El automóvil eléctrico
- 1. P á g i n a 1 | 12 EL AUTOMÓVIL ELÉCTRICO LAURA ORREGO GONZÁLEZ NATALIA MONTOYA RIVERA SEBASTIAN MARIN PATIÑO SOFIA FLOREZ RODRIGUEZ ASIGNATURA: TECNOLOGIA PROFESOR: LUIS OCTAVIO BUSTAMANTE INSTITUCIÓN EDUCATIVA COLEGIO LOYOLA PARA LA CIENCIA Y LA INNOVACIÓN MEDELLÍN 2016
- 2. P á g i n a 2 | 12 EL AUTOMÓVIL ELÉCTRICO 1. CONTEXTO HISTÓRICO. Inventados hace más de 100 años, los coches eléctricos están aumentando su protagonismo por muchas de las razones por las que en el pasado fueron populares. Hubo un tiempo, no muy lejano, en el que la alternativa a los carruajes tirados por caballos parecía ser el coche eléctrico y no el de combustión. A principios del siglo, innovadores de Hungría, Holanda y Estados Unidos comenzaron a idear los primeros conceptos de vehículos alimentados por la electricidad. El coche eléctrico fue uno de los primeros automóviles que se desarrollaron, existieron coches eléctricos anteriores al motor de cuatro tiempos sobre el que Diesel, con el motor diésel, y Otto, con el motor a gasolina crearon las bases sobre las que se sustenta hoy el automóvil. En el 1830-1840, el hombre de negocios escocés Robert Anderson, diseñó el primer vehículo eléctrico puro. Mientras, en los Países Bajos, el profesor Sibrandus Stratingh de Groninga construyó con la ayuda de su asistente vehículos eléctricos a escala reducida en 1835. En los Estados Unidos de América, el coche eléctrico no debutó hasta el 1890 gracias al químico Williams Morrison. Era una especie de vagoneta eléctrica para 6 pasajeros con una velocidad punta de unos 22km, el prototipo no era un coche
- 3. P á g i n a 3 | 12 espectacular, pero ayudó a que el interés por la tecnología proliferarse en el país. (Felix Palazuelos;2016) 2. PROSPECTIVA TECNOLOGÍA Y FUNCIONAMIENTO DEL ARTEFACTO. El automóvil eléctrico ocupa un lugar significativo en comparación con los autos a combustibles fósiles, ya que un motor eléctrico es más eficiente que uno de gasolina; el rendimiento es el cociente entre la energía suministrada (por la electricidad o gasolina) y la energía útil (para mover las ruedas). Un coche que necesite menos energía que otro para realizar el mismo trayecto será más eficiente, su rendimiento será mayor. Pues bien, en este contexto, el rendimiento de los coches eléctricos supera el 75%, mientras que los diésel apenas llegan al 20% en el mejor de los casos. El funcionamiento de un motor de gasolina requiere de muchos componentes en movimiento para realizar la combustión (como los cilindros), los cuales están sometidos a rozamiento, ya que tienen que estar constantemente bombeando la gasolina en muchos puntos del motor. El rozamiento hace perder mucha energía en forma de calor, ya que el contacto entre dos materiales “frena” el movimiento y por lo tanto, se pierde energía cinética, que pasa a ser energía térmica, que no es aprovechable y por tanto se desperdicia en grandes cantidades. En cambio, un coche eléctrico no requiere tanta maquinaria problemática, sólo unos cuantos metros de bobinado alrededor del rotor y el estátor. Únicamente con corriente eléctrica, podemos conseguir crear un campo magnético en el estátor (electroimán) y hacer que el rotor gire cuando circula la corriente por él. Una
- 4. P á g i n a 4 | 12 transformación de energía más sencilla y directa, lo que implica menos pérdida de energía y mayor eficiencia. Se ahorra energía con la electricidad en lugar de la gasolina en el motor, hasta ahí todo bien. Tenemos, por lo pronto, un coche más ecológico, porque no perjudica a la atmósfera (al menos directamente), y más eficiente. Pero además del rendimiento del motor, puede optimizarse la eficacia del coche mediante otros métodos. (Andrés Jiménez; 2012) 2.1 FUNCIONAMIENTO DEL AUTO ELÉCTRICO El motor, como corazón principal del vehículo, necesita también un controlador y unas baterías para funcionar. Estos 3 son los elementos indispensables para cualquier coche eléctrico. El controlador absorbe la energía de las baterías y se la manda al motor, por simplificar un poco el esquema. Al pisar el acelerador, se activan una serie de resistencias o potenciómetros que transmiten la señal al controlador para que este sepa cuánta energía debe mandar al motor. Dicho controlador puede enviar numerosos niveles de potencia con los que el conductor podrá ir regulando la velocidad según le pise más o menos. Por tanto, un mayor abuso de velocidad conllevará un mayor gasto de batería y viceversa Lo fundamental para estos coches, aparte de un motor eléctrico, serán las baterías. Esto es en lo que más se trabaja hoy en día para desarrollar, pues siguen siendo pesadas, caras y con poca autonomía. Esto y poder recargar dichas baterías con energías renovables. Dos retos que tendrá que superar el coche eléctrico para conquistar el mercado.
