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La ciencia detrás de las carreteras que recargarán tu coche eléctrico circulando

La ciencia detrás de las carreteras que recargarán tu coche eléctrico circulando

Los vehículos eléctricos están transformando el modo en que vemos la movilidad. Hace unos años el mito de la falta de autonomía todavía frenaba las ventas, pero el aumento de la densidad energética y la eficiencia de los motores pone al coche eléctrico en competencia directa con el de combustión.

Paralelamente, contexto de la recarga también está mejorando. Fuera de casa las electrolineras comienzan a normalizarse, y surgen nuevas tecnologías que permitirán en el futuro recargar los vehículos inalámbricamente mientras circulamos.

¿Se puede cargar un vehículo eléctrico mientras circula?

Sobresimplificando mucho el esquema de un vehículo eléctrico, el motor gira debido a la diferencia de potencial que le llega desde la batería. A mayor diferencia de potencial, más velocidad o potencia. Para desplazarnos entre grandes velocidades a baja potencia o altas potencias a bajas velocidades está el regulador de potencia. Este es capaz de aumentar el par del motor reduciendo revoluciones.

El motor de un vehículo eléctrico puede funcionar conectado a la red

Podemos trastear en nuestra casa usando una pila corriente y un pequeño motor eléctrico de algún dispositivo viejo. Si cambiamos a una pila de mayor voltaje, el motor va más rápido. Si agregamos pilas, también, hasta alcanzar el máximo de revoluciones por minuto (rpm).

Al motor eléctrico no le preocupa de dónde provenga la energía, si de una batería o dos, y la red eléctrica puede considerarse como una gigantesca batería ubicua. Esto significa que en su momento podremos conectar el vehículo eléctrico a la red para hacerlo avanzar.

La electricidad de la red trabaja en alterna a 230V mientras que el motor del coche eléctrico necesita energía en continua a 330V. Para pasar de un tipo de flujo a otro y cargar la batería, vehículos como el Citroën C-Zero hacen uso de un transformador y un inversor. La combinación de estos dos elementos da como resultado energía aprovechable para el coche.

Esto podría hacerse sobre la marcha, pero conducir con un vehículo conectado a la red eléctrica plantea un problema de conexiones. Si necesitamos que el circuito del coche esté entroncado al de la red, ¿cómo hago para que los cables no se rompan?

El pantógrafo como solución para vehículos pesados

La idea de vehículos conectados perpetuamente a la red eléctrica no es nueva. Los tranvías de mediados del siglo XIX habían dejado atrás el tiro por caballos y se habían electrificado. Durante unas décadas convivieron varios sistemas de conexión, de los que finalmente sobrevivió el pantógrafo.

El pantógrafo conecta el motor eléctrico con los dos bornes

Uno de los primeros modos para conectar el vehículo a la red eléctrica era el sistema de tres rieles, pero resultaba peligroso si alguien caía a ellas porque hacía cortocircuito. Por otro lado, el pantógrafo separaba el borne de potencial positivo del negativo. Si alguna vez has subido a un tren, lo has visto:

 

Esta idea se ha usado en todo tipo de locomoción por carril: tranvía, ferrocarril, metro, e incluso autopistas. En agosto de 2017 Alemania estrenó su primer tramo de autopista con pantógrafo para vehículos pesados: la eHighway. A su paso por el estado federal de Hessia, 10 kilómetros de la autobahn están sembrados con postes eléctricos.

La eHighway es una autopista de 10 km electrificada

Estos sostienen largas estructuras horizontales de las que cuelga un tendido eléctrico que acompaña a la autopista. A diferencia de los pantógrafos tradicionales o los sistemas de tres rieles, estos pantógrafos son bastante anchos. El motivo es que la doble catenaria usada se encuentra localizada en paralelo y separada una distancia prudencial.

Los camiones extienden el pantógrafo, que toca los dos bornes de la catenaria, y la electricidad atraviesa el regulador de potencia para viajar directamente al motor. Por supuesto, esta también puede recargar la batería. Gracias a este sistema los camiones pueden viajar a 90 km/h con cero emisiones.

Este tipo de experimentos va a cambiar el modo en que se mueven las materias primas alrededor del mundo porque los camiones no necesitan parar a recargar su batería. Tampoco necesitan desviarse en busca de una electrolinera o invertir tiempo en ella. Solo circular.

El sistema abierto, que también se ha instalado en la ciudad de Hamburgo bajo el nombre de eBus a lo largo de 7 km, es perfecto para vehículos de mucho gálibo. Pero los turismos no pueden extender un pantógrafo de dos o tres metros. Necesitan una solución más cercana a ellos, y esta se encuentra en el suelo.

¿Cómo funciona la recarga por inducción?

