Mild hybrid (híbridos 48v), o el arte de parecer lo que no se es

Están proliferando últimamente muchos vehículos que bajo diferentes denominaciones (mild hybrid, híbrido suave, híbrido 48 o 24 v…), o directamente sin denominación diferenciadora, hacen uso de una tecnología que, en esencia sí podría llegar a llamarse híbrida, pero que no tiene nada que ver con lo que siempre se ha venido en llamar un vehículo híbrido. En la publicidad nos muestran que tienen la calificación ECO en el sistema de pegatinas ambientales de la DGT, calificación que no merecen en absoluto, como explicaré más adelante.

Los que siempre hemos estado al día con los adelantos del mundo de la automoción, recordamos perfectamente la primera vez que vimos un Toyota Prius circulando en modo eléctrico. Ese vehículo que avanzaba sin producir ningún ruido. Yo me acuerdo perfectamente y hará cerca de 10 años, o más, en la trasera de un hotel de San Sebastián, ciudad donde trabajaba como técnico informático, como vi un coche que ya había observado en las revistas del motor. Era un taxi que probablemente acababa de dejar a algún cliente y que avanzaba a buen ritmo sin ningún motor que lo delatase al oído. Como decía, ya conocía de forma teórica la tecnología, pero aún así me fascinó. De hecho en ese momento decidí que mi próximo coche, cuando tocara deshacerme del que acababa de comprar, sería híbrido. Al final no fue así, sino que me salté varios niveles de la escala de electrificación, escala de la que será objeto otro artículo.

En estos vehículos (los híbridos “de verdad”), toda la energía que usa el vehículo pasa por un motor a combustión, proviene de la gasolina y, según el algoritmo que sigue la gestión del motor, uno o varios motores/generadores eléctricos generan energía eléctrica para almacenarla en una batería, o la usan para mover el vehículo, en colaboración con el motor de combustión o no. Este está comandado, como decía, por la gestión del coche, de forma que se intenta, dentro de la medida de lo posible, que funcione dentro del estrecho margen de régimen de rpm y carga en que su conversión energética es más eficiente.

Aquí voy a hacer un inciso en dicha palabra, carga, que no debe confundirse con el estado de carga de la batería, sino, estableciendo una analogía, con lo pisado que esté el acelerador. Reconozco que, en esta tecnología, hacer esta analogía es poco afortunado, pues gracias a la gestión del coche, lo “pisado que esté el acelerador” está totalmente desconectado de la presión que hace el conductor sobre el pedal correspondiente, pero es lo que más fácilmente va a entender aquella persona que siempre ha conducido un vehículo tradicional.

Sigamos: Como dicha máxima eficiencia suele obtenerse con cargas bastante altas, al final, digamos que, si queremos obtener la máxima eficiencia, sobra potencia, a no ser que queramos ir por la ciudad como si de un circuito de carreras se tratase. Esa potencia sobrante va a parar a la batería, de manera que según el algoritmo de gestión, en cierto momento el motor de combustión se detiene y pasa a emplearse la energía almacenada en la batería. Cuando ocurre una frenada, la energía cinética que lleva el coche, en vez de perderse se convierte, gracias a sus motores/generadores, nuevamente en energía eléctrica que se almacena en la batería para usarse más adelante en propulsar el vehículo. Este ciclo se repite, alterna con funcionamiento simultáneo de motor de combustión y eléctrico… todo comandado por la gestión del vehículo con un solo objetivo en mente: la reducción de consumo de combustible, y con ello de emisiones contaminantes, objetivo que por lo general se consigue con sobresaliente, sobretodo en ciudad, resultando la eficiencia en carretera solo un poco mejor que si no se usasen estas técnicas.

En los híbridos suaves, este sistema está simplificado al máximo. Suele consistir en una máquina eléctrica que reúne en uno solo las funciones de alternador, motor de asistencia y motor de arranque, y que sumado a una batería de capacidad muy discreta (del orden de dos a tres baterías de un taladro a batería típico) conforman todo el añadido a un vehículo más tradicional. Esta simplificación llevada al extremo tiene una ventaja indiscutible para el fabricante: menor coste.

Veamos este gráfico:

Este representa el consumo específico de combustible de un motor de combustión, lo que consume en gramos de combustible por cada kWh generado, o en términos más mundanos, por cada caballo de potencia en una hora.

Como se ve, los números son menores cuanto más cercano se está al punto señalado como punto de máxima eficiencia. En el eje vertical está representada la presión media efectiva, directamente relacionada con “cuanto de pisado está el acelerador”, en el eje horizontal la velocidad del motor en rpm.

Es fácil darse cuenta de que, cuanto menos pisado esta el acelerador, mayor es el consumo para el mismo trabajo efectuado, pudiendo ser más del doble en condiciones desfavorables. Este contra intuitivo hecho es la base de varias técnicas de conducción eficiente.

Estas condiciones son las que se dan preferentemente en ciudad y es una de las razones de que en este escenario el consumo se dispare. Las versiones más refinadas de motores usan diferentes métodos para minimizar ese efecto (inyección directa estratificada, desconexión de cilindros…) con resultados palpables pero aún así discretos, por lo que el efecto sigue existiendo, a costa de una complejidad mecánica mucho mayor.

Repasemos lo que hace la asistencia híbrida de un mild-hibrid. En las frenadas, almacena en la batería energía, que de otra forma se perdería, para aprovecharla en la siguiente aceleración. Esto, a priori, parece bastante positivo, ¿verdad?

Es decir, en las aceleraciones, el motor/generador eléctrico, ayuda al de gasolina para que este no tenga que ir tan pisado y consuma menos. Para que vaya menos pisado…

Cuando el motor va “menos pisado”, ¿Que es lo que ocurre? Tómate cinco o diez segundos para estudiar el gráfico. Recuerda, en el eje vertical se representa lo “pisado que está en acelerador”.

