Coches: calor del escape genera electricidad

Los investigadores de la Universidad de Pardue y la empresa General Motors han trabajado juntos para crear un sistema capaz de generar electricidad a partir del calor que se desperdicia por el tubo de escape de los motores de combustión interna. Esa energía podría utilizarse para mover un motor eléctrico que contribuya a impulsar el vehículo, convirtiéndolo en un híbrido y disminuyendo el consumo de combustible.

La National Science Foundation y el Department of Energy de los Estados Unidos han financiado con 1.5 millones de dólares un proyecto conjunto de la Universidad de Pardue y la empresa automotriz General Motors (GM). El interés del gobierno estadounidense en este proyecto se debe a los efectos que tendría para la economía y el medio ambiente el trabajo que ha desarrollado el equipo de ingenieros dirigidos por el Profesor Xianfan Xu, de la cátedra de Ingeniería Mecánica e Ingeniería Eléctrica de la mencionada universidad.

Se ha puesto a punto un prototipo basado en generadores termoeléctricos (TEG, por ThermoElectric Generators), que pueden generar una corriente eléctrica a partir del calor que se produce a la salida de los motores de combustión interna. Esta energía puede utilizarse para cargar las baterías y alimentar los sistemas de energía eléctrica de un automóvil, como así también para reducir la carga de trabajo del motor y mejorar la economía de combustible. Es posible que al leer esto creas que se está violando alguna ley física, ya que “usar un motor para mover un generador que ayude al motor” suena muy parecido a los cientos de “maquinas de movimiento perpetuo” publicitadas por los charlatanes de turno. Pero nada mas alejado de la realidad: el calor que utilizan los TEG es el “desperdicio” del funcionamiento normal del motor de combustión interna, algo que se produce de todos modos pero que normalmente no se aprovecha. De alguna manera, este invento lo que hace es elevar la eficiencia total de cada litro de combustible quemado por el motor.

El cacharro debe instalarse en el sistema de escape, detrás del catalizador, donde puede “cosechar” el calor de los gases. Los humos que expide el motor se encuentran a una temperatura cercana a los 700 grados centígrados, bastante menos de los casi 1.000 que existen dentro de los convertidores catalíticos. La idea de montar un sistema similar en esa zona mas caliente es tentadora, pero lamentablemente los sistemas actuales no pueden aprovechar temperaturas tan altas. Las primeras pruebas “de calle” comenzarán el primer día del año próximo, dentro de poco más de un mes. El equipo liderado por Xianfan Xu espera reducir el consumo de combustible entre un 5 y un 10 por ciento, un porcentaje nada despreciable. Sin embargo, los investigadores están trabajando para resolver problemas relacionados con la eficiencia y la fiabilidad del sistema, utilizando nuevos materiales que puedan extraer aún más energía del calor de los gases de escape.

Estos materiales termoeléctricos generar electricidad a partir de la diferencia de temperatura existente en dos zonas. “Una de las caras del material se calienta con los gases de escape y la otra permanece fresca. Mientras se mantiene esa diferencia de temperaturas entre ambas caras, se produce una corriente continua", explica Xu, quien ha trabajado en estos dispositivos durante una década. El material elegido por los investigadores de GM es el Skutterudite, una mezcla de mineral de cobalto, arseniuro, níquel y algo de hierro.