La eficiencia energética en el transporte Jesús Casanova Kindelán

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1 La eficiencia energética en el transporte Jesús Casanova Kindelán Catedrático de Motores Térmicos Director del Departamento de Ingeniería Energética y Fluidomecánica Universidad Politécnica de Madrid

2 Contenido 1

3 Contenido 2

4 El transporte Movilidad de: Personas Mercancías Sectores: Terrestre Carretera (urbano y extraurbano) Ferrocarril Marítimo Aéreo Características fundamentales: Necesidad de transportar el combustible líquido Propulsión con potencia específica (kw/kg) elevada Propulsión actual motores de combustión interna 3

5 La movilidad humana Ha sido, es y será una necesidad de los seres humanos. Marca el nivel de desarrollo de los pueblos. El automóvil es el medio que más ha contribuido a la movilidad de personas y mercancías La movilidad del futuro no podrá prescindir del automóvil Pero hacerla que evolucione de forma sostenible requiere importantes decisiones políticas y grandes esfuerzo innovadores. Madrid - Barcelona Tiempo de viaje Velocidad media Año 1775 Año horas 80 horas 2 km/h 6 km/h Año hora 650 km/h 4

6 Cómo impacta el automóvil en el medio ambiente Contaminación de la atmósfera Salud pública y calidad del aire (CO, HC, NOx, PM) Calentamiento global (CO 2 ) Ensuciamiento urbano Ruido Conceptos desacoplados Contaminación del suelo y las aguas Ocupación del espacio Impacto en el paisaje urbano y natural Paris 5

7 Análisis del pozo a la rueda. Ciclo de vida o Well to Wheel Análisis de todo el ciclo de extracción, producción, distribución y uso de los combustibles y los sistemas de propulsión adecuados Conceptos que deben ser importantes para comparar tecnologías y combustibles frente a: Consumo energético Emisiones de CO 2 Emisiones contaminantes Coste Uso final Fuente de energía Conversión a combustible Venta y distribución Energía bruta Del pozo al tanque (Well to Tank) Energía neta Del tanque a la rueda (Tank to Wheels) Del pozo a la rueda (Well to Wheels) 6

8 Retos del los sistemas de propulsión del transporte Medio ambiente: Local y regional Contaminación urbana Salud pública. Transfronteriza Efectos a largo plazo. Gases de efecto invernadero Calentamiento global. Residuos Contaminación da aguas y suelos. Escasez energética, eficiencia: Final de los combustibles fósiles. Limitación de las energías renovables. Diversificación energética: Previsible alto coste de los combustibles fósiles. 7

9 Contenido 8

10 La energía en el transporte El consumo de energía en el transporte crece más que en otros sectores: En Europa es más del 30 % del consumo total de En España más del 39 %. Reparto de consumo de energía de transporte en España Carretera: 80,4 % Ferrocarril: 2,7 % Aéreo: 3,6 % Marítimo: 13,3 % Consumo de combustibles en España (marzo 2011 marzo 2012): Gasolina: millones de litros ( 6,1 % respecto a año anterior) Gasóleo: millones de litros ( 4.9 % respecto a año anterior) 9

11 La energía en el transporte Los países de la OCDE consumen el 90 % de la energía del transporte País Energía Total Energía en transporte EE.UU. + Canadá Europa Occidental 25 % 15 % 45 % 35 % Japón 5 % 5 % Resto del mundo 55 % 15 % 10

12 Eficiencia energética por modo de transporte El coche convencional tiene poca eficiencia energética. %: ocupación media 2,50 2,03 Consumo de energía (kw h/p km) 1,50 0,75 0,50 0,25 0,32 0,15 Coche 35-58% Tranvía 21% Tren regional 18% Bus 58-80% 0,13 0,11 0,81 1,22 Avión (l. regular) 55% Avión (Low Cost) 80% 0,49 0,34 0,29 Tren larga distancia. Eléctrico 25% 0,20 Tren larga distancia. Diesel 32% 0, Velocidad media (km/h) Fuente: ITF

