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MOTOR. ¿Híbrido Gasolina-Etanol para el transporte pesado?


Los transportes de larga distancia con motores eléctricos combinados con motores de gasolina y alcohol podrían reducir los niveles de contaminación y la emisión de los gases de efecto invernadero. En este artículo analizamos el potencial de un enfoque de motor de gasolina y alcohol de combustible flexible para un tren de potencia híbrido.


Los transportes pesados por carretera, tanto de mercancías como de pasajeros, son prácticamente todos propulsados ​​por motores diésel. Representan una parte significativa de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero. Ahora, investigadores del MIT han ideado una nueva forma de impulsar estos transportes que podría reducir drásticamente la contaminación, aumentar la eficiencia y reducir o incluso eliminar sus emisiones netas de gases de efecto invernadero.

El concepto involucra el uso de un sistema de motor híbrido enchufable, en el cual el vehículo (camión, furgón, autobús, SUV) sería impulsado principalmente por baterías, pero con un motor de encendido por chispa (en lugar de un motor diésel). Ese motor, que permitiría que tales vehículos se desplacen convenientemente a las mismas distancias que los camiones diésel convencionales de hoy, sería un modelo de combustible flexible que podría funcionar con gasolina pura, alcohol puro o mezclas de ambos combustibles.

“Para igualar la eficiencia de los motores diésel, se puede usar una mezcla de alcohol con la gasolina, o incluso alcohol puro, y estos combustibles se pueden procesar a partir de fuentes de energía renovables.

Si bien el objetivo final sería alimentar los transportes pesados completamente con baterías, según los investigadores, esta opción híbrida de combustible flexible podría proporcionar una manera para que dichos transportes se introduzcan pronto en el mercado al superar las preocupaciones sobre el limitado kilometraje, el costo o la necesidad de peso excesivo de una mayor batería para lograr una mayor distancia recorrida.

Además, al usar una configuración de combustible flexible que le permite funcionar con gasolina, etanol, metanol o mezclas, estos motores híbridos tienen el potencial de emitir mucho menos gas de efecto invernadero que los motores de gasolina pura, y el coste añadido  es muy pequeño. Si esta solución se ejecuta con metanol puro o etanol derivado de fuentes renovables, como desechos agrícolas o basura municipal, las emisiones netas de gases de efecto invernadero podrían ser incluso cero. Sería una forma de hacer uso de un combustible de bajo efecto invernadero cuando está disponible, pero siempre tiene la opción de utilizarlo con gasolina para garantizar la máxima flexibilidad.

Vehículos con combustible flexible pueden funcionar con etanol E85 (85% etanol, 15% gasolina), especialmente en autobuses, camiones  pesados ​​y SUVs.


El metano es un gas de efecto invernadero extremadamente potente, pero se puede utilizar para producir un combustible útil al transformarlo en metanol a través de un proceso químico simple. Esa es una de las formas más atractivas de hacer un combustible limpio. 

“Los combustibles, con base de alcohol, en general, tienen mucho futuro, en opinión de los investigadores del MIT. Los motores son más baratos, los sistemas de tratamiento de escape son más baratos y es una forma de garantizar que cumplan con las regulaciones esperadas. Y la combinación con la propulsión eléctrica en un sistema híbrido, dada una red eléctrica cada vez más limpia, puede reducir aún más las emisiones y la contaminación del transporte pesado ”.

En el proceso de transición hacia la plena descarbonización en el sector del transporte, no sabemos cuál va a ser más fuerte, si el deseo de reducir los gases de efecto invernadero o el deseo de reducir la contaminación del aire. En países como los EE.UU. de Norte América, el cambio climático puede ser el principal factor, mientras que en India y China la contaminación del aire puede ser más urgente. La tecnología híbrida propuesta por el MIT daría respuesta a ambos desafíos.

En este enfoque, el motor proporcionaría una eficiencia comparable (o posiblemente mayor) que el de un motor diésel, al tiempo que proporcionaría alrededor de un 90% de emisiones más bajas de NOx que los vehículos con motor diésel más modernos. Se emplearía etanol o metanol para aumentar la resistencia a los impactos. 

Estos motores, que podrían implementarse en un plazo relativamente cercano, también podrían favorecer operaciones a altas revoluciones y/o inyección de agua, para permitir la operación con una cantidad muy pequeña de alcohol en una mezcla de baja concentración como E10 (o posiblemente sin alcohol adicional). Potencialmente se podría obtener una reducción adicional de NOx, mediante el uso de niveles más elevados de EGR (recirculación gases de escape) y una mayor eficiencia (mediante el uso de alcohol para mejorar la recuperación de calor) a largo plazo.



Fuente: Cohn, D. and Bromberg, L., "Flex Fuel Gasoline-Alcohol Engine for Near Zero Emissions Plug-In Hybrid Long-Haul Trucks," SAE Technical Paper 2019-01-0565, 2019, https://doi.org/10.4271/2019-01-0565.

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