Su nombre es Wärtsilä RT-flex96C y no es un motor cualquiera; según la web del fabricante es el motor alternativo más potente del mundo. Se trata de un bloque turbo-diésel common-rail de dos tiempos, 14 cilindros, algo más de 25.300 litros de cilindrada (25,3 millones de cm3) y una potencia máxima de unos 109.000 CV a 127 rpm. El par máximo son 7,6 MNm (millones de Nm). Para darnos una idea de su dimensión, la altura total son 13,5m lo que podría compararse a un edificio de 4 pisos, mientras que su longitud es de 25,6 m y su masa total asciende a 2.300 toneladas. Hablamos del motor, no del barco entero que lo incorpora (Emma Maersk) que mide 397m de eslora.
Pero no es todo esto lo que lo trae a nuestras páginas, sino su eficiencia. Para encontrar los límites de la eficiencia real de un motor diésel, entendida como trabajo realizado frente a combustible consumido, debemos irnos a motores muy lentos como este. Además, se da la circunstancia de que en motores navales es corriente publicar el dato de consumo mínimo por kWh obtenido, un dato totalmente inexistente en el mundo del automóvil. En este caso son 163,7 g/kWh, dato con el que vamos a calcular su rendimiento y sacar algunas conclusiones.
Algunas cuestiones básicas sobre eficiencia energética en motores de combustión
Antes de nada, cabría clarificar cuál es el interés de este extraño cálculo. La razón por la que lo hacemos es porque nos servirá como una especie de referencia absoluta del aprovechamiento que un motor diésel puede hacer de la energía química almacenada en el combustible. Como máquina térmica, su eficiencia teórica máxima está limitada por el principio de Carnot, pero incluso esta eficiencia teórica máxima queda muy lejos de la realidad.
Por otra parte, el motor de un automóvil, que está obligado a girar a regímenes mucho mayores para ser práctico, tendrá, a su vez, eficiencias mucho menores que esta que vamos a calcular. Así pues, quienes piensan que el consumo de combustible puede bajar y bajar mediante avances tecnológicos sin ningún tipo de limitación, deberían echar un vistazo a este sencillo cálculo para tomar referencias.
Aclarado esto, sólo necesitamos un par de datos que nos proporciona directamente el fabricante:
Consumo específico mínimo = 163,7 g/kWh
Densidad energética del combustible utilizado = 42,7 MJ/kg
A partir de aquí, el cálculo es trivial y nos da una eficiencia energética máxima del 51,5%
Esta eficiencia está calculada a la salida del motor, pero la eficiencia final del vehículo (barco en este caso) sería bastante menor debido a todas las resistencias que aún debe vencer para llegar a moverse realmente. Es la eficiencia del motor aisladamente considerado la que estamos calculando.
Algunas conclusiones sobre eficiencia energética en motores de combustión
El motor diésel es el motor térmico más eficiente de los usados normalmente en automoción, gracias a su elevada relación de compresión con respecto a un gasolina. De entre los diésel, son más eficientes aquellos cuya velocidad de funcionamiento sea lo más lenta posible (por razones termodinámicas) lo que nos lleva a los grandes motores navales como máximo exponente de trabajo realizado por cada gota de combustible consumida.
La eficiencia energética del motor diésel más grande del mundo, representativa como una de las máximas alcanzables tecnológicamente a día de hoy, apenas supera el 50 % lo que significa que, incluso en motores mucho más eficientes que los utilizados en automoción, aproximadamente la mitad de la energía del combustible se pierde en forma de calor. Este cálculo, además, corresponde al punto de máxima eficiencia del motor pero no a toda su gama de revoluciones y cargas posibles de funcionamiento real, así pues, es un máximo entre los máximos.
La eficiencia de un motor diésel automovilístico difícilmente podrá alcanzar jamás valores similares a los de un diésel naval de dos tiempos que gira a poco más de 100 rpm. Este motor está construído con el único propósito de mantener velocidades constantes con el mínimo coste posible durante días y días de travesía en línea recta.
Por último, cabe decir que la termodinámica es «cruel» con las máquinas térmicas, pero el motor eléctrico no es una de ellas, lo que nos da una idea de por dónde puede estar la salida a esta trampa de ineficiencia energética. Por supuesto, con los vehículos eléctricos los problemas a superar son otros, pero su eficiencia energética real superior al 90 % es una de sus indudables ventajas.
Si algún día la energía eléctrica se puediese almacenar y transportar razonablemente…
Fuente: Wärtislä | Autoblog | Jalopnik
En Tecmovia: La energía ¿no se crea ni se destruye?
