El simple invento que convierte los coches diésel en vehículos ecológicos

La investigadora Carrie Hall, profesora del Instituto Tecnológico de Illinois, en Chicago, ha descubierto una manera sencilla y barata de modificar los motores diésel para que sean compatibles con otros tipos de combustible, incluida la nueva hornada de biocombustibles. El sistema apenas requiere inversión para los conductores, usarlo es tan sencillo como actualizar el ‘software’ del vehículo, siempre que este lo permita.

Los motores de los coches están adaptados para un tipo concreto de combustible, ya que tanto la gasolina como el diésel se comportan de una manera totalmente diferente dentro de ellos. La gasolina suele necesitar una chispa para encenderse, generando una explosión que se desplaza de manera uniforme por el cilindro del motor. El gasóleo, sin embargo, tiende a generar la combustión de manera espontánea al ser comprimido en el cilindro. La alta presión a la que se ve sometida la gasolina en el cilindro de un motor diésel puede llegar a provocar detonaciones cuando se enciende el motor. Unas explosiones que son imprevisibles. Tanto, que pueden llegar a suceder o no.

Que haya sincronización y que los cilindros se muevan coordinadamente es clave para que el motor funcione de manera eficiente. "Si el combustible se quema demasiado pronto o demasiado tarde, no se obtienen todos los beneficios y la eficiencia es peor", asegura Hall. Pero para poder usar otro combustible en un motor diésel y sacarle el máximo partido, dice Hall, hace falta saber en tiempo real el momento preciso de la combustión, una acción que se puede llegar a repetir miles de veces por minuto.

Una simple actualización de 'software'

Hall ha encontrado una manera de medir el comportamiento del combustible dentro de un motor diésel utilizando la información que ofrecen los sensores que llevan los coches modernos. "Las cosas que ocurren en el interior del cilindro del motor son muy difíciles de medir de forma económica", dice Hall. "Así que lo que tratamos de hacer es tomar la información que obtenemos de sensores más sencillos y baratos que están fuera del cilindro del motor donde se produce la combustión y a partir de eso diagnosticar lo que está ocurriendo dentro".

La investigadora ha echado mano de modelos computacionales basados en inteligencia artificial. Pero no todo está controlado por la IA. Como dice la propia doctora Hall, si dejas que la inteligencia artificial haga todo el trabajo y surge un problema no puedes mirar debajo del capó del ‘software’ porque no se entendería nada del código, así que la investigadora ha optado por un sistema mixto.

Primero simplificó los cálculos y elaboró ecuaciones mucho más fáciles de resolver. "Hemos intentado crear modelos que se basen en la física y la química subyacentes, incluso cuando tenemos estos procesos tan complicados", explica Hall. "Recientemente, ha habido interés en utilizar redes neuronales para modelar la combustión. El problema es que entonces es solo una caja negra, y no se entiende realmente lo que está sucediendo por debajo, lo que es un reto para el control, porque si te equivocas, puedes acabar con algo que va muy mal".

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Con esa estructura simplificada como referencia, la investigadora utilizó las redes neuronales para realizar cálculos específicos con más rapidez sin perder control de ninguna parte del proceso. Esta compartimentalización hace que el sistema sea muy fácilmente modificable para adaptarse a distintos tipos de combustible. Para hacerlo, basta con actualizar algunos parámetros del modelo que corresponden a las propiedades medibles de los combustibles y listo.

Con los coches eléctricos no basta

Encontrar fuentes alternativas de combustible es clave si queremos respetar los acuerdos alcanzados en la cumbre del clima celebrada a finales del año pasado en Glasgow. Allí, los jefes de gobierno de países de todo el mundo se comprometieron a que todas las ventas de coches y furgonetas nuevas tendrán cero emisiones para 2040. Muchos informes apuntan a que no vamos a poder producir coches eléctricos de baterías de litio al ritmo necesario para cumplirlo, así que una de las opciones que hay sobre la mesa, además del hidrógeno verde y las nuevas propuestas de baterías, son los combustibles bio que se producen a partir de residuos y generan menos emisiones. Aunque esta solución tampoco es perfecta y aún faltan avances en este campo que lo hagan realmente sostenible y eficiente.

La doctora Hall tiene amplia experiencia trabajando en combustibles alternativos. Y es miembro de un grupo que ha recibido una subvención de dos millones de dólares del Departamento de Energía de EEUU para probar nuevas aplicaciones de un combustible bajo en carbono llamado éter dimetílico.

"Hacer que los motores sean lo suficientemente inteligentes como para utilizar una gama más amplia de combustibles también abre la puerta a otras posibilidades, como el uso de combustibles neutros o negativos en carbono", afirma Hall. "Como hablamos de una actualización de software, cualquier persona puede ponerlo en su vehículo sin incurrir en demasiados costes adicionales. En realidad no van a tener que cambiar el ‘hardware’ de su vehículo".