Camiones de trabajo pesado, como los camiones de 18 ruedas que transportan muchos de los productos del mundo desde la granja o la fábrica hasta el mercado, están prácticamente todos propulsados ​​por motores diésel. Representan una parte significativa de las emisiones de gases de efecto invernadero en todo el mundo, pero hasta ahora se ha hecho poco para frenar sus gases de escape que inducen el cambio climático.

Ahora, Los investigadores del MIT han ideado una nueva forma de impulsar estos camiones que podría 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 que el camión estaría alimentado principalmente por baterías, pero con un motor de encendido por chispa (en lugar de un motor diesel). Ese motor lo que permitiría a los camiones viajar cómodamente las mismas distancias que los camiones diésel convencionales de hoy en día, sería 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, esta opción híbrida de combustible flexible podría proporcionar una forma para que dichos camiones logren una entrada temprana en el mercado superando las preocupaciones sobre el alcance limitado, costo, o la necesidad de un peso excesivo de la batería para lograr un mayor alcance.

El nuevo concepto fue desarrollado por el científico investigador del MIT Energy Initiative y Plasma Fusion and Science Center, Daniel Cohn, y la ingeniera investigadora principal Leslie Bromberg. quienes lo están presentando 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 especialmente lo que puede hacer con el encendido por chispa [a diferencia del encendido por compresión que se usa en los motores diesel], porque es intrínsecamente mucho más limpio, "Dice Cohn. En comparación con un vehículo con motor diésel, un vehículo a gasolina produce solo una décima parte de la contaminación por óxido de nitrógeno (NOx), un componente importante de la contaminación del aire.

Además, mediante el uso de una configuración de combustible flexible que le permite funcionar con gasolina, etanol, metanol, o mezclas de estos, Estos motores tienen el potencial de emitir muchos menos gases de efecto invernadero que los motores de gasolina pura, y el costo incremental de la flexibilidad del combustible es muy pequeño, Cohn y Bromberg dicen. Si funciona con metanol puro o etanol derivado de fuentes renovables, como residuos agrícolas o basura municipal, las emisiones netas de gases de efecto invernadero podrían incluso ser nulas. "Es una forma de utilizar un combustible con bajo contenido de gases de efecto invernadero" cuando está disponible, "pero siempre teniendo la opción de funcionar 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 un gran desafío, debido al costo y el peso de las baterías "necesarias para proporcionar un rango suficiente. Para cumplir con el rango de conducción esperado de los camiones diésel convencionales, Estimación de Cohn y Bromberg, requeriría entre 10 y 15 toneladas de baterías "Esa es una fracción significativa de la carga útil" que un camión de este tipo podría transportar de otra manera, 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 un híbrido de este tipo es una versión de uno en el que los dos investigadores han estado trabajando durante años, desarrollando un sistema altamente eficiente, motor de gasolina de combustible flexible que pesaría mucho menos, ser más eficientes en el consumo de combustible, y producen una décima parte de la contaminación del aire que los mejores vehículos a diésel de la actualidad.

Cohn y Bromberg hicieron un análisis detallado tanto de la ingeniería como de la economía de lo que se necesitaría para desarrollar un motor de este tipo para satisfacer las necesidades de los operadores de camiones existentes. Para igualar la eficiencia de los motores diesel, una mezcla de alcohol con la gasolina, o incluso alcohol puro, puede ser usado, y esto se puede procesar utilizando fuentes de energía renovables, ellos encontraron. Modelado detallado por computadora de una amplia gama de características de motor deseadas, combinado con el cribado de los resultados utilizando un sistema de inteligencia artificial, arrojó indicaciones claras de las vías más prometedoras y mostró que tales sustituciones son, de hecho, factibles desde el punto de vista práctico y financiero.

Tanto en los vehículos diésel actuales como en los propuestos de combustible flexible, 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 de las emisiones del mundo real. La combinación de un propulsor híbrido y un motor de combustible flexible es "una forma de permitir la introducción del propulsor eléctrico en el sector de los camiones pesados, al hacer posible cumplir con los requisitos de rango 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, de modo que las ventajas de costos que llevaron a la adopción casi universal de motores diesel para camiones pesados ​​ya no prevalecen. "Tiempo extraordinario, los motores de gas se han vuelto cada vez más eficientes, y tienen la ventaja inherente de producir menos contaminación del aire, ", dice. Y al usar el motor en un sistema híbrido, siempre puede funcionar a su velocidad óptima, maximizando su eficiencia.

El metano es un gas de efecto invernadero extremadamente potente, así que si se puede desviar para producir un combustible útil convirtiéndolo en metanol mediante un simple proceso químico, "Esa es una de las formas más atractivas de producir 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 empresas de camiones opten por la gasolina o el combustible flexible, "Dice Cohn." Los motores son más baratos, los sistemas de tratamiento de gases de escape son más baratos, y es una forma de garantizar que puedan cumplir con las regulaciones esperadas. Y combinando eso con propulsión eléctrica en un sistema híbrido, dada una red eléctrica cada vez más limpia, puede reducir aún más las emisiones y la contaminación del sector de los camiones ".

La propulsión eléctrica pura para camiones es el objetivo final, pero las baterías de hoy no hacen que sea una opción realista todavía, Cohn dice:"Las baterías son geniales, pero seamos realistas sobre lo que pueden ofrecer ".

Y la combinación que proponen puede abordar dos desafíos importantes a la vez, ellos dicen. "No sabemos cuál va a ser más fuerte, el deseo de reducir los gases de efecto invernadero, o el deseo de reducir la contaminación del aire ". En EE. UU., el cambio climático puede ser el mayor empujón, mientras que en India y China la contaminación del aire puede ser más urgente, pero "esta tecnología tiene valor para ambos desafíos, "Dice Cohn.