- 5. P á g i n a 5 | 12 También hay que destacar que los motores eléctricos son bastante más pequeños y también pesan menos que uno convencional, punto a favor. Pero eso no es todo, pues aunque comprarlos sea algo más caros, estos motores tienen una sencillez de montaje y piezas incomparable. Por ello, si comparamos el coste de mantenimiento con una gasolina a la larga hace que sea más barato. (¿Cómo funciona un coche eléctrico?; 2013). 3. FUENTES DE ENERGÍA Es importante distinguir entre fuente de energía y vector energético. Las fuentes de energía son convertibles en formas de energía aprovechable y se encuentran de manera natural en el planeta, mientras que los vectores energéticos también son convertibles en energía aprovechable, en los que es menester invertir energía proveniente de una fuente energética para fabricarlos, para posteriormente recuperarla a voluntad. Las fuentes de energía las hay de cuatro clases: Las fuentes gratuitas de energía (energía renovable) son aquéllas en las cuales la fuerza de conversión de energía proviene del entorno. Esta fuente incluye la energía solar, eólica, hidráulica, geotérmica, mareomotriz, gradiente térmico y energía azul, generalmente no contaminan. Las fuentes de energía renovable contaminante son aquellas que liberan agentes tóxicos durante el proceso de obtención de energía, pero son agentes que habían sido absorbidos del entorno por las plantas y animales
- 6. P á g i n a 6 | 12 de los que se obtiene la energía, por lo que al final no se han añadido sustancias tóxicas al entorno. Ejemplos de esta fuente son el aceite vegetal, el metano de la composta, las heces de los animales, la leña o el carbón de madera. Las fuentes de energía atómica se basan en el principio de convertir materia en energía, proveniente de la transformación del núcleo atómico; mediante la fisión o la fusión atómicas. Pueden producirse residuos peligrosos, y enormes cantidades de energía, por lo que se requiere un mayor conocimiento científico para su manejo apropiado. Las fuentes de energía fósil de combustión, extraídas de yacimientos naturales finitos acumulados durante largo tiempo, es una forma de energía química, producto de millones de años de la vida terrestre, como son el petróleo, el gas natural y el carbón mineral, hasta ahora la energía se ha obtenido por pirolisis. (Vehículo Eléctrico; 2016) 4. IMPACTO O CONTRIBUCIÓN CON EL MEDIO AMBIENTE Un estudio de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología volvió a encender la polémica: ¿son tan amigables con el medio ambiente los carros eléctricos como se ha publicitado? Si fuera necesario dar una respuesta única con base en este estudio, se diría que efectivamente la energía empleada para fabricar masivamente los vehículos eléctricos y los materiales necesarios para producir las baterías, pueden contribuir hasta el doble en el calentamiento global en comparación con los carros convencionales.
- 7. P á g i n a 7 | 12 Pero una única conclusión sería imprecisa, porque la misma investigación plantea que los resultados varían dependiendo del país y la manera en que cada uno genera su energía. En China, por ejemplo, donde dos tercios de la energía eléctrica se producen a base de carbón –que es la forma más contaminante–, las ventajas de los autos eléctricos son radicalmente más bajas que un país como Noruega, la sexta productora de energía hidroeléctrica del mundo –una de las más limpias–. Mientras este estudio encontró que en el país asiático los autos eléctricos eran “mucho más contaminantes” que los convencionales; en la nación europea los eléctricos presentaron un menor impacto ambiental que aquellos que funcionan con gasolina. Gillaume Majeau-Bettez, uno de los autores de la investigación, le explicó a BBC que “el auto eléctrico tiene un gran potencial para mejorar, pero lo que al final lo conducirá al éxito o al fracaso desde un punto de vista ambiental es cuán limpia es nuestra red eléctrica, tanto para la electricidad que usas para conducir tu auto como para la que se usa para producirlo”. Así como esta investigación cuestiona la real contribución de los carros eléctricos al cuidado del ambiente, hay otras reconocidas publicaciones que arrojan resultados contundentes en favor de esta tecnología. Manuel Felipe Olivera, director regional para América Latina del C40 (red global que trabaja con iniciativas para mitigar los efectos del cambio climático), cita un estudio de la revista Scientific American del pasado abril, en el que se compara el costo energético de diferentes medios de transporte. Los resultados: los vehículos de energía eléctrica tienen una eficiencia cercana al doble con respecto a los que se mueven con gasolina y cercana al triple en comparación con los que utilizan etanol.
