El ABC del automóvil del siglo XXI
A de autónomos
La conducción autónoma es el nuevo ´mantra´ del automóvil. Y marcas como Ford, BMW, Mercedes o Volvo ya han anunciado que, para 2021, van a intentar poner en la carretera coches completamente autónomos; esto es, aquellos que no requerirán ninguna acción o supervisión por parte del conductor –lo que se denomina nivel 5 de conducción autónoma: más información en S de SAE–.
Sin embargo, otros grupos automovilísticos son más cautos con las fechas. Es el caso de PSA, cuya directora de Investigación e Ingeniería Avanzada, Carla Gohin, prevé, para 2025, la generalización del nivel 4 de conducción autónoma.
Hoy día Tesla ya ofrece para sus modelos S y X –también estará disponible en el Model 3– su sistema Autopilot, que permite una conducción asistida de nivel 2 de lo más competente –aunque el conductor aún debe supervisar la conducción de manera constante–. Además, fabricantes como Audi ya ultiman un piloto automático en autopista que convertirá al Audi A8 –el modelo que lo ofrecerá como primicia mundial cuando comience a ser legal, a lo largo de 2018– en el primer vehículo del mercado con conducción autónoma de nivel 3. En este coche, el conductor podrá desentenderse de la conducción en autopistas embotelladas –ver J de Jam Assist–; el vehículo le avisará con antelación cuando deba volver a tomar el control: por ej., cuando desaparezca el atasco.
B de baterías
Debido a la constante evolución de las baterías de ión–litio, cada vez más baratas de fabricar, es muy probable que, en los próximos siete u ocho años, no se dé una verdadera revolución en cuanto a fabricación de las baterías. La cuestión radica en el coste de fabricación del kWh, que hoy día oscila, según el proveedor, entre 160 y 125 euros aprox. Así, una batería ´tipo´ como la del actual Leaf, de 30 kWh, tiene un coste de fabricación aproximado de 4.200 euros.
Pero los expertos profetizan que, para 2025, el precio de fabricación de kWh descenderá por debajo de los 100 dólares –aprox. 83 euros–. Una vez conseguido un ´buen precio´ de fabricación de kWh, el lograr una batería de mayor capacidad –y, por tanto, mayor autonomía– se trata, básicamente, de añadir celdas. Es lo que ocurre con la segunda generación del Leaf que Nissan ha presentado en el Salón de Frankfurt: ahora equipa una batería de 38,4 kWh, que le otorga 378 km de autonomía –el anterior Leaf, de 30 kWh, ofrece 250 km–.
C de Cloud
En un futuro inmediato –en los próximos cinco años–, los fabricantes generalizarán sistemas en sus automóviles que recopilarán cada vez más información que transmitirán a un centro neurálgico para, tras procesarla, redistribuirla a otros vehículos. Es la aplicación del automóvil del concepto de Cloud –´la nube´ en inglés–.
La clase de información que interesa a los fabricantes va desde las condiciones del tráfico en tiempo real –atascos, obras– a la climatología –por ej., el vehículo recopilará información incluso de cuándo acciona los limpiaparabrisas–€, pasando por cuál es la estación de servicio cercana con el combustible más barato. A cambio, ´la nube´ también servirá para ofrecer descargas en tiempo real de actualizaciones de software del vehículo y publicidad personalizada, ya que tu propio coche registrará y enviará información sobre los lugares, comercios, restaurantes, gasolineras que frecuentes o cercanos al lugar por donde estés circulando.
D de diésel
Debido a sus elevadas emisiones –sobre todo, de NOx; ver N de NOx–, cada vez más ciudades europeas están restringiendo la circulación de los vehículos de gasóleo más antiguos: en España, en 2019 Barcelona prohibirá el acceso a la ciudad a los diésel anteriores de 2006 mientras que Madrid hará lo mismo en 2025; además, otras capitales europeas como París ha anunciado su intención de prohibir la circulación de cualquier diésel a partir de 2020.
Pero aún hay más, y es que el pasado agosto un tribunal de Sttutgart prohibió la circulación de vehículos diésel en esta localidad a partir de 2018 –aunque esta decisión todavía podría ser apelada–. Sin embargo, la primera prohibición efectiva tuvo lugar el pasado 17 de enero de 2017, cuando la capital noruega, Oslo, tomó esta medida de forma temporal debido a los altos niveles de polución.
