Hablemos del hidrógeno

El hidrógeno es el elemento más abundante en el universo, y en nuestro planeta supone una fuente inagotable de energía, "lo tenemos en el agua" y en los hidrocarburos.

En estado líquido es más pequeño que cualquier otro sustancia líquida que conozcamos. Para una misma cantidad de enegía necesitamos 4 veces más de hidrógeno que de gasolina.

En cuanto a la seguridad, el hidrógeno no es más peligroso que otros combustibles, ya que en espacios abiertos el riesgo es mucho más reducido debido a su gran volatilidad.

El gran inconveniente del hidrógeno es su almacenamiento, este se puede conseguir hasta el momento de tres formas diferentes:

Tanques criogénicos, para que el hidrógeno se mantenga en estado líquido necesita una temperatura extrema ( -253ºC ), por ello el depósito debe tener unas características especiales de aislamiento y un sistema de enfriamiento muy importante, así como válvulas y catalizadores para evitar la sobrepresión al evaporarse y la reacción del hidrógeno con el oxígeno al salir a la atmósfera; este sistema es complejo y caro.

Hidruros metálicos, consiste en que unas aleaciones de metal ( hierro y titanio) se combinan con el hidrógeno ( lo retienen) y mediante calor, que pueden ser los gases que salen por el escape, liberan el hidrógeno, el inconveniente es el peso de estos metales que inciden directamente en el peso del vehículo; se está investigando con aleaciones de magnesio y níquel, pero necesitan más temperatura para liberar el gas.

Tanques de gas, consiste en almacenar el hidrógeno a altas presiones para que haya suficiente gas, pero estos tanques a la vez que tienen que ser lo suficiente herméticos se deben de fabricar con materiales muy resistentes a las presiones tan importantes y su inconveniente por ello es al igual que los hidruros metálicos es el peso.

Este es un problema que deben de atajar los investigadores y también los gobernantes en medidas de seguridad y homologaciones, ya que hay paises en los que estos vehículos pueden circular porque no hay leyes que no se lo impida y en otros no pueden circular porque no hay unas homologaciones que contemple la circulación de estos vehículos.

Estamos en un momento crucial para que en este tema de tanta importancia se pongan impedimentos y se alcancen acuerdos en la distribución y almacenaje del hidrógeno, así como su generalización por todo el mundo, ya que el tiempo apremia.

Seguiré hablando de como extraer el hidrógeno.

El hidrógeno, ¿el combustible del futuro?

¿Puede ser el hidrógeno una opción válida a los combustibles fósiles derivados del petróleo?, la reserva de petroleo se estima que se acabe aproximadamente en 40 años, pero también la destrucción de la capa de ozono y la aceleración del cambio climático han acelerado las investigaciones en este campo. Por la importancia que tiene este tipo de energía dedicaré los próximos artículos a la aportación tecnológica y anticontaminante del hidrógeno al mundo del automóvil.
Hay fabricantes que han apostado de una manera arriesgada por esta energía (aún no se han dado soluciones al almacenaje, para repostar) , Mazda con su RX8, BMW con el 750HL, GM con el Chevrolet Equinox por ejemplo, son ya algunas unidades que llevan hidrógeno en sus entrañas.

Al ser el hidrógeno capaz de almacenar más energía, (pero el que menos en cuanto unidad de volumen), necesitamos mayor cantidad de hidrógeno comparado con la gasolina o gasoil para aportar la misma energía, de ahí los principales problemas de almacenamiento en el vehículo(tanque mucho más grande, y con unas características especiales), y la distribución a los puntos de repostaje, por cierto, tardamos 3 minutos en llenar un tanque de gasolina aproximadamente y para llenar un tanque de hidrógeno necesitamos unos 15 minutos.

Se está trabajando mucho para solucionar los problemas de este proyecto y creo que a corto plazo este tipo de vehículos poblarán nuestras carreteras y sobre todo, y para mi lo más importante la apuesta por la " contaminación cero ".

Como funciona el vehículo híbrido

Como dije en la anterior entrada, seguiría con los híbridos, y empezaré hablando de su funcionamiento, estos vehículos se sirven de un motor de explosión y uno o varios motores de gasolina, y también de una batería. Todos estos elementos están interconectados entre sí, y se pueden dar los siguientes casos: 1º)que el motor eléctrico impulse el vehículo alimentado por la batería, 2º) que el motor de explosión impulse el vehículo comsumiendo combustible, 3º) que los dos motores o varios y el de gasolina impulsen el vehículo a la vez y

4º) que el motor de térmico funcione para recargar la batería. Todo está comandado por un sistema electrónico bastante complejo. Así funcionan la mayoría de estos vehículos, aunque Honda ha optado por colocar un motor eléctrico entre el motor de gasolina y la transmisión ayudando constantemente al motor térmico y el ahorro de combustible se produce en los periodos de aceleración, que es cuando más consume el vehículo. La batería también es recargada en deceleraciones y frenadas.

He de comentar que para que estos coches tengan un ahorro considerable de consumo el conductor debe aprender a conducir de una manera eficiente ya que de lo que se trata es de ahorrar energía.

