Para cualquier propietario de un vehículo es recomendable conocer cuáles son las partes y piezas que conforman un motor. A continuación, se detallan los componentes esenciales y su función:
Componentes Clave del Motor
- ECU (Unidad de Control Electrónico): Es el computador y corazón de un auto. La ECU es el cerebro que se encarga de enviar las señales para que el motor funcione, regulando cuánta mezcla de aire y combustible entra a la zona de combustión, entre varias otras funciones.
- Inyectores: Son el reemplazo del carburador; los encargados de inyectar combustible y aire a la cámara de combustión para que se junten con la chispa de la bujía y así hacer las explosiones internas con la que funcionan los motores.
- Alternador: Es la fuente de poder de un auto. El alternador requiere de los giros del motor para ir recargándose mientras funciona; funciona como esa ruedita pequeña que gira con la rueda de la bicicleta para encender una luz, pero el alternador es un sistema muchísimo más complejo y determinante para el funcionamiento de un auto.
- Batería: La función principal de la batería es almacenar la energía necesaria para poder dar arranque al auto.
- Distribuidor: El distribuidor, como su nombre lo dice, debe distribuir la energía que recibe desde la bobina hacia las bujías a través de los cables de bujía. En su interior el distribuidor tiene un artefacto llamado rotor, el cual va girando, enviando energía a una bujía por vez.
- Bobina: La bobina es como la pila. Es la que recibe la energía del alternador para enviarlas al distribuidor.
- Motor de Arranque: Cuando giras la llave de contacto le das el impulso eléctrico al motor de arranque para que dé partida. Lamentablemente los motores de arranque son una pana más o menos frecuente, aunque no muy cara de solucionar.
- Block del motor: El tórax del motor; así podría definirse al block. Ahí dentro ocurre casi todo. El block puede ser de fierro o de aluminio y su rotura puede ser fatal para el motor.
- Cigüeñal: Es el centro de giro del motor de un auto. El cigüeñal es el eje que recibe el movimiento de los pistones para enviar el torque del motor a través de su giro hacia la transmisión.
- Bielas: Las bielas son el puente que une el cigüeñal con los pistones. Cada pistón es soportado por una biela. De esta manera la biela transmite el movimiento del pistón hacia el cigüeñal para producir el giro del motor.
- Pistones: Los pistones van al interior de cada cilindro y como te acabamos de decir son los que provocan el movimiento del motor tras recibir la compresión generada por la explosión de la combustión.
- Válvulas: Hay válvulas de admisión y válvulas de escape. Las de admisión permiten que entre la mezcla de aire y bencina, que terminan haciendo la combustión junto con la chispa de la bujía. En tanto, las válvulas de escape liberan los gases generados en la combustión a través del tubo de escape.
- Culata: Arriba de los pistones llegan normalmente dos o cuatro válvulas; ellas van dentro de la culata, que es la tapa opuesta al block del motor. Con la culata se completa la cámara de combustión, cerrando el recorrido por donde se asoman los pistones.
- Eje de Leva: El eje de leva es el encargado de abrir y cerrar válvulas mientras funciona el motor.
Chasis, Carrocería y Sistemas de Frenado
Además de los componentes internos del motor, el funcionamiento del automóvil depende de otros sistemas esenciales:
- Chasis: El chasis es el esqueleto de un auto. Puede ser una estructura autoportante, como una cáscara o tipo H (escalera), donde se monta el resto del vehículo.
- Frenos de Tambor: El freno de tambor es un sistema de frenado donde unas zapatas metálicas presionan contra el interior de un tambor metálico.
- Freno de Disco: Este sistema se basa en un disco que rota junto con la rueda, y en pastillas de freno que se aplican contra el disco cuando se presiona el pedal de freno.
- Carrocería: La carrocería es la estructura que se dispone sobre el chasis para albergar a los ocupantes y la carga del vehículo.
- Servofreno: Es el sistema que permite que un pequeño empuje del pie sobre el pedal de freno se trasforme en la presión necesaria para detener un vehículo de gran peso en movimiento.
- Freno de Mano o Freno de Estacionamiento: El freno de estacionamiento es un sistema de freno auxiliar que, como su nombre lo indica, se activa para inmovilizar el vehículo de forma permanente cuando este queda estacionado.
- Bolsas de Aire (Airbags): Presentados por Mercedes Benz en 1981 en un modelo clase S, los airbags o bolsas de aire se transformaron en un dispositivo de seguridad pasiva indispensable en un auto, tanto que las normativas del mundo apuntan a hacerlos obligatorios en todos los vehículos.
- Suspensión: El sistema de suspensión consta de un conjunto de piezas y sistemas que buscan reducir las vibraciones producidas por las imperfecciones del camino.
