Los camiones de servicio pesado, como los vehículos de 18 ruedas que transportan muchos de los productos del mundo desde la granja o la fábrica al mercado, están prácticamente todos impulsados por motores diesel. Representan una porción significativa de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero, pero poco hase han hecho hasta ahora para frenar su escape inductor del cambio climático.
Ahora, los investigadores del MIT han ideado una nueva forma de impulsar estos camiones que podrían frenar drásticamente la contaminación, aumentar la eficiencia y reducir o incluso eliminar sus emisiones netas de gases de efecto invernadero.
El concepto implica el uso de un sistema de motor híbrido enchufable, en el cual el camión funcionaría principalmente con baterías, pero con un motor de encendido por chispa en lugar de un motor diesel. Ese motor, que permitiría a los camiones viajar cómodamentelas mismas distancias que los camiones diesel convencionales de hoy en día, serían un modelo de combustible flexible que podría funcionar con gasolina pura, alcohol puro o mezclas de estos combustibles.
Si bien el objetivo final sería impulsar los camiones completamente con baterías, los investigadores dicen que esta opción híbrida de combustible flexible podría proporcionar una forma de que dichos camiones ingresen pronto al mercado al superar las preocupaciones sobre el alcance, el costo o el alcance limitadonecesidad de un peso excesivo de la batería para lograr un mayor alcance.
El nuevo concepto fue desarrollado por la Iniciativa de Energía del MIT y el científico investigador del Centro de Ciencia y Fusión de Plasma Daniel Cohn y el ingeniero investigador principal Leslie Bromberg, quienes lo presentan en la conferencia anual SAE International el 11 de abril.
"Hemos estado trabajando durante varios años en formas de hacer que los motores para automóviles y camiones sean más limpios y eficientes, y nos ha interesado particularmente lo que puede hacer con el encendido por chispa [en lugar del encendido por compresión utilizadoen motores diesel], porque es intrínsecamente mucho más limpio ", dice Cohn. En comparación con un vehículo con motor diesel, un vehículo que funciona con gasolina produce solo una décima parte de la contaminación por óxido de nitrógeno NOx, un componente importante de la contaminación del aire.
Además, al usar una configuración de combustible flexible que le permite funcionar con gasolina, etanol, metanol o mezclas de estos, tales motores tienen el potencial de emitir mucho menos gas de efecto invernadero que los motores de gasolina pura, y el costo incrementalporque la flexibilidad del combustible es muy pequeña, dicen Cohn y Bromberg. Si funciona con metanol puro o etanol derivado de fuentes renovables como desechos agrícolas o basura municipal, las emisiones netas de gases de efecto invernadero podrían incluso ser cero ". Es una forma de utilizarun combustible con bajo contenido de gases de efecto invernadero "cuando está disponible", pero siempre teniendo la opción de utilizarlo con gasolina "para garantizar la máxima flexibilidad", dice Cohn.
Si bien Tesla Motors ha anunciado que producirá un camión de servicio pesado totalmente eléctrico, Cohn dice: "creemos que será muy difícil, debido al costo y al peso de las baterías" necesarios para proporcionar un rango suficiente.Cohn y Bromberg estiman que el rango de manejo esperado de los camiones diesel convencionales requeriría en algún lugar entre 10 y 15 toneladas de baterías "Esa es una fracción significativa de la carga útil" que tal camión podría transportar, dice Cohn.
Para evitar eso, "creemos que la forma de permitir el uso de electricidad en estos vehículos es con un híbrido enchufable", dice. El motor que proponen para tal híbrido es una versión de uno de los dos investigadoreshemos estado trabajando durante años, desarrollando un motor de gasolina de combustible flexible altamente eficiente que pesaría mucho menos, sería más eficiente en el consumo de combustible y produciría una décima parte de la contaminación del aire que el mejor de los vehículos diésel actuales.
Cohn y Bromberg hicieron un análisis detallado de la ingeniería y la economía de lo que se necesitaría para desarrollar un motor de este tipo para satisfacer las necesidades de los operadores de camiones existentes. Con el fin de igualar la eficiencia de los motores diesel, una mezcla de alcohol conSe puede usar gasolina, o incluso alcohol puro, y esto se puede procesar utilizando fuentes de energía renovables, descubrieron. El modelado detallado por computadora de una gama completa de características deseadas del motor, combinado con la detección de los resultados usando un sistema de inteligencia artificial, arrojó un claroindicaciones de las vías más prometedoras y mostraron que tales sustituciones son factibles en la práctica y financieramente.
Tanto en el diésel actual como en los vehículos de combustible flexible propuestos, las emisiones se miden en el tubo de escape, después de que una variedad de sistemas de control de emisiones hayan hecho su trabajo en ambos casos, por lo que la comparación es una medida realista del mundo realemisiones. La combinación de una unidad híbrida y un motor de combustible flexible es "una forma de permitir la introducción de la transmisión eléctrica en el sector de los camiones pesados, al hacer posible cumplir con los requisitos de alcance y costo, y hacerlo de una manera limpia,"Dice Cohn.
Bromberg dice que los motores de gasolina se han vuelto mucho más eficientes y limpios a lo largo de los años, y el costo relativo del combustible diesel ha aumentado, por lo que las ventajas de costo que llevaron a la adopción casi universal de los motores diesel para camiones pesados ya no prevalecen"Con el tiempo, los motores de gas se han vuelto cada vez más eficientes, y tienen una ventaja inherente en producir menos contaminación del aire", dice. Y al usar el motor en un sistema híbrido, siempre puede funcionar a su velocidad óptima, maximizandosu eficiencia.
El metano es un gas de efecto invernadero extremadamente potente, por lo que si se puede desviar para producir un combustible útil convirtiéndolo en metanol a través de un proceso químico simple, "esa es una de las formas más atractivas de hacer un combustible limpio", dice Bromberg."Creo que los combustibles de alcohol en general son muy prometedores".
Ya, señala, California tiene planes para nuevas regulaciones sobre emisiones de camiones que son muy difíciles de cumplir con los vehículos con motor diesel. "Creemos que hay una razón importante para que las compañías de camiones utilicen gasolina o combustible flexible", dice Cohn."Los motores son más baratos, los sistemas de tratamiento de escape son más baratos y es una forma de garantizar que puedan cumplir con las regulaciones esperadas. Y combinar eso con la propulsión eléctrica en un sistema híbrido, dada una red eléctrica cada vez más limpia, puede reducir aún más las emisiones ycontaminación del sector camionero "
El objetivo final es la propulsión eléctrica pura para camiones, pero las baterías de hoy en día no lo convierten en una opción realista, dice Cohn: "Las baterías son geniales, pero seamos realistas sobre lo que pueden proporcionar".
Y la combinación que proponen puede abordar dos desafíos principales a la vez, dicen: "No sabemos cuál será más fuerte, el deseo de reducir los gases de efecto invernadero o el deseo de reducir la contaminación del aire"., el cambio climático puede ser el mayor impulso, mientras que en India y China la contaminación del aire puede ser más urgente, pero "esta tecnología tiene valor para ambos desafíos", dice Cohn.
La investigación fue apoyada por el Fondo de Innovación Energética Arthur Samberg del MIT.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :