Transporte y tecnología : llega la electromovilidad
Los camiones del futuro según Renault Trucks
En pocas ocasiones como periodistas especializados en vehículos industriales tenemos la oportunidad de colarnos en las entrañas del departamento de I+D de una marca para descubrir los prototipos que marcarán la próxima década del transporte. En este caso Renault Trucks nos invitó a sus pistas de pruebas, habitualmente ultrasecretas, en las inmediaciones de Lyon para que los encamion@utas podamos conocer las próximas tecnologías que llegarán a las calles y carreteras europeas de la mano del fabricante del rombo.
Queda claro que en la actualidad, como resultado de las múltiples normas Euro implantadas a partir de 1990, la disminución del impacto medioambiental causado por los vehículos industriales pesados es una de las grandes prioridades en el momento de diseñar generaciones futuras de camiones. Si a ello le sumamos la búsqueda del mínimo coste por kilómetro a la vez que obtener mayores niveles de seguridad tendremos claras cuales son las prioridades de los ingenieros que se enfrentan al reto de crear los modelos con los cuales trabajaréis durante la década de los 20 del siglo XXI.
Camiones imprescindibles
En primer lugar debemos tener claro un error en el que caían todas las películas futuristas que vimos en el pasado… Y es que no sabemos si en el 2025 habrá naves espaciales por las calles pero lo que seguro que continuaremos viendo serán camiones y vehículos comerciales ligeros. Eso sí, bastante diferentes a lo que actualmente consideramos normal. El camión sigue siendo el rey en lo que se refiere a traslado de todo tipo de mercancías en la UE de 2015. De hecho se calcula que cada día se transportan por carretera 100 kilogramos por cada habitante de la Unión Europea.
Y es que en la Unión Europea los camiones siguen siendo los responsables de mover el 75 por ciento del total de las mercancías necesarias en el día a día. Si nos va quedando claro que el camión no es precisamente algo que vaya a desaparecer de nuestras vidas en un plazo previsible, en cambio se ha ganado y mucho en la eliminación de los efectos nocivos que para el medio ambiente tiene el uso de vehículos pesados.
De hecho simplemente estudiando el ruido que emite un camión actual de generación Euro 6 de la gama Renault Trucks vemos como serían necesarios 32 camiones actuales para emitir el mismo ruido que provocaba circulando un camión de idéntico tonelaje en 1970. Si medimos los gases que emiten los tubos de escape actuales vemos como la disminución de los diversos elementos contaminantes se mueve entre el 89 por ciento de reducción de los óxidos de carbono presentes en el escape hasta el menos 98 por ciento de óxidos de nitrógeno presente en los mismos gases.
Ese proceso ha tenido lugar desde 1990, norma Euro 0, hasta 2015 en que todos los vehículos de nueva matriculación en la UE deben cumplir la norma Euro 6. Y todo ello no ha impedido que en las tres últimas décadas el consumo de gasóleo de los motores diesel de camiones haya disminuido en un 30 por ciento, comparando datos de modelos correspondientes a 1984 y 2014.
Diesel y los alternativos
Si bien en el uso propio de un camión pesado en el medio y largo recorrido los ingenieros de Renault Trucks preveen una larga vida para los motores diesel, aunque seguirán evolucionando, lo cierto es que para el ámbito urbano, sobre todo en vehículos de peso medio y ligero, motorizaciones híbridas, eléctricas y otras como el gas natural, los biodiesel además de la pila de combustible alimentada por hidrógeno van a cobrar especial relevancia durante la próxima década.
De hecho Renault Trucks ya está llevando a cabo pruebas piloto con algunos clientes especialmente concienciados por la disminución de la huella medioambiental de sus flotas de transportes que nos adelantan como será la distribución del futuro. Utilizando camiones más limpios, muy tecnológicos a la vez que muy utilizables y rentables para el transportista. Ya en la actualidad la concienciación ecológica ha llevado a que el 95 por ciento de los componentes de un camión sean reciclables y se espera que para 2020 se haya conseguido una nueva disminución en el consumo de un camión pesado en torno al 20 por ciento, respecto a los últimos 15 años, es decir frente a un euro 4.
Laboratorio sobre ruedas
Renault Trucks antes de afrontar la renovación total de su gama pesada con motivo de su adaptación a la norma Euro 6 ya inició el Proyecto Optifuel Lab para tratar de averiguar las técnicas más eficaces en el ámbito del ahorro de combustible y la disminución de contaminantes en el transporte pesado a larga distancia. Aquel primer proyecto de 2009 se basó en el Renault Premium Ruta y muchos de sus ensayos están disponibles hoy en día a bordo de los Serie T integrados en la tecnología con que circulan por nuestras carreteras.
