tag:blogger.com,1999:blog-84348393552941785032024-03-16T19:52:20.214+01:00Como consumir menos.comBlog sobre el ahorro de combustible en cochesRafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.comBlogger93125tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-59285257536565919132018-12-03T23:32:00.002+01:002018-12-29T21:57:07.956+01:00¿CUÁL ES LA MÁXIMA POTENCIA QUE NECESITA UN COCHE?<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
Esto es una continuación de este <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2012/08/la-potencia-el-enemigo-numero-tres-del_14.html">post</a></i> de hace unos años en el que se explicaba porque el consumo aumentaba con la potencia.<br />
<br />
Desde que el coche se popularizó a mediados del siglo pasado, la potencia de los coches ha ido progresivamente aumentando. Hoy en día nos parece lo normal tener coches tan potentes que prácticamente nunca se utiliza la máxima potencia disponible, para que nos entendamos es muy raro que se dé el caso de pisar el acelerador al máximo en el régimen de máxima potencia. En este <i>post</i> voy a trasladar los datos que conocemos cuando elegimos un coche a datos más fáciles de entender para un usuario, y de ahí que cada uno saque sus conclusiones sobre cuánta potencia necesita.<br />
<br />
Permitidme que os muestre un ejemplo de la tendencia de la que os estaba hablando, os muestro el primer verdadero deportivo que conocí cuando era adolescente, hace más de 30 años, el Audi Coupé del 80. No era la versión mítica Quattro que ganaba todos los <i>rallies,</i> pero para la época era un verdadero deportivo, y ese que mi padre lo compró de segunda mano:<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiOOZHyNIVzAJGkD7evtgkaYchlSwUFi4Zugifk-d4-8PCamjoT7GZeNQ7Z7znoBMCwLaCm3NTXht42RbPVSxOr-yPlLu6D_2ERZ9F82VrNVGSNyWGeTUyi7HujO8SAER5AeGheQDBDH24J/s1600/audi+coupe+1980.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="168" data-original-width="300" height="221" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiOOZHyNIVzAJGkD7evtgkaYchlSwUFi4Zugifk-d4-8PCamjoT7GZeNQ7Z7znoBMCwLaCm3NTXht42RbPVSxOr-yPlLu6D_2ERZ9F82VrNVGSNyWGeTUyi7HujO8SAER5AeGheQDBDH24J/s400/audi+coupe+1980.jpg" width="400" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
Foto gentileza de Audi</div>
<br />
Estas eran las características principales, totalmente representativas de la época, salvo por el número de cilindros, que eran 5, una solución muy típica de Audi en aquella época:<br />
<br />
<table border="1" cellpadding="3">
<tbody>
<tr>
<td>Número cilindros</td>
<td>5 cilindros en línea</td>
</tr>
<tr>
<td>Motor</td>
<td>gasolina atmosférico</td>
</tr>
<tr>
<td>Válvulas</td>
<td>2 válvulas por cilindro</td>
</tr>
<tr>
<td>Cilindrada</td>
<td>2 litros</td>
</tr>
<tr>
<td>Potencia máxima</td>
<td>115CV a 5900rpm</td>
</tr>
<tr>
<td>Cambio de marchas</td>
<td>5 velocidades manual</td>
</tr>
<tr>
<td>Neumáticos</td>
<td>175/70 R13</td>
</tr>
<tr>
<td>Peso en vacío</td>
<td>1175Kg</td>
</tr>
<tr>
<td>Aceleración 0-100Km/h</td>
<td>10,6sec</td>
</tr>
<tr>
<td>Aceleración 80-120Km/h</td>
<td>8,2 sec</td>
</tr>
<tr>
<td>Velocidad máxima</td>
<td>183Km/h</td>
</tr>
<tr>
<td>Relación peso/potencia</td>
<td>10,2Kg/CV</td>
</tr>
</tbody></table>
<br />
Los coches han mejorado mucho desde que este coche salió al mercado, casi 40 años después estas prestaciones se consiguen con cualquier coche familiar, por ejemplo, mi coche, un Ford S-MAX de 150CV tiene prestaciones equivalentes al Audi Coupé, y eso que lo único que tiene de deportivo es la S del nombre.<br />
<small>NOTA: mismos datos para mi coche actual: 4 cilindros en línea; turbodiésel; 4 válvulas por cilindro; 2 litros; 150CV a 3500rpm; 6 velocidades manual; 235/55 R17; 1725Kg; 10,7sec; 8,3sec; 198Km/h; 11,5Kg/CV.</small>
<br />
<br />
El equivalente actual podría ser el A5 Coupé con el motor menos potente de gasolina, que corresponde al motor TFSI de 140KW, y estas son sus características:<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgoibKbLULOera3LG_XO3Ay-SF3S0G1N0BcowSEOaFkoSMQsAZP_BJ_0fUaE2AFt8BNKQ4od6tguvvQusZFuYNZSAd0TTN_Y5qwQolrOOxDt_QWxx85JI62O04aKeUvtJVZXlsdhCyu840x/s1600/Audi+A5+Coup%25C3%25A9+2017.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="348" data-original-width="398" height="346" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgoibKbLULOera3LG_XO3Ay-SF3S0G1N0BcowSEOaFkoSMQsAZP_BJ_0fUaE2AFt8BNKQ4od6tguvvQusZFuYNZSAd0TTN_Y5qwQolrOOxDt_QWxx85JI62O04aKeUvtJVZXlsdhCyu840x/s400/Audi+A5+Coup%25C3%25A9+2017.jpg" width="400" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
Foto gentileza de Audi</div>
<br />
<table border="1" cellpadding="3"><tbody>
<tr><td>Número cilindros</td><td>4 cilindros en línea</td></tr>
<tr><td>Motor</td><td>gasolina turbo <i>intercooler</i></td></tr>
<tr><td>Válvulas</td><td>4 válvulas por cilindro</td></tr>
<tr><td>Cilindrada</td><td>2 litros</td></tr>
<tr><td>Potencia máxima</td><td>190CV a 6000rpm</td></tr>
<tr><td>Cambio de marchas</td><td>6 velocidades manual</td></tr>
<tr><td>Neumáticos</td><td>225/50 R17</td></tr>
<tr><td>Peso en vacío</td><td>1480Kg</td></tr>
<tr><td>Aceleración 0-100Km/h</td><td>7,2sec</td></tr>
<tr><td>Aceleración 80-120Km/h</td><td>5,2sec</td></tr>
<tr><td>Velocidad máxima</td><td>240Km/h</td></tr>
<tr><td>Relación peso/potencia</td><td>7,8Kg/CV</td></tr>
</tbody></table>
<br />
<br />
Queda clara la enorme progresión en 40 años. Este <i>post</i> trata de contestar a la pregunta cuánta potencia es necesaria para circular holgadamente con seguridad y comodidad, y para ello revisaré la potencia necesaria para conducción real en las condiciones típicamente más desfavorables:<br />
<br />
<b>Pendientes en autopista</b><br />
Esta es la condición más adversa que se puede encontrar un coche circulando a velocidad constante.<br />
<br />
La resistencia debido a una pendiente se comentaba en este <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2012/12/como-conducir-con-pendientes-para.html">post</a></i>:<br />
<div style="margin-left: 36.0pt;">
R = seno(θ)×M×g<br />
Donde:<br />
M – es la masa del coche<br />
g – es la aceleración gravitatoria<br />
θ – es la pendiente de la carretera</div>
<br />
La resistencia aerodinámica se comentaba en este <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2012/08/la-velocidad-el-enemigo-numero-un-del.html">post</a></i>:<br />
<div style="margin-left: 36.0pt;">
D = ½×ρ×V<sup>2</sup>×C<sub>D</sub>×S<br />
Donde:<br />
ρ - es la densidad del aire<br />
V - es la velocidad<br />
C<sub>D </sub>- es el coeficiente de resistencia aerodinámica, un número adimensional<br />
S - es la superficie frontal</div>
<br />
La resistencia de rodadura se comentaba en este <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2012/08/la-resistencia-de-rodadura-enemigo.html">post</a></i>:<br />
<div style="margin-left: 36.0pt;">
F<sub>r</sub> = C<sub>r</sub>×M×g<br />
Donde:<br />
M - es la masa del coche.<br />
g - es la aceleración gravitatoria<br />
C<sub>r</sub> - es un coeficiente de rodadura, un número adimensional</div>
<br />
La potencia necesaria será la suma de las tres resistencias multiplicada por la velocidad.<br />
<br />
Aplicación práctica a mi coche en las condiciones más desfavorables: 7 personas de 90Kg, pendiente del 7% y velocidad de 130Km/h, el resultado es:<br />
<div style="margin-left: 36.0pt;">
R = 1665N<br />
D = 703N<br />
F<sub>r</sub> = 262N<br />
Potencia = 94KW</div>
<br />
<small>NOTA: estos son los datos utilizados M = 2430Kg; g = 9,81m/s; sen(θ) = 0,0698; ρ = 1,3Kg/m3; C<sub>D</sub> = 0,313; S = 2,65m2; C<sub>r</sub>= 0,011.</small><br />
<br />
A esta potencia hay que añadir un margen de seguridad por las pérdidas de la transmisión, porque el régimen del motor no será el de máxima potencia, y un posible viento de cara. Pero los números que he hecho son muy extremos. Para la práctica totalidad de los coches será suficiente una potencia de 100KW (136CV).<br />
<br />
<b>Aceleración desde parado</b><br />
Salvo que tengas un coche eléctrico, buena parte de la potencia disponible no se utilizar para acelerar, especialmente cuando hay problemas de motricidad, cosa que ocurre en cualquier coche de tracción delantera a bajas velocidades, por eso no hay que fijarse en la potencia del coche sino en los tiempos de aceleración. El problema es que el tiempo de aceleración de 0 a 100Km/h (que es casi el mismo que el tiempo de aceleración de 0 a 60mph) no es nada intuitivo. Por eso lo he trasladado a metros desde parado, que es un dato mucho más intuitivo. El cálculo es muy sencillo si se asume que la aceleración es constante, obviamente la aceleración real dista mucho de ser constante, se trata simplemente de hacernos una idea aproximada de los metros recorridos:<br />
<br />
<div style="margin-left: 36.0pt;">
a<sub>m</sub> = ΔV/Δt<br />
V = V<sub>0</sub> + a<sub>m</sub>×t<br />
e = e<sub>0</sub> + V<sub>0</sub>×t + ½×a<sub>m</sub>×t<sup>2</sup><br />
<br />
Donde:<br />
<div style="margin-left: 36.0pt;">
a<sub>m</sub> - es la aceleración media<br />
ΔV - es el aumento de la velocidad que conocemos, típicamente de 0 a 100Km/h o de 80 a 120Km/h<br />
Δt - es el dato de partida, el tiempo de aceleración<br />
V - es la velocidad en función del tiempo<br />
e - es el espacio recorrido en función del tiempo</div>
</div>
<br />
En la siguiente tabla se muestran los metros recorridos:<br />
<br />
<table border="1" cellpadding="3">
<tbody>
<tr style="background-color: #ccffcc;">
<td>t(sec) 0-100Km/h</td>
<td>a<sub>m</sub> (m/s<sup>2</sup>)</td>
<td>e(m) a 50Km/h</td>
<td>e(m) a 100Km/h</td>
</tr>
<tr>
<td>5</td>
<td>5,56</td>
<td>17</td>
<td>69</td>
</tr>
<tr>
<td>6</td>
<td>4,63</td>
<td>21</td>
<td>83</td>
</tr>
<tr>
<td>7</td>
<td>3,97</td>
<td>24</td>
<td>97</td>
</tr>
<tr>
<td>8</td>
<td>3,47</td>
<td>28</td>
<td>111</td>
</tr>
<tr>
<td>9</td>
<td>3,09</td>
<td>31</td>
<td>125</td>
</tr>
<tr>
<td>10</td>
<td>2,78</td>
<td>35</td>
<td>139</td>
</tr>
<tr><td>11</td>
<td>2,53</td>
<td>38</td>
<td>153</td>
</tr>
<tr><td>12</td>
<td>2,31</td>
<td>42</td>
<td>167</td>
</tr>
<tr><td>13</td>
<td>2,14</td>
<td>45</td>
<td>181</td>
</tr>
<tr><td>14</td>
<td>1,98</td>
<td>49</td>
<td>194</td>
</tr>
<tr><td>15</td>
<td>1,85</td>
<td>52</td>
<td>208</td>
</tr>
</tbody></table>
<br />
Sorprende lo poco que le cuesta a un coche normal coger velocidad. Por ejemplo en mi caso, con un coche que acelere de 0 a 100Km/h en 15 segundos sería suficiente para casi cualquier circunstancia, es decir ese valor sería mi minio de aceleración aceptable. Si a mí me preguntan cuánto es la máxima potencia necesaria para salir desde parado diría 10 segundos. Eso permite en ciudad alcanzar la máxima velocidad permitida en 35 metros, y en un stop de incorporación a una carretera alcanzar los 100Km/h en menos de 150m. Y al menos yo no pagaría más por más potencia en mi coche. Cada uno que elija en función de sus necesidades.<br />
<br />
<b>Adelantamientos en carretera</b><br />
He dejado para el final la maniobra más exigente para la potencia, y además la más importante para la seguridad. La máxima velocidad a la que circulan los camiones en una carretera es de 80Km/h, por eso la aceleración desde los 80Km/h es tan importante, y por eso creo que es el principal dato que tienes que mirar cuando te compras un coche, y no la potencia. Si eres perezoso con el uso del cambio de marcha también puedes consultar las recuperaciones. Cuando en una revista te indican la aceleración de 80Km/h a 120Km/h es el tiempo que se obtiene acelerando con las marchas óptimas, y en muchos casos ese tiempo óptimo requiere utilizar el cambio de marchas (por ejemplo, de 3ª a 4ª velocidad). Las recuperaciones son las aceleraciones manteniendo en todo momento la misma marcha engranada, y obviamente los tiempos de recuperación siempre serán peor.<br />
<br />
Vayamos al caso que nos ocupa, el adelantamiento más difícil que te puedes encontrar: un camión grande tiene en el peor de los casos 25m, si además contamos 20m de distancia por detrás del camión para iniciar la maniobra, y 5m de distancia para superar el camión la distancia que tenemos que superar es de 50m. Y ¿cuál es la aceleración deseable? El mínimo para poder realizar la maniobra es alcanzar los 100Km/h en 50m, pero es una aceleración muy pobre, y por tanto la maniobra sería muy peligrosa. Para mí lo deseable es alcanzar 120Km/h. No necesito mucha más aceleración, porque a 120Km/h ya estamos circulando a una velocidad ilegal en España, de hecho, respetando el código de circulación sólo debes acelerar hasta 110Km/h, y a partir de ahí mantener esa velocidad hasta completar el adelantamiento. Además, 120Km/h ya es una velocidad muy elevada si es una carretera con curvas.<br />
<small>NOTA: recientemente la máxima velocidad en carreteras de doble sentido se ha reducido en España a 90Km/h (tal y como ocurre en muchos otros países de nuestro entorno), como en España sólo está permitido rebasar el máximo de la vía en <a href="http://revista.dgt.es/es/sabia-que/normas/2014/0217superar-el-limite-de-velocidad.shtml#.XARfa2hKjIU">20Km/h</a>, de ahí salen los 110Km/h.</small><br />
<small>NOTA2: Respecto a los 20m de distancia al camión, para realizar un adelantamiento seguro se debe dejar cierta distancia con el camión, de esta manera cuando empezamos a ocupar el carril contrario ya hemos ganado bastante velocidad. Adelantado a un coche no tiene mucha relevancia, pero en un camión de 25m es crítico para minimizar el tiempo que estamos ocupando el carril contrario.</small><br />
<br />
Si simplemente calculamos los metros que se recorren el coche obtenemos lo siguiente:<br />
<br />
<table border="1" cellpadding="3">
<tbody>
<tr style="background-color: #ccffcc;">
<td>t(sec) 80-120Km/h</td>
<td>a<sub>m</sub> (m/s<sup>2</sup>)</td>
<td>e(m) a 100Km/h</td>
<td>e(m) a 120Km/h</td>
</tr>
<tr>
<td>2</td>
<td>5,56</td>
<td>25</td>
<td>56</td>
</tr>
<tr>
<td>3</td>
<td>3,70</td>
<td>38</td>
<td>83</td>
</tr>
<tr>
<td>4</td>
<td>2,78</td>
<td>50</td>
<td>111</td>
</tr>
<tr>
<td>5</td>
<td>2,22</td>
<td>63</td>
<td>139</td>
</tr>
<tr>
<td>6</td>
<td>1,85</td>
<td>75</td>
<td>167</td>
</tr>
<tr>
<td>7</td>
<td>1,59</td>
<td>88</td>
<td>194</td>
</tr>
<tr>
<td>8</td>
<td>1,39</td>
<td>100</td>
<td>222</td>
</tr>
<tr>
<td>9</td>
<td>1,23</td>
<td>113</td>
<td>250</td>
</tr>
</tbody></table>
<br />
Es decir, aparentemente lo mínimo para poder salir a la carretera es 4 segundos, que corresponde a un deportivo de por ejemplo 250 o 300CV, y la aceleración deseable desde el punto de vista de la seguridad es de 2 segundos que corresponde al tiempo de un superdeportivo. Evidentemente los cálculos están mal, y el motivo es que mientras avanzamos el camión avanza con nosotros. Los 50 metros que estoy buscando es con respecto a la posición del camión que en este supuesto se mueve a 80Km/h. Cuando se corrige los metros teniendo en cuenta el movimiento del camión estos son los valores:
<br />
<br />
<table border="1" cellpadding="3">
<tbody>
<tr style="background-color: #ccffcc;">
<td>t(sec) 80-120Km/h</td>
<td>a<sub>m</sub> (m/s<sup>2</sup>)</td>
<td>Δe(m) 100Km/h</td>
<td>Δe(m) 120Km/h</td>
</tr>
<tr>
<td>4</td>
<td>2,78</td>
<td>5,56</td>
<td>22,22</td>
</tr>
<tr>
<td>5</td>
<td>2,22</td>
<td>6,94</td>
<td>27,78</td>
</tr>
<tr>
<td>6</td>
<td>1,85</td>
<td>8,33</td>
<td>33,33</td>
</tr>
<tr>
<td>7</td>
<td>1,59</td>
<td>9,72</td>
<td>38,89</td>
</tr>
<tr>
<td>8</td>
<td>1,39</td>
<td>11,11</td>
<td>44,44</td>
</tr>
<tr>
<td>9</td>
<td>1,23</td>
<td>12,50</td>
<td>50,00</td>
</tr>
<tr>
<td>10</td>
<td>1,11</td>
<td>13,89</td>
<td>55,56</td>
</tr>
<tr>
<td>15</td>
<td>0,74</td>
<td>20,83</td>
<td>83,33</td>
</tr>
</tbody></table>
<br />
Como ya he comentado para mí el mínimo aceptable es 9 segundos. Que no es tanto como lo que parece porque los primeros 4,5 segundos los inviertes en acelerar de 80 a 100Km/h detrás del camión (12,5m), y los otros 4,5 segundos los inviertes en recorrer los 37,5 metros restantes ocupando el carril contrario. De hecho, mi coche cargado con toda la familia y equipaje estará más o menos en este mínimo aceptable.<br />
<br />
Si me sobrara mucho dinero creo que lo máximo que estaría dispuesto a pagar es unos 6 segundos. En este caso invertirías unos 3,5 en recorrer los 12,5m anteriores detrás del camión hasta aproximadamente 105Km/h, después 2,5 segundos para alcanzar los 120Km/h y finalmente 1,5 segundos en completar a 120Km/h los 16,67 metros que te faltan para terminar el adelantamiento. En total el adelantamiento requiere 7,5 segundos, de los que 4 estás ocupando el carril contrario.<br />
<br />
Si por ejemplo tienes un buen deportivo con una aceleración de 4 segundos la mejora (con la restricción de no superar los 120Km/h) es la siguiente: tardas 3 segundos en recorrer 13m y alcanzar una velocidad de 110Km/h, luego otro segundo más en alcanzar 120Km/h y finalmente 2,5 segundos en completar a 120Km/h los 27,78 metros restantes. En total el adelantamiento requiere 6,5 segundos, de los que 3,6 estás ocupando el carril contrario. Más potencia que esta me parece absurda, porque ya cuando empiezas a dar alcance al camión has alcanzado los 120Km/h, y prácticamente estás todo el adelantamiento sin pisar el acelerador.<br />
<br />
Obviamente el caso que he presentado es el más desfavorable, en una carretera es muy muy poco probable encontrar un camión de 25m, los trailers normales miden 17m, y los trailers con remolque normalmente 19m.<br />
<br />
Animo a cada persona a realizar sus cálculos, los que os presento son los casos que veo más interesantes para un conductor interesado en respetar razonablemente las normas de circulación. Obviamente se pueden buscar situaciones en las que haya que estudiar más casos. Por ejemplo si vives en Alemania, y quieres circular hasta 200Km/h por autopista entonces te tendrás que fijar por ejemplo en la velocidad máxima suficiente (por ejemplo por encima de 225Km/h) y en el tiempo de aceleración de 0 a 200Km/h, (por ejemplo por debajo de 30 segundos).<br />
<small>NOTA: aunque a priori no impresione 30 segundos, implica pasar de 0 a 200Km/h en aproximadamente 1Km, lo que es suficiente para moverse por una autopista. No presento una tabla con aceleraciones de 0 a 200Km/h porque en aceleraciones tan largas la aceleración dista mucho de ser constante (va disminuyendo muy acentuadamente cuando nos acercamos a 200Km/h), y por tanto las distancias pueden variar cientos de metros entre 2 coches con mismo tiempo de aceleración, cosa que no es tan acusada en las otras dos tablas presentadas.</small></div>
</div>
Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-78535452265631641512018-11-25T00:09:00.000+01:002018-11-25T00:33:09.946+01:00MOTORES COHETE III - 25 AÑOS PARA LLEGAR A LA LUNA, 50 SIN VOLVER<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
...Continuación <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2018/11/el-motor-cohete-ii-la-carrera-espacial.html">post</a></i> anterior.<br />
<br />
Ya he revisado los mayores hitos históricos:<br />
<ul>
<li>Primer cohete que alcanzó el espacio - el V2 en 1944</li>
<br />
<li>Primer satélite artificial - el Sputnik 1 en 1957</li>
<br />
<li>Primer hombre en orbitar la tierra - Yuri Gagarin en 1961</li>
<br />
<li>Primeros hombres en la luna - Neil Armstrong y Edwin E. Aldrin en 1969</li>
</ul>
<br />
Es decir, la humanidad tardó 25 años en ir de la nada en los vuelos espaciales a pisar la Luna. Pero después de 50 años no es que no hayamos llegado a Marte, es que ni siquiera hemos vuelto a la Luna.<br />
<br />
Empecemos haciendo un repaso de estos últimos 50 años en el lado Soviético. La URSS no fue capaz de desarrollar un cohete pesado como el Saturno V, así que no pudo competir en enviar un hombre a la Luna. La réplica era el cohete <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/N-1_(cohete)">N-1</a>, pero el desarrollo se retrasó y fracasaron los primeros lanzamientos. Durante muchos años sólo tuvieron como lanzador pesado los cohetes <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Prot%C3%B3n_(cohete)">Protón</a>. En 1971 se anotaron el último gran hito de la carrera espacial, el lanzamiento de la primera estación espacial la Salyut 1. Aunque la estación más famosas fue la estación <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Mir_(estaci%C3%B3n_espacial)">MIR</a> (1986 a 2001) que estuvo ocupada más de 12 años y recibió más de 100 visitas entre tripulaciones y suministros. Con la perspectiva histórica de 50 años podemos decir que la URSS nunca pudo competir con EEUU en medios ni en capacidad tecnológica, pero en conjunto ganó la carrera espacial, porque con menos medios fue capaz de apuntarse 3 de los grandes hitos, mientras que Alemania y EEUU sólo se apuntaron uno.<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjtibH3AP93WWROgIrS6YxcycUiKzuWpB83icL6v31GQBUwxMJoqjnDwYx7TkNmxAYj_GXrDHV13CNHVctIsEgo6qj44zRSd_0-82i5_Bb6ybAtohciAeDtEiA1Pq3iAjN25bNCoNOmI_lL/s1600/Estaci%25C3%25B3n+MIR.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="480" data-original-width="502" height="305" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjtibH3AP93WWROgIrS6YxcycUiKzuWpB83icL6v31GQBUwxMJoqjnDwYx7TkNmxAYj_GXrDHV13CNHVctIsEgo6qj44zRSd_0-82i5_Bb6ybAtohciAeDtEiA1Pq3iAjN25bNCoNOmI_lL/s320/Estaci%25C3%25B3n+MIR.jpg" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
Estación MIR</div>
<br />
En estados unidos el programa Apolo acabó tan rápido como había comenzado. En 1972 la tripulación del Apolo 17 fue la última en pisar la Luna. En 1973 pusieron en órbita la réplica a las estaciones espaciales Soviéticas, el <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Skylab">Skylab</a>. Pero esta estación que a priori era muy prometedora porque era mucho mayor que las Salyut a penas se ocupó unos meses. A partir de aquí EEUU puso todo su esfuerzo en el programa de los <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Transbordador_STS">transbordadores espaciales</a>. El transbordador fue un alarde de técnica porque reutilizaba un gran número de componentes. Pero globalmente fue un fiasco, porque contrariamente a lo que estaba previsto encarecía enormemente los vuelos espaciales, y además no era suficientemente seguro, como demostró el accidente del Challenger en 1986 y el Columbia en 2003.<br />
<br />
El resto del mundo no ha hecho nada comparable a los programas espaciales de la URSS o EEUU. Y el futuro no es en estos momentos prometedor. La URSS en sus últimos años desarrolló el cohete pesado Energía y el transbordador espacial Buran, pero ambos proyectos fueron desmantelados cuando se desintegró la URSS, desde los 90 Rusia al menos ha tenido una contribución clave en la <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Estaci%C3%B3n_Espacial_Internacional">Estación Internacional</a>. Muchos de los principales módulos son de fabricación Rusa, además atesoran más experiencia que ningún otro país y finalmente son el único país capaz de enviar tripulaciones a la estación. Pero en un futuro cercano Rusia no tiene previsto reactivar la carrera espacial, y la Estación Internacional no ha aportado nada revolucionario a lo que se consiguió con la MIR.<br />
<br />
Por su parte EEUU no dispone de vehículo tripulado desde 2011. En este momento está desarrollando la cápsula <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Orion_(spacecraft)">Orión</a> que básicamente es una cápsula Apolo modernizada. Y que es lanzada por un cohete químico convencional.<br />
<br />
Y la pregunta es ¿por qué se ha avanzado tan poco en 50 años?<br />
<br />
El argumento repetido mil veces es que no se destinan suficientes recursos: esto es cierto para la URSS, que simplemente desapareció. Pero no es cierto para EEUU. Es cierto que no se destinan tantos recursos como en el programa Apolo, como se muestra en esta gráfica:<br />
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<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgP3GqqgDxXzUE-MwcCvuw5rgd2dCWw96O99Cbx_0UZvG6WdvZ3dOBbxpLQWXrg3qW0RE-CAPBinCJx36Gf-R9FFR03gX7K8Eh8y5fep0YIUn7NGppkIaCYO57DQTlJKEP8IZUWsOnIUiE2/s1600/NASA-Budget-Federal.svg.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="589" data-original-width="1151" height="324" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgP3GqqgDxXzUE-MwcCvuw5rgd2dCWw96O99Cbx_0UZvG6WdvZ3dOBbxpLQWXrg3qW0RE-CAPBinCJx36Gf-R9FFR03gX7K8Eh8y5fep0YIUn7NGppkIaCYO57DQTlJKEP8IZUWsOnIUiE2/s640/NASA-Budget-Federal.svg.png" width="640" /></a></div>
Fuente Wikipedia. Se muestra el presupuesto dedicado a la NASA como porcentaje del presupuesto total de la federación.<br />
<br />
Pero hay que tener en cuenta dos cosas. Primero que la economía de EEUU ha crecido enormemente desde los años 60, por lo que un 1% del presupuesto federal en 2018 debería cundir mucho más que un 1% de 1960. Segundo que han pasado muchos más años. El gasto realizado entre el 60 y el 72 que corresponde al programa Apolo es comparable al gasto realizado entre el 73 y la actualidad, pero no se ha conseguido ningún hito significativo, ni una estación permanente en la Luna, ni un vehículo espacial reutilizable eficaz, ni una misión tripulada a Marte.<br />
<br />
El motivo tiene que ser otro, y para mí son fundamentalmente dos motivos:<br />
<ol>
<li>EEUU es en estos momentos, y en un futuro cercano, la única esperanza para la humanidad. Pero la NASA y el complejo industrial que hay detrás de subcontratistas privados son más ineficientes de lo que lo fueron en el programa Apolo. No solamente se ha perdido la ilusión de los 60, se ha perdido la capacidad de hacer las cosas a un precio razonable.</li>
<br />
<li>El motor cohete no sirve. No se puede mejorar, nos permitió pisar la Luna, pero no nos permitirá conquistar el universo. Es una herramienta aceptable para enviar sondas espaciales a explorar el sistema solar, o para lanzar satélites artificiales, pero no sirve para establecer colonias en la Luna y menos en Marte. Cada euro o dólar invertido en los programas tripulados actuales es dinero desaprovechado, que se podría dedicar a otras necesidades de la humanidad o a desarrollar otros sistemas de lanzamiento más eficientes, que sí nos permitirán conquistar el universo.</li>
</ol>
En los siguientes <i>posts</i> me centraré exclusivamente en el motor cohete, y porque el motor de mayor rendimiento termodinámico es tan extraordinariamente malo.<br />
<br />
Continuará...</div>
</div>
Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-77063535263335094662018-11-18T22:47:00.002+01:002018-11-19T19:52:28.186+01:00POR QUÉ REDUCIR LAS EMISIONES DE CO2 NO VA A RESOLVER EL PROBLEMA<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
Estimado lector, en este primer <i>post</i> sobre cambio climático lo más urgente es explicar la cruda realidad a la que nos enfrentamos la humanidad. La realidad es que el cambio climático ya ha empezado. Y no se detendrá, aunque reduzcamos drásticamente las emisiones de CO<sub>2</sub>.<br />
<br />
Asumo que cualquiera que me está leyendo sabe en que consiste el fenómeno del <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Calentamiento_global">calentamiento global</a>, en que consiste el <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_invernadero">efecto invernadero</a>, y que lo estamos causando fundamentalmente los humanos. Considero una pérdida de tiempo explicar estos dos conceptos explicados mil veces en otros sitios, os he dejado los <i>links</i> a la Wikipedia donde se explica con rigor y con numerosas referencias. Respecto a material videográfico propongo tres recomendaciones:<br />
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<ul>
<li><a href="https://www.youtube.com/watch?v=ilqqhNR8NX0"><b>El capítulo 4 de la serie Cosmos</b></a> de Carl Sagan 1980. Descubrí esta serie en mi niñez, 30 años después sigue teniendo interés toda la serie (13 capítulos).</li>
<small>NOTA: además se da la circunstancia que uno de los <i>papers</i> que formaban la tesis doctoral de Carl Sagan estudiaba la atmósfera de Venus, se titulaba "<a href="https://archive.org/details/nasa_techdoc_19630039653">The radiation balance of Venus</a>" y valoraba el enorme efecto invernadero de su atmósfera antes de que las sondas espaciales realizaran mediciones precisas.</small><br />
<br />
<li><b>Una verdad incómoda</b> de Davis Guggenheim 2006. Este documental se hizo muy famoso en su momento, supongo que quien lo presentaba ayudó mucho: Al Gore exvicepresidente de EEUU y candidato a la presidencia en 2000.</li>
<br />
<li><b>El capítulo 12 de la serie Cosmos</b> de Neil deGrasse Tyson 2014. Esta serie es una secuela y también un homenaje a la serie original de Carl Sagan. Sigue como guionista Ann Druyan que fue la mujer de Carl Sagan, y aunque no tenga el impacto que la serie original sigue siendo interesante.</li>
</ul>
<br />
Volvamos al tema que nos ocupa, y empecemos probablemente con lo más obvio, la evolución de las concentraciones de CO<sub>2</sub>, esto son datos recientes de <a href="http://www.climate.gov/">www.climate.gov</a>:<br />
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<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhfBBBkknuYL9aM-CrPt0D5KmWaWR1OOI5UANiYWh3urCotH481XtJqepvH-bFhVrymfdTDUStjGlu6yg8qd90snyxBYEv3I-PAaWtA2DqCjrvv4vDzs0IK4mZ84TjLOVABQ2XVwpqdnTki/s1600/paleo_CO2_2017_lrg.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="266" data-original-width="620" height="273" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhfBBBkknuYL9aM-CrPt0D5KmWaWR1OOI5UANiYWh3urCotH481XtJqepvH-bFhVrymfdTDUStjGlu6yg8qd90snyxBYEv3I-PAaWtA2DqCjrvv4vDzs0IK4mZ84TjLOVABQ2XVwpqdnTki/s640/paleo_CO2_2017_lrg.gif" width="640" /></a></div>
<br />
<small>NOTA: atención a lo abrupto de la pendiente de la línea en trazo discontinuo. Lo que nos está indicando es que la concentración de CO<sub>2</sub> está aumentando aproximadamente 100 veces más rápido de las subidas abruptas del pasado.</small><br />
<br />
En 800.000 años el pico fue de 300ppm hace más de 300.000 años, más o menos cuando se estima que empezó nuestra especie en alguna región de África. Progresivamente el homo sapiens ha ido ocupando todo el planeta y afectado notablemente al planeta, pero sin modificar apreciablemente nuestra atmósfera hasta el año 1800, en ese momento algunos de los 1000 millones de humanos que habitaban la tierra empezaron a quemar en cantidades apreciables combustibles fósiles. Para principios del siglo 20 la población de la tierra alcanzó los 2000 millones, y además ya no solo unos pocos, buena parte de la humanidad quemaba combustibles fósiles. En el año 1960 la población alcanzó los 3000 millones y la concentración de CO<sub>2</sub> alcanzó el máximo desde que habitamos la tierra, como decía 300ppm. Esto es lo que ha pasado desde entonces:<br />
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<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhDdFZJt_AjWkCPcAAMbapsFWli8Rvn6pyrmIttv4U1ZMT77Yjnyb2zvt3QppVW0eqtwV7qkeu-xukr0Kcg0P9jGgSUGQFFLnbEqTvrU1FaMs324p5qaJyQr-1AqXq_3KsfuaVdFhfFcwzx/s1600/CO2+1970-2017.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="314" data-original-width="620" height="323" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhDdFZJt_AjWkCPcAAMbapsFWli8Rvn6pyrmIttv4U1ZMT77Yjnyb2zvt3QppVW0eqtwV7qkeu-xukr0Kcg0P9jGgSUGQFFLnbEqTvrU1FaMs324p5qaJyQr-1AqXq_3KsfuaVdFhfFcwzx/s640/CO2+1970-2017.png" width="640" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
Fuente www.climate.gov</div>
<br />
Es decir, en los últimos 50 años, aun a sabiendas de las consecuencias, la humanidad ha hecho muy poco para controlar las emisiones de CO<sub>2</sub>, y si a esto añadimos que la población casi se ha triplicado hasta los casi 8000 millones; obtenemos este resultado, no solo aumentan las emisiones, sino que aumentan cada vez más rápido. Obviamente se obtiene la misma conclusión cuando se observa el consumo de energía del mundo:<br />
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<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhLF_cnStMh91D4PUKnXsHPNzqJpGf_0YAmBURf9rYzd28WLSA-agJkQfwjwrR2tl1tKMeU_17w8XdaKGRav7453YLrC2bdpAqVr2VyyIYNWjJvhVdNlMHKmzpuF8NdkCPEiJLPV_BCYZGj/s1600/Consumo+energ%25C3%25A9tico+mundial.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="478" data-original-width="640" height="478" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhLF_cnStMh91D4PUKnXsHPNzqJpGf_0YAmBURf9rYzd28WLSA-agJkQfwjwrR2tl1tKMeU_17w8XdaKGRav7453YLrC2bdpAqVr2VyyIYNWjJvhVdNlMHKmzpuF8NdkCPEiJLPV_BCYZGj/s640/Consumo+energ%25C3%25A9tico+mundial.png" width="640" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
Fuente Wikipedia</div>
<small>NOTA: en esta gráfica hay que añadir otras emisiones de origen humano que no tienen que ver nada con la generación de energía. Por ejemplo, dos fuentes muy importantes de gases de efecto invernadero son los incendios forestales provocados y las emisiones de metano por la digestión del ganado.</small><br />
<br />
Además, nunca hay que olvidar que el CO<sub>2</sub> es responsable de dos tercios del efecto invernadero. Seguidamente os muestro la influencia de los diversos gases de efecto invernadero en los últimos 40 años:<br />
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<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEheh-UKptQCOCp7gNDcwNIpF4DVp6qQFMddIEJ-kdPHXWWMA5ihJX65IjQtvSrsmSo1rdetpIRJAcV3X4DwBOOpOe5bo7J15BnOPBWz6nybEVQg17UBsWvgnB0Lo_gXEMGcTogho5xMiFIk/s1600/aggi_stackedarea_1979-2017_620.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="380" data-original-width="620" height="392" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEheh-UKptQCOCp7gNDcwNIpF4DVp6qQFMddIEJ-kdPHXWWMA5ihJX65IjQtvSrsmSo1rdetpIRJAcV3X4DwBOOpOe5bo7J15BnOPBWz6nybEVQg17UBsWvgnB0Lo_gXEMGcTogho5xMiFIk/s640/aggi_stackedarea_1979-2017_620.jpg" width="640" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
Fuente www.climate.gov</div>
<br />
Téngase en cuenta que la vida de todos estos gases en la atmósfera se estima en el rango de décadas, a lo sumo del orden del sigo, salvo una notable excepción: el CO<sub>2</sub>. El ciclo de CO<sub>2</sub> es extraordinariamente complejo porque hay muchos sumideros y fuentes naturales, en particular el agua absorbe una parte del CO<sub>2</sub> que emitimos, pero parece que hay consenso en que parte del CO<sub>2</sub> que emitimos tardará del orden de milenios en absorberse por procesos naturales.<br />
<small>NOTA: hay alguna excepción. Por ejemplo, el CFC 115 de formulación química C<sub>2</sub>ClF<sub>5</sub> tarda milenios en descomponerse en la atmósfera, pero su concentración es muy pequeña.</small><br />
<br />
Por tanto, aunque mañana mismo todos los países del mundo aprobaran un auténtico acuerdo para eliminar la práctica totalidad de las emisiones, se invirtieran recursos ingentes y pongamos en 20 años la humanidad consiguiera reducir sus emisiones a niveles pongamos del siglo XIX sería demasiado tarde. Nos enfrentaríamos a un larguísimo periodo con concentraciones de CO<sub>2</sub> por encima de 450ppm, y dejaríamos a nuestros descendientes un mundo mucho peor del que nos dejaron nuestros padres.<br />
<br />
Una vez se asume que reducir las emisiones de CO<sub>2</sub> y otros gases de efecto invernadero es necesario, pero no suficiente para resolver el problema, es cuando empiezas a entender que la humanidad tiene que empezar a trabajar seriamente en la ingeniería climática, y de eso hablaré en los siguientes <i>posts</i>.<br />
<br />
Continuará...<br />
<br /></div>
</div>
Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-57005266788132808682018-11-01T22:17:00.000+01:002018-11-17T11:44:13.526+01:00EL MOTOR COHETE II - LA CARRERA ESPACIAL<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
...Continuación <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2018/10/el-motor-cohete-i-revision-historica.html">post</a></i> anterior.<br />
<br />
Acabó la segunda guerra mundial y la bomba atómica se convirtió en el arma estratégica por excelencia de las 4 potencias aliadas. Y para lanzar las bombas hacía falta bombarderos capaces de llegar hasta el enemigo, en el caso de Reino Unido a "sólo" 2500Km de Moscú bastaba con bombarderos ineficiente pero de crucero muy rápido, y en particular el que más se construyó fue el <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Avro_698_Vulcan">Vulcan</a> de Avro que a duras penas podía acercarse a Moscú, ya que tenía un alcance de algo más de 4000Km. Francia ni siquiera desarrollo nunca bombarderos estratégicos, lo más parecido fue el <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Avro_698_Vulcan">Mirage IV</a> de Dassault que sólo podía aspirar a cruzar el telón de acero sin acercarse a Moscú. En cambio, en la URSS y EEUU la cosa fue totalmente diferente. Fabricaron una gran cantidad de bombarderos estratégicos de largo alcance, ya que la distancia entre los dos países es enorme. Por ejemplo, entre Nueva York y San Petersburgo casi 7000Km, o entre Anchorage (capital Alaska) y Vladivostok (mayor ciudad en el lejano oriente ruso) es de 5000Km. En el caso de la URSS destacó por su alcance el <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/T%C3%BApolev_Tu-95">Tu-95</a> de Túpolev con un alcance enorme para la época de 15.000Km, que va camino de alcanzar los ¡70 años! en servicio. En el caso de EEUU destacó el B-47 de Boeing, del que se fabricaron más de 2000 unidades, pero probablemente el más famoso sea el <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Boeing_B-52_Stratofortress">B-52</a> también de Boeing, con un alcance comparable al Tu-95, y comparte la particularidad que entró en servicio casi a la vez que el Tu-95, y también ¡todavía sigue en servicio!<br />
<br />
Pero los bombarderos estratégicos de largo alcance eran demasiado lentos. Aunque los primeros aviones supersónicos eran contemporáneos (Charles Elwood Yeager fue el primer hombre en romper la barrera del sonido en el 47) no podían conseguir alcances tan grandes. Ni siquiera los bombarderos actuales pueden conseguirlo. El avión supersónico más grande que existe es el Túpolev Tu-160 y sólo tiene un alcance de unos pocos miles de kilómetros a velocidad supersónica. Así que la solución para hacer llegar las bombas más rápido fue abandonar la atmósfera, es decir hacer llegar las bombas mediante un misil balístico, lo que se conoce usualmente por sus siglas en inglés ICBM - <i>InterContinental Balistic Missil</i>.<br />
<br />
Siguiendo el orden histórico de los acontecimientos vamos a poner el foco en la URSS, y en su diseñador jefe más famoso: <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Sergu%C3%A9i_Koroliov">Serguei Koroliov</a>. Este ingeniero aeronáutico estaba muy interesado en los motores cohetes desde mucho antes de la segunda guerra mundial, pero como muchos Soviéticos acabó con sus huesos en un gulag, por cierto, presuntamente denunciado por el otro gran ingeniero aeroespacial Soviético, <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Valent%C3%ADn_Glushk%C3%B3">Valentin Glushko</a>. Estuvo a punto de morir, pero para la grandeza de la Unión Soviética sobrevivió. Durante la segunda guerra mundial trabajó en aviones clave para la aviación Soviética. Su oportunidad llegó al acabar la guerra. Participó en uno de los grandes botines de guerra, el programa V2. Miles de ingenieros y científicos alemanes fueron expatriados a la URSS junto con multitud de material. El V2 demostró ser un misil demasiado pequeño e impreciso, Stalin tenía como prioridad nacional el desarrollo de misiles intercontinentales, y había que hacerlo con tecnología nacional. Después de numerosos desarrollos la oficina de Koroliov consiguió el primer misil intercontinental digno de tal nombre: el <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/R-7_Semiorka">R-7 Semiorka</a> (designación OTAN SS-6):<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiVjkcKCVUDqG138QXxjX2qNLxoB0yZwYi0dAB_E3qbmkbL3GVtO9PkUBey8nIQ3m1JJZ0nmSDHR4Bdq59vfN3wdaYEK4dNLQO9UmsnwE2UyPaYUblXDWdqmPeS3PR7K25vlgHK2-26fhGL/s1600/R7.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="288" data-original-width="200" height="400" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiVjkcKCVUDqG138QXxjX2qNLxoB0yZwYi0dAB_E3qbmkbL3GVtO9PkUBey8nIQ3m1JJZ0nmSDHR4Bdq59vfN3wdaYEK4dNLQO9UmsnwE2UyPaYUblXDWdqmPeS3PR7K25vlgHK2-26fhGL/s400/R7.jpg" width="277" /></a></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div style="text-align: center;">
Imagen del prototipo inicial.</div>
<br />
Vamos a ponernos en contexto, estamos en el año 1957 y este misil tiene todos los ingredientes para iniciar la carrera espacial a destacar:<br />
<ul>
<li>Utilizaba varias etapas. Esto es necesario para el vuelo espacial, ya que para poner en órbita una carga mediante motores cohetes químicos se necesitan al menos dos etapas. Además, utilizaba una de las configuraciones más típicas mediante <i>boosters</i> que ayudan a la etapa principal durante los primeros segundos del lanzamiento.</li>
<li>Una gran masa para poder lanzar cargas importantes. En la configuración inicial casi 300 toneladas. La carga de pago eran 3000Kg, mucho más de lo necesario para una bomba atómica.</li>
<li>Extraordinariamente seguro. Esto es remarcable para ser el primer ICBM, y de hecho la URSS tardó décadas en conseguir un sistema de lanzamiento tan fiable y seguro como han sido y son la familia de lanzadores que inició el R-7.</li>
<li>Muy preciso para la época, aunque ahora parece poca cosa. Un sistema de guiado más sofisticado que las V-2 permitía lanzar una carga a muchos miles de kilómetros con una precisión de 5Km. Además, se utilizaban varios motores para el control del cohete lo que permitía el guiado en el vacío. </li>
</ul>
En realidad, el R-7 tenía grandes limitaciones como ICBM, era enormemente complejo, grande y caro. Al utilizar como oxidante oxígeno líquido, un líquido criogénico, obligaba a carga el oxígeno justo antes del lanzamiento, y se requería varias horas para preparar el misil para un lanzamiento, tampoco se podía lanzar desde silos bajo tierra. Y por eso se retiró de servicio en el 68 cuando ya habían disponible otros ICBM's realmente operativos. Y a partir de aquí empiezan los 10 años más famosos de la guerra fría, lo que se acuñó como la carrera espacial. De hecho, ya antes de que el R7 fuera operativo estaba previsto incorporar una tercera etapa para conseguir un verdadero cohete espacial.<br />
<br />
El primer gran hito fue el Sputnik, casi indistinguible del R-7, pero gracias a la pequeña tercera etapa colocó en órbita el primer satélite artificial, el Sputnik 1 en el mismo año (1957).<br />
<br />
En 1961 justo cuatro años después se alcanzó el segundo gran hito, el Vostok puso en órbita Yuri Gagarin.<br />
<br />
Sólo 5 años después se lanzó el primer cohete Soyuz, que ha sido desde entonces el único lanzador tripulado de la URSS, luego Rusia y de todo el mundo desde que se retiró el Trasbordador espacial en 2011. En la siguiente foto el Soyuz FG que es la última versión disponible:<br />
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<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhUPnVx1-67xF0oDURdvyfG5j5ZHhD64HcjNr7eHYgj5pZFBns_fXMFcb20qza6v8e1GmLDcpKJ_geNH5mb86_zwJJMr7IeidFPjXsTf9lgILpUiCaCXd6g0dn-c3s6KbTGFxM3-1CdhNdb/s1600/Soyuz.PNG" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="440" data-original-width="358" height="320" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhUPnVx1-67xF0oDURdvyfG5j5ZHhD64HcjNr7eHYgj5pZFBns_fXMFcb20qza6v8e1GmLDcpKJ_geNH5mb86_zwJJMr7IeidFPjXsTf9lgILpUiCaCXd6g0dn-c3s6KbTGFxM3-1CdhNdb/s320/Soyuz.PNG" width="260" /></a></div>
<br />
Como veis, 60 años después, sigue siendo en esencia el misil R-7 con una tercera etapa.<br />
<br />
Siguiendo el orden cronológico de las cosas nos vamos a otro momento histórico. El 25 de mayo de 1961 el presidente de EEUU J. F. Kennedy anuncia que antes de que acabe la década el hombre pisará la luna. En aquel momento EEUU ni siquiera era capaz de poner un hombre en órbita, y el programa Apolo sólo tenía un año de vida. En 1962 sólo disponía del minúsculo cohete Atlas de 120 toneladas también derivado de un ICBM, y que únicamente podía poner en órbita baja a un único astronauta. En 1965 el cohete Titan II de 154 toneladas permitió colocar en órbita a dos astronautas.<br />
<br />
Pero en paralelo EEUU estaba preparándose para la luna. El Saturno I con una masa de 500 toneladas fue lanzado en 1961, y en 1967 lanzó por primera vez el colosal Saturno V de casi 3000 toneladas. En paralelo se desarrolló todo lo necesario para poder pisar la luna: la cápsula Apolo para 3 tripulantes, el módulo lunar y el módulo de servicio que permitía volver desde la luna. También en 1967 se produjo la mayor desgracia del programa, toda la tripulación del Apolo 1 falleció en un incendio durante una prueba de la cápsula. Pero esto no frenó el programa, todo lo contrario, la velocidad de los acontecimientos es vertiginosa:<br />
<br />
Apolo 7 (11 de octubre de 1968) - primer vuelo tripulado del programa Apolo. Lanzador Saturno I.<br />
Apolo 8 (21 de diciembre de 1968) - se lanzó con éxito el Saturno V con tripulación.<br />
Apolo 9 (3 de marzo de 1969) - se prueban todos los sistemas, incluida una salida extravehicular.<br />
Apolo 10 (18 de mayo de 1969) - el módulo lunar roza la luna, quedándose sólo a 15Km de la superficie, y fotografía posibles lugares de alunizaje para el Apolo 11.<br />
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Para terminar el 20 de julio de 1969, en el plazo pronosticado por Kennedy, el Apolo 11 consiguió poner dos hombres en la luna: Neil Armstrong y Edwin E. Aldrin. No encuentro palabras para explicar la increíble dificultad técnica que supuso el Programa Apolo, ni el enorme poderío que demostró EEUU. Es casi milagroso que en menos de 10 años EEUU pasara de la nada en vuelos espaciales a poner 2 hombre en la luna. En una época en la que entre otras cosas tuvo un extraordinario gasta militar por la Guerra de Vietnam, que estaba en su máximo apogeo, y por la guerra fría (si exceptuamos las dos guerras mundiales, nunca EEUU ha gastado tanto en armamento en términos de GDP como en las décadas de los 50 y los 60). El entusiasmo con el que se vivió el programa Apolo nunca se ha vuelto a repetir. En su pico se estima que 400.000 personas trabajaban para el programa Apolo. Hay muy pocos precedentes en la historia de cientos de miles de personas trabajando juntos en algo que no tenga que ver con la guerra.<br />
<small>NOTA: me he entretenido en buscar precedentes históricos. Algunos ejemplos en los que trabajaron menos de 100.000 personas: la gran pirámide de Giza; obras del imperio Romano como el acueducto de Constantinopla o el Coliseo; el canal de Panamá o la presa de las 3 gargantas. Sólo he encontrado un caso en el que se estima que trabajaron más de 400.000 personas, el <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Mausoleo_de_Qin_Shi_Huang">mausoleo</a> del primer emperador de China.</small><br />
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Animo a cualquiera que no esté familiarizado con la misión Apolo a leer o ver documentales para visualizar la complejidad de cada uno de los viajes a la luna. Es abrumador la cantidad de operaciones complejas que tenía que hacer cada tripulación durante aproximadamente 10 días que duraba cada misión. Hasta la reentrada era todo un reto. Pero volvamos al tema del <i>post</i>, el cohete <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Saturno_V">Saturno V</a>:<br />
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<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEirQ0P2F1rsIndc_l60wQKB0JhaYcZzRjZCmvP-ajr840B-BKooB2M9iksnX7s25txb9Kp7wCXGvedBsGlfa7PVsHBBnL1aDz7OxwHgjPkj10kxtAglvW-PxUsEDjKXpaqSD92QsDkdDRK-/s1600/Saturno+V.PNG" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="566" data-original-width="447" height="400" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEirQ0P2F1rsIndc_l60wQKB0JhaYcZzRjZCmvP-ajr840B-BKooB2M9iksnX7s25txb9Kp7wCXGvedBsGlfa7PVsHBBnL1aDz7OxwHgjPkj10kxtAglvW-PxUsEDjKXpaqSD92QsDkdDRK-/s400/Saturno+V.PNG" width="315" /></a></div>
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Foto gentileza de la NASA. La he elegido porque se pueden ver claramente dos personas y un camión, y nos permite hacernos una idea de su enorme tamaño.<br />
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Este era el motor más potente del Saturno V, el F1, que lógicamente era el motor más potente de su tiempo:<br />
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<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgQnLmUlhSUcP4dLGWrZn0J9c2O0cQx85cgCdxvSI6KFadrfswcpghuesAdNjSwUDLeZ6O8_uwjHJgBvW0mNUOIzf_uBLdWJ6u0E6Vo1A3CWnIAhaZGua9S5dDWwSLo6B1wy3wQ9cNITnaf/s1600/motor+F1+con+Von+Braun.PNG" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="547" data-original-width="404" height="400" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgQnLmUlhSUcP4dLGWrZn0J9c2O0cQx85cgCdxvSI6KFadrfswcpghuesAdNjSwUDLeZ6O8_uwjHJgBvW0mNUOIzf_uBLdWJ6u0E6Vo1A3CWnIAhaZGua9S5dDWwSLo6B1wy3wQ9cNITnaf/s400/motor+F1+con+Von+Braun.PNG" width="295" /></a></div>
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Foto gentileza de Wikipedia. Donde se ve a von Braun posando delante del F1.<br />
<small>NOTA: los ingenieros Soviéticos tenían predilección por motores cohete con una tubobomba central y cuatro cámaras de combustión. En el Saturno V la solución es 5 motores independientes cada uno con una única cámara de combustión.</small><br />
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Y al igual que la URSS tenía Serguéi Koroliov, los EEUU tenían a Werhner von Braun. Así como la URSS rápidamente prescindió de la ayuda alemana, la cosa en Estados Unidos fue muy diferente. Ya hablé de von Braun en el <i>post</i> anterior. Von Braun era un aristócrata que colaboró con los nazis. Y con este pasado, qué mejor forma de redimirse que poner al hombre en la luna. Como muchos alemanes, ya al final de la guerra planeo ser capturado por EEUU. Empezó desarrollando varios ICBM's, y ya para 1955 tenía la nacionalidad americana. Pero por el cohete por el que más se le recuerda es el Saturno 5, voy simplemente a destacar los datos que me parece más interesante, más arriba tenéis el <i>link</i> a la wikipedia:<br />
<ul>
<li>Una masa de 2900 toneladas, lo que le permitía colocar 118 toneladas en órbita LEO y 47 toneladas en órbita lunar.</li>
<li>Tres etapas. Dos etapas no era suficiente para alcanzar la órbita lunar.</li>
<li>Dos etapas con hidrógeno (en la primera etapa que no requiere ser tan ligera se utilizaba RP-1, combustible similar al queroseno que es mucho más barato y fácil de utilizar). El hidrógeno es el mejor combustible químico posible porque es una molécula muy ligera y con un poder calorífico enorme ( 120 MJ/kg, aproximadamente el triple que cualquier hidrocarburo). Pero por contra es un combustible caro, peligroso y muy difícil de manejar, porque la ligereza necesaria en cohete obliga a utilizarlo como líquido, y el hidrógeno líquido tiene una temperatura de ebullición extraordinariamente baja de 20K (lo que es poquísimo si comparamos por ejemplo con el oxígeno: 90K).</li>
<li>Unos motores cohetes enormes. En particular se diseñaron dos motores principales: el F-1 que impulsaba la primera etapa tenía un empuje al nivel del mar de casi 7MN y una presión en la cámara de combustión de aproximadamente 70 atmósferas. Y el J-2 que impulsaba la segunda y tercera etapa. El empuje específico de este motor era muy respetable para ser el primer motor de hidrógeno que se desarrollaba: 418 s (4099 m/s).<br /><small>NOTA: más adelante explicaré lo que es el empuje específico. Nos indica lo bueno que es el motor. Por ejemplo, para un motor químico es máximo cuando el combustible es hidrógeno, y puede ser a lo sumo de aproximadamente 450s, por lo que 418s es un valor muy próximo a la idealidad. Lo mejores motores actuales si consiguen impulsos del entorno de 450s.</small></li>
</ul>
Continuará...</div>
</div>
Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com1tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-9064069828776280112018-10-16T22:56:00.000+02:002018-10-16T23:01:16.097+02:00REFUNDACIÓN DEL BLOG<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
Estimado lector,<br />
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He decidido hablar del cambio climático. El caso es que es un tema tan absolutamente evidente que pensaba que no valía la pena tratarlo, pero estaba equivocado.<br />
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Si me has leído verás que escribo sobre cosas que casi nadie explica en ningún sitio, y por eso he dedicado tiempo a ello, porque me parece que aporto algo a mucha gente. Evidentemente siempre ha sido un <i>blog</i> minoritario, porque el gran público simplemente quiere la receta para que el coche consuma menos. Pero siempre hay alguien en algún lugar del mundo que no sólo quiere la receta, quiere saber el porqué, y gracias a los buscadores acaban encontrando algún <i>post</i>, y mientras sigo recibiendo miles de visitas todos los años me parece un buen uso para mi tiempo libre, sobre todo por la reducción de emisiones de CO<sub>2</sub>. De hecho, ahora acabo de empezar una serie revisando los motores térmicos, y al ritmo que publicó <i>posts</i> tengo para mucho tiempo. Entonces, ¿qué es lo que ha cambiado?<br />
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Pues básicamente que he estado reflexionando. Hace unos días escribí un <i>post</i> enfadado sobre el buenismo e ignorancia que se está construyendo alrededor del cambio climático, y lo escribí porque me parece malo que se publique en la prensa que el cambio climático ha generado el huracán Michael. Me preocupan este tipo de falsedades o verdades a medias, porque no se puede banalizar un tema extraordinariamente importante para la humanidad, y la verdad es que todavía no sabemos con seguridad si habrá más huracanes que antes.<br />
<small>NOTA: Es fácil explicar el fenómeno de un huracán, pero es muy difícil contestar a la pregunta de si habrá más o menos huracanes. Simplemente os planteo 3 efectos: el fenómeno del niño y la niña. El polvo en suspensión que llega sobre todo de los desiertos como el Sáhara y los aerosoles que hemos emitido a la atmósfera y han generado por ejemplo el agujero de la capa de ozono. Primera pregunta, ¿afectan estos fenómenos a que se formen más o menos huracanes? Segunda pregunta, si la respuesta es sí, ¿cuánto afectan? Y, para terminar, si afectan y sabemos cuánto afecta, que niveles tendrán estos tres efectos en 10, 20 o 50 años. Como veis está plenamente justificado el debate científico que hay en la actualidad sobre el efecto del cambio climático (y otros impactos de los humanos) sobre la cantidad de huracanes que se formarán en el futuro. En el <i>post</i> anterior dejaba dos <i>link</i>s con numerosas referencias al respecto.</small><br />
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El caso es que después de escribir ese <i>post</i>, he dedicado mucho tiempo a pensar si debo seguir o no. El cambio climático siempre ha estado en mis pensamientos desde hace muchísimos años. En estos momentos es la razón por la que estoy tan interesado en eficiencia energética en general, y en particular en los coches. Lo que me retenía a tratar el tema es la abundantísima documentación de calidad publicada. Pero lo que ha inclinado la balanza es pensar en mis hijos. No tenemos derecho a dejar a nuestros hijos un mundo peor del que hemos recibido de nuestros padres. Pensaba ingenuamente que el mundo reaccionaría en bloque como reaccionó por ejemplo contra el agujero en la capa de ozono, pero no, los <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Acuerdo_de_Par%C3%ADs">acuerdos de París</a> de 2015 fuerons insultantemente insuficientes, además después de tres años no se están cumpliendo los compromisos fijados. Y mientras tanto el mundo calla y mira para otro lado, y como decimos en España el que calla otorga.<br />
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Por eso me voy a sumar a las numerosas voces que denuncian y explican lo que está pasando. Seguro que no seré ni la voz más docta, ni el mejor comunicador, pero toda ayuda es poca, y es lo que me dicta mi conciencia.<br />
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Atentamente,<br />
Rafael Martínez</div>
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Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-83775081766870990042018-10-13T00:23:00.001+02:002018-11-23T00:11:25.201+01:00POR QUÉ NO PODEMOS ACUSAR AL CAMBIO CLIMÁTICO DEL HURACÁN MICHAEL, PERO ESO NO JUSTIFICA EL NEGACIONISMO<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
Fijaros que fácil es construir una argumentación sesgada sobre el último huracán que ha azotado el Atlántico:<br />
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Cuanto sueltas una pelota en el aire no esperas que levite o salga volando, esperas por el contrario que sea atraída por la tierra, y además con una fuerza que obedece a una constante universal llamada G. Ya lo entendimos hace muchos años gracias al gran Newton. Por el mismo motivo cuando tiene una enorme masa de agua muy caliente en cualquiera de los mares próximos al ecuador (puede incluso ocurrir en mares tan alejados del ecuador como el Mediterráneo) y se combina con un aire más frío entonces tarde o temprano se formará una depresión tropical, y a veces esa depresión alcanzará el grado de tormenta tropical, y algunas veces alcanzará el grado de ciclón tropical. En el Atlántico los ciclones se llaman huracanes, y en el sudeste asiático tifones, pero es lo mismo, y se pueda dar en otras partes del globo, incluido el hemisferio sur. Los ciclones como fenómenos físicos que obedecen a leyes físicas tienen un funcionamiento predecible. Sabemos que girarán en el sentido correspondiente a la aceleración de <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Coriolis">Coriolis</a>, por eso giran en sentido diferente según el hemisferio y por eso no se forman justo sobre el ecuador. También sabemos que los impulsa el calor de la superficie del agua del mar cuando acaba el verano y la atmósfera empieza a enfriarse, por eso la temporada de ciclones en el hemisferio norte comprende desde el verano hasta el otoño (varía según la zona del globo). Por tanto, sabemos que el cambio climático aumentará la intensidad de los ciclones y esto es un problema, porque los ciclones son devastadores para los humanos, principalmente por 3 motivos:<br />
<ol style="text-align: left;">
<li>Cerca del ojo del ciclón se producen vientos muy intensos. El centro Nacional de Huracanes de EEUU desarrolló una escala denominada <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Escala_de_huracanes_de_Saffir-Simpson">Saffir-Simpson</a> en honor a sus creadores que se ha impuesto para clasificar a los ciclones.</li>
<li>Lluvias torrenciales. Y en el caso de los grandes ciclones no sólo puedes ser extremadamente intensas (los ciclones acaparan varios récords mundiales), sino que además pueden abarcar zonas muy extensas.</li>
<li>Marejadas ciclónicas. Cuando el viento sopla sobre muchos kilómetros de mar se generan perturbaciones que van creciendo, y pueden formar olas que romperán contra la costa. Cuando se dan las condiciones adecuadas de viento y geometría de los fondos las olas pueden ser enormes, como la famosa ola que se forma en el pueblo de <a href="https://www.youtube.com/watch?v=3s27tqqDUYo">Nazaré</a> en Portugal. Pero muchas veces el tamaño de las olas no es el gran problema de los ciclones, el problema de los ciclones es que el nivel del mar puede aumentar, y puede aumentar mucho (por ejemplo, en el caso del huracán Katrina hasta 9 metros). En este <i><a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Marejada_cicl%C3%B3nica">link</a></i> de la Wikipedia se explica el fenómeno, que es diferente a las olas normales, que afectan poco al nivel medio del mar.</li>
</ol>
El público se obsesiona con la intensidad de los huracanes en la escala Saffier-Simpson, pero la historia demuestra que lo que más personas mata son los las marejadas ciclónicas, que se agravan por las lluvias torrenciales. Y como gran parte de la población mundial tiene la costumbre de vivir cerca del mar o en zonas bajas como la rivera de los ríos, la cantidad de personas que pueden verse afectados es enorme.<br />
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Por cierto, no puedo dejar de comentar de donde viene mi fascinación por los huracanes. Básicamente se debe a la siguiente página web en inglés: <a href="https://www.nhc.noaa.gov/">National Hurricane Center</a>, que es excelente. Viendo esta web se entiende que el fenómeno de los huracanes es muy frecuente, pero pocos huracanes de gran intensidad alcanzan zonas pobladas. Estos días no he podido dejar de seguir la evolución del huracán Michael, y aunque esté a miles de kilómetros puedo entender la frustración que hay detrás de las estadísticas que saldrán en los próximos días en los periódicos sobre número de muertos o personas damnificadas.
