Híbridos, eléctricos y enchufables: todo lo que hay que saber sobre los nuevos autos

Quizás como nunca antes, la industria automotriz está cambiando a pasos agigantados. Y no solamente en lo que hace a sumar nuevos elementos de confort o seguridad (autos autónomos, asistencias a la conducción, etcétera), sino en lo que respecta al corazón de cualquier vehículo: su propulsión.

Es que hasta hace poco más de un par de décadas, las alternativas parecían reducirse a motores nafteros o diésel. Pero la preocupación por el agotamiento de los combustibles fósiles más el impacto que las emisiones de gases de efecto invernadero están causando en el medio ambiente, llevaron a que las empresas comenzaran a experimentar con otras tecnologías en busca de soluciones. Fue así como la electrificación comenzó a presentarse como una alternativa hacia la neutralidad en carbono, que de a poco fue ganando espacio hasta convertirse en una realidad indiscutible. Hoy, está claro que el futuro será eléctrico, más allá de que los primeros vehículos impulsados por electricidad hayan sido creados hace más de un siglo.

Pero bajo el gran paraguas de electrificación aparecen agrupadas varias tecnologías que hoy están, casi todas, al alcance de la mano. Si bien tienen componentes similares, es bueno conocer cuáles son y cómo funciona cada una. Veamos cuáles son.

Los híbridos

Empecemos por los más populares en la actualidad, los híbridos puros o HEV (Hybrid Electric Vehicle), que representan casi el 80% de las ventas de vehículos con alimentación alternativa a nivel global. Son los más difundidos por que son notablemente más económicos de producir que los eléctricos, tienen la ventaja de que no necesitan ser recargados de forma externa para poder funcionar y consumen sensiblemente menos combustible que los sistemas tradicionales.

En nuestro país, Toyota fue la primera automotriz en introducir este tipo de movilidad con el lanzamiento de la tercera generación del Prius, en 2009. Luego se fueron sumando otras marcas y modelos y hoy hay más de una veintena de opciones entre las marcas generalistas y Premium, con Toyota y Lexus con las carteras más amplias.

El sistema está compuesto por un motor de combustión interna tradicional (generalmente de ciclo Atkinson), un motor eléctrico más pequeño, una unidad de gestión o control (se ocupa ir distribuyendo la energía y el funcionamiento de los motores) y un pack de baterías de mediana capacidad adicional.

En estos, el auto se puede mover con uno o los dos motores al mismo tiempo. Por ejemplo, cuando se le da arranque y mientras el auto circula a determinadas velocidades lo hace solamente con el eléctrico mientras la batería le suministra la energía necesaria para hacerlo; en tanto, cuando se lo acelera de golpe en busca de más potencia o velocidad, comienzan a trabajar juntos y el eléctrico le suministra al atmosférico una potencia adicional. Además, el generador eléctrico se ocupa de algunas funciones que demandan consumo de combustible o energía (encendido, climatización, etcétera).

Y ahí otro punto importante: generalmente el tipo de propulsor de combustión usado en estos vehículos son los del denominado ciclo Atkinson, debido a que éstos si bien generan menos potencia son mucho más eficientes en lo que hace a consumo de combustible debido a que lo aprovechan mejor, al tiempo que se reducen las emisiones contaminantes.

Los híbridos permiten circular en modo puramente eléctrico durante una cantidad limitada de kilómetros (hoy rondan entre los 20 y 35 kilómetros) y hasta determinadas velocidades (algunos superan los 100 km/h), y otra de las ventajas de esta tecnología es que la batería se recarga mientras el vehículo está en movimiento, aprovechando no solo el calor generado por el motor sino por la que se produce durante el frenado y la desaceleración. Según los cálculos de varias automotrices, los híbridos pueden alcanzar el doble de kilómetros con la misma cantidad de combustible en un modo de conducción tranquilo.

Híbridos enchufables

Los PHEV (Plug-in Electric Vehicle) o híbridos enchufables son casi iguales a los híbridos puros tanto en su funcionamiento como en sus componentes, pero con algunas pequeñas diferencias.

Para empezar, además del motor a combustión, la unidad de gestión y el impulsor eléctrico, se agrega que la alimentación es mediante un pack de baterías de gran capacidad (generalmente de iones de litio, pues son las que producen más energía y tienen menor peso) y cuentan con una entrada (enchufe) para el cargador externo (del lado opuesto a la boca del tanque de combustible). Y aquí aparece la gran diferencia: las baterías pueden recargarse enchufando el vehículo a una estación de recarga o a un tomacorriente hogareño debidamente instalado, con lo cual se puede comenzar un viaje con los acumuladores al 100% lo cual ofrece una mayor autonomía en modo eléctrico sin necesidad de que se active el propulsor a combustión.

En ese sentido, brindan una autonomía en modo EV un poco mayor a los híbridos comunes (superan los 50 km) y el tiempo de recarga varía entre 2 y 3 horas.

De los PHEV, el primero en llegar a nuestro país fue el SUV Mercedes-Benz GLC350 e, que lo presentó en septiembre de 2018. A éste se fueron sumando algunos otros modelos pero hay que aclarar que en la Argentina todavía no es una tecnología muy difundida o incentivada (la apuesta grande parece pasar por los híbridos puros por su sencillez de uso y recarga).

Los micro-híbridos

Los MHEV (Mild-Hybrid Electric Vehicle, también conocidos como híbridos soft o micro-híbridos), son otros de los más difundidas. Esta solución consta de un motor convencional al que se suman un alternador/generador de arranque por correa que es alimentado por una batería de 48 V de iones de litio; ambos se ocupan de generar y administrar energía adicional para las funciones que demandan consumo de combustible (planeo, Star-Stop y demás), para recargar la batería de 12 V común y también para dar una potencia extra el motor convencional en situaciones de alta demanda. Esto se traduce en un menor consumo que se estima en casi un litro cada 100 kilómetros.

El primero en llegar a estas latitudes con esta tecnología fue el Audi A7 Sportback, al que luego la marca de los anillos fue sumando más variantes dentro de su portafolio.

Los realmente eléctricos

Con cada vez más disponibilidad, los BEV (Battery Electric Vehicles) son los únicos 100% eléctricos y uno de los dos que son realmente cero emisiones contaminantes o ZEV (Zero Emitions Vehicle). Sus componentes son cuatro: cuenta con uno o más motores eléctricos (generalmente de imanes permanentes); un gran paquete de baterías (iones de litio y otras); una toma para recarga externa (o sea, hay que enchufarlo sí o sí a una estación pública o doméstica), y un convertidor de electricidad, que transforma la electricidad de la pared (que es alterna o AC) a continua (DC) que es la usa el motor.

Su funcionamiento también es simple: el o los propulsores son alimentados por la electricidad generada por las baterías, previo paso de esa electricidad por el convertidor. El motor, asimismo, transfiere el movimiento al o los ejes (en el caso de tener más de uno).

En cuanto a la batería (cuya capacidad se mide en kilovatios/hora (kWh) se va regenerando también mediante una inversión de la energía desarrollada, la desaceleración, el frenado y demás.

Los eléctricos tienen la ventaja de que tienen menos componentes mecánicos y por ende requieren menos mantenimiento. Como contrapartida, ofrecen una autonomía baja (entre 300 y 600 km) y el tiempo que demanda recargarlos es alto (varias horas). Sin embargo, ambos aspectos están siendo mejorados rápidamente y hoy hay modelos que permiten regenerar el sistema hasta el 80% en 15 o 20 minutos conectados a cargadores rápidos.

En la Argentina, la primera en apostar por esta variante fue Renault, cuando en 2018 lanzó su utilitario Kangoo Z.E. A esta le siguió Nissan, con el primer auto eléctrico a nivel local, el Leaf (de paso, el eléctrico más vendido del mundo) y cada vez son más las opciones que van apareciendo tanto a nivel local como importados.

También a pila

La última variante y la otra que es ZEV es la de los autos alimentados a célula de combustible o FCEV (Fuel-Cell Electric Vehicle), también conocidos como autos a hidrógeno. Estos constan de un motor eléctrico, una unidad de control, una celda de combustible, un tanque de hidrógeno y una batería de 48 V.

También son eléctricos puros, pero a diferencia de aquellos la alimentación del acumulador no se da por una carga externa sino que se va produciendo durante la circulación mediante una reacción química generada en la célula de combustible. Sintéticamente, el hidrógeno envasado en los tanques a muy alta presión se envía a la célula donde se mezcla con el oxígeno proveniente del ambiente y, al juntarse, se desencadena una reacción química que produce por un lado energía y por el otro agua (por la fusión del hidrógeno y el oxígeno). La electricidad es enviada a las baterías, que luego se la transmite al motor, mientras que el residuo producido por esa fusión (agua y vapor de agua) es descartado al exterior.

Esta tecnología tiene varias ventajas: la principal, es que el hidrógeno es el elemento más abundante en el universo, por lo cual no es que sea renovable sino que es inagotable. Además, no produce emisiones contaminantes pues lo único que se sale por el caño de escape son pequeñas cantidades de vapor de agua (similar a la evaporación que se da en cualquier espejo de agua); las baterías utilizadas son más pequeñas (tienen cuatro veces la capacidad de las comunes de 12 V usadas en cualquier coche); ayudan a purificar el aire del ambiente al filtrarlo en la célula y tienen una autonomía mayor a los eléctricos y rellenar los tanques de hidrógeno insume el mismo tiempo que cargar un tanque de nafta o GNC.

Si bien sin dudas el hidrógeno es el futuro del futuro de la movilidad, hoy por hoy esta tecnología está escasamente difundida debido a los altos costos que implica lograr hidrógeno libre para poder ser envasado, y más allá de que hay varias compañías experimentando con esta tecnología a nivel mundial, son solo tres las que tienen modelos en la calle: Toyota, con el Mirai (que en japonés significa, precisamente, futuro); Hyundai, con el Nexo, y Honda, con el Clarity. Ninguno de éstos se comercializa en nuestro país, pero Toyota tiene un Mirai en su planta de Zárate para demostración y pruebas.