovant en el camp

d’utilització de nous mecanismes per els motors dels vehicles, per tal

d’obtenir informació sobre els projectes en els que s’està treballant en

aquests moments i les previsions de futur.

Per altra banda, contactar també amb persones implicades en el món de

competició de vehicles amb energies alternatives. Tant des del punt de vista

tècnic com des del punt de vista esportiu, és a dir, des d’enginyers fins al

pilot, passant per els mecànics. Aquest tema em sembla interessant per

poder analitzar les possibilitats de futur que tenen els projectes de

competicions de vehicles elèctrics.

Anteriorment, en el marc teòric, ja us he definit les incorporacions de diferents

tipus de motor amb altres energies al sector de vehicles comercials i he

analitzat les possibilitats que tenen de futur i alhora, he comparat les seves

prestacions amb els motors de mecàniques menys evolucionades i amb

combustibles derivats del petroli.

A partir d’aquí, desenvoluparé la part pràctica centrant-me en analitzar les

variants i possibilitats dels motors amb energies alternatives en el món de la

competició, valorant-ne les diferents prestacions com: potència, consum,

acceleració, velocitat, tracció... i comprovar si són projectes purament

experimentals o si són projectes amb viabilitat de futur.

Per aconseguir informació al respecte em poso en contacte amb diferents

persones amb activitat professional vinculada al món del motor i sobretot de

la competició.


38

2.1 Contacte amb Chus Sánchez

En primer lloc, he contactat amb el senyor Chus Sánchez, enginyer mecànic i electrònic que actualment disposa d’un càrrec de director de projecte de l’Arguiñano Racing Team de Moto 2. El seu currículum professional, el qual me’l va facilitar ell mateix, està incorporat en aquest treball en l’apartat d’annexos.

2.1.1 Entrevista

¿Crees que el mundo de la competición irá derivando hacia utilizar

exclusivamente energías menos contaminantes?

Sin duda, será asi, por razones diversas, algunas no son nada ecologistas,

simplemente el petróleo tiene una duración limitada, las reservas mundiales

se estima que acabaran por el 2070.

¿Los intereses económicos de las grandes competiciones ( F1,Moto

GP….)juegan a favor o en contra de este cambio?

El mundo de la competición no marca ninguna directriz en esas decisiones,

los intereses económicos de la competición radican en la consecución de la

mayor cobertura televisiva mundial de su evento, como cualquier otra

competición –vease Futbol, Olimpiadas, Ciclismo, Campeonatos mundiales

de…- y lo que hacen en todo caso es adaptar sus normas al intento de

conseguir la mayor espectacularidad posible, en alguna ocasión se toman

decisiones de reglamentos que intentan acercar al espectador la idea de que

la competición es también sensible a los temas ecologistas –competiciones

con motores eléctricos- pero son mas un gesto que una voluntad de migrar

hacia ese camino.


39

¿Crees que el motor eléctrico será la solución definitiva ?¿O simplemente el

modelo de motor de los próximos años? ¿Destacarías como prometedor el

combustible de hidrógeno en los motores eléctricos?

El motor eléctrico será el futuro y se popularizara en cuanto el desarrollo de

las baterías –ese es el verdadero campo de desarrollo- se hayan

perfeccionado haciéndolas mas pequeñas y ligeras, capaces de almacenar

mas energía y recargarse mas rápidamente y por mas ciclos.

Podrías explicarme de una manera breve en que consiste la gestión

electrónica del control de los motores? Esta gestión presenta diferencias

entre los coches eléctricos y los coches de combustión interna

convencionales?

La gestión electrónica de un motor, resumidamente es una caja negra –

miniordenador- que recoge todos los datos de sensores que dispone el motor

y gestiona todos los actuadores que permiten el funcionamiemnto y

rendimiento optimo del motor de combustión, en el caso del motor eléctrico

se basara en otros principios de funcionamiento, el motor eléctrico se

gestiona de un modo completamente diferente, pero su objetivo será el

mismo, máximo rendimiento con el minimo consumo de energía.

De pequeño, el mundo del motor, ya era tu sueño principal?

Pues de pequeño mi ilusión era la tecenologia y sobre todo la electrónica y

los sistemas de control teledirigido.

Tú estás más centrado en el mundo de la competición, pero crees que la

producción comercial también es importante para el desarrollo tecnológico?

Absolutamente importante, solo que en ocasiones los objetivos en ambos

campos tienen consideraciones e importancias diferentes (ejemplo consumo

y polución)


40

Consideras el mundo de la competición como banco de pruebas para innovar

en los motores?

En cierto modo si, pero fundamentalmente en la gestión electrónica del

control de los motores, pues el target final en ambos mundos es diferente.

Por qué crees que se están aplicando nuevas energías en los motores?

Como el híbrido o eléctrico? Simplemente por una razón de ofrecer nuevos

productos al mercado o también por una razón de eficacia en cuanto a

potencia, durabilidad… o simplemente cuestiones medioambientales?

Es conocido, los estudios que demuestran que las actuales reservas

Mundiales de Petróleo tienen fecha de caducidad (algunas dicen que en la

década de los 2060) por lo tanto es imperativo producir otro tipo de motores

alimentados por otras fuentes de energía. Además existen las razones

medioambientales que son un elemento más actual y que se utiliza como

argumento de Marketing en estos momentos.

El sistema de funcionamiento de un eléctrico es diferente al de un híbrido? En

qué aspectos?

Un hibrido es un vehículo que dispone de los dos motores uno de combustión

convencional y otro eléctrico, uno funciona mientras el otro esta aparado, los

sistemas de gestión electrónico determinan cuando hacer trabajar a uno u

otro.

Qué sector se está desarrollando de manera más destacada en lo que es

desarrollo tecnológico? Las motos o los coches ?

Sin duda los coches hoy por hoy


41

Profesionalmente i como opinión personal, a ti, que te apasiona más ?

Trabajar con motos o con coches?

Con coches pues el trabajo de los Ingenieros es más determinante en el

resultado final del resultado en la competición, pero me gustaría poder estar

en un proyecto en el que se pudieran aplicar más desarrollos tecnológicos a

las motos para acabar comprobando su eficacia.

Donde influye más la aerodinámica? Competición de coches o motos?

Sin duda en los coches, de hecho en las motos el reglamento no permite el

uso de apéndices aerodinámicos

El tipo de motor o la energía usada en él, puede influir en la forma del chasis?

O en un tipo diferente de neumáticos?

No. Lo que influirá en el chasis, y quizás en los neumáticos, son sin dudad las

prestaciones finales del motor, pero también su tamaño y peso, así como el

de las baterías.

Todas las innovaciones tecnológicas se inician en un prototipo fabricado

artesanalmente?

Las innovaciones se inician con una idea, a veces no constatada como

buena, y eso da paso a la producción de algún prototipo, fabricado en mínima

cantidad, probablemente único, el proceso ya no es tan artesanal, en el

sentido del uso de las manos de alguien, se utilizan procesos industriales

sofisticados.

Crees que la informática y la programación ganarán presencia en los coches

de competición aunque ya estén altamente informatizados? Y en los

turismos?


42

Sin duda alguna, y en las motos también

Crees que la competición eléctrica, al reducir el sonido de los motores, tiene

menos emoción tanto para los pilotos como para el publico?

Para los pilotos no creo tanto, pues ellos siguen sometidos a las fuerzas de

las aceleraciones y siguen sintiendo la parte dinámica, para el público sin

duda...están mal acostumbrados!!

2.1.2 Valoració de l’entrevista

A partir de les respostes del Sr. Chus Sánchez, ens podem reafirmar en la

idea de que la principal motivació dels enginyers per buscar alternatives al

motor de combustió interna convencional és el coneixement de la data de

caducitat d’obtenció del petroli, que ell situa aproximadament als voltants de

l’any 2060.

Així doncs, de manera lògica, el món de la competició també es veurà afectat

i no seria estrany que en un futur no gaire llunyà qualsevol tipus de

competició de motor es desenvolupés amb motors que utilitzin energies

alternatives a les actuals.