El mismo sistema de carga por inducción de los móviles podrá usarse para vehículos eléctricos

Si lo de tener nuestra propia electrolinera en el garaje es una gran ventaja de los vehículos eléctricos que nos evita desplazamientos, imaginemos por un instante lo que supondría no tener que cargar nunca la batería. Que esta se recargarse por sí misma al circular. Es el análogo a que nuestro depósito térmico se llene él solo de gasolina cuando lo cogemos, y no es ciencia ficción.

En 2011 la Universidad Estatal de Utah empezó a investigar con sistemas de carga inalámbrica para vehículos eléctricos. Habían dejado atrás los circuitos de “tipo Scalextric”, que contaban con dos líneas paralelas empotradas en el suelo y que eran barridas por escobillas de cobre, para saltar a la inducción magnética.

Si tienes un teléfono móvil que carga mediante inducción, habrás comprobado que el sistema funciona. En la base de carga, conectada a la red eléctrica, hay enrollada una espira oculta por la que pasa electricidad. Una espira es un conductor cerrado y plano, generalmente en forma de círculo.

Algo como lo de arriba. Si hacemos pasar una intensidad de corriente I por esta espira cerrada, observaremos cómo surge un campo magnético inducido perpendicular e.

En el teléfono móvil, conectado a la batería, hay otra espira parecida que realiza la operación inversa: el campo magnético inducido por la corriente eléctrica de la base del cargador induce una corriente eléctrica secundaria.

Parece un trabalenguas, pero es sencillo: la corriente de la base genera una corriente a distancia en el móvil usando para ello un campo magnético. Es como si el campo magnético hiciese las veces de cable eléctrico, pero con las ventajas de no tener masa ni elementos móviles.

Así es como funciona la recarga inalámbrica de los vehículos como la diseñada por Qualcomm (arriba). La tecnología actual tiene como reto el cómo conseguir este resultado sin necesidad de mantener el vehículo detenido. Es posible. Veamos la ciencia implicada.

Recarga inalámbrica por inducción en carretera

La recarga inalámbrica por inducción necesita de un control preciso de la electrónica de potencia

El mismo principio de carga inalámbrica se puede aplicar a los vehículos eléctricos y las carreteras, con algunas particularidades como la aplicación de la Ley de Lenz. La hemos visto todos en el colegio, pero se nos ha olvidado. Esta ley física dice que si hay un campo magnético perpendicular a una espira y esta se mueve, se genera una corriente inducida en la espira.

Para traer esto al mundo real imaginemos una carretera capaz de emitir campos magnéticos hacia arriba. Para generarlos, bajo el asfalto habrá escondidas miles de espiras pequeñas conectadas a la red eléctrica. Cuando son alimentadas, miles de pequeños campos magnéticos surgen invisibles hasta toparse con el coche a cargar.

Ahora imaginemos también un Citroën C-Zero ligeramente modificado que lleve en su base una espira enrollada, un “alambre” que recorriese el perímetro del vehículo. Como del suelo surge un campo magnético y en el coche eléctrico en movimiento hay una espira, aparece una corriente inducida debido a la Ley de Lenz. ¿Y si la usamos para cargar la batería o mover el motor?

Arriba hemos visto que los camiones con pantógrafo podían hacer cualquiera de estas dos cosas o ambas a la vez gracias a la conexión física a la red eléctrica. La recarga inalámbrica por inducción en carreterafunciona de un modo parecido, pero usando campos magnéticos en lugar de pantógrafos.

En el futuro acudir a un punto de recarga será considerado absurdo

Estos son mucho más cómodos porque carecen de desgaste, pero requieren un control de la red eléctrica y de la electrónica de potencia mucho más preciso. Las espiras se van encendiendo unos metros antes de que pase el coche, y apagando a medida que este las deja atrás, para optimizar.

Gracias a este sistema será posible circular ad infinitum sin necesidad de detener el vehículo. De momento es solo una tecnología que trata de crear estándares y optimizar los recursos. Ya sabemos que funciona, y gobiernos como el surcoreano o el israelí están invirtiendo en este tipo de infraestructuras.

Es posible que en unos años podamos coger el vehículo eléctrico y olvidarnos de ir a una electrolinera o de instalar un punto de recarga doméstico o en el trabajo. Tener que acudir a un punto de carga nos resultará extraño porque será suficiente con dar una vuelta con el vehículo para cargar la batería.

Imágenes | Erich WestendarpeHighwayThepalerider2012Citroën

Las ciudades de todo el mundo se han convertido en laboratorios urbanos

Las ciudades de todo el mundo se han convertido en laboratorios urbanos

Los “laboratorios urbanos” son una forma inteligente de trabajar para mejorar las ciudades probando en diferentes partes de ellas varias combinaciones de escenarios. Así, si uno de estos escenarios prospera y alcanza sus objetivos, se repite en otras zonas e incluso otras ciudades.