13 Conceptos de Eficiencia Energética en el transporte La EFICIENCIA ENERGÉTICA (*) de los vehículos de transporte se basa en: Optimización del consumo de energía para propulsión y sus fuentes. Optimización de la movilidad urbana y extraurbana. Gestionar adecuadamente la necesidad de desplazamientos. Optimización de las rutas a seguir. Optimización de la pauta de conducción. Mejorar la influencia de las infraestructuras de carreteras y de las ciudades. Caracterizar y flota de vehículos, su antigüedad, segmentación y tipo de propulsión. El vehículo más eficiente es el que se mueve consumiendo lo menos posible e impactando lo menos posible en el ambiente (*) Se mide en energía consumida por pasajero (o tonelada) y por kilómetro recorrido (kw h/p km ó kw h/t km) 12

14 Consumo de energía Emisiones de CO 2 Tendencia a reducción de consumo de energía motivada por Emisiones de CO 2 Efecto Invernadero Disponibilidad de fuentes de energía diversificación Dependencia externa Consumo combustible Emisiones de CO 2 (reacción de combustión) 1 litro gasolina 2,35 kg CO 2 1 litro gasóleo 2,61 kg CO 2 Acuerdo en Europa para reducir emisiones de CO 2 en vehículos nuevos Objetivo (a partir de 2012): 130 g/km media de emisiones de los vehículos vendidos por cada fabricante + otras medidas globales (120 g/km) Se promedia cada año las emisiones de CO 2 medidas en ensayo de homologación (banco de rodillos + ciclo UDC + EUDC) de cada marca ponderada según el volumen de ventas. 13

15 Estrategias para reducir el consumo energético del transporte: muchos actores Aumentar el rendimiento de los sistemas de propulsión: Responsabilidad: FABRICANTES Mejorar la movilidad: Responsabilidad: AUTORIDADES y USUARIOS Utilizar combustibles de menos relación C/H Responsabilidad: AUTORIDADES (y FABRICANTES) Optimizar la gestión del transporte Responsabilidad: EMPRESAS + USUARIOS Adquirir vehículos más eficientes (etiquetado energético) Responsabilidad: PROPIETARIOS Conducción eficiente Responsabilidad: USUARIOS 14

16 Fuentes de energía para el transporte actual y del futuro Fósiles (petróleo, gas natural, carbón): Carburantes derivados del petróleo evolucionados: Gasolina, gasóleos, metanol, GLP (Gas Licuado de Petróleo) Gas natural y sus derivados: GNC (comprimido), GNL (licuado), GLP, DME (Dimetil éter), GTL (Gas To Liquid), etc Hidrógeno posible obtenerlo por reformado. Renovables (biomasa, solar, hidráulica, eólica, etc.): Combustibles derivados de biomasa: Etanol, Biodiésel (Éster Metílico de Ácidos Grasos), BTL (Biomass To Liquid), biogás, etc. Hidrógeno de electricidad renovable: De la red Generación distribuida. Nuclear (fisión, fusión): Solo posible hidrógeno (obtenido de energía nuclear) 15

17 Contenido 16

18 Propulsión y fuentes de energía Sistemas de propulsión: Motor para propulsión Térmico (Otto o Diesel) Eléctrico Neumático Hidráulico Híbrido entre anteriores Transmisión de potencia Mecánica Hidráulica Eléctrica (por cable) Fuente de energía en el vehículo: Química (combustible) Para combustión Para pila de combustible Eléctrica Acumuladores: Baterías Supercapacidades Otras (solar, aire comprimido, ) Combustibles: Convencionales (petróleo) Alternativos (GN, GLP, ) Bio-combustibles Hidrógeno 4/19 17

19 Densidad de energía de combustibles y otras fuentes Parámetro importante para comparar fuentes de energía para el transporte. Condiciona la aplicabilidad de combustibles a cada tipo de vehículo Densidad de energía en volumen respecto a la gasolina 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 1,00 1,12 0,74 0,54 0,67 0,42 0,23 0,23 0,05 0,04 Gasolina Gasóleo Etanol Metanol GLP GNLiquido H 2 Liquido GN Compr. Metano BateríaMh 18

20 De la fuente de energía a la energía de propulsión Energías renovables Energía fósil Fuentes de energía Combustible Energía química 0,99 Combustión Pila de combustible Motor Motor térmico eléctrico 0,25-45 Energía mecánica Energía eléctrica Motores Térmicos COMBUSTIÓN carburante Accionamiento directo. Motor + Caja de cambios Sistema híbrido. Motor térmico + generador + motor eléctrico. Recuperación de energía frenada Pilas de combustible Energía carburante energía eléctrica Tecnología en desarrollo. No implantada. Carburante convencional o bio* + reformado Hidrógeno. 0,98 0,6 19

21 Balance energético de un motor de combustión interna Energía introducida al motor por unidad de tiempo: m f H C Pérdidas del ciclo teórico: Foco caliente y Foco frío. Por Carnot: = 1 (T FF /T FC ) 0,9 T FF : temperatura ambiente (298 K), T FC : temp. combustión (3000 K) Ciclo Otto: t = 1 1/r ( -1) 0,58 0,65 Pérdidas en el ciclo termodinámico real: ( i = 0,4-0,55) Pérdidas de calor por paredes del cilindro Pérdidas de tiempo por velocidad de combustión Pérdidas de escape por salida de gases no instantánea. Pérdidas mecánicas: ( e = 0,25-0,4) Pérdidas por rozamiento (piezas con movimiento relativo) Pérdidas fluido-dinámicas /admisión y escape) Crecen al estrangular la admisión Pérdidas de accionamiento bombas de agua, bomba de aceite, bomba de combustible (diesel), alternador, etc. 20

22 Balance energético de un motor de combustión interna m f H c = P e + Q R + Q RAc + Q rad + m e h e + m e H ce M f H c Concepto Caudal másico de combustible Poder calorífico del combustible % a plena carga 100 % P e Potencia efectiva % Q R Calor a la atmósfera en radiador de agua o aletas 5 10 % Q RAc Calor a la atmósfera en radiador de aceite (si existe) 2 4 % m e h c Energía térmica por temperatura de gases de escape % m e H c Poder calorífico de gases de escape (CO, HC, PM, etc.) 1 % La energía del combustible se libera casi al 100 % en la combustión La energía se pierde en gases de escape y refrigeración A carga parcial, el calor perdido en refrigeración y escape aumenta significativamente 21

23 El flujo real de energía en un vehículo Ejemplo: coche diesel en condiciones de tráfico urbano Pérdidas en el motor - Gases de escape - Radiador 61,7 % Energía química del combustible El gasóleo tiene 14% más energía por litro que la gasolina 8,5 % Ralentí 23,8 % 6% Rozamiento en transmisión - Caja - Diferencial - Palieres Pendiente 7 % Resistencia aerodinámica 8 % Inercia 50 % Resistencia rodadura 35 % Fuente: UPM

24 Caracterización del comportamiento de los vehículos en uso urbano El motor en condiciones transitorias de régimen de giro y de grado de carga. El motor utiliza poca potencia < 20 CV Revoluciones motor < 60 % de su valor máximo Periodos con motor a temperatura de refrigerante y de aceite bajas El motor está largos periodos de tiempo a ralentí (mínimo) Tiempo (s) Velocidad (km/h) rpm/100 Posición Acelerador Comparación CO Frío-Caliente Tiempo (s) CO caliente CO frío Tª Aceite Comparación HC Frío - Caliente Tiempo HC caliente HC Frío Tª Aceite 23

25 Emisiones de CO 2 por tipo de carburante La emisión de CO 2 es consecuencia directa de la reacción de combustión de un hidrocarburo C x H y O z a: Átomos de H por átomo de C b: Átomos de O por átomo de C 44 kg CO 2/ kg Comb. = 12 + a + 16 b kg CO 2 / kg combustible (*) 3,55 3,05 2,55 2,05 1,55 1,05 3,15 0,82 Diesel 2,9 0,86 3,15 1,02 0,99 1,91 Otto 3,02 0,95 2,75 0,81 1,05 1 0,95 0,9 0,85 0,8 0,75 0,7 kg CO 2 / kw h (*) sin contabilizar el CO 2 consumido en la planta Gasóleo Biodiesel Gasolina Etanol GLP Gas Natural 24

26 Contenido 25

27 Opciones de futuro en sistemas de propulsión de automóviles Motores de combustión interna: Combustibles convencionales. Combustibles alternativos fósiles. Biocombustibles de 1ª y 2ª generación. Hidrógeno Motor eléctrico: Solo baterías recargadas en la red ( Vehículo Eléctrico ). Sistemas híbridos con M.C.I. + baterías. Sistemas híbridos con M.C.I. + baterías + recargables en red. 26

28 Evolución de los sistemas de propulsión convencionales Motores diesel de menor impacto ambiental. Combustión de baja temperatura (EGR) Postratamiento (Filtros, SCR) Motores de gasolina de menos consumo (menor emisión de CO 2 ) Inyección directa Distribución flexible o no mecánica Sobrealimentación Cajas de cambio convencionales, accionamiento automático control electrónico Aumento de las funciones de gestión electrónica del motor. Electrificación de cada vez más funciones: Bombas de refrigerante y de combustible Stop Start, ayuda en aceleración Transmisión eléctrica 27

29 Evolución de las emisiones de CO 2 Vehículos ligeros 100% Gasolina MPI /EGR Muy bajo coste PDA Emisión CO 2 GDI Turbo VVT GDI pobre Combinaciones Star + stop Downsizing + ayuda acel. Postratamiento NOx 80% Diesel OxCat CommonRail Filtro PM Combustión baja temp. Euro Años 28

30 Consumo de combustible, CO 2 emisiones VVT Consumo (CO 2 ) Emisiones Motores de ciclo Otto Mezcla pobre Filtros PM Inyección directa Emisiones de PM? EGR + Filtros PM Cat DeNox, SCR? Motores de enc. provocado ACTUAL: Bajo nivel de emisiones EVOLUCIÓN: Reducción de consumo CO 2 Motores diesel ACTUAL: Bajo consumo EVOLUCIÓN: Reducción de emisiones Combustión optimizada para reducción emisiones Motores diesel PM, HC, NOx, CO emisiones Hacia un hermanamiento de conceptos? Ambos sistemas perdurarán en el tiempo 29

31 Rendimiento de los motores de combustión interna Rendimiento térmico de un ciclo ideal: Aumenta al aumentar la relación de compresión (r) y al empobrecer la mezcla ( ) Pérdidas de energía en el ciclo Calor por refrigeración del cilindro Ciclo termodinámico no ideal Combustión no instantánea Adelanto escape Pérdidas mecánicas del motor Rozamiento mecánico (lubricación) Accionamiento de elementos auxiliares Proceso de admisión y escape (bombeo) t = 1 r 1 1 Mayor rendimiento térmico diesel - Mayor r - Mezcla pobre Valores de rendimiento efectivo neto optimo: - diesel: hasta un 40% - Otto: aprox: 30 % Otto reduce más el rendimiento a carga parcial que Diesel 30

32 Potencia efectiva de un motor. Carga parcial La potencia efectiva de un motor es: Potencia = V V T n 2 a 1 14,7 H c i m Reducir grado de carga demanda de potencia Posibilidades Estrangular admisión V ; m (motores Otto: mal rendimiento) Empobrecer la mezcla ; i (motores diesel) Estratificar la mezcla (ID) Motor Modular (apagar cilindros) V T (regulación en escalones) Reducir sobrealimentación a Otros 31

33 Pros y Contras del Vehículo Eléctrico PROS Reducción de la dependencia energética exterior, especialmente de los derivados del petróleo. Depende del mix eléctrico Mejora del reparto de cargas del sistema eléctrico (reducción diferencia punta/ valle). Reducción de las emisiones de contaminantes en entornos urbanos y zonas protegidas (Los V.E. no emiten NO X, SO 2, PM y CO en el punto de consumo). Posibilidad de incorporación de las energías renovables a la energía del transporte, especialmente horas valle. Recarga inteligente CONTRAS Baja densidad energética, autonomía. Tiempo de carga. Peso de las baterías. No prevista evolución drástica Reparto de cargas en la red DUDAS Eficiencia energética del sistema depende de mix eléctrico y distribución. Cómo contabilizar el CO 2 emitido. 32

34 Propulsión híbrida Concepto de vehículo de propulsión híbrida VH (HEV): Disponen de dos tipos de motores debidamente conjugados. Y, normalmente, acumulación de energía, regulación entrega de potencia y recuperación de Dos principios: Vehículo eléctrico que tiene motor térmico para aumentar autonomía y recargar baterías. Vehículo con motor térmico que incorpora sistemas de acumulación y gestión de al menos dos tipos de energías para optimizar su 33

35 La propulsión híbrida como solución de ahorro energético Razonable relación coste efectividad. Mismos Combinación de motores térmicos + motores eléctricos + acumuladores Aplicados en la ingeniería desde hace más de 100 años. Eficiencia energética optimización de flujos de energía Control electrónico computerizado y sofisticado. Adecuado para tráfico de régimen dinámico muy variable: urbano, rural, etc. 34

36 Ahorro de energía en los vehículos híbridos Motor térmico de menor tamaño (y potencia), menores pérdidas mecánicas y ciclo optimizado. Motor eléctrico contribuye en potencia máxima y aceleraciones. Optimización del punto de funcionamiento del motor térmico, centrándose en zonas de trabajo más eficientes. Parada del motor térmico al detenerse el vehículo (6-10 % del consumo urbano) Recuperación de energía en frenadas (menor desgaste de frenos) A resolver: Confort del habitáculo en las paradas del motor Motor térmico arranca y para repetidamente: enfriamiento y lubricación. Mayor peso y tamaño por máquinas eléctricas + baterías + inversores 35

37 Tres filosofías de propulsión híbrida 1. Motor eléctrico aporta potencia a motor térmico en ciertos momentos. Vehículos potentes, 4x4, competición, etc. 2. Eficiencia energética del sistema de propulsión: gestión de energías y recuperación en frenadas. Vehículos eficientes 3. Evolución de tracción eléctrica pura para aumentar autonomía. Electrificación de la propulsión es predominante Motor térmico recarga acumuladores Ejemplos: Lexus LS600h: Potencia Chevrolet Tahoe Hybrid: 4x4 Toyota Prius: Eficiencia Chevrolet Volt: Electrificación 36

38 Clasificación de los sistemas híbridos por nivel de electrificación Atendiendo al nivel de electrificación Stop Start (micro híbridos). Baterías mayores y gestión del motor. Motor de arranque convencional. Alternador reversible. Arranque directo (inyección directa de gasolina). Híbridos ligeros (mild hybrid). Cambios sustanciales en diseño transmisión. Motor similar. Baterías con mayor capacidad. Motor térmico siempre propulsa. Motor eléctrico arranque + ayuda en aceleración. Recuperación frenadas. Híbridos integrales (full hybrid). Gestión compleja del sistema. Motor térmico y motor eléctrico pueden propulsar independientemente o coordinados. Híbridos enchufables (plug-in hybrid). Baterías de gran capacidad de carga. Pueden recargar electricidad desde la red con un enchufe. 37

39 Contenido 38

40 Factores que condicionan los carburantes para el transporte Generales Disponibilidad de reservas. Dependencia externa. Medio ambiente escala regional y transfronteriza. Calentamiento de la atmósfera (efecto invernadero). Costes de producción y distribución. Diversificación energética. Específicos del transporte por carretera Densidad de Disponibilidad de suministro en ruta. Simplicidad y seguridad de manejo. Las tendencias de los combustibles del futuro están ligadas al desarrollo futuro de los sistemas de propulsión 39

41 El problema de los combustibles derivados del petróleo El petróleo será escaso. Se centra en el transporte. Los combustibles convencionales evolucionan: S, aromáticos, etc. Propiedades físicas y químicas. 100% Coste y efecto en el CO 2. Mezclas con bio Adaptabilidad a los sistemas de post-tratamiento. Escasez de gasóleo + excedentes de gasolina. Necesario acuerdo entre suministradores de combustibles y fabricantes de vehículos. Fuelóleo + gasóleo C 72% Carburantes transporte 47% Gasóleo 25% 7% 18% Gasolina 25% 25% Otros 28% Calefacción Veh. ligeros gasolina Veh. ligeros diesel Vehículos pesados 40

42 El gas natural como combustible para vehículos Es un excelente combustible: Alto N. de Octano Buen rendimiento No emite partículas Catalizador de tres vías. Motores de c. interna similares a los de gasolina. Emplean su tecnología ya desarrollada. Menos rendimiento energético que diesel. Permite reducir las emisiones de contaminantes locales y las emisiones de ruido frente a motores diesel Problema: almacenamiento en vehículo: Tanque a presión GNC (> 200 bar) Licuado GNL ( < ºC) Posibilidad de mezcla con biometano (digestión anaerobia de biomasa) 41

