coches impulsados

8/18/2019 coches impulsados

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coches impulsados por hidrógeno es una tecnología relativamente nueva, aunque losmotores de hidrógeno fecha tan temprana como 1807. Estos automóviles son alimentados por dos tipos de motores: el motor de combustión interna similar a la versión con motor degasolina, la conversión de c!lulas de combustible de hidrógeno que permite a reaccionarcon el o"ígeno para producir electricidad agua a la alimentación de un motor el!ctrico.

#rígenesEl motor de combustión interna de hidrógeno fue inventado en 1807 por $ran%ois &saac de'iva(, aunque una patente de Estados )nidos no se publicó hasta 1*70, cuando el ingeniero+aul ieges solicitado uno.

sobre -he an/el

ingeniero alemn $!li" an/el diseó el motor rotativo an/el en los aos 1*20 concibió una versión para quemar hidrógeno. +ero el motor alternativo de cuatro tiemposresultó inadecuado a que el hidrógeno era propenso a fallos en el encendido de las bu3ías

las vlvulas de escape caliente. El problema se puede resolver mediante el uso desuperficies de cermica, pero los anillos de los pistones de cermica no se han perfeccionado.

+ilas de 4ombustible

El e"perimento an/el se refirió a la dificultad de adaptar el motor de combustión interna ala alimentación de hidrógeno. 5s eficaces son versiones de pila de combustible. $rancis -.6acon, desarrolló un motor de hidrógeno prototipo de pila de combustible en 1*2*, seguidoa principios de 1*0 por el inventor 'oger 6illings. unque las c!lulas de combustible dehidrógeno son susceptibles a las temperaturas de congelación son mu frgiles costosos,la maor parte de la financiación privada el gobierno se centra en la energía de pila decombustible de hidrógeno.bandono

9a maoría de los fabricantes de automóviles han tratado de desarrollar los cochesimpulsados por hidrógeno. in embargo, la $ord 5otor 4ompan abandonó sus planes afavor de centrarse en los coches el!ctricos, mientras que 'enault;


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partir de ?00*, ha qui(s solamente ?00 coches impulsados por hidrógeno en losEstados )nidos que se utili(an principalmente como modelos de demostración o dearrendamiento comercial. =a, sin embargo, motocicletas, autobuses, aviones, barcos eincluso sillas de ruedas que son impulsados por hidrógeno.

El futuroEl uso generali(ado de los automóviles impulsados por hidrógeno no es esperar al menoshasta ?020. dems, el gobierno de EE.)). anunció sus planes a mediados de ?00* paradetener el desarrollo de c!lulas de combustible financiación, el!ctricos e híbridos con unel!ctrico Bcombinación de gasolina han tenido prioridad. +roectos de diseo de pilas decombustible privados siguen con la mirada puesta en el platino el níquel estao parareducir los costos de pilas de combustible de funcionar a pesar de las impure(asinherentes al suministro de hidrógeno.

El hidrógeno, energético del futuro*

9aura >asque

Poco a poco se acerca el día en que este elemento químico sea el combustible de los

automóviles, como ya sucede con los transbordadores espaciales.

Todo el hidrógeno del mundo podría transformarse de una sola vez y el éxito del

experimento propagarse en el Universo como una nueva estrella. Francis William

ston, +remio


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El fin de la era del petróleo a se vislumbra un candidato cada ve( ms firme para obtener energía es el hidrógeno. 9os tomos de este elemento químico se componen de tan sólo un protón un electrón, son los ms abundantes: cerca del *0D de todos los tomos quee"isten en el )niverso son de hidrógeno.

En nuestro planeta este elemento no es tan abundante: apro"imadamente el 12D de todoslos tomos son de hidrógeno 3untos constituen apenas el 0.*D de la masa total del planeta. 9a maoría de los tomos de hidrógeno que e"isten en la -ierra estn en lasmol!culas de agua. +ese a su relativa escase( en este planeta, el hidrógeno forma parte deun maor nAmero de compuestos químicos que ningAn otro elemento.

En estado elemental, el hidrógeno es un gas formado por mol!culas diatómicas, que sóloalcan(an a ser una millon!sima parte de la atmósfera por ser tan ligeras, la gravedad de la-ierra no alcan(a a retenerlas.

9a reacción entre el hidrógeno F=?G el o"ígeno elementales F#?G produce mol!culas de

agua desprende una importante cantidad de energía. Esto sucede porque los enlaces de lamol!cula de agua son ms fuertes que los enlaces en las mol!culas de = ? #?.