El siguiente paso lógico era crear sobre la base de un Serie T actual el laboratorio rodante Optifuel Lab 2 que pone en ensayos de circulación la tecnología que quizás veamos aplicada en los camiones de más allá de 2020. Lo interesante de la cuestión que ya hemos podido circular a bordo de este vehículo convertido en algo así como el trailer del futuro. Tras realizar pruebas en pista y en carretera abierta, a lo largo de 20.000 kilómetros, al volante del Renault Optifuel Lab 2, el conjunto de tecnologías que equipa se ha mostrado capaz de reducir en un 22 por ciento el consumo respecto a un Serie T con la misma potencia, peso y condiciones de trabajo.
Renault estableció además de sus ensayos en las pistas de la marca, a través de un circuito oval que permite la circulación continuada a gran velocidad, una ruta desde Lyon hacia Chambery y la zona de la frontera con Italia. De este modo el camión laboratorio se enfrentaría a una situación real de trabajo, propia del transporte a media y larga distancia. En este caso se optó por lastrar el conjunto con un peso total de 33 toneladas. Dichas 33 toneladas, que el Optifuel Lab 2 llevó durante la totalidad del ensayo, equivalen al peso medio de un trailer en Francia, es decir tomando la medición tanto de los kilómetros que hacen los transportistas galos cargados a tope, a media carga y de vacío, para así obtener unos valores lo más parecidos posible al uso habitual que realizan los transportistas del país vecino.
7litros a los 100 kms
En concreto 7,2 litros de gasóleo menos a los 100 kms recorridos, respecto a un Serie T equivalente, lo cual situaría el gasto de gasóleo de un camión con la tecnología del Optifuel Lab 2 cerca de los 20 litros/100 kms. Ello ha sido posible gracias a la suma de diversas tecnologías.
Una de ellas es el sistema de creación de energía eléctrica a partir de los gases de escape mediante Ciclo Rankyne. Otro modo suplementario para crear electricidad que aprovecha el Renault Optifuel Lab 2 es mediante paneles solares que van situados en el propio alerón superior de la cabina y en el techo de perfil aerodinámico del semi. Pero ¿Si se trata de un camión impulsado por un motor diesel convencional porqué tanta preocupación por generar energía eléctrica? Pues muy simple, los diversos sistemas electrónicos para incremenar la seguridad y eficiencia así como los ligados a la climatización cada vez demandan un mayor consumo de electricidad en los vehículos industriales modernos y ello a través del alternador se traduce en mayor carga de trabajo, por tanto mayor consumo, para el motor diesel de la tractora. Así el Optifuel Lab 2 lograminimizar el trabajo para el alternador y puede de paso alimentar con electricidad gratuita sistemas novedosos como las cámaras de TV que sustituyen a los espejos retrovisores, un sistema que aumenta la seguridad a la vez que la eficiencia aerodinámica, o bien los motores eléctricos que permiten cambiar la posición del alerón superior y el spolier inferior frontal durante la marcha para lograr la máxima eficiencia aerodinámica en función de la velocidad de cada momento.
En este auténtico camión futurista incluso se consume electricidad para variar la opacidad del parabrisas, de modo que en su parte superior podemos crear una visera oscureciendo el parabrisas a nuestro gusto. El Renault Optifuel Lab 2 es ahora algo así como un salto al futuro del transporte, pero a buen seguro la mayor parte de la tecnología que incorpora la veremos en nuestras rutas a partir de 2020.
Combustibles limpios
Pese a la impresionante tecnología y su aspecto de nave espacial, lo cierto es que el Renault Optifuel Lab 2 sigue siendo un camión pesado de 40 toneladas que se mueve gracias al trabajo de un diesel convencional como los DTI11 y DTI 13 de los actuales Renault Serie T y Series C y K Euro 6.
Sin embargo, pensando en los usos urbanos y de medio radio de acción para los tonelajes en torno a las 26 toneladas de MMA Renault Trucks cuenta con dos tipos de combustibles alternativos plenamente válidos para modelos de su Serie D Wide; nos referimos al gas natural y al biodiesel.
El Biodiesel simplemente implica para el vehículo una pequeña modificación en su sistema de filtrado e inyección que le permite adaptar el rendimiento al porcentaje de biodiesel utilizado. Esto ya de por si permite disminuir el impacto contaminante al tratarse de un combustible reciclado de aceites utilizados y nos permite trabajar con idénticos rendimientos y costes parecidos a los de un camión diesel convencional.
El camión más urbano
En cuanto al gas natural, por cierto mucho más extendido en España para uso en vehículos industriales que en la propia Francia, ofrece menores precios respecto al gasóleo, prestaciones mecánicas ligeramente inferiores, sólo hay motores disponibles alimentados por gas natural en la gama Renault Trucks de hasta 320 CV, a la vez que una combustión más limpia respecto a un motor a gasóleo que permite eliminar contaminación en los cascos urbanos y es capaz de cumplir la norma Euro 6 sin necesidad de recurrir a sistemas como el SCR y la mezcla de Adblue.