Vehículos Híbridos

Siguiendo con los sistemas de anticontaminación, me he propuesto empezar a hablar de futuro, lo más avanzado en tecnología sobre el automóvil, sobre todo y como gran amante de la naturaleza que soy, de todo aquello que preserva el medio ambiente; empezaré por los vehículos híbidos. Hace ya años que Toyota con el Prius y Honda con el Insight y después con el MIA de Civic, fueron la avanzadilla de esta corriente ecológica, a la que ahora se han sumado prácticamente todas las demás marcas que tienen un gran volumen de ventas a escala mundial.

Un vehículo híbrido es aquel que tiene dos sistemas diferentes de propulsión, se sirven de un motor térmico ( gasolina o diesel) y uno o varios motores eléctricos, a la que se suman baterías acumuladoras de electricidad y varios sistemas de recuperación de energía.

En los siguientes artículos seguiré hablando de su funcionamiento, así como de todos los sistemas que lo componen, ya que creo que forman parte del futuro más inmediato del mundo del automóvil.

Y se me ocurre un debate muy importante que propongo para que opineis, ¿ Es la electricidad una energía alternativa para el mundo del automóvil? y se me ocurre algo más, si estamos preservando la atmósfera de gases contaminantes, y la energía eléctrica proviene en su gran parte de las centrales nucleares, ¿ no contaminaremos con los vertidos radiactivos? me gustaría saber vuestra opinión.

Distribución variable

Los sistemas de distribución variable son capaces de reducir los niveles de emisiones contaminantes, a la vez que reduce el consumo de combustible y aumentan el rendimiento del motor. Este sistema está intercalado entre el movimiento del cigueñal y los árboles de levas, y dependiendo de las revoluciones de motor, la unidad electrónica de motor mediante el control de electroválvulas que controlan la presión de aceite se encarga de modificar la apertura y cierre de las válvulas, ya que con una distribución normal a altas revoluciones de motor no da tiempo al llenado completo y el vaciado total del cilindro con lo que conlleva un aumento de los contaminantes y la pérdida del rendimiento del motor a la vez que aumenta el consumo. Cada marca ha diseñado su propio sistema de distribución variable, pero en este enlace encontrareis el funcionamiento más detallado de cada una de ellas. http://www.taringa.net/posts/info/1123717/la-distribucion-variable.html.

Caudalímetro

También llamado medidor de masa de aire, montado en la tubería de admisión al lado del filro de aire, es otra de las piezas importantes del sistema de inyección. Para que el motor funcione correctamente, la unidad electrónica tiene que calcular la relación de aire/combustible que va a entrar al cilindro para que la combustión sea lo más perfecta posible, ¿ porqué lo más perfecta posible?, porque los gases inquemados son los que contaminan. Así el medidor de masa de aire informa a la unidad de control del motor de la cantidad exacta de aire que entra por la admisión, para determinar el tiempo de abertura de los inyectores y la relación de la gasolina con el aire sea la idonea ( 14,7 gramos de aire por 1 gramo de combustible en los motores de gasolina). Normalmente cuando falla el medidor se enciende la luz de avería de motor, pero hay ocasiones en que no llega a encenderse y los sintomas que tiene el vehículo son tirones leves y falta de potencia en altas cargas de motor.

Sonda lambda

La sonda lambda ( también llamada sensor de oxígeno) es uno de los órganos más importantes del sistema de inyección; esta pieza la podemos localizar en la tubería de escape, normalmente al lado del catalizador, y tiene una influencia fundamental sobre el consumo de combustible. Su misión es la de informar en todo momento a la unidad electrónica de inyección de la cantidad de oxígeno que sale por el escape y así determinar como se está produciendo la combustión en todo momento. Dependiendo de esta señal , la unidad de control alargará o acortará el tiempo de apertura de los inyectores para que la combustión sea lo más perfecta posible y así la contaminación sea menor.

El catalizador

Está instalado en la tubería de escape, la mayoría de la gente lo cofunde con un silencioso, montado lo más cerca del colector de escape, ya que su funcionamiento se basa en la temperatura de los gases que salen de la combustión. Es un reactor químico, que mediante la catáilisis que se produce en su interior ( soporte cerámico con metales preciosos, platino , paladio y rodio), permite la oxidación y la reducción de gases contaminates en gases inocuos no polucionantes. El funcionamiento óptimo del catalizador está comprendido entre los 300 y los 800º C. .

Son órganos muy costosos, con lo cual tenemos que tener mucho cuidado de su conservación, por ejemplo, uno de los consejos que tendremos en cuenta es, que si el coche no arranca por cualquier motivo, no debemos intentar arrancarlo empujándole, ya que el catalizador se puede saturar de combustible acelerando su degradación.

El Cánister

Otro de los culpables de la contaminación atmosférica, es el vapor que desprende la gasolina cuando se evapora. Siguiendo con la explicación de todos los mecanismos encargados de combatir el vertido de gases contaminantes, le toca el turno al Cánister.