- Caja de Cambios: La caja de cambios es el mecanismo que permite transformar el giro y potencia del motor en movimiento y fuerza en las ruedas del auto.
- Ejes: Los ejes son las líneas físicas o imaginarias que unen las ruedas delanteras y traseras de un auto.
- Clutch o Disco de Embrague: El embrague es una pieza fundamental en el funcionamiento de un vehículo, ya que permite conectar y desconectar el giro permanente del motor a las ruedas para que estas se muevan solamente cuando sea necesario.
- Diferencial: Esta pieza es fundamental para que un vehículo pueda realizar curvas.
- Batería: Uno de los componentes más importantes de un vehículo automotor es la batería. Esta pieza almacena energía eléctrica y la libera para alimentar diversos sistemas del vehículo.
- Radiador: Para ello, existe el radiador, que se encarga de disipar el calor generado por el motor durante su funcionamiento, evitando que se sobrecaliente.
Vehículos de Hidrógeno: Una Alternativa Sostenible
Por años, la movilidad a hidrógeno fue vista como una promesa lejana, pero hoy fabricantes como BMW apuestan con fuerza por esta tecnología como complemento clave a los vehículos eléctricos de batería. Los vehículos de hidrógeno funcionan con un motor eléctrico. Por este motivo también pertenecen a la familia de los vehículos eléctricos. Una diferencia decisiva con respecto a los demás vehículos eléctricos es que los vehículos de hidrógeno generan la electricidad por sí mismos. Esto significa que no toman la energía de una batería integrada, como es el caso de los eléctricos puros o los híbridos enchufables, que pueden recargarse a través de una fuente de alimentación externa.
Los vehículos de hidrógeno llevan a bordo, por así decirlo, su propia central eléctrica eficiente, que convierte el hidrógeno repostado en electricidad. En la pila de combustible tiene lugar un proceso denominado «electrólisis inversa». Durante este proceso, el hidrógeno reacciona con el oxígeno. El hidrógeno proviene de uno o varios depósitos del vehículo, y el oxígeno se toma del aire ambiente. Dependiendo de las necesidades que haya en cada situación de conducción concreta, la electricidad generada en la pila de combustible tiene dos alternativas: o bien se dirige al motor eléctrico y propulsa directamente el vehículo, o bien carga una batería que hace las veces de depósito intermedio hasta que la energía se necesita para la propulsión.
Los vehículos de hidrógeno tienen una propulsión puramente eléctrica y circulan sin emisiones locales. Por lo tanto, la sensación al volante se asemeja a la de los vehículos eléctricos. El principal punto a su favor (y la mayor ventaja competitiva) es el corto tiempo de repostaje. A diferencia del tiempo de recarga de los vehículos eléctricos, que depende del modelo y de la infraestructura de recarga, el depósito de hidrógeno de un BMW iX5 Hydrogen (flota piloto) se llena por completo en apenas tres o cuatro minutos.
La autonomía de los vehículos de hidrógeno es similar a la de los vehículos eléctricos con baterías enormes. Con el depósito de hidrógeno lleno, el BMW iX5 Hydrogen puede recorrer 504 kilómetros (según WLTP). Para satisfacer la creciente demanda de estaciones de recarga eléctrica para todos los BEV, los vehículos de hidrógeno pueden contribuir a ampliar la infraestructura. Los FCEV utilizan el mismo grupo motopropulsor eléctrico que los BEV, aunque se diferencian de ellos por la forma de almacenar la energía.
El precio de los vehículos de hidrógeno sigue siendo tan alto a fecha de hoy por diversos motivos. Aparte de que todavía queda mucho por hacer respecto a la industrialización de la producción, la necesidad de platino también es un factor importante. Este metal precioso se utiliza como catalizador durante la generación de energía. No obstante, la cantidad de platino necesaria para las pilas de combustible de los automóviles ya se ha reducido mucho; además, el platino se reintroduce cada vez más en el ciclo de materiales a través del reciclaje de los catalizadores. El escaso número de unidades es otro motivo, aunque temporal, porque como el uso de la tecnología de hidrógeno es muy similar en numerosas aplicaciones (por ejemplo, en vehículos comerciales, trenes, aviones o incluso soluciones estáticas) cabe suponer que el volumen de unidades aumentará.
Aparte de los costes de adquisición, los costes operativos también repercuten de forma importante en la rentabilidad y la aceptación de una tecnología de propulsión. En el caso de los vehículos de hidrógeno, estos costes dependen, entre otras cosas, del precio del combustible. Actualmente, un kilogramo de hidrógeno cuesta unos 14 euros. Con un kilogramo de hidrógeno, un vehículo de pila de combustible puede recorrer alrededor de 100 kilómetros. Por lo tanto, ahora mismo, el coste por kilómetro de un vehículo de hidrógeno es más o menos igual que el de un vehículo de combustión.