El motor que propone Renault Trucks para su D Wide GNC, gas natural comprimido, es el Euro 6 NGT de 9 litros con 320 CV de potencia máxima junto a un par motor máximo de 1.356 Nm, al que se le une el trabajo de una caja de cambios automática Allison de la serie 3200. Gracias a ello el convertidor de par minimiza las pérdidas de par motor durante las operaciones de cambio de marchas y arrancadas, algo más que frecuente en servicios municipales de recogida de residuos, de modo que las prestaciones de este camión no difieren en exceso de uno alimentado por gasóleo en uso urbano.
De hecho se le calcula, gracias a la capacidad de sus depósitos de gas comprimido a 200 bares para cargar hasta 120 kilogramos de gas, una autonomía máxima de 400 kilómetros en este tipo de utilización. El Renault D Wide GNC 320 está disponible tanto en versión dos ejes 4×2 de 18 toneladas de MMA como en la de chasis tres ejes 6×2 para un máximo de 26 toneladas.
Renault Trucks y la electromovilidad
Renault Trucks se mantiene en primera línea en lo que se refiere a electromovilidad aplicada al transporte ligero, medio y la distribución urbana y de hecho está ya presentando sus vehículos comerciales eléctricos de segunda generación superando tecnologías que para otros fabricantes siguen siendo vigentes o incluso todavía las mantienen de modo experimental.
Así de entrada puede sorprender como desaparece el concepto anteriormente encarnado por el Hybris Tech, un camión híbrido diesel eléctrico de primera generación de los que se denominan en paralelo diésel-eléctrico. En este caso el camión, de hasta 26 toneladas, podía funcionar alternativamente impulsado por el motor eléctrico o el diesel o incluso sumando el rendimiento de los dos a la vez. Este concepto puede definirse como un híbrido de primera generación, donde a una mecánica convencional se le intercala un motor eléctrico.
Ahora desde Renault Trucks se va un paso más allá y se proponen diversos vehículos basados en diferentes conceptos de electromovilidad desde las 4,5 toneladas y hasta las 16 toneladas de MMA. Se trata de camiones basados en los modelos Maxity y Serie D y existen tanto en versión totalmente eléctrica cero emisiones como híbrido de segunda generación, ahora lo denominan eléctrico con extensión de autonomía, a la vez que se introduce una nueva opción tecnológicamente muy avanzada e interesante como es la pila de combustible alimentada por Hidrógeno.
Maxity eléctrico y pila de combustible
El Maxity eléctrico lleva ya años siendo una realidad y alimentado por baterías se convierte en la opción cero emisiones más simple de la gama Renault Trucks. Como todos los vehículos puramente eléctricos este camión ligero con una cargá útil en torno a la tonelada y media tiene en su escasa autonomía y necesidad de cargar durante horas sus baterías su auténtico talón de Aquiles. Aunque eso sí, para trabajar en el centro de una gran ciudad sin contaminar es ya una solución perfectamente válida.
Sin embargo ahora Renault Trucks ofrece otra versión de un camión ligero basado en el Maxity con tracción eléctrica y prestaciones mucho más interesantes, que lleva ya meses siendo utilizado por el servicio La Poste de correos franceses. Nos referimos al Maxity a pila de combustible, un vehículo eléctrico que suma a las baterías la pila de combustible como segunda fuente de energía para su motor eléctrico de 47 kw y un par de motor máximo de 270 Nm.
El Maxity a pila de combustible duplica la autonomía respecto a la anterior versión eléctrica, de modo que ahora alcanza los 200 kms. Su velocidad máxima es de 90 km/h y se acoge a la legislación francesa que permite a los vehículos eléctricos no contaminantes llegar hasta los 4.500 kilogramos de MMA manteniéndonos dentro de los límites de un carnet B para turismos. Transporte y tecnología : llega la electromovilidad
En este caso el Maxity a pila de combustible utilizado por La Poste cuenta con una carga útil de 1.000 kilogramos. Otra ventaja respecto a los eléctricos convencionales es que resulta mucho más rápido rellenar el depósito de hidrógeno frente a las horas que se tarda en recargar una batería enchufada a la red. La pila de combustible alimentada por hidrógeno obtiene la energía eléctrica gracias al fenómeno de intercambio de electrones denominado electrólisis. En este caso el hidrógeno del depósito reacciona con el oxígeno procedente del aire y este proceso genera electricidad emitiendo a la atmósfera como único residuo vapor de agua, fruto de la reacción del Oxígeno e Hidrógeno: H2+O2: H2O
La electrodistribución
La cadena de boutiques Guerlain en el área de París ya tiene su servicio de entregas cubierto gracias a un camión Renault Trucks Serie D 100% Eléctrico perteneciente al transportista Speed Distribution Logistique. Este camión de 16,3 toneladas de MMA ofrece 6 toneladas de carga útil y trabaja realizando una ruta diaria de 200 kms en el área urbana de París. Esto excede la autonomía total del camión, que ese sitúa en torno a los 120 kilómetros, aunque se ha previsto que durante la ruta diaria de reparto el vehículo pueda realizar dos recargas parciales de sus baterías para así poder completar su circuito diario y recargar por completo las baterías durante el descanso nocturno del camión, entre las 19 h y las 02h. El tiempo total para cargar al máximo las baterías del camión es de 7 horas.