?=? H #? ?=?#

Ista es la reacción que se usó, por e3emplo, en los cohetes aturno J Funo de los cuales puso en el espacio al polo 11, la primera misión tripulada a la 9unaG los transbordadoresespaciales, que utili(an hidrógeno elemental como combustible.

La sombra del Hindenburg

9a reacción del hidrógeno con el o"ígeno es peligrosa por e"plosiva, pero el peligro se hae"agerado desde la e"plosión del dirigible Hindenurg , en 1*@7. El esqueleto del=indenburg estaba armado con varas de madera, cuerdas de seda laca. +ara la cubierta seusó tela de algodón, recubierta primero con una capa de acetato de celulosa Kuno de loscomponentes de la pólvoraK despu!s con aluminio metlico en polvo. 9a violentareacción del aluminio metlico pulveri(ado con el o"ígeno se utili(a tambi!n en loscombustibles de los cohetes espaciales es el principal responsable de la gran luminosidadde la llama de !stos. El incendio del Hindenurg fue provocado por una chispa deelectricidad esttica del aire, que causó que el aluminio de la cubierta se incendiara con !lel resto de los materiales, todos inflamables, con los que estaba hecho el globo desdeluego, tambi!n el hidrógeno. El hidrógeno arde con una flama casi invisible por su

e"trema ligere(a, tiende a dispersarse hacia arriba. En el caso del Hindenurg , se tieneregistro de que todo el hidrógeno que contenía se consumió en tan solo @7 segundos. Elfuego que se ve en las fotos no puede atribuirse a la combustión del hidrógeno, sino a la delos materiales del globo al combustible diesel que alimentaba sus motores.

e los *7 pasa3eros tripulantes del dirigible, @ perdieron la vida, @@ de ellos por habercaído o saltado intencionalmente al vacío. ólo tres de las víctimas ms murieron porquemaduras, seguramente causadas no por la combustión del hidrógeno, sino por la del


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diesel usado como combustible del dirigible, a que la cabina de los pasa3eros se ubicaba ba3o el globo. El diesel el resto de los materiales inflamables tardaron 10 horas enconsumirse.

!diós a la gasolina"

=o en día e"isten varios prototipos de automóviles impulsados por la energía mecnicagenerada por la reacción del hidrógeno con el o"ígeno. 9os fabrican compaías como65 de lemania 5a(da de Lapón, asociada con la estadounidense $ord. +ara hacerautomóviles de combustión interna impulsados por hidrógeno elemental se requiere unatecnología parecida a la que se usa para producir motores movidos por gas natural, que aabundan en nuestros días. 9a combustión del hidrógeno en estos motores aAn no es perfecta. u fuente de o"ígeno es el aire, por lo que inevitablemente una pequea fracciónde nitrógeno interviene en la combustión forma ó"idos de nitrógeno,


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Las fuentes

El hidrógeno se encuentra combinado en forma de agua o de compuestos orgnicos. +or lotanto, se puede obtener de esas fuentes, pero para separarlo de sus compuestos es precisosuministrar energía. =o en día el hidrógeno se obtiene principalmente de sustancias

e"traídas del petróleo: hidrocarburos gaseosos como el metano el propano, o alcoholescomo el metanol o el etanol, que son líquidos.

#btener hidrógeno del metano, por e3emplo, tiene dos inconvenientes. El primero es que elmetano del que se parte se obtiene principalmente del petróleo, que se est agotando. Esteinconveniente podría evitarse porque se puede e"traer metano de iomasa Fmediantefermentaciones llevadas a cabo por microorganismos sobre materia orgnica de desechoG este proceso podría volverse la principal fuente de metano. El segundo inconveniente esque el proceso genera dió"ido de carbono, igual que cuando se quema el gas natural, lo quecontribue al calentamiento global.

9a obtención de hidrógeno a partir de metanol, 4=@#=, tiene las mismas desventa3as que a partir de metano. 9a venta3a que ofrece el metanol sobre el metano es que mientras que !stees un gas, aqu!l es un líquido, que podría transportarse almacenarse de manera seme3antea la gasolina. El inconveniente es que la materia prima para obtener metanol, es 3ustamenteel metano. El etanol tambi!n puede utili(arse para obtener hidrógeno, con la venta3a de quees un alcohol ms fcil de obtener biotecnológicamente, mediante la fermentación dea(Acares.

esde luego, tambi!n es posible obtener el hidrógeno elemental a partir del agua, que entanta abundancia tenemos. in embargo, la manera ms simple directa de separar el aguaen sus componentes, la electrólisis, no representa ninguna ganancia en cuanto al balance

total de energía: para efectuarla ha que proporcionar la misma cantidad de energíael!ctrica que la que se obtiene al reali(ar la reacción inversa. i esa energía el!ctrica seobtuvo a partir de la principal fuente actual en nuestro planeta, una planta termoel!ctrica,estaremos sólo dando la vuelta al problema seguiremos quemando combustibles fósiles.