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Hasta aquí todo lo que he contado parece pura física. El clima del planeta sufre un calentamiento extraordinariamente acelerado (a escala geológica) causado principalmente por los humanos y uno de sus efectos que costará muchas vidas es el aumento de la intensidad de los ciclones.<br />
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¿Qué falla en lo que he comentado? Lo que he contado es absolutamente cierto, pero he omitido un punto crucial. Así como el movimiento de una pelota es fácil de predecir, la predicción del número e intensidad de los ciclones en el futuro como consecuencia del cambio climático es una ardua tarea, y pequeños cambios en los modelos utilizados o las condiciones de contorno del modelo afectan enormemente a los resultados. Y los resultados que obtengamos siempre serán estadísticos. Por eso en estos momentos parece que tanto las observaciones como los modelos matemáticos predicen con buena confianza que:<br />
<ul style="text-align: left;">
<li>Aumentarán las precipitaciones en los ciclones, porque un aire más cálido transporta más agua.</li>
<li>Aumentará el impacto de las marejadas ciclónicas porque el nivel del mar subirá con seguridad (salvo obviamente algunos mares casi cerrados en los que se evitará la subida del nivel del mar mediante la construcción de diques, a destacar el caso del mar Mediterráneo y sus dos mares contiguos, el mar Negro y el mar Rojo).</li>
</ul>
Los modelos y las observaciones predicen con razonable confianza que aumentarán los ciclones de mayor intensidad.
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Sin embargo, todavía no hay consenso en lo más importante: si aumentará o disminuirá el número de ciclones y no hay ningún rigor en relacionar un único huracán con el cambio climático, por tanto, acusar al cambio climático del huracán Michael no tiene suficiente fundamento (al menos de momento). Si alguien quiere profundizar sobre este tema os dejo dos <i>links</i> en inglés que incluyen una enorme lista de referencias que podéis leer: la <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Tropical_cyclones_and_climate_change">Wikipedia</a> y el <a href="https://www.gfdl.noaa.gov/global-warming-and-hurricanes/">GFDL</a>.
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En cambio, entender lo que es el efecto invernadero y que los niveles del mar subirán con certeza es mucho más sencillo, y en estos momentos es una evidencia científica, como también lo es que el ser humano es el principal responsable. Puedo entender que una persona con una formación básica pueda tener dificultades para seguir las leyes físicas y sus consecuencias en estos temas, pero no puedo entender que cualquier persona con formación científica (aunque sea en una universidad de provincia de cualquier país del mundo) sea incapaz de entenderlo. De hecho, apuesto que podría conseguir que lo entendiera una persona con una buena formación secundaria.
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Sin embargo, lo terrible de esta situación es que tenemos en estos momentos un gobierno en Estados Unidos que a sabiendas niega el fenómeno del cambio climático y sus consecuencias.<br />
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¿Por qué hablo del gobierno del señor Trump y no de otros gobiernos? Por las consecuencias. A otros gobiernos solo lo sufren sus países. El cambio climático lo sufrimos todos, y sobre todo la población más pobre del planeta; y más aún las generaciones futuras. Ambos grupos indefensos y sin voz. Y lo que diga el país más poderoso e influyente del mundo desde los años 40 del siglo pasado, que además es uno de los más grandes en cualquiera de las métricas que queráis utilizar, y que además es el país históricamente más contaminante, importa y mucho.
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Para que os hagáis una idea de lo que estamos hablando: un ciudadano de EEUU emite dos veces y medias más CO<sub>2</sub> que un español, pero a su vez un español emite dos o tres veces más CO<sub>2</sub> que países menos ricos como India, Indonesia, Brasil, Egipto, Vietnam o Pakistán.
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Sigamos con mi razonamiento. El sistema político de EEUU como tantos otros en Occidente es bicameral, como 100 senadores y 435 <i>house representatives</i> que en español serían diputados, pero llamaré por la traducción literal de representantes. una de las cosas maravillosas de Estados Unidos es que adoran las estadísticas y proporcionar información al contribuyente. En particular he buscado la formación académica de estas personas.
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Otro dato por todos conocidos, la mayoría de las mejores universidades de mundo están allí, la lista es interminable: MIT, Stanford, Harvard, Caltech, Berkeley, Princeton, Columbia, Yale, las diferentes sedes de la Universidad de California, Chicago, y la lista sigue.
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Y la pregunta es, ¿dónde han estudiado los representantes y senadores de EEUU? La respuesta no os va a sorprender: primero, la mayoría tiene grado universitario. Segundo, una parte importante han ido a las universidades más prestigiosas del país independientemente del color político. Podéis consultar diversos estudios al respecto, o también podéis consultar la información directamente en el <a href="https://www.congress.gov/">congreso</a>. Pinchas en la pestaña de <i>members</i>, eliges el senador o representante que quieras, pinchas en <i>biography</i> y podrás saber en qué universidad estudió.
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Y el razonamiento que hago es el siguiente, puedo creer que un señor como Donald Trump, que sólo ha cursado estudios en una universidad de negocios, sea suficientemente ignorante para no entender el cambio climático y sus efectos confirmados, pero no puedo creer que una parte significativa de los senadores y representantes no sean suficientemente inteligentes y formados para entender lo que está pasando (y eso sin mencionar los asesores expertos).
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Fijaros que, si lo anterior fuera falso, significa admitir que las mejores universidades del mundo no funcionan, porque lo que comento está absolutamente admitido por la comunidad científica, y si las universidades no enseñan el método científico entonces mejor las cerramos.
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Y aquí es donde termina mi argumentación, si un senador o representante apoya las tesis negacionistas del cambio climático o simplemente mira para otro lado está actuando en muchos casos de manera inmoral, al negar la verdad por intereses partidistas. Y no porque esté traicionando a su país y al resto del mundo, sino porque está traicionando a sus hijos, nietos y bisnietos (hayan o no nacido), que no tienen ni voz ni voto, pero son los que sufrirán las consecuencias del cambio climático en toda su extensión, salvo que los adultos de hoy hagamos algo para evitarlo.
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Así de triste es, cuando tienes enfrente a un negacionista del cambio climático (y sus efectos confirmados) o bien es un ignorante o bien está actuando de manera inmoral. Máxime cuando sabemos que el cambio climático ya ha empezado, de hecho, tanto las temperaturas promedio como el nivel del mar no paran de subir, el problema es que ahora sólo estamos viendo la punta del <i>iceberg</i>. Como sea de malo en el futuro depende de nuestras acciones.
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Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-11549255211479729552018-10-04T23:07:00.000+02:002018-11-17T11:53:18.057+01:00EL MOTOR COHETE I - REVISIÓN HISTÓRICA<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
...Primer <i>post</i> de la serie que inicié en este <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2018/09/los-motores-termicos-por-que-los-coches.html">post</a></i>.<br />
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Como veremos el motor cohete es un motor absolutamente desastroso abocado a desaparecer. Lo traigo al <i>blog</i> por 3 motivos:<br />
<ul>
<li>Primero porque es el primer motor que desarrolló el ser humano.</li>
<li>Segundo porque es el motor que permitió al hombre asomarse al universo.</li>
<li>Tercero porque es un motor extraordinariamente sencillo tanto como concepto, como sistema muy fácil de modelizar en términos matemáticos.</li>
</ul>
Y también porque es un motor que le tengo especial cariño. Todo empezó en la antigua China hace aproximadamente mil años. A alguien se le ocurrió llenar un trozo de bambú con pólvora, lo único que necesitaba el cohete para funcionar era que fuera estable. Y la solución fue sencilla, añadirle una varilla larga y fina, para que el centro de gravedad estuviera por debajo de la tobera, y ya tenemos el cohete pirotécnico que ya ha llegado a nuestros días:
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<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi5TYf44fvqGFEOl8uPH6XekpyNnyRtB20-IzNRHYPuX1zyLQo897uJOhwtFCXOXR38OXwg3GXjbp6eQuFSZc0yvoDLpdmXie5vhKolSrqiDp7Awv9C-yN2EsDT3dE4sSgaH52o9_2lZx4y/s1600/cohete+pirot%25C3%25A9cnico.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="458" data-original-width="458" height="320" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi5TYf44fvqGFEOl8uPH6XekpyNnyRtB20-IzNRHYPuX1zyLQo897uJOhwtFCXOXR38OXwg3GXjbp6eQuFSZc0yvoDLpdmXie5vhKolSrqiDp7Awv9C-yN2EsDT3dE4sSgaH52o9_2lZx4y/s320/cohete+pirot%25C3%25A9cnico.jpg" width="320" /></a></div>
Pero este diseño conseguía un empuje reducido porque los gases de escape no podían superar la velocidad del sonido, y solo encontró uso en los fuegos artificiales y en alguna aplicación militar. Pero como arma el cohete de pólvora competía a duras penas con su primo el cañón de pólvora, que revolucionó la guerra y aún hoy en día es la base de todas las armas de fuego.
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Hubo que esperar a que a finales del siglo 19 el inventor sueco Gustav de Laval encontrara la solución al problema: la tobera convergente-divergente. Y con este sencillo descubrimiento el motor cohete se convirtió en el motor más sencillo y de mayor rendimiento térmico de cuantos existen. (Lo veremos en detalle más adelante).<br />
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Unos años después se empezó a teorizar sobre el uso de cohetes para viajar al espacio, mención especial merece la contribución teórica del ruso <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Konstant%C3%ADn_Tsiolkovski" target="_blank">Konstantin Tsiolkovsky</a>. Varios pioneros desarrollaron motores cohete, siendo el norteamericano <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Robert_Goddard" target="_blank">Robert Goddard</a> el primero que sustituyó los explosivos sólidos como la pólvora por combustibles líquidos. Lo cual obliga a llevar un oxidante para impulsar el cohete, ya que los cohetes no toman oxígeno de la atmósfera para conseguir la combustión. La pólvora como cualquier explosivo lleva en su composición componentes que actúan de oxidante, pero si utilizas para la combustión un combustible como el queroseno o el hidrógeno necesitas un oxidante como el oxígeno para conseguir la combustión.<br />
<br />
Por aquella época el alemán Fritz Opel (fundado de la casa de coches con el mismo nombre) fabricó una serie de prototipos de coches impulsado por motores cohete, en particular el Opel RAK 2 que os muestro en la siguiente foto gentileza de Opel:<br />
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<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgcnoABPT0SADypijZzuU92t_duSE0cw8EhG1renUY7XZU1DG8yRr9IIIZdylo9JOVTrjslaNBKRP-d2UmlgqjzbDDbTjMtk839GiZQ0jnP2tkgR8k1JK5_nnfqyUqlLwNT1d-pi8W1eGFi/s1600/Opel+rak+2.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="360" data-original-width="640" height="360" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgcnoABPT0SADypijZzuU92t_duSE0cw8EhG1renUY7XZU1DG8yRr9IIIZdylo9JOVTrjslaNBKRP-d2UmlgqjzbDDbTjMtk839GiZQ0jnP2tkgR8k1JK5_nnfqyUqlLwNT1d-pi8W1eGFi/s640/Opel+rak+2.jpg" width="640" /></a></div>
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El RAK 2 alcanzó en 1928 una velocidad de 238 km/h, que fue récord del mundo del momento.<br />
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Pero no sería hasta los años 30 que Alemania empezaría a desarrollar auténtico motores cohete potentes. Y un ingeniero destacó especialmente: <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Wernher_von_Braun" target="_blank">Wernher von Braun</a>. Y el fruto de toda esta investigación fue el cohete balístico V2:<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiKMgk6ybultJ_Ne5xGhyphenhyphenxnsORwU8yEuTlMl3hdn3M7epNRa_7D9Ypxet3q9I8T9IldBrQ-xNuJQ804xVZmki7eTG-NUoJZpSSkx-THZnXGKGd7FFBIhaO82KquX3dxVewGRXOpApRyHf2H/s1600/cohete+V2.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="401" data-original-width="300" height="640" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiKMgk6ybultJ_Ne5xGhyphenhyphenxnsORwU8yEuTlMl3hdn3M7epNRa_7D9Ypxet3q9I8T9IldBrQ-xNuJQ804xVZmki7eTG-NUoJZpSSkx-THZnXGKGd7FFBIhaO82KquX3dxVewGRXOpApRyHf2H/s640/cohete+V2.jpg" width="476" /></a></div>
<br />
Os resumo sus características principales (podéis encontrar toda la información adicional que queráis en Internet):<br />
<ul>
<li>Propulsado por combustible líquido: etanol (con algo de agua) y oxígeno líquido.</li>
<li>Altitud de 206Km (en lanzamiento vertical). Esa altura corresponde a la última parte de la atmósfera, lo que se conoce como termosfera o ionosfera, y prácticamente se puede considerar como el espacio, ya que corresponde a las órbitas más bajas factibles para un satélite.</li>
<li>Velocidad máxima 1,600 m/s lo que le convertía en el primer vehículo claramente supersónico.</li>
<li>Sistema de guiado automático mediante aletas controladas por giróscopos. La precisión era modesta, del orden de kilómetros, pero no se puede pedir más en los inicios de la navegación inercial.</li>
<li>Un sistema de turbobombas para inyectar los propergoles en la cámara de combustión. Esta parte es probablemente la más compleja y revolucionaria de un V2, la solución técnica elegida es una <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Turbina_Walter" target="_blank">turbina Walter</a> de 720HP. Esta turbina se impulsa por vapor de agua a alta temperatura. Para generar el vapor este tipo de turbina utiliza la descomposición catalítica del peróxido de hidrógeno (H2O2, es decir agua oxigenada, sólo que el agua oxigenada que te venden en la farmacia tiene una concentración del 3% de peróxido).</li>
<li>Tobera refrigerada por los propergoles. Para el V2 se utilizaba en concreto el etanol.</li>
<li>Peso total 14500Kg, con una carga útil de 1000Kg.</li>
</ul>
Afortunadamente para los aliados el V2 llegó al final de la guerra, en septiembre de 1944. No obstante, los Nazis tuvieron suficiente tiempo para lanzar varios miles de V2 sobre los aliados, y debido a su velocidad supersónica no había medios para derribarlos, ni siquiera las víctimas podían oír como se aproximaba.
<br />
<br />
Al terminar la guerra los numerosos V2 sin lazar, y el equipo técnico que los desarrolló y fabricó fueron celosamente confiscados y expatriados por las principales potencias aliadas. A saber: Los Estados Unidos de América; La Unión Soviética; Reino Unido y Francia. Ayudando y facilitando enormemente la conquista del espacio como veremos en el siguiente <i>post</i>.
<br />
<br />
<a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2018/11/el-motor-cohete-ii-la-carrera-espacial.html">Continuación</a>...</div>
</div>
Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-25627879040939933602018-09-21T22:13:00.000+02:002018-11-17T11:46:35.862+01:00¿CÓMO APRENDER A CONDUCIR CONSUMIENDO POCO? IV - EL CONTROL DE VELOCIDAD<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
... Continuación de esta <a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2013/08/como-aprender-conducir-consumiendo-poco.html">serie</a> que escribí hace años.<br />
<br />
El principal instrumento, y más importante, para aprender a conducir consumiendo poco es el medidor de consumo, tanto instantáneo, como promedio. Es el juez que te dice si una estrategia vale la pena. Y por eso lo mencioné en el primer <i>post</i> de la serie. Es casi imposible comprarte un coche sin este dispositivo. Y si tienes un coche sin este dispositivo debes saber que muy probablemente puedes conseguir la misma información a través del puerto OBD, mediante dispositivos bastante económicos.<br />
<br />
El segundo dispositivo que ayuda a ahorrar es el control de velocidad de crucero, y precisamente de esto voy a hablar en este <i>post</i>.<br />
<br />
Yo soy un gran defensor del control de velocidad por 3 motivos:<br />
<ul style="text-align: left;">
<li>Ahorras combustible.</li>
<li>Te cansas bastante menos en viajes largos.</li>
<li>Tardas menos, porque puedes apurar la máxima velocidad de la vía sin preocuparte por las multas. Por ejemplo en autopista puedes circular exactamente a 120Km/h (que siempre será más en el velocímetro del coche, hay que calibrarlo con un GPS).</li>
</ul>
Sólo le veo dos inconvenientes:<br />
<ul style="text-align: left;">
<li>En algunos coches es un extra que hay que pagar. Pero aun así está justificado su precio que nunca debe exceder unos pocos cientos de euros. Incluso si no lo tiene instalado tu coche casi seguro que encontrarás un taller que te lo instale o un tutorial en<i> internet</i> para instalarlo tu mismo.</li>
<li>Puede comprometer la seguridad. Sólo tengo dos recomendaciones al respecto, que son bastante obvias. Respecto a las curvas, a la mínima duda antes de entrar desconectarlo. Respecto al pie derecho, siempre cerca de los pedales, y cuando haya la mínima probabilidad de que pase algo (por ejemplo estás rebasando a un coche en autopista o no hay excesiva distancia con el coche que te precede) inmediatamente coloca el pie sobre los pedales. Nunca se sabe cuando puede hacer falta un acelerón o tocar el freno.</li>
</ul>
<br />
¿Por qué se ahorra con el control de velocidad?<br />
<br />
El primer motivo, y el más obvio, es porque la velocidad constante es en la mayoría de las condiciones la velocidad óptima para el consumo. Esto ya lo explique en este <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.blogspot.com.es/2012/08/la-velocidad-media-la-pero-de-las.html">post</a></i>. Por muy cuidadoso que seas con el pedal del acelerador es inevitable que la velocidad no sea constante.<br />
<br />
Además, el control de velocidad evita uno de los errores más típicos, reducir la velocidad al subir pendientes, y aumentar la velocidad al bajar pendientes. De nuevo esto ya se ha explicado en varios <i>posts </i>de la serie conducir con pendientes.<br />
<br />
Alguien puede pensar que esto sólo aplica a un conductor medio sin grandes aspiraciones, que un conductor que realmente quiera ahorrar combustible siempre conseguirá mejores consumos porque tratará el acelerador con más suavidad que el control automático del coche. Error, permitidme que os lo explique: si es cierto que el control de velocidad no es óptimo, si es cierto que presionar el acelerador con suavidad reduce el consumo, el problema es que sin el control de velocidad es muy difícil detectar cuando se necesita la acción humana. Por eso el control de velocidad es necesario.<br />
<br />
Existen numerosas situaciones en las que es conveniente actuar sobre la velocidad, o evitar acelerones bruscos del control del coche. Especialmente cuando nos enfrentamos a pendientes positivas o negativas, pero también en otros casos como cuando hace mucho viento. Hay numerosos<i> posts</i> de este <i>blog</i> que tratan estos casos en detalle. El problema es que sin mantener la velocidad constante es casi imposible saber cuando llega el momento de intervenir. Sigamos con el ejemplo de la pendiente: puede haber un momento en que la pendiente aconseje cambiar de estrategia, el problema es que sin instrumentos de medida es imposible saber si hemos llegado al punto exacto. En cambio, cuando llevas activado el control de velocidad puedes determinar el momento exacto para intervenir. Sólo tienes que observar el consumo instantáneo y cuando se supere o se baje de cierto umbral de consumo instantáneo sabes que ha llegado el momento de intervenir, por ejemplo, cambiando de marcha o cambiando la velocidad a la que circulas.<br />
<br />
Por tanto, aunque estés muy interesado en reducir el consumo, prueba a circular con el control de velocidad. Siempre tienes la opción de intervenir cuando el control del coche no se comporta como te gustaría.</div>
</div>
Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-88093366466484804002018-09-16T12:28:00.000+02:002018-11-17T11:54:12.667+01:00LOS MOTORES TÉRMICOS - ¿POR QUÉ LOS COCHES UTILIZAN MOTORES DE COMBUSTIÓN ALTERNATIVA?<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
Siempre me ha dejado perplejo las teorías conspirativas sobre los motores de los coches, y también la gente que sin ningún conocimiento habla de rendimientos fabulosos como del 60% con tal o cual motor, como si fueran factibles.<br />
<br />
Para entender porque los coches utilizan los motores que utilizan y no cualquier otro, voy a empezar una larga serie donde voy a revisar las tres alternativas a los motores de combustión alternativa por excelencia. Por orden histórico son:
<br />
<ul>
<li>Los motores cohete.</li>
<li>La caldera de vapor.</li>
<li>La turbina de gas.</li>
</ul>
Y aunque estos motores no sirven para impulsa un coche son útiles para aprender cosas interesantes, por ejemplo, sobre cómo mejorar la eficiencia de los motores térmicos.<br />
<br />
¿Qué es un motor térmico? Es una máquina térmica que transforma el calor en trabajo. Es una de las tres máquinas térmicas posibles, las otras dos son: los refrigeradores que son máquinas que llevan el calor de un foco frío a otro caliente y las bombas de calor que llevan el calor de un foco caliente a otro frío. En este <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2012/11/sobre-el-rendimiento-y-la-idealidad-del.html" target="_blank">post</a></i> presentaba estas 3 máquinas y el ciclo ideal que maximiza el rendimiento, lo que se conoce como ciclo de Carnot.<br />
<br />
La ciencia que estudia los flujos de calor y en particular las máquinas térmicas es la termodinámica. La termodinámica se basa en unos principios muy básicos, a saber:<br />
<br />
<ul>
<li>Principio cero: es un principio axiomático de nuestro universo, simplemente dice es que dos estados térmicos iguales a un tercero son iguales entre sí.</li>
<li>Primer principio: establece la conversión de energía, la versión del E = m×c<sup>2</sup> de Einstein a la termodinámica, donde las energías que nos interesan son el calor y el trabajo. Y estos dos tipos de energía se conservan en un sistema cerrado (así como cualquier otro tipo de energía).</li>
<li>Segundo principio: el segundo principio es la aplicación a la termodinámica de otro axioma de nuestro universo, la irreversibilidad de los sistemas cerrados. Los seres vivos se mueren, las estrellas se apagan, las temperaturas se igualan con el tiempo etc. Se ha ido reformulando con el avance de la ciencia y en estos momentos en términos termodinámicos se puede expresar simplemente como la entropía de un sistema cerrado sólo puede aumentar con el tiempo. La entropía (S) es una magnitud que mide la calidad energética de un sistema, cuanto mayor es la entropía menor es la capacidad de nuestro sistema de generar trabajo. Como S es un concepto esquivo, intentaré evitar su utilización en las formulaciones matemáticas.</li>
<li>Tercer principio: es otro principio axiomático de nuestro universo. Así como la temperatura puede ser muy alta, digamos que no hay límite superior (siempre se puede añadir calor a un sistema), tiene un límite inferior, y esa temperatura mínima es el cero absoluto.</li>
</ul>
<small>NOTA: en realidad la termodinámica como todas las ciencias se pueden reducir a las leyes físicas básicas. En particular la temperatura corresponde a estados de vibración y movimiento de los átomos, moléculas y cristales, pero no hace falta saber física cuántica, ni mecánica estadística, para estudiar un sistema macroscópico, nos basta con los principios presentados.</small><br />
<br />
El drama al que nos enfrentamos la humanidad es que tenemos una civilización basada en las máquinas térmicas. En particular, casi todo el trabajo lo obtenemos de motores térmicos. Además, casi todo el calor lo obtenemos quemando combustibles fósiles: carbón, petróleo y gas natural. Es decir, obtenemos energía química que se obtuvo de la fotosíntesis que realizaron una infinidad de organismos durante muchos millones de años. El siguiente gráfico gentileza de Wikipedia con el <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Mix_energ%C3%A9tico" target="_blank"><i>mix</i> energético</a> mundial es profundamente revelador:<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiJEdAl8n1TSblqp_gnO5cT5q0rmv3cNoaGdAvJrS2wk_7OyGFGulxzCjH-apKkMz3XodyREy7wN2BeBO8xsmT_-vmRnETMXIgaQgMzIhc0v1b7nVCCYFFAEwPd4vAKrndcU25uY1tbtOPv/s1600/Consumo+energ%25C3%25A9tico+mundial.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="478" data-original-width="640" height="476" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiJEdAl8n1TSblqp_gnO5cT5q0rmv3cNoaGdAvJrS2wk_7OyGFGulxzCjH-apKkMz3XodyREy7wN2BeBO8xsmT_-vmRnETMXIgaQgMzIhc0v1b7nVCCYFFAEwPd4vAKrndcU25uY1tbtOPv/s640/Consumo+energ%25C3%25A9tico+mundial.png" width="640" /></a></div>
<small>NOTA: el dominio de los combustibles fósiles aplica a todo nosotros. Podéis analizar los datos de las principales regiones como Europa, Estados Unidos o Latinoamérica o cualquier país, y obtendréis <i>mix</i> muy parecidos. Por ejemplo, actualmente en España la energía nuclear es algo más del 10%, todas las energías renovables se acercan en el mejor de los casos al 15%, y todo lo demás son combustibles fósiles, que además en el caso de España se importan.</small><br />
<br />
Obviamente nuestra civilización no es sostenible, pero hasta que las energías renovables no se multipliquen por 2 o por 3, y las energías fósiles se reduzcan significativamente, proponer el coche eléctrico (o de hidrógeno) como la solución es en el mejor de los casos ignorancia bienintencionada (como ya comenté hace años en la serie sobre el coche eléctrico).<br />
<br />
Mientras la cosa no cambie (y tardará mucho en cambiar) por lo menos tenemos que utilizar máquinas térmicas tan eficientes como nos sea posible, y os aseguro que las posibilidades de mejora son enormes. Y como este <i>blog</i> va de coche, nos centraremos en revisar los motores térmicos.<br />
<br />
<small>NOTA: en realidad existen al menos dos alternativas a mejorar las máquinas térmicas y aumentar las energías renovables que no puedo dejar de comentar:<br />
La primera es la energía nuclear: las centrales actuales de fisión de uranio no son viables. Contaminan mucho, y a muy muy largo plazo, y son muy peligrosas como han demostrado los accidentes de Chernóbil y Fukushima. Pero otras alternativas de fisión y fusión nuclear son posibles.<br />
La segunda es extraer la energía química de los combustibles por procesos fisicoquímicos más eficientes que los motores térmicos. Se han postulado diversas formas de extraer la energía química de un combustible. La más famosa probablemente es las pilas de hidrógeno, que comenté en este <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2013/03/por-que-el-coche-electrico-no-es-la.html" target="_blank">post</a></i>. Si se consiguiera una pila por ejemplo de metano muy eficiente, podría sustituir a los motores térmicos. En el siguiente <i><a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Pila_de_combustible" target="_blank">link</a></i> de la Wikipedia se habla de pilas de combustible de diversos tipos.<br />
</small>
<br />
<br />
<a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2018/10/el-motor-cohete-i-revision-historica.html">Continuación</a>...</div>
</div>
Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-23430156415953531942018-09-14T19:32:00.000+02:002018-11-17T11:51:15.305+01:00EL VIENTO III - CÓMO CONDUCIR CON VIENTO PARA REDUCIR EL CONSUMO<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
...Continuación <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2018/09/el-viento-ii-cual-es-la-velocidad-que.html">posts</a></i> anteriores.
