La Universidad de Valencia ha ideado un motor «verde» para camiones



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Los investigadores de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) han ideado un nuevo motor «verde» que combina las ventajas de los híbridos y la doble combustión del diésel y la gasolina con la que se pretende reducir el impacto ambiental y la contaminación que producen los camiones de 18 a 28 toneladas en las carreteras europeas.

Los resultados de las primeras pruebas teórico-experimentales realizadas en los laboratorios de la CMT-Motores Térmicos de la UPV concluyen que en comparación con los motores diesel, la tecnología propuesta por sus investigadores reduce los niveles de NOx y hollín en un 92% y 88% respectivamente y las emisiones de CO2 en los gases de escape en un 15%, hasta 52 g / tkm (gramo por tonelada y kilómetro), anticipando así estrictas regulaciones anticontaminación aprobadas para 2025. Estos resultados fueron publicados en la revista Conversión y gestión de energía.

Segundo Antonio García, Catedrático de la Universidad e investigador en Motores térmicos CMT, el objetivo del trabajo fue evaluar el potencial técnico-económico de la tecnología híbrida en paralelo aplicada junto con la tecnología dual-fuel como alternativa a la electrificación pura para lograr la drástica reducción de emisiones de CO2 requerida para el 2025, ya que dentro de cinco años «Estos camiones tienen que emitir un 15% menos de dióxido de carbono». García asegura que “los datos que hemos obtenido, tanto para el dióxido de carbono como para otros contaminantes más dañinos en los motores de combustión, han sido más que positivos”.

La combinación de ambas tecnologías, la combustión de combustible dual y la arquitectura híbrida, le permite maximizar los beneficios de cada una. «Asistencia eléctricaa evita el uso del motor térmico en condiciones de baja eficiencia. Al mismo tiempo, la inclusión del motor térmico en el sistema completo permite vehículos económicamente viables en comparación con los puramente eléctricos y relativamente limpios ”, dice. Antonio García.

El investigador CMT-Thermal Engines señala que la tecnología de combustión de combustible dual híbrida paralela reduce las emisiones de NOx en más del 90% en comparación con la operación Diesel, con niveles casi nulos de hollín. Por otro lado, la optimización de los componentes eléctricos permite que el motor térmico funcione en las zonas de mayor rendimiento, con un consumo de combustible un 13% menor en comparación con el vehículo diésel convencional.

«Además de esta propuesta de nuevo motor, estamos trabajando en el uso de combustibles alternativos, como son los e-combustibles, para maximizar la ventaja de esta tecnología en términos de análisis del ciclo de vida del CO2, anticipando así posibles cambios en la normativa futura ”, apunta García.

Modelos matemáticos

Santiago Martinez, investigadora de la CMT-Motores Térmicos de la UPV, destaca la importancia de las simulaciones por ordenador en el trabajo de dimensionamiento de los diferentes componentes eléctricos que se utilizarán en la arquitectura híbrida en paralelo junto con el sistema de combustión dual-fuel. En este sentido, la simulación numérica Fue uno de los pilares para lograr los resultados del estudio en un período de tiempo relativamente corto.

«Para este trabajo se desarrolló un modelo virtual del vehículo original, con funcionamiento diesel convencional, y fue validado utilizando datos experimentales obtenidos en el propio camión por la empresa Volvo. Posteriormente, se optimizan los distintos componentes eléctricos como motor, generador y batería, teniendo en cuenta los ciclos reales de conducción en los que el camión realizaría su actividad. Esta metodología permite reducir considerablemente el número de pruebas experimentales y, por tanto, el coste de desarrollar una determinada tecnología. ”, Destaca Martínez.

En busca de la batería más eficiente

Javier Monsalve, miembro del equipo de investigación, explica que para determinar el potencial de esta tecnología en comparación con la tecnología actual, es necesario evaluar su costo teniendo en cuenta dos factores principales. Por un lado el precio de las baterías, por otro lado el posible ahorro en términos de penalización por exceso de emisiones de CO2. En este sentido, en el análisis, los investigadores tomaron en consideración tanto el precio actual de las baterías (~ 176 € / kWh) como su previsión para 2025 (~ 100 € / kWh), además de la sanción económica aplicada a los fabricantes de camión de lo contrario cumplir con el límite de CO2 para 2025, que será de 4.250 € por g / tkm (gramo por tonelada y kilómetro).

«Teniendo en cuenta el precio actual de las baterías y las sanciones propuestas por la Unión Europea para 2025, la tecnología híbrida de combustible dual para camiones de 18 a 25 toneladas tiene sus mayores ventajas al utilizar baterías de pequeña capacidad (hasta 10 kWh). El uso de paquetes de baterías más grandes aumentaría sustancialmente el costo total del vehículo. Es cierto que bajaría con la previsible caída del precio de la tecnología de iones de litio en los próximos años. Pero hasta entonces será difícil ver camiones puramente eléctricos producidos a gran escala ”, concluye.

Junto a la CMT-Motores Térmicos de la UPV, las empresas también participaron en el estudio Tecnología de Volvo Group Trucks (Francia) y Aramco Overseas Company (Francia), con quienes CMT-Motores Térmicos de la UPV trabaja desde hace más de una década.

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