43 Fomento del uso de carburantes alternativos Año 2001: la UE propone una hoja de ruta para que al final del 2020 el 23 % de la energía de los combustibles para el transporte por carretera sea de origen alternativo (1) Año Biocombustibles (% energía) Gas Natural (% energía) Hidrógeno (% energía) Total (% energía) , , ,75 (1) COM(2001)547 Comunicación relativa a los combustibles alternativos para el transporte por carretera y a un conjunto de medidas para promover el uso de biocarburantes (noviembre 2001) 42

44 Procedimientos de obtención de biocarburantes HIDRÓLISIS Y FERMENTACIÓN Grano, frutos, etc ETANOL ETBE DIGESTIÓN Materia orgánica Digestión anaerobia BIOGÁS PRENSADO Plantas oleaginosas Prensado Refinado ACEITE VEGETAL Transesterificado BIODIÉSEL PROCESADO TERMOQUÍMICO Triturado Pirólisis Separación Hidrotratamiento BIO-ACEITES, BIOGÁS GASIFICACIÓN Triturado Reacción Filtrado GÁS DE SÍNTESIS Fischer Tropsch COMB. SINTÉTICOS 43

45 Biocombustibles: Clasificación actual Primera generación (ya en comercialización) Plantas oleaginosas (de origen alimentario: aceites vegetales, grasas) Carbohidratos Cultivos de azucares (caña de azúcar, uva, remolacha azucarera, etc.) Cultivos de almidón (cereales, tubérculos) Segunda generación (comercialización incipiente) Otras plantas oleaginosas (jatrofa, camelina, halófilas, etc.) Materias lignocelulósicas (paja, mazorcas, residuos forestales, resíduos de la industria papel) Otras plantas (Lacticíferas: con látex como savia) Tercera generación (en fase de investigación) Microalgas Nuevos cultivos terrestres modificados Cuarta generación (en fase de investigación) Biología sintética 44

46 Balance del pozo a la rueda comparativo Comparación energía por km y gases de efecto invernadero por km Fuente: JRC/Eucar/CONCAWE

47 Balance pozo rueda: Comparación consumo energía y de GEI Incluyendo P-R se pueden invertir las diferencias WTW energy WTW GHG LPG (remote) bi-f uel PISI LPG (remote) bi-f uel PISI CNG (LNG) bif uel PISI CNG (LNG) bif uel PISI CNG (4000 km) bi-f uel PISI TTW WTT CNG (4000 km) bi-f uel PISI TTW WTT Conv. Diesel DICI Conv. Diesel DICI Gasoline PISI MJ / 100 km Gasoline PISI g CO 2eq / km 46

48 El hidrógeno parece la panacea! Pero el hidrógeno NO ES UNA FUENTE DE ENERGÍA! Fuentes de energía Carbón Petróleo Gas natural Biomasa Reformado, Oxidación parcial parcial CO 2 Secuestro de CO 2? Eólica Solar Hidráulica Geotérmica Nuclear Electricidad H 2 O Electrolisis del agua H 2 M.C.I. P.C. H 2 O El problema es cómo obtener hidrógeno de fuentes renovables sin quitar estas fuentes de la red eléctrica 47

49 El hidrógeno y la pila de combustible La pila de combustible puede ofrecer el doble de eficiencia energética que los motores de combustión interna El hidrógeno en una pila de combustible no produce otras emisiones de escape que vapor de agua Los retos tecnológicos son grandes y tardarán tiempo en resolverse Coste y durabilidad de la pila de combustible Almacenamiento del hidrógeno con suficiente densidad energética Infraestructuras de producción y distribución del hidrógeno Captura de CO 2 si se utilizan fuentes fósiles Coste y capacidad de producción si se utilizan fuentes renovables Entretanto puede haber otras opciones más sencillas de uso del hidrógeno: motores de combustión interna, mezclas de hidrógeno y gas natural para vehículos pesados. 48