+ero e"isten otras posibilidades. i para hidroli(ar el agua usamos electricidad provenientede una planta nuclear, hidroel!ctrica o eólica, las pilas de combustible se convierten en una buena manera de almacenar transportar esa energía. 9a energía del ol tambi!n puede serla solución, a sea porque la electricidad requerida para hidroli(ar el agua puede provenirde celdas solares, o porque la lu( solar por sí misma es capa( de separar el agua en suscomponentes mediante el uso de catali(adores adecuados.

Los coches eléctricos hoy

9os primeros automóviles el!ctricos se desarrollaron en la primera mitad del siglo N&N llegaron a tener cierto auge durante la primera d!cada del siglo NN. in embargo, la pocadurabilidad de las baterías disponibles en aquel entonces el advenimiento del automóvilcon motor de combustión, así como el incremento en las e"ploraciones petroleras, hicieronque los autos el!ctricos se convirtieran en una curiosidad. En 1*1? un automóvil el!ctrico


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costaba 1 720 dólares, mientras que uno con motor de gasolina se adquiría por 20. Elinter!s en los coches el!ctricos resurgió a partir de los aos 70 con las crisis energ!ticas provocadas por los embargos petroleros de los países rabes.

En la actualidad, los vehículos el!ctricos ms populares no son solamente el!ctricos, sino

híridos. e llama híbrido a cualquier vehículo que utilice dos fuentes de energía, peroactualmente el t!rmino se ha vuelto casi e"clusivo para designar autos impulsados porenergía el!ctrica energía proveniente de la combustión de gasolina. Esta combinaciónlogra rendimientos de gasolina del orden de ?0 /ilómetros por litro, con una potenciacomparable a la de los autos con motores tradicionales a base de gasolina. En realidad estatecnología es solamente un paso en la transición de los vehículos altamente contaminantescon motor de combustión interna hacia vehículos impulsados por fuentes de energía limpia,como podrían ser las celdas de combustible.

9a maoría de las compaías fabricantes de automóviles llevan a cabo ho en día intensos programas de investigación desarrollo encaminados a producir autos movidos por celdas

de combustible. +or e3emplo, $ord tiene a un modelo de automóvil de este tipo, del cualha distribuido, a manera de prueba, varias decenas en los Estados )nidos, 4anad lemania. 9a producción de estos vehículos a nivel comercial est a la espera de un sistemade distribución de hidrógeno que permita a los consumidores reabastecer sus autos. $ord,en colaboración con su socio 5a(da, ha promovido la instalación de estaciones dehidrógeno en =iroshima, etroit 6erlín. =onda no sólo tiene planes de producircomercialmente su vehículo de celdas de combustible para el ao ?010, sino que tambi!n participa en el desarrollo de una estación casera de energía, capa( de producir hidrógeno a partir de gas natural en una escala dom!stica.

!l volante de un $%&ell

En 3unio de ?002 la compaía aimler4hrsler invitó a varios periodistas especiali(ados enla industria automovilística a su simposio de innovación, en ashington, .4. +or unaconfusión mu afortunada, me invitaron a mí tambi!n.

)na de las innovaciones que presentó la compaía fue el prototipo F!"ell , un coche con lacarrocería de un 5ercedes;6en( 4lase , pero con motor el!ctrico alimentado por celdasde combustible.

l tercer día del simposio nos trasladaron al estacionamiento del Estadio $edE". hí habíaun circuito de pruebas de mane3o unos ?0 modelos de aimler4hrsler para probar. 5e

registr! para conducir el F!"ell . on, un amable asistente, se subió conmigo al coche mee"plicó brevemente que el vehículo usaba hidrógeno como combustible emitía vapor deagua como desecho. 9uego on hi(o girar la llave de encendido.


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le pedía nada a la de un vehículo de gasolina. En la recta inicial on me animó a ir msrpido. =undí el acelerador el coche salió disparado.

)n automóvil el!ctrico no necesita ca3a de transmisión Fo MvelocidadesMG: el motorsuministra directamente una potencia tan ba3a o tan alta como sea necesario sin tener que

pasar por un complicado sistema de engranes que aumentan la potencia a e"pensas de lavelocidad viceversa. El conductor sólo tiene que variar la alimentación el!ctrica pormedio del acelerador la velocidad del vehículo aumenta continuamente, sin las sacudidasque da un automóvil convencional de transmisión automtica a cada cambio de velocidad.

4omo no tiene pistones que suban ba3en a alta velocidad al producirse e"plosionescontroladas, el F!"ell no vibra. l principio uno echa de menos el ruido del motor lasvibraciones que en un coche normal le dan al conductor información acerca de la potencia las condiciones en que est operando el motor. +ero no cuesta traba3o acostumbrarse alsilencio la suavidad de marcha de un vehículo el!ctrico.

+ese a todo, los autos alimentados por celdas de combustible aAn no tienen la potencia quelos automovilistas esperan de sus vehículos. #tra desventa3a es que todavía no se encuentrala manera de almacenar a bordo suficiente hidrógeno para darle al coche la autonomía a laque estamos acostumbrados Fms de P00 /ilómetros por tanqueG.

9e pregunto a on cunto cuesta un F!"ell . 9uego de recordarme que estamos a bordo deun prototipo del que ha unos 0 e3emplares, me suelta la cifra: alrededor de un millón dedólares desde luego, tomando en cuenta todo lo que la compaía ha invertido eninvestigación desarrollo. 4uando el F!"ell se produ(ca en serie tendr que ser mucho ms barato. +ero antes habr que construir una red de estaciones de reabastecimiento dehidrógeno. O antes de eso, habr que encontrar la manera de obtener hidrógeno sin producir los mismos contaminantes que se pretende evitar con esta tecnología.

+ese al entusiasmo de on, lo cierto es que, por el momento, aimler4hrsler le estapostando ms a los vehículos híbridos.

#ergio $égules

El petróleo empie(a a escasear el hidrógeno abunda la transición no ser fcil, pero esine"orable.


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El futuro es el hidrógeno. 9os sostienen destacados especialistas del automóvil. 9asra(ones son claras: las fuentes de hidrógeno en la naturale(a son poco menos que infinitas, adems, es limpio, a que su combustión solo genera vapor de agua. 'a(ones suficientes para interesar a las marcas de automóviles.

9as venta3as del hidrógeno como combustible son conocidas desde hace mucho tiempo. ume(cla con el o"ígeno origina una reacción tan espontnea como violenta, cuo resultadofinal es una sustancia inocua, a la ve( imprescindible, agua. 6astaría con sustituir lagasolina o el gasóleo por hidrógeno en un motor convencional para conseguir el soado

coche de agua.

9a teoría es sencilla, pero la prctica no lo es tanto. El hidrógeno como combustible tieneinconvenientes prcticos que han impedido su utili(ación como fuente de energía para los


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automóviles, salvo en algunos vehículos e"perimentales. +or e3emplo, su capacidad decombustión natural hace peligrosas las maniobras de llenado.

dems, el hidrógeno en estado natural es gas para poder disponer de suficiente reserva, para garanti(ar la misma autonomía que los coches convencionales, seria imprescindible

recurrir al hidrógeno liquido. O esto solo se consigue enfriado el hidrógeno a temperaturase"tremadamente ba3as, cercanas al cero absoluto F;?7@ Q4G, por lo que necesita depósitosespeciales, denominados criogénicos, voluminosos, aislados pesados para conseguir la ba3a temperatura a base de una gran presión.

finales de '(((, los investigadores traba3aron en unos tanques especiales formados pormiles de tubos capilares de una suerte de fibra de carbono, capaces de almacenarimportantes cantidades de hidrógeno.

El hidrógeno no se encuentra como elemento independiente en la naturale(a, pero,combinado, es uno de los ms abundantes. $orma parte del agua que, por lo tanto, puede proporcionarnos la fuente inagotable de hidrógeno. El agua se compone e"clusivamente dehidrógeno o"ígeno.


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9a separación de ambos elementos se efectAa mediante la corriente el!ctrica, a trav!s de un proceso denominado electrólisis. +ara que no haa contaminación alguna, la electricidadempleada debe ser de origen solar o hidrulico.

Motores de Hidrógeno, tecnología espacial (historia)

El hidrógeno es un gas inagotable, a que puede ser obtenido a partir de agua o podríae"traerse a los hidrocarburos derivados del petróleo o del gas natural, así como de alcoholesde procedencia vegetal. +ero en estos Altimos casos, el hidrógeno se obtiene gracias a unareacción química propiciada por un catali(ador, lo que provoca emisiones de 4#?, elanhídrido carbónico responsable del per3udicial efecto invernadero.


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9a investigación espacial, adems, aporto una nueva posibilidad. 9a me(cla de hidrógeno o"ígeno a no produce una reacción t!rmica, sino la electricidad necesaria para alimentarun motor el!ctrico. El con3unto de este tipo de motor el elemento productor de hidrógenose ha llamado fuell cell o pila de combustible.

u principal venta3a es que los automóviles dotados con este tipo de motori(aciones podrían comen(ar a circular inmediatamente, a que se abastecerían en las estaciones de

servicio normales, mientras que para utili(ar hidrógeno líquido debería crearse toda una redde estaciones de servicio especiales.


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fines de '(((, en )unich, )+ inauguró la primera estación de este tipo esperaba poder potenciar el suficiente nAmero de ellas para comerciali(ar automóviles a hidrógeno

en !lemania en el -'- Fcosa que no logroG.

)ercedes pel han desarrollado diversos prototipos con propulsión por pila decombustible. En el caso de pel, su /afira Fde fines de los (-sG dispone de un motor de 724J, aunque se han construido c!lulas con el doble de potencia.


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Pila de combustible0 a finales de la d!cada de los noventa comen(ó a hablarse del fuell

cell o pila de combustible. En el seno de la pila, el hidrógeno el o"ígeno se combinan deforma controlada en lugar de producir una violenta e"posición, generando electricidad ,como producto residual, agua.

9a reacción no provoca calor tampoco desgaste mecnico es silenciosa. dems, elrendimiento de la pila de combustible combinada con el motor el!ctrico supera el 20D de le

eficacia posible, cuando los me3ores motores t!rmicos apenas consiguen un @0;@2D. 9a pila de combustible esta construida por infinidad de c!lulas.

Historia del motor de agua

Puede un vehiculo funcionar con agua?

Aun que el motor de explosion tiene serias limitaciones(solo se aprovecha un

http://cocheseco.com/coches-electricos/http://cocheseco.com/coches-electricos/


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20 del poder calori!co del combustible en los me"ores casos)se ha cambiando

mu# poco desde que el aleman $i%olaus August &tto lo inventase en el a'o

*+

-esde aquel momento asta ahora, el principio de .uncionamiento de todos los

motores que incorporan los vehiculos(a escepcion de un reducido numero deellos con el ciclo /an%el # algunos electricos) se basa en esa tecnologia que no

da mas de si, por mucho que se aplique el principio de me"ora constante

n in.orme de 11* reportaba que en este a'o existían 00 millones de

vehiculos en el mundo, por lo que haciendo un an3lisis de la tendencia, si todo

sigue igual, en los proximos 40 a'os el parque móvil mundial se doblar3,

llegando a los 200000 millones de coches

5or muchos sistemas de energia libre que ha#a, cambiar de la noche a la

ma'ana todo el parque automovilistico mundial es algo cuanto menos 6nviable

5or ello es de vital importancia comen7ar a implantar tecnologias de transicion

en los vehiculos #a existentes

nos de los dispositivos de transicion mas comunes, son los sistemas de HH& #

sus variantes

8o que ense'an a la ma#oria de ingenieros mecanicos en las universidades es

que se necesita mas energia para disociar las moleculas de Hidrogeno #

&xigeno del agua, que la energia que estos dos gases generan, que nunca se

podra obtener tanto volumen de hidrogeno para impulsar un motor en .rio, lacuestion es que la gasolina calienta en exceso la camara de combustion # la

ma#oria de las perdidas( un * ) se disipan en .orma de calor # ro7amiento

9on hidrogeno(#a sea disociandolo al momento o en tanques) no es necesario

todo ese calor, lo unico que se aprovecha de la combustion es el momento de

empu"e # eso es producido por una explosion, el hidrógeno genera dos veces #

media m3s energía de explosion que la gasolina, con menos calor:

Han habido multitud de inventores que lo han conseguido, pero

lamentablemente no han podido luchar contra una industria que genera masde ;00 000 millones de dolares al a'o # que mueve la economia mundial

xperimentó con electrol#sis


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