A veces sospechamos o incluso comprobamos que nuestro coche varía notablemente el consumo de unos recorridos a otros, pero normalmente no nos inquieta averiguar el por qué a no ser que exista la sombra de una avería. O quizá un compañero de trabajo que tiene un coche igual al nuestro afirma que hace unos consumos que parecen inalcanzables para nosotros, pero pensamos que esto es difícil de comprobar y que puede ser bajo unas condiciones muy especiales.
A continuación analizaremos las claves para entender en qué situaciones un vehículo se vuelve más gastoso, bien sea debido a la actitud del conductor o por las circunstancias de la vía, así como las diferencias entre eléctricos y térmicos en este aspecto.
Se consume por la fuerza
La clave está en que siempre que exista alguna fuerza de oposición al avance del vehículo, su motor necesitará que se le entregue energía para vencerla, bien en forma de combustible en el caso de los térmicos, bien en forma de electricidad almacenada en las baterías en el caso de los eléctricos, y que consumirá más o menos energía en función de lo intensa que sea esa fuerza. En realidad dicha fuerza de oposición es la suma de tres diferentes que se combinan destacando una más que las otras, dependiendo de las circunstancias. Estas fuerzas son rodadura, aerodinámica y las debidas a la masa.
Vamos a ver cuáles son los consumos asociados a esas tres fuerzas diferentes y en qué tipo de conducción y condiciones de tráfico destacan cada una de ellas. Además mencionaremos un consumo adicional que marca la diferencia en la economía de uso del vehículo eléctrico: el autoconsumo del motor.
Rodar cuesta
Existe un consumo de energía debido a que las ruedas necesitan que las empujen con cierta fuerza para poder rodar sobre el suelo: fuerza llamada de rodadura. Este consumo será mayor cuanto mayor sea el peso del coche principalmente y, en menor medida, de la anchura de sus neumáticos y de la eficiencia de estos. El consumo de rodadura está presente siempre que el vehículo esté rodando, no pudiendo intervenir el conductor en ello y es aproximadamente constante independientemente de la velocidad.
El que haya tenido que empujar un coche habrá sentido claramente esta fuerza que es la necesaria para mantenerlo rodando y que no se pare. La diferencia entre el esfuerzo necesario para empujar en llano a un utilitario ligero de ruedas estrechas y el necesario para un gran todoterreno de anchas ruedas, es debido principalmente a la diferencia de resistencia a la rodadura, y da lugar al consumo por rodadura característico de cada vehículo.
Deducimos que un mismo modelo puede consumir algo más con unas ruedas más anchas o de menor eficiencia. Algunas marcas anuncian diferencias de hasta 0,4 litros/100 Km de ahorro con ruedas de baja resistencia. Esta es la razón por la que los eléctricos suelen montar ruedas menos anchas y de baja resistencia a rodadura, ya que cada detalle de ahorro energético contribuye a mejorar su autonomía.
Si no existiera la fuerza aerodinámica nuestro coche consumiría lo mismo a 40 que a 140 Km/h y, sin embargo, esto se aleja mucho de la realidad debido a que existe esa fuerza.
Luchar contra el viento
Atención a la fuerza aerodinámica porque es la más importante de vencer en los vehículos ligeros y es la causante de la mayor parte de la diferencia de consumo tanto entre dos vehículos diferentes, como en un mismo vehículo. Es una fuerza que se origina para “apartar” el aire al paso del vehículo y varía mucho según el tamaño del coche, según la forma sea más o menos aerodinámica y según a la velocidad a la que se circule en cada momento. Si no existiera la fuerza aerodinámica nuestro coche consumiría lo mismo a 40 que a 140 Km/h y, sin embargo, esto se aleja mucho de la realidad debido a que existe esa fuerza.
La situación en la que el consumo aerodinámico destaca notablemente sobre las demás causas de consumo, es la circulación a velocidad media o alta constante. Velocidad constante se entiende como una velocidad fija que se mantiene sin mover el acelerador, momento en el que el vehículo consume sólo lo necesario para vencer las fuerzas aerodinámica y la fuerza de rodadura. Es la situación habitual en carretera o autovía una vez alcanzada la velocidad de crucero.