El Renault Serie D Eléctrico 100 % equipa dos packs de baterías ion litio que pesan una tonelada cada uno de ellos, cuenta con un motor asíncrono de 103 Kw y 400 V unido a una caja de cambios ZF 6S800 TSO de gestión electrónica. Como corresponde a un camión de reparto para cargas ligeras este chasis ofrece una distancia entre ejes de 4,7 metros lo que permite una carrocería de gran volumen útil para la carga. Una particularidad es la disposición de los mandos para aprovechar mejor la capacidad de regenerar energía eléctrica durante las frenadas. Así siempre que circulamos debemos mantener pisado el acelerado y en cuanto lo soltamos el camión se frena ligeramente, momento en el que el motor eléctrico pasa a funcionar como un generador y se inicia la carga de la batería. Esto también ocurre durante los descensos si no aceleramos. Así el pedal de freno no queda más que para frenadas imprevistas o de emergencia.
El resultado es un camión de 16 toneladas capaz de funcionar sin combustible y que, en un país como Francia donde la energía eléctrica es abundante y barata debido a su programa de nuclearización, puede funcionar a un coste bastante ventajoso.
Electromovilidad con autonomía extendida
Si bien puestos al volante del Serie D eléctrico de 16 toneladas ya se nos hace evidente que en muchos casos sería posible trabajar con camiones eléctricos, disminuyendo la contaminación nociva en las grandes ciudades y el nivel sonoro pues este tipo de camión es totalmente silencioso, lo cierto es que esos 120 kilómetros de autonomía máxima sin recargas son una fuerte limitación. Pese a ello no sólo la experiencia del transportista Speed Ditribution Loguistique sinó una larga historia que se remonta a principios del siglo pasado nos habla de la electromecánica como una opción fiable para todo tipo de vehículos, que si bien no ha encontrado un modo de triunfar en el caso de la automoción en cambio en ámbitos como el ferrocarril, maquinaria para manipular cargas en almacenes y obra pública lleva prácticamente un siglo satisfaciendo todo tipo de demandas técnicas.
Ahora Renault Trucks nos propone lo que nosotros llamaremos un camión híbrido de segunda generación, un ingeniero electromécanico lo llamaría camión híbrido diesel electrico con circuito en serie, mientras que en Renault Trucks lo denominan camión eléctrico con prolongador de autonomía. Transporte y tecnología : llega la electromovilidad
Serie D hibrido diésel-eléctrico
En este caso podemos decir que se llega a la creación de un camión híbrido siguiendo el camino contrario al del antiguo Hybris Tech. Si entonces se partía de un camión diésel al que se le añadía un motor eléctrico aquí la base el es camión eléctrico 100 % Serie D de 16 toneladas al que se le suprime uno de sus packs de barterías. ¿Pero no habíamos hablado de incrementar la autonomía? Pues sí, pero es que a cambio de llevar la mitad de baterías a este camión se le instalan un depósito de combustible y un motor diesel. Eso sí, el motor diesel no va conectado a la transmisión sinó que simplemente actúa como generador y se convierte así en el tercer modo de conseguir energía eléctrica: con el diesel, enchufado a la red y aprovechando los descensos y frenadas para recargar. En este caso el motor DXI 5 de 180 CV actúa como APU, Unidad de Potencia Auxiliar, mientras que el motor que mueve las ruedas es un eléctrico asíncrono de 70 Kw.
El camión, de 16 toneladas de MMA, ahora cuenta con 7 toneladas de carga útil mientras que su autonomía crece hasta los 400 kilómetros con el depósito, de 130 litros de gasóleo, y la batería a sus respectivos niveles máximos. De los 400 kilómetros el camión puede recorrer 60 kms en modo totalmente eléctrico, silencioso y sin emitir humos. En total este camión funciona emitiendo un 30 por ciento menos de contaminación y gastando un 30 por ciento menos de combustible que un camión diesel convencional realizando circuito urbano de distribución, mientras que en el tramo urbano de la descarga puede igualar a los vehículos 100 por cien eléctricos en funcionamiento silencioso y sin emitir humos.
Toda una muestra de los nuevos conceptos mecánicos que nos traerá el transporte a partir de 2020 y que ya podemos ver trabajando en la actualidad.