Obligatorio en todos los turismos y furgonetas que se vendan en Europa a partir del 31 de marzo de 2018 –aunque muchos fabricantes ya lo ofrecen de serie en sus vehículos–, se estima que este dispositivo permitirá reducir en un 10% los fallecidos en accidente de tráfico en la UE, lo que supondrá 2.500 muertes menos cada año.
¿Cómo lo hace? El eCall, en caso de detectar un siniestro grave –por ej., cuando saltan los airbags– efectúa automáticamente una llamada al centro de emergencia de la marca del vehículo –si esta dispone de él– o al 112, el número universal de asistencia en Europa a la vez que, envía, vía SMS, los datos más importantes relativos al siniestro –tipo de vehículo, combustible utilizado, hora del accidente, localización exacta y número de pasajeros–. Dicho centro intentará ponerse en contacto con los ocupantes del vehículo para analizar la necesidad de enviar a los servicios de emergencia, pero si nadie contesta, avisará a estos de inmediato gracias a la información obtenida vía SMS. Este sistema ayudará a optimizar las operaciones de asistencia, así como a que estas lleguen antes al siniestro. La señal del eCall también puede activarse manualmente –pulsando un botón–, lo que permite que, por ej., testigos de un accidente puedan avisar del mismo.
F de frenada de emergencia
La frenada automática de emergencia intervendrá en muchas más situaciones en los próximos años. El mayor proveedor de automoción del mundo, Bosch, ya tiene a punto las siguientes mejoras, que irán llegando a los coches en 2018 ó 2019:
Frenada automática con bicicletas: Los coches dispondrán de una cámara estereoscópica –capaz de medir la distancia a la que se sitúan los objetos–. Con ella, y siempre que el vehículo vaya por debajo de 60 km/h y detecte una bicicleta circulando en perpendicular a una velocidad de hasta 15 km –por ej., invadiendo un cruce–, la frenada automática evitará la colisión: entrará en funcionamiento cuando el sistema detecte que sólo falten 5 décimas de segundo para el choque.
Evitará choques a la hora de aparcar: Los actuales sensores de aparcamiento sólo alertan de los obstáculos en torno al vehículo. Pero este sistema incorporará una centralita que almacenará la información de esos sensores, de forma que ´recordará´ la disposición de los obstáculos y, siempre que el vehículo circule a menos de 15 km/h y aunque los sensores ya no detecten ese obstáculo, la frenada de emergencia detendrá el coche para evitar la colisión.
Intervendrá en giros a la izquierda: Para impedir colisiones al girar a la izquierda, este sistema recurre a un radar y a una cámara de largo alcance. Si señalizas con el intermitente que vas a girar, la cámara ‘ve’ que existe una línea discontinua, el radar detecta un vehículo en sentido contrario y arrancas con la intención de atravesar la línea, el coche frenará para que no invadas el carril contrario. Algo que logrará si circulas a menos de 10 km/h y el coche se aproxima a menos de 60 km/h.
G de (control por) Gestos
En los últimos años, y con el objetivo de minimizar la distracción de los conductores, han aparecido nuevas formas de que éstos interactúen con el interfaz de los automóviles. Así, se han ido generalizando los comandos vocales y, en menor medida, la escritura táctil.
Pero el siguiente paso en este proceso es la generalización de la interacción€ mediante gestos. Esta tecnología, que ya ofrecen BMW y Volkswagen en una fase muy ´embrionaria´ –sus sistemas interpretan menos de cinco gestos–, se basa en una cámara situada en el techo y que analiza los movimientos que se hacen con las manos en la zona de la consola central. Así, es posible que el conductor suba y/o baje el volumen del sistema de audio –girando el dedo índice– o que rechace llamadas entrantes –haciendo, con la palma de la mano, el gesto lateral de ´barrerlas´–. De cara al futuro, los fabricantes están desarrollando otros sistemas basados en la colocación de mini radares en el habitáculo –así es el proyecto Soli de Google–, capaces de rastrear y comprender más gestos, y hacerlo de forma más barata y rápida.
La háptica es la ciencia que concierne al sentido del tacto. Es una vía a explorar en la fabricación de pantallas multimedia o de los botones de los mandos de un automóvil, ya que los estudios señalan que, al conducir, realizar un gesto resta menos atención que atender visualmente las opciones de un menú.
Bosch ya experimenta con pantallas capaces de simular texturas y pulsaciones: así, cuando pasas el dedo sobre una de ellas y llegas a un botón, vibrará para indicarte que existe. Y si lo ´pulsas´, reaccionará con una nueva vibración, simulando la sensación de un accionamiento real. Bosch también prepara mandos táctiles –ya los equipa, en su volante, el actual Mercedes Clase E– para reemplazar, debido a su menor coste y mayor fiabilidad, a los actuales de tipo mecánico.
I de (carga) inalámbrica
BMW y Mercedes han prometido para 2018 los primeros sistemas de carga inalámbrica para sus vehículos –el 530e iPerformance y el Clase S, respectivamente–, pero no ha sido hasta comienzos de este año cuando la UE ha aprobado el protocolo SAE J295, que proporcionará el estándar de carga inalámbrica para todos los fabricantes.
Consiste en instalar bobinas en las plazas de aparcamiento que, una vez el vehículo se sitúe sobre ellas, transmitirán energía eléctrica para recargar las baterías. En principio, servirá para cargar a una potencia de 11 kW –por ej., la batería de 30 kWh de un Nissan Leaf se cargaría en unas tres horas–. Debido a que el proceso se realiza mediante emisiones electromagnéticas de muy alta frecuencia, apenas se ´escapa´ radiación fuera de la placa del vehículo. Es más, dentro del mismo, sólo se llega a filtrar el 1% del valor máximo de exposición recomendado. El principal obstáculo para lograr una correcta carga es que la alineación del vehículo sobre la placa debe ser casi perfecta. Si la placa del coche y la emisora no están correctamente alineadas, el automóvil recibirá una menor carga: por ej., si existe una diferencia de 10 cm, el automóvil sólo recibirá un 85% de carga.
J de Jam Assist (asistente en atascos)
Esta función, que cada vez ofrecen más fabricantes premium, consiste en que, en situaciones de atasco y tráfico denso –hasta unos 60 km/h–, el coche es capaz de conducir siguiendo al vehículo precedente, manteniéndose en su carril y sin colisionar contra nada.
Actualmente, los sistemas de este tipo que ofrecen BMW, Mercedes, Tesla, Volvo y las marcas del Grupo VW son de nivel 2; es decir, aunque probablemente todo irá bien si el conductor se desentiende de la conducción por breves espacios de tiempo –del orden de segundos–, el fabricante requiere que mantenga todo el tiempo las manos en el volante; lo que se traduce en que el conductor es –todavía– el único responsable de lo que pueda ocurrir. Audi, con el AI Piloted Driving del próximo A8, va a ser el primer fabricante en sacar un sistema de nivel 3, en el que, una vez activado, el conductor pueda dejar de prestar atención a la conducción hasta que el coche vuelva a reclamar que se ponga de nuevo a los mandos porque ya no se dan las condiciones que permitían la conducción autónoma.
K de kilowatio
Vete olvidando de los CV. Si bien el caballo de vapor ha sido hasta la fecha la unidad consensuada para hablar de la potencia de un automóvil; en realidad, la unidad técnica e internacional de la medida de la potencia es el vatio.
Así, y con la llegada de los vehículos eléctricos, el vatio –o mejor dicho, el kilovatio– ya es la referencia tanto para hablar de potencia –un CV se corresponde con 0,7457 kW; y un kW supone 1,341 CV–, como de la capacidad de las baterías, que se mide en kWh y se relaciona con el consumo de los eléctricos que se mide en kWh/100 km: así, si un eléctrico como el Smart Forfour Electric Drive tiene una batería de 17,6 kWh y consume aprox. unos 11,35 kWh/100km, si hacemos la división correspondiente logramos la autonomía máxima declarada, que en este caso es de 155 km. Por último, incluso la potencia de recarga de una instalación se mide en kW.