Però en aquesta entrevista no ens hem centrat simplement en els nous

motors que s’hauran de desenvolupar en el món de la competició, perquè en

la competició hi intervenen molts altres aspectes i crec que seria necessari

esmentar-los.. Per exemple, actualment tant en la competició com en la

producció de turismes es busquen contínuament solucions tècniques i

desenvolupaments tecnològics que permetin millorar els productes, i

aquestes dues branques en molts aspectes treballen en el mateix sentit, com

serien la potència, acceleració... però per altra banda, en la competició no es

té en compte el que seria la cerca de solucions menys contaminants per el

medi ambient o el consum dels vehicles, això de manera lògica és degut a

que en els vehicles de competició s’estan buscant contínuament els millors

resultats possibles sobre la pista, però si és així, ens podem permetre

preguntar-nos, el vehicle elèctric o d’algun altre tipus d’energia encara no


43

està suficientment desenvolupat per igualar els resultats del vehicle de

combustió interna convencional?

Esquema de les idees principals obtingudes de l’entrevista.

2.2 Contacte amb Albert Fàbrega

En segon lloc, he contactat amb el senyor Albert Fàbrega, enginyer mecànic i

tècnic en automoció de cinquè nivell, el qual ha treballat en diversos projectes

de Fórmula 1 i alhora ha participat en alguns programes de televisió de motor

siguent el responsable de comentaris tècnics.

El seu currículum professional, el qual me’l va facilitar ell mateix, està

incorporat en l’apartat d’annexos del treball.


44

2.2.1 Entrevista

La gestió electrònica dels motors i dels automòvils juga un paper fonamental

en la fórmula 1?

La Fórmula 1 ha estat sempre un aparador i un laboratori de

desenvolupament tecnologic del món de l’automoció. L’electrònica ha suposat

sempre un punt importantissim en la millora del rendiment d’un monoplaça,

tant en la capacitat de gestió i activació , com en la d’analisis.

Sense electrònica, la fórmula 1 canviaria radicalment? En quin sentit?

Molt. De fet, la FIA ha hagut de limitar la rellevància de l’electrónica en el

treball dels equips. La limitació de la telemetria a una sola direcció o la

prohibició de les suspensions actives, son algunes de les mostres que el

desenvolupament de l’electrónica en la F1 també ha sigut controlat, sigui per

temes de control de pressupostos o per no minimitzar la rellevància del factor

humà en el rendiment final del monoplaça. Sense electrónica, s’haurien de

replantejar molts coses, no solament en l’apartat tècnic, sinó també en

l’esportiu.

Des de petit, el teu somni era arribar a dedicar-te professionalment al món del

motor?

Per poder dedicar-te al mon de la competició has de ser-ne un apassionat. El

nivell d’exigència i dedicació q et demana, es insuportable sinó és que n’ets

un gran seguidor.


45

Veus possible una fórmula 1 amb un motor que utilitzi una font d’energia

diferent?

Crec que encara estem una mica lluny. El mon de l’automoció encara no ha

fet un pas prou decisiu cap a una transició clara cap al vehicle elèctric en el

curt plaç i per tant, crec q encara ens queden alguns anys de fer servir els

combustibles fòssils.

Quins són els projectes que actualment duen a terme els enginyers pel que fa

a la innovació dels motors? Busquen sistemes diferents?

L’integració dels sistemes de generació ERS amb el motor tèrmic de

combustió ha sigut el principal caball de batalla dels equips. A més a més,

això s’ha hagut de realitzar en un entorn de eficiència energètica que posa

límit al consum de combustible per cursa. Tot això ha fet q després de una

primera etapa de consolidació i fiabilitat, els esforços es concentrin en buscar

la màxima eficiència els conjunt de la unitat de potència.

De quines accions/ funcions disposen els pilots d’un fórmula 1 des del seu

volant?

A part de les que ja coneixíem fins ara, els pilots tenen aquesta temporada

més funcions a la seva disposició en el volant: les que gestionen els sistemes

de generació i entrega de l’energia elèctrica i el consum de combustible del

motor de combustió.

Creus que l’electrònica és el camp d’innovació principal en la fórmula 1 i en el

motor en general?

L’electrònica y l’aerodinàmica són dos camps en que els equips inverteixen

molts recursos.


46

Veus el motor elèctric com la solució definitiva?

No, encara haurem d’esperar per veure com es desenvolupa aquest concepte

en el cotxe de carrer.

Com es va iniciar el projecte de la escuderia espanyola HRT?

La Fia va obrir 3 noves places per disputar el mundial . Un dels projectes que

va complir totes les exigències demanades va ser el de Campos Meta 1,

primerament liderat per Adrian Campos. Després va pasar a mans de

Hispania y finalment va acabar sent HRT.

Com descriuries el teu paper en aquell projecte?

La meva funció primera com a Project Manager va ser la de la creació de les

bases i de la seu per poder crear un equip 100% español per poder portar

l’estructura a Madrid, després que durant les primeres dues temporades

s’hagués gestionat des d’Alemanya. Un cop l’equip va quedar consolidat i

assentat a Madrid vaig convertir-me en Coordinador de l’equip.

Com a opinió personal, quina creus que és la millor opció que com a

alternativa a la finalització de recursos com el petroli? Quin creus que serà el

motor del futur?

Haurem d’esperar molt temps encara. Jo crec que els sistemes híbrids es

consolidaran a l’espera de veure com es mou l’automoció.


Segons Albert Fàbrega, l’incorporació dels motor elèctrics en el món de la

Fórmula 1 i de l’automocío en general encara li queda un llarg camí per

recórrer, ja que considera que els automòbils amb combustibles fóssils

durarant uns quants anys més. Tot i així, creu que l’efectivitat dels motors pot

anar millorant molt amb el desenvolupament de l’electrònica i l’aerodinàmica


47

en els monoplaces. D’aquesta manera, seria possible millorar les prestacions

de potencia i velocitat sense augmentar el consum.

Esquema de les idees principals obtingudes de l’entrevista.

2.3 Contacte amb Mercedes Barcelona EcoTeam

Vehicle amb el que competeix Agustí Payà


48

A continuació, vaig contactar amb Mercedes Barcelona EcoTeam, ja que

buscant informació sobre les Ecosèries, em vaig adonar que aquest era un

dels equips principals de la competició i vaig tenir interès en poder obtenir

informació del seu funcionament i els seus projectes de futur.

El haver contactat amb ells, em va facilitar el poder fer una entrevista amb el

seu responsable tècnic, en Bernat Lleonart, i més endavant, amb un dels

seus millors pilots, reconegut mundialment, Agustí Payà.

2.3.1 Entrevista a Bernat Lleonart

Fotografia amb el responsable tècnic de Mercedes Barcelona Eco-Team Bernat

Lleonart

Com es va crear l'equip Mercedes Barcelona Eco Team? Amb quina finalitat?

L’any passat (2013) va ser la 1ª temporada, es va crear per participar en les

Ecosèries

Em podries descriure que és el Mercedes Barcelona Eco Team?


49

Es un equip format bàsicament per 5 cotxes del model clase A, un d’ells

elèctric i competim en les Ecosèries, el primer campionat en circuits tancats a

nivell europeu basat en l’eficiència i l’estalvi energètic.

Funciona de la mateixa manera que una escuderia de Fórmula 1?

Més o menys. Tenim un Team Manager que coordina les curses, un ajudant,

un cap tècnic i dos mecànics per cotxe.

En quines competicions estan participant els vostres pilots?

En les Ecosèries (5 curses) i un ral.li, el 2000 Viratges. A part, hem participat

en una prova del Campionat del Món FIA d’Energies Alternatives (Vitòria)

amb un primer lloc en la categoría EF i un Eco rallye a Castelló guanyan en

la categoría i la general de Regularitat

En aquest moment quina és la competició d’energies alternatives més

popular? Quin paper hi tenen les ECOseries?

Les Ecosèries són úniques a Europa, no hi ha cap campionat semblant a

aquest, tot i que hi ha un gran interés a França. Sembla ser que l’any que ve

volen montar una competició similar i hem estat convidats per correr la

primera cursa.

L’anàlisi del comportament en els cotxes de les ECOseries, té algún tipus de

repercussió en la fabricació de turismes en sèrie?

Són cotxes que no poden passar de 120 grams de CO2 per quilómetre. No

són cotxes taller, els nostres cotxes un cop han corregut han d’estar en

perfecte estat d’ordre per posar-los a la venta, evidentment Mercedes Benz


50

España esta molt el corrent del comportament d’aquest vehicles en lo que es

refereix a eficiencia.

Quina importància se li dóna a la innovació dels motors i utilització de les

energies alternatives a Mercedes?

