Los automóviles con motor de combustión interna (ICE) son responsables de más del 20% de las emisiones contaminantes a la atmósfera, según datos del informe del Inventario Nacional de Gases de Efecto Invernadero (GEI) de España. Una situación que ha provocado que la industria se encuentre en una fase de transición en la que los vehículos eléctricos cobran más importancia. Unos autos que ya cuentan con un chip que dispara su autonomía y la potencia de carga, pero que tienen en su elevado precio uno de sus principales obstáculos. Como alternativa más sostenible y económica, un estudiante ha creado un invento que convierte un coche de combustión en híbrido en pocas horas.
Los vehículos diésel y de gasolina dominan las carreteras de todo el mundo, lo que supone un grave problema para el medioambiente. Para combatirlo y con el objetivo de reducir las emisiones contaminantes, la Unión Europea ha establecido que a partir del 2035 no se podrán vender coches de combustión. Pero el problema está en que no todo el mundo puede acceder a un automóvil eléctrico. Harto del alto precio de éstos y de las emisiones, Alexander Burton, un estudiante la Universidad Real Instituto de Tecnología de Melbourne (RMIT) en Australia y apasionado por la ingeniería sostenible, ha ideado un invento fácil de instalar que permite convertir cualquier coche de combustión en híbrido, reduciendo considerablemente sus emisiones.
Un invento, al que ha denominado tecnología Rapid Electric Vehicle Retrofit (REVR), que ha conquistado el prestigioso premio James Dyson Award 2023; en los que también ha destacado FIX, un dispositivo español que convierte los microplásticos de la ropa de un nuevo material. Burton, de 21 años de edad, ha conseguido ofrecer una propuesta rompedora con un kit para que particulares puedan convertir sus coches de motor de combustión -de gasolina o diésel- en un vehículo híbrido en menos de un día, a un coste menor y de manera sencilla; pudiendo disfrutar de hasta 150 kilómetros de autonomía eléctrica.
Fácil de instalar
Las técnicas actuales para convertir un automóvil en híbrido consisten en sustituir el motor de combustión interno y el depósito de combustible del vehículo por un motor eléctrico y una batería. Sin embargo, en este proceso existe una serie de limitaciones, entre las que se encuentran su elevado coste y el tiempo necesario para que los mecánicos completen el trabajo, que en ocasiones puede llevar incluso varias semanas. Burton se propuso simplificar esta transición.
“Quería ayudar -al medioambiente- adquiriendo un vehículo eléctrico, pero son demasiado caros y tienen un impacto considerable en las emisiones debido a su fabricación. Mi propio coche, un Toyota de 20 años, funciona perfectamente, excepto por el motor de gasolina. Las modernizaciones retienen el carbono invertido en los automóviles y no requieren una nueva deuda de carbono para un coche nuevo. Las adaptaciones de automóviles para propulsión eléctrica no están ampliamente disponibles para el público en general y el enfoque actual de reemplazar todo el tren motriz es lento y costoso”, señala Alexander Burton en un comunicado.
Para lograr ese cambio que ayude al medioambiente, en lugar de cambiar piezas y gastar una gran cantidad de dinero, Burton diseñó un motor de flujo axial, al que dotó de una gran cavidad interna, que se monta directamente en el rotor del freno de disco. También fabricó una batería que se colocaría en el espacio destinado a la rueda de repuesto y un sensor acoplable al acelerador. Con este sistema y en apenas unas pocas horas y sin grandes complicaciones, asegura que cualquier taller o aficionado al automovilismo podría instalar el equipo en su coche.
Con este nuevo kit de mejora, también señala que el freno de disco y la rueda pueden girar libremente; mientras que los ejes, el freno hidráulico y el motor de combustión igualmente funcionan como antes de la instalación del kit. Mientras que el estator del motor de flujo axial plano captura el par de los puntos de montaje del chasis, a través del cubo de la rueda. Según Burton, esto ofrece ventajas de accionamiento directo, en este caso peso ligero y alta eficiencia; y se puede colocar en pocos minutos sin ayuda de un técnico.
No sólo eso, sino que el invento incluye todo el equipamiento necesario para reequipar un vehículo con motor de combustión, como sistemas de aire acondicionado y calefacción, controladores, potenciadores de dirección y frenado; así como baterías y motores planos de flujo axial. Pero lo revolucionario de REVR no se queda en su sencillez, ya que la propuesta del universitario permite a los conductores utilizar el motor eléctrico para trayectos diarios, eliminando en gran medida las emisiones; y el motor de gasolina para viajes largos con escasos puntos de carga.
Más potencia y autonomía
Burton asegura que comenzó el proceso de diseño de su invento “sin saber nada sobre motores, pero me apasionaba el CAD -diseño asistido por ordenador- y los retoques, así que lo asumí como un proyector personal durante la Covid-19. No hay mucho espacio dentro del coche, así que me centré en la gran cavidad interna dentro de las ruedas del coche, ya que tampoco varía demasiado entre marcas y modelos”. Tras semanas de investigación encontró un concepto de motor de flujo axial inventando en 2009 llamado YASA, que se utilizó en un avión Rolls-Royce, y en el que se inspiró.
Para crear su kit este universitario usó software gratuito de modelado de flujo magnético y CAD, y llevó a cabo un análisis de elementos finitos en cientos de iteraciones para crear su primer prototipo. Además, y con el objetivo de controlar el coste de construcción del sistema, Burton favoreció el uso de componentes impresos en 3D y piezas OEM -de fabricantes de equipos originales-; y limitó lo que pudo el mecanizado CNC, que es un proceso de fabricación ‘sustractivo’ que suele utilizar controles informáticos y máquinas herramienta para eliminar capas de material de una pieza en bruto y producir una pieza personalizada.
“Un automóvil modernizado puede tener dos o cuatro de estos motores eléctricos en las ruedas, así como un tamaño de batería personalizable en el espacio reservado para las ruedas de repuesto. Esto permite altas configuraciones de potencia y alcance. Con el motor ICE conservado, hay autonomía de reserva o más potencia. Los servicios de modernización actuales comienzan en 50.000 dólares -unos 47.000 euros- y tardan semanas en completarse debido a los componentes personalizados necesarios”, explica Burton.
El futuro de este revolucionario invento pasa por mejorarlo. Para ello el estudiante necesita comprar un controlador de amperaje más alto para probarlo adecuadamente y asegura haber recibido cotizaciones de fabricantes chinos para varios componentes de un futuro diseño. “El siguiente prototipo está en fase de diseño, pero quiero comenzar a probar y comprender mejor cómo éste se desempeña en este nuevo entorno y cómo interactúa con los otros sistemas del automóvil. Mi objetivo final es crear un conjunto de herramientas de conversión de vehículos eléctricos que pueda aplicarse a cualquier vehículo ICE e implementarse con un mínimo de conocimientos especializados”, concluye el estudiante.