- 8. P á g i n a 8 | 12 “Uno no puede señalar con el dedo a China o a Estados Unidos, y ponerlos como ejemplo, porque son emisores muy fuertes de gases de efecto invernadero –dice Olivera–. A pesar de que la producción de vehículos allí tiene una carga muy importante, estos países están virando a una velocidad muy importante hacia la producción de energía limpia”. Asegura, además, que siempre será más eficiente concentrar la producción de energía en un punto y luego distribuirla para el consumo de cada vehículo, que producirla en millones de puntos aislados como sucede con los carros tradicionales que producen su energía individualmente. En Bogotá uno de los principales puntos del plan de Gobierno del alcalde Gustavo Petro es la adaptación de la ciudad frente al cambio climático. Antes de mitad de año llegarán a la ciudad 50 taxis eléctricos para una prueba piloto, y a finales de mayor se realizará una rueda de negocios para abrir la posibilidad de que algunos buses del Sistema Integrado de Transporte (SITP) sean eléctricos o híbridos. Susana Muhamad, secretaria Distrital de Ambiente, explica que el 40% del material particulado que se produce en Bogotá –el contaminante que genera más enfermedades respiratorias agudas– es producido por el transporte público, y el panorama es más preocupante si se tiene en cuenta que esos vehículos representan sólo 1,5% del total de carros que se movilizan en la ciudad. Sobre los cuestionamientos a los automóviles eléctricos, Muhamad sostiene que es necesario evaluar la realidad de cada país. “Por lo menos el 75% de nuestra energía es hidroeléctrica. El porcentaje de carbono en nuestra energía es de los más bajos del mundo. Sería un desperdicio que no lo aprovecháramos”, asegura. Muhamad señala además que si se hace el análisis del ciclo de vida del carbono de estos autos (que va desde la extracción de los materiales para su fabricación, hasta la producción, el transporte al lugar donde va a funcionar y la operación del vehículo),
- 9. P á g i n a 9 | 12 el balance sería más que positivo. “El cambio tecnológico está justificado en las condiciones específicas de Bogotá”. El investigador Majeau-Bettez, de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología, explica que con el estudio que acaban de publicar “queremos que la gente elija con los ojos abiertos, conociendo las ventajas”. Y concluye: “Se han dado gran cantidad de malinterpretaciones a ambos lados del debate. No existe nada que sea cero emisiones, ya sea un vehículo o un edificio”. (Redacción Vivir; 2013). 5. VENTAJAS Y DESVENTAJAS Ventajas: Este tipo de vehículo no emite gases contaminantes al medio ambiente. No presentan desechos como aceites, filtros, repuestos, etc., que luego podrían contaminar el medio ambiente. Pueden ser utilizados de 2 formas: Ya sea con un motor hibrido (usando combustión y electricidad) o solamente uno eléctrico. Mientras que en los autos que usan combustible derivado del petróleo, rinden alrededor de 800 Km por estanque siendo eso un costo de 60 dólares, los autos eléctricos rinden 400 Km aproximadamente, los que tienen un costo de 7 dólares.
- 10. P á g i n a 10 | 12 Desventajas: Poseen poca autonomía, generalmente no más de 8 hrs. Necesitan un tiempo de carga, lo que conlleva a que el vehículo esté detenido. Su batería no puede ser cargada en cualquier lugar. Son de baja potencia. Son de tamaño pequeño. En nuestro país no hay un mercado de repuestos. Tiene un alto precio. (Colegio Carlos Cousiño; 2008) 6. MEJORAS EN CONTROL Y CALIDAD DEL ARTEFACTO Implementación de energías alternativas (fotovoltaicas) Aumentar su capacidad y tamaño para que sea más llamativo para los usuarios Tratar de que sea más asequible económicamente
- 11. P á g i n a 11 | 12 Cambiar materiales y elementos con los que se elaboran, para que sean menos contaminantes.
- 12. P á g i n a 12 | 12 LISTA DE REFERENCIAS Cuando los coches eléctricos eran más populares y mejores que los de gasolina (Felix Palazuelos; 2016). Tomando de: http://hipertextual.com/2016/01/historia-del-coches-electrico ¿El futuro del transporte? El coche eléctrico (Andrés Jiménez; 2012). Tomado de: http://www.hablandodeciencia.com/articulos/2012/03/13/el-futuro-del- transporte-el-coche-electrico/ ¿Cómo funciona un coche eléctrico? (¿Cómo funciona un coche eléctrico?; 2013). Tomado de: http://www.miscocheselectricos.com/como-funciona- coche-electrico-135.html Vehículo Eléctrico (Vehículo Eléctrico; 2016). Tomado de: https://es.wikipedia.org/wiki/Veh%C3%ADculo_el%C3%A9ctrico Carros eléctricos, ¿amigables con el medio ambiente? (Redacción Vivir; 2013). Tomado de: http://www.elespectador.com/noticias/medio- ambiente/carros-electricos-amigables-el-medio-ambiente-articulo-416213 Ventajas y desventajas (Colegio Carlos Cousiño; 2008). Tomado de: http://electricmotorsccc.blogspot.com.co/2008/10/ventajas-y- desventajas.html