La fuerza de freno aerodinámica aumenta con el cuadrado de la velocidad y es por ello que el consumo “se dispara” a partir de ciertas velocidades. Prueba de ello es que, en una berlina, la fuerza aerodinámica es la responsable del consumo total en aproximadamente un 5% a 50 Km/h y del 50% a 140 Km/h. Estos valores aumentan en tipos de carrocería menos aerodinámicos como monovolúmenes o todocaminos.
Aquí un eléctrico y un térmico en teoría están igualados, aunque la tendencia es que los coches eléctricos tengan carrocerías aerodinámicamente más eficientes, rebajando así el consumo aerodinámico. En este sentido, de momento no existen grandes berlinas, monovolúmenes o todoterrenos eléctricos, entre otras cosas por sufrir mayor freno aerodinámico e ir por ello en contra de la filosofía del máximo ahorro. Un ejemplo es la apuesta de Renault por un coche urbano como insignia de su gama eléctrica, el Renault ZOE, que cuenta con una contenida superficie frontal para ganar en aerodinámica.
Mover los kilos
La masa del coche también es una importante consumidora de energía pero sólo en los momentos en los que la empujamos para aumentar la velocidad o para subir una pendiente. La fuerza para aumentar velocidad se llama fuerza de inercia y es la que sentimos cuando empujamos un carro del supermercado bien lleno. Notamos que iniciar el movimiento de cero o hacer aumentar la velocidad del carro requieren fuerza, pero una vez lanzado no nos cuesta trabajo mantenerlo rodando a la misma velocidad, incluso si lo soltamos, el carro continúa rodando sin que nadie lo empuje. A velocidad constante pues, vemos que esta fuerza debida a la masa del vehículo y por ello su consumo asociado, desaparece.
Vamos ahora a ver el caso de conducción en el que la fuerza de inercia se convierte en la gran consumidora: aceleración.
Se entiende por aceleración todo aumento de velocidad bien desde parado, bien a partir de cierta velocidad estable, que se consigue apretando más el pedal del acelerador. El aumento de velocidad conlleva un consumo que es proporcional al peso del vehículo y al cuadrado del incremento de velocidad. Esto suena un poco farragoso, pero podemos quedarnos con que todo lo que dependa de un cuadrado matemático hace aumentar mucho a lo que esté afectando (también ocurre con la aerodinámica).
Con un ejemplo lo entenderemos más fácil: si al abrirse un semáforo partimos de parado y alcanzamos 90 Km/h, habremos necesitado cuatro veces más combustible que si hubiésemos alcanzado 45 Km/h, y nueve veces más que si hubiésemos alcanzado los 30 Km/h. Vemos que cada km/h de velocidad extra en ciudad sale caro, porque la energía consumida en cada aceleración es cuantiosa y la tiramos en el momento que tenemos que volver a frenar en la siguiente rotonda, semáforo o cruce.
Como se ha comentado ya, no sólo hay aceleración desde parado, sino que aumentar la velocidad partiendo desde una velocidad estable, implica también un extra de consumo proporcional al incremento de velocidad. Por ello se deduce que, mantener una velocidad estable con el acelerador fijo, es notablemente más económico que mantener la misma velocidad media pero fluctuando alrededor de ella. Muchos conductores inconscientemente variamos continuamente la velocidad alrededor de una media pisando y soltando cíclicamente el acelerador aumentando el consumo sin aumentar la velocidad media.
Mantener una velocidad estable con el acelerador fijo, es notablemente más económico que mantener la misma velocidad mediapero fluctuando alrededor de ella.
En resumen de este punto: acelerar hasta una velocidad innecesaria porque en unos instantes vamos a frenar, es despilfarrar energía. Es mejor alcanzar una velocidad suficiente y mantenerla constante. Este tipo de consumo extra por aceleración existe tanto para los térmicos como los eléctricos, pero la eficiencia del motor eléctrico hace que a baja velocidad el eléctrico salga mucho mejor parado. Lo veremos en el apartado del motor.
Y otro caso en el que la masa del coche también es protagonista relacionada con el consumo es subir una pendiente.
El consumo extra al subir una pendiente en lugar de circular en llano es proporcional al peso del coche y a la pendiente de la misma, es decir, que cuanto más pese nuestro coche y mayor sea la altura alcanzada al final de la subida, mayor cantidad de energía extra habremos necesitado.