<br />
<br />
En el <i>post</i> anterior mostré tres estrategias óptimas que en el caso de un coche son básicamente un ejercicio matemático, porque no son aplicables en condiciones reales. Pero nos dan pistas sobre qué podemos hacer en la práctica.
<br />
<br />
Cuando circulamos con un coche nos enfrentamos a dos problemas gordos: no sabemos que viento hace, porque no tenemos una toma <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Tubo_de_Pitot" target="_blank">Pitot</a> como tienen los aviones o los Fórmula 1:
<br />
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<div class="separator" style="clear: both; font-family: arial; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh-Mi0Bq6-lKPNaTYETgbQ7iaUz_Y48pGO3oBeVBLlDp31cZsjLutw5bb_3sVQ96l9lBmp1qyrfJTuE1bz688oPhvdmMiuCDzeyWD72hhsp4wfTXr45sYV1khyO0TwkeqqUG-bnQsA4ys7x/s1600/ferrari+gp+italia+2018.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="492" data-original-width="739" height="266" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh-Mi0Bq6-lKPNaTYETgbQ7iaUz_Y48pGO3oBeVBLlDp31cZsjLutw5bb_3sVQ96l9lBmp1qyrfJTuE1bz688oPhvdmMiuCDzeyWD72hhsp4wfTXr45sYV1khyO0TwkeqqUG-bnQsA4ys7x/s400/ferrari+gp+italia+2018.jpg" width="400" /></a></div>
<small>Foto gentileza de Ferrari en el gran premio de Monza de hace unos días. Señalo con una flecha donde está el tubo de Pitot.</small>
<br />
<br />
Y, además, aunque tuviéramos un sensor que nos proporcionará esa información normalmente la intensidad y la dirección del viento varían continuamente. Por eso voy a proponer una estrategia que utiliza la información que si disponemos: el medidor de consumo del coche.
<br />
<br />
Lo primero que tienes que tener claro es que sólo tiene interés cambiar tu forma de conducir si estás dispuesto a perder algo de tiempo en aras a reducir el consumo. Si lo que quisieras es reducir el consumo sin tardar más, ya mostré en el <i>post</i> anterior que a lo máximo que se puede aspirar es a eliminar un tercio del efecto del viento, y además la conducción que hay que seguir es muy incómoda, ya que te obliga a reducir la velocidad cuando el viento sopla de cara, y aumentar bastante más la velocidad cuando el viento sopla a favor, lo que obligaría típicamente en un día ventoso a circular a velocidades ilegales. Por tanto, se gana tan poco y se complica tanto la conducción que simplemente no recomiendo hacer nada cuando hay viento, hay que limitarse a asumir que el consumo aumenta.
<br />
<br />
Entonces, ¿qué se debe hacer si estás dispuesto a tardar un poco más para eliminar el efecto del viento?
<br />
<br />
En los tramos en los que el viento sople en promedio a favor: simplemente conducir a la velocidad normal, lo que ahorres de combustible te hará falta para compensar el aumento de consumo cuando el viento sople de cara.
<br />
<br />
En los tramos en los que el viento sople de cara: se debe reducir un poco la velocidad para que sumado a lo que ahorras cuando el viento sopla a favor el consumo en promedio no aumente. ¿cuánto hay que reducir la velocidad? Teóricamente poquísimo, como se muestra en la siguiente gráfica:
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; font-family: arial; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhaIdb9RDoebjx9nRyCJqVSY5KvJ_xrDLOwxizjRFx-5MtBfg3k2iMPd2L-a8jvy830bh0tNPeVLnQW9qt4d13B7Hbz_LI62b07h-1CZemfvTkGGPCzMtJRG-ZhhRZEqTQMALX2nGB04rKH/s1600/Aumento+resistencia+con+viento+de+cara.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="452" data-original-width="752" height="384" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhaIdb9RDoebjx9nRyCJqVSY5KvJ_xrDLOwxizjRFx-5MtBfg3k2iMPd2L-a8jvy830bh0tNPeVLnQW9qt4d13B7Hbz_LI62b07h-1CZemfvTkGGPCzMtJRG-ZhhRZEqTQMALX2nGB04rKH/s640/Aumento+resistencia+con+viento+de+cara.png" width="640" /></a></div>
<br />
Muestro dos curvas, el aumento de la resistencia aerodinámica con el viento de cara sin reducir la velocidad, y el aumento de la resistencia aerodinámica con viento de cara reduciendo la velocidad la cantidad óptima. En el eje X se muestra la velocidad del viento adimensionalizada con la velocidad del coche, pero os podéis olvidar de ese dato, la velocidad del viento es una información que desconocemos y que además no vamos a necesitar.
<br />
<br />
¿Qué nos está diciendo este gráfico? Que cuando el viento es muy bajo (entendiendo por bajo un viento de cara que aumenta la resistencia aerodinámica en un 10%) apenas tenemos que hacer nada, recuperaremos el consumo con el viento de cola. En cambio, cuando el viento es extremadamente fuerte (entendiendo por fuerte un viento de cara que aumenta la resistencia aerodinámica en un 100%) hay que reducir un poco la velocidad, lo suficiente para reducir el efecto del viento en un tercio. Por ejemplo, si nuestro coche consumo unos 3 litros/100Km por la resistencia aerodinámica, cuando en viento duplique ese consumo hasta los 6 litros/100Km, únicamente habrá que reducir ligeramente la velocidad hasta que el coche consuma 1 litro menos.
<br />
<br />
¿Esto es realista? No, porque el viento nunca sopla justo en la dirección del coche, y como ya demostré en el primer <i>post</i> de la serie el viento lateral aumenta el consumo. Puede haber más fenómenos adversos, por ejemplo el rendimiento del coche probablemente empeore con viento a favor, y no tiene porque compensarse con la previsible mejoría de rendimiento con el viento de cara. Por eso en la realidad si no quieres que aumente el consumo es mejor contar con reducir el efecto del viento en un 50% en vez de en un tercio.
<br />
<br />
Y ahora vayamos a unos ejemplos prácticos:
<br />
<br />
Circulando por autopista a 120Km/h. Tenemos un coche típico que consume 6litros/100Km. ¿Qué proporción del consumo es debido a la resistencia aerodinámica? Pues depende del coches, puedes hacer número fácilmente si sabes lo que pesa el coche y el factor de resistencia (el factor de resistencia que es C<sub>D</sub>×S se explicaba <a href="http://www.comoconsumirmenos.blogspot.com.es/2012/08/la-velocidad-el-enemigo-numero-un-del.html" target="_blank">aquí</a>). Un valor razonable para autopista es 2/3. Por tanto nuestro consumo de referencia son 4litros/100Km.
<br />
<br />
Empezamos a notar que hay viento, notas que el consumo medio aumenta, ves el movimiento el alguna bandera de una gasolinera etc. ¿Cómo se cuantifica? Tienes que circular varios kilómetros y calcular el consumo medio (por ejemplo 10Km), tienes que asegurarte que no se suba a se baje mucho en el tramo de referencia (si el coche sube o baja en el tramo de referencia tienes que tener una idea aproximada de lo que consume el coche en ese tramo sin viento, sino será imposible saber cuánto viento hace). Supongamos que obtenemos un consumo de 6,6litros/100Km, o lo que es lo mismo la resistencia ha aumentado 0,6/4 = 15%. Estamos en la parte izquierda de la gráfica. En principio no hay que hacer nada. Si eres un obseso del consumo puedes reducir ligerísimamente la velocidad para reducir en un 50% el efecto del viento, es decir en 0,3litros/100Km. En la práctica con reducir 4 o 5Km/h la velocidad será suficiente. Si quieres confirmarlo una vez has reducido la velocidad puedes verificar el consumo en un tramo, pero con vientos tan débiles no vale la pena calentarse la cabeza.
<br />
<br />
Seguimos con el ejemplo pero esta vez notas un viento muy fuerte. Lo han advertido en la predicción metereológica, y se nota claramente que el consumo está disparado. Verificas el consumo medio en un tramo y obtienes un consumo de 8,4litros/100Km, en este caso la resistencia ha aumentado en 2,4/4 = 60%. Estamos en la parte media de la tabla, desde el punto de vista del consumo nos interesa reducir la velocidad, buscando reducir más o menos a la mitad el aumento de resistencia. Es decir hasta un consumo de 7,2litros/100Km. El cuerpo te puede pedir reducir aún más la velocidad, es un comportamiento respetable, pero a mi juicio irracional, otro día tendrás mucho viento a favor y recuperarás el exceso de consumo. ¿Más o menos cuanto hay que bajar la velocidad? En este ejemplo que es bastante extremo unos 15Km/h, pero lo mejor es chequearlo volviendo a verificar el consumo en un tramo.
<br />
<br />
No creo que haya que obsesionarse buscando las velocidades exactas, simplemente hay que ser observador, si al cabo de 100Km de autopista parece que hay menos viento vuelves a chequear el consumo, y si efectivamente no detectas el viento en el consumo vuelves a circular a 120Km. Si sabes que la ruta cambia bruscamente de dirección durante muchos kilómetros entonces el viento ya no te dará de cara, ya puedes volver a circular a 120Km/h etc.
<br />
<br />
Ahora vayamos a un ejemplo de carretera. Con el mismo coche circulamos a 90Km/h, y el consumo medio del coche en estas condiciones es de 5l/100Km. Para este caso el consumo debido a la resistencia aerodinámica es de aproximadamente 3l/100Km.
<br />
<br />
Supongamos un viento débil que aumenta el consumo a 5,5l/100Km. Por tanto la resistencia ha aumentado en 0,5/3 = 17%. Es un aumento tan bajo que yo personalmente no haría nada, pero si quieres reducir el aumento en un 50% para asegurar el consumo medio de 5l/100Km tendrías que reducir la velocidad en 3 o 4Km/h.<br />
<br />
Vayamos a un ejemplo de viento muy fuerte. El consumo ha aumentado a 7,2litros/100Km. Por tanto la resistencia ha aumentado en 2,2/5 = 73%. Tienes que buscar una velocidad que se reduzca un 50% el efecto del viento, es decir bajar el consumo hasta 6,1litros/100Km. Para este ejemplo extremos estimo que hay que reducir unos 13Km/h, de nuevo recomiendo chequearlo en la práctica.
<br />
<br />
Después de esta explicación se puede formular la estrategia para que el consumo del coche no aumente por efecto del viento:
<br />
<br />
<ul>
<li>Cuando el viento sopla en promedio a favor: mantener la velocidad habitual (el combustible que ahorramos lo necesitaremos para compensar el viento de cara).</li>
<br />
<li>Cuando el viento sopla en promedio de cara: cuantificar el aumento del consumo (respecto a los consumos sin viento) mediante el consumo medio en un tramo.</li>
<ul>
<li>Si el aumento de consumo es pequeño (por ejemplo menos del 10% del consumo total del coche) no hacer nada. Se compensará más o menos cuando el viento sople a favor.</li>
<li>Si el aumento de consumo es moderado o grande (más del 10% del consumo total del coche). Reducir ligeramente la velocidad (típicamente en el rango 5 a 10km/h. En casos muy extremos podríamos llegar a 15Km/h) hasta conseguir que el aumento del consumo sea un 50% del aumento de consumo circulando a la velocidad habitual.</li>
</ul>
</ul>
<small>NOTA: si eres muy perfeccionista se puede hacer la estrategia más progresiva. Por ejemplo en 3 tramos: no hacer nada hasta un aumento del consumo del 8%. Para un aumento entre el 8% y el 12% reducir la velocidad hasta reducir el aumento del consumo provocado por el viento en un tercio. Y finalmente para un aumento del consumo por encima del 12% reducir la velocidad hasta reducir el aumento del consumo provocado por el viento a la mitad. Yo personalmente, salvo que condujera un camión, no me preocuparia por seguir estrategias muy sofisticadas.<br />
<br />
NOTA: para fanáticos del consumo en recorridos que frecuentas, una forma fácil de saber más o menos que vinto hay es sacar la marcha en una cuesta abajo. Una cuesta pequeña de unos segundo es suficiente. Simplemente hay que tener memorizada la velocidad a la que baja más o menos el coche en días sin viento. En unos segundos notarás si hay viento de cara o a favor, porque la velocidad del coche cambia. En realidad también puedes hacer la prueba circulando en llano y sacando la marcha unos segundos, pero es más laborioso, necesitas medir los segundos con precisión, y al menos mi coche no tiene un segundero a la vista, así que tendría que recurrir al segundero de mi reloj de mano. La ventaja de hacer la prueba en llano es que únicamente tiene que memorizar dos números: los segundos que dura el ensayo, y la velocidad que alcanza el coche un día sin viento. <a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2012/08/la-resistencia-de-rodadura-el-enemigo_29.html" target="_blank">Aquí</a> explicaba como hacer los cálculos.</small></div>
</div>
Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-47333304408238229552018-09-06T01:17:00.000+02:002018-11-17T11:51:51.044+01:00EL VIENTO II - ¿CUÁL ES LA VELOCIDAD QUE MINIMIZA LA RESISTENCIA?<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
...Continuación <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2018/08/el-viento-por-que-es-un-enemigo-del.html">post</a></i> anterior.
<br />
<br />
Para el caso que se planteó en el <i>post</i> anterior de viento soplando en la dirección de avance la respuesta a cuál es la velocidad del coche que minimiza la resistencia aerodinámica parece sencilla, pero tiene más miga de lo que parece.
<br />
<br />
Obviamente si reducimos la velocidad del coche se reduce la resistencia aerodinámica, pero a costa de tardar más. Lo que estamos buscando es recuperar el tiempo perdido (al menos parcialmente) cuando el viento sopla a favor aumentando la velocidad. La pregunta es cuánto hay que modificar la velocidad para minimizar lo máximo posible el efecto del viento:
<br />
<br />
Recuperamos la ecuación que presenté en el <i>post</i> anterior y añadimos la variación de la velocidad para reducir la resistencia.
<br />
<br />
D<sub>v</sub> ∝ ½×(V+v-δ<sub>1</sub>)<sup>2</sup>+½×(V-v+δ<sub>2</sub>)<sup>2</sup>
<br />
<br />
Donde:
<br />
<div style="margin-left: 36.0pt;">
D<sub>v</sub> es la resistencia aerodinámica en promedio con viento soplando la mitad del tiempo de cara y la otra mitad del tiempo a favor<br />
V es la velocidad del coche a la que circulamos en condiciones sin viento<br />
v es la velocidad del viento<br />
δ<sub>1</sub> es la reducción de la velocidad del coche cuando el viento sopla de cara<br />
δ<sub>2</sub> es el aumento de la velocidad del coche cuando el viento sopla a favor</div>
<br />
Si desarrollamos los dos términos de la ecuación obtenemos lo siguiente:
<br />
<br />
D<sub>v</sub> ∝ V<sup>2</sup>+ V×(δ<sub>2</sub>-δ<sub>1</sub>) + ½×(v-δ<sub>1</sub>)<sup>2</sup>+½×(δ<sub>2</sub>-v)<sup>2</sup>
<br />
<sup><br /></sup>
Y aquí ya se ve que aparentemente la solución es: δ<sub>2</sub> = δ<sub>1</sub> = v es decir reducir y aumentar la velocidad del coche justo la velocidad del viento. O lo que es lo mismo circular de manera que el viento aparente (es decir la velocidad del coche más la velocidad del viento) sea siempre V. Con esta estrategia conseguimos eliminar por completo el efecto del viento, ya que queda D<sub>v</sub> proporcional al cuadrado de V y los otros tres términos son cero.
<br />
<br />
Esta además es la estrategia que siguen los aviones comerciales. Un avión se puede enfrentar a vientos muy elevados, en muchas ocasiones de más de 100Km/h, donde además el efecto del viento es mayor que en un coche ya que afecta a más términos de la ecuación (como se explicó en este <i><a href="https://www.comoconsumirmenos.com/2018/06/por-que-diferencia-de-los-coches-los.html" target="_blank">post</a></i> el coeficiente C<sub>D</sub> es sensible al número de mach). Por eso cuando se cruza el atlántico norte, donde hay una <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_en_chorro" target="_blank">corriente de chorro</a> potente, se tarda menos cuando se va a Europa que cuando se va a Norteamérica, porque se vuela manteniendo más o menos constante el número de mach, es decir la estrategia mostrada.
<br />
<br />
Pero esta estrategia no es gratuita, el precio que hay que pagar por eliminar el efecto del viento en la resistencia aerodinámica es un aumento en el tiempo que tardamos, en la práctica es lo mismo que reducir la velocidad, pero de manera óptima. En este <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.blogspot.com.es/2012/08/la-velocidad-media-la-pero-de-las.html" target="_blank">post</a> </i>explicaba como la velocidad media es proporcional a la media armónica. Para el caso que nos ocupa el aumento de tiempo obedece a la siguiente proporción:
<br />
<br />
Δt = (1/(V-v)+1/(V+v))/(2/V)
<br />
<br />
Si adimensionalizamos la velocidad del viento v con la velocidad de referencia V nos queda la siguiente ecuación:
<br />
<br />
Δt = ((1-v/V)×(1+v/V))<sup>-1</sup>
<br />
<sup><br /></sup>
Y la siguiente gráfica:
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; font-family: arial; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgz71HcwQCCM3rFozXoo-G9hbP0mWBzwkp6LR1cwsZHJ_9rDchU_Un1Z218t_lCxUU_hlizUV9Jaxebrs3kLAUhyoTuc2rRXIGkiK9Maw7G9JYq8qBxX7r-kGiOWo4eKUIOIzZfD1RNJjV5/s1600/Aumento+t+con+v+optima.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="452" data-original-width="752" height="384" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgz71HcwQCCM3rFozXoo-G9hbP0mWBzwkp6LR1cwsZHJ_9rDchU_Un1Z218t_lCxUU_hlizUV9Jaxebrs3kLAUhyoTuc2rRXIGkiK9Maw7G9JYq8qBxX7r-kGiOWo4eKUIOIzZfD1RNJjV5/s640/Aumento+t+con+v+optima.png" width="640" /></a></div>
<br />
Como es lógico el aumento de tiempo tiende a infinito cuando v se aproxima a V, o en otras palabras no hay solución si v iguala o supera a V. Ejemplo práctico: supongamos que circulamos por autopista normalmente a 100Km/h, y nos enfrentamos a un viento de 30Km/h. Si seguimos la estrategia óptima para que no aumente la resistencia aerodinámica (circular a 70Km/h con viento de cara y 130Km/h con viento a favor) entonces en promedio tardaremos un 10% más respecto a la opción de circular siempre a 100Km/h. Este coste en tiempo, más los inconvenientes de circular a velocidades tan extremas, hace esta estrategia poco utilizable en la práctica. Para el ejemplo mostrado la velocidad baja es inaceptablemente baja (circular a 70Km/h es una falta de respeto a los demás conductores y además es peligroso, entre otras cosas todo el tráfico pesado te adelantará). Y circular a 130Km/h además de ser ilegal en España, probablemente será inaceptablemente alto para una persona que circula normalmente a una velocidad tan baja como 100Km/h.
<br />
<br />
Así que tenemos que buscar algo mejor. Resulta que la solución mostrada no es la única posible, en realidad existe una infinidad de velocidades posibles que cumplen la condición de no aumentar la resistencia aerodinámica. Para verlo definimos las siguientes variables adimensionales:
<br />
<br />
v' = v/V<br />
x = δ<sub>1</sub>/V<br />
y = δ<sub>2</sub>/V<br />
<br />
La ecuación que tenemos que resolver es:
<br />
<br />
V<sup>2</sup> = ½×(V+v-δ<sub>1</sub>)<sup>2</sup>+½×(V-v+δ<sub>2</sub>)<sup>2</sup>
<br />
<br />
Que con las variables que he introducido queda como:
<br />
<br />
(1+v'-x)<sup>2</sup> + (1-v'+y)<sup>2</sup> = 2
<br />
<br />
Y si despejamos x queda un polinomio de segundo grado como:
<br />
<br />
x<sup>2</sup> - 2×(1+v')×x + (y<sup>2</sup> + y×(2-2×v') + 2×v'<sup>2</sup>) = 0
<br />
<br />
Y la solución a este polinomio es:
<br />
<br />
x = (1+v') ± (2-(1-v'+y)<sup>2</sup>)<sup>½</sup>
<br />
<br />
Pero de las dos raíces posibles la única solución válida es la negativa, ya que x ha de ser menor que 1 y v' oscila entre 0 y 1. Fijaros como la primera estrategia mostrada satisface la ecuación ya que cuando y = v'; entonces x = v'.
<br />
<br />
De la infinidad de soluciones posibles ¿cuál es la que más nos interesa? Pues depende lo que estemos buscando, en este caso estamos buscando variaciones de velocidad lo más bajas posibles, y el valor más bajo posible para y es 0 (una y negativa no tiene sentido, porque supondría reducir la velocidad cuando el viento sopla a favor). Por tanto, la estrategia que más nos interesa para el caso de un coche es:
<br />
<br />
y = 0<br />
x = (1+v') - (2-(1-v')<sup>2</sup>)<sup>½</sup>
<br />
<br />
O sin adimensionalizar:
<br />
<br />
δ<sub>2</sub> = 0<br />
δ<sub>1</sub> = (V+v) - V×(2-(1-v/V)<sup>2</sup>)<sup>½</sup>
<br />
<br />
Ecuación que os muestro en la siguiente gráfica:
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhyV_oaZGZs6L7O7tyssIMz_kY0sJxN70DObWJ1UUTefuMZCTSJg59C2s1TwY6-hmBcm_KxDvgxSTj9zfsGdmqSB6ZQJ6agrtsKDWoRemNOY7XbbNUAnVsB_6qq03rpyNTT9b2VgXzranSz/s1600/V+opt+con+viento.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="442" data-original-width="752" height="376" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhyV_oaZGZs6L7O7tyssIMz_kY0sJxN70DObWJ1UUTefuMZCTSJg59C2s1TwY6-hmBcm_KxDvgxSTj9zfsGdmqSB6ZQJ6agrtsKDWoRemNOY7XbbNUAnVsB_6qq03rpyNTT9b2VgXzranSz/s640/V+opt+con+viento.png" width="640" /></a></div>
<br />
Apliquemos esta estrategia al ejemplo anterior: viento de 30Km/h y velocidad de referencia sin viento 100Km/h. La velocidad a la que hay que circular para que en promedio no aumente la resistencia aerodinámica es: con viento a favor la velocidad de referencia, y con viento de cara reducir la velocidad un 7,1% es decir 93Km/h. Y el coste en tiempo de utilizar esta estrategia es tardar un 3,8%. Por tanto, queda claro que esta estrategia es mucho más ventajosa que la planteada inicialmente. De hecho, se podría incluso utilizar para el caso de v = V. Aunque el coste en tiempo sería enorme, tardaríamos un 71% más, pero también reduciríamos la resistencia aerodinámica en promedio a la mitad.
<br />
<br />
Las estrategias mostradas tienen un inconveniente importante cuando la relación v/V es elevada, tardamos más. Otra optimización que tiene sentido es añadir la restricción de no aumentar el tiempo que tenemos que estar en la carretera. ¿Cuánto es posible reducir la resistencia aerodinámica con esta restricción? La solución óptima desgraciadamente ni es obvia, ni fácil de resolver, ya que se trata de una de las raíces de un polinomio de cuarto orden, al menos la solución es analítica, aunque no sea sencilla en absoluto. Seguidamente muestro la solución analítica por si es útil para alguien:
<br />
<br />
<small>
La ecuación que tenemos que resolver es:<br />
min[(1+v'-x)<sup>2</sup>+(1-v'+y)<sup>2</sup>]<br />
<br />
Y la restricción de no aumentar el tiempo se recoge en la siguiente ecuación, que no es más que la media armónica:<br />
1/(1-x)+1/(1+y) = 2<br />
<br />
Despejando:<br />
x = y/(1+2y)<br />
<br />
Por tanto la ecuación que queremos minimizar se puede expresar únicamente como una función de y, para calcular los mínimos hay que derivar en y, y calcular los ceros de la siguiente ecuación:<br />
df(y)/dy = 2×(1+v'-y/(1+2y))×(-1/(1+2y)+2y/(1+2y)<sup>2</sup>)+2×(1-v'+y) = 0<br />
<br />
Para simplificar la ecuación introducimos la nueva variable:<br />
z = 1+2y<br />
<br />
Operando obtenemos el siguiente polinomio de cuarto orden:<br />
z<sup>4</sup>+(1-2×v')×z<sup>3</sup>+(-1-2×v')×z-1<br />
<br />
Para facilitar la solución del problema introducimos la nueva variable:<br />
a = 1-2×v'<br />
<br />
La ecuación que tenemos que resolver es:<br />
z<sup>4</sup>+a×z<sup>3</sup>+(a-2)×z-1=0<br />
<br />
De las 4 raíces de la ecuación la siguiente es el mínimo que estamos buscando:<br />
z = -a/4 + R/2 + D/2<br />
<br />
Donde R y D son:<br />
R = (a<sup>2</sup>/4+b)<sup>½</sup><br />
D = (3×a<sup>2</sup>/4-R<sup>2</sup>-(8×(a-2)-a<sup>3</sup>)/(4×R))<sup>½</sup><br />
<br />
Donde b es:<br />
b = A+B<br />
A = (-b'/2+(b'<sup>2</sup>/4+a'<sup>3</sup>/27)<sup>½</sup>)<sup>1/3</sup><br />
B = (-b'/2-(b'<sup>2</sup>/4+a'<sup>3</sup>/27)<sup>½</sup>)<sup>1/3</sup><br />
<br />
Donde b' y a' son:<br />
a' = a<sup>2</sup>-2×a+4<br />
b' = 4×a-4</small>
<br />
<br />
En la siguiente gráfica os muestro las velocidades óptimas y el aumento en promedio de la resistencia aerodinámica para esta tercera optimización:
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; font-family: arial; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjCGR5zhg63bL2yPk0O9ua9Ni7CF1Nx7M4HCkuSInNm3tQeMo5tRCwAzb__102FrACuSEbZqXkECCUfM6DdC9YYJxMoNe_drkRxnc_d5wAV3A4-etnZBxSEZfIdg8vhuq1mvQ4oFYM6b0Iz/s1600/V+opt+con+viento+sin+aumentar+t.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="452" data-original-width="752" height="384" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjCGR5zhg63bL2yPk0O9ua9Ni7CF1Nx7M4HCkuSInNm3tQeMo5tRCwAzb__102FrACuSEbZqXkECCUfM6DdC9YYJxMoNe_drkRxnc_d5wAV3A4-etnZBxSEZfIdg8vhuq1mvQ4oFYM6b0Iz/s640/V+opt+con+viento+sin+aumentar+t.png" width="640" /></a></div>
<br />
Esta estrategia se puede aproximar con la siguiente regla:<br />
<ul style="font-family: arial; text-align: left;">
<li>Con viento de cara reducir la velocidad un 24% de la velocidad del viento.</li>
<li>Con viento a favor aumentar la velocidad un 47% de la velocidad del viento.</li>
</ul>
El ajuste de esta regla no es perfecto, para conseguir una regla sencilla que aproxime con precisión lo mejor que he encontrado es aproximar con una ecuación cuadrática:
<br />
<ul style="font-family: arial; text-align: left;">
<li>Con viento de cara reducir la velocidad: -0,0830×(v/V)<sup>2 </sup>+ 0,3236×(v/V) + 0,0007</li>
<li>Con viento a favor aumentar la velocidad: 0,1463×(v/V)<sup>2 </sup>+ 0,3207×(v/V) + 0,0009</li>
</ul>
Apliquemos esta estrategia al ejemplo anterior. Con el viento de cara reduciremos la velocidad un 9,1%, es decir circularemos a 91Km/h. Con el viento a favor aumentaremos la velocidad un 11,1%, es decir circularemos a 111Km/h. Esto son velocidades razonables para utilizar en la práctica. Pero a cambio la resistencia aerodinámica aumentará en promedio un 6%. Como sin aplicar ninguna estrategia la resistencia aerodinámica en este ejemplo aumenta un 9%, quiere decir que la restricción de no aumentar el tiempo limita bastante la posibilidad de ahorro. Si hacéis los números veréis que para cualquier velocidad de viento y del coche los ahorros son siempre muy similares a un tercio, en principio poco para un fanático del consumo.