Mercedes és una de les millors marques a nivel mundial. Ara s’està posant

les piles en tot lo referent a les energies alternatives, al tema hybrid i

electrics.La marca hi dona molta importancia ja que cada vegada inverteixen

més en I+D en aquest aspecte, els nous motors de Mercedes ja compleixen

la normativa EURO6 que entrara en vigor per 2016.

Mercedes creu que el futur de l'automoció es basa en l'ús d'energies

alternatives? Per quin motiu?

O t’hi poses o no hi ets. Totes les marques hi estan treballant en aquests

temes, és el futur, l’estalvi energètic, les noves tecnologies, els nous

combustibles, biodiesels, el gas GNC (gas natural comprimit)o GLP (gas

licuat derivat del petroli), el tema elèctric, etc.

És possible que el futur de l'automoció disposi d’un funcionament únicament

amb energies elèctriques?

Posible? De moment es molt complicat trobar acumuladors energètics que

permetin la autonomía necesaria i temps de carrega de les bateries. A més,

el sistema electric nacional no esta preparat per recarregues rapides.


51

En les ECOseries hi corren estrictament vehicles que utilitzin energies

alternatives en el seu funcionament o també tenen la possibilitat de participar

vehicles de combustió interna convencionals?

En les Ecosèries hi poden correr tot tipus de vehicles que estigui per sota

dels 120grs de CO2 per KM, poden ser electrics, hybrids, fóssils (gasoil i

benzina), amb biodiesels, gas, etc.

Com funciona la puntuació en les ECOseries? Quins aspectes es consideren

a l’hora de puntuar?

Les cuses en circuit duren una hora. Durant aquesta hora tu has de calcar un

temps per volta que ja has entrenat en els entrenaments oficials, aixó si,

l’organitzador et dona un temps màxim i un de mínim. Dins d’aquest marge tu

has de triar un temps per volta i calcar-lo. Pensa que cada mil.lèssima de

penalització és 1 punt. També et donen uns litres màxims que pots consumir

en aquesta hora. A Calafat (va ser la última cursa abans de l’estiu) van ser de

6,5L, no podiem passar d’aquest marge. Guanya el que fa menys punts i si

està dins d’aquest marge de consum.

Perquè et fagis una idea, l’any passat vem penalitzar en tot l’any 6745 punts,

és a dir, 6 segons, 7 dècimes, 4 centèssimes i 5 mil.lèssimes. Això durant

18000 segons que dura tot el campionat….com pots veure és molt poquet.

Vol dir que vem fer una regularitat perfecte durant tot l’any.

De quina manera és té en compte el consum de cada cotxe a l’hora de la

classificació? Els diferents tipus de motor están classificats en diferents

categories en la competició?

Parteixen del consum mixt de la fitxa técnica de cada cotxe.

Es defineixen tècnicament les següents categories de vehicles admesos:


52

ECOgas. Vehicles ecològics amb una potència no superior a 170cv. que

tinguin com a font de propulsió un motor que utilitzi com a combustible el gas

(GLP, GNC, ...).

ELECTROseries. Vehicles ecològics de sèrie que tinguin com a única font de

propulsió el motor elèctric.

ECOdames. Seran admeses en la categoria únicament les participants

femenines en equips íntegrament femenins.

Eco 1. En aquesta categoria s'enquadren els vehicles ecològics de sèrie que

tinguin motorització Híbrida.

Eco 2. En aquesta categoria s'enquadren aquells vehicles ecològics de sèrie

que tinguin, únicament, motor de gasolina que no sobrepassi els

1.600 cc.

Eco 3. En aquesta categoria s'enquadren aquells vehicles ecològics de sèrie

que tinguin, únicament, motorització Dièsel, la cilindrada del qual sigui inferior

a 2200 cc.

Eco 4. En aquesta categoria s'enquadren aquells vehicles que no entrin dins

cap de les categories anteriors, inclosos vehicles de sèrie modificats, amb

una preparació superior a la de sèrie per tal de reduir les emissions i els

consums. Aquestes modificacions han de ser declarades així com el seu

consum homologat resultant, a les verificacions tècniques prèvies o,

prèviament, a la FCA.

Creus que el futur de la competició de motor és aquesta?

Sincerament, de moment no ho crec, encara que cada vegada es fa mes

enfasi en aques aspecte, com es pot veure en la F1.

Que es exactament una cursa de regularitat?

Fer bé la regularitat vol dir que estàs complint el 100% unes mitges (relació

temps i velocitat) que t’han donat anteriorment. Per exemple, si jo haig de

rodar durant la hora que dura la cursa a 2’50” vol dir que totes les voltes les


53

haig de fer a 2’50”00, no a 2’50” 10”’. Això és ser regular i fer una bona

regularitat.

Com és que en les ECOseries hi poden participar cotxes de combustió

interna convencionals si té la característica de competició amb energies

alternatives?

Crec sincerament que ho fan perquè encara no n’hi han molts amb energies

alternatives. Això si, tal com t’he dit, no poden passar dels 120 grms de CO2

x km. En un futur ho volen baixar als 90grs, però en aquest moment no hi han

cotxes suficients per baixar-ho


En aquesta entrevista en Bernat Lleonart ens explica el funcionament de les

Ecosèries. A partir de les seves explicacions, podem deduir l’esforç que fa

una gran marca com Mercedes-Benz per avançar tècnicament en l’aplicació

de les noves alternatives al motor convencional de combustibles fòssils, amb

la principal finalitat de reduir consums i emissions contaminants. D’això

podem extreure que si una marca com aquesta, amb un gran prestigi i una

gran presencia al mercat aposta per aquesta via de I+D, l’avenç en aquesta

línea i l´arribada al mercat de cotxes molt desenvolupats en aquest apecte

augmentarà exponencialment en poc temps.

Esquema de les idees principals obtingudes de l’entrevista


54

2.3.3 Entrevista a Agustí Payà (Pilot de Mercedes Barcelona EcoTeam)

Finalment, he contactat amb un pilot de competicions elèctriques que ha

mostrat molt interès a ajudar-me a enriquir el meu treball, anomenat Agustí

Payà, nascut el 8/6/1971 a Barcelona. Actualment, forma part de l’equip

Mercedes-Benz ECO TEAM. És un dels pilots més experimentats d’Europa

en la conducció de vehicles elèctrics, bi-campió de les (ECORaces) de 2012 i

2013 i en aquests moments ja el podem considerar campió d’Espanya de les

Ecosèries.

Per altra banda, ha estat escollit per formar part del selecte grup “Drivers’

club” els components del qual participaran en el primer campionat munidal de

monoplaces elèctrics promogut per la FIA anomenat Formula E.

A més de pilot, és enginyer especialitzat en eficiència energètica, mobilitat

sostenible i Smart Cities (ciutats intel·ligents).

Com a informació addicional, té un blog especialitzat en cotxes elèctrics i

híbrids.

" As a competition and new technologies passionate I only conceive races from the the efficiency and sustainability point of view "


55

Agustí Payà responent les preguntes d’un periodista de televisió al circuit de Castellolí el dia 12 d’Octubre de 2014.

¿Cuál fue el detonante para que tu carrera deportiva y profesional derivase

hacia el ámbito de los coches eléctricos y las energías alternativas en el

mundo del automovilismo?

Durante toda mi carrera he tenido interés en aquellas tecnologias y/o

proyectos que apostararan por una mejora en la reducción de emisiones y

por un mayor respeto por el medio ambiente. La irrupción del coche eléctrico

y en concreto de los modelos eléctricos de Mercedes-Benz y Tesla, me

convencieron totalmente a dedicarme por esta tecnología para la

competición.

¿Me podrías enumerar los diferentes tipos de alternativas al motor de

combustión interna convencional que se están desarrollando?

La pricipal alternativa a la propulsión de combustión interna, es actualmente

la propulsión mediante motores eléctricos. Las diferentes variantes

tecnológicas, se centran en el soporte energético (el equivalente al deposito


56

de gasolina), ya que en esta tecnología eléctrica, el almacenamiento de

energía pasa a ser el elemento principal, y no el motor, como pasa en la

combustión interna.

En estos momentos los principales sistemas son:

-Vehículo propulsado al 100x100 por un motor eléctrico y con soporte

únicamente de baterías (normalmente Ion de Litio)

-Vehículo de propulsión híbrida (Eléctrica-Combustión). Donde el motor

eléctrico cumple una misión secundaria. El modelo por excelencia de Toyota

y su modelo Prius.

-Vehículo de propulsión eléctrica 100x100 a baterías que se recargan

mediante un motor de combustión (on-Board) que actúa como generador de

energía (nunca a la transmisión). Este seria el Range Extended o VE de

rango esxtendido.

-Vehículos de propulsión 100x100 eléctrica a baterías que se alimentan de

una Pila de Combustible de Hidrógeno. La pila de combustible, es capaz de

generar energía eléctrica a partir de un proceso electro-químico y alimentar a

las baterias. Seria el equivalente al Range Extended de motor de combustión,

pero mediante una pila de H2.

Existen otras tecnologías de rango extendido, medainte sistemas de aire

comprimido y soportes variados, que si bien aportan nuevas soluciones, se

encuentrar en una fase experimental.

¿Cuáles son las principales marcas automovilísticas que están desarrollando

estas alternativas?

La marca mundial de referencia por tecnología y prestaciones, es sin ninguna

duda Tesla Motors (www.teslamotors.com).

En cuanto a las marcas Europeas, el grupo Nissan-Renault es el que mayor

inversión ha realizado en esta tecnologia. Le seguirian los alemanes de

BMW, Mercedes-Benz y el Grupo AUDi-VW (de estos últimos destacaria el

VW E-Golf).

Las industrias Chinas como BYD tambien han presentado soluciones

interesantes en esta materia.


57

En USA, a parte de Tesla, el Grupo General Motors (GM) apuesta por los

Eléctricos de Rango Extendido como el Checrolet Volt y su versión para EU

Opel Ampera.

¿Por cuál de estas opciones están apostando mayoritariamente las marcas?

En primer lugar se situaría la tecnología híbrida, con el grupo Toyota a la

cabeza y como principal defensor de esta configuración.

Seguidamente la tecnología de vehículo 100x100 eléctrico a baterías, es la

más popular entre los fabricantes, ya que aquí prácticamente todos tienen un

modelo en su catálogo de estas caracteristicas.

La tecnología basada en el Range Extended, seria la tercera en el ranquing

de fabricación y ventas. Los modelos BMW I3 RI y Opel Ampera son un

ejemplo. Otras como Honda, Hyunday, entre otros, apuestan por un Range

Extended mediante Pila de Combustible de H2.

Y por otro lado, ¿Cuál de estos sistemas es el menos contaminante

medioambientalmente?

Partiendo de la base de que no hay tecnología que garantice un 100x100 de

cero emisiones, pues los procesos de fabricación, etc aportan un importante

huella de carbono, la tecnología que hoy por hoy nos puede aportar más

eficiencia y por lo tanto menos emisiones (sobretodo concentradas en

ciudadades), según mi opinión, es la tecnologia eléctrica a baterias. Le

seguiria la Range Extended de H2, si conseguimos generar ese H2 con

procesos de bajas emisiones, como por ejemplo renovables.

Por ultimo, los RE de gasolina también son una gran evolución en

comparación a la combustión interna, e incluso los combustibles como el

GNV (Gas Natural Vehicular), si bien es fósil, reduce substancialmente las

emisiones en comparación con n coche diésel o de gasolina.


58

¿Crees que el mundo de la competición ira derivando hacia utilizar

exclusivamente energías menos contaminantes?

Si, de eso estoy seguro, y buena prueba de ello es que la propia F1

incrementa la potencia de los elementos eléctricos como el KERS, y limita el

consumo de combustible en las carreras (100 litros). La tecnología de

combustión y eléctrica en el mundo de la competición, van a convivir durante

mucho tiempo, pero pienso que a la larga, como pasa en otras cosas, se

impondrá la tecnología punta, que hoy por hoy no es otra que la propulsión

eléctrica .

¿Los intereses económicos de las grandes competiciones ( F1,Moto

GP….)juegan a favor o en contra de este cambio?

Yo opino que no juegan ni a favor ni en contra de esta revolución, ellos

explotan su producto, que actualmente es muy existoso. Como compañias

que se deben a un público global, de apreciar un interés (demanda) en el

mercado sobre estas nuevas tecnologias, muy provablemente ellos mismos

sean los que promocionen campeonatos de este estilo. No sería el 1er

organizador que promueve 2 categorías en un mismo campeonato (gasolina

y eléctrica). El Trophée Andros (http://www.tropheeandros.com) , es un

ejemplo y uno de los primeros campeonatos en organizar 2 categorias, la de

combustión y la eléctrica en un mismo formato. Ostros, opino que seguirán un

camino similar…

¿Desde el punto de vista del piloto, el modo de conducción es muy diferente?

¿En qué cambia respeto al coche convencional?

Si, es muy diferente en cuanto a las sensaciones, pues la ausencia de ruido y

de vibraciones del provinientes del motor, proporcionan unas sensaciones

mucho más reales de la conducción y del comportamiento del coche. Yo

siempre digo que me ayuda a sentir mejor las reacciones del coche sobre el

asfalto y a concentrarme en perfeccionar las trazadas. En cambio, en un

http://www.tropheeandros.com/


59

coche de combustión, estas sensaciones quedan “ocultas” bajo el ruido del

motor. Digamos que en la gasolina, las referencias principales, se centran en

el ruido del motor, y en un coche eléctrico a muchas otras que nada tiene que

ver con el motor.

¿El funcionamiento de un motor eléctrico mantiene las bases de

funcionamiento de un motor de combustión? O es totalmente diferente?

El funcionamiento de un motor eléctrico no tiene nada que ver con uno de

combustión, comenzando por su alto grado de eficiencia mecànica de

aproximadamente el 90 al 95% de energia que recibe se combierte en

movimiento a las ruedas. En cambio, el motor de combustión, a duras penas

llega a un 25% de eficiencia. Esto quiere decir, que el 75% de energia se

pierde en forma de calor, gases de escape, fricción, etc. El motor eléctrico

destaca por su simplicidad mecánica, que basicamente se basa en crear

movimiento partir de la excitación de imanes inducida por electricidad.

¿Sin tener en cuenta la contaminación, sigues pensando que el coche

eléctrico es mejor que el de gasolina en todos los aspectos? ¿O falla en

algo?

Si, sin ninguna duda, la respuesta se incluye en el punto anterior. Solo por su

gran eficiencia se justifica su implantación, ya que en un mundo de recursos

limitados (limitadisimos), despilfarar el 75% de la energía, es un lujo que no

nos podemos permitir como especie que pretende seguir viviendo en este

planeta.

Si, no hay solución perfecta y es el precio que hay que pagar por la

evolución. Las “tierras raras” de las que proviene el Litio, son uno de los

principales limitaciones del coche eléctrico a baterías actual, la buena noticia

es que las investigaciones sobre otros deribados del carbono o el grafeno,

como base de las baterias está obteniendo prometedores resultados. Si el

coche de combustión en 100 años de evolción se ha convertido en lo que es,

que no conseguirá el EV en los proximos 10 años?


60

¿Crees que el motor eléctrico será la solución definitiva ?¿O simplemente el

modelo de motor de los próximos años? ¿Destacarías como prometedor el

combustible de hidrógeno en los motores eléctricos?

Es difícil de decir, yo opino que nada es definitivo. De lo que si que estoy

seguro es que el motor eléctrico es mucho más efectivo (eficiente) en su

trabajo que uno de combustión (lo comentamos en la eficiencia 95% para el

eléctrico, contra 25 de CI), de lo contrario los trenes AVE funcionarian a

gasolina, no? Por citar alguno. Creo que nos conviene aplicar eficiencia en

muchas de nuestras actividades, y el coche privado es una de las principales.

El hidrogeno…Si, pienso que puede ser una buena solución a la

contaminación localizada (la de las grandes urbes). También podría ser

efectivo, si de conseguimos comprimirlo y generarlo mediante energías

limpias (eólica, por ejemplo), de lo contrario estariamos generando más

emisiones globales en su generación, que en una movilidad basada en

combustible fósil.

¿Cuáles son principalmente los motivos por los cuáles se está planteando la

aplicación del hidrógeno al mundo del automóvil?

Los vehiculos de pila de combustible de H2 se basan en la propulsión

eléctrica, por lo que aquí ya tenemos una mejora en la eficiencia mecánica,

que equivale a muchas toneladas de CO2. La clave de esta tecnología, como

ya he comentado en el punto anterior, se centra en como obtenemos el H2 y

que control se ejerce sobre estos recursos. Te diré que actualmente las

principales reservas de H2 provienen del Gas y del petroleo, por lo que el

modelo energético, de entrada, poco cambiaría respecto al actual. Creo que

esto ultimo puede responder a tu pregunta, sobre los motivos de su

implantación..


61

Al margen del tipo de motor, ¿crees que aún queda mucho camino por

recorrer en cuanto a la aplicación de la electrónica en coches y motos?

Si, la denomidana “revolución eléctrica” justo comenzó hace 5 o 6 años. A

diferencia de otras revoluciones, esta vez la tecnologia eléctrica a conseguido

“volver para quedarse”. La tecnología evoluciona a velocidad de la luz, por lo

que pienso que en pocos años veremos grandes mejoras. Ya tenemos

coches eléctricos de 300Cv y 500 Km de autonomía (Tesla Model S) y pronto

se verán modelos con 800 Km y a precios equivalentes a los de combustión.

En motos, hay una gran oferta que pienso cumple perfectamente con su

carácter de uso urbano. Las motos made in USA de ZERO (

http://www.zeromotorcycles.com) son hoy por hoy lo mejor que nonozco.

La evolución de las soluciones técnicas de todo tipo en el mundo de la

competición, ¿tienen una relación directa con la evolución de los vehículos en

las marcas comerciales?

Si, la competición eléctrica, como lo es la de combustión, es el banco de

pruebas ideal para el desarrollo de nuevas tecnologías que luego se

aplicarán en el sector comercial o coche de calle. Muchos de los elementos

presentes hoy en dia en los automóviles de calle, tienen su origen en la

competición , como por ejemplo, los sistema de ayuda ala conducción ABS,

ESP o el KERS (Kinetic Energy Recovery System) que ya comentamos

anteriormente de la F1.

La alta competición eléctrica, como por ejemplo la Formula E, aportará

muchas de las soluciones técnicas de los VE del futuro. Sobretodo en el

apartado de almacenamiento de energía y sistema de recarga de alta

velocidad e incluso inalámbricos.

http://www.zeromotorcycles.com/


62

Que diferencias de prestaciones crees que existen entre los coches de

competición eléctricos y los híbridos?

La diferencia principal es la entrega de potencia y el PAR motor. En un coche

de competición (también de calle), la entrega de potencia es prácticamente

instantánea , siendo la entrega de PAR motor a partir de las 0 RPM y se

mantiene estable para cualquier rango de revoluciones, es decir, la potencia

máxima se encuentra en cualquier régimen.

Eso explica que los motores eléctricos, sean tan contundentes en

aceleración, pues la potencia la encontramos de manera instantánea, en el

primer toque de pedal. Como ejemplo: Un Formula E con “solo” 280 CV

eléctricos, acelera en 3,2 segundos, datos muy parecidos a los de un F1 de

800 CV de combustión+KERS que acelera en 3 segundos. En definitiva, con

un motor eléctrico con menos consigues más, pues la energía se aprovecha

en un 90-95%.

En un coche híbrido, el comportamiento principal, lo determina el motor de

combustión (el principal), donde la entrega de PAR máximo se encuentra en

un régimen de revoluciones concreto (podría ser a 5.500 RPM) y

describiendo una curva en forma de campana, con lo que el PAR es inferior

al inicio de la aceleración y también cuando superamos la RPM optimas (por

encima de las 5.500 rpm)

El motor eléctrico del híbrido aportaría un plus de aceleración en momentos

concretos, pero a ser su aportación muy pequeña en comparación al motor

de combustión (El principal), su influencia se limita a un segundo plano. El

KERS de la F1 es un ejemplo de lo que te comento. Es importante gestionar

bien la energía, ya que en estas categorías una pequeña ayuda te puede

aportar grandes diferencias (adelantar o no..), pero no por el peso (un 10%

del total) de este motor en el conjunto.


A partir de l’entrevista a l’Agustí Payà, amb unes respostes en certs aspectes

diferents a les dels altres entrevistats, podem extreure que la implantació de


63

noves alternatives al món de l’automoció ja és una realitat. Tant en el

desenvolupament de turismes per al gran públic com en el món de la

competició. Tot això ens ho comenta l’Agustí Payà amb una amplia explicació

de les variants o possibles solucions tècniques en les que s’està treballant.

Esquemes amb les idees principals obtingudes de l’entrevista.


64

2.3.5 Visita al Parc Motor Castellolí (Ecosèries)

Mercedes Benz Clase-A E-cell.

Vehicle de competició d’Agustí Payà recarregant energia elèctrica.

Altres vehicles de la competició. (Totalment elèctrics) L’ambient dels boxes.


65

Per ja finalitzar l’apartat pràctic del treball, vaig visitar el Parc Motor de

Castellolí després d’haver contactat amb Bernat Lleonart, director tècnic de

Mercedes Barcelona EcoTeam el qual em va convidar a l’esdeveniment de

les Ecosèries. Aquell 12 d’Octubre, a Castellolí, es disposava una de les

últimes curses de la competició, i poder-ho viure a peu de pista, va ser una

experiència espectacular, ja que vaig poder estar en continu contacte amb els

majors responsables i amb els pilots.

Anteriorment, ja havia presenciat alguna cursa de MotoGP o Fórmula1, i al

arribar al circuit de Castellolí, vaig adonar-me, que les Ecosèries era un

plantejament de competició totalment diferent. A més, encara es troba en els

seus inicis, cosa que facilita el contacte amb pilots i no hi ha cap inconvenient

en passejar-te per dintre els boxes.

Aquests aspectes, de per si, ja marquen amplies diferències amb les grans

competicions de motor actual, però, per altra banda ens trobem davant d’una

competició on ser el més ràpid no és del tot el més important, ja que per

sobre d’això, s’han de tenir en compte molts altres aspectes, com per

exemple, el consum, la regularitat,etc.

A partir de les entrevistes i la visita al Parc Motor de Castellolí, podríem

definir la part pràctica del treball com una comparació entre les competicions

amb motors de combustió interna convencionals i les que busquen canvis

radicals en el món de l’automoció i pretenen popularitzar-los mitjançant

aquest tipus de curses.

Els dos primers entrevistats, professionals que formen part del sector el qual

el podríem definir com “conservador”, parlen d’aquesta tercera revolució

energètica en el món de l’automoció com d’una realitat que encara ens queda

lluny, ja que creuen que a les noves alternatives encara els hi queda un llarg

camí per recórrer.

Per altra banda, tenim a uns altres dos professionals del sector, que treballen

en la recerca de noves alternatives. Aquests, creuen que aquest canvi radical

en el món de l’automoció ja s’està produint i que en pocs anys els motors


66

convencionals de combustió interna ja hauran desaparegut del mercat i es

veuran com un factor molt antic. A més, estan convençuts que el futur es

troba en els vehicles amb motors elèctrics amb bateries o amb qualsevol altre

tipus de combustible no fòssil com per exemple el hidrogen. Tot i així, creuen

que per arribar a aquest punt, haurem de passar uns anys conformant-nos

amb l’ús d’híbrids perquè el canvi no pot ser tan radical, ja que la societat

s’ha d’anar acostumant i preparant en quant a instal·lacions.

3 Conclusions

3.1 Evolució dels motors aplicats a l’automoció

Ja farà uns 250 anys que es va iniciar la indústria automobilística amb els

primers vehicles de vapor. Al llarg dels anys es van anar produint grans

avenços fins arribar al motor de combustió interna que ja contenia les bases

de funcionament de l’actual. La industria automobilística ha estat sempre una

industria amb un avenç tecnològic molt desenvolupat.

Actualment, l’automoció es troba en un moment de gran canvi, ja que la

combustió interna és encara una opció molt present, però les noves variants

de motors amb energies alternatives estàn guanyant protagonisme al mercat.

Com a conseqüència, davant d’una decisió de compra, ens trobem amb dues

opcions ben diferenciades: l’ecològica i la no ecològica, a grans trets.

Les marques automobilístiques, ja gairebé totes estàn fabricant vehicles

híbrids i elèctrics, bàsicament per no quedar-se enrere en el

desenvolupament tecnològic. A més, la data de caducitat del petroli és una

realitat, i per això, s’estàn desenvolupant aquestes noves alternatives, que

disposen d’uns motors els quals tenen una eficiència molt més elevada ja que

aprofiten gairebé el 80% de la energia del seu cicle de treball i no contaminen

el medi ambient al no emetre CO2.

Com explica l’enginyer Jordi Pujol i Soler en una entrevista publicada al blog

d’informació crítica “La lamentable” el 23 de març de 2013 i de la qual en


67

aquest treball adjunto a continuació uns fragments, actualment els diferents

estudis destaquen de manera equitativa dades que beneficien les noves

alternatives com dades que beneficien el motor convencional. És evident que

els elèctrics i els híbrids no emeten o simplement emeten menys quantitat de

CO2, però tot i així, a vegades, els processos d’obtenció de la mateixa

electricitat, són més contaminants mediambientalment que les pròpies

emissions de CO2 dels vehicles de combustió interna amb combustibles

fòssils. A partir d’aquestes dades, deduïm que certament, els vehicles que

empren energies alternatives poden ser una gran solució per a la finalització

del petroli, però a la vegada es comprova que encara els hi queda un llarg

camí per recórrer pel que fa al temps de recàrrega i l’autonomía.

Malgrat tot, els entrevistats coincideixen en que el futur de l’automoció serà

elèctric.

3.2 Estem vivint una tercera revolució energètica?

Vaclav Smil, és un especialista en els temes de noves energies i

contaminació. Investigador interdisciplinari en els camps de l’energia, el canvi

del medi ambient i la població, la producció d'aliments i la nutrició, la

innovació tècnica, l'avaluació de riscos, i les polítiques públiques. A més,

també ha publicat 35 llibres i més de 400 articles sobre aquests temes.

En els seus treballs, explica el que va passar durant les dues primeres

revolucions energètiques. El pas de la fusta al carbó va durar més de dues

generacions. L’any 1840, el 95% de l’energia es generava tot cremant fusta, i

el carbó només representava el 5% del total. No va ser fins al cap de 60 anys,

al 1900, quan el carbó va arribar a la majoria d’edat i va igualar la fusta, amb

un 50% d’aportació al total energètic, als Estats Units. Evidentment, això són

dades aproximades i diferents segons els països.

El més interessant de tot, no obstant, és que els períodes de la segona

revolució energètica van ser similars. L’any 1915 el petroli significava el 5%

del total, i no va ser fins l’any 1964 quan la seva aportació a la generació

d’energia primària va igualar la del carbó. No és lògic creure que l’actual


68

revolució de les renovables, la tercera, hagi de ser gaire més ràpida.

Segurament haurem d’utilitzar una combinació de fonts d’energia, un “mix”,

durant bastants anys. Els canvis energètics no són com els d’internet i els

mòbils, perquè comporten profundes transformacions productives i

socials. Vaclav Smil diu que les transicions energètiques globals es

despleguen al llarg de diverses generacions.

Segons Smil, el segle XXI serà el de la tercera revolució energètica, la

revolució forçada pel final dels recursos fòssils i per la necessitat de tenir en

compte els costos mediambientals. Serà la revolució de les energies netes,

amb solucions que tant de bo incorporin conceptes com els d’autoconsum i

proximitat. Però també serà el de les tensions entre la inèrcia als canvis

energètics d’una banda i les urgències, les necessitats, les desigualtats i els

desequilibris d’una altra. No sabem què passarà, però podem estar bastant

segurs que la tercera revolució energètica serà diferent de les dues primeres.

En tot cas, si volem anar gradualment a les renovables, és també fonamental

que millorem l’eficiència per tal de disminuir la quantitat d’energia

necessària. El que explica Vaclav Smil és d’una lògica aclaparadora: ens diu

que com més ràpid creixi la demanda global d’energia, més difícil serà

subministrar-ne un percentatge significatiu. Si comparem dades de l’any 2000

amb dades del 2010, veurem que les renovables van créixer un 2%. Però,

com que la demanda global va créixer encara més, durant aquesta mateixa

dècada l’energia d’origen fòssil va acabar creixent un 2,65%. El resum és

que, tot i el creixement del 2% en deu anys de les renovables, ara estem

pitjor que l’any 2000 perquè encara depenem més de les fòssils. No n’hi ha

prou amb anar implantant sistemes avançats basats en energies netes. Cal

augmentar l’eficiència i disminuir el consum innecessari. És quelcom que tots

podem fer cada dia.

Aquesta informació està basada en els estudis de l ‘investigador Vaclav Smil

que il·lustren perfectament la situació de canvi que estem vivint actualment.

Canvis tant en el món de l’automoció, que és el tema central d’aquest treball,

com a la resta de mecanismes de producció i de vida quotidiana que

requereixen l’ús de diverses energies pel seu desenvolupament.


69

Energia abans de la

revolució

Després de la revolució

Primera revolució

energètica

1840:

95% energia

(cremant fusta)

5% energia (carbó)

1900:

Carbó iguala a la

fusta

Carbó: 50%

d’aportació total

energètica

Segona revolució

energètica

1915:

Petroli: 5% energia

1964

El petroli iguala al

carbó pel que fa la

seva aportació per

la generació

d’energia primària

Tercera revolució

energètica

Final recursos

fòssils (aprox.

2060-2070)

Necessitat de tenir

en compte els

costos

mediambientals

Energies netes

(renovables)

Eficiència

*són dades aproximades, ja que depenent del país l’evolució va ser més ràpida o menys.

En aquesta etapa de canvi, hi ha molts científics que realitzen estudis

evaluant l’evolució de la situació.

Pel que fa Jordi Pujol i Soler, enginyer català, i soci fundador de CMES -

Col·lectiu per a un Nou Model Energètic i Social Sostenible, en aquesta

entrevista, ens explica la seva opinió respecte aquest tema.

D’aquesta entrevista, passem a destacar alguns paràgrafs.


70

Entrevista publicada a “La lamentable” el 23 de març de 2013.

“AÑO 2060: PUNTO FINAL AL PETRÓLEO

En el plazo de 50 años, las reservas de uranio y de combustibles fósiles –petróleo, gas,

carbón– estarán agotadas. Y mucho antes, si se mantiene el modelo actual de

consumo energético, esas materias primas irán agotándose y los precios aumentarán

de manera exponencial. Este inquietante dato no está extraído de una novela de

ciencia ficción ni es la predicción alarmista de un predicador que llama al

arrepentimiento ante la inminente llegada del fin del mundo. Es un dato

rigurosamente calculado por un ingeniero que ha utilizado cifras oficiales y públicas

para llegar a esas conclusiones, datos que no han sido rebatidos. Nadie ha discutido la

veracidad del plazo para el mantenimiento del desarrollo actual, basado en el

consumo voraz de combustibles fósiles, y tampoco se han producido reacciones para

evitar el desastre que podría afectar a las próximas generaciones si no se toman

medidas. Con una excepción: CMES (Col.lectiu per un nou Model Energètic i Social

Sostenible) entidad constituida para profundizar en los estudios existentes y, sobre

todo, para buscar soluciones. CMES tiene su sede social en la Universitat Politècnica

de Catalunya y está formada por profesionales de diversos ámbitos, ingenieros,

informáticos, geólogos, químicos, periodistas, sociólogos, editores, abogados y

economistas, entre otros. La Lamentable ha entrevistado a Jordi Pujol Soler

(Badalona, 1946), ingeniero industrial, secretario de la entidad y uno de los socios

fundadores de la misma.

En 50 años nos quedamos sin petróleo, eso es muy serio. ¿Quién y cómo ha

fijado ese plazo?

El ingeniero Carles Riba ha publicado el libro Recursos energéticos y crisis. El fin de

200 años irrepetibles en el que, a partir de datos rigurosamente ciertos, elabora un

http://lamentable.org/?attachment_id=9315


71

calendario del agotamiento total de de los combustibles fósiles, que fija para dentro de

50 años, siempre y cuando se mantenga el modelo actual. Los datos que maneja el

libro proceden de la OCDE (Organización para la Cooperación y el Desarrollo

Económico) y de diversos organismos de Estados Unidos, es decir son datos

conocidos y públicos pero que se facilitan de una forma intencionadamente confusa,

con una gran dispersión de las unidades de medida y sin relacionar reservas y

consumo. La situación real que hay tras esos datos queda escondida, y de ahí la

importancia del estudio de Riba, que clarifica la situación y extrae conclusiones. Otro

ingeniero, Ramon Sans, ha planteado e iniciado el proyecto-marco La transición

energética del siglo XXI, un trabajo que demuestra con números y datos que es viable

la transición de las energías fósiles a las renovables. El estudio también analiza los

itinerarios energéticos, los rendimientos de los procesos industriales y plantea las

falacias actuales sobre los usos y eficiencia de la energía.

¿También hemos sido unos manirrotos en el consumo energético?