L de lidar
Acrónimo de Laser Infrared Detection and Ranging, esta tecnología de detección envía una señal y mide cuánto tarda en regresar tras rebotar en un objeto. Eso sí, gracias al empleo de un láser, el LIDAR ofrece una resolución y fiabilidad mucho mejores que los radares actuales. El inconveniente es que, hasta ahora, todos los LIDAR se basan en un sistema óptico, y su coste resulta demasiado alto como para emplearlos en un coche de serie.
Compañías como, por ej., Continental, trabajan en LIDAR que prescinden de la parte óptica, integrando todo en un par de chips de silicio. Eso se va a traducir en componentes lo bastante baratos como para montar varios de en un coche y va a acelerar la introducción en el mercado de la conducción autónoma de nivel 3 y 4.
M de de Mild Hybrid (híbrido ´suave´)
Los híbridos ´suaves´ serán la próxima gran ´moda´ entre los automóviles con motor térmico –Renault ya ofrece, desde mayo, este sistema en los Scénic y Grand Scénic 1.5 dCi 130 CV Hybrid–, ya que permiten ahorrar combustible y generar menos emisiones: en el Scénic, ahorra un 13% de carburante según el test de emisiones en conducción real –ver T de Test RDE y VLTP–, así como hasta un 10% de NOx.
La hibridación de estos vehículos pasa por sustituir su motor de arranque y su alternador por un generador–alternador alimentado a 48V y que, a través de una correa conectada al cigüeñal, aporta hasta 15 CV y 150 Nm que pueden ayudar al motor térmico en determinadas situaciones. Así, estos vehículos comienzan a circular sólo impulsados por el propulsor eléctrico, pueden apagar el motor de combustión a velocidades sostenidas y sumar la potencia del propulsor eléctrico a la del térmico en aceleraciones. Asimismo, pueden apagar el motor térmico cuando su velocidad disminuye por debajo de 20 km/h.
Por otro lado, el alternador a 48V transmite su energía a una segunda batería de 48V –adicional a la de 12V–, de donde se nutren muchos otros sistemas del vehículo –ver V de (48) Voltios – que, así, no necesitan obtener energía directamente del propulsor térmico, lo que también contribuye a reducir el consumo total.
En octubre de 2015, la Comisión Europea acordó los límites de emisiones aplicables en los test de conducción real –RDE–. Se definen como un grado de desviación del límite de emisiones de NOx establecido en la actual norma Euro 6 y, a partir del pasado 1 de septiembre –cuando ha entrado en vigor el RDE–, los vehículos de nueva homologación no podrán superar en más de 2,1 veces este límite –esto es, 168 mg NOx/km–. Es más, a partir de enero de 2020, este límite descenderá a 1,5 veces –120 mg NOx/km–. Para las unidades de vehículos ya homologados, el límite de 2,1 veces entrará en vigor en septiembre de 2019; y a partir de enero de 2021, se aplicará el tope de 1,5 veces.
Para alcanzar estos límites, los fabricantes están optando por diversas soluciones. Una es la utilización de aditivo Adblue –compuesto por una disolución al 32,5% de urea– que, en un catalizador denominado SCR, reacciona con los NOx para convertirlos en nitrógeno, agua y CO2. Otra son los sistemas de 48V: con ellos, los fabricantes pretenden emplear calefactores eléctricos para alcanzar y mantener más rápidamente la temperatura óptima de trabajo de los catalizadores.
O de (diodos) OLED
En los próximos años, el diseño de los faros y pilotos de los automóviles sufrirá una revolución. La culpa de ello la tendrán los oled, o lo que es lo mismo, diodos que se basan en capas en polímeros de origen orgánico que emiten luz cuando son atravesados por una corriente eléctrica. Son la evolución natural de los actuales led –ofrecen mayor eficiencia energética– pero, además, tienen la ventaja de que pueden depositarse fácilmente sobre superficies extensas o incluso flexibles, de forma que revolucionarán el diseño de las luces de los vehículos. Fabricantes de lámparas como Philips u Osram ya están experimentando con ellas, así como marcas como BMW o Audi –el próximo A8 ya incluirá esta tecnología para sus pilotos posteriores–.