50 Contenido 49

51 Objetivo del etiquetado energético Reducir consumo energético de productos comerciales: Información al usuario crear necesidad Comparación Trasformar el mercado (fabricantes) Fomentar I+D con objeto de mejorar eficiencia energética 60% Antes de la intervención Después del etiquetado Transformación del mercado % de modelo ofertados 50% 40% 30% 20% 10% 0% A B C D E F G Categoría de consumo 50

52 Clasificación en colores según consumo Se establecer un valor medio de tendencia 51

53 Conducción Eficiente ACTITUD + TÉCNICA Economía de carburante + Seguridad Actitud: Anticipación, previsión, tolerancia. Conducción sosegada, suavidad. Técnica: Motor a bajas revoluciones. Secuencia de cambios, saltar marchas, usar marchas largas. Regularidad de velocidad. Aprovechar la inercia. No aceleraciones bruscas + Frenadas suaves. 52

54 Conceptos de consumo Consumo (litros/100 km) = 0,09 C e Potencia (CV) (g/kw h) Velocidad (km /h) C e = Consumo específico. A igualdad de C e y Potencia, el consumo disminuye con el aumento de velocidad. A igualdad de C e y Velocidad, el consumo disminuye con la disminución de potencia. A igualdad de Potencia y Velocidad, el consumo disminuye con la disminución del consumo específico. Aprovechar el motor 53

55 Efecto de la pauta de conducción sobre el consumo Estudio de influencia del tipo de conducción en tráfico real Emisiones instantáneas de NOx Conducción suave Conducción brusca (g/hr) Tiempo (s) Circuito: Madrid UPM. Coche: Peugeot 406 gasoil. Oct/08 Estudio de influencia del tipo de conducción en tráfico real CONSUMO INSTANTANEO 7 6 Conducción suave Conducción brusca (g/s) Tiempo (s) Circuito: Madrid UPM. Coche: Peugeot 406 gasoil. Oct/08 g/km FACTORES DE EMISIÓN (FE) Comparación entre conducción suave & brusca Conducción suave Conducción brusca g/km FACTOR DE EMISION FE CO2 Comparación entre conducción suave & brusca Conducción suave Conducción brusca 0 FE CO FE HC FE NOx 0 FE CO2 54

56 Fuerza de tracción y resistencias al avance 55

57 Pérdidas de energía en el vehículo Ejemplo de un camión avanzando por la carretera a velocidad constante (valores variables de un vehículo a otros y en cada condición de uso) Gasóleo 100% 30% Pérdidas en el calor de los gases del tubo de escape 40% 30 % Energía que llega a las ruedas 30% Pérdidas en el calor de el sistema de refrigeración de agua y aceite Pérdidas mecánicas en transmisión 56

58 Curvas de equiconsumo: utilización de la zona de bajo consumo Máxima 25% 50% 0% Potencia (CV) 75% 100% 60 km /h 200 g/ kwh Zona de 40 km /h consumo bajo Par (Nm) 200 g/kwh 260 g/ kwh 280 g/ kwh Régimen motor ( rpm ) 210 g/kwh 220 g/kwh 230 g/kwh 240 g/kwh 260 g/kwh 280 g/kwh Régimen motor (rpm) 57

59 Reglas de oro de la Conducción Eficiente. Vehículos pesados Mantener el motor en velocidades de giro intermedias ( rpm) Procurar que la caja sincronice la marcha más larga posible No acelerar a fondo si no es necesario (normalmente 3/4 de su recorrido es suficiente en llano) Mantener la caja en neutro en las paradas y detenciones del tráfico Aprovechar siempre la inercia, que depende del peso y su velocidad. Perder velocidad para recuperarla después es consumo extra. Anticiparse a los acontecimientos del tráfico: mirar varios vehículos por delante. Se evita frenar para luego acelerar o acelerar para luego frenar 58

60 Contenido 59

61 Consumo de energía y de emisiones de CO 2 para diferentes tecnologías emergentes Consumo energía Emisiones de CO 2, función de formulación del combustible y del rendimiento del motor Turismos berlinas medios ( CV) Combustible Frente a gasolina convencional % emisiones CO 2 % energía Frente a diesel convencional % emisiones CO 2 % energía Gasolina Gasóleo GLP (60/40) Gas natural Etanol Biodiesel VH gasolina

62 Soluciones? 61

63 Gracias por su atención JESÚS CASANOVA KINDELÁN

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