El rendimiento de un coche con un único ocupante es aproximadamente el 1%, es

decir que por cada 100 unidades de energía química que tiene el petróleo se aprovecha

una unidad para desplazar a una sola persona. Y si vamos sumando, se llega a la

conclusión de que, efectivamente, hemos malgastado y seguimos derrochando la

energía.

¿Ha habido irresponsabilidad en ese derroche?

El consumo mundial de energía crece en progresión geométrica a razón de un 1,31%

anual. Solo en los últimos 28 años, desde 1980 hasta el 2008, el consumo se ha

incrementado un 72,23% y la población ha crecido un 50%. El 84% de la energía que

consumimos corresponde a no renovable, y el 16% restante a renovable, sea

hidroeléctrica, eólica, fotovoltaica, termosolar o biomasa. En los últimos 200 años se

ha consumido, aproximadamente, el 50% de las reservas de petróleo, el 33% de las de

gas, el 25% de las de carbón y el 33% de las de uranio. Estas son cifras conocidas y

también sus efectos y a pesar de ello no se han tomado medidas, así que es fácil

deducir que se han dado ciertos niveles de irresponsabilidad.

Explíqueme cómo será el proceso hasta el fin de las reservas fósiles.

Si se mantiene el modelo actual de consumo, en el plazo de 35 años, más o menos, se

agotará el petróleo y a partir de este momento el consumo energético que dependía de

ese producto se deberá repartir entre las energías existentes, de forma que en 50 años,

aproximadamente, se agotarán los otros combustibles, incluido el uranio. La crisis

económica actual puede retrasar esos plazos, pero no será significativo.


72

Las reservas de combustibles fósiles se acaban en 60 años, las extracciones no

convencionales dan más problemas que soluciones, ¿Qué futuro nos espera?

Hay soluciones, pero hay que cambiar el modelo. El trabajo ya citado de Ramon

Sans, La transición energética del siglo XXI, es verdaderamente novedoso y

demuestra con fechas y datos que es viable la sustitución paulatina y en su totalidad

de energías fósiles por las renovables. Es decir que las energías hidráulica,

fotovoltaica y eólica pueden cubrir prácticamente el consumo energético que ahora se

hace a través del petróleo, el carbón, el gas y el uranio.

Prescindir del petróleo parece hoy una utopía, ¿Cómo se cambia el modelo?

Sans ha demostrado con rigor que si el proceso de cambio comienza en la actualidad,

en el 2050 podría haber concluido la sustitución prácticamente total de los

combustibles fósiles por energías renovables, eólica, fotovoltaica, termosolar e

hidráulica. Esta previsión exige una mayor eficiencia en los procesos y un cambio

profundo de hábitos de consumo, acabando con la actual concepción de confort

basado en el derroche material y energético, pero al mismo tiempo garantizando un

nivel de bienestar básico y el total suministro energético. En el caso de Catalunya

supondría un ahorro acumulado durante esos 35 años de transición en torno a los

300.000 millones de euros, resultado de la disminución de compra al exterior de

combustibles fósiles y teniendo en cuenta los costos de inversión en las renovables.

Catalunya importa el 73,4% de los combustibles que precisa para sus necesidades

energéticas, todo un derroche porque se desaprovechan las inagotables fuentes de

energía renovable que tiene el país. Ese porcentaje es similar en España.

Esquema que resumeix les idees principals de l’entrevista


73

3.3 Com s’està traduint aquesta tercera revolució energètica en el sector

de l’automoció?

Actualment, basant-nos en les informacions obtingudes en aquest treball de

recerca, podem afirmar que al mercat de l’automoció, ja s’han incorporat

varies opcions que es presenten com a alternatives al motor de combustió

interna i que es caracteritzen per l’ús d’energies netes.

Les característiques tècniques d’aquestes alternatives ja les he tractat en

l’apartat (1.3) del treball.

Aquestes són les alternatives que actualment estan aportant solucions a la

mobilitat sostenible:

Vehicles 100% elèctrics i amb suport únicament de bateries de ió

deLiti

Vehicles de propulsió híbrida (Elèctrica – Combustió)

Vehicles de propulsió elèctrica 100% amb bateries que es carreguen

mitjançant un motor de combustió (Range Extended)

Vehicles de propulsió 100% elèctrica amb bateries que s’alimenten

d’una pila de combustible d’hidrogen (H2)

A part d’aquestes alternatives tractades anteriorment també existeix alguna

altra com per exemple el sistema de funcionament GNC (Gas Natural

Comprimit), que juntament amb les diferents variants dels elèctrics, presenta

unes notables millores en quant a consum respecte els motors de combustió

convencionals.

Si visitem les pàgines web de les principals marques automobilístiques, podem comprovar que gairabé totes, tenen actualment projectes oberts (I+D) buscant noves solucions i a l’hora millorant les ja existents. Aquesta realitat, que comporta aquests nous motors, pot ser considerada com una autèntica revolució energética en el sector de l’automòbil.


74

3.4 En aquest moment és viable una societat amb vehicles que usin

energies alternatives?

En aquest moment, analitzant les repostes dels entrevistats i les informacions

que corren per les xarxes, la resposta més adient a aquesta pregunta seria

que encara no ens trobem en una societat perfectament dotada per adoptar

l’ús de vehicles amb energies alternatives al petroli com a única solució, ja

que la xarxa viària no està preparada per subministrar les energies

necessàries per a cada variant de motor, i a més, els vehicles tampoc estan

preparats per recarregar-se a la velocitat que ho fan actualment en una

gasolinera convencional. Per tant, com ens deia l’enginyer mecànic Albert

Fàbrega, un dels entrevistats, és possible que ens mantinguem durant un

període important d’anys en un model híbrid, que podria servir com a solució

provisional, ja que minimitzaria les emissions de CO2 fins l’arribada del

vehicle totalment elèctric. Paral.lelament, la societat s’aniria equipant

d’instal·lacions que permetéssin la facilitat de recàrrega que tenim ara amb

els cotxes actuals.

Esquema conceptual de l’apartat.


75

3.5 Impacte mediambiental

Com a dada rellevant i curiosa, segons un article publicat durant l’estiu a la

pàgina web de “motormercado.as.com” ,la firma d’automòbils Toyota Motor

Company (Toyota i Lexus), ha venut sis milions d’unitats de cotxes híbrids, de

les quals un milió han estat comercialitzades durant els últims 9 mesos, fet

que demostra la imparable progressió de vehicles de propulsió combinada.

Aquestes xifres suposen un estalvi de 41 milions de tones de CO2 que no han

estat llençades a l’atmosfera. La firma japonesa actualment comercialitza 24

models híbrids i un model híbrid enxufable en més de 80 països.

En aquesta línia d’investigació, faig referència a un estudi realitzat per

l’empresa de ciència, materials i tecnologia, anomenada EMPA. Les

valoracions que fa aquest estudi són les següents:

Els beneficis ambientals de la propulsió de cotxes elèctrics mitjançant

bateries de liti-ió han demostrat ser majors del que s’havia previst, segons

una recerca desenvolupada per especialistes del centre de recerca suís

Empa. D'aquesta manera, ara és possible comparar amb dades més precises

l'impacte mediambiental d'aquest tipus de propulsió alternativa en relació amb

el registrat pels motors que empreen combustibles fòssils.


76

Un equip d'enginyers i científics del centre de recerca suís Empa ha avançat

en el mesurament de la petjada ecològica dels cotxes elèctrics propulsats

mitjançant bateries de liti-ió, una dada que fins al moment resultava difícil de

trobar i impedia la comparació entre els beneficis ambientals d'aquest tipus

de propulsió i la convencional mitjançant combustibles fòssils. Segons

aquesta recerca, el resultat és millor del que s’esperava pel que fan els

avantatges ecològics de la propulsió elèctrica a través de bateries de liti-ió.

No ha estat una tasca fàcil fins al moment de comparar els efectes

ambientals de les bateries de liti-ió emprades en cotxes elèctrics amb els

causats pels automòbils alimentats de manera convencional. És per això que

aquesta recerca suïssa podria tenir un alt impacte i un gran potencial

d'aplicacions.

Fins avui no es coneixia amb exactitud el grau en què la fabricació, ús i

disposició de les bateries usades per emmagatzemar l'energia elèctrica

necessària per als vehicles era perjudicial per al medi ambient. Ara, per

primera vegada, un equip de científics de Empa sembla haver obtingut una

detallada avaluació del cicle de vida i del comportament ecològic de les

bateries de liti-ió.