P de parking entrenado
En los tres o cuatro próximos años, se generalizará la opción de que un coche reproduzca las maniobras realizadas por su conductor para aparcar por sí solo en la plaza de garaje de su dueño. Es el concepto de parking entrenado, y proveedores como Continental o Bosch ya trabajan en sistemas en los que, ya sea con el conductor dentro del vehículo –pero sin tocar nada– o bien desde fuera, mediante una app de smartphone; el vehículo pueda reproducir dichas maniobras con una exactitud de centímetros.
Para ello, los automóviles se ayudarán de sus sistemas de cámaras para realizar la trayectoria ´aprendida´, y de los sensores de ultrasonidos con el objetivo de no colisionar con ningún obstáculo imprevisto, por ej. un peatón que camine por detrás del vehículo.
Q de quinta generación (5G)
La quinta generación de transmisión inalámbrica de datos será la tecnología que, entre otras muchas cosas, permitirá el funcionamiento de los coches autónomos y su conexión con otros vehículos y con sistemas en la nube.
Cien veces más rápida que la actual 4G, la 5G no ofrece tan sólo la capacidad de transmitir mayor cantidad de datos, sino que también logra un avance fundamental: una reducción ´brutal´ de la latencia, esto es, el tiempo de respuesta que tarda un dispositivo en ejecutar una orden desde que se le envía la señal que la contiene. La 5G ofrece una latencia de apenas un milisegundo, cuando la 4G requiere al menos 10 milisegundos. Así, los coches autónomos podrán reaccionar con mayor rapidez ante cualquier incidente. Cuando se generalice, la red 5G también permitirá multiplicar por 100 el número de dispositivos –desde teléfonos a coches, pasando por neveras– conectados a ella.
R de radar
El radar es un sistema que es capaz de estimar la posición y velocidad de objetos a partir de la emisión de ondas de radio. Actualmente casi todos los fabricantes ofrecen en sus vehículos sistemas de control de crucero adaptativo o avisadores de ángulo muerto basados en esta tecnología. Los puntos débiles del radar son su uso del espacio radioeléctrico –existen pocas bandas de radio autorizadas para su aplicación–, su falta de resolución a la hora de localizar con total precisión la ubicación de los obstáculos, sus dimensiones, y la incapacidad para detectar materiales no metálicos o que no contengan agua –como el cemento o plástico–.
La clave para resolver los inconvenientes de los radares actuales es lograr fabricar dispositivos capaces de emitir en frecuencias más altas, ya que la frecuencia, el tamaño de la antena, la resolución y el coste de un radar están relacionados: así, duplicar la frecuencia se traduce en duplicar la resolución, al tiempo que el coste y el tamaño de la antena se reducen a la mitad. Para resolver sus inconvenientes, los fabricantes confían en conseguir fabricar dispositivos que funcionen a frecuencias más altas –a 80 GHz… o incluso más de 200 GHz– que los actuales –que emiten entre 24 y 76 GHz–. Con radares del tamaño de un sello y un precio comparable al de un sensor de aparcamiento por ultrasonidos, así como con una resolución algo peor –pero no por mucho– que un LIDAR, construir un coche autónomo será mucho más barato y sencillo.
S de SAE
La SAE –Sociedad de Ingenieros de Automoción, en inglés– es una organización internacional nacida en 1905 en EE.UU. que, en 2014, creó una clasificación de conducción autónoma que se ha convertido en el estándar genérico en todo el mundo. La SAE distingue entre seis niveles de conducción automatizada –desde la 0, nula; hasta la 5, la absoluta–. Por eso, si lees u oyes hablar sobre conducción autónoma nivel 1, 2, 3€ se refieren a los de la ilustración superior.
T de test WLTP y RDE
En vigor a partir del 1 de septiembre para los vehículos de nueva homologación, el test WLTP es el nuevo procedimiento de homologación en laboratorio de consumos y emisiones. Sustituye al actual NEDC y pretende ser mucho más preciso. Para ello, el WLTP contará, de entrada, con tres recorridos a realizar, dependiendo de en qué grupo –por ratio peso/potencia– se incluya el vehículo a homologar. Pero, además, tendrá lugar sobre una mayor distancia y a lo largo de más tiempo que el NEDC, a mayor velocidad… y, sobre todo, se efectuará sobre una selección de recorridos distinta: con cuatro fases en lugar de dos y haciendo mayor hincapié en el uso extraurbano. A partir de septiembre de 2018, se aplicará también a las nuevas matriculaciones de modelos existentes.
En cuanto a los test RDE, son pruebas de medición de emisiones contaminantes –de NOx, de CO2, de hidrocarburos€– que se realizarán en condiciones de uso real, mediante un sistema portátil de medición de emisiones. Ver N de NOx.
U de (movilidad) urbana
Por primera vez en la historia, más de la mitad de la población, el 58%, vive en las ciudades. La masificación de vehículos en ellas supone cada vez mayores problemas de estacionamiento y contaminación.
De ahí que se generalicen las iniciativas de cierre a los vehículos térmicos en las ciudades –países como Francia o Reino Unido quieren erradicar los vehículos gasolina y diésel para 2040, aunque Noruega quiere ´desterrarnos´ ya en 2025– o, como método alternativo de transporte, el nacimiento de más servicios de carsharing. Por ej., Renault y Ferrovial acaban de anunciar la creación de Zity, que a partir de octubre, y con 500 Zoe eléctricos, se convertirá en el tercer servicio de este tipo disponible en Madrid. Además, en los próximos meses, se espera que BMW y Seat lancen sus propios servicios en España.
V de (48) voltios
La hibridación ´suave´ –ver M de Mild Hybrid– abre la puerta a la electrificación de muchos otros dispositivos. Entre ellos, barras estabilizadoras accionadas por pequeños motores eléctricos, compresores eléctricos de aire que asistirán a los turbos para mejorar la entrega de par de los motores, compresores del aire acondicionado o otros sistemas auxiliares, como las conexiones de 220V del habitáculo, las bombas de agua y aceite del motor…
W de Wheel Concept
Continental ha desarrollado una nueva rueda pensada para vehículos eléctricos. Consiste en una llanta de aluminio que se separa en dos partes. Sobre el anillo exterior se monta el neumático –más estrecho y que reducirá en un 30% la resistencia a la rodadura, mejorando el consumo–; mientras que la pieza central incorpora, en su interior, un disco de freno de mayor diámetro que los actuales.
X de X to Car Communications
En un futuro cercano se va a producir la total comunicación entre automóviles, carretera y servidores centrales de datos de tráfico, navegación… El concepto de X to Car se hará patente en menos de cinco años, logrando una comunicación segura, rápida, eficaz y barata entre coches contiguos –o un vehículo y una central de datos– a través de Internet y de la red 5G.
Y de yacimientos
La expansión, en los próximos años, de los coches eléctricos e híbridos afronta un peligro fundamental a corto plazo: la escasez de los metales necesarios para su fabricación.
Uno de los materiales más solicitados para la fabricación de las baterías –no sólo de coches, sino también de móviles u ordenadores portátiles– es el litio. Tal es su demanda que, según la consultora Goldman Sachs, por cada 1% de aumento de la cuota mundial de vehículos eléctricos, la demanda de litio se incrementará en ¡70.000 toneladas/año! La buena noticia es que este elemento, llegado el caso, puede obtenerse del agua del mar, en la que se encuentra disuelto.
Otro caso similar es el cobalto, que, desde comienzo de año, ha doblado su precio en los mercados mundiales ¿El motivo? La previsión de un incremento fulgurante en su demanda.
El concepto de Visión Zero, que predica que ?ninguna muerte o herida de gravedad debida a los accidentes de tráfico es éticamente aceptable?, fue concebido en Suecia en 1994. Desde entonces, se ha extendido en los últimos 20 años al mundo occidental –hoy día, los accidentes de tráfico son la 9º causa mundial de muerte; pero para 2050 podría convertirse en la 5º– y a las grandes empresas relacionadas con el automóvil –lo predican, por ej., Continental o Goodyear–, impregnando todo lo relacionado con el tráfico. Dentro de la UE, por ej., se busca que las muertes por accidentes de tráfico se reduzcan desde las 57.100 acontecidas en el año 2000 a 15.750 para el 2020.