Si no, se modifica ligeramente, se prueba de otro modo diferente, o se descarta la propuesta al no ser viable. Es una forma eficiente de aprender entre todos, y ciudades de todo el planeta están usando este mecanismo de copia para, entre otros retos, electrificar la movilidad.

¿Cómo funciona un laboratorio urbano?

Imagina que tu ciudad ha lanzado un proyecto de recogida de residuos orgánicos como fracción de la basura “normal”, y que tiene éxito. Es el caso de varios ayuntamientos a nivel europeo, que ya extienden este modelo a otros barrios y municipios. Esto también es aplicable a la movilidad: muchas ciudades de todo el mundo están probando diferentes escenarios para mejorar.

En esencia, un urban lab o laboratorio urbano es un lugar en el que se concentran ideas para ser aplicadas a la ciudad. Una vez debatidas, a menudo en base a las directrices que dio en 2014 ONU Habitat “por una mejor vida urbana”, se diseña el plan de implantación para hacerlas realidad.

El debate a menudo viene por parte de la propia ciudadanía, clave en el proceso de transformación urbana, pero también de expertos y gobernantes. Cada vez más municipios cuentan con su propio laboratorio urbano: MediaLab Prado, Barcelona Urban Lab, Smart City Málaga…

Arriba hemos dado las claves de su mecánica: prueba y error. Por ejemplo, había dudas sobre si la naturalización del Manzanares en su paso por Madrid traería ventajas o no, de modo que el consistorio naturalizó un tramo.

Tras varios meses de pruebas (imprescindibles) y la llegada de fauna y flora autóctona que hacía un siglo que habíamos perdido, se decidió continuar el proceso río arriba. Esta idea no es única. En 2006 se tenía en mente naturalizar el Genil en su paso por Granada, pero fue el éxito del proyecto de arriba el que ha revivido el proyecto: si funciona en otra ciudad, podría funcionar en la nuestra.

En los ‘urban lab’ copiar está bien visto

Como el lector habrá deducido, las ciudades tienden a copiarse las ideas unas a otras. Incluso hay cumbres como el Smart City Expo World Congress, que fomentan este mecanismo de copia y aprendizaje. Con respecto a la movilidad eléctrica hay varios ejemplos destacados.

Por ejemplo, una vez que un ayuntamiento hace uso de una flota eléctrica para su movilidad, hay más probabilidades de que sustituya más vehículos en el futuro próximo. También de que otras ciudades cercanas la imiten. Una vez que estas han visto las ventajas de contar con vehículos cero emisiones en ciudad, buscan seguir la misma ruta.

Esto puede aplicarse en el sector privado, ya que los laboratorios urbanos a menudo hacen uso de colaboraciones público-privadas. A raíz del éxito de los primeros carsharing eléctricos en algunas ciudades, otras imitan este modelo de movilidad. Siguiendo con la ciudad de arriba, Madrid tiene una flota carsharing de cientos de Citroën C-Zero recorriendo las calles.

El éxito también se ha replicado en la propia ciudad. Si el proyecto arrancó con 500 C-Zero, ahora también llegarán las Citroën Berlingo, vehículo 100% eléctrico con 170 km de autonomía y mucho más espacio para transportar carga.

Esto mismo puede aplicarse al número de puntos de recarga eléctrica. Hace unos años Málaga se convirtió en “la capital más verde” al evitar la emisión de 330 toneladas de CO2 gracias al proyecto Zem2All. Este consistía en la instalación de un gran número de electrolineras para los ciudadanos. Como resultado, Málaga se convirtió en una ciudad a la que copiar, y el modelo se ha replicado.

Aprender del control de tráfico

Aunque los urban lab tienen propuestas de todo tipo (movilidad, gestión de residuos, cultura, rediseño de la ciudad, etc) en este espacio mencionaremos solo algunos proyectos referidos a la movilidad. Por ejemplo, el reducir la velocidad de 50 km/h a 30 o 20 surgió de estudios que relacionaban el número de atropellos y la tasa de mortalidad. Una a una, las ciudades de toda Europa están actualizando las diferentes calles en base a su peligrosidad.

Sin embargo, hay modelos de experimentación mucho más novedosos. En Nueva York, una ciudad que suele estar atascada con frecuencia, hace tiempo que se usa un control semafórico que no depende de un temporizador, sino de complejos ajustes en tiempo real en base a datos recogidos por toda la ciudad.

Lo propuso el Departamento de Tráfico de la Ciudad (NYCDOT), y todo empezó con 400 taxistas voluntarios que llevaron un GPS en su coche durante el trabajo. Como resultado, lograron mapear la ciudad.

Ahora, en lugar de tener un patrón definido, una red de cámaras de tráfico y sensores envía información en tiempo real a un centro de control desde donde se cambia la frecuencia de apertura y cierre de los semáforosAl haber tenido éxito, el modelo se exporta a otras ciudades para su implantación.