La grandària de la petjada ambiental d'un vehicle depèn directament de les

fonts d'energia que s'utilitzen com a combustible. D'acord als resultats de la

recerca, les bateries de liti-ió presentarien en tot el seu cicle de vida un efecte

limitat sobre la contaminació causada pels vehicles elèctrics, quan molts

especialistes sostenien que la fabricació d'aquestes bateries podria anul·lar

els avantatges ecològics de la propulsió elèctrica.

Característiques de les bateries de liti-ió

Les bateries de liti-ió semblen indiscutibles quant a efectivitat, imposant-se

sobre altres alternatives com les de plom-àcid o les de níquel-metall-hidrur

(NiMH) pel seu caràcter més lleuger, la seva major capacitat

d'emmagatzematge d'energia, la seva durabilitat i la seva seguretat, entre

altres qüestions. No obstant això, fins al moment es coneixia poc sobre el seu

impacte ambiental.


77

Els càlculs realitzats pels investigadors de Empa per mesurar la petjada

ecològica dels cotxes elèctrics equipats amb bateries de liti-ió han tingut en

compte tots els factors possibles, des dels relacionats amb la producció de

les bateries fins a la seva col·locació en els cotxes, passant pel seu

comportament en l'ús del vehicle durant la seva vida útil i l'eliminació de les

restes, entre altres punts.

Els resultats del treball van ser publicats en una nota de premsa de Empa,

encara que també es van difondre a través d'un article en la publicació

especialitzada Environmental Science & Technology. A més, el portal Science

Daily també va reproduir la notícia original.

Per establir l'anàlisi i la comparació es van emprar vehicles elèctrics

equivalents en grandària i rendiment a un Volkswagen Golf, mentre que

d'altra banda es van utilitzar cotxes d'últim model amb motor de gasolina,

preparats per complir la normativa d'emissions Euro 5.

L'estudi demostra que els cotxes elèctrics que empren bateries de liti-ió

presenten una càrrega ambiental molt menor pel que fa als que són

propulsats de manera convencional. D’aquesta manera, com a màxim un 15

per cent de la càrrega ambiental total es pot atribuir a les bateries, incloent la

seva fabricació, manteniment i eliminació.

Fonts energètiques alternatives

La meitat d'aquesta xifra, és a dir al voltant d'un 7,5 per cent de la càrrega

ambiental total, es produeix durant el refinat i la fabricació de matèries

primeres empleades en la bateria, com per exemple el coure i l'alumini. Al

mateix temps, la producció del liti utilitzat és responsable de solament el 2,3

per cent de l'impacte mediambiental total.

No obstant això, la petjada ecològica dels vehicles elèctrics s'incrementa al

llarg del temps, considerant una vida útil estimada de 150.000 quilòmetres. El

major impacte ecològic es deu a la recarrega periòdica de la bateria, és a dir,

el combustible que requereix el vehicle per poder funcionar.

Quan l'electricitat prové d'una mescla de plantes atòmiques, tèrmiques de

carbó i hidroelèctriques, com és habitual a Europa, es genera tres vegades

més contaminació que en utilitzar altres opcions energètiques. La conclusió


78

és que val la pena considerar fonts alternatives d'energia.

Si l'electricitat és generada exclusivament per centrals tèrmiques de carbó,

per exemple, l'impacte ecològic s'incrementa en un 13 per cent. Quan la font

és purament hidroelèctrica, per contra, la petjada ecològica disminueix en un

40 per cent com a mínim.

Les conclusions elaborades per l'equip suís indiquen que els cotxes amb

motor de gasolina han de consumir entre tres i quatre litres de combustible

cada 100 quilòmetres per ser tan ecològics com els vehicles elèctrics

estudiats, quan en realitat les millors mitjanes registrades pels cotxes

convencionals en l'estudi es van situar en els 5,2 litres de combustible cada

100 quilòmetres.

3.6 Conclusió final

Per concloure el treball, podem valorar que el sector de l’automoció és un

exponent del gran canvi mundial a nivell tecnològic i energètic.

És un fet que els avenços s’estàn produint a gran velocitat. Segurament ens

espera un futur amb un gran desenvolupament en aquests aspectes.

Ja que la sensibilització per el medi ambient és cada vegada més important,

no és gaire aventurat fer l’especulació de que tots aquests nous sistemes de

funcionament vagin a favor de la qualitat mediambiental i de la qualitat de

vida en general.


79

Si ens fixem en els objectius que vaig plantejar des de bon començament:

Conèixer el passat, present i futur dels motors aplicats a l’automoció

Quin tipus de motor serà el més popular en la nostra societat en un futur pròxim.

Canvis en els cotxes en relació a les necessitats mediambientals

Quins són els motius que porten a fer els vehicles cada vegada més personalitzats en quant al tipus de motor.

Conèixer el món de la competició com a banc de proves de noves solucions tècniques.

Ara, després d’haver complert el treball de recerca, crec el meu projecte dóna resposta a totes les preguntes o conceptes plantejats.


80

4 Annexos

4.1 Curriculum de Chus Sánchez


81


82


83

4.2 Curriculum d’Albert Fàbrega


84

5 Bibliografia i enllaços

Presentació esquemàtica de la evolució dels motors des dels

seus inicis fins l’actualitat.

http://www.slideshare.net/ssuserd02546/evolucin-y-tipos-de-motores

Incidència social i econòmica de la indústria de l’automoció

http://revistas.ucm.es/index.php/CESE/article/viewFile/CESE93931102

89A/11097

Blog de l’Agustí Payà sobre cotxes elèctrics i híbrids.

http://blogs.20minutos.es/coches-electricos-hibridos/2014/01/

Article sobre les energies alternatives en la competició.

http://www.newspress-

es.com/public/ViewPressRelease.aspx?pr=46189&pr_ref=18432

Lloc web on es troba tota mena d’articles sobre innovacions

tecnològiques en els automòbils.

http://www.motorpasionfuturo.com/

Lloc web oficial de les Ecoraces on es troba tota la informació

necessària sobre les competicions.

http://www.ecoraces.net/ca/pagines/que-son-les-ecoseries

Article sobre l’evolució dels automòbils des dels seus inicis.

http://www.mdzol.com/nota/269223/

Suplements de motor de “La Vanguardia” (Gener2014 – Octubre2014)

Entrevista a Jordi Pujol Soler sobre la caducitat del petroli.

http://lamentable.org/ano-2060-punto-final-para-las-reservas-de-

petroleo/

Comparació de característiques tècniques entre els motors

elèctrics i els de combustió.

http://forococheselectricos.com/2011/11/motor-electrico-versus-motor-

de.html

Els beneficis mediambientals dels cotxes elèctrics

http://www.ecconex.com/revista/03-2012/coches-motos-electricos-

hibridos.html

http://www.slideshare.net/ssuserd02546/evolucin-y-tipos-de-motores

http://revistas.ucm.es/index.php/CESE/article/viewFile/CESE9393110289A/11097

http://revistas.ucm.es/index.php/CESE/article/viewFile/CESE9393110289A/11097

http://blogs.20minutos.es/coches-electricos-hibridos/2014/01/

http://www.newspress-es.com/public/ViewPressRelease.aspx?pr=46189&pr_ref=18432

http://www.newspress-es.com/public/ViewPressRelease.aspx?pr=46189&pr_ref=18432

http://www.motorpasionfuturo.com/

http://www.ecoraces.net/ca/pagines/que-son-les-ecoseries

http://www.mdzol.com/nota/269223/

http://lamentable.org/ano-2060-punto-final-para-las-reservas-de-petroleo/

http://lamentable.org/ano-2060-punto-final-para-las-reservas-de-petroleo/

http://forococheselectricos.com/2011/11/motor-electrico-versus-motor-de.html

http://forococheselectricos.com/2011/11/motor-electrico-versus-motor-de.html

http://www.ecconex.com/revista/03-2012/coches-motos-electricos-hibridos.html

http://www.ecconex.com/revista/03-2012/coches-motos-electricos-hibridos.html


85

Lloc web on és possible trobar el consum de cada model de

cotxe.

http://www.spritmonitor.de/

Lloc web on es troba tota l’actualitat del motor i analitza

aspectes tècnics.

http://www.coches20.com/

http://www.spritmonitor.de/

http://www.coches20.com/

Documents

La revolució en el món de l'automòbil