<br />
<br />
Lo que hemos visto en este <i>post</i> está muy bien para un avión que se enfrenta a vientos constantes, y dispone de instrumentación que proporciona la velocidad del viento con precisión, pero son de difícil aplicación en un coche. En el próximo <i>post</i> propondré estrategias sencillas que se puedan utilizar en la práctica.
<br />
<br />
<a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2018/09/el-viento-iii-como-se-debe-circular-con.html">Continuación</a>...</div>
</div>
Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-16563029801243898392018-08-24T02:37:00.000+02:002018-11-17T11:52:27.386+01:00EL VIENTO I - ¿POR QUÉ ES UN ENEMIGO DEL CONSUMO?<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
Para mostrar cómo el viento en promedio siempre perjudica al consumo empecemos por lo más obvio: considerar el caso del viento en la dirección de avance, en promedio el viento soplará la mitad del tiempo de cara y la mitad del tiempo a favor. El problema es que la resistencia aerodinámica tiene una relación cuadrática respecto al viento aparente (velocidad del coche más velocidad del viento), por lo que el viento de cara perjudica más que beneficia el viento a favor. Veamos exactamente cuanto:<br />
<br />
Recurrido sin viento, como ya mostré en el <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.blogspot.com.es/2012/08/la-velocidad-el-enemigo-numero-un-del.html" target="_blank">post</a></i> donde se explicaba la resistencia aerodinámica:<br />
<br />
D<sub>0</sub> ∝ V<sup>2</sup>
<br />
<br />
Donde:<br />
<div style="margin-left: 36.0pt;">
D<sub>0</sub> es la resistencia aerodinámica sin viento<br />
V es la velocidad del coche</div>
<br />
Recorrido con viento, a largo plazo cabe esperar que la mitad del tiempo el viento sople de cara y la otra mitad el viento sople a favor, por tanto:<br />
<br />
D<sub>v</sub> ∝ ½×(V+v)<sup>2</sup>+½×(V-v)<sup>2</sup><br />
<br />
Donde:<br />
<div style="margin-left: 36.0pt;">
D<sub>v</sub> es la resistencia aerodinámica en promedio con viento<br />
V es la velocidad del coche<br />
v es la velocidad del viento</div>
<br />
Si desarrollamos los dos términos obtenemos:<br />
<br />
D<sub>v</sub> ∝ V<sup>2</sup>+v<sup>2</sup><br />
<br />
Por tanto, la resistencia aerodinámica no sólo aumenta, sino que aumenta en con el cuadrado de la velocidad del viento, y además el aumento en la resistencia es independiente de la velocidad del coche, si reduces la velocidad del coche el consumo disminuirá, pero el perjuicio que causa el viento será exactamente el mismo.<br />
<br />
Pero la cosa no acaba aquí, aunque el viento sople de lado también aumenta la resistencia aerodinámica. Como este efecto no es tan intuitivo, os muestro las ecuaciones:<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; font-family: arial; text-align: left;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhVlC5FIjK6Opniwip92VqhRTXLKzsV2DGJlJzBiIZoKM6L7KYpWira_55rrpVd9HgvMuLyHg4UHl6gYm8ztSnGczvYJEV5bukGTF0BpwbRnZSYfkzxDi6GUlSymkVWNIkvTapknSChLUzr/s1600/Coche+sin+viento.PNG" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="342" data-original-width="1126" height="121" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhVlC5FIjK6Opniwip92VqhRTXLKzsV2DGJlJzBiIZoKM6L7KYpWira_55rrpVd9HgvMuLyHg4UHl6gYm8ztSnGczvYJEV5bukGTF0BpwbRnZSYfkzxDi6GUlSymkVWNIkvTapknSChLUzr/s400/Coche+sin+viento.PNG" width="400" /></a></div>
<br />
Coche sin viento:<br />
<br />
D<sub>0</sub> = ½×ρ×C<sub>D</sub>×S×V<sup>2</sup><br />
<br />
Donde:<br />
<div style="margin-left: 36.0pt;">
ρ es la densidad de aire<br />
S es la superficie frontal proyectada en la dirección de avance<br />
C<sub>D</sub> es el coeficiente de resistencia aerodinámica</div>
<br />
<div class="separator" style="clear: both; font-family: arial; text-align: left;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjx48p-elHSh9hyyLP1a-REM16Pr2HEhttxRmnmnerzGlVPM7BYTLQkA2nmKmWug51ClVhsnF_HkztDjuc0MDWADMvqKk7cKRtLckSwGd3hKBfiWIgFS8_nzAob5cz6-hkPfga269sw6xxf/s1600/Coche+con+viento+lateral.PNG" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="358" data-original-width="1171" height="121" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjx48p-elHSh9hyyLP1a-REM16Pr2HEhttxRmnmnerzGlVPM7BYTLQkA2nmKmWug51ClVhsnF_HkztDjuc0MDWADMvqKk7cKRtLckSwGd3hKBfiWIgFS8_nzAob5cz6-hkPfga269sw6xxf/s400/Coche+con+viento+lateral.PNG" width="400" /></a></div>
<br />
Coche con viento lateral:<br />
<br />
D<sub>r</sub> =½×ρ×C<sub>Dα</sub>×S<sub>α</sub>×V<sub>r</sub><sup>2</sup><br />
<br />
Donde:<br />
<div style="margin-left: 36.0pt;">
D<sub>r</sub> es la resistencia aerodinámica que ejerce el aire sobre el coche<br />
V<sub>r</sub> es la velocidad del aire que ve el coche correspondiente a la composición de V y v<br />
α es el alguno con el que incide el aire sobre el coche<br />
S<sub>α</sub> es la superficie del coche proyectada en la dirección del viento aparente, es decir de V<sub>r</sub><br />
C<sub>Dα</sub> es el coeficiente de resistencia aerodinámica cuando el aire incide con el ángulo α.</div>
<br />
Lo siguiente que vamos a hacer es despreciar el término normal al avance. Esa fuerza no ayuda en nada al consumo, pero su efecto negativo será pequeño seguro. Por tanto, nos queda el término D<sub>e</sub>, es decir la proyección de D<sub>r</sub> sobre la dirección de avance.<br />
<br />
D<sub>e</sub> = D<sub>r</sub>×cos(α)<br />
<br />
Como: cos(α) = V/V<sub>r</sub> y V<sub>r</sub> = (V<sup>2</sup>+v<sup>2</sup>)<sup>1/2</sup><br />
<br />
D<sub>e</sub> = ½×ρ×C<sub>Dα</sub>×S<sub>α</sub>×V×(V<sup>2</sup>+v<sup>2</sup>)<sup>1/2</sup><br />
<br />
Y ahora ya es obvio que D<sub>e</sub> es mayor que D, es decir la resistencia con viento lateral aumenta, ya que:<br />
<br />
El termino ½×ρ×V es el mismo.<br />
El termino C<sub>Dα</sub> > C<sub>D</sub> ya que los coche están diseñados para que recibir el aire de cara, no para recibir el aire de lado.<br />
El termino S<sub>α</sub> > S ya que los coches son siempre alargados.<br />
Y finalmente el termino (V<sup>2</sup>+v<sup>2</sup>)<sup>1/2</sup> > V<br />
<br />
En resumen queda demostrado que en promedio el viento siempre perjudica al consumo. Pero hay una cosa positiva a comentar respecto al viento, el viento real que ve un coche es normalmente muy inferior al que te indica el hombre del tiempo. En las estaciones meteorológicas el viento se mide en un lugar despejado y a 10 metros del suelo. Afortunadamente un coche circula pegado al suelo y casi siempre rodeado de obstáculos de todo tipo (guardarraíles, setos, otros vehículos, árboles, construcciones...). Así que salvo que circules por lugares tan singulares como la carretera de los cayos de Florida:<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; font-family: arial; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiDjl39PNK-CJUdSHuWUnHQ9DKsrUDezBXXeEA4vmqm9vZIRcDLsqOZEiZyk31k2uqIUeR_HCju30M5TVlPE38TDVqePaEPXNTlbRIStYuN7vX2IFqn0bqvDRpyizhKBuJ6HVr66eo6TBe_/s1600/Carretera+de+los+cayos+Florida.PNG" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="524" data-original-width="786" height="266" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiDjl39PNK-CJUdSHuWUnHQ9DKsrUDezBXXeEA4vmqm9vZIRcDLsqOZEiZyk31k2uqIUeR_HCju30M5TVlPE38TDVqePaEPXNTlbRIStYuN7vX2IFqn0bqvDRpyizhKBuJ6HVr66eo6TBe_/s400/Carretera+de+los+cayos+Florida.PNG" width="400" /></a></div>
<br />
Excusa para mostrar la foto de una carretera espectacular. Lo normal es que el viento a la altura del coche sea claramente inferior. ¿Cuánto menos? Pues depende principalmente de la rugosidad del terreno. Es decir; la cantidad, tipo y altura de los obstáculos. Existen numerosos modelos sofisticados, pero para hacer números rápidos nos bastará el perfil más básico y sencillo, que es el perfil exponencial: <br />
<br />
V<sub>Z</sub> = V<sub>ref</sub>×(Z/Z<sub>ref</sub>)<sup>exp</sup><br />
<br />
Donde:<br />
<div style="margin-left: 36.0pt;">
Conocemos la velocidad del viento V<sub>ref</sub> a una altura de referencia Z<sub>ref</sub><br />
Queremos conocer la velocidad del viento V<sub>Z </sub>a una altura determinada Z<br />
exp es un exponente que depende de la rugosidad del terreno</div>
<br />
La pregunta es cuál es el exponente que mejor se ajusta. No hay más que mirar por la literatura a ver qué valores se sugieren. Parece razonable el rango: 0,4 y 0,15. Además, tomaré como referencia la altura media de un coche típico, es decir 0,75m.<br />
<br />
Por lo que el porcentaje del viento que ve el coche oscilará típicamente en el rango:<br />
<ul>
<li>Zona con muchos obstáculos: (0,75/10)<sup>0,4</sup> = 35% de la velocidad del viento meteorológica.</li>
<br />
<li>Zona extraordinariamente despejada: (0,75/10)<sup>0,15</sup> = 68% de la velocidad del viento meteorológica.</li>
</ul>
Así que la velocidad del viento que ve el coche, y por tanto afecta al consumo, es claramente inferior a la que anuncia la predicción meteorológica. En casos favorables, incluso menor que el 35% mostrado. Por ejemplo, circulando por un bosque espeso.<br />
<br />
<a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2018/09/el-viento-ii-cual-es-la-velocidad-que.html">Continuación</a>...</div>
</div>
Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-77796261479337771152018-07-15T18:54:00.001+02:002018-11-17T11:56:43.279+01:00QUÉ SALE MÁS BARATO UN COCHE ELÉCTRICO O UN COCHE DE GAS NATURAL<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
...Continuación <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2018/07/el-gas-el-hidrocarburo-mas-economico-iv.html">posts</a></i> anteriores.<br />
<br />
Para terminar esta serie vamos a comparar que sale más barato un coche eléctrico o un coche de gas natural. Y la respuesta es depende, depende de lo eficiente que sea cada coche y de lo barata que te salga la electricidad; y sobre todo depende del precio de cada coche.<br />
<br />
Obviamente si te comprar un coche eléctrico con un consumo malo y que encima es caro como pueda ser un Tesla modelo S, te va a salir más caro seguro. Por eso hay que hacer los números con un coche que tenga un consumo y precio contenido. El Nissan Leaf me parece una buena elección, cojamos este coche como referencia, y en concreto el modelo nuevo que tiene más batería que el modelo previo, y en particular el acabado más económico. Veamos las características de este coche en <a href="http://www.km77.com/">Km77</a>:<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhHLcQNYCECBROHNP4PRqOL8DetjrkJKWNCboXLc1S8CLg8-ug7bjtN9r_qFnBOshUj1LLrjNM3tOl52IdTcve3lk5p2GRyMKphGHv9R4qcZyHz2B7kg8J7ISfCMIJYO1g0Ix61zxLNr3rG/s1600/Nissan.PNG" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="392" data-original-width="856" height="146" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhHLcQNYCECBROHNP4PRqOL8DetjrkJKWNCboXLc1S8CLg8-ug7bjtN9r_qFnBOshUj1LLrjNM3tOl52IdTcve3lk5p2GRyMKphGHv9R4qcZyHz2B7kg8J7ISfCMIJYO1g0Ix61zxLNr3rG/s320/Nissan.PNG" width="320" />
</a>
</div>
<br />
<table border="1" cellpadding="3">
<tbody>
<tr style="background-color: #ccffcc;">
<td>Modelo</td>
<td>Nissan LEAF 40 kWh Acenta</td>
</tr>
<tr>
<td>Precio</td>
<td>33.400€</td>
</tr>
<tr>
<td>Velocidad máxima</td>
<td>144Km/h</td>
</tr>
<tr>
<td>Aceleración de 0 a 100Km/h</td>
<td>7,9s</td>
</tr>
<tr>
<td>Peso</td>
<td>1.580kg</td>
</tr>
<tr>
<td>Volumen maletero</td>
<td>394 litros</td>
</tr>
<tr>
<td>Potencia máxima</td>
<td>110KW</td>
</tr>
<tr>
<td>Neumáticos</td>
<td>205/55 R16</td>
</tr>
<tr>
<td>Baterías</td>
<td>iones de litio 40KWh</td>
</tr>
</tbody></table>
<br />
La primera pregunta: ¿qué autonomía tiene este coche? Pues según el ciclo NEDC 380 kilómetros. Como este ciclo no es nada representativo de la realidad mejor miramos datos de gente que lo ha conducido, como los que se registran en <a href="http://www.spritmonitor.de/">Spritmonitor</a>. Y parece más realista pensar en los 300Km que correspondería con una conducción principalmente urbana. El límite bajo se da para un viaje en autopista, en este caso la autonomía es sólo de 200Km. Es decir, consumos entre 20KWh/100Km y 13,3KWh/100Km.<br />
<br />
Aquí tenemos que hacer un inciso, cuando cargamos una batería se caliente, ese calor son pérdidas. ¿cuál es el rendimiento de carga de un coche? Pues depende de varias cosas. Lo que sí hay consenso en la literatura es que las baterías de iones de litio son las que tienen mayor rendimiento. Otro fenómeno que hay que tener en cuenta es que las baterías se descargan con el paso del tiempo. Estimo estos dos efectos en el rango 90% y 80%. Por tanto, la electricidad que tenemos que pagar realmente estará en el rango:<br />
<br />
Caso más desfavorable: 20/80% = 25KWh/100Km<br />
Caso más favorable: 13,3/90% = 14,8KWh/100Km<br />
<br />
Último paso, ¿cuánto nos cuesta la electricidad? Pues depende, y especialmente en España donde hay una especie de confabulación para que la factura de la luz sea incomprensible. Voy a proponer un escenario típico, con un poco de cuidado cualquiera pueda hacer números en cualquier otro escenario. Lo normal si te compras un coche eléctrico (al menos de momento) es que tengas una vivienda unifamiliar y lo recargues en casa. Lo lógico es que contrates una factura específica para un coche eléctrico. En estos momentos tenemos la tarifa supervalle. Esta tarifa dura únicamente 6 horas (01:00 a 07:00), lo que te obliga a instalar un cargador especial de 6,6KW. La instalación de este cargador cuesta unos 1000€. Además, otra ventaja de la tarifa supervalle es que aumenta poco la potencia contratada, ya que el consumo es (generalmente) en las horas que hay menor consumo en la casa. Supongamos una potencia contratada entre 4,6KW (20A) y 6,9KW (30A). Para estas potencias un incremento de 3 o 4KW de la potencia contratada parece suficiente, este aumento del término de potencia lo tenemos que añadir al coste de cargar el coche. Los números son los siguientes:<br />
<br />
Escenario favorable: aumento potencia 3KW y consumo por el coche de 700KWh (unas 15 recargas al mes)<br />
Precio real electricidad 0,10€/KWh<br />
<br />
Escenario desfavorable: aumento 4KW y consumo por el coche de 140KWh (unas 3 cargas al mes)<br />
Precio real electricidad 0,27€/KWh<br />
<br />
<small>NOTA: hay un inconveniente en escoger la tarifa supervalle, el resto de tu factura puede aumentar, ya que parte lo haremos durante el horario más desfavorable, he considerado un aumento de 5 euros/mes por este concepto, dependerá de cada casa. Pero podría darse el caso contrario si ajustas tu consumo a la tarifa contratada. Seguro que alguien dirá que cómo es posible que los números salgan tan malos. En el <i>post</i> anterior el dato que daba como mejor precio posible era de 0,089€/KWh; el principal problema es el término fijo de potencia que no tuve en cuenta en el coste de la energía.</small>
<br />
<br />
Y por tanto esta es la horquilla para circular 100Km<br />
<br />
Escenario más favorable: 14,8KWh/100Km×0,10€/KWh = 1,48€/100Km<br />
<br />
Escenario más desfavorable: 25KWh/100Km×0,27€/KWh = 6,75€/100Km<br />
<br />
Y sin revisar los números respecto al gas natural ya tenemos una conclusión clara: para que el coche eléctrico sea barato necesitas hacer bastantes kilómetros al año. Si te compras un coche eléctrico para hacer unos 12000Km/año (mi escenario desfavorable) y pretendes cargar el coche en unas horas los números no sale, porque el término de potencia que tienes que pagar cada mes a la compañía eléctrica te arruinan el precio real que pagas por la electricidad. Si ese es tu caso paciencia, poco a poco irán apareciendo más "electrolineras", tendrás que conformarte con mantener la potencia contratada que tengas, recargar tu coche con una potencia reducida (por ejemplo 3KW), y el día que tengas que cargar tu coche con rapidez, que se supone que será excepcional, tendrás que ir a la "electrolinera".<br />
<br />
Para el coche de gas natural vamos a buscar un coche similar al Nissan Leaf:<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgxotFNyhCFjOwyFuUEc43CTiGeHkvM-SDqK4YH9m33aMEt5Hc6Mt3RcLQbsUEJlbUuxEB3vDPojQqlxgbd6WU0sblODDBr8scg9cM2Nclye1H3XXuuA2Z6pxd4cgIJkITZ6mKvFKGnqBON/s1600/VW.PNG" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="443" data-original-width="923" height="153" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgxotFNyhCFjOwyFuUEc43CTiGeHkvM-SDqK4YH9m33aMEt5Hc6Mt3RcLQbsUEJlbUuxEB3vDPojQqlxgbd6WU0sblODDBr8scg9cM2Nclye1H3XXuuA2Z6pxd4cgIJkITZ6mKvFKGnqBON/s320/VW.PNG" width="320" /></a></div>
<br />
<table border="1" cellpadding="3">
<tbody>
<tr style="background-color: #ccffcc;">
<td>Modelo</td>
<td>Volkswagen Golf Variant Advance 1.4 TGI</td>
</tr>
<tr>
<td>Precio</td>
<td>26.540€</td>
</tr>
<tr>
<td>Velocidad máxima</td>
<td>196Km/h</td>
</tr>
<tr>
<td>Aceleración de 0 a 100Km/h</td>
<td>10,9s</td>
</tr>
<tr>
<td>Peso</td>
<td>1.363kg</td>
</tr>
<tr>
<td>Volumen maletero</td>
<td>424 litros</td>
</tr>
<tr>
<td>Potencia máxima</td>
<td>81KW</td>
</tr>
<tr>
<td>Neumáticos</td>
<td>205/55 R16</td>
</tr>
<tr>
<td>Deposito Gasolina</td>
<td>50 litros</td>
</tr>
<tr>
<td>Deposito Gas natural</td>
<td>15Kg</td>
</tr>
</tbody></table>
<br />
Este coche acelera menos que el Nissan, pero suficiente para la mayor parte de los usuarios, y a cambio corre mucho más de lo necesario para la mayor parte de los usuarios. Tiene un poco más de maletero, y es un poco más grande (lo necesita para que no penalice el depósito de gas) y es un poco más ligero. Las ruedas son exactamente las mismas.<br />
<br />
¿Cuál es el consumo real de este coche? Pues casi no hay datos. En Spritmonitor sólo hay un usuario que ha circulado bastantes kilómetros moviéndose en el rango 3 y 5Kg/100Km. Afortunadamente hay muchos datos de coches similares del grupo VW (VW Golf carrocería normal, Seat Leon o Audi A3). Me parece más realista pensar en consumos entre 3,5 y 6Kg/100Km, que es la horquilla amplia entre un conductor ahorrador, y un conductor que no cuida el consumo. Voy a tomar como precio del combustible 0,98€/Kg para tener en cuenta el aumento del precio en las últimas semanas, el resultado es:<br />
<br />
Escenario favorable: 3,5Kg/100Km×0,98€/Kg = 3,43€/100Km<br />
<br />
Escenario desfavorable: 6Kg/100Km×0,98€/Kg = 5,88€/100Km<br />
<br />
La conclusión en este ejemplo está clara, no compensa desde el punto de vista económico comprarse el coche eléctrico respecto al coche de gas natural. Comparando estos dos coches similares podemos esperar ahorros, en el escenario más favorable al coche eléctrico, de unos 4 euros cada 100Km. Que correspondería a conductor que circulas muchos kilómetros al año en un entorno mayoritariamente urbano con una conducción además poco cuidadosa. En este caso el consumo del eléctrico es mínimo y el consumo del coche convencional es máximo. En el lado opuesto, un conductor que realice pocos kilómetros por autopista el ahorro es mucho menor. como el coche eléctrico en este ejemplo cuesta 7000 euros más, es casi imposible recuperar esa diferencia ya que se necesita nada menos que:<br />
<br />
7000/4 → 175.000Km<br />
<br />
Y eso sin tener en cuenta la amortización de la toma de corriente de alta potencia, por que espero que esté suficientemente bien fabricada para que dure mucho más que el coche. Alguien puede decir que no he tenido en cuenta que un coche eléctrico es más barato de mantener, y esto es cierto, pero sólo es una verdad a medias. Desde el primer dia la capacidad de la batería empieza a deteriorarse y en algún momento hay que plantearse cambiar la batería, y esa cambio cuesta varios miles de euros, y entonces deja de ser cierto que el mantenimiento del coche eléctrico es bajo. ¿En qué momento llega ese cambio de la baterías? Pues depende del coche que te compres, del trato que le des al coche y los kilómetros que hagas al año. Pero sobretodo depende de cuánta pérdida de capacidad estás dispuesto a aceptar. Podemos esperar que el punto de cambio de baterías esté en el rango 150.000Km y 300.000Km. <a href="https://elpais.com/tecnologia/2017/10/10/actualidad/1507623830_429456.html">Aquí</a> tenéis una entrevista a un taxista con el primer modelo de Nissan Leaf, en esta caso la capacidad se ha reducido en un 40% después de 300.000Km.<br />
<br />
No obstante sigue habiendo importantes razones que justifican comprarse un coche eléctrico, y el sobrecoste que tienes que pagar es moderado. Solo tienes que sobrellevar su principal problema: una autonomía limitada a 200-300Km. Problemática que no tiene solución técnica en estos momentos porque si Nissan fabricara un Leaf con 80KWh entonces el consumo empeoraría ligeramente (coche más pesado y voluminoso) y el precio aumentaría significativamente, y deja de ser cierto que es sobrecoste de un coche eléctrico es moderado.<br />
<br />
Habrá que esperar que pasa en los próximos años. Salvo revolución tecnológica inesperada el margen de mejora de un coche de gas natural está limitado a motores híbridos con un poco más de rendimiento que los actuales que permitiría consumos de hasta 2,5Kg/100Km de gas natural. Para los coches eléctricos sólo hace falta que bajen los precios de las baterías y que aumente el número de electrolineras. Y esta tendencia ha sido visible en los últimos años. Por tanto el tiempo corre a favor del coche eléctrico.<br />
<br />
Para los próximos años mi apuesta más probable es que se impondrá la solución intermedia, los coches híbridos enchufables, y si la fiscalidad sigue siendo favorable triunfarán los modelos de gas natural. No hay que ser un experto para ver que ya mismo estos coches son perfectamente viables. El único empujón que necesitamos es que se extiendan las gasolineras con gas natural, y entonces será posible eliminar el depósito de gasolina, o dejar un depósito de gasolina de un tamaño mínimo.<br />
<br /></div>
</div>
Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-18855926475638029472018-07-06T01:50:00.001+02:002018-11-17T11:57:13.278+01:00EL GAS - EL HIDROCARBURO MÁS ECONÓMICO IV<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
...Continuación <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2018/06/el-gas-el-hidrocarburo-mas-economico-iii.html">posts</a></i> anteriores.<br />
<br />
Si habéis leído los <i>posts</i> anteriores, no hay duda, el gas natural es el hidrocarburo más económico que hay en España, únicamente el Gasóleo B puede competir en precio, pero sólo se puede utilizar en vehículos y maquinaria agrícola.<br />
<br />
La duda que voy a intentar aclarar es que ocurre cuando se compara el gas natural con otros combustibles alternativos, y la respuesta es esta tabla:<br />
<br />
<table border="1" cellpadding="3" style="font-family: arial;"><tbody>
<tr style="background-color: #ccffcc;"><td>COMBUSTIBLE</td><td>PRECIO</td><td>DENSIDAD<br />
ENERGÉTICA</td><td>PRECIO<br />
ENERGíA</td></tr>
<tr><td>Gas natural</td><td>0,923€/Kg</td><td>47,1MJ/Kg</td><td>1,96cent€/MJ</td></tr>
<tr><td>Hidrógeno</td><td>10€/Kg</td><td>119,96MJ/Kg</td><td>8,34cent€/MJ</td></tr>
<tr><td>Electricidad tarifa económica</td><td>0,089€/KWh</td><td>N/A</td><td>2,47cent€/MJ</td></tr>
<tr><td>Electricidad tarifa cara</td><td>0,210€/KWh</td><td>N/A</td><td>5,85cent€/MJ</td></tr>
<tr><td>Biomasa económica</td><td>100€/Ton</td><td>19MJ/Kg</td><td>0,53cent€/MJ</td></tr>
<tr><td>Biomasa cara</td><td>200€/Ton</td><td>19MJ/Kg</td><td>1,05cent€/MJ</td></tr>
<tr></tr>
</tbody></table>
<small>NOTA: disculpad, los datos están un poco pasados. En las últimas semanas el petróleo y la luz han subido, pero por coherencia comparo con los precios cuando se publicó el primer <i>post</i> de la seria. Tampoco tiene sentido obsesionarse, los precios de la energía fluctúan cada día.</small>
<br />
<br />
Lo primero que quiero destacar es el caso del hidrógeno. El principal problema para revisar este combustible es que no hay mercado, no sabemos lo que costaría este gas si realmente se comercializara en cantidades elevadas. El precio que os muestro corresponde a Alemania, donde si existen "hidrogeneras". Seguro que este precio estás subvencionado, pero seguro también que los costes de producción se reducirían si se produjera a gran escala. No me atrevo a aventurar cuánto costaría un kilo de hidrógeno en un mercado real, pero partimos de un precio tan alto que, aunque baje, podemos descartarlo como alternativa al gas natural y la electricidad.<br />
<br />
Lo siguiente que quiero destacar es lo extremadamente importante que es comprar el combustible a un buen precio. Las gasolineras son un mercado oligopólico y extremadamente controlado por el estado. Es importante buscar una gasolinera económica, pero sólo ahorrarás unos céntimos por litro de combustible respecto a una gasolinera cualquiera. Con la luz y la leña no ocurre lo mismo. Según donde y como lo compres los cambios pueden ser brutales, siendo típicas las horquillas que os muestro. A veces se pueda ahorrar un 50% respecto a una mala tarifa.<br />
<br />
Continuemos con la biomasa. Lo primero que hay que entender es la siguiente regla del dedo gordo: da igual lo que quemes, toda la biomasa tiene más o menos la misma densidad energética. Un kilo del mejor roble o encina da el mismo calor que un kilo de pino, que un kilo de <i>pellets</i> y que un kilo de los rastrojos de jardín. El motivo es que la biomasa es básicamente celulosa. De hecho, las coníferas, que son maderas económicas, tienen una densidad energética un poco mayor que otras maderas porque tienen resina. Por eso el único parámetro verdaderamente importante (desde el punto de vista de ahorrar dinero) cuando quemas biomasa es la humedad. La leña tiene que estar todo lo seca que sea posible. Una leña húmeda pesa más y calienta mucho menos.<br />
<br />
Como todo el mundo sabe la biomasa es con diferencia el combustible más barato que un particular puede comprar. Especialmente si buscas una leña barata, compras cantidades elevadas (siempre mínimo una tonelada) y te la colocas tú en la leñera. Pero también como todo el mundo sabe no sirve para impulsar un coche. Pero, ¿podríamos volver a la máquina de vapor? La respuesta es no, algún día hablaremos de la caldera de vapor, y lo justificaré. Sin embargo, la biomasa es tan barata que para vehículos muy pesados como un buque de marina mercante sería una solución más económica. Una caldera de vapor tiene un rendimiento un poco inferior a un motor de combustión interna, pero se compensa con creces con el ahorro en el precio del combustible. Y esto es así porque el mercado de la biomasa es un mercado sin interferencias fiscales. Si compras leña sólo estás pagando la leña y el IVA, si compras hidrocarburos o electricidad están pagando muchos impuestos, en el caso de la luz además enmascarados en un montón de conceptos oscuros.<br />
<br />
Pero entonces ¿por qué no se ven barcos a vapor? Pues porque las reglas del juego no son las mismas para todos, y los ciudadanos somos tan torpes de aceptarlo. Los sufridos consumidores tenemos que pagar impuestos que otros no pagan. Si te compras un barco y vas a comprar gasoil o gasolina en cualquier puerto deportivo te cobrarán más o menos lo mismo que para tu coche. Si eres una naviera y compras gasoil marino (MFO - Marine Gas Oil) pagaras unos cientos de euros por toneladas. Si además te vas a un puerto franco, y preparas tu barco para el combustible más barato posible, es decir los residuos del destilado del petróleo, lo que se conoce como Fuel Oil residual (HFO - Heavy fuel oil) pagarás tan poco por este combustible muy contaminante que es un insulto para el sentido común. Por eso no esperéis que ningún armador ponga en sus buques una caldera de vapor alimentada con biomasa, por muy beneficioso que pueda ser para el medio ambiente, porque no le compensa económicamente.<br />
<br />
Finalmente llegamos a la luz. La electricidad es cara, pero también es el combustible más eficiente, estamos comprando energía pura, y por tanto mucho más valiosa que cualquier combustible que tenemos que quemar, y para mostrarlo os voy a hacer unos números muy fáciles para calentar una casa que os pueden servir a cualquiera de vosotros (salvo los afortunados que vivan en regiones tropicales):<br />
<br />
<b>Caso biomasa:</b><br />
<br />
Precio combustible si buscas una opción económica: 100 euros/toneladas.<br />
Rendimiento calefacción si buscas una estufa de alto rendimiento: 70%.<br />
<br />
Te cuesta la energía: 0,53cent€/MJ/70% = 0,76cent€/MJ<br />
<br />
<br />
<b>Caso electricidad:</b><br />
<br />
Obviamente no te puedes calentar con un radiador eléctrico, te saldría mucho más caro. Necesitas una bomba de calor.<br />
<br />
¿Cuál es el precio real de la energía? Pues coge tu factura y divide lo que pagas por lo que te dan. Por ejemplo, en mi caso tomando las últimas 3 facturas del invierno el promedio la electricidad me costó 0,122€/KWh. O lo que es lo mismo 3,40cent€/MJ.<br />
<br />
¿Qué COP necesito para igualar a la biomasa? pues fácil: 3,40/COP<sub>min</sub> = 0,76. Lo que exige un COP de al menos 4,5. Que por cierto es un COP extremadamente difícil de superar con una bomba de calor convencional (aerotermia), para conseguir un COP tan alto necesitarás una bomba que intercambie calor con la tierra (geotermia), pero os anticipo que esta solución es muy cara.<br />
<small>NOTA: en este <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2012/11/sobre-el-rendimiento-y-la-idealidad-del.html" target="_blank">post</a></i> explicaba lo que es el COP (Coefficient of Performance) de una bomba de calor. Ojo que si quieres hacer números hay que tener en cuenta más cosas. A destacar los costes de amortización de las diferentes alternativas. También tienes que valorar las ventajas e inconvenientes. En particular una estufa te obliga a rellenar la tolva o cargarla de leña y retirar las cenizas periódicamente y no enfría en verano.</small><br />
<br />
Resumiendo, simplemente os quería mostrar en este ejemplo que, aunque la electricidad sea una energía muy cara, también es la que mejor se aprovecha, hasta el punto que casi puede competir en precio con el combustible más barato, la biomasa.<br />
<br />
Para el siguiente <i>post</i> concluyo esta serie comparando el coche eléctrico con el coche de gas natural.<br />
<br />
<a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2018/07/que-sale-mas-barato-un-coche-electrico.html">Continuará</a>...</div>
</div>
Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-71502788295961159162018-06-16T00:47:00.000+02:002018-11-17T11:56:06.320+01:00¿POR QUÉ, A DIFERENCIA DE LOS COCHES, LOS AVIONES VUELAN MUY RÁPIDO PARA CONSUMIR POCO?<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
En este <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.blogspot.com.es/2012/08/la-velocidad-el-enemigo-numero-un-del.html" target="_blank">post</a></i> en los inicios del <i>blog</i> expliqué porqué la velocidad es uno de los mayores enemigos del consumo, y como en un coche normal (con motor de combustión) el consumo mínimo se obtiene a velocidades bajas típicamente entre 40Km/h y 70Km/h y a partir de ahí el consumo aumenta potencialmente con la velocidad, y más concretamente con el cuadrado de la velocidad.<br />
<br />
Hay gente a la que la realidad física del mundo le produce frustración, y buscan argumentos para justificar que se conseguirían mayores velocidades si los coches se diseñaran mejor. Uno de esos argumentos es que los aviones vuelan muy rápido consumiendo poco. El objeto de este <i>post</i> es explicar porqué no es cierto.<br />
<br />
La primera parte es la más fácil de demostrar, los aviones no consumen poco, volar es costoso en términos energéticos. Quien presenta esos números hace una trampa, compara un avión comercial, que es una de las máquinas más refinadas que el hombre es capaz de producir; con un coche, que es una máquina bastante ineficiente, en términos relativos, a otros medios de transporte. Cojamos un autobús como referencia. En un autobús típico de 35 a 50 plazas el consumo estará en el entorno de 20l/100Km a 50l/100Km. No hace falta hacer números precisos, cualquier autobús razonablemente moderno en cualquier ruta consumirá como mucho 1l/100km por pasajero, siendo posible bajar ese valor. Y además es una máquina que tiene bastante margen de mejora; por ejemplo, con autobuses eléctricos y mejorando la aerodinámica. Los aviones más eficientes como un Airbus A350 o un Boeing 787 consumen más por pasajero, ya os adelanto que ni siquiera vale la pena hacer números.<br />
<br />
Lo segundo en cambio es absolutamente cierto, la velocidad de mínimo consumo es muy muy alta. Aquí os presento 3 ejemplos:<br />
<br />
el Airbus A350 es lo último que ha fabricado Airbus, avión de largo alcance (hasta 19000Km, media vuelta al mundo), fuselaje, estabilizadores y alas de carbono, motores también de última generación como el Rolls-Royce Trent XWB. No hace falta que os diga más, tenéis toda la información que queráis en la Wikipedia o en la página Web de <a href="http://www.airbus.com/" target="_blank">Airbus</a>.<br />
<br />
<img alt="Imagen relacionada" height="192" src="https://www.journal-aviation.com/actualites/images/JAV20160621173035.jpg" width="320" /><br />
Foto gentileza Airbus<br />
<br />
Pues bien, este avión puede volar a:<br />
<br />
<div style="margin-left: 36.0pt;">
Velocidad de crucero máxima: Mach 0.89<br />
Velocidad de crucero típica: Mach 0.85<br />
Velocidad de crucero económico: Mach 0.84<br />
<small>NOTA: el número de Mach, o simplemente M, es la relación entre la velocidad del avión y la velocidad del sonido.</small></div>
<br />
O lo que es lo mismo, el mínimo consumo se obtiene a casi 900Km/h, esto es 9 veces la velocidad de un autobús y 3 veces la velocidad de un tren de alta velocidad. No está nada mal. Para lo mucho que corre un avión consume muy poco.<br />
<br />
Esta realidad suele ser extrapolable a otras aeronaves, veamos 2 ejemplos más:<br />
<br />
Avión de transporte A400M lo último en aviones de transporte militar:<br />
<br />
<img alt="Malaysia A400M " height="212" src="https://airbus-h.assetsadobe2.com/is/image/content/dam/products-and-solutions/military-aircraft/a400m/Malaysia-A400M-(3).jpg?wid=1920&fit=fit,1&qlt=85,0" width="320" /><br />
Foto gentileza Airbus<br />
<br />
<div style="margin-left: 36.0pt;">
Velocidad de crucero máxima: Mach 0,72<br />
Velocidad de crucero económica: Mach 0,68</div>
<br />
Helicóptero H160 probablemente el helicóptero con aerodinámica más refinada que existe, todavía no ha salido al mercado:<br />
<br />
<img alt="Resultado de imagen de www.airbus.com H160" height="190" src="https://airbus-h.assetsadobe2.com/is/image/content/dam/products-and-solutions/commercial-helicopters/h160/H160-DSC08250R.jpg?wid=1920&fit=fit,1&qlt=85,0" width="320" /><br />
Foto gentileza Airbus<br />
<br />
<div style="margin-left: 36.0pt;">
Velocidad máxima: 325 km/h<br />
Velocidad de crucero: 287 km/h</div>
<br />
Como podéis ver se repite siempre el mismo patrón: las velocidades de consumo mínimo son muy altas y usualmente cercanas a las velocidades máximas. ¿Y eso por qué es así? Intuitivamente podemos decir que mantenerse volando requiere un gran esfuerzo, y cuesta (energéticamente) lo mismo volar despacio que rápido. Si tienes poca potencia (como por ejemplo un pájaro o un avión solar) sólo podrás volar despacio, en cambio si tienes mucha potencia (como un avión o un helicóptero que les impulsa unas turbinas de gas), y se proyecta la aeronave para ello, puedes volar muy rápido. Pero la intuición se puede equivocar, es mejor revisar la física del problema. Aquí tenemos un avión volando en condiciones de crucero:<br />
<br />
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiRpsl3QJkKlywoVz5xazNQm4LOB-ZSpsNWK4CmIQ6PAcqWSZWuEO6uchlPlbUkw5komB2IUruJiNzt9e6J4HFJ01tgYyZaUvz0OexAsFRJS0WS2VGYa-4skM-6D-miOlPa0_8rQxAq3SvU/s1600/Equilibrio+fuerzas+avi%25C3%25B3n.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="402" data-original-width="743" height="216" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiRpsl3QJkKlywoVz5xazNQm4LOB-ZSpsNWK4CmIQ6PAcqWSZWuEO6uchlPlbUkw5komB2IUruJiNzt9e6J4HFJ01tgYyZaUvz0OexAsFRJS0WS2VGYa-4skM-6D-miOlPa0_8rQxAq3SvU/s400/Equilibrio+fuerzas+avi%25C3%25B3n.png" width="400" /></a>
<br />
<br />
El equilibrio de fuerzas es muy fácil de visualizar:<br />
<br />
<div style="margin-left: 36.0pt;">
L - es la sustentación (se representa con la L de <i>lift</i>)<br />
W - es el peso (se representa con la W de <i>weight</i>)<br />
D - es la resistencia (se representa con la D de <i>drag</i>)<br />
T - es el empuje (se representa con la T de <i>thrust</i>)</div>
<br />
Obviamente en condiciones de crucero se tienen que satisfacer las siguientes igualdades:<br />
<br />
<div style="margin-left: 36.0pt;">
L = W<br />
D = T</div>
<br />
A la relación E=L/D se le llama eficiencia aerodinámica. Indica lo buena que es la aerodinámica del avión. Por ejemplo, un buen planeador tiene una eficiencia entre 50 y 70; los pájaros con mejor aerodinámica se mueven en el rango 10 y 20.<br />
<br />
Fijaros como queda el consumo de un avión:<br />
<br />
<div style="margin-left: 36.0pt;">
Consumo <span style="font-family: "symbol"; font-size: 11pt;">µ</span> T <span style="font-family: "symbol"; font-size: 14.6667px;">µ</span> W/E</div>
<br />
Por tanto, el consumo de un avión es proporcional al peso y la inversa de la eficiencia aerodinámica. Por eso, a diferencia de un coche, un avión tiene que ser tan ligero como sea posible, aunque sea muy muy caro que sea ligero. Pero ¿cómo afecta la velocidad a la eficiencia? Pues este es el milagro de la aerodinámica: E es bastante independiente de la velocidad. Si la velocidad de un avión aumenta entonces D y L aumentan más o menos en idéntica proporción, y simplemente hay que diseñar el avión con alas más estrechas.<br />
<small>NOTA: en el <i>post</i> de la resistencia aerodinámica ya expliqué como D obedece a la siguiente fórmula D=½×ρ×V<sup>2</sup>×C<sub>D</sub>×S. L obedece exactamente a la misma fórmula L=½×ρ×V<sup>2</sup>×C<sub>L</sub>×S. Como C<sub>D</sub> y C<sub>L</sub> varían poco con la velocidad D y L aumentan más o menos en idéntica proporción. En realidad, existe un punto donde E es óptimo, la velocidad a la que se alcanza ese E óptimo varía con las condiciones de vuelo y se puede ajustar cuando se proyecta el avión, una vez tenemos el avión proyectado básicamente dado el peso de la aeronave existe una presión dinámica (término ½×ρ×V<sup>2</sup>) en la que se alcanza la E óptimo, por eso la V en la que el consumo es mínimo es muy dependiente de la altitud de vuelo.</small><br />
<br />
Pero, ¿por qué los aviones comerciales vuelan hasta 800-900Km/h y los helicópteros (convencionales) hasta 250-300Km/h? La respuesta es que existe un límite hasta el que se cumple que E es bastante independiente de la velocidad. Si superamos esa velocidad límite entonces E empeora significativamente.<br />
<br />
Hasta este punto todo lo que he dicho es fácil de entender sin conocimiento de mecánica de fluidos, desgraciadamente no se puede demostrar esta última afirmación sin hablar de mecánica de fluidos. Podéis simplemente creerme, o tendréis que leer los siguientes párrafos, donde intentaré ser lo más breve y claro posible, os anticipo que la clave están en entender que es la velocidad del sonido, y que implicaciones tiene.<br />
<br />
Lo primero que hay que entender es que las perturbaciones se mueven por un fluido a la velocidad del sonido. Esto no solo es importante para la acústica, también es clave para la dinámica de fluidos.<br />
<br />
Cuando un cuerpo se mueve por un fluido a velocidades subsónicas el fluido es capaz de "ver a distancia" el volumen del cuerpo, y las líneas de flujo simplemente lo evitan. De hecho, cuando la velocidad es claramente subsónica (hasta unos cientos de kilómetros por hora) se puede considerar que el gas es incompresible.<br />
<small>NOTA: suponer el aire incompresible implica que la velocidad del sonido es infinita. Y simplifica bastante las ecuaciones de la dinámica de fluidos. En esta aproximación se dice que despreciamos los efectos de compresibilidad, entre otras cosas implica que no varía la densidad ni la temperatura del fluido. Como esta aproximación es muy precisa a baja velocidad, es posible calcular el flujo aerodinámico de por ejemplo un coche mucho más fácilmente que el flujo de un avión volando a alta velocidad.</small><br />
<br />
Recordemos que la velocidad del sonido en un gas obedece a la siguiente fórmula:<br />
<br />
<div style="margin-left: 36.0pt;">
V<sub><small>M=1</small></sub> = K × T<sup>1/2</sup></div>
<br />
Donde:<br />
<div style="margin-left: 36.0pt;">
K es una constante que depende del tipo de gas<br />
T es la temperatura absoluta. Que en el sistema internacional se mide en Kelvin (K)</div>
<br />
A temperaturas normales y en el sistema internacional de unidades M = 1 son los famosos 340m/s, a las temperaturas típicas en las que se mueven los aviones comerciales la velocidad del sonido es menor, próxima a los 300m/s.<br />
<br />
¿Qué ocurre cuando el cuerpo se mueve a velocidades supersónicas? Entonces las perturbaciones que produce el cuerpo no se pueden transmitir aguas arriba, el aire se da de bruces con el cuerpo, "no ha tenido tiempo a esquivar el objeto", se forman <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Onda_de_choque" target="_blank">ondas de choque</a>. ¿Qué es una onda de choque? Es una región del espacio muy estrecha en las que las propiedades del fluido cambian drásticamente, y son necesarias para que el aire pueda desviarse para evitar al cuerpo. A efectos prácticos una onda de choque es como una discontinuidad en el fluido. Antes de la onda tenemos al aire libre moviendo a velocidad supersónica, después de la onda de choque tenemos el aire moviéndose a velocidad menor (el aire se frena), y a una presión, temperatura y densidad mayor. La intensidad de la onda de choque es proporcional al número de Mach, en concreto proporcionales al cuadrado del número de Mach. Según la propiedad que analicemos aparecen proporciones de la forma (1+M<sup>2</sup>). Se escapa de este <i>post</i> entrar en más detalle. Lo que es importante es entender que las ondas de choque absorben gran cantidad de energía en cuanto el número de Mach es elevado. Lo que se traduce en un gran aumento de la resistencia aerodinámica.<br />
<br />
Esta dependencia con el número de Mach hace que la capacidad de volar según aumenta M disminuya. La eficiencia aerodinámica de los aviones supersónicos es mala, y cuando pasamos a velocidades hipersónicas (M mayor de 4 o 5) empieza a tener poco sentido decir que la aeronave está volando, ya que E tiene valores próximos a 1.<br />
<br />
Empecemos por lo que creo que es más fácil de ver: ¿Cómo afecta esto a un helicóptero? Cuando tenemos un buen diseño aerodinámico la máxima velocidad de un helicóptero es aquella en la que la punta de las palas del rotor principal es próxima a M = 1, es decir próxima a 1000Km/h. La punta de pala se tiene que mover mucho más deprisa que la velocidad del helicóptero (pongamos por ejemplo 700Km/h), porque si no fuera así cuando la pala se mueve en el sentido de avance no sustentaría. Como las velocidades se suman en la pala que se mueve en sentido contrario al avance, la máxima velocidad en este ejemplo son 300Km/h (700+300 = 1000Km/h).<br />
<br />
Pasemos al siguiente ejemplo que es un poco más esquivo, la máxima velocidad de un turbohélice como el A400M es aquella en la que las puntas de las palas de las hélices se mueven en el entorno de M = 1. En este caso las velocidades no se suman algebraicamente como en el helicóptero, ya que la velocidad de la punta de pala es perpendicular a la velocidad de avance. Además, a diferencia del helicóptero la velocidad de la hélice no tiene necesariamente que ser mayor que la velocidad de avance del avión, en este ejemplo la velocidad de rotación es de aproximadamente 700rpm, que cuando se multiplica por el radio del motor nos da una velocidad de aproximadamente 700Km/h, si volamos a una velocidad de crucero de 750Km/h entonces la velocidad del aire que ve la punta de la pala es de (700<sup>2</sup>+750<sup>2</sup>)<sup>1/2 </sup>= 1000Km/h.<br />
<small>NOTA: el A400M no es un turbohélice normal, es un avión diseñado para volar a alta velocidad, en los aviones impulsados con hélice la velocidad que ve la punta de la pala suele ser menor. Pero aún es posible conseguir velocidades de vuelo mayores si la hélice gira un poco más despacio. Por ejemplo, el famoso bombardero estratégico <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/T%C3%BApolev_Tu-95" target="_blank">Tupolev Tu-95</a> puede volar aproximadamente 100Km/h más rápido.</small><br />
<br />
Finalmente llegamos al ejemplo del A350, este avión como todos los aviones para grandes rutas comerciales está diseñado para volar tan cerca de Mach 1 como sea posible. Aquí también obtenemos el empuje con hélices, pero las hélices están carenadas (eso es lo que es un <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Turbofan" target="_blank">turbofán</a>, una hélice carenada impulsada por un motor a reacción) de esta manera la velocidad que ven los álabes del <i>fan</i> de los motores es más baja (el aire se frena al entrar en los motores, en términos fluidodinámicos la entrada del motor es un difusor), y además la aerodinámica del avión está optimizada para el vuelo transónico. ¿Qué es el régimen transónico? Es un vuelo subsónico pero con determinadas regiones con velocidades ligeramente supersónicas. Esto es aceptable porque se generan ondas de choque débiles.<br />
<br />
En particular os destaco tres detalles que veréis en cualquier avión comercial de este tipo: son grandes, tienen <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Ala_en_flecha" target="_blank">alas en flecha</a> con ángulos de flecha grandes y utilizan perfiles aerodinámicos especiales para vuelo transónico (lo que se conoce como <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Mach_de_resistencia_divergente" target="_blank">perfiles supercríticos</a>).<br />
<small>NOTA: volar en transónico tiene una gran lista de inconvenientes, os enumero unos cuantos: se requieren velocidades de despegue y aterrizaje elevadas lo que a su vez requiere pistas largas, motores muy potentes, trenes de aterrizaje sofisticados, y para complicarlo más mecanismos hipersustentadores (<i>flaps</i> y<i> slats</i>) muy sofisticados y complejos que se utilizan en el despegue y aterrizaje. También necesitas un diseño aerodinámico muy sofisticado, y volar muy alto para que la densidad del aire sea muy baja, lo cual obliga a cabinas presurizadas y capacidad de soportar las temperaturas bajísimas que hay a esas altitudes. Por eso el vuelo transónico es incompatible con un avión económico.</small><br />
<br />
Por tanto, los aviones comerciales vuelan a velocidades comprendidas típicamente entre 800Km/h y 900Km/h porque la mecánica de fluidos les permite mantener consumos bajos a esas velocidades. Desgraciadamente esto no es extrapolable a un coche porque no existen carreteras a 10Km de altura, ni túneles sin aire por los que circular.</div>
</div>
Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-68304616128780131842018-06-01T11:17:00.003+02:002018-11-17T11:57:45.337+01:00EL GAS - EL HIDROCARBURO MÁS ECONÓMICO III<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
...continuación <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2018/04/el-gas-el-hidrocarburo-mas-economico-ii.html">posts</a></i> anteriores.<br />
<br />
En este <i>post</i> vamos a aclarar la duda de comprar un coche de GNC o GLP.<br />
<br />
Si has leído los dos <i>posts</i> anteriores no hay duda, desde un punto de vista de ahorro en España hay que comprarse un coche de GNC. Sin embargo, hay que tener en cuenta una serie de inconvenientes. He construido la siguiente tabla resumen:<br />
<br />
<table border="1" cellpadding="3">
<tbody>
<tr style="background-color: #ccffcc;">
<td></td>
<td>Coche GLP</td>
<td>Coche GNC</td>
</tr>
<tr>
<td>Precio combustible</td>
<td>Peor</td>
<td>Mejor</td>
</tr>
<tr>
<td>Precio coche</td>
<td>Mejor</td>
<td>Peor</td>
</tr>
<tr>
<td>Autonomía</td>
<td>Mejor</td>
<td>Peor</td>
</tr>
<tr>
<td>Contaminación</td>
<td>Peor</td>
<td>Mejor</td>
</tr>
<tr>
<td>Potencia motor</td>
<td>Mejor</td>
<td>Peor</td>
</tr>
<tr>
<td>Disponibilidad gasolineras</td>
<td>Mejor</td>
<td>Peor</td>
</tr>
<tr>
<td>Perdida espacio maletero</td>
<td>Mejor</td>
<td>Peor</td>
</tr>
</tbody></table>
<br />
Por tanto, aunque haya una clara ventaja en el ahorro, hay una lista de pequeños, o no tan pequeños inconvenientes. Empecemos con lo más evidente, el impacto del depósito de gas. Un depósito de GLP penaliza en peso, espacio, precio y/o autonomía. ¿cuanto? Pues veamos un ejemplo, el Fiat Punto 5p Easy 1.4; en las 3 opciones posibles:<br />
<br />
<table border="1" cellpadding="3">
<tbody>
<tr style="background-color: #ccffcc;">
<td></td>
<td>Fiat Punto 5p Easy 1.4<br />
8v 77 CV Gasolina/GLP</td>
<td>Fiat Punto 5p Easy 1.4<br />
70 CV Natural Power</td>
<td>Fiat Punto 5p 1.4<br />
8v 77 CV</td>
</tr>
<tr>
<td>Precio</td>
<td>12.290</td>
<td>12.550</td>
<td>10.490</td>
</tr>
<tr>
<td>Peso</td>
<td>1.115Kg</td>
<td>1260Kg</td>
<td>1.040Kg</td>
</tr>
<tr>
<td>Maletero</td>
<td>252l</td>
<td>200l</td>
<td>275l</td>
</tr>
<tr>
<td>Deposito gasolina</td>
<td>38l</td>
<td>45l</td>
<td>45l</td>
</tr>
<tr>
<td>Deposito gas</td>
<td>21Kg</td>
<td>13Kg</td>
<td>N/A</td>
</tr>
<tr>
<td>Potencia</td>
<td>57KW</td>
<td>51KW</td>
<td>57KW</td>
</tr>
</tbody></table>
<br />
Podéis ver como la diferencia de precio entre los 3 coches es pequeña, en unas pocas decenas de miles de kilómetros está amortizado el sobreprecio, especialmente en el modelo de GNC, pero las desventajas se ven también claramente: más peso, menos maletero y una autonomía bastante modesta. Con 13Kg la autonomía oscilará en el entorno 300Km y 400Km, mucho menos que con gasolina y bastante menos que con GLP.<br />
Otra cosa que se ve es la perdida de potencia. Con GLP la potencia máxima que da el motor baja un poco, en este ejemplo del entorno del 10%.<br />
<br />
Otro inconveniente, probablemente el mayor del GLP y GNC: hay relativamente pocas gasolineras con gas en España, y aún menos con GNC. Con el tiempo apuesto que mejorará, pero en estos momentos es un problema serio en muchas zonas de España, especialmente para el caso del GNC, donde sólo en la zona de Barcelona y Madrid existe una red de gasolineras, y encima la baja autonomía agrava el problema. Pero mejor una imagen del <a href="http://www.geoportalgasolineras.es/" target="_blank">portal</a> del Ministerio de Industria:
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjO0ZA7zp1wNBjPgG6Ylejk0hOn_ldKwiLj3qjTCePQv6pKyBO3k9PMhJHb6ps09aKIbCgdoV8PlJPvr5qN7DiCdywWKTzjU_TtW8_34nqOP320EDRF-eqNh_CAzNUQgu52z5SrhpYe2l0B/s1600/Gasolineras+GLP.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="394" data-original-width="658" height="191" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjO0ZA7zp1wNBjPgG6Ylejk0hOn_ldKwiLj3qjTCePQv6pKyBO3k9PMhJHb6ps09aKIbCgdoV8PlJPvr5qN7DiCdywWKTzjU_TtW8_34nqOP320EDRF-eqNh_CAzNUQgu52z5SrhpYe2l0B/s320/Gasolineras+GLP.png" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
Gasolineras con GLP</div>
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjI5d3lG41OYAM0qIbCkHNqNe1xFXo6AmB4wgSxoQ-nCI9Qo_61NQmOjhjZsKJgmRP_G-jmmWA09jdm-ua6p02_KPUWHz1uQISeE1aPJwSN_a3dN8pNtSSqcydqNq76Ywa-J0PvsoJcZW4W/s1600/Gasolineras+GNC.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="398" data-original-width="664" height="191" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjI5d3lG41OYAM0qIbCkHNqNe1xFXo6AmB4wgSxoQ-nCI9Qo_61NQmOjhjZsKJgmRP_G-jmmWA09jdm-ua6p02_KPUWHz1uQISeE1aPJwSN_a3dN8pNtSSqcydqNq76Ywa-J0PvsoJcZW4W/s320/Gasolineras+GNC.png" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
Gasolineras con GNC</div>
<br />
Finalmente tenemos el problema de la oferta de coches. Si queremos comprar un coche de fabrica preparado para GLP tienes una oferta limitada. Si realizas una búsqueda en <a href="http://www.km77.com/" target="_blank">Km77</a> puedes elegir entre 51 modelos de los siguientes fabricantes: Dacia, Hyundai, Fiat, Opel, Citroën, Ssangyong, Ford, Jeep y Alfa Romeo. Si te quieres comprar un coche preparado para GNC tienes una oferta igualmente limitada, si realizas una búsqueda el número de modelos es parecido, en concreto 55 modelos, pero sólo puedes elegir entre modelos de Fiat y del grupo Volkswagen, aunque al menos están representadas las marcas generalistas: Seat, Audi, Volkswagen y Skoda. De nuevo apuesto que la oferta se ampliará pronto.<br />
<br />
En resumen, no hay combustible más barato que el GNC, si quieres ahorrar ese es el coche que te tienes que comprar, y de paso proteges el medio ambiente. Pero antes de tomar esa decisión sopesa cuidadosamente los inconvenientes, en estos momentos muchas personas no tendrán más opción razonable que comprar un coche Diesel. En el siguiente <i>post </i>compararé el GNC con las otras alternativas disponibles, a saber: coches eléctricos y coches con pilas de combustible de hidrógeno.<br />
<br />
<a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2018/07/el-gas-el-hidrocarburo-mas-economico-iv.html">Continuación</a>...<br />
<br />
<br /></div>
</div>
Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-66795399874227549462018-04-20T22:04:00.000+02:002018-11-17T11:58:14.923+01:00EL GAS - EL HIDROCARBURO MÁS ECONÓMICO II<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
...Continuación <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2018/04/el-gas-el-hidrocarburo-mas-economico-i.html">post</a></i> anterior.<br />
<br />
Continuamos con el siguiente combustible que se comercializa en España:<br />
<br />
<b>Gas licuado del petróleo (GLP)</b><br />
¿Qué es el GLP? Al igual que el gas natural es una mezcla de hidrocarburos ligeros en estado gaseoso. Pero a diferencia del gas natural, se busca las moléculas que son más pesadas que el metano ¿Por qué? Porque se puede licuar fácilmente al comprimirlo. En la práctica es un mezcla de prácticamente sólo butano y propano.<br />
<br />
Inmediatamente se entiende cual es la ventaja del GLP, la densidad es bastante mayor que el caso del Gas Natural Comprimido (GNC). Mentas que la densidad del GNC es en el mejor de los caso 158Kg/m<sup>3</sup> (a temperatura ambiente y una presión de 200Bar) la densidad del GLP es de 550Kg/m<sup>3</sup>, es decir sólo un poco menos que la gasolina, y además a una presión mucho más razonable de el entorno de 8Bar a 15Bar, por lo que el tanque es más ligero, más pequeño y más barato que en el caso del GNC.<br />
<br />
¿Cuales son los inconvenientes del GLP? Yo veo principalmente dos:<br />
<br />
El sensiblemente más caro que el GNC. De manera que cuando se compara con el gasóleo C, se comprueba que no hay ahorro, ya que la pequeña ventaja que tiene en precio se pierde cuando se tiene en cuenta que el rendimiento del motor es algo peor. En este <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2013/02/motores-diesel-iii.html" target="_blank">post</a></i> explicaba porque un motor Diesel es más eficiente. En cualquier caso hay un enorme ahorro respecto a la gasolina, y algunas otras ventajas que veremos más adelante.<br />
<br />
Es más contaminante que el GNC. El motivo es fácil de entender, cuanto más hidrógeno tiene un combustible más agua se genera en la combustión, y menos dióxido de carbono, así de sencillo:<br />
<br />
Combustión metano: 2CH<sub>4</sub> + 3O<sub>2</sub> => 2CO<sub>2</sub> + 4H<sub>2</sub>O (Ratio H<sub>2</sub>O/CO<sub>2</sub> = 2)<br />
Combustión propano: 2C<sub>3</sub>H<sub>8</sub> + 10O<sub>2</sub> => 6CO<sub>2</sub> + 8H<sub>2</sub>O (Ratio H<sub>2</sub>O/CO<sub>2</sub> = 4/3)<br />
Combustión butano: 2C<sub>4</sub>H<sub>10</sub> + 13O<sub>2</sub> => 8CO<sub>2</sub> + 10H<sub>2</sub>O (Ratio H<sub>2</sub>O/CO<sub>2</sub> = 5/4)<br />
<small>NOTA: se concluye fácilmente que en el caso de los alcanos de cadena larga como el queroseno que se utiliza en aeronáutica o el fueloil que se utilizar en la marina mercante el ratio H<sub>2</sub>O/CO<sub>2</sub> es muy próximo al 1.</small><br />
<br />
Antes de empezar a hablar de coches, quiero señalar dos ventajas importantes del GNC y el GLP sobre la gasolina y el gasóleo:<br />
<br />
Desde el punto de vista de la durabilidad del motor, la combustión es más limpia. Por tanto se forma menos carboncillo, y cabe esperar a largo plazo menos averías, y por tanto un coste de mantenimientos más bajo. Sin embargo no tengo muy claro si es buena idea comprar un <i>kit</i> de adaptación a gas. En estos momentos hay una oferta razonable de coches nuevos preparados para GNC o GLP, y ya he visto unos cuantas personas en <i>internet</i> que se quejan de averías prematuras en coches modificados con un <i>kit</i>.<br />
<br />
Desde el punto de vista del uso, estos coches tiene un distintivo eco, lo cual tiene potencialmente muchas ventajas:<br />
<br />
<ul>
<li>Menores impuestos tanto en la compra como normalmente en el impuesto de circulación (depende del ayuntamiento).</li>
<li>En muchas ciudades te permite estacionar con una tarifa más económica. En algunos casos hasta los peajes son más económicos.</li>
<li>Finalmente en algunas grandes ciudades te permite circular cuando hay restricciones de tráfico. Esto es una ventaja determinante para muchas personas. Pero ojo, hay que estudiar la regulación de tu ciudad que además cambia con el tiempo. La mejor opción para poder circular en zonas o periodos de restricción de tráfico es un vehículo de cero emisiones (es decir eléctrico o pila de combustible o probablemente híbrido que puede circular sólo en modo eléctrico).</li>
</ul>
Un último comentario bastante obvio, utilizar gas como combustible no está reñido con un sistema de propulsión híbrido. Sin embargo en práctica no he visto nada en el mercado. Me supongo que tiene que ver con el espacio. En estos momentos los modelos que venden tiene dos depósitos, uno de gasolina y otro de gas, debe ser muy complicado encajar esos dos depósitos en un coche híbrido que ya va de por si justos de espacio. Apuesto que es cuestión de tiempo que se comercialicen coches híbridos (me refiero con motor eléctrico) a gas. Lo que si que hay es usuarios que modifican híbridos para utilizar gas como combustible. Como ejemplo tuvo cierta repercusión mediática este <a href="http://www.lavanguardia.com/sucesos/20131106/54393812784/taxi-hibrido-explota-barcelona.html" target="_blank">accidente</a> de un Toyota Prius modificado para usar GLP. Y esto nos recuerda que un combustible gaseoso entraña más riesgos que un combustible líquido, especialmente si el sistema instalado es un <i>kit</i> en vez de una instalación de fabrica, y más si comparamos con el gasóleo, que es un combustible muy estable.<br />
<br />
<a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2018/06/el-gas-el-hidrocarburo-mas-economico-iii.html">Continuación</a>...</div>
</div>
Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com1tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-75301395625929433742018-04-08T01:50:00.000+02:002018-09-28T22:10:51.396+02:00EL GAS - EL HIDROCARBURO MÁS ECONÓMICO I<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
Estimado lector, después de unos años de parón voy a retomar la actividad en el <i>blog</i>. En estos años han pasado una cuantas cosas interesantes y además aun me quedaban algunas cosas en el tintero.<br />
<br />
Voy a empezar por un combustible que hasta hace muy poco estaba prácticamente restringido al mundo del taxi: el gas. La gran ventaja del gas es su excelente trato fiscal. Aquí os dejo una tabla comparativa de los diversos combustibles que se comercializan en las gasolineras españolas a fecha de hoy. Se puede consultar por ejemplo <a href="http://geoportalgasolineras.es/" target="_blank"> aquí</a>:<br />
<br />
<br />
<table border="1" cellpadding="3">
<tbody>
<tr style="background-color: #ccffcc;">
<td>COMBUSTIBLE</td>
<td>PRECIO</td>
<td>DENSIDAD<br />
ENERGÉTICA</td>
<td>PRECIO<br />
ENERGíA</td>
<td>1/DENSIDAD</td>
</tr>
<tr>
<td>Gasolina 98 octanos</td>
<td>1,259€/l</td>
<td>43,4MJ/Kg</td>
<td>3,94cent€/MJ</td>
<td>1,357Kg/l</td>
</tr>
<tr>
<td>Gasolina 95 octanos</td>
<td>1,149€/l</td>
<td>43,4MJ/Kg</td>
<td>3,59cent€/MJ</td>
<td>1,357Kg/l</td>
</tr>
<tr>
<td>Gasóleo automoción (A) </td>
<td>1,039€/l</td>
<td>43MJ/Kg</td>
<td>2,86cent€/MJ</td>
<td>1,182Kg/l</td>
</tr>
<tr>
<td>Gasóleo de<br />
Calefacción (C) </td>
<td>0,935€/l</td>
<td>43MJ/Kg</td>
<td>2,57cent€/MJ</td>
<td>1,182Kg/l</td>
</tr>
<tr>
<td>Gas licuado del<br />
petróleo (GLP)</td>
<td>0,635€/Kg</td>
<td>46MJ/Kg</td>
<td>2,51cent€/MJ</td>
<td>1,818Kg/l</td>
</tr>
<tr>
<td>Bombona doméstica<br />
Butano (12.5 KG.)
</td><td>13,96€
</td><td>45,75MJ/Kg
</td><td>2,44cent€/MJ
</td><td>-</td>
</tr>
<tr>
<td>Bombona domestica<br />
Propano (11 KG.) </td>
<td>12,28€</td>
<td>46,35MJ/Kg</td>
<td>2,41cent€/MJ</td>
<td>-</td>
</tr>
<tr>
<td>Gasóleo para<br />
uso agrario (B) </td>
<td>0,772€/l</td>
<td>43MJ/Kg</td>
<td>2,12cent€/MJ</td>
<td>1,182Kg/l</td>
</tr>
<tr>
<td>Gas natural<br />
comprimido (GNC) </td>
<td>0,923€/Kg</td>
<td>47,1MJ/Kg</td>
<td>1,96cent€/MJ</td>
<td>-</td>
</tr>
<tr>
<td>Gas natural<br />
licuado (GNL) </td>
<td>0,923€/Kg</td>
<td>47,1MJ/Kg</td>
<td>1,96cent€/MJ</td>
<td>-</td>
</tr>
<tr>
</tr>
</tbody></table>
<small>NOTA: el dato de densidad energética corresponde al poder calorífico inferior, es decir la energía que se obtiene al quemar el combustible con el agua resultante de la combustión en estado de vapor. Los precios corresponden a la semana pasada, y a las gasolineras más económicas que tengo cerca de mi casa.</small><br />
<br />
Todos los combustibles que os muestro son combustibles fósiles, la mayoría resultado de la destilación del petróleo. El gas natural es la gran excepción.<br />
<small>NOTA: los hidrocarburos también se pueden obtener por transformación del carbón o de fuentes renovables, así tenemos el biogás equivalente al gas natural, el biodiésel equivalente al gasóleo o el etanol (o alcohol etílico) que puede remplazar a la gasolina.</small> <br />
<br />
Si os fijáis en la densidad energética veréis que es muy similar para todos los hidrocarburos. Es un poco más alta cuanto más hidrógeno contiene el combustible, pero las variaciones son modestas. Sin embargo cuando miramos la energía que obtenemos por cada euro que pagamos las diferencias son muy grandes:<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhCsIT2z0eOkd8oXsu1OoPlv_LCqdXhqD-DoZLdTYazOlOiUQ8Ljwe8J4oONrx6SMHpEz5VJqcLFwar6x3T5o4Xk3yUsLfyy506vbavw39oxu91NQNxYmTJPU82JbilPLxBSkvry6vUIBmo/s1600/El+Gas+-+el+hidrocarburo+m%25C3%25A1s+econ%25C3%25B3mico.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="1001" data-original-width="1531" height="418" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhCsIT2z0eOkd8oXsu1OoPlv_LCqdXhqD-DoZLdTYazOlOiUQ8Ljwe8J4oONrx6SMHpEz5VJqcLFwar6x3T5o4Xk3yUsLfyy506vbavw39oxu91NQNxYmTJPU82JbilPLxBSkvry6vUIBmo/s640/El+Gas+-+el+hidrocarburo+m%25C3%25A1s+econ%25C3%25B3mico.png" width="640" /></a></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<br /></div>
<br />
La gasolina cuesta mucho más que la popular y un poco anacrónica bombona de butano, y dos veces lo que pagamos por el GNL. Únicamente el gasóleo B tiene un precio comparable a los combustibles gaseosos, pero en un coche sólo es legal utilizar gasóleo A (es cierto que los gasóleos B y C son de peor calidad, pero la diferencia de precio entre los 3 gasóleos viene determinada casi únicamente por la fiscalidad). Este trato fiscal favorable a los combustibles gaseosos es practica común en toda la unión europea y también en otros continentes. Pero si miráis por ejemplo <a href="https://www.afdc.energy.gov/fuels/prices.html" target="_blank"> aquí</a>
veréis que la fiscalidad en EEUU es muy diferente, y la ventaja del gas natural es mucho más modesta. <br />
<br />
Revisemos las dos opciones que tenemos para utilizar en un coche:<br />
<br />
<br />
<b>El gas natural comprimido (GNC)</b><br />
<br />
El gas natural es una combinación de hidrocarburos muy ligeros, pero en su mayor parte es metano. Por eso es el hidrocarburo que tiene una combustión más limpia y por tanto menos contaminante. Como combustible le veo dos puntos débiles:<br />
<br />
Primero no se licua cuando se comprime, por eso normalmente se transporta por larguísimos gaseoductos y requieren depósitos grandes para su almacenamiento. <br />
<small>NOTA: cuando se requiere comprimir el gas natural en un volumen pequeño, por ejemplo para su transporte desde lugares remotos en buques gaseros, se recurre a licuarlo. Pero la temperatura de ebullición del metano a presión atmosférica es de la friolera de -160ºC. Os podéis hacer una idea del coste energético y las dificultades logísticas para manejar un producto a esas temperaturas. En cualquier caso como no venden coches que puedan funcionar con gas natural licuado (GNL) se escapa del contenido del <i>blog</i>. No obstante, se comercializa porque sí hay camiones y autobuses preparados para repostar GNL.</small><br />
<br />
El segundo problema del metano es que contribuye enormemente al calentamiento global (<a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Gas_de_efecto_invernadero" target="_blank">mucho más que el dióxido de carbono</a>), por eso de donde venga y según se ha obtenido tiene efecto en su impacto ambiental. Si el metano viene como subproducto de otra actividad utilizarlo como combustible es un gran servicio al medio ambiente (frente a expulsarlo a la atmósfera). Por ejemplo el metano extraído como biogás de purines de un granja, o el metano que aparece en pozos de petróleo. <br />
<small>NOTA: seguro que recordaréis fotos y vídeos sobre todo en el pasado de un pozo de petróleo con una torre soltando llamaradas a la atmósfera en su punto más alto. Esas llamas eran la combustión del metano que se extraía con el petróleo y simplemente se desechaba a la atmósfera.</small><br />
<br />
En cambio podemos tener el caso contrario, un pozo de gas natural de baja calidad con un sistema de distribución de baja calidad, con perdidas de gas durante todo el proceso. En este escenario el beneficio para el medio ambiente de utilizar gas natural es más modesto. <br />
<br />
<a href="https://www.comoconsumirmenos.com/2018/04/el-gas-el-hidrocarburo-mas-economico-ii.html">Continuación</a>...</div>
</div>
Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-35686260110047429192013-09-26T00:22:00.001+02:002018-11-17T11:58:50.154+01:00LOS CONSUMOS HOMOLOGADOS V - ¿NOS ENGAÑAN LOS FABRICANTES?<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
...Continuación <a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2013/09/los-consumos-homologados-iv-por-que.html"><i>post</i>s</a> anteriores.<br />
<br />
Es fácil encontrar personas o información en internet en los que se acusa a los fabricantes de coches de realizar trampas para obtener los consumos homologados. Yo no quiero ser alarmista, ni conspiranoico, pero no me puedo olvidar de escándalos como por ejemplo el de Kia y Hyundai en 2012. La compañía acabó reconociendo que los consumos homologados según la EPA eran fraudulentos en varios de sus modelos (ver por ejemplo esta <a href="http://www.nytimes.com/2012/11/03/business/hyundai-and-kia-acknowledge-overstating-the-gas-mileage-of-vehicles.html?_r=0" target="_blank">noticia en el New York Times</a>).<br />
<br />
Al menos se pueden constatar dos cosas:<br />
<ul>
<li>Los fabricantes tienen enormes incentivos para conseguir consumos NDEC tan bajos como sea posible. </li>
<li>Incluso manteniéndose dentro de la legalidad, la norma permite consumos NDEC absurdamente bajos respecto a la conducción real debido a una serie de lagunas que los fabricantes aprovechan en su favor. </li>
</ul>
<br />
Empecemos por los incentivos para un consumo homologado bajo:<br />
<br />
En estos momentos en España los impuestos de matriculación de un vehículo se calculan en función de las emisiones según la siguiente tabla:<br />
<ul>
<li>0%: vehículos de emisiones menores o iguales a 120gr/km de CO<sub>2</sub></li>
<li>4,75%: vehículos de emisiones mayores de 120 y menores de 160gr/km de CO<sub>2</sub></li>
<li>9,75%: vehículos de emisiones mayores o iguales a 160 y menores de 200gr/km CO<sub>2</sub></li>
<li>14,75%: vehículos de emisiones mayores o iguales a 200gr/km de CO<sub>2</sub></li>
</ul>
Por ejemplo en un coche medio con un precio de 20.000euros, conseguir bajar de 160gr/km o 120gr/Km supone una disminución en el precio del 5%, es decir 1000euros, muchísimo dinero. En otros países europeos existe también esta progresividad en la fiscalidad de la compra de un coche.<br />
<br />
Además, los fabricantes deben cumplir unos objetivos de emisiones totales, y en algunos países<sup>1</sup> el impuesto de circulación tiene en cuenta el nivel de emisiones. Por ejemplo en Alemania este impuesto es cero para emisiones menores a 110gr/km, y aumenta a partir de ahí a razón de 20euros por cada 10gr/Km que se supera el límite de 110gr/km.<br />
<small>NOTA 1: en estos momentos el impuesto de circulación en España no es proporcional a las emisiones, pero tiempo al tiempo.</small><br />
<br />
También existen zonas urbanas en las que se restringe la circulación de vehículos con emisiones elevadas, y finalmente muchos compradores tienen en cuenta los consumos homologados al elegir un coche.<br />
<br />
Por tanto, un fabricante tiene enormes incentivos para conseguir consumos homologados tan bajos como sea posible, aunque tenga que moverse al borde de la ley. De hecho, en el estudio que presenté en este <a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2013/08/los-consumos-homologados-ii-se-parecen.html" target="_blank"><i>post</i></a> se observa que cuando los impuestos no dependían del consumo homologado, los consumos homologados eran mucho más parecidos a los consumos reales que ahora.<br />
<br />
Respecto a las lagunas de la norma, sin ser exhaustivo, veamos algunas de las más evidentes:<br />
<br />
UN CICLO DE CIRCULACIÓN ESQUEMÁTICO<br />
Como comentaba en este <a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2013/09/los-consumos-homologados-iii-como-se.html" target="_blank"><i>post</i></a>, uno de los puntos débiles de los consumos NDEC es utilizar un ciclo de circulación esquemático. Este tipo de ciclos en los que siempre se circula a las mismas velocidades, y se repiten las mismas aceleraciones y deceleraciones, invitan a ajustar la centralita que controla el motor o los desarrollos del cambio de marchas para minimizar los consumos homologados. Esta presión por bajar el consumo homologado podría incluso perjudicar a los consumos en condiciones reales. Por ejemplo los desarrollos en las marchas más largas casi siempre son demasiado cortos para minimizar el consumo a altas velocidades.<br />
<br />
NO SE CONSIDERA EL CONSUMO DEL AIRE ACONDICIONADO<br />
Como comenté en el <i>post</i> anterior los fabricantes no tienen ninguna obligación de reportar el consumo del aire acondicionado, lo cual incentiva muy poco la fabricación de sistemas de climatización eficientes. En realidad calcular el consumo del aire acondicionado es muy fácil, sólo hay que comparar los consumos al relentí con y sin aire acondicionado conectado, pero los fabricantes nunca dan ese dato, así que no lo sabes hasta que te compras el coche.<br />
<br />
TOLERANCIAS DEMASIADO RELAJADAS Y FALTA DE DEFINICIÓN EN LA NORMA<br />
Según un estudio de <a href="http://www.tno.nl/">TNO</a><sup>2</sup> de finales de 2012, explotando todas las lagunas y tolerancias permitidas en la norma se pueden conseguir ahorros espectaculares, al menos del 10%, y en algunos casos de más del 20%. Quien quiera profundizar le recomiendo que se lea el mencionado estudio, es bastante farragoso, pero también muy detallado y extenso. <br />
<small>NOTA 2: TNO es un centro de investigación independiente
holandés. El estudio que recomiendo fue financiado por la Comisión
Europea, y elaborado con la colaboración de otras instituciones.</small><br />
<br />
La norma permite unas tolerancias muy holgadas en gran número de variables que impactan en el consumo homologado. Tal vez hace muchos años estas tolerancias tenían cierta justificación, pero con los equipos de medida actuales son demasiado laxas. Veamos un par de ejemplos:<br />
<ul>
<li> Se permite descontar un 4% la medida de emisiones obtenida en el test.</li>
<li>Al inicial el test la temperatura del aceite y líquido refrigerante puede estar comprendida entre 20ºC y 30ºC.</li>
</ul>
Existen numerosos parámetros y condiciones al realizar los ensayos que la norma no define suficientemente, o ni siquiera menciona. Veamos un par de ejemplos:<br />
<ul>
<li>No se define el nivel de carga de la batería. Obviamente los fabricantes cargan la batería al máximo antes de empezar el ensayo, de esta manera el alternador trabaja menos. Esto es especialmente provechoso en coches que utilizan mucho la batería, por ejemplo en los coches equipados con <a href="http://www.km77.com/glosario/s/stopstart.asp" target="_blank"><i>start & stop</i></a> o los coches híbridos.</li>
<li>No se define suficientemente el ensayo de deceleración en punto muerto para obtener la resistencia aerodinámica y la resistencia de rodadura. En estos ensayos se optimizan numerosos parámetros para conseguir una resistencia mucho más baja que la que sufrimos al circula en condiciones normales. Uno de los parámetros que no está definido es el tipo de firme. Los fabricantes utilizan pistas preparadas como por ejemplo la pista de la <a href="http://www.applusidiada.com/" target="_blank">Idiada</a> situada en España (y más concretamente en Barcelona) donde la resistencia de rodadura es inferior a las carreteras normales.</li>
</ul>
</div>
</div>
Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com2tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-437442747319035812013-09-13T00:30:00.001+02:002018-09-28T22:11:19.198+02:00LOS CONSUMOS HOMOLOGADOS IV - ¿POR QUÉ SUBESTIMAN EL CONSUMO?<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
...Continuación <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2013/09/los-consumos-homologados-iii-como-se.html">posts</a></i> anteriores <br />
<br />
Existe una larga lista de motivos por el que un coche consume más que el consumo homologado NEDC, empecemos revisando los motivos más evidentes, dejo para el siguiente <i>post</i> los vericuetos de la norma de los que sacan partido los fabricantes:<br />
<ul>
<li>Las pendientes: el ciclo homologado es en llano. Esto es una buena aproximación para un lugar plano como por ejemplo Holanda, pero puede ser una aproximación mala para un país montañoso como por ejemplo España. Cuando las pendientes son moderadas esto no es un problema, de hecho se puede hasta mejorar el consumo (ver este<i> <a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2013/01/consejos-para-conducir-con-pendientes.html" target="_blank">post</a> </i>y este otro <a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2013/07/circular-en-punto-muerto-consejos-para.html" target="_blank"><i>post</i></a>); pero cuando las pendientes son elevadas se convierte en misión imposible alcanzar los consumos homologados. El aumento de consumo será más significativo cuanto más pesado y aerodinámico sea el coche.</li>
<li>La carga del coche: el ciclo homologado se realiza sólo con el conductor y sin equipaje. Si tenemos que viajar con más peso (ya sea por equipaje, o por más ocupantes) aumentará el consumo.</li>
<li>El consumo de los elementos auxiliares: en el ciclo homologado no se tienen en cuenta ninguno de los elementos auxiliares que se alimentan del motor o el alternador. Por tanto, el aire acondicionado, las luces, el navegador, la radio, las lunetas térmicas etc. están apagados. Como en la conducción real tenemos que utilizar estos elementos, el consumo siempre será mayor. De todos estos elementos normalmente el aire acondicionado es el que aumenta más el consumo.</li>
<li>Las inclemencias meteorológicas. En el ciclo homologado no se considera el efecto del viento, la lluvia, la nieve etc.: </li>
<ul>
<li>Como veremos más adelante, en promedio el viento siempre aumenta el consumo. </li>
<li>La lluvia y la nieve aumentan el consumo por varios motivos, algunos evidentes, otros más sutiles. La resistencia de rodadura aumenta con carretera encharcada y se dispara con carretera nevada o helada. La resistencia aerodinámica aumenta con lluvia, y se dispara cuando la nieve se adhiere al coche. Pero la cosa no acaba aquí, con lluvia y nieve tenemos que activar limpiaparabrisas y a veces lunetas térmicas o luces que obviamente aumentan el consumo. La nieve a veces se acumula en la zona del guardabarros aumentando el rozamiento. </li>
</ul>
<li>El frio: el ciclo homologado empieza con el motor a 20ºC. Cuando hace frio el consumo aumentará. Cuando arrancamos el motor con frio partimos de una temperatura inferior a 20ºC, y tardará más tiempo en alcanzar la temperatura óptima. Por otra parte, el aire más denso aumentará la resistencia aerodinámica; Además, cabe esperar un ligero aumento de la resistencia de rodadura, aunque este efecto es pequeño.</li>
<li>Las curvas: el ciclo homologado se realiza en un banco. Es como circular por una recta infinita. En realidad las carreteras tienen curvas, en las curvas incluso aunque se tomen a la misma velocidad que las rectas (por ejemplo en autopistas) el consumo aumenta, ya que aumenta la resistencia aerodinámica y la resistencia de rodadura. Obviamente a más cerrada la curva mayor aumento del consumo.</li>
<li>Las velocidades en carretera: la velocidad media del ciclo extra-urbano es de 62,6Km/h. Estás es una velocidad baja para las velocidades típicas de circulación por carretera (al menos para el caso de Europa). Especialmente si circulas por autopista (típicamente entre 110Km/h y 130Km/h según país y tramo de autopista) el consumo será significativamente mayor que el homologado. </li>
</ul>
<a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2013/09/los-consumos-homologados-v-nos-enganan.html">Continuación</a>... </div>
</div>
Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com1tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-42725324167850788312013-09-06T00:52:00.001+02:002018-09-29T21:42:14.258+02:00LOS CONSUMOS HOMOLOGADOS III - ¿CÓMO SE OBTIENE EL CONSUMO HOMOLOGADO?<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
...Continuación <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2013/08/los-consumos-homologados-ii-se-parecen.html">posts</a></i> anteriores.<br />
<br />
Para explicar por que los consumos homologados no son representativos de la realidad, y que tipo de conducción hay que realizar para superarlos, hay que comenzar por el principio: explicar como se obtiene ese dato.<br />
<br />
Voy a intentar se escueto, si alguien quiere profundizar sólo tiene que leerse las normas oficiales en las que se define el procedimiento, aunque ya os anticipo que son farragosas y extensas.<br />
<br />
En este <i>post</i> voy a hablar únicamente del NEDC (New European Driving Cicle). Desgraciadamente, si vives en Europa no hay más remedio que utilizar los consumos NEDC como referencia, ya que son los que están obligados a homologar los fabricantes. Más adelante revisaré someramente los consumos homologados por la <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/FTP-75" target="_blank">EPA</a> (Environment Protection Agency de EEUU) que son bastante más realistas.<br />
<br />
El consumo homologado que se obtiene para un coche depende básicamente de dos factores, el ciclo de conducción y la metodología empleada:<br />
<br />
<b>EL CICLO DE CONDUCCIÓN</b><br />
Un ciclo de conducción no es más que una gráfica de velocidad en función del tiempo. Existen infinidad de ciclos de conducción.<br />
<small>NOTA: en el reporte <a href="https://www.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/4247/ppr-354.pdf" target="_blank">PPR354</a> preparador por la empresa TRL Limited para el Departamento de Transportes del Reino Unido se revisan muchos ciclos.</small><br />
<br />
Sin profundizar en el tema, podemos clasificar los ciclos de conducción en 2 tipos: los ciclos idealizados, y los ciclos promedio.<br />
<br />
Los ciclos promedio simulan la conducción de un conductor medio en un desplazamiento medio. Un buen ejemplo es los ciclos <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/World_Light_Test_Procedure" target="_blank">WLTC</a> (Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedures) que veremos más adelante.<br />
<br />
Los ciclos idealizados simplifican aún más el ciclo de conducción en una serie de tramos rectos. Este es el caso del ciclo NEDC (Como veremos más adelante utilizar un ciclo idealizado es uno de los puntos débiles del ciclo NEDC). En el caso del NEDC se utilizan dos ciclos:<br />
<br />
El ciclo de conducción urbana (conocido como ECE-15):<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhyyPdr6f1Io8s9PWepzRQpdF-JqDx38zSXYh68UQZ7jyFUylJ3M6bKhrs9U6dJ4Y4acufV_VQS7p4Q-jq-z_qi9sLGtwdC4VmGeOCcjFQdd-iLvm0dnlt85pA7cxxo1SqYBl6XX8trJdsw/s1600/Ciclo+ECE+15.bmp" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="371" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhyyPdr6f1Io8s9PWepzRQpdF-JqDx38zSXYh68UQZ7jyFUylJ3M6bKhrs9U6dJ4Y4acufV_VQS7p4Q-jq-z_qi9sLGtwdC4VmGeOCcjFQdd-iLvm0dnlt85pA7cxxo1SqYBl6XX8trJdsw/s640/Ciclo+ECE+15.bmp" width="640" /></a></div>
Tiempo total del ciclo 195 segundos, distancia recorrida 1Km, velocidad media 18,4Km/h.<br />
<br />
<br />
Y el ciclo de conducción extraurbana (conocido como EUDC, Extra-Urban driving cycle):<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj8JEhQSFUHQWVUxi73SRqduOiyin3cB3QidxkJECMjFIT1jFD32SYD4Aic3ceJtwKVoCYbpCicVca21gP_mVOmy_PWlP7WlYsa5V68ppPV6sCjXvL7V0k1sju9IqlDRz60C4br0vulAlvi/s1600/Ciclo+EUDC.bmp" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="334" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj8JEhQSFUHQWVUxi73SRqduOiyin3cB3QidxkJECMjFIT1jFD32SYD4Aic3ceJtwKVoCYbpCicVca21gP_mVOmy_PWlP7WlYsa5V68ppPV6sCjXvL7V0k1sju9IqlDRz60C4br0vulAlvi/s640/Ciclo+EUDC.bmp" width="640" /></a></div>
Tiempo total del ciclo 400 segundos, distancia recorrida 7Km, velocidad media 62,6Km/h.<br />
<br />
<b>LA METODOLOGÍA</b><br />
Aunque los dos ciclos que se utilizan en el NEDC son bastante deficientes, probablemente el punto más débil de los consumos homologados en Europa es la metodología empleada. Empecemos describiendo brevemente cual es el procedimiento:<br />
<br />
Primero se calcula la resistencia al avance del vehículo mediante una prueba de deceleración en punto muerto (de manera similar a como calculé la resistencia de rodadura de mi coche en este <a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2012/08/la-resistencia-de-rodadura-el-enemigo_29.html" target="_blank"><i>post</i></a>), pero a velocidades mayores para calcular tanto la resistencia de rodadura como la resistencia aerodinámica.<br />
<br />
Segundo se lleva el coche a un banco de pruebas y se repite cuatro veces el ciclo urbano y una vez el ciclo extraurbano:<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhku4dk72lvZPSEVelY_RaPOpsEZq7q1Ch7Zw7YJ-e1LyEJ5PIENXfQ9Fvh8wcslo2AK5c5l8VMhXbtKCPuyRMj8vjIMFyAmWuIgmuCAM9UCDWrK7FQuCrbOmWnNTxMfi6b-AP7n2_7IkUJ/s1600/Ciclo+combinado.bmp" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="350" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhku4dk72lvZPSEVelY_RaPOpsEZq7q1Ch7Zw7YJ-e1LyEJ5PIENXfQ9Fvh8wcslo2AK5c5l8VMhXbtKCPuyRMj8vjIMFyAmWuIgmuCAM9UCDWrK7FQuCrbOmWnNTxMfi6b-AP7n2_7IkUJ/s640/Ciclo+combinado.bmp" width="640" /></a></div>
En total el coche está en funcionamiento unos 20 minutos y recorre unos 11 kilómetros, a una velocidad media extremadamente baja de 33Km/h.<br />
<br />
<br />
Después se obtienen 3 consumos homologados: <br />
<ul>
<li>El consumo urbano se calcula con el consumo medio en los cuatro ciclos urbanos (primeros 4Km del ensayo).</li>
<li>El consumo extraurbano se calcula con el consumo en el ciclo extraurbano (últimos 7Km del ensayo).</li>
<li>El consumo medio se calcula con el consumo de todo el ensayo (los 11Km).</li>
</ul>
Pero el problema de los consumos NEDC está en los detalles. Ahí es donde se cometen errores de bulto. Aunque el ciclo se denomina nuevo ciclo europeo, en realidad es un procedimiento muy viejo, que deja demasiadas libertades a los fabricantes, y omite elementos y detalles esenciales para el consumo. Quien quiera estudiar las tripas de la norma se puede leer la directiva <a href="https://eur-lex.europa.eu/homepage.html?locale=es" target="_blank">70/220/EEC</a> (aunque ya os advierto que la burocracia europea es realmente intrincada), si no me equivoco la revisión más reciente es del año 2007. En la primera página tenéis referencia a las directivas anteriores sobre este tema. Los orígenes de este ensayo tienen nada menos que ¡40 años!
Evidentemente, ha habido progresos desde entonces (más de 20 revisiones), pero no los
suficientes.<br />
<br />
En los siguientes dos <i>post</i> revisaré algunos de los motivos por los que los consumos NEDC no son realistas.<br />
<br />
<a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2013/09/los-consumos-homologados-iv-por-que.html">Continuación</a>... </div>
</div>
Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-72650489532267297752013-08-28T12:37:00.000+02:002018-09-29T21:43:59.837+02:00LOS CONSUMOS HOMOLOGADOS II - ¿SE PARECEN A LOS CONSUMOS REALES?<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
...Continuación <i><a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2013/08/los-consumos-homologados-i-se-pueden.html">post</a> </i>anterior.<br />
<br />
Aunque como vimos en el <i>post</i> anterior los
consumos homologados se pueden superar, en la práctica el conductor medio tiene consumos muy superiores. Este es un hecho de dominio público, pero además se ha acentuado en los últimos años, como atestigua este <a href="http://www.theicct.org/sites/default/files/publications/ICCT_LabToRoad_20130527.pdf" target="_blank">estudio</a> del ICCT (<i>International Council for Clean Transportation</i>) publicado en Mayo de este año.<br />
<br />
Como muestra observad la siguiente figura extraída del mencionado informe: <br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhUPPipfttqTYqBZo04yZv6C9J46F825jAxcrwS2Nz1tO6ncN5VldaI8IbIliV5_IStwgwfc94-QHRpfWVnovRqdWJY4BRWuKFDSG-yfRI8McHQ1zW60eLVr6JsTBRYIAcozku6puThN5YZ/s1600/estudio-divergencia-sp2.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="472" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhUPPipfttqTYqBZo04yZv6C9J46F825jAxcrwS2Nz1tO6ncN5VldaI8IbIliV5_IStwgwfc94-QHRpfWVnovRqdWJY4BRWuKFDSG-yfRI8McHQ1zW60eLVr6JsTBRYIAcozku6puThN5YZ/s640/estudio-divergencia-sp2.png" width="640" /></a></div>
<br />
En la figura se comparan las emisiones reales y homologadas en coches fabricados en el año 2001 y en el año 2011. Se puede comprobar como las emisiones homologadas se han reducido significativamente; sin embargo, a la vez, las emisiones reales se han alejado mucho de las emisiones homologadas, por lo que la reducción real de emisiones es pequeña.<br />
<br />
En el consumo real se está solapando dos factores importantes el coche y el conductor. Por una parte los consumos homologados son irreales; por otra parte muchos conductores o bien no saben conducir eficientemente, o bien no tienen interés en alcanzar los consumos homologados.<br />
<br />
Respecto al conductor, estoy convencido que hay un sesgo importante en función del precio del coche. En los coches caros es frecuente encontrar conductores con poco interés en obtener consumos reducidos. Además, en general los coches caros son habitualmente más potentes y adecuados para circular rápido, lo que facilita conducciones menos ahorradoras. Este sesgo se ve claramente en la figura mostrada más arriba para coches fabricados en 2011 (Los conductores de BMW, Audi y Mercedes Benz se desvían más del consumo homologado).<br />
<br />
Respecto al coche, en general cuanto más eficiente es el coche más difícil es acercarse a los consumos homologados. Eso suele ser especialmente cierto para los coches híbridos. Como ejemplo os muestro consumos reales del Toyota Prius (fuente <a href="http://www.spritmonitor.de/" target="_blank">Spritmonitor</a>):<br />
<br />
<table border="1" cellpadding="3">
<tbody>
<tr>
<td>Fabricante
</td><td>Toyota
</td></tr>
<tr>
<td>Modelo</td>
<td>Prius 1.8 HSD ECO</td>
</tr>
<tr>
<td>Consumo homologado ciudad</td>
<td>3,9l/100Km</td>
</tr>
<tr>
<td>Consumo homologado extraurbano</td>
<td>3,7l/100Km</td>
</tr>
<tr>
<td>Consumo homologado medio</td>
<td>3,9l/100Km</td>
</tr>
<tr>
<td>Consumo real medio - mejor conductor</td>
<td>3,92l/100Km</td>
</tr>
<tr>
<td>Consumo real medio - promedio todos los conductores</td>
<td>5,03l/100Km</td>
</tr>
<tr>
<td>Consumo real medio - peor conductor</td>
<td>6,42l/100Km</td>
</tr>
</tbody></table>
<small>NOTA: para estos datos sólo he considerado coches fabricados en los dos últimos años, y conductores que han circulado al menos 3000Km. Con estos criterios hay datos de 154 conductores. He descartado aquellos usuarios que han cometido errores manifiestos al introducir los datos. Obviamente los datos son para el modelo indicado, en el Prius </small><small><i>plug-in</i> (enchufable a la red para recargar las baterías) es muy fácil superar los consumos homologados si se realizan recorridos muy cortos y se carga siempre la batería con la red eléctrica.</small><br />
<br />
Si tenemos en cuenta que muchos conductores de este coche están interesados en obtener consumo bajos, podemos concluir que es casi imposible obtener los consumos homologados en el Toyota Prius.<br />
<small>NOTA: curiosamente, según el estudio mencionado (ver figura más arriba), en promedio Toyota es el fabricante que tiene consumos reales más parecidos a los consumos homologados. El Prius es la excepción a esta tendencia.</small><br />
<br />
<a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2013/09/los-consumos-homologados-iii-como-se.html">Continuación</a>...</div>
</div>
Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-8311779702628055622013-08-18T11:11:00.000+02:002018-09-28T22:14:46.840+02:00LOS CONSUMOS HOMOLOGADOS I - ¿SE PUEDEN SUPERAR?<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
Uno de los comentarios que se escuchan incesantemente es que los consumos homologados son imposibles de alcanzar. En realidad esto no es cierto, hay conductores que superan los consumos homologados, y además puedo decir que <b>para muchos coches es fácil superar los consumos homologados si el conductor está dispuesto a los sacrificios necesarios.</b><br />
<br />
Os muestro unos cuantos ejemplos de consumos medios reales durante muchos miles de kilómetros obtenidos en <a href="http://www.spritmonitor.de/en/" target="_blank">Sprintmonitor</a>. He escogido consumos iguales o inferiores a los consumos homologados, no he sido exhaustivo en buscar los consumos más sobresalientes:<br />
<br />
<table border="1" cellpadding="3"><tbody>
<tr style="background-color: #ccffcc;">
<td>Fabricante</td>
<td>Modelo</td>
<td>Potencia (KW)</td>
<td>Año fabricación</td>
<td>Consumo<br />
real<br />
(l/100Km)</td>
<td>Kilómetros<br />
recorridos</td>
<td>Combustible</td>
<td>Consumo<br />
Homologado<br />
(l/100Km)</td>
<td>Ahorro</td>
</tr>
<tr>
<td>Volkswagen</td>
<td>Lupo 2L 1.2</td>
<td>45</td>
<td>2001</td>
<td>2,59</td>
<td>70000</td>
<td>Diésel</td>
<td>3,0</td>
<td>14%</td>
</tr>
<tr>
<td>Audi</td>
<td>A2 1.2 TDI
"3L"</td>
<td>45</td>
<td>2002</td>
<td>2,92</td>
<td>40000</td>
<td>Diésel</td>
<td>3,0</td>
<td>3%</td>
</tr>
<tr>
<td>Volkswagen</td>
<td>Golf IV TDI GT</td>
<td>74</td>
<td>2003</td>
<td>3,13</td>
<td>160000</td>
<td>Diésel</td>
<td>4,5</td>
<td>30%</td>
</tr>
<tr>
<td>Renault</td>
<td>Megane - Grand Tour</td>
<td>78</td>
<td>2008</td>
<td>3,85</td>
<td>20000</td>
<td>Diésel</td>
<td>4,6</td>
<td>16%</td>
</tr>
<tr>
<td>Volkswagen</td>
<td>Passat Variant
Comfortline 2,0 TDI BMT</td>
<td>103</td>
<td>2012</td>
<td>4,15</td>
<td>40000</td>
<td>Diésel</td>
<td>4,6</td>
<td>10%</td>
</tr>
<tr>
<td>Skoda</td>
<td>Superb II 1.6 TDI CR
105 SE Greenline Combi</td>
<td>77</td>
<td>2011</td>
<td>4,38</td>
<td>60000</td>
<td>Diésel</td>
<td>4,3</td>
<td>-2%</td>
</tr>
<tr>
<td>Opel</td>
<td>Corsa B</td>
<td>33</td>
<td>1997</td>
<td>3,58</td>
<td>35000</td>
<td>Diésel</td>
<td>6,2<sup>1</sup></td>
<td>42%</td>
</tr>
<tr>
<td>Citroën</td>
<td>C1 Advance</td>
<td>50</td>
<td>2009</td>
<td>3,63</td>
<td>80000</td>
<td>Diésel</td>
<td>4,5</td>
<td>19%</td>
</tr>
<tr>
<td>Honda</td>
<td>CR-Z alfa 6MT</td>
<td>91</td>
<td>2010</td>
<td>4,98</td>
<td>75000</td>
<td>Diésel</td>
<td>5</td>
<td>0%</td>
</tr>
<tr>
<td>Volkswagen</td>
<td>Lupo 1.4 FSI</td>
<td>77</td>
<td>2001</td>
<td>5,01</td>
<td>40000</td>
<td>Diésel</td>
<td>6,6</td>
<td>24%</td>
</tr>
<tr>
<td>Ford</td>
<td>Focus - Titanium 1.6
l EcoBoost</td>
<td>134</td>
<td>2011</td>
<td>5,64</td>
<td>25000</td>
<td>Diésel</td>
<td>6</td>
<td>6%</td>
</tr>
<tr>
<td>Skoda</td>
<td>Octavia - RS Combi
2.0 TFSI</td>
<td>147</td>
<td>2008</td>
<td>5,95</td>
<td>25000</td>
<td>Diésel</td>
<td>7,8</td>
<td>24%</td>
</tr>
</tbody></table>
<small>NOTA 1: este es sin duda el consumo que más me impresiona, en un coche con más de 15 años de antigüedad se consigue superar ampliamente el consumo homologado de cualquier coche actual de gasolina (y no hibrido), el mínimo consumo homologado entre los coches que se comercializan en España es de 3,9l/100Km y corresponde al Fiat 500C Sport 0.9 Turbo TwinAir 85 CV Dualogi. Además, los mejores conductores de coches híbridos o de coches modernos de gasolina consiguen en el mejor de los casos consumos similares (entre 3,5 y 3,6l/100Km).</small>
<br />
<br />
Mi experiencia: en cualquier coche se puede conseguir un consumo por debajo del homologado en unos cientos de kilómetros si tenemos motivación suficiente y conducimos en condiciones favorables. Lo difícil (según modelos casi imposible) es conseguirlo durante muchos miles de kilómetros. Os muestro dos ejemplos con coches mios:<br />
<br />
<table border="1" cellpadding="3"><tbody>
<tr>
<td>Fabricante</td>
<td>Ford</td>
</tr>
<tr>
<td>Modelo</td>
<td>Ka 1.3</td></tr>
<tr>
<td>Combustible</td>
<td>Gasolina</td>
</tr>
<tr>
<td>Año fabricación</td>
<td>1998</td>
</tr>
<tr>
<td>Potencia</td>
<td>44KW</td>
</tr>
<tr>
<td>Consumo urbano </td>
<td>7,9l/100km</td>
</tr>
<tr>
<td>Consumo extraurbano </td>
<td>4,6l/100km</td>
</tr>
<tr>
<td>Consumo medio </td>
<td>5,9l/100km
</td></tr>
</tbody></table>
<br />
Con este coche conseguí consumos medios durante años entre 4,9l/100Km y 5,3l/100Km. Entre un 11% y un 20% por debajo del consumo homologado.<br />
<br />
<table border="1" cellpadding="3"><tbody>
<tr>
<td>Fabricante</td>
<td>Ford</td>
</tr>
<tr>
<td>Modelo</td>
<td>S-max, 2.0 TDCi</td>
</tr>
<tr>
<td>Combustible</td>
<td>Diesel</td>
</tr>
<tr>
<td>Año fabricación</td>
<td>2010</td>
</tr>
<tr>
<td>Potencia</td>
<td>103KW</td>
</tr>
<tr>
<td>Consumo urbano</td>
<td>7,7l/100km</td>
</tr>
<tr>
<td>Consumo extraurbano</td>
<td>5,0l/100km</td>
</tr>
<tr>
<td>Consumo medio</td>
<td>6,0l/100km</td>
</tr>
</tbody></table>
<br />
Hace muchos años que conduzco con mucha frecuencia en el entorno de la máxima velocidad permitida por autopista (120Km/h). Así es imposible superar los consumos homologados de manera continua. Sin embargo, aproveche los meses en los que en España se redujo el límite de velocidad en autopista a 110Km/h para reducir la velocidad y superar los consumos homologados. Comencé circulando a 118Km/h de marcador (aproximadamente 113Km/h reales), a esta velocidad conseguía los consumos homologados. Probé a reducir la velocidad todavía más, a 114Km/h de marcador (aproximadamente 109Km/h reales), además me esforcé en conducir con un poco más de cuidado, pero sin grandes esfuerzos para reducir el consumo, así conseguí un consumo medio del 5,7l/100Km durante 4000Km, hasta que terminó el límite temporal de 110Km/h. Esto supone un 5% por debajo del consumo homologado, un ahorro pequeño, pero con muchos menos sacrificios que cuando conducía el Ford Ka.<br />
<br />
Aún queda mucho que escribir sobre los consumos homologados, pero ya os anticipo que casi nadie supera los consumo homologados, además, cuanto más moderno y eficiente es un coche más difícil es conseguir los consumos homologados, hasta el punto que en coches como el Toyota Prius es tan sacrificado conseguir los consumos homologados que prácticamente nadie lo consigue.<br />
<br />
ATENCIÓN: cuando se está comparando consumos homologados con consumos reales, no podemos utilizar medidas con el ordenador de abordo por que casi siempre se cometen errores. El consumo se debe calcular con el odómetro (cuentakilómetros) del coche y la cantidad de gasolina repostada. Es conveniente realizar medidas después de circular más de 2000 o 3000Km, ya que las medidas con un sólo depósito de combustible son demasiado erráticas. La medida del volumen del combustible es bastante precisa (las gasolineras están obligadas por ley a calibrar los surtidores). El odómetro del coche suele ser razonablemente preciso, pero si tienes dudas puedes calibrarlo con facilidad con un GPS.<br />
<br />
<a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2013/08/los-consumos-homologados-ii-se-parecen.html">Continuación</a>...</div>
</div>
Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-89925506643295035832013-08-06T01:25:00.001+02:002018-09-28T22:15:16.514+02:00¿CÓMO APRENDER A CONDUCIR CONSUMIENDO POCO? III<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
...Continuación <a href="https://www.comoconsumirmenos.com/2013/07/como-aprender-conducir-consumiendo-poco_26.html"><i>post</i>s</a> anteriores.<br />
<br />
<br />
CONOCER TU COCHE<br />
<br />
Si pruebas el tipo de cosas que recomendaba en el <i>post</i> anterior el ahorro de combustible está garantizado. Lo que ocurre
es que el ahorro cambia mucho de un coche a otro. Muchas veces ahorrar
combustible implica tardar algo más, otras veces supone cierto esfuerzo y
a veces incluso tiene cierto impacto en la seguridad. Es necesario
saber cuanto estamos ahorrando para poder decidir si nos merece la pena o no. <br />
<br />
En
este proceso es esencial conocer como funciona tu coche.
Hay que huir de recetas generalistas, como engranar 5ª marcha a 50Km/h, o
llevar el motor entre 1500rpm y 2000rpm porque es la zona de par
máximo. Cada coche es diferente, y el régimen del motor hay que elegirlo
en función de las condiciones para que el consumo sea mínimo,
asegurando también que se cuida la mecánica.<br />
<br />
Aunque
en general es imposible disponer del diagrama de <a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2012/08/el-consumo-especifico-del-motor.html" target="_blank">consumo específico</a> del
motor de tu coche, sí que podemos más o menos identificar a que
velocidad hay que utilizar cada marcha (cuando circulamos en llano a velocidad constante).<br />
<small>NOTA:
si puedes conseguir al menos la curva de par máximo del motor de tu coche
tendrás una información valiosa, ya que en general en la zona de máximo
par el rendimiento es mayor. En cambio cuando la curva de par cae mucho el rendimiento suele ser malo. Por eso, muchas veces mirando la curva de par máximo podemos saber si un motor funciona regular ente 1000 y 1300rpm o a más de 3500rpm.</small><br />
<br />
Una de las cosas más importantes es saber en que marcha debemos circular en cada momento. Lo
único seguro es que a cargas bajísimas (por ejemplo circulando en
llano muy despacio a velocidad constante) el régimen del motor tiene que ser todo lo
bajo que sea posible (típicamente 1000rpm). En cuanto la carga del motor
aumenta las cosas cambian muchos de unos motores a otros. En motores con una curva de par excepcionalmente plana<sup>1</sup> (sobre todo si son muy potentes) subiremos muy lentamente
el régimen, en motores con pocos refinamientos, o con turbos intensos y baja cilindrada (sobre todo si el motor es poco potente) habrá que subir
rápidamente el régimen.<br />
<small>NOTA 1: ya lo explicaré más adelante, pero en general cuanto más caro es el coche más refinamientos tiene el motor. Muchos motores muy refinados se caracterizan por un turbo que funciona bien en un rango amplio de revoluciones, y sistemas de admisión y escape se ajustan en función de carga y revoluciones. En estos motores típicamente se consigue una curva de par más plana que en motores menos refinados.</small><br />
<br />
Esto
es especialmente importante en los motores de gasolina. Hay motores de
gasolina que funciona muy eficientemente a bajo régimen, y que se deben
conducir más o menos como un motor diésel, de manera que muy raramente
pasamos de 2500rpm. Y hay motores de gasolina escasos de potencia que
funcionan mal a bajo régimen, que obligan con frecuencia a subirlos a
más de 3500rpm o 4500rpm.<br />
<br />
Atención,
no hay que confundir elasticidad del motor con eficiencia del motor. Por ejemplo en mi coche se puede circular en llano a 55Km/h en 5ª
marcha, aunque hay que ser cuidadoso con el pedal del acelerador y la
capacidad de aceleración es nula, sin embargo es mejor idea circular en
4ª marcha a 1500rpm, por que el consumo es menor, además, el
motor va más desahogado y hay mucha más capacidad de aceleración.<br />
<br />
Otro
aspecto importante es la presión del acelerador. Normalmente no hay
problema en pisar el acelerador con cierta intensidad. El problema viene
cuando hace falta pisar más fuerte el acelerador. En un motor diésel
normalmente se puede pisar el acelerador cerca del final del recorrido (si la adherencia de las ruedas lo permite, y el motor no se revoluciona demasiado). En los
motores de gasolina no suele ser una buena idea apurar el recorrido del pedal. Hay que saber hasta
donde se puede pisar el acelerador para no perjudicar demasiado al consumo.<br />
<br />
Las
características del coche afectan al comportamiento en las
pendientes. Los coches pesados y aerodinámicos se aceleran notablemente
en las bajadas, y por contra consumen mucho en las subidas. En cambio
los coches ligeros y de aerodinámica pobre son mucho menos sensibles a
las cuestas.<br />
<br />
Si quieres obtener consumos realmente bajos se requiere cierto tiempo para acostumbrarte a un coche. De hecho, si
realmente deseas conocer con precisión como funciona tu coche
aconsejaría perder algo de tiempo realizando algunas pruebas como las que
muestro en el <i>blog</i>. Si perdiendo un poco de tiempo consigues un
pequeño ahorro permanente durante toda la vida del coche, el esfuerzo
merece la pena.<br />
<br />
<br />
CONOCER EL RECORRIDO<br />
Al
igual que es importante conocer el coche, conocer el recorrido también
ayuda mucho a conseguir consumos excepcionales<sup>2</sup>. Lo ideal para depurar la
conducción es un recorrido que repetimos con frecuencia, por ejemplo el
recorrido diario para ir a trabajar, o un recorrido que repitamos muchos
fines de semana. En estos recorridos si te tomas como un reto bajar el
consumo puedes conseguir mejoras espectaculares. Por ejemplo, puedes
aprender cuando cambian los semáforos, o puedes aprender las velocidades
óptimas en cada punto para prácticamente no tocar nunca el freno.<br />
<small>NOTA 2: evidentemente siempre se puede encontrar un contraejemplo. Por ejemplo si tu recorrido diario es casi únicamente circular por una autopista llana no han nada que optimizar. Sin embargo eso no suele ser lo habitual.</small><br />
<br />
Otro
ejercicio interesante en los recorridos que repetimos con frecuencia es
elegir entre los diferentes caminos posibles teniendo en cuenta el
consumo. Es decir, el consumo es un parámetro más junto a otros (como el
tiempo, la comodidad, los peajes o la seguridad) para elegir qué camino
es el que más nos conviene. A veces no es nada fácil saber que opción
será la mejor para el consumo (por ejemplo: el tráfico que solemos
encontrar, en las cuesta abajo el ángulo y la posibilidad de aprovechala, o que tengamos preferencia en los
cruces afectan al consumo) por eso a veces vale la pena verificar el consumo entre
las opciones que tenemos.<br />
<br />
Resumen: si queremos obtener un consumo muy bajo necesitamos conocer las particularidades de nuestro coche, también es muy útil conocer cuanto combustible estamos ahorrando para saber si el esfuerzo nos merece la pena. Además, si conocemos el trayecto que tenemos que recorrer nos será más fácil conseguir consumos excepcionales. <br />
<br />
<a href="https://www.comoconsumirmenos.com/2018/09/como-aprender-conducir-consumiendo-poco.html">Continuación</a>...</div>
</div>
Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com4tag:blogger.com,1999:blog-8434839355294178503.post-33641443865198230112013-07-26T00:54:00.002+02:002018-09-29T21:25:02.890+02:00¿CÓMO APRENDER A CONDUCIR CONSUMIENDO POCO? II<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div style="font-family: Arial; text-align: justify;">
...Continuación <i><a href="https://www.comoconsumirmenos.com/2013/07/como-aprender-conducir-consumiendo-poco.html">post</a></i> anterior.<br />
<br />
Afortunadamente ahora aprender a conducir muy
eficientemente es una tarea relativamente sencilla al alcance de
cualquiera. Sólo son necesarias tres condiciones:<br />
<ol>
<li>Tener interés en aprender.</li>
<li>Saber que tipos de cosas hay que probar.</li>
<li>Conocer tu coche y el recorrido. </li>
</ol>
Una vez has aprendido a conducir muy eficientemente, ya es tu
elección en función de las condiciones de contorno si quieres conducir
muy eficientemente, o no. En cambio si no has aprendido, nunca podrás
conducir de manera muy eficiente.<br />
<br />
TENER INTERÉS EN APRENDER <br />
Como
en cualquier proceso de aprendizaje es necesario poner algo de tu
parte. Es sorprendente la cantidad de conductores que tiene nulo o muy
escaso interés en aprender. A mí esto me parece un comportamiento un poco irracional. ¿Por qué no aprender algo que a largo plazo
compensa con creces económicamente y mejora el entorno? Luego en el futuro lo puedes utilizar
como te plazca. Puedes conducir rápido o agresivo consumiendo
menos de lo que consumías antes de aprender. Es decir, aprender que el óptimo (para el consumo) es
circular a una velocidad máxima típicamente de 70Km/h, no quiere decir que luego no
puedas conducir mucho más rápido.<br />
<br />
La situación es
especialmente paradójica cuando se tiene un coche pesado y potente. En
estos coches es fácil conseguir ahorros importantes con una
conducción eficiente tardando lo mismo que un conductor medio. La cantidad de dinero que ahorramos sacrificando muy poco es apreciable, especialmente en circulación
urbana.<br />
<br />
Precisamente para conductores con nulo interés
en realizar una conducción eficiente, mi recomendación es que compren un
coche con el menor consumo posible. Así al menos su estilo de
conducción no les será tan gravoso. Para este tipo de conductor un cambio
automático es recomendable, (siempre que sea un cambio
automático eficiente).<br />
<br />
SABER QUE TIPO DE COSAS HAY QUE PROBAR<br />
A veces encuentro personas que intentando ahorrar utilizan estrategias que no funcionan o funcionan regular. Y claro, se llega a la conclusión que conducir cuidadosamente es poco provechoso. Veamos algunos ejemplos en los que apenas se ahorra, o incluso se aumenta el consumo:<br />
<ul>
<li>Subir las pendientes demasiado despacio y bajas las pendientes demasiado rápido.</li>
<li>Utilizar el punto muerto en llano, circulando a velocidad constante a 100Km/h o más.</li>
<li>Intentar llevar siempre el motor en el régimen (las revoluciones) de par máximo.</li>
<li>En motores de gasolina cuando se requiere mucha potencia no reducir de marcha. </li>
</ul>
En mi humilde opinión, hay dos aproximaciones posibles para evitar perder el tiempo probando estrategias poco provechosas: entender como funcionan los diferentes
elementos y variables que afectan al consumo, tal y como explico en
numerosos <i>posts</i> de este<i> blog</i>. O simplemente seguir recetas.<br />
<br />
Si te interesa la primera aproximación propuesta, entonces numerosos <i>post</i> de este <i>blog</i> te pueden ayudar. Puedes utilizar e<span style="background-color: white;">l <a href="http://www.comoconsumirmenos.com/p/indice-del-blog.html" target="_blank">índice</a></span> del <i>blog</i> para encontrar directamente los <i>post</i> donde se comenta el tema que quieres profundizar. Es especialmente importante entender que el consumo del coche es el resultado de multiplicar la resistencia que tiene que vencer el coche por el rendimiento del conjunto motor/transmisión. Son particularmente importantes los conceptos de <a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2012/08/el-consumo-especifico-del-motor.html" target="_blank">consumo específico</a> y <a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2013/03/el-consumo-especifico-ii-la-curva-de.html" target="_blank">curva de máxima eficiencia</a>.<br />
<br />
Si simplemente estás interesado en las recetas para reducir el consumo entonces puedes leer los siguientes <i>posts</i>:<br />
<br />
<div style="margin-left: 36.0pt;">
<a href="http://www.comoconsumirmenos.com/p/decalogo-para-reducir-el-consumo.html" target="_blank">Decálogo para reducir el consumo</a><br />
<br />
<a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2012/11/como-minimizar-el-efecto-del-aire.html" target="_blank">Cómo minimizar el efecto del aire acondicionado en el consumo</a><br />
<br />
<a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2013/01/consejos-para-conducir-con-pendientes.html" target="_blank">Consejos para conducir con pendientes para minimizar el consumo</a><br />
<br />
<a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2013/04/como-minimizar-el-consumo-con-un-coche.html" target="_blank">Cómo minimizar el consumo con un coche eléctrico</a><br />
<br />
<a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2013/07/circula-en-punto-muerto-consejos-para.html" target="_blank">Circular en punto muerto: consejos para circulación urbana</a><br />
<br />
<a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2013/07/circula-en-punto-muerto-consejos-para.html" target="_blank">Circular en punto muerto: consejos para circular en carretera</a><a href="http://www.comoconsumirmenos.com/2013/07/circular-en-punto-muerto-consejos-para.html" target="_blank"></a></div>
<br />
<br />
<a href="https://www.comoconsumirmenos.com/2013/08/como-aprender-conducir-consumiendo-poco.html">Continuación...</a></div>
</div>
Rafael Martinezhttp://www.blogger.com/profile/14696641538319760799noreply@blogger.com0