Híbridos y Eléctricos

NO HAY VIBRACIONES

Una ventaja más de los coches eléctricos: no añaden pesos extra innecesarios como los de combustión

A pesar de que en muchas ocasiones se acusa a los coches eléctricos de elevar mucho su peso por la presencia de las baterías, una de sus ventajas es que no requieren añadir pesos muertos innecesarios como sí les ocurre a los de combustión.

Peso muerto coche electrico coche combustión
El peso extra que tiene un propósito, como es el que añaden las baterías, es superior en el diseño funcional del coche que el que está ahí solo para compensar las deficiencias de una tecnología obsoleta.

La mayoría de los vehículos que se propulsan gracias a un motor térmico incorporan una serie de pesos muertos colocados estratégicamente que previenen que las vibraciones provocadas por la gran cantidad de piezas móviles que esconden bajo su capó penetren en el habitáculo. Si los vehículos eléctricos tienen unos de sus hándicaps en el elevado peso que incorporan las baterías que los alimentan, los de combustión también tienen una buena excusa para ser más pesados de lo que deberían.

Los motores de combustión son un cuerpo pesado en cuyo interior una serie de elementos giran y se desplaza muy rápidamente. Los pistones deben mantener un equilibrio perfecto para que las bielas, los cigüeñales y las válvulas que se mueven con ellos lo hagan siempre de la misma forma y sin variaciones. Cuando cualquiera de estos elementos está fuera de control, el motor funcionará mal, tenderá a averiarse y a autodestruirse.

Los pesos muertos

El diseño de los motores, en la mayoría de las ocasiones formados por cuatro cilindros en línea, está desequilibrado por naturaleza lo que provoca vibraciones indeseadas. Además, otras vibraciones que entran en juego al desplazarse, como las que crea la carretera y otras partes del tren motriz se añaden a ellas. Para controlar este juego de movimientos, los fabricantes tienen que buscar un sistema para compensarlos de manera que nunca lleguen a ser percibidas por los ocupantes del vehículo.

En muchas ocasiones, la manera de lograr este propósito es introducir una serie de pesos muertos que interrumpen los armónicos de la onda de vibración amortiguándola casi por completo. En el caso de vehículos antiguos, estos pesos muertos se añadían después de diseñar el coche completo. Hoy en día el diseño por ordenador permite incorporarlos en las piezas ya existentes, ocultando su presencia.

La tecnología permite también crear pesos activos que trabajan igual que las masas sintonizadas que se encuentran en algunos edificios. Los ingenieros introducen pequeños pesos que se mueven electrónicamente de tan manera que son capaces de anular las vibraciones procedentes del motor y de la carretera. Esta tecnología reduce el peso extra haciéndolo trabajar de manera más eficiente.

Peso sintonizado RAM 1500

Módulo de masa sintonizado activo de la Ram 1500 de 2019 Foto Stellantis.

En el caso de grandes vehículos con masas considerables, los pesos muertos que se agregan no tienen esta función sino que se colocan para evitar que vuelquen en situaciones de máximas inclinaciones.

El precio de la comodidad

En cualquier caso, agregar este peso no es gratis. Si bien la conducción será más suave y el confort aumentará en su interior, añadir peso adicional significa elevar el precio de compra inicial y aumentar los consumos y el coste del mantenimiento. No es la primera vez que se pone por delante la comodidad y el refinamiento a la economía. Otro ejemplo de esto son las transmisiones automáticas. Idealmente, estas deberían cambiar rápido y con fuerza, minimizando el desperdicio de energía, el exceso de calor y el desgaste prematuro que causan los resbalones. Sin embargo, en muchos casos, esta maniobra brusca resulta incómoda para el conductor. Para hacer el proceso más suave, hace décadas la mayoría de los fabricantes decidieron dejar que la transmisión se deslice un poco ofreciendo mayor comodidad, pero a costa de un mayor consumo de combustible en la ciudad y una menor durabilidad general. Otros fabricantes decidieron deshacerse de los cambios por completo instalando transmisiones CVT, una solución que, en general conduce una menor durabilidad.

Hay otros elementos en los coches que agregan peso y que también juegan en favor del confort. La insonorización y el material que amortigua las vibraciones, los elementos de equipamiento que muchas veces son innecesarios como los asientos eléctricos y otros elementos de conveniencia. En todos los casos se obtiene un poco de peso extra a cambio de la comodidad.

Los motores eléctricos

Mientras que un motor de combustión interna está compuesto por cientos de piezas móviles, en la transmisión completa de un tren de potencia eléctrico, desde los devanados de los motores hasta las ruedas, estas son muy escasas.

El rotor, que gira en el interior del estátor en el motor eléctrico, lo hace a diferentes velocidades pero siempre en la misma dirección (incluso aunque el coche esté recuperando energía de la frenada o circule marcha atrás, en contra de lo que algunos creen). En el caso de los motores de combustión los movimientos se producen siempre en los dos sentidos, según las necesidades. Esto significa que no precisan de pesos adicionales para amortiguar las vibraciones, insonorizar el movimiento y aumentar la suavidad. Los motores eléctricos funcionan de manera suave por definición y desde el primer momento.

Renault Megane E-Tech electrico motor electrico

Los motores eléctricos tienen en su interior muy pocas piezas móviles y giran siempre en la misma dirección.

En cuanto a la transmisión por lo general está formada por un reductor de engranajes de una sola velocidad y un diferencial. No hay engranajes de diferentes tamaños porque no son necesarias las marchas como en un motor térmico para obtener en cada momento el máximo par de salida. Incluso en aquellos casos en los que el fabricante sí las incluye, y si finalmente la industria decide que elevan la eficiencia (algo que es poco probable), se reducirán a dos o tres (cuatro como máximo) frente a las cajas actuales de los coches térmicos que suelen llevar seis en los casos más sencillos, con cambios manuales, pero que pueden llegar a ser 10 o incluso 11 en los cambios automatizados más modernos. Por lo tanto, en un vehículo eléctrico, tampoco hay necesidad de incorporar medidas de protección contar las vibraciones en este elemento

La alternativa de los motores de combustión

Existen en el mercado algunos motores de combustión cuyo diseño alternativo es inherentemente tan suave como un motor eléctrico, pero hay algunas razones por las que no se emplean de manera general en la industria.

Los motores de turbina son un ejemplo de ello. Se trata de un sistema similar al que se utiliza en las centrales energéticas. Un elemento que gira cuando un fluido lo atraviesa generando un movimiento que se traslada a las ruedas. Sin embargo, además de muy caros, su energía mecánica no es la adecuada técnicamente para impulsar un automóvil. Su mayor problema es el ruido que genera porque es como llevar un motor a reacción bajo el capó.

Otra opción es el motor rotativo Wankel que sobrevive prácticamente solo bajo el paraguas de los ingenieros de Mazda. Se trata de un motor con muy pocas piezas móviles y por lo tanto muy suave en su funcionamiento. Es además sumamente compacto y trabaja de una manera muy sencilla. Es eficiente y duradero incluso funcionando a diferentes velocidades como precisa un vehículo de combustión pero, si trabaja a una sola velocidad, es todavía mejor. Por eso Mazda tiene previsto emplearlo como extensor de rango para sus vehículos eléctricos. Funcionando a un mismo régimen proporcionará energía eléctrica que se acumulara en la batería que a su vez se encargará de alimentar los motores eléctricos.

Los vehículos eléctricos son muy pesados

Si bien por su suavidad de marcha los vehículos eléctricos son la opción más razonable, no hay que olvidar que sí es cierto que tienen un problema de sobrepeso que no es causado por el peso muerto. La tecnología de las baterías ha avanzado mucho, pero las densidades de energía siguen siendo mucho más bajas que las de la gasolina o el diésel. Esto significa que para lograr una autonomía razonable solo con la energía de la batería esta debe ser muy grande y por lo tanto pesada. Esto hace que, de media, el peso de los vehículos eléctricos sea más alto que el de los automóviles de gasolina. Pero es un problema en el que los ingenieros siguen trabajando con tecnologías cada vez más avanzadas y que no va a ser un para siempre.

Consorcio baterias electrolito solido reino unido

La batería es el componente más pesado de un coche eléctrico.

A pesar de su elevado peso, los vehículos eléctricos son la mejor opción en la mayoría de las aplicaciones. Son más eficientes energéticamente (más de un 90 %) y respetuosos con el medio ambiente porque no convierten entre el 60 y el 80 % de su combustible en calor residual como hace un motor térmico. Además, el peso extra de la batería se puede ubicar donde favorece la dinámica de la conducción y la seguridad del vehículo, en lugar de tener que colocarlo estratégicamente para reducir la vibración y el ruido.

Por lo tanto, el peso extra que tiene un propósito, como es el que añaden las baterías, es definitivamente superior en el diseño funcional del coche que el que está ahí solo para compensar las deficiencias de una tecnología obsoleta.

Conversaciones: