La solución al tiempo de recarga de los autos eléctricos podría estar en los cables

Todas las fuentes de energía que usa la humanidad para transportarse tienen sus cosas buenas y malas, ninguna es ideal. Si hubiera una que solo trajera beneficios, sería la que se hubiera adoptado la industria de la movilidad hace rato, y eso no ocurre. Los principales observadores y hasta los propios actores de la industria, cada día aseguran con mayor certeza, que no habrá un único sistema de propulsión en el futuro, sino una combinación de varios, según su uso.

El combustible fósil, que fue el rey durante más de un siglo en todo tipo de transporte, tiene la contra de ser el máximo generador de Dióxido de Carbono (CO2), es decir, de gases de efecto invernadero que provocan el famoso calentamiento global. La electricidad, probablemente la opción más viable para el transporte liviano, tiene dos contras: la matriz energética del mundo, que debe rediseñarse rápidamente para no quedar atrás de la demanda, y el tiempo de carga que insume.

El hidrógeno, por su lado, tiene el problema de su alto costo de elaboración y de la dificultad para asegurar un almacenamiento seguro. La energía solar padece la necesidad de grandes superficies para capturar suficiente energía que asegure una autonomía adecuada, y finalmente, los combustibles sintéticos, o combustibles de laboratorio, además del altísimo costo de producción, tienen también una complejidad tecnológica que los hace difíciles de distribuir, al menos por ahora.

No entra en este planteo la energía eólica, porque un auto no podrá moverse por acción del viento, salvo que sea con una vela, lo que es imposible como sistema de propulsión directo. El viento es un excelente generador de energía limpia, pero a través de recolectores o molinos, que transformen el movimiento de sus aspas en electricidad.

En cualquier caso, todos trabajan en mejorar los aspectos negativos de su tecnología, y posiblemente quién consiga resolverla antes que el resto, obtendrá una ventaja relativa en cuestión de tiempo, que le permita sacar provecho coyuntural de esa situación. Para ponerlo en un ejemplo práctico que permita comprenderlo mejor. Si las fábricas de automóviles europeas deciden, como está ocurriendo hasta ahora, que en 2035 no se fabricarán más automóviles con motores de combustión interna, esa será una oportunidad para las fábricas extraeuropeas, de hacerse de una enorme cartera de clientes a nivel mundial, que seguirán comprando autos de esa tecnología, como por ejemplo Sudamérica y África. Pero si esas regiones se quedan en esa posición sin aprovechar el colchón de tiempo que tienen, perderán más adelante cuando el cambio sea mandatorio, y no hayan trabajado para prepararse correctamente.

En el camino de solucionar los problemas que cada sistema de energía alternativa hay una fuente de conocimiento que muchas veces no es valorada como debería: las universidades. Un espacio de investigación en el que no son los resultados económicos la prioridad, sino el conocimiento y el avance o desarrollo en sí mismo, que, con frecuencia termina aportando una solución global para el mundo en su conjunto.

En este caso, la noticia proviene de la Universidad de Purdue, en Indiana, donde un equipo de investigación ha desarrollado un cable para cargar baterías de autos eléctricos en muy poco tiempo, resolviendo uno de los problemas de este modo de propulsión para automóviles.

La teoría en la que trabajaron los ingenieros de la universidad, era que si la limitante de tiempo de carga de un auto que funciona a batería (EV) está en el calentamiento del cable por el paso de la electricidad, lo que hay que hacer para transmitir más potencia eléctrica, es reducir esa temperatura en una proporción mucho mayor a la actual. Esto no es algo novedoso para la industria, que está lidiando hace tiempo en disipación de ese calor, pero los resultados no fueron hasta ahora lo suficientemente buenos como para pensar en aumentar el caudal de electricidad para hacer más rápidas las cargas. Aunque haya más potencia eléctrica, si la “autopista” por la que debe viajar la electricidad no es suficientemente ancha, habrá un “embotellamiento de energía”.

Lo que han logrado los investigadores de Purdue fue diseñar un cable de carga que puede entregar una corriente 4,6 veces superior a la de los cargadores de vehículos eléctricos más rápidos disponibles en el mercado actual, eliminando 24,22 kilovatios de calor. El proyecto fue financiado por una alianza de investigación y desarrollo entre Ford Motor Company y la propia Universidad de Purdue.

Gracias a este sistema, que todavía debe pasar los procesos de registro y patente, el tiempo de carga de los vehículos eléctricos podría llegar a reducirse de los 20 minutos mínimos que se pueden obtener actualmente con cargadores de alta velocidad, a menos de una cuarta parte.

Si bien el prototipo no se ha probado aún en vehículos eléctricos, el profesor Issam Mudawar y su equipo de alumnos demostraron en el laboratorio que su cable admite una corriente de más de 2.400 amperios, mucho más allá del mínimo de 1.400 amperios que serían necesarios para reducir los tiempos de carga de los vehículos eléctricos a sólo 5 minutos. Como referencia, vale señalar que los cargadores más avanzados de la industria entregan corrientes de hasta 520 amperios, aunque los cargadores masivos admiten corrientes de menos de 150 amperios.

“Mi laboratorio se especializa en encontrar soluciones para situaciones en las que las cantidades de calor que se producen superan con creces las capacidades de eliminación de las tecnologías actuales”, dijo Mudawar, y de eso consta su invento en realidad. Porque enfriar únicamente con líquido, uno de los sistemas más eficientes del mundo hasta ahora para dispositivos móviles, requiere de una instalación paralela dedicada a esa función. En el caso de un cable, es una cobertura exterior líquida que absorba el calor, pero eso genera un diámetro y peso del cable, poco conveniente para el uso que se le daría en un cargador de un auto eléctrico.

Durante 37 años de investigación, Mudawar ha evolucionado en un desarrollo que utiliza el valor de líquido en hervor para disipar calor, y ese principio, ahora aplicado a un cable, lo ha posicionado ante un modo de revolucionar la carga de baterías. Según los datos aportados sobre esta tecnología, un sistema de enfriamiento de líquido a vapor puede eliminar al menos 10 veces más calor que el enfriamiento por líquido puro.

De este modo, es posible usar un diámetro de alambre mucho menor dentro del cable de carga y a la vez, estar disipando una corriente más alta. Los trabajos de investigación sobre la demostración experimental del equipo del prototipo del cable de carga y el método de enfriamiento que utiliza, se han publicado en el International Journal of Heat and Mass Transfer. }

Los investigadores han presentado una solicitud de patente para su invención del cable de carga, en la Oficina de Comercialización de Tecnología de la Fundación de Investigación Purdue y están buscando socios industriales adicionales para continuar con el desarrollo de la tecnología. Como se mencionó Ford Motor Company ha apoyado parte del desarrollo y podría ser una de las más beneficiadas si decide continuar adelante en un trabajo que podría requerir todavía un par de años de desarrollo.

SEGUIR LEYENDO