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Cómo un chorro de agua puede mejorar la eficiencia de un motor

Diluir la mezcla de combustión con agua o más aire son dos de las formas en que los científicos mejoran la eficiencia de los coches.

Transporte y movilidad

Hacer funcionar un motor con agua puede parecer raro, pero es tan solo una de las innovaciones que se están desarrollando para la próxima generación de vehículos de carretera. Los vehículos eléctricos son una imagen cada vez más familiar en las ciudades, con lo que ayudan a paliar el problema el cambio climático. Sin embargo, la mayoría de las personas todavía confían en los coches de gasolina para viajes más largos y entre países. El proyecto PaREGEn aborda esta cuestión al sacar incluso más eficiencia de los motores tradicionales de combustión interna. El proyecto trabajó con dos prototipos de motor: uno que funciona en un Jaguar XE y otro, en un Mercedes Clase E, explica Simon Edwards, coordinador de PaREGEn que trabaja en la consultora de ingeniería Ricardo. Un consorcio de diecisiete organizaciones industriales y de investigación trabajaron conjuntamente en el proyecto, en el que idearon técnicas de modelización y componentes para desarrollar una nueva generación de motores con inyección de combustible altamente eficientes.

Más limpios y ecológicos

Los socios del proyecto lograron disminuir un 15 % las emisiones de dióxido de carbono sin perder rendimiento, así como reducir el número de partículas de escape del vehículo de 10 a 23 nm, de acuerdo con las próximas normativas Euro 6 RDE. Para lograrlo, se adaptó el motor del Jaguar Land Rover para que funcionara con un consumo muy bajo gracias a una gran cantidad de aire en la mezcla de combustión, un proceso denominado dilución en seco. Sin embargo, se empleó una solución muy distinta en el motor del Mercedes. Edwards explica: «Lo hicimos funcionar con inyección de agua, que diluye la carga que va al motor para la combustión. Esta agua nos ayudó a aumentar la eficiencia del motor». En la actualidad, la inyección de agua es poco común fuera de los vehículos de altas prestaciones, pero Edwards afirma que la tecnología desarrollada por PaREGEn puede aplicarse a los vehículos que están hoy en día en carretera. Además de estas innovaciones, el consorcio desarrolló muchos componentes nuevos, en particular los relacionados con el control de las emisiones de escape, mediante el uso de nuevos catalizadores y tecnologías de filtrado. «Los coches no parecen distintos por fuera, aunque los sistemas de control son diferentes y el “hardware” del motor, las presiones de inyección, la turbocompresión y el postratamiento han cambiado», añade Edwards.

El motor virtual

La mayor sorpresa, señala, fue el desarrollo de un modelo informático validado que puede predecir la forma en que los cambios de diseño del motor afectarán a las emisiones de partículas, una novedad mundial en este campo. Dicho modelo ha permitido obtener un innovador sensor de partículas de gasolina virtual que ahora está disponible para que el resto de la industria lo aplique. El proyecto se financió a través del programa Horizonte 2020-Transporte de la Unión Europea. «Este apoyo animó a todos los socios a reunirse, compartir y motivarse entre ellos en beneficio de la industria y la sociedad en conjunto», declara Edwards. Los prototipos de motor de PaREGEn debían alcanzar el nivel de preparación tecnológica 7, lo cual significa que se ha demostrado que funcionan en un vehículo en un entorno real. Edwards señala que es muy posible que estas innovaciones salgan al mercado general para 2030. Si las innovaciones del proyecto se adoptaran en todos los vehículos ligeros de gasolina de la Unión Europea en 2030, se ha estimado que el número de emisiones de partículas bajaría un 10 % en comparación con 2015 y las emisiones de dióxido de carbono, 10 Mt anuales.

Palabras clave

PaREGEn, motor, aire, coche, agua, eficiencia, vehículo, clima, dióxido de carbono

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