Un vehículo que funcione únicamente con energías renovables y no genere emisiones nocivas: eso sería lo ideal desde una perspectiva medioambiental. Por ley, los sistemas de propulsión alternativos deben reducir las emisiones de contaminantes, en particular las de CO2, que son perjudiciales para el clima, pero también las de gases nocivos para la salud, como los óxidos de nitrógeno. Los gases de escape de un vehículo de hidrógeno son vapor de agua puro. Por lo tanto, la propulsión por pila de combustible no genera emisiones locales y mantiene limpio el aire en las ciudades.
Eso depende de las condiciones de producción del hidrógeno. Para producir hidrógeno se necesita energía eléctrica. Esa electricidad descompone el agua en hidrógeno y oxígeno en el proceso de electrólisis. Si la electricidad utilizada procede de fuentes de energía renovables, entonces la producción de hidrógeno no deja ninguna huella de carbono. En cambio, si se utilizan combustibles fósiles, el vehículo de hidrógeno sí acabará teniendo un impacto negativo sobre el clima. Ese impacto será mayor o menor en función del «mix energético» empleado.
El inconveniente de la producción de hidrógeno son las pérdidas durante la electrólisis. A fecha de hoy, la eficiencia de toda la cadena energética (desde la producción de la electricidad hasta el funcionamiento del vehículo) es solo la mitad de la de un BEV. Aun así, el hidrógeno se puede producir en momentos en los que hay un exceso de oferta de electricidad procedente de fuentes renovables, aprovechando que la energía eólica o solar que se está generando en ese momento no se está utilizando para ningún otro fin. En este sentido, el potencial es inmenso.
El hidrógeno también es un subproducto en muchos procesos industriales (y con demasiada frecuencia se trata como un residuo y se descarta sin más). Aquí es donde la propulsión por pila de combustible brinda una oportunidad para suprarreciclar ese hidrógeno. El transporte y el almacenamiento del hidrógeno también afectan al balance energético de los vehículos de pila de combustible. En función de la tecnología de transporte utilizada (en estado líquido o gaseoso) hay que hacer frente a distintos requisitos de compresión, refrigeración, transporte y almacenamiento.
Aun así, el transporte y el almacenamiento del hidrógeno son mucho más complejos y, por tanto, requieren aún más energía que los de la gasolina o el diésel. No obstante, a diferencia de los combustibles fósiles, el hidrógeno se puede generar en cualquier lugar en el que haya electricidad y agua, incluso directamente en las estaciones de servicio, como demuestran los ejemplos de Amberes (Bélgica) y Fürholzen (Alemania). Conclusión: la propulsión por hidrógeno tiene el potencial de propiciar una movilidad ecológicamente sostenible.
Muchos lo saben por las clases de química: se produce una reacción de oxihidrógeno. Por lo tanto, el hidrógeno es inflamable. Para evitar una reacción incontrolada del hidrógeno y el oxígeno durante el funcionamiento de un vehículo de pila de combustible, el hidrógeno del vehículo se almacena en estado gaseoso en depósitos de paredes gruesas que son especialmente seguros.
Además, tampoco hay que olvidar que la tecnología de hidrógeno no es nueva y que ya ha demostrado su eficacia en muchos ámbitos. En las refinerías, por ejemplo, ya se utilizan grandes cantidades de hidrógeno como gas de procesamiento del petróleo crudo. También llevamos décadas utilizando canalizaciones y almacenes de hidrógeno. Como siempre en BMW, la seguridad es lo primero.
En BMW estamos convencidos de que el hidrógeno puede realizar una contribución cada vez más importante a la movilidad sostenible como complemento a los vehículos de batería; siempre que se cuente con la infraestructura adecuada, el precio del hidrógeno sea asequible y el precio de los vehículos baje. Solo entonces, los FCEV podrían ofrecer la tecnología de cero emisiones que permita a los usuarios mantener sus hábitos de conducción flexibles. Lo importante es que BMW ve los FCEV como un complemento a los vehículos eléctricos de batería, no como un rival. Y, para los conductores que viajan mucho y desean un alto grado de flexibilidad, un FCEV será una buena opción.
Lo mismo piensa el Hydrogen Council, una iniciativa global en la que participan importantes empresas energéticas, industriales y de transporte. Según un informe de la Agencia Internacional de la energía (AIE), el hidrógeno tiene un enorme potencial como fuente de energía del futuro en el marco de las actividades globales para la transición energética. Cada conductor tiene necesidades y deseos de movilidad distintos. La respuesta de BMW es la apertura tecnológica frente a los distintos sistemas de propulsión, y el hidrógeno será decisivo en la transición energética como fuente de energía versátil.
«Deberíamos aprovechar el potencial del hidrógeno para acelerar también la transformación del sector de la movilidad.
