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Vehículos Eléctricos e Hidrógeno: Transformando el Transporte hacia un Futuro Sostenible

Por. Reinaldo Penaloza

“De Combustibles Fósiles a Energía Limpia: El Auge de los Vehículos Eléctricos e Hidrogeno, explorando nuevas fronteras en la energía del transporte”

En los últimos años ha habido una creciente conciencia sobre la crisis del cambio climático y el calentamiento global en el planeta Tierra. Uno de los principales contribuyentes a este problema es la huella de carbono generada por los vehículos, tanto vehículos pesados como livianos. El resultado, muchas empresas y emprendedores han estado explorando diferentes fuentes de energía alternativas que podrían usarse en estas máquinas sin comprometer su eficiencia o eficacia, y al mismo tiempo reducir su huella de carbono. El principal objetivo ha sido eliminar los motores de combustión interna que dependen de combustibles fósiles como gasolina, diésel, petróleo y carbono. La solución, la energía eléctrica a través de motores eléctricos y baterías ha surgido como una alternativa popular para sustituir los motores de combustión interna. Esto ha llevado a la llegada de automóviles eléctricos y automóviles híbridos que utilizan tanto energía eléctrica como motores de combustión interna, lo que genera menores emisiones de gases en general.

El auge de vehículos eléctricos

El foco de atención volcada a las soluciones sostenibles y a la reducción de las emisiones de carbono está provocando el surgimiento de los vehículos eléctricos como un actor crucial en la configuración de nuestro mundo. En Estados Unidos, el gobierno está trabajando activamente para promover esta tecnología a través de la Ley Bipartidista de Infraestructura (BIL). Para lograr resultados prácticos, como resultado de esta iniciativa se creó la Oficina Conjunta de Energía y Transporte. Esta oficina conjunta está diseñada para fomentar la cooperación entre el Departamento de Energía de EE. UU. y el Departamento de Transporte de EE. UU. mediante la coordinación de sus recursos y experiencia. Su objetivo principal es apoyar varios programas que apuntan a construir una red de cargadores de vehículos eléctricos, infraestructura de combustible de cero emisiones y autobuses escolares y de tránsito de cero emisiones. Según lo indiquen ambos departamentos, el alcance de la Oficina Conjunta seguirá evolucionando.

Gracias a esta iniciativa, la popularidad de los vehículos eléctricos está aumentando en Norteamérica. El programa da prioridad a las comunidades rurales y urbanas que anteriormente no contaban con infraestructura de carga de vehículos eléctricos, con el objetivo de establecer una red de carga nacional confiable que eventualmente cubra los 50 estados, el Distrito de Columbia y Puerto Rico.

Los vehículos eléctricos han logrado avances significativos en términos de impacto ambiental. Son una mejor opción para el medio ambiente que los vehículos tradicionales de gasolina o híbridos, ya que no producen emisiones. Esto significa que no liberan contaminantes nocivos al aire. Además, ofrecen una experiencia de conducción más silenciosa y fluida. La tecnología detrás de los vehículos eléctricos está en constante evolución, lo que lleva a mejoras notables en su rendimiento y eficiencia. Cada nueva generación de vehículos eléctricos presenta autonomías de conducción más largas y tiempos de carga más cortos, gracias a los avances en la tecnología de baterías. Las baterías son cada vez más potentes y duraderas, lo que es un factor clave para el aumento del rendimiento y la eficiencia de los coches eléctricos. Uno de los beneficios más importantes de los coches eléctricos es que no requieren combustibles fósiles para funcionar. En cambio, dependen exclusivamente de la energía almacenada en sus baterías, lo que significa que no contribuyen al agotamiento de los recursos naturales ni a la contaminación causada por la extracción y refinación de combustibles fósiles. En resumen, si bien los vehículos eléctricos aún no son perfectos, son una tecnología muy prometedora y de rápido desarrollo que ofrece importantes beneficios sobre los vehículos tradicionales.

Según el Departamento de Energía de EE.UU. (fuente: https://afdc.energy.gov/data), actualmente hay 2.442.300 automóviles eléctricos registrados en EE.UU., lo que representa el 0,86% de todos los vehículos matriculados. California tiene el mayor número de automóviles eléctricos registrados en el país, seguida por Florida y Texas en segundo y tercer lugar, respectivamente, lo que hace que esta iniciativa sea aún más importante para dar forma al futuro del transporte sostenible.

El Hidrógeno como fuente potencial de energía.

El gráfico anterior destaca que el hidrógeno es una fuente potencial de energía que puede ayudar a reducir nuestra huella de carbono. Al ser el elemento químico más abundante en el planeta Tierra, el hidrógeno se puede aprovechar del agua o de la materia orgánica, lo que permite una producción sostenible de hidrógeno sin emisiones de CO2. Esta fuente de energía versátil y respetuosa con el medio ambiente puede desempeñar un papel crucial a la hora de afrontar el cambio climático, especialmente en sectores que resultan difíciles de electrificar, como la aviación y el transporte marítimo, así como la industria de automóviles.

El hidrógeno renovable, junto con el CO2 capturado, se puede utilizar para crear combustibles libres de emisiones y que se pueden utilizar en motores convencionales, como los de combustión interna. Además, el hidrógeno se puede utilizar en vehículos eléctricos de baterías de combustible. Una de las consultas más críticas en torno a esta solución se refiere a su producción. Como el hidrógeno nunca se encuentra aislado, hay que extraerlo de otros elementos. El hidrógeno renovable se puede obtener utilizando agua y electricidad de fuentes renovables. La electrólisis es el método más investigado, en el que un electrolizador alimentado por energía renovable (eólica o solar) divide la molécula de agua en hidrógeno y oxígeno, mientras que la foto electrocatálisis es otra tecnología viable que utiliza la luz solar y un material fotoactivo para producir hidrógeno sin electricidad.

En resumen, el hidrógeno ofrece un potencial significativo como fuente de energía limpia y sostenible que puede ayudar a combatir el cambio climático, especialmente en sectores difíciles de electrificar como la aviación y el transporte marítimo.

El peligro inherente asociado con todos los combustibles requiere la adopción de medidas de seguridad apropiadas para prevenir la presencia de los tres factores de combustión: combustible, oxidante (aire) y fuente de ignición (chispa o calor). Una comprensión profunda de las propiedades del combustible puede permitir el diseño de sistemas de combustible con controles y pautas de ingeniería adecuados para el manejo y uso seguro de los combustibles.

El hidrógeno como fuente de combustible ofrece varias propiedades que lo hacen más seguro de manipular y utilizar que los combustibles convencionales. Por ejemplo, el hidrógeno no es tóxico y, debido a su naturaleza más ligera que el aire, se disipa rápidamente cuando se libera, lo que da como resultado una dispersión relativamente rápida del combustible en caso de una fuga. Por tanto, el hidrógeno es una fuente de energía alternativa prometedora, que tiene potencial para un desarrollo significativo en el futuro próximo. Tiene la capacidad de generar eficiencias similares a las de los actuales motores de combustión interna que funcionan con combustibles fósiles. Además, no requiere una red extensa para cargar vehículos eléctricos con baterías eléctricas. Los motores existentes también pueden funcionar con hidrógeno con modificaciones mínimas.

Desde el punto de vista profesional como ingeniero mecánico y con experiencia en ingeniería de más de ocho años y más de cinco en el campo de motores, soy consciente de la necesidad de reducir la huella de carbono. Así mismo, es imperativo seguir explorando diferentes fuentes de energía alternativas más allá de depender de una única fuente. Esto permitirá contribuir positivamente al medio ambiente.