¿Has llegado a la conclusión de que el consumo aumenta? Estás en lo cierto. El motor de combustión tiene que generar menos caballos por hora, porque los faltantes los pone el motor eléctrico, pero esos caballos que tiene que generar le salen más caros. Lo que se gana por un lado se pierde parcialmente por el otro.

Esto, en un híbrido del tipo que usa Toyota en su HSD, no ocurre por dos razones.

• Primero porque la gestión del coche intenta llevar el motor, mediante su cambio de engranaje planetario, en la zona cercana al punto de máxima eficiencia, y si sobra potencia, como es probable que ocurra, no pasa nada, porque almacena el excedente en la batería, para poder, más tarde, apagar el motor de gasolina y seguir con el motor eléctrico, que tiene fuerza suficiente para mover el coche si la demanda de potencia no es muy elevada.
• Segundo, porque el rendimiento de su motor de ciclo Atkinson es sensiblemente mayor al de un motor de ciclo Otto (el mayoritario en gasolina), incluso aunque este último cuente con los refinamientos de los que hablaba hace unos párrafos, y sin necesidad de tanta complejidad mecánica (el “cambio” de engranaje planetario no es más complejo que una caja de marchas y además prescinde de consumibles como el embrague).

En otros sistemas híbridos de los “de verdad”, aunque no lleguen al nivel de eficiencia del HSD, si se cumplen las ventajas de la primera razón.

Es por eso que un mild-hybrid, pese a que parezca que es lo mismo que un híbrido, no lo es, aunque en esencia se les pudiera llamar así. Su única razón de existencia es arañar algún gramo en las emisiones de CO2, de manera que el importe de añadir esos sistemas, (muy barato al sustituir otros componentes anteriores del motor y reunir varias funciones en un solo componente, con excepción de la batería, relativamente barata por su pequeña capacidad) sea para el fabricante más económico que la diferencia en el importe de la multa que merecería un modelo sin esos sistemas a un modelo con ellos.

Recordemos que la UE va a multar a los fabricantes con 95 euros por cada automóvil vendido y por cada gramo de exceso sobre el objetivo de 95 gr/km para el 1 de enero de 2020. Por las nuevas modas (SUVs, coches más altos y pesados), la media de todos los fabricantes de automóviles que venden en Europa, en vez de bajar, va ya por los 120 gramos, lo que supondrá, de mantenerse esas cifras, una multa de más de 2000 euros por cada coche vendido. Así se entiende que cada gramo de CO2 que bajen de las emisiones de los vehículos que venden les supone mucho dinero y que si logran arañar unos pocos gramos con sistemas como ese, les ahorra cientos de euros.

¿Son ecológicos?

Aunque hay voces de que esto puede cambiar en un futuro próximo, tal como está la regulación ahora, tienen derecho a la etiqueta ECO, por la exclusiva razón de estar presente un motor eléctrico, aún siendo marginalmente más ecológicos que cualquier otro modelo que prescinda de estos sistemas. Las marcas, que no son tontas, y conocedoras de que el público, cada vez más, demanda productos que sean o parezcan más respetuosos con el medio ambiente, ya nos meten por los ojos en su publicidad, que sus modelos tienen la etiqueta ECO, y ahí lo de parecer lo que no se es.

En realidad, ni siquiera un híbrido “de verdad” es ecológico (y tampoco debería merecer la etiqueta ECO), pues sigue necesitando en exclusiva de la energía contenida en un combustible que no tiene nada de ecológico por emitir en su combustión sustancias tóxicas y dañinas para el medio ambiente, pero al menos, en estos, la reducción de emisiones ya es sensiblemente menor, del orden de un 30-40% en ciclo WLTP, que es otro engaño, pero eso sería objeto de otro artículo.

Si queremos un vehículo que tenga algo de ecológico, tendremos que pasarnos a alguna de las variedades enchufables (híbrido enchufable, eléctrico de autonomía extendida, eléctrico puro…) pues ahí sí existe el potencial de usar, al menos en parte, una energía que sí tiene bastante de ecológica, la electricidad, que en nuestro país se produce sin emisiones de CO2 en cifras cercanas al 62%, y subiendo. No despreciemos tampoco la posibilidad de contribuir al efecto Osborne, conservando nuestro actual coche, aunque sea contaminante, para así lanzar un claro mensaje a la industria automovilística, si por la razón que sea no podemos hacer todavía tal adquisición de un vehículo ecológico.

Es vergonzoso, y no dice mucho de una Administración, que estos modelos híbridos, suaves o no, obtengan una calificación ECO, a todas luces injusta y que induce a error, como también lo es la publicidad de Toyota y Lexus que pretende hacer creer que en sus modelos híbridos “sin enchufes”, “con batería auto recargable”, publicidad que bordea el calificativo de engañosa por infundir en el consumidor la idea de que por ello son preferibles y superiores a cualquier eléctrico “que se enchufa”. Su sistema HSD es una manera brillante de usar la tecnología de combustión disponible, pero la política de marketing de la marca produce vergüenza ajena a cualquiera que entienda mínimamente la ingeniería asociada.

Acerca de Jesús Gómez: Fan de la sostenibilidad en sus muchas vertientes. Bueno, más que fan, pienso que es una necesidad en el mundo moderno. Anecdóticamente, además de informático fracasado, también soy instalador eléctrico por lo mis inquietudes medioambientales pasan necesariamente por mi oficio actual. Interesado en todo tipo de ciencias, especialmente física y todo lo relacionado con la exploración y observación del espacio.

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Gráficos: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Brake_specific_fuel_consumption.svg, editado para indicar el punto de máxima eficiencia