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jueves, 20 junio 2024

Motores eléctricos de cubo de rueda

Ciencia y tecnologíaMotores eléctricos de cubo de rueda

No me gustan los coches eléctricos y no precisamente porque no me guste toda la innovación que aportan sino porque, por un lado a día de hoy siguen funcionando con unas baterías que  les proporcionan una autonomía ridícula y unos tiempos de carga que no son prácticos para la vida real y, por otro lado, porque su fabricación se ha abordado bajo las premisas de la obsolescencia programada de la industria tecnológica actual. Mi coche tiene un motor atmosférico de 6 cilindros en V y en los 17 años que tiene todavía no ha pisado un taller y ronronea como el primer día. Ahora mismo cuando te compras un coche eléctrico ya te dice el fabricante que va a vivir seis u ocho años tras soportar no sé cuantos ciclos de carga y que después de eso tendrás que cambiar la batería, que es tan cara que te saldrá más barato tirar el coche y comprarte uno nuevo.

Ahora bien, hay que reconocer que el automóvil de combustión ha llegado a un punto de refinamiento difícil de superar y las marcas, en vez de mejorar a hacer mejores coches (mejores suspensiones, reparto de pesos, suspensiones, rigidez, aislamiento acústico, etc) que es muy caro, a lo que se dedican es a mejorar toda la chuminotecnia que venden los chinos a dos euros el kilo para impresionar al comprador, orientándose hacia esa cosa tan poco relacionada con la mecánica como es el infoentretenimiento. Eso no tiene nada que ver con los coches ni nos interesa a los aficionados al motor; eso no son coches, son consolas con ruedas (con más margen de beneficios para los fabricantes, eso sí).

Por eso, como decía antes, la innovación ahora mismo en la industria del automóvil se ha trasladado a los vehículos eléctricos y no hay día en que no tengamos una noticia sobre un nuevo tipo de baterías o alguna noticia sobre accidentes en las pruebas de vehículos con conducción autónoma. Aunque las noticias que a mí me gustaría escuchar sobre los coches eléctricos deberían ser que por fin han conseguido fabricar unas baterías que dan una autonomía decente y que se cargan en lo que se tarda en tomarse un café, hay otra parte esencial de los coches eléctricos que está en evolución constante y es el tema de los motores del que no se habla tanto porque tiene bastante menos glamour. Ahora te voy a hablar de los motores eléctricos de cubo de rueda, los que van montados dentro de las cuatro ruedas del coche.

Primero, un poco de contexto: los motores eléctricos han sido, tradicionalmente, una parte central del vehículo, ubicados en el compartimento del motor o en los ejes motrices. Sin embargo, la idea de trasladar esta tecnología a las ruedas mismas no es precisamente nueva y se ha usado desde hace mucho tiempo en modelismo o en las bicicletas eléctricas, pero sí está cobrando impulso recientemente en los coches de verdad.

Pero, ¿qué son exactamente los motores de cubo de rueda? Son motores eléctricos que, en lugar de estar en un lugar centralizado y transmitir la potencia mediante ejes hasta las ruedas, se instalan directamente dentro de las llantas de las ruedas. Esto no sólo ahorra espacio, sino que también permite integrar otros componentes como la transmisión y los frenos, mejorando así el rendimiento y la durabilidad de los vehículos​​.

Una de las mayores ventajas de estos motores es su eficiencia. Los motores de cubo son conocidos por su alta eficiencia en la conversión de energía almacenada en movimiento, además de su capacidad para recuperar energía a través del frenado regenerativo​​. Esto significa que los vehículos equipados con estos motores pueden tener una mayor autonomía, consumiendo menos energía.

Otro de los puntos a favor de los motores eléctricos de paso de rueda es la simplificación mecánica de los vehículos ya que eliminan todo el componente “transmisión” que incluye elementos tan complejos, caros y pesados, como ejes, diferenciales o caja de cambios.

Ahora, en cuanto a los desafíos, uno de los principales es el aumento de las masas no suspendidas, lo que puede afectar la dinámica del vehículo, especialmente en carreteras en mal estado​​. Este es un asunto crucial porque en un coche la inmensa mayoría de los elementos mecánicos están protegidos de la irregularidad de la calzada por los amortiguadores, de manera que si el vehículo pisa un bache es el amortiguador el que absorbe en impacto y la vibración no llega ni a los pasajeros ni al motor ni a ningún otro elemento mecánico. Sin embargo, en los motores eléctricos de cubo de rueda cada bache que se pasa o cada piedra que se pisa significa un impacto en el motor que puede estar girando a velocidades de entre tres y veinte mil revoluciones por minuto con una separación entre sus componentes inferior a 1 mm. Imagínate lo fácil qué sería que esos componentes entrasen en contacto y, teniendo en cuenta que estamos hablando de componentes eléctricos, el resultado catastrófico que podría tener el conducir distraídamente y pisar un badén sin darte cuenta.

Y ya sin entrar en lo catastrófico, los motores eléctricos de cubo de rueda tienen que estar diseñados de forma que la vibración constante no les afecte porque, sin necesidad de que sea una piedra o un badén, el terreno irregular se traduce en vibraciones que nosotros, los pasajeros, no notamos gracias a los neumáticos y los amortiguadores pero que cualquier componente mecánico o electrónico que vaya dentro de la rueda va a sufrir de manera directa. Eso requiere un diseño protegido y una calidad de materiales que ahora mismo la industria no está todavía en condiciones de ofrecer.

Para hacerse una idea del cambio de paradigma que estas ruedas podrían suponer, la empresa DeepDrive está desarrollando las suyas y aunque todavía no tiene un producto comercial maduro, anuncia que sus primeros modelos de ruedas estarán entre los 150 y 250 kW, es decir, entre los 204 y los 340 cv ¡por rueda! Me imagino que esas potencias se hacen para modelos deportivos o marcas premium que, como son carísimas, sí pueden absorber el coste de estas innovadoras ruedas motorizadas pero tendrán pensado sacar a largo plazo unos modelos menos potentes para coches normales, en torno a los 45 kW (61,2 cv) por rueda o la mitad para vehículos con tracción en las cuatro ruedas.

Otra marca que está haciendo un diseño más mundano es Schaeffler. Su diseño para llantas de 14 pulgadas tiene un rendimiento de entre 7 y 26 kW nominales y picos de hasta 60 kW. Eso significa que cada bloque eléctrico desarrolla una potencia entre los 9,5 y 35 CV, que en momentos de máxima exigencia puede llegar a los 82 CV. Un vehículo con cuatro motores de este tipo producirá un mínimo de 38 CV y un máximo de 330 CV, algo nada desdeñable para su reducidísimo tamaño y capaz de hacer volar a cualquier turismo.

En términos de diseño, la integración de estos motores en las ruedas abre la puerta a diseños de vehículos más atrevidos y ligeros. La integración del estator, rotor, caja de cambios y frenos en un espacio tan compacto es una hazaña de ingeniería que no solo optimiza el espacio sino que también mejora la relación peso-potencia y la eficiencia de transmisión de energía​​ pero todo esto es algo que está por llegar y que todavía tardará bastantes años en comercializarse de forma masiva.

Y todo eso, claro, siempre que consigan superar el escollo de las baterías porque si no, cualquier coche de gasolina va a ser casi siempre una mejor opción.

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