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Innovación Act. 17 ago 2017

Tesla lidera la innovación en automoción eléctrica

recurso - Electric car - desarrollo - innovación

A pesar de los buenos atributos, a los coches eléctricos aún les persiguen dos cuestiones malditas: sus altos costes de producción y las baterías, que no resultan del todo óptimas.

Recientemente hice una prueba de conducción del lujoso coche eléctrico Modelo S de Tesla y recorrí sus laboratorios de I+D, donde se está desarrollando la batería y tecnología de recarga. Tras la experiencia, creo que Tesla posee una ventaja importante sobre sus competidores en la carrera por llevar los coches eléctricos a las masas.

El Modelo S de Tesla es caro (oscila entre 70.000 y más de 100.000 dólares, unos 52.470 y 74.960 euros), pero su rango de conducción es de 426 kilómetros, más del triple que el Leaf de Nissan (120 kilómetros). En unos cuantos años, Tesla espera producir vehículos mucho más asequibles que cuesten entre 30.000 y 35.000, dólares (22.500 y 26.500 euros) con un rango similar al del Modelo S. Tesla también quiere hacer que los coches eléctricos sean más prácticos mediante la construcción de una red nacional de estaciones de carga que pueda proporcionar 321 kilómetros de carga en media hora, en comparación con las varias horas que puede tardar un coche eléctrico en cargarse en una estación común hoy día.

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Conduciendo un Modelo S por la costa californiana.

Para la prueba de conducción, planeé un viaje desde la sede de Tesla en Palo Alto, California (EEUU), a San Francisco, y después a Half Moon Bay para un recorrido por la pintoresca autopista costera 1 a Santa Cruz. Más tarde, me dirigí de nuevo al norte hacia Fremont para visitar la fábrica de Tesla, antes de devolver el coche en la sede. El viaje total sumaría unos 370 kilómetros.

Sin embargo, cuando llegué a Tesla en Palo Alto para recoger el coche, descubrí que alguien se había olvidado de conectarlo durante la noche. El indicador de batería marcaba 334 kilómetros, por debajo del rango completo de 426 kilómetros del Modelo S. Aún así pude hacer el viaje, pero se hizo esencial tener que parar en una estación de supercarga.

Los vehículos eléctricos actuales prometen varias ventajas sobre los vehículos a gasolina.

Para los viajeros diarios, se acabaron los viajes a la gasolinera, ya que todo lo que necesitan es una toma en la casa o en el trabajo. Además, una carga completa solo cuesta un par de dólares (1,5 euros). Los motores eléctricos, que solo necesitan un único engranaje para todas las velocidades, también pueden ser sorprendentemente sensibles y potentes. Es más, los coches eléctricos no usan gasolina ni emiten ninguna contaminación. Incluso cuando se toman en cuenta las emisiones de carbono y la contaminación de las centrales eléctricas que producen la electricidad para los coches, y las de fabricación y eliminación, los coches eléctricos producen alrededor de un 40 por ciento menos de dióxido de carbono y ozono que los coches convencionales.

Pero a pesar de todos sus atributos, a los coches eléctricos aún les persiguen dos cuestiones malditas: sus altos costes y las baterías, que no resultan del todo óptimas. Es ahí donde Tesla espera marcar la diferencia. La innovadora batería de la compañía y su tecnología de carga le han dado una ventaja sustancial en la fabricación de baterías más baratas y en la velocidad de las recargas, y también están ayudando a reducir los costes de Tesla más rápido que en el caso de sus competidores.

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El tablero de instrumentos del Modelo de S muestra la posición actual, la carga restante y el consumo de energía a lo largo del tiempo. La parte en verde de la derecha muestra el resultado del frenado regenerativo.

A eso de las 10 de la mañana, salí del estacionamiento de Tesla, aprovechando la aceleración del coche: de 0 a 48 kilómetros en 1,7 segundos. Me pasé todo el día adelantando a coches mientras subía colinas empinadas, tomando curvas a gran velocidad, y dejando atrás a otros coches parados en los semáforos.

Sin embargo sentí una punzada de ansiedad cuando me di cuenta de que solo tenía 108 kilómetros de carga restante en la batería. El coche estimó que llegaría a la estación de carga más cercana, en Gilroy, con 32 kilómetros de sobra, la mitad de lo que esperaba ver. No me habría preocupado si hubiera sabido que podía contar con esa estimación, pero tal y como ocurre con cualquier coche eléctrico, el rango real varía en función de tu estilo de conducción, el terreno y el tráfico.

El Modelo S muestra dos estimaciones de rango diferentes: una que baja de forma gradual, como un indicador de combustible, y otra que muestra cómo se vería afectado el rango si sigues conduciendo como lo has hecho durante los últimos minutos. Apagué el aire acondicionado, atenué la enorme pantalla táctil de 17 pulgadas del coche y alivié el acelerador para ahorrar un poco de energía. Llegué con 27 kilómetros de sobra en la batería.

La recarga fue mucho más fácil de lo que esperaba, después de haber pasado una tarde cargando un Chevrolet Volt en una estación de carga pública estándar para solo conseguir 48 kilómetros de carga. El coche reconoció una etiqueta RFID en el mango del cargador y abrió automáticamente la puerta del conector. En lo que tardé en cruzar el aparcamiento, comprarme una hamburguesa con queso y volver al coche, el rango ya estaba en 148 kilómetros, suficientes para terminar la conducción del día. Hablé con el dueño de un Modelo S durante un tiempo y luego regresé a la carretera. Devolví el coche esa noche con 207 kilómetros de autonomía restante en la batería, una cantidad mayor a la autonomía tras una carga completa de vehículos eléctricos de batería de Toyota, Nissan, Ford, GM, Honda, Fiat, Renault, Mitsubishi, Smart o Scion, o los próximos coches eléctricos de Mercedes y BMW.

A pesar de los convincentes avances, los coches eléctricos siguen padeciendo las mismas dificultades: coste y rango. Puesto que no hay una estación de supercarga en cada esquina (por ejemplo, en EEUU solo hay 16), si te olvidas de enchufar el coche durante la noche o hay un corte de luz o algún otro problema, estás de mala suerte. Si hubiera estado en cualquier otra parte del país, o hubiera decidido dirigirme hacia el norte en lugar de hacia el sur por la autopista 1, o si me hubiera perdido, me hubiera quedado tirado en la carretera.

La cuestión de la carga es en gran parte un problema de infraestructura. Pero el mayor problema tecnológico sigue siendo el coste de la batería. Es eso lo que limita la capacidad del Modelo S y hace que los coches eléctricos de 426 kilómetros de rango estén fuera del alcance de las manos de la mayoría de la gente.

El día antes de la prueba, recorrí el laboratorio de I+D de Tesla en las colinas detrás de la Universidad de Stanford. El director de tecnología de la compañía, JB Straubel, me mostró versiones del Roadster de Tesla, su primer coche, y un Modelo S al que se le había quitado todo excepto el bastidor, las ruedas y el sistema de propulsión eléctrica (que incluye la batería, el motor y la electrónica que los controla). Era una imagen en crudo de lo lejos que ha llegado la compañía. En el Roadster, la voluminosa batería ocupa el tercio posterior del coche. La batería y motor del Modelo de S parecen haber desaparecido. A pesar de que la batería almacena mucha más energía, es más compacta: ahora es una losa plana que se asienta discretamente entre las ruedas y sirve como parte de la estructura de bastidor del vehículo. Lo que no es tan obvio es que el coste de la batería, por kilovatio hora, también se ha reducido a la mitad.

Straubel señaló la amplia variedad de células de batería de ión-litio, es decir, las partes de una batería que realmente almacenan la energía, que la compañía está probando. Entre ellas está una hilera de pequeñas células cilíndricas del tamaño de pilas AA, el tipo que Tesla utiliza en el Modelo S.

La elección de estas pequeñas baterías de ión-litio es, sin duda, una de las más importantes apuestas estratégicas de Tesla. Los fabricantes de automóviles establecidos han elegido células de batería más grandes, ya que simplifican la ingeniería de un paquete de baterías al ser necesaria una cantidad menor. Sin embargo las células más grandes, puesto que contienen más energía, también son más peligrosas. Así que los fabricantes de automóviles utilizan materiales de batería con menos densidad energética y más resistentes ante incendios. Para tratar de compensar la menor densidad de energía, los fabricantes han optado por células planas porque se pueden empacar con mayor densidad, aunque estas células son más caras de fabricar.

Al elegir células más pequeñas y cilíndricas, Tesla ha ahorrado en costes de fabricación. Sus costes se han visto reducidos por las economías de escala de la industria de los ordenadores portátiles, para los que fueron desarrolladas las células. Tesla también ha podido utilizar los materiales de batería más densos en energía disponibles, en parte porque las células más pequeñas son intrínsecamente menos peligrosas. Y una mejor densidad de energía reduce los costes de materiales. Este enfoque significa que Tesla ha tenido que desarrollar una forma de cablear y unir muchos miles de células separadas, en comparación con los cientos de las células más grandes. Straubel también ha inventado un sistema de refrigeración líquida que serpentea entre las células y puede eliminar el calor rápidamente para que un problema con una célula no se propague a las demás.

La elección de células más pequeñas y cilíndricas también ha dado a Tesla más flexibilidad en el empaquetado de las células. Las células grandes y planas se deforman en caso de colisión y posiblemente provocan un incendio, por lo que otros fabricantes de automóviles han tenido que encontrar lugares dentro del coche donde la batería pudiera estar fuera del impacto de un accidente. Eso significa el uso de cierto de espacio de carga o de pasajeros. Tesla asegura que ha pasado sus pruebas de choque sin que sus células se hayan deformado o haya habido fugas de refrigerante.

Según la mayoría de las estimaciones, la batería para el Modelo S que conduje debería costar entre 42.500 y 55.250 dólares (31.859 y 41.417 euros), o la mitad del coste del coche. No obstante, Straubel señaló que ese precio es ya mucho menor. "En realidad, ya cuestan menos de la mitad", afirma. "Menos de una cuarta parte en la mayoría de los casos". Straubel afirma que se puede hacer más para reducir los costes de las baterías. Está trabajando con proveedores de materiales y células para aumentar la densidad de energía, y está cambiando la forma de las células de forma que sea más fácil su fabricación.

Otros fabricantes de automóviles están tomando nota. Dan Akerson, director general de GM, ha creado un grupo de trabajo para estudiar a Tesla. Brett Smith, codirector de fabricación, ingeniería y tecnología en el Centro de Investigación Automotriz, con sede en Ann-Arbor y sin ánimo de lucro, señala que Tesla "ha pasado de ser la compañía extravagante y favorita de los medios de comunicación a algo que definitivamente está haciendo pensar a la gente en la industria".

Después de la recarga en la estación de supercarga de Gilroy, aceleré a lo largo de la carretera hacia San Francisco, sintiéndose aliviado de haber estado dentro del rango de la estación de carga. Mientras me movía sin esfuerzo a través del tráfico, no pude evitar sentir que los vehículos eléctricos son el futuro, y que los avances de Tesla en las baterías y la supercarga podrían hacer que ese futuro esté aquí antes de lo que pensamos.

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