En un contexto ambiental en donde resulta cada vez más necesario reducir las emisiones de dióxido de carbono, la empresa santafesina, oriunda de la ciudad de Gálvez, Bounous Hnos. S.A. busca dar una reconversión industrial como fabricante de equipos con motores exclusivamente de combustión interna.
Para ello, están trabajando en diseñar, optimizar y fabricar un prototipo de vehículo de carga híbrido, que combine un motor diésel monocilíndrico auxiliar con generador eléctrico tipo PMG para la carga de un set de baterías recargables que alimentarían dos motores eléctricos que transmitirían la fuerza motriz a las ruedas.
Para lograr este objetivo, la empresa se asoció a tres grupos de diferentes universidades públicas: el Grupo de Electrónica Aplicada (GEA) de la Universidad Nacional de Río Cuarto y Conicet; el Laboratorio de Automatizaciones y Control de la Universidad Nacional de Rosario; y el Centro de Investigaciones y Métodos Computacionales (CIMEC) de la Universidad Nacional del Litoral (UNL) y Conicet.
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Las cuatro instituciones se presentaron a la convocatoria provincial Innovación Productiva de la Agencia Santafesina de Ciencia Tecnología e Innovación, en la cual obtuvieron un financiamiento de $ 1.198.000 para llevar a cabo el proyecto “Desarrollo y optimización de un vehículo de carga híbrido diésel eléctrico - VCH1”. La formulación, gestión y coordinación general del proyecto están a cargo del Centro para la Transferencia de los Resultados de la Investigación, oficina de la UNL que realiza acciones para facilitar la vinculación tecnológica entre los grupos de investigación y las empresas.
"Este proyecto reviste un interés sustancial para la UNL, en primer lugar, porque plantea el desarrollo de un producto mucho más amigable con el medio ambiente y, en segundo lugar, porque integra capacidades de I+D de tres universidades nacionales que se complementan", comentó Christián Nemichenitzer, director del Centro para la Transferencia de los Resultados de la Investigación (Cetri Litoral), de la secretaría de Vinculación y Transferencia de la UNL.
La idea del proyecto surgió del vínculo entre Bounous Hnos. con la empresa alemana Hazt. “Esta empresa fabrica motores diésel y año a año va evolucionando y mejorando las prestaciones de los motores. Hace muy poco tiempo, largó un motor con PMG, que es un motor al cual se le incorpora un generador de energía, pero al tener tecnología PMG es un generador de baja densidad y pequeño”, explicó el responsable del Departamento Técnico de Bounous Hnos., Nicolás Trosce. Tal es así que si se compara el motor común y el motor con generador no se aprecia la diferencia porque solamente tiene unos 50 milímetros más de tamaño.
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“Al largar este motor con este generador, aparece la posibilidad de poder construir un cargador de batería. La idea es tener un motor diésel que cargue las baterías y que tenga también la posibilidad de cargarlo de forma externa en una fuente de alimentación eléctrica”, agregó Trosce. El concepto es hacer un vehículo que sea híbrido, que tenga un motor diésel, pero con esta nueva tecnología que permita ser mucho más eficiente en el uso de la energía y el combustible.
Utilidades y ventajas comparativas
El vehículo apunta, en principio, a ser de carga. Los fabricantes calculan que el vehículo cargue unos 500/600 kilogramos. Puede ser un utilitario con muchas utilidades y destinos ya que hoy hay diversas tareas y actividades que se hacen con vehículos de gran porte, como una pick up, donde tienen un consumo y costo muy elevado para, quizás, hacer movimientos de cosas muy livianas. El vehículo de carga híbrida apunta a ser una ayuda en esos sectores, siendo algo totalmente sustentable y de bajo costo. Por ejemplo, en principio, lo ven trabajando dentro de una empresa, en una explotación agrícola o ganadera.
Respecto de un vehículo convencional, la gran ventaja comparativa que tiene el de carga híbrida es que tiene un consumo mucho más eficiente. Y con respecto a un vehículo eléctrico cien por ciento, el híbrido tiene la posibilidad de tener ese plus que le da el motor diésel de poder recargarlo. “En un vehículo eléctrico, si te quedás sin carga estás complicado, con este tenés todavía el plus del motor diésel. El motor es de baja cilindrada, monocilíndrico, pero es diésel y normalmente el usuario agrícola o el productor está más asimilado al uso del combustible diésel que a la nafta. Además, el diésel es mucho más eficiente”, detalló Trosce.
Sinergia público-privada
El responsable del Departamento Técnico de Bounous Hnos. sostuvo que están trabajando en un primer prototipo, donde la empresa realiza la ejecución material del proyecto y las universidades y grupos científicos del Conicet aportan el desarrollo teórico y práctico del proyecto.
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Por su parte, el coordinador científico-tecnológico del proyecto y vicedirector del Centro de Investigación de Métodos Computacionales (CIMEC) –instituto de doble dependencia de la Universidad Nacional del Litoral y el Conicet-, Norberto Nigro, explicó que es un proyecto de tipo de innovación productiva, en el cual el sistema científico se pone de acuerdo con una empresa para llevar adelante un proyecto de interés para la provincia.
Detalles técnicos
Este proyecto, de 18 meses de duración, de los cuales ya se ejecutaron 11, se basa en tres verticales: una es el modelo mecánico del vehículo eléctrico, que tiene que ser capaz de reproducir las maniobras planificadas para su aplicación en forma eficaz, duradera y segura.
Por otro lado, el modelo electrónico, que debe contar con todos los elementos que provean la potencia necesaria para la atracción, el almacenamiento de la energía necesaria para propulsión y un sistema de control capaz de organizar la oferta energética en función de la demanda del usuario del vehículo.
Por último, el modelo de gestión energética, que incluye cómo conviene que sea el flujo de energía interna del vehículo que garantice no sólo cumplir con la autonomía necesaria para las maniobras que están involucradas, sino también que esta gestión atienda a la durabilidad de sus componentes.
En cuanto al aspecto mecánico del vehículo, “en este momento se encuentra con un modelo geométrico del vehículo casi completo, con su sistema de suspensión, los elementos que componen el chasis y algunos mecanismos para garantizar un desempeño confortable y seguro, quedando aún por definir algunas partes”, detalló Nigro. Además, se ha realizado un modelo matemático que simula el comportamiento mecánico del vehículo en forma dinámica ante diferentes maniobras, herramienta que permite predecir su funcionamiento previo a la construcción. “En este momento se está desarrollando otro modelo matemático para atender a las solicitaciones estructurales, con el fin de predecir la durabilidad de la jaula y los principales mecanismos intervinientes. Modelos matemáticos desarrollados por el CIMEC”, agregó Nigro.
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En cuanto a los aspectos electrónicos, en una primera etapa se dimensionaron los motores eléctricos de tracción en rueda y las baterías usando un modelo muy simplificado, modelo que actualmente está siendo mejorado. Este trabajo lo lleva a cabo el Grupo de Electrónica Aplicada de la Universidad Nacional de Río Cuarto y Conicet. También se fabricaron las placas impresas correspondientes a estos inversores. Se realizó el montaje de un inversor y se realizaron las primeras pruebas en laboratorio con una potencia, por el momento, reducida. Resta aún por realizar ensayos con potencia completa, incluyendo los motores reales.
En cuanto al tercer eje, relacionado con la eficiencia energética, se desarrollaron varios modelos virtuales a parámetros concentrados para recrear el funcionamiento de las baterías y los motores, tanto eléctrico como el de combustión y un modelo simplificado de la dinámica longitudinal del vehículo. “Todo esto con el objeto de tener un modelo virtual de gestión energética que, empleando un ciclo de manejo típico de estas aplicaciones, permita diseñar estrategias que atiendan no sólo a la autonomía sino también a la durabilidad y, de ser posible, a la reducción de la cantidad de elementos, del tamaño, del peso, todo en pos de aligerar al máximo el vehículo y, por ende, disminuir su costo”, mencionó Nigro.