En otro ejemplo, la movilidad va más allá de los vehículos. Durante el Mobile World Congress de 2017, en Barcelona, d-Lab recogió métricas de movimiento peatonal y se llegó a conclusiones muy interesantes a la hora de abordar futuros cambios urbanísticos. En ocasiones, los laboratorios urbanos no necesitan hacer grandes cambios para obtener resultados para el futuro.

El laboratorio urbano de movilidad del MIT

Si hemos de destacar alguno de los laboratorios urbanos más interesantes del mundo, ese es el Urban Mobility Lab del MIT. Este enorme laboratorio de prototipado realiza estudios de todo tipo que a menudo comparte en abierto para que las ciudades aprendan. Por ejemplo, tiene toda una sección de cómo es el comportamiento de los conductores al volantequé emociones desarrollamos o cómo percibimos el tiempo mientras conducimos.

También realiza estudios en cómo se adapta la movilidad a ciudades en tan rápido crecimiento como Shenzhen, en China; o cómo será la movilidad del futuro debido a su automatización. Además de contar con los recursos del Instituto del que depende, el MIT realiza algo loable: deja buena parte de sus datos y conclusiones en abierto.

Así, cualquier ciudad puede darse cuenta de qué relación hay entre el nivel de electrificación de la flota de vehículos urbanos y la salud de los ciudadanos. Solo con datos objetivos seremos capaces de crear ciudades más resilientes, sostenibles y responsables, elementos impulsados también por el programa ONU Hábitat mencionado arriba y presente en los Objetivos del Desarrollo Sostenible.

Imágenes | iStock/marchello74Ayuntamiento de MadridiStock/hallojulieiStock/deberarr

¿Qué nos dice Davos sobre las ciudades del futuro?

¿Qué nos dice Davos sobre las ciudades del futuro?

“Las ciudades están cambiando” podría ser una frase sacada de cualquier periódico de los últimos siglos. Las ciudades nunca han dejado de cambiar, trabajando en las últimas décadas con una tendencia marcada: mejorar la vida de los ciudadanos. En Davos, el encuentro anual del Foro Económico Mundial llevado a cabo en enero de 2019, también se ha vislumbrado cómo serán las ciudades del futuro para conseguir una meta tan preciada.

Hiperconectadas gracias a tecnología 5G, con un impacto casi nulo en el medio ambiente que las rodea, haciendo uso de los nuevos modelos de generación de energía, más seguras y, en lo referente a la movilidad, eficientes. Aunque la movilidad camina fuerte hacia la electrificación, durante las próximas décadas convivirán todo tipo de movilidades. Así plantea Davos las ciudades del futuro.

Hiperconexión y 5G, ¿para vehículos autónomos?

Vivimos conectados desde hace mucho tiempo. El smartphone fue el invento del siglo, y hoy nos acompaña 24 horas. Sin embargo, la infraestructura de la red 4G ya se resiente por el uso masivo de datos que realizamos, y la cobertura se cae en eventos con mucha afluencia. Además, las propuestas de movilidad autónoma a la vuelta de la esquina requieren de una red más rápida y robusta.

El 5G, gracias a su velocidad de transmisión, promete ser el vehículo perfecto para coches sin conductor. La señal de un vehículo podrá viajar a servidores que tomen decisiones en menos tiempo del que tardaría una persona en darse cuenta de un problema, y volver para hacer efectiva la orden correspondiente. Pero para esto hace falta una red 5G completamente desplegada y el 4G aún no ha llegado a toda la geografía.

Esto significa que tardaremos mucho tiempo en ver vehículos autónomos en el centro de las ciudades. Aún pueden usar el LiDAR y los radares para ‘ver’ por dónde van, pero para que tomen decisiones en milisegundos harán falta unos cuantos años de despliegue de red.

¿Qué hay de la energía que consumen las ciudades?

Hogares, oficinas e industria consumen muchos tipos de energía. La energía eléctrica es la más visible porque es omnipresente, aunque también tenemos otras fuentes de energía como el gas para calefacción. Pero, dado que es la energía eléctrica la que usa el vehículo eléctrico, nos centraremos en ella.

Esta se subdivide en un gran abanico de fuentes, desde las renovables eólica y solar, a las centrales térmicas y nucleares. Según las reuniones tenidas en Davos 19, es imprescindible que en la descarbonización de la energía estén presentes los ayuntamientos. Muchos de ellos tienen la oportunidad de determinar qué tipo de fuentes serán usadas para el suministro de sus vecinos.

Pero también son actores principales en el aumento del autoconsumo renovable. Las ciudades son los lugares que más recursos consumen del planeta. Quizá no por habitante debido al aprovechamiento de elementos de infraestructura comunes, pero sí en total. Es por eso que han de ser un referente en consumo responsable de energía, tanto en cantidad (eficiencia) como calidad (origen).

Movilidad, pieza imprescindible de las ciudades

Vistas desde el espacio, especialmente de noche, las ciudades son cautivadoramente hipnóticas. Los coches dejan de ser elementos individuales y se convierten en un flujo de luces blancas y rojas. En países como España hay cerca de 30 millones de vehículos en circulación. Si arriba hemos remarcado la cantidad y calidad de la energía, aquí vuelve a ser un factor clave.

En la reunión de Davos había empresarios, gobernantes, científicos, medios de comunicación… Todos ellos destacaron varias ponencias sobre movilidad sostenible como la que fomenta la movilidad eléctrica e híbrida, esta última indispensable para muchos expertos no solo para familiarizarnos con la movilidad eléctrica, sino para no crear bruscos cambios económicos.

En la vertiente eléctrica, vehículos asequibles como el Citroën C-Zero facilitan la entrada del coche eléctrico en las ciudades, entorno en el que resulta particularmente conveniente debido a la corta distancia de sus trayectos. Aún así, cuenta con 150 kilómetros de autonomía y puede ser cargado en cualquier garaje. Si hiciese falta, hasta en un enchufe convencional como el de casa.

Desde Davos 19 se ha hecho un especial llamamiento a mantener y preservar la naturaleza de la que dependemos; e incluso de devolverla a su estado original perdido tras la acción humana. Así, charlas como ‘Safeguarding our planet’ o ‘Global Economy in Transition’ acaban con conclusiones recogidas en el artículo ‘6 things we learned about the environment at Davos 2019’, publicado también en la web del Foro Económico Mundial.

La ciberseguridad fue otro de los puntos clave

En los últimos años todos los factores de arriba (energía eléctrica, movilidad y telecomunicaciones) se han ido haciendo más y más horizontales. Es decir, que cada año que pasa están más presentes en el día a día de los ciudadanos; así como que tocan más verticales de negocio en las empresas. La ciberseguridad es otro de esos puntos, debido a la digitalización.

Los vehículos no son lo único conectado pero los coches conectados, por hablar de la movilidad que nos ocupa, llevan tiempo con nosotros. Entraron de forma sutil de la mano de los móviles y el manos libres, y ahora la mayoría de los vehículos nuevos cuentan con su propia pantalla y SIM embebida. El Nuevo SUV Citroën C5 Aircross cuenta con hasta seis tecnologías de conectividad.

El hogar y el vehículo, que en algún caso son extensiones el uno del otro, son los espacios en los que más hay que trabajar en ciberseguridad. Así lo han asegurado desde esta reunión anual del Foro Económico Mundial, con especial énfasis en la llegada del 5G y, quizá dentro de una década, coches que ni siquiera tienen volante. El factor temporal es clave.

Esta cita anual en Davos busca adelantarse a los problemas que puedan surgir en el futuro; así como de los que de momento no hemos resuelto. Debido a eso la importancia de esta cumbre en el cantón de Davos gana tracción cada año. De la decisión de los mayores expertos mundiales en áreas tan actuales como las mencionadas dependerá el avance de las ciudades hacia un futuro u otro.

Imágenes | Unsplash, World Economic ForumAmerican Public Power AssociationPaul WongIva Rajović

Así es Jospel, el proyecto europeo que busca reducir la energía que usan los vehículos eléctricos

Así es Jospel, el proyecto europeo que busca reducir la energía que usan los vehículos eléctricos

El coche eléctrico ha tenido que superar una larga lista de barreras para llegar hasta las cifras de crecimiento de hoy. Y sin duda una de las barreras más difíciles de superar ha sido la de la autonomía, especialmente en lo que se refiere a los prejuicios del público. Gracias a los progresos en la eficiencia de los motores eléctricos y en la capacidad de las baterías, contamos hoy con modelos que circulan jornadas de trabajo completas sin necesidad de recargar (como el Citroën Berlingo Electric Furgón), o con el que irse de escapada de forma normal (como el Citroën E-Mehari).

Una de las tecnologías que mejorarán más aún la autonomía de los vehículos eléctricos está a punto de llegar al mercado. El proyecto europeo JOSPEL acaba de concluir sus pruebas sobre sistemas de climatización, y los resultados han sido mejores de los esperados: aplicando tecnologías ya conocidas, y junto con otras mejoras de gestión térmica, podríamos ahorrarnos más del 57% de la energía destinada a estos sistemas de calefacción y refrigeración. Pero, ¿cómo lo han logrado?

 

La climatización en un coche eléctrico

La climatización de un vehículo (tanto la calefacción como la refrigeración) es un elemento ya de serie desde hace décadas. En un vehículo convencional con motor de combustión, el sistema de calefacción aprovecha el calor sobrante generado por el motor térmico para calentar el habitáculo donde nos encontramos. Por otro lado, el sistema de refrigeración aprovecha el giro del motor para accionar el compresor de aire y refrescar el interior. Por supuesto, ambos sistemas consumen cantidades adicionales de electricidad y combustible, algo que no supone mucho problema al poder repostar en cualquier momento en una gasolinera.

El problema en el coche eléctrico llegó cuando no se podía aprovechar el calor sobrante para la calefacción, pues su motor eléctrico no desperdicia calor alguno. En el caso de la refrigeración, nos encontramos con que el motor que con su giro hace funcionar el sistema, no siempre está en funcionamiento en un coche eléctrico (por ejemplo, en un semáforo). Pero como hemos dicho en otras ocasiones, la tecnología eléctrica lleva mucho tiempo entre nosotros y la solución la podíamos encontrar en casa: Por un lado, resistencias eléctricas y bombas de calor (más eficientes) para la calefacción, similares a las domésticas; por el otro, motores eléctricos para el compresor del aire acondicionado, como los usados en muchos aparatos de nuestro hogar. Pero todo ello tiene un coste, y el uso indiscriminado de alguno de estos sistemas puede hacer reducir la autonomía de nuestro vehículo más de lo deseado.

El planteamiento de JOSPEL

Este es el panorama al cual se enfrentaban los socios industriales e investigadores de nueve estados europeos que han formado el Proyecto JOSPEL, y entre los cuales ha estado nuestro país. El planteamiento era (nuevamente) encontrar tecnologías ya conocidas que pudieran aplicarse al vehículo eléctrico para mejorar los sistemas de climatización ya utilizados. Para ello plantearon el inicio de su investigación en dos conocidas propiedades de la electricidad: el efecto Joule, usado en estufas y secadores de pelo, y el efecto Peltier, utilizado en innumerables sistemas de refrigeración.

Así con todo, los socios del Proyecto JOSPEL han estado más de tres años y medio diseñando, desarrollando e implementando tecnologías basadas en estas conocidas propiedades. Su objetivo era reducir al menos el 50% de la energía empleada en la calefacción del vehículo respecto a los sistemas actuales, y un 30% de la empleada en refrigerarlo. Con ello, se conseguirán hacer vehículos eléctricos más eficientes, con mayor autonomía, y más atractivos en definitiva para el público.

El efecto Joule en el coche eléctrico

James Prescott Joule fue un físico inglés del siglo XIX que sentó las bases de muchos de los estudios actuales sobre corrientes eléctricas y generación de energía. No en vano el Julio, la unidad de medición de la energía y el calor, se llama así en su honor. Muchos de sus descubrimientos han servido para crear muchos productos de los que disfrutamos en la actualidad.

El efecto Joule, explicado de forma muy somera, es la generación de calor que se produce cuando hacemos pasar electricidad a través de un material. Es una propiedad que aprovechamos en un sinfín de aparatos y electrodomésticos del hogar, como calefactores, secadores de pelo o vitrocerámicas. Por contra, tratamos de evitarlo cuando se produce en determinados aparatos electrónicos, como ordenadores o smartphones, con el uso de metales de baja resistencia y disipadores de calor.

 

En el caso de los coches eléctricos, un sistema basado en el efecto Joule puede crear una calefacción radiante similar a los utilizados en suelos y losas en nuestros hogares. Combinado con paneles termoplásticos y textiles termoestables, se puede llegar a reducir el consumo de energía en un 30% con respecto a los sistemas de calefacción actuales.

El efecto Peltier en el coche eléctrico

Jean Charles Peltier fue un físico francés contemporáneo de Joule. Su descubrimiento se basó en hacer pasar electricidad no por uno, sino por dos metales diferentes. En este caso, cuando los metales están en contacto, la corriente eléctrica fuerza la diferencia de potencial entre ambos, y se produce un movimiento de electrones. En el metal en el que los electrones se mueven a favor de la corriente eléctrica, se desprecia energía y el metal se caliente. En el metal en el que los electrones se mueven en contra de la corriente, absorben la energía necesaria del entorno y el metal se enfría.

El efecto Peltier se puede reproducir hoy en día de forma muy sencilla a través de placas o células Peltier compuestas por semiconductores. Actualmente podemos encontrarlos tanto en sencillos objetos como neveras portátiles hasta en complejos aparatos como satélites espaciales. Su uso en vehículos eléctricos, combinado con otras formas de ventilación del habitáculo, podría suponer también un ahorro adicional del 25% de la energía consumida comparado con los sistemas de refrigeración actuales.

