Una vez más, BMW pone sobre la mesa desarrollos tecnológicos para incrementar la eficiencia de sus vehículos. En este caso nos desvelan 4 proyectos encaminados a reaprovechar la energía térmica que se pierde habitualmente en un motor de combustión.
Como ya hemos comentado en alguna ocasión, los motores de combustión interna, por su propia naturaleza, funcionan con limitaciones termodinámicas insalvables (máquina de Carnot) que impiden un aprovechamiento de la energía utilizada más allá de un optimista 40%. Esto significa que el 60% de la energía (en el mejor de los casos, normalmente algo más) se pierde en forma de calor, repartiéndose entre los gases de escape y el circuito de refrigeración más o menos a partes iguales.
Dicho esto, nada impide ir allí donde la energía se pierde a intentar recuperarla, y esto es exactamente lo que plantea BMW con sus últimos avances tecnológicos recién conocidos (en distintas fases de investigación, desarrollo y pre-serie), que vamos a desgranar de uno en uno.
Turbosteamer, turbina de vapor
Este dispositivo estaría basado en los mismos principios con los que funciona una central térmica (obviamente a escala diminuta). La idea es utilizar el calor del tubo de escape para calentar agua hasta convertirla en vapor para mover una pequeña turbina conectada a un generador eléctrico. Esto permitiría generar toda la energía eléctrica que necesita un vehículo y por tanto eliminar este trabajo de la lista de tareas del motor principal.
Siempre según BMW, este desarrollo promete reducciones de consumo (y por tanto también de CO2) de hasta un nada desdeñable 10% a través de un compacto dispositivo que añadiría entre 10 y 15 kg a la masa del vehículo.
Generador termoeléctrico
En este caso, BMW pretende situar un generador termoeléctrico (concretamente basado en el efecto Seebeck) en el tubo de escape o, alternativamente, en el radiador de recirculación de los gases de escape. Su objetivo es el mismo que en el caso anterior: generar electricidad a partir de calor que se perdería de otro modo.
El efecto termoeléctrico utilizado en este caso consiste en generar electricidad a partir de una diferencia de temperatura entre dos semiconductores. Este efecto, conocido hace casi 200 años, no se había utilizado hasta hora en la industria automovilística por su baja eficiencia, pero recientes avances en tecnología de materiales han multiplicado esa eficiencia y hacen ahora posible su uso.
Esta tecnología sería un complemento perfecto para la frenada regenerativa, pues en este caso aporta la máxima energía en aceleración. Por otro lado, este dispositivo permitiría introducir un flujo de calor casi instantáneo hacia el motor o el habitáculo en el caso de arranques en frío, consiguiendo un doble efecto positivo.
El ahorro potencial que aportaría este sistema en consumos y emisiones estaría en el entorno de un 5%.
Encapsulado del motor y calentamiento del aceite a partir de los gases de escape
Vamos con la tercera y cuarta propuestas, esta vez no orientadas a la generación de electricidad sino a la retención y mejor aprovechamiento del calor generado por el motor.
Por un lado, BMW propone encapsular el motor, es decir, aislarlo térmicamente de forma que el calor residual mantenga en parado y por bastante tiempo una temperatura elevada del bloque, reduciendo el tiempo de funcionamiento en frío y por tanto el consumo en los primeros minutos de uso.
Adicionalmente, también se plantea la utilización de los gases de escape para calentar el aceite de la transmisión durante el arranque mediante un intercambiador de calor, reduciendo la fricción de los distintos componentes casi desde el primer instante.
Ambas soluciones conseguirían minimizar el consumo adicional que se produce en los primeros instantes de uso, cuando el motor y la transmisión no ha alcanzado todavía su temperatura de funcionamiento. Esto significa que aportarían el máximo ahorro en trayectos cortos.
Conclusioines
Cuando tienes una máquina que tira a la basura inevitablemente el 60% de la energía que consume, parece lógico y casi obvio cuál es la dirección a investigar. Dado que las leyes de la termodinámica no se pueden eludir, es el turno de la tecnología para recuperar cuanta energía se pueda de ese calor en principio perdido.
Quedan muchos años de motor de combustión; habrá que exprimir cada gota de gasolina.
Fuente: BMW
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