El avance de los autos eléctricos

La recarga del 100% de la batería tarda 8 horas con la red domiciliaria
La recarga del 100% de la batería tarda 8 horas con la red domiciliaria Crédito: Shutterstock.com
Los fabricantes no cesan de anunciar el lanzamiento de modelos electrificados; las normas antipolución y las prohibiciones condicionan a los vehículos convencionales; las ventajas de los EV según los expertos
Gabriel Tomich
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8 de febrero de 2020  

Nada es casual. Menos en una cuestión que mueve miles de millones de dólares y euros en desarrollo. Aunque, todavía hay muchos escépticos en todo el mundo, algo es cierto: la electrificación del automóvil es imparable.

El fenómeno no tiene que ver con una demanda de los clientes o el afán de venta de los fabricantes, sino con las cada vez más exigentes legislaciones en contra de la contaminación ambiental y todos sus efectos atmosféricos negativos (calentamiento global o efecto invernadero, etcétera), sin olvidar que hay ciudades y países que prohibirán el uso de vehículos con motor de combustión (diésel y nafteros) a partir de 2025.

Por eso hay causalidad: desde el 1° de enero último hasta 2025 entró en vigencia en Europa la normativa que exige un promedio de 95 g/km de emisiones de CO2 para la gama completa de vehículos vendidos por cada fabricante. Pocos autos con motores de combustión interna pueden cumplir esta norma.

Para tener una idea de lo difícil que es: un Volkswagen Polo europeo con un modernísimo motor naftero 1.0 L tricilíndrico con turbocompresor (es decir, downsizing de cilindrada + turbo, la fórmula "mágica" para bajar el consumo) emite ¡101 g/km de CO2! y el mismo auto con un 1.6 L TDI gasolero arroja 97 g/km (aunque el diésel tiene otros problemas). Otra alternativa, el Gas Natural Comprimido (GNC) en un VW Golf 1.4 TGI CNG emite también 97 g/km de CO2.

Muy cerca, pero no suficiente. Entonces, hay que apelar a la electrificación, ya sea introduciendo vehículos híbridos (con impulsor de combustión + motor eléctrico) o 100 % eléctricos. Aun así, los primeros contaminan; menos, pero lo hacen: por seguir con ejemplos similares, el Golf 1.4 h emite 40 g/km y el pionero de los híbridos, el Toyota Prius, con motor del ciclo Atkinson 1.8 L y otro eléctrico, arroja 70 g/km de CO2 a la atmósfera.

El único auto que garantiza cero emisión (Zero Emission, Z.E.) es el 100% eléctrico (también llamado EV por Electric Vehicle). Por eso, cada vez veremos más vehículos electrificados en todos los fabricantes, si quieren cumplir la ley europea (que además en 2026 bajará a 70 g/km). Sin olvidar la normativa que todavía no se instrumentó en Estados Unidos para el período 2017-2025 (aún en etapa de debate legislativo y judicial) que le requiere a los fabricantes una media bajísima, de 54,5 mpg (milla por galón) o lo que es igual 4,31 L/100 km de consumo.

Dejaremos de lado aquí cómo se genera la electricidad, porque eso no le compete a la industria automotriz ni a los usuarios, para centrarnos en cuáles son las perspectivas, secretos y futuro de los autos eléctricos.

Pilares fundamentales

Para analizar cómo es un auto eléctrico y su funcionamiento pondremos el foco en el Nissan Leaf (cuyo test drive se publicó el 28/12/2018), el primer automóvil 100% eléctrico a la venta en el mercado argentino (donde cuesta US$61.600). Cabe aclarar que antes del Leaf se presentó el utilitario Renault Kangoo, pero por tratarse de un vehículo de trabajo, no expresa lo que los usuarios particulares pueden esperar de un auto eléctrico. Por otra parte, el Leaf es el EV más vendido del mundo; desde 2010, en que se lanzó, se llevan vendidas más de 400.000 unidades.

Pionero. El Nissan Leaf es el primer automóvil 100% eléctrico a la venta en la Argentina; soluciones de avanzada y cero emisiones
Pionero. El Nissan Leaf es el primer automóvil 100% eléctrico a la venta en la Argentina; soluciones de avanzada y cero emisiones

En el Salón de Tokio de 2015, todas las grandes marcas japonesas hicieron una declaración conjunta en pos de alcanzar dos metas: cero emisión y cero accidentes.

"La visión de la movilidad de Nissan (y de toda la industria japonesa), que llamamos Intelligent Mobility, se basa en tres pilares: el vehículo autónomo, la electrificación y la integración del automóvil con la sociedad", afirma Luis Felipe Clavel, Business Development Electric Vehicles Manager de Nissan América Latina.

"Hoy el auto 100% autónomo no existe -continúa-, pero varias tecnologías que se desarrollaron para él están presentes en los autos eléctricos como el Leaf. Por ejemplo, el Intelligent Cruise Control, que adapta la velocidad del auto respecto del que tenemos adelante y lo sígue, frenando si hace falta, lo que resulta óptimo para movernos en el flujo de tránsito de una autopista. Esto también tiene que ver con el asistente de frenado de emergencia, que está pendiente de un obstáculo en el camino; por ejemplo, si se cruza un peatón el auto frena automáticamente".

Si bien estas ayudas a la conducción no son exclusivas de los eléctricos y casi todos los fabricantes las han desarrollado, otras tecnologías dependerán de la electrificación del automóvil.

"En un futuro próximo incluiremos en el Leaf el sistema Pro Pilot, que hace que el auto se pueda conducir solo por autopistas. Todo esto ha surgido del desarrollo del vehículo 100% autónomo y nos conecta con el segundo pilar, la electrificación".

Eléctricos vs. combustión interna

"En 2010 -prosigue Clavel-, cuando salió la primera generación del Leaf no existían los motores ni las baterías; hoy estamos seguros que la electrificación es hacia dónde va la industria y cuando hagamos la conexión con los vehículos autónomos será mucho más fácil realizarla, porque uno de los beneficios que tiene un eléctrico es que su conducción es muy sencilla y que los componentes móviles que posee son muchos menos que los de un auto de combustión interna. Con estos tienes que alcanzar cierto régimen (rpm) para buscar el cruce de las curvas de torque y potencia para obtener la eficiencia máxima del motor, esto hay que conectarlo a la transmisión y ésta finalmente va al tren motriz, pero eso es complejo en el fondo, por eso tiene que operarlo un piloto porque hay un tema de feeling con el motor, de cuándo hay que hace el cambio de marchas y no solo en uno manual sino también en uno automático.

"Todo eso no existe en el auto eléctrico: el movimiento del motor directamente va a las ruedas; por lo tanto, para un usuario es mucho más fácil manejar y también para una computadora o un robot en el futuro, que van a ser también mucho más fácil de aplicar por dos razones: 1) por la simpleza técnica y 2) porque un eléctrico es una gran fuente de energía. Todos los sistemas electrónicos del auto autónomo requieren mucha energía, por lo que se necesita un gran pack de baterías que los alimenten. A diferenciad de los autos de combustión interna que tienen que sacar la energía que está dentro de la nafta mediante un proceso térmico, en el caso de un auto eléctrico la energía está disponible directamente dentro del sistema.

"Nosotros no promovemos el auto eléctrico porque es cool, sino porque hoy es la solución de la industria desde el punto de vista técnico y ambiental. ¿Tiene que bajar su precio? Sí, pero lo harán. Nuestros estudios dicen que entre 2025 y 2030 se va a producir este salto en los volúmenes, no solo a nivel global sino también en la región, cuando el costo de la batería baje lo suficiente para que cuando vayas a un concesionario decidas entre comprarte un naftero o un EV porque los autos eléctricos van a estar a un precio muy parecido. Entonces, desde el punto de vista técnico y de mantenimiento (el de un eléctrico es entre un 50% y un 60% más barato que un auto convencional) y en términos de energía/combustible, porque el EV tiene un gasto que es apenas el 20% del de un auto convencional, comparando los gastos operativos conviene comprar un eléctrico. Cuando se produzca esto se dará este salto en la curva de volumen y se va a transformar el auto eléctrico en un mainstream".

El utilitario Renault Kangoo fue el primer vehículo 100% eléctrico que llegó a la Argentina; un par de empresas utilizan algunas unidades a diario
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Tecnologías nativas

"Además hay nuevas tecnologías que solo pueden ser utilizadas en un EV -prosigue Clavel-. Por ejemplo, el E-Pedal, que permite manejar el auto con un solo pedal. Esto está pensado para usarlo en ciudad, en condiciones de mucho tránsito y solo es aplicable en un vehículo 100% eléctrico, porque el motor también puede ser generador.

"Cuando se le inyecta electricidad al eje principal del motor se crea un campo electromagnético y se genera movimiento, que impulsa al auto. Cuando se corta la electricidad, el motor sigue girando por inercia; el campo electromagnético se está moviendo digamos en "forma mecánica", no por impulso de la electricidad: esto produce electricidad, que a su vez genera una resistencia, así el auto tiende a frenarse.

"¿Qué quisimos hacer con el E-Pedal? Que esa resistencia fuese la máxima posible hasta frenar el auto; esto produce una conducción muy agradable e intuitiva para el uso en ciudad, porque solo aceleras: no tienes que frenar. Así, el Leaf usa toda la energía de inercia que tiene para generar electricidad y además se aumenta la autonomía porque estamos utilizando el 100% de la energía que se creó durante el frenado. De hecho, el frenado es solo electromagnético, no se usan los cálipers (pinzas), los discos no se desgastan y tampoco las pastillas; esto ahorra dinero de mantenimiento".

"Otro punto destacable de un EV en general y del Leaf en particular -continúa-, es la performance. Es un auto que tiene 150 CV (110 kW) de potencia y 320 Nm de torque, lo que equivale a más del de un SUV Murano, que tiene 300 Nm. Entonces resulta una conducción muy deportiva tanto desde el punto de vista del motor (en nuestras mediciones aceleró de 0 a 100 km/h en solo 7,9 s) como desde el chasis, porque el pack de baterías está en el piso del auto (lo que baja el centro de gravedad) y para mí es como manejar un karting por la agilidad.

"Desde el punto de vista de las baterías tiene la última generación que es de 40 kWh con una autonomía de 389 km en el ciclo urbano. En teoría, un usuario debería cargar el auto solo una vez por semana".

Baterías vs. hidrógeno

¿Las baterías son la mejor solución para los automóviles eléctricos o es superior la celda de hidrógeno?

"Hoy y en un lapso de 20 años, la mejor tecnología que existe para los EV son las baterías -afirma Clavel-. Aunque hay otras, podemos decir que la principal competencia de las baterías es el hidrógeno. Pero en la actualidad, el modo más eficiente de mover un eléctrico es con un pack de baterías, porque sacar la electricidad de la red y almacenarla directamente en el pack es muy eficiente: del 100% de la energía que se toma de la red le inyectas al auto un 98% (siempre hay cierta pérdida en ese flujo eléctrico), pero con el hidrógeno partimos del problema que no es un gas o un elemento que esté libremente en la naturaleza. No lo podemos extraer directamente de una "fuente de hidrógeno". Se tiene que "producir hidrógeno" y la manera más común de hacerlo es mediante la electrólisis. Este proceso implica que se use electricidad y agua (H2O); el flujo de electricidad separa las moléculas de hidrógeno y de oxígeno y tienes ambos elementos. Este proceso es muy ineficiente porque cuando lo haces se pierde mucha energía. Además, al final se toma esa molécula de hidrógeno y se la pone en una celda de combustible (o fuel cell) que hace el proceso inverso: toma el hidrógeno, le agrega oxígeno y el resultado es electricidad. Si miramos la cadena completa es muy ineficiente. Hoy, es mejor tomar la electricidad ya generada por otros medios y cargarla en el auto: es lo más probado y limpio (cero emisiones) que existe. Además, a medida que la demanda crezca va a bajar el costo de la batería y crecerá la performance. Un resultado empírico en el Leaf: cuando lo lanzamos en 2010 con una batería de 34 kWh y 150 km de autonomía costaba igual o un poco más que el actual con una batería de 40 kWh y toda la tecnología Intelligent Mobility a bordo".

Esquema de un automóvil eléctrico, mucho más simple y compacto que uno con motor de combustión interna
Esquema de un automóvil eléctrico, mucho más simple y compacto que uno con motor de combustión interna

Futuro integrado

"El tercer pilar es la integración. Esto no es solo que el auto esté conectado con alguna aplicación de celular, con el ambiente 4G, las redes o internet, sino que este pilar apunta a cómo se integra el EV a la sociedad. Imaginemos que en el futuro un auto 100% eléctrico pueda conectarse a la red de celulares, con el semáforo y hacer que se quede en verde hasta pasar o que detecte un vehículo en un punto ciego y por estar conectados no choquen.

"La integración no solo es en términos de conducción sino también en los energéticos. En el futuro estos vehículos 100% eléctricos y autónomos podrán conectarse con la red eléctrica de la ciudad y servir como un sistema de almacenamiento o secundario de provisión. Por ejemplo, podríamos tener paneles solares en nuestra casa, cargar el auto con ellos y vender esa electricidad a la red. Esta es una tecnología que se llama V2G (Vehicle to Grid), que es una capacidad que tiene el Nissan Leaf, por ejemplo, y que consiste en regresar electricidad a la red a través del toma y un cargador bidireccional. El futuro va a ser así, con un auto totalmente integrado con la ciudad y con la sociedad, 100% eléctrico y con tecnología autónoma".

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