Joule y Peltier en el futuro del coche eléctrico

 

El grupo de entidades de JOSPEL dio por concluido el proyecto en un taller celebrado en Vigo el pasado mes de diciembre. Ante la presencia de más de cien empresas y entidades interesadas del sector de la automoción, los investigadores mostraron los resultados de las pruebas realizadas en dos vehículos de demostración en los que se aplicaron sistemas con dichas tecnologías. Los test se realizaron en una cámara climática para simular condiciones metereológicas extremas, tanto con sensores de temperatura como con pasajeros reales.

Además de los sistemas basados en los efectos Joule y Peltier, se utilizaron otras soluciones como el uso de materiales alternativos más ligeros y con mejor aislamiento térmico, que han supuesto un ahorro adicional del 3%; o sistemas de gestión y recuperación del calor de la batería y otros componentes del vehículo, que consiguen una reducción de la energía del 24%. En total, gracias a la ayuda de los dos físicos del siglo XIX, el grupo JOSPEL ha conseguido sumar un ahorro de la energía consumida en la climatización de más del 57%.

 

¿Tardaremos en verlo en los vehículos eléctricos? El tiempo lo dirá, pero muchas de las soluciones aplicadas en el proyecto están preparadas para ser introducidas en el mercado, y pronto serán elementos comunes en modelos de todo el mundo. En cualquier caso, el proyecto JOSPEL ha querido contribuir a romper uno de los grandes prejuicios del público con el vehículo eléctrico. Pero sobre todo ha demostrado que aunando esfuerzos de empresas e investigadores, el margen de mejora del sector es mucho más amplio.

Charge and Parking, la app colaborativa para localizar un punto de recarga

Charge and Parking, la app colaborativa para localizar un punto de recarga

Tras unos modestos inicios, Charge and Parking se muestra como una gran herramienta para todos aquellos que conducimos vehículos eléctricos. Con ella se revela la importancia de que exista una red deslocalizada de apoyo para los usuarios. Repasaremos cómo las plataformas de economía colaborativa se han convertido en un aliado fundamental durante el despegue de la movilidad eléctrica.

Poner en contacto a conductores y puntos de recarga

Como muchas de las mejores ideas de la historia, Charge and Parkingsurge de una necesidad cotidiana de la gente y de una forma muy sencilla de resolverla. Por un lado, propietarios de vehículos eléctricos, que necesitan localizar puntos de recarga. Por el otro, propietarios de estos puntos de recarga que se encuentran sin usar la mayor parte del tiempo.

El planteamiento de Charge and Parking es muy sencillo: poner en contacto a estos dos tipos de usuario de la forma más accesible que conocemos hoy en día: una plataforma online y una aplicación para smartphones. A través de ellos podemos registrarnos con uno de esos dos roles: ChargeUser o usuario de algún vehículo eléctrico; o ChargeOwner o propietario de algún punto de recarga.

El funcionamiento de Charge and Parking es diferente según nuestro rol. Como ChargeUser podemos buscar, reservar y utilizar puntos de recarga de todos los tipos, a precios muy competitivos. Una solución ideal sobre todo si nos vamos de vacaciones a algún destino que no conocemos del todo.

Como ChargeOwner, podemos registrar nuestro punto de recarga y ponerlo a disposición de otros a cambio de una contraprestación económica. También podemos establecer horarios y aceptar o rechazar reservas, por lo que nos supone un complemento ideal para los particulares cuando no estamos usando nuestro propio punto. Ahora que cada vez es más fácil instalar un punto de recarga en el hogar, plataformas como esta sirven para cubrir parte de los gastos.

La plataforma por su parte sólo se lleva una parte de esa contraprestación, en concepto de gastos de gestión y mantenimiento del sistema. Tanto el registro como ChargeUser o como ChargeOwner es completamente gratuito.

Vocación colaborativa

Como otras de las grandes empresas tecnológicas de la historia, Charge and Parking nace de un pequeño proyecto. Es una empresa íntegramente española, aunque su vocación es claramente globalizadora. La empresa como tal fue fundada en Picanya (Comunidad Valenciana) a principios de 2008, siendo presentada en el mes de enero de ese año en la sede de la Cámara de Comercio de Valencia. De hecho sus fundadores proceden del MBA que dicha institución realizó en 2017, siendo Charge and Park un proyecto desarrollado en el marco de dicho programa formativo.

Además, los fundadores pusieron en marcha una campaña de patrocinio por goteo en la plataforma de crowdfunding Kickstarter, donde se podía colaborar a partir de 5 euros y cuyo objetivo era alcanzar los 49.500 euros de financiación necesaria para su puesta en marcha. Esta campaña de lanzamiento ha reforzado aún más si cabe el carácter colaborativo de Charge and Parking, que ha formado la filosofía con la que cuenta hoy en día.

Charge and Parking es hoy una realidad, y cuenta con puntos de recarga registrados sobre todo en Comunidad Valenciana y Cataluña, aunque actualmente están extendiéndose por Madrid y otros puntos de España. En total cuentan con más de mil usuarios registrados, y ya buscan alianzas con otras plataformas y ayuntamientos para poder ampliarlos.