Como se intuye, lo bueno de este tipo de consumo es que es en parte recuperable cuando se baja de camino al punto de partida, ya que cuesta abajo buena parte del consumo por rodadura y aerodinámico se sustituyen por la energía de caída del vehículo. Hay que decir que en consumo por subida de pendiente el eléctrico, pese a la masa extra de las baterías, no sale perdiendo gracias al trabajo del sistema recuperador de energía durante la bajada.
El motor también consume
Aquí está la gran diferencia entre el vehículo eléctrico y el térmico en cuanto a economía de uso: el motor térmico tiene un autoconsumo muy notable en comparación con el eficiente motor eléctrico. Es decir, el motor térmico (gasolina o diésel) consume bastante combustible en moverse a sí mismo, tanto más cuanto más grande sea y a cuanto más revoluciones lo haga. Esto es debido a la naturaleza de su ciclo energético y a imperfecciones y al rozamiento de sus piezas al girar, que no le permiten aprovechar más del 30% de la energía que consume. Por debajo de unos 70 Km/h el autoconsumo del motor térmico se empieza a hacer notar, tanto más cuanto menor sea la marcha engranada, llegando incluso a ser el responsable de la mayor parte del consumo energético en primera y segunda velocidad.
Sin embargo en un motor eléctrico en ningún momento el autoconsumo del motor toma protagonismo dado que apenas gasta energía en mover sus piezas y su ciclo energético es mucho más ahorrador que el de un motor térmico: llega hasta el 95% de rendimiento. Esto es debido a la naturaleza de las fuerzas electromagnéticas en las que basa su funcionamiento, mucho más eficientes que la expansión térmica de los gases de un motor térmico. Esto hace que especialmente a baja velocidad, por tanto en ciudad, el motor eléctrico sea mucho más adecuado en términos energéticos.
El motor eléctrico tiene un rendimiento de un 95% dado que su autoconsumo es mínimo. Esto hace que esta tecnología sea ideal en entornos urbanos, a baja velocidad.
Cuando toca frenar los caballos
Cuando necesitamos disminuir la velocidad o parar, se trata de una situación en la que en realidad el coche debe eliminar energía para poder hacerlo. Los vehículos térmicos expulsan esta energía en forma de calor al frenar y/o retener con el motor. El consumo, por tanto, durante la distancia que se está reteniendo o frenando es cero o cercano a cero, ya que cuando se suelta el pie del acelerador mientras que hay una marcha engranada, el sistema de alimentación corta el suministro de combustible al motor mientras que la velocidad de este se encuentre por encima de unas dos mil revoluciones. Esta es una buena razón para levantar el pie del acelerador lo antes posible antes de llegar al siguiente punto de frenada, un semáforo, cruce, etc.
En los vehículos eléctricos e híbridos parte de esa energía sobrante al frenar se aprovecha para cargar baterías gracias al freno regenerativo, por lo que se podría decir que en lugar de consumir, se produce de nuevo energía.
En parado, todo bien
El vehículo eléctrico tiene consumo cero, dado que el motor siempre se mueve solidariamente al vehículo, los dos están parados en esta situación. El único consumo que podemos tener es el de luces, climatización o radio.
El motor de un coche térmico consume entre 0,5 y 1,5 litros de combustible por hora al ralentí, dado que se necesita energía para moverse aunque sea al mínimo de su velocidad. En los últimos años se está introduciendo los sistemas automáticos de arranque y parada del motor (start-stop) para evitar esta energía derrochada. En paradas prolongadas, este consumo es necesario si tenemos encendido algún sistema de potencia notable como las luces, dado que los vehículos térmicos no tienen apenas reserva de energía eléctrica.
Por tanto, tener el motor arrancado con el vehículo parado, hace aumentar la media de consumo por kilómetro de forma notable en los vehículos térmicos.
Como ya se explicó en la introducción, el consumo de nuestro vehículo será la suma de todos los tipos de consumos de los que hemos hablado: de rodadura, de aerodinámica o de la masa, esta última bien por acelerar, bien por subir una pendiente. Dependiendo de cada situación actúan una, varias o todas en ciertas proporciones. Si hemos consumido más, podemos deducir que hemos abusado más de alguna de las circunstancias adversas descritas y podemos preguntarnos si debemos corregir algunas conductas algo derrochadoras que, generalmente, tienen que ver con el abuso del acelerador.
También hemos visto cómo en general, el autoconsumo de los motores térmicos penaliza su consumo especialmente a velocidades urbanas en comparación con los vehículos eