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Motores de ruedas para conducir autobuses holandeses
Una empresa con sede en los Países Bajos llamada e-tracción ha desarrollado un nuevo tipo de autobús híbrido que utiliza motores eléctricos en las ruedas para mejorar la eficiencia y un sistema GPS para reducir la contaminación en áreas congestionadas de una ciudad. El autobús es un híbrido en serie: un generador diésel carga una batería, que a su vez suministra electricidad a dos motores, uno en cada rueda trasera. Gracias en gran parte a sus motores en las ruedas, el autobús puede viajar el doble que un autobús convencional con un litro de diésel, dice Arend Heinen, que es ingeniero y portavoz de la empresa. Eso se traduce en una reducción en el consumo de combustible del 50 por ciento. La compañía se adjudicó contratos para modernizar siete autobuses comerciales con su tecnología, y el primero se completará el próximo mes.
Viajero híbrido: Uno de los autobuses que e-Traction ha actualizado con su prototipo de sistema híbrido se muestra arriba (arriba). La compañía ahora está modernizando autobuses para uso comercial. Detrás del tapacubos (abajo) está el motor que hace posible el nuevo híbrido.
Los motores en las ruedas existen desde hace algún tiempo: se han utilizado en varios concept cars y vehículos experimentales de baja producción. Pero con la excepción de las bicicletas eléctricas, la idea nunca ha llegado a un vehículo de producción en masa, dice John Boesel, presidente y director ejecutivo de Calstart , una organización sin fines de lucro con sede en Pasedena, CA. El uso del sistema e-Traction en autobuses comerciales sería un paso hacia un uso más generalizado.
Al igual que con otros autobuses híbridos, miles de los cuales ya están en uso en los Estados Unidos, el diseño de e-Traction ahorra combustible al capturar la energía del frenado, usándola para generar electricidad que luego puede emplearse para acelerar. Los motores en las ruedas brindan ahorros adicionales al eliminar la necesidad de una transmisión, diferencial y partes mecánicas relacionadas. Eso reduce tanto el peso total del autobús como las pérdidas de energía debidas a la fricción. Los autobuses híbridos suelen reducir el consumo de combustible entre un 25 y un 30 por ciento en comparación con los autobuses convencionales, pero el diseño de e-Traction ofrece una reducción del 50 por ciento. En ciertas condiciones, a bajas velocidades en el tráfico frecuente de paradas y arranques, algunos otros autobuses híbridos han experimentado mejoras similares en la economía de combustible. Los motores en las ruedas también pueden mejorar la tracción al permitir un control preciso sobre cada rueda y permiten una mayor flexibilidad en el diseño del vehículo, ya que no hay necesidad de unir mecánicamente las ruedas a un motor.
El autobús también incorpora un sistema basado en GPS que cambia la forma en que opera el autobús en áreas congestionadas. En funcionamiento normal, el generador se enciende y apaga, manteniendo la batería en un estado de carga óptimo. Pero cuando el sistema GPS detecta que el autobús ha entrado en un área de la ciudad que suele tener mucho tráfico, el generador se apaga para reducir las emisiones. La batería almacena suficiente energía para propulsar el autobús durante una hora sin que el generador funcione para recargarlo.
La innovación clave de E-Traction, dice Heinen, está en el diseño de su motor de rueda. Por lo general, los motores eléctricos están diseñados para girar mucho más rápido que la velocidad de las ruedas para generar la potencia deseada. Pero tales motores requieren engranajes para reducir las revoluciones por minuto, lo que agrega complejidad y disminuye la eficiencia. La compañía ha eliminado la necesidad de estos engranajes al diseñar un motor de gran diámetro que puede entregar el par necesario a bajas RPM.
Los motores en las ruedas han tenido un éxito limitado en el pasado. En parte, eso se debe a que ha sido difícil coordinar motores que no tienen conexión mecánica entre sí, un problema que, según la compañía, se resuelve mediante el desarrollo de un sistema de control electrónico patentado. Pero podría haber problemas pendientes. Poner los motores en las ruedas impone mayores exigencias a la suspensión (tiene que ser más fuerte para sujetar las ruedas mucho más pesadas) y puede hacer que el motor y la electrónica sean más vulnerables a los daños, lo cual puede reducir la confiabilidad. Hay poco entre la rueda y los baches, dice Bill Van Amburg, vicepresidente senior de Calstart. Dan Pederson, investigador del Laboratorio Nacional de Energías Renovables , dice que el gran motor en las ruedas probablemente sea muy caro, lo que podría dificultar la justificación del sistema sin los subsidios del gobierno.
Heinen dice que cuatro años de pruebas de un sistema prototipo han convencido a la compañía de que se han abordado los problemas de confiabilidad y que los costos del motor pueden reducirse con una producción a mayor escala. Además de los autobuses híbridos, e-Traction está trabajando en camiones de basura híbridos y está modernizando un SUV Mercedes G en un esfuerzo por ingresar al mercado de automóviles de pasajeros.