La importancia de los puntos de recarga vinculados

Aunque ya hemos contado en otras ocasiones que basta con un enchufe doméstico para cargar nuestro vehículo eléctrico, la aún limitada infraestructura de recarga de nuestro país es motivo de recelo entre el público. Se trata de hecho de una de las barreras psicológicas más frecuentes entre los potenciales compradores. Sin embargo, cada vez es más habitual encontrar puntos de recarga en nuestro país, y en muchas ciudades de todo tipo de tamaños.

Actualmente hay registrados en España entre 3.600 y 3.800 puntos en distintas plataformas. La mayoría están ubicados en centros comerciales y los aparcamientos públicos (tanto los parking de pago como los situados junto a edificios públicos). La cifra podría parecer escasa ante los 32.000 puntos de los Países Bajos o los 25.000 de Alemania; sin embargo, superamos ampliamente a países vecinos como Italia (2.700) o Portugal (1.500).

Además, podrían ser más los puntos de recarga realmente instalados en nuestro país, pues se estima que el número supera las 5.000 localizaciones donde aparcar y cargar nuestro vehículo. Ello se debe a que muchos particulares con puntos de carga privados (denominados “puntos vinculados” por estar asociados a un vehículo concreto) no los registran, bien por desconocimiento bien por dejadez.

Mientras las electrolineras van apareciendo poco a poco, la contribución de los usuarios particulares con puntos de recarga vinculados será fundamental para poder cubrir buena parte de nuestra geografía. Y por eso es importante la aparición de plataformas como Charge and Parking para que los propietarios se animen a compartirlos. Es el punto donde la economía colaborativa se presenta como fundamental para la popularización del vehículo eléctrico.

La movilidad eléctrica, una cuestión de todos

No en vano, la plataforma de puntos de recarga más grande de España es colaborativa. O eso afirman desde Electromaps, web que desde hace más de ocho años sirve como mapa y fuente de información para usuarios de vehículo eléctrico de todo el mundo. Actualmente tiene registrados más de 60.000 puntos de carga, de los cuales más de 3.600 estarían en nuestro país.

El carácter colaborativo ha sido fundamental para el éxito de Electromaps en nuestro país, pues sin instituciones ni empresas detrás del proyecto, habría sido imposible mantener una base de datos como esta. Y no sólo en la tarea de registrar la ubicación de los puntos de recarga; una parte fundamental de los usuarios particulares de Electromaps es la referenciarlos e informar (en la medida de lo posible) del estado de las instalaciones y de cómo se activan una vez el usuario se encuentra presente en el lugar.

En Electromaps, los propietarios de puntos de recarga vinculados también juegan un papel fundamental. En la plataforma ganan una especial visibilidad aquellos que, de forma altruista y desinteresada, deciden poner a disposición de los demás usuarios sus propias infraestructuras. Pero en este sentido, la plataforma también reconoce la importancia de incentivar y motivar a que todo tipo de propietarios (también negocios como hoteles o restaurantes) se decidan a publicar y compartir sus puntos de recarga: Cuanto mayor sea la infraestructura, más serán los potenciales compradores que se animen a comprar un vehículo eléctrico.

Compartir también coche eléctrico

La idea de compartir los recursos y las infraestructuras, propia de las plataformas colaborativas, ha supuesto un cambio de mentalidad en el usuario sin precedentes. El concepto de propiedad se ha transformado en el derecho de uso, con lo que muchas personas sin relación pueden compartir un mismo bien, haciéndose un uso más eficiente del mismo. Este mismo cambio de mentalidad es el que está propiciando el éxito del carsharing, donde el usuario no paga por la propiedad del vehículo sino por el derecho a usarlo.

El carsharing, además, se ha mostrado como un aliado fundamental para la movilidad eléctrica. Un coche eléctrico compartido permitirá a muchos usuarios tener la experiencia de conducir un vehículo de estas características. Es, en ese sentido, el primer contacto que muchos tendrán con un vehículo eléctrico, que resulta así más accesible a un público que podrá eliminar de primera mano los prejuicios sobre el coche eléctrico.

Y lo que es bueno para la movilidad eléctrica, es bueno también para los fabricantes que apuestan por ella. No en vano, Groupe PSA (al que pertenece Citroën ) ha decidido adquirir recientemente el cien por cien de la empresa de carsharing Emov. La marca francesa ya estaba presente en la plataforma a través de su flota de más de 600 unidades del Citroën C-Zero en Madrid, y otras 150 en Lisboa. Y gracias a ello, son más de 300.000 personas en las dos capitales las que comparten movilidad eléctrica en sus calles.

Imágenes | CitroënCharge and Parking |Electromaps | iStock/Scharfsinn86