Durante la marcha del vehículo, los gases que desprende el depósito de la gasolina son quemados por el motor; cuando actúa este elemento tan importante, es cuando el motor está parado, y su misión fundamental es la de absorber estos vapores y después, durante la marcha del vehículo, devolverlos al conducto de la admisión. El Cánister, es un filtro de carbón activo con la forma de un bote (aunque no todos son iguales), que está unido al circuito de llenado del depósito de combustible y al colector de admisión mediante unas canalizaciones. La encargada de decidir cuando se introducen estos vapores al colector de admisión es la unidad electrónica de mando de la inyección por medio de electroválvulas.

¿Qué es el FAP?

"Filtro Antipartículas", a partir de la normativa Euro IV los fabricantes tenían un serio problema, rebajar las partículas de hollín que salían por el escape. Estaba claro que tenían que ideárselas para conseguir que éstas no salieran al exterior. Así es como se desarrolló el filtro de partículas, una especie de colador en el que que se van almacenando dichas partículas, pero el problema radicaba en cuando quedaba obstruido dicho filtro, se encendía una luz de emergencia en el cuadro de instrumentos y el coche perdía potencia . Después de desarrollar infinidad de métodos, entre aditivos para hacerlos desaparecer ( cerina ) y la sustitución de dichos filtros, en la actualidad se regeneran de dos formas: una natural (de forma espontanea cuando los gases superan los 550ºC, a altas cargas de motor) y otra forzada, que consiste en que la unidad de control por medio de unos sensores de presión diferencial actúa en caso de obstrucción, y se regenera mediante la máquina de diagnosis en el taller.

¿Qué es una EGR?

" Exhaust Gas Recirculation",es una válvula que va montada en el colector de escape y que sirve, para recircular parte de los gases que salen por el escape y volver a introducirlos al colector de admisión.¿Y para qué? para reducir el contenido de oxígeno en el aire que entra por la admisión y provocar un descenso en la temperatura y presión de la combustión, y de esta manera se reducen los óxidos de nitrógeno (NOx), reduciendo así la contaminación. Pero esta válvula no funciona a plena carga, ni al ralentí ni en deceleración para no reducir las prestaciones del motor, también teniendo en cuenta su temperatura. De todo esto se encarga la unidad electrónica del motor.
Si esta válvula falla el motor no funciona correctamente, sale mucho humo negro por el tubo de escape, síntoma significativo de su mal funcionamiento.

¿Qué es el CAN BUS en el automóvil?

CAN, son las iniciales de Controler Area Networok ( Red de área de controladores), esto significa que las unidades de control intercambian datos. ¿Y esto que quiere decir?, antes de que se implantara este nuevo sistema interconexión entre las centrales electrónicas para el buen funcionamiento de los diversos sistemas electrónicos , por ejemplo, el sistema de inyección, sistema de seguridad (frenos, air bag, etc) sistema de confort, entre otros; hacían falta muchos metros de cable para establecer su conexión . Con el CAN BUS, los datos que envían los diferentes sensores se encuentran en una red comun, que son dos cables (BUS), y cada unidad utiliza los datos que necesita en cada momento.

Este sistema lo desarrolló Bosch junto con Intel en 1987 especialmente para la industria del automóvil, aunque ya se utiliza en vehículos industriales.

Ventajas del bus CAN: menos sensores (el mismo sensor da la misma información para varios sistemas electrónicos), menor cantidad de cables de señal, lo que supone menor peso global del vehículo, menos conexiones entre las unidades de control y mejor rendimiento y más eficaz de los componentes, aunque esta tecnología es transitoria, ya que la fibra óptica se empieza a imponer y las conexiones via bluetooth son el futuro en el automóvil.

Más adelante explicaré el funcionamiento del bus CAN

Se enciende un testigo de avería en el cuadro de instrumentos

Bueno, tenemos un problema, vamos conduciendo y de pronto se enciende este testigo en el cuadro de instrumentos. En principio no alarmarse, cualquier testigo que se enciende de color amarillo no quiere decir que tengamos que parar inmediatamente.

Este testigo nos informa que nuestro vehículo tiene un problema en el sistema de anticontaminación. Y alguien dirá: " a mi me dijeron que era un problema en la inyección", y tiene razón, porque el sistema de inyección controla en todo momento los gases que salen por el tubo de escape, la unidad electrónica ha detectado un mal funcionamiento, y por ello enciende el testigo de avería en el cuadro.

Esta avería puede deberse a muchos motivos, puede ser un problema transitorio ( algún componente que está fallando de una manera esporádica), o algún elemento que ha fallado definitivamente.

Si el fallo es transitorio, cuando se pone el contacto antes de arrancar, la unidad electrónica hace un chequeo de todos los componentes y si no falla se apagará el testigo al arrancar el motor; pero si persiste el fallo, se mantendrá encendido. Y si el componente es importante dentro del sistema, la unidad de control optará por un modo de emergencia que impedirá que el motor funcione con normalidad, reduciendo sus prestaciones considerablemente.

En este caso es recomendable acudir al taller para que nos reparen la avería