La automoción verde

Los esfuerzos por mejorar la seguridad de los usuarios son constantes, y las novedades que en este sentido presentan los vehículos y las infraestructuras son evidentes. En la Fundación Cidaut se ha concebido la investigación en seguridad con una perspectiva integral, es decir, contemplando la triple vertiente: vehículo, infraestructura y factor humano. Para ello, cuenta con modernas instalaciones de ensayo, un equipamiento tecnológico de primer nivel y un personal cualificado. Así, según explica Francisco Tinaut Fluixa, subdirector de la Fundación Cidaut, el centro puede dar respuesta a aspectos tan diversos como la seguridad activa, la seguridad pasiva, el análisis de accidentes, la investigación estadística, la aplicación normativa, el diseño de nuevas infraestructuras viales, el desarrollo de modernos sistemas de control, el estudio de las problemáticas de los usuarios más sensibles, los sistemas de apoyo a la conducción, la acústica, los nuevos firmes y la iluminación vial, entre otros.

Además de la seguridad, uno de los temas en los que se ha centrado la investigación durante los últimos años ha sido la reducción del impacto de las emisiones contaminantes de los vehículos. Se han mejorado los motores de combustión, los dispositivos de alimentación de combustible y de tratamiento de gases de escape, los combustibles e, incluso, han aparecido combustibles alternativos. En conjunto, las cifras de emisiones contaminantes (CO, HC, NOx, partículas) de los vehículos en Europa representan menos del 30% de las que había en 1990. “La tecnología permite que hoy un vehículo emita 100 veces menos que en 1970”, apunta Tinaut.

En lo que respecta a las emisiones de CO₂, destaca el Acuerdo Voluntario suscrito en 1998 entre ACEA (Association des Constructeurs Européens d'Automobiles), como asociación que representa a los fabricantes de vehículos en Europa, y la Comisión Europea. Mediante este acuerdo, la industria de automoción se comprometía a una reducción de un 25% de la emisión media de CO₂ de los vehículos, pasando de un valor medio de 185 g/km en el año 1997 a 140 g/km en 2008. La Comisión Europea, por su parte, ha mantenido una importante reducción de los límites de emisiones en las sucesivas normas Euro hasta la actual Euro VI.

Así, para Tinaut, el sector de la automoción mundial ha realizado importantes esfuerzos durante décadas para reducir el impacto en el medio ambiente. “Se han optimizado las necesidades energéticas en la fabricación; se han reducido los residuos, los embalajes y envases en la fase de producción; se han sustituido procesos y tecnologías por otros de menor impacto ambiental, como es el caso de la utilización de pinturas al agua; y se han integrado en la fase de diseño los criterios de reciclabilidad, desmantelamiento e identificación de materiales y componentes”, explica.

A los esfuerzos realizados en seguridad vial y reducción de consumos y emisiones gaseosas de los combustibles se le suma la optimización de la gestión de residuos derivada del uso de productos y equipamientos más eficiente: fluidos, filtros, componentes, ruedas y baterías.

La introducción de nuevos sistemas de propulsión, eléctricos o híbridos por combinación de un motor eléctrico y un convencional, abre nuevas oportunidades ya que estos permiten la eliminación de consumo de combustible en las paradas (sistema start/stop), la recuperación de energía en las frenadas y descensos (frenado regenerativo), el uso de la energía recuperada como apoyo al motor térmico en aceleraciones y ascensos de pendientes, la circulación sin emisión de contaminantes en localizaciones específicas (uso en modo eléctrico puro), además de extender lo anterior a todas las situaciones en los vehículos eléctricos a batería. Estos últimos también pueden tener efectos beneficiosos sobre el medio ambiente, al mejorar ligeramente la cadena de eficiencia global y posibilitar el uso de recursos renovables para generar electricidad, como alternativa al uso de combustibles derivados del petróleo.

Otro punto importante, destaca Tinaut, es el empleo de biocombustibles, en los cuales Cidaut tiene una gran experiencia, tanto para su uso en motores diésel como de gasolina. Tristemente, se lamenta el subdirector del centro, “la política de la Administración no va en esa dirección ya que, sin tener en cuenta los indudables efectos medioambientales de los biocarburantes, ha reducido la cuota obligatoria de utilización de los mismos del 6,5% en (2012) al 4,1% en (2013)”.

Una de las preocupaciones actuales del sector es la reducción del peso de los vehículos de manera que no afecte a su resistencia. Con ello se consigue ahorrar material y reducir las emisiones. Esta cuestión es igualmente importante en el caso de los vehículos eléctricos, debido al aumento de peso ocasionado por sus pesadas baterías. Cidaut ha desarrollado tecnologías novedosas para obtener piezas estructurales de aluminio inyectado con una “excelente” relación peso-prestaciones mecánicas. “También estudiamos el uso de materiales compuestos, con fibra de carbono o con cargas de fibras vegetales, componentes mixtos con acero y elementos reticulares plásticos”, apunta.

A día de hoy, el reto más importante del vehículo eléctrico es conseguir unas baterías con mayores prestaciones que las actuales, es decir, mayor energía y potencia, más ciclos de carga y descarga, mayor velocidad de carga, superior reciclabilidad y menor coste. Sin embargo, según recuerda Tinaut, hay otros aspectos que requieren desarrollos adicionales, como la propia arquitectura del vehículo, la gestión energética, la seguridad estructural y dinámica, los sistemas de comunicaciones o incluso los modelos de negocio para la explotación o los de reparación y mantenimiento.

Las investigaciones de Cidaut en relación con el vehículo eléctrico se enmarcan en un objetivo de I+D de movilidad sostenible, es decir, reducir el impacto sobre el medio ambiente de la automoción en todas las etapas: fabricación, utilización y fin de vida de los vehículos. “Se buscan soluciones para mejorar la eficiencia energética mediante: la definición de guías de diseño para nuevas arquitecturas de vehículos; desarrollo de modelos para la reducción de los consumos de energía; optimización de la generación renovable; propulsión con soluciones híbridas o combustibles alternativos, mejoras en la generación de hidrógeno”, explica el subdirector del centro tecnológico.

Cidaut y la movilidad eléctrica

Cidaut participa en diversos proyectos de investigación (europeos, nacionales y regionales) para el desarrollo e implantación de una movilidad sostenible, haciendo un uso adecuado de vehículos, infraestructura (puntos de repostaje y de recarga), sistemas de comunicación y también nuevas arquitecturas de vehículos (E-Light, E-Vectoorc). Además, colabora en proyectos cuyo objetivo es introducir en el ámbito europeo el uso de los vehículos eléctricos en las ciudades (Green eMotion, Cityelec), procurando la armonización de normativas y analizando su impacto sobre las infraestructuras y el medio ambiente.

Gracias a sus ventajas, el vehículo eléctrico se presenta como una alternativa de movilidad muy importante en Europa y en otros entornos geográficos como EE UU, China o Japón. Sin embargo, sus limitaciones en cuanto a autonomía y velocidad de recarga, su utilización, según sugiere el subdirector de Cidaut, se prevé para recorridos urbanos o periurbanos de menos de 100 kilómetros diarios. “Si se produjera un avance extraordinario de las prestaciones de las baterías, el ámbito de recorrido de utilización se ampliaría”. Además, requiere de un gran esfuerzo inversor para establecer puntos de recarga, tanto rápidos como lentos, para acompañar al despliegue de la flota eléctrica. Este punto se trata en la futura Directiva Europea de Infraestructuras, en este momento, en elaboración final.

Para Tinaut, los vehículos eléctricos representarán en 2020 un porcentaje pequeño de la flota mundial, aunque las ventas de nuevos vehículos eléctricos en Europa puedan ser relativamente grandes. En 2050, según la Agencia Internacional de la Energía, las ventas mundiales de vehículos eléctricos pueden representar 50 millones por año, con unas cifras similares para los vehículos híbridos (tanto gasolina como gasóleo) y para los vehículos con pila de combustible. En ese escenario, “los vehículos convencionales con sólo motor térmico tendrían ventas marginales, si bien seguirán existiendo por el enorme parque de vehículos actual”, explica Tinaut.

Sobre Cidaut

La Fundación Cidaut es la figura societaria del Centro de Investigación y Desarrollo en Transporte y Energía que se creó, hace veinte años, con el objetivo de realizar investigación fundamental, industrial y aquellos desarrollos experimentales que contribuyeran a mejorar la formación, la difusión y la transferencia tecnológica en la sociedad.

Para la realización de sus investigaciones, Cidaut cuenta con una pista de impacto para vehículos, catapulta inversa, varias pistas para pruebas de sistemas de contención de carreteras, laboratorios de caracterización de materiales y de componentes, salas de ensayo de motores, sala de ensayos semianecoica para vehículos y componentes, simuladores, talleres dotados con maquinaria herramienta de última generación, bancos de pruebas, una variada y numerosa colección de 'dummies' —maniquíes antropomórficos—, infraestructuras informáticas, y medios de cálculo y códigos numéricos para el diseño y simulación del comportamiento mecánico, acústico, térmico, vibracional o fluidodinámico.

Al margen de su firme compromiso con las tecnologías que propician el desarrollo del vehículo eléctrico, el centro está implicado en múltiples proyectos que persiguen mayores eficiencias en materia de movilidad urbana y de logística asociada a la vida diaria. Son proyectos de muy diversa índole que “proporcionarán un transporte más seguro y con menor contaminación ambiental en su doble vertiente de emisiones de gases y ruido”, explica Francisco Tinaut Fluixa, subdirector de la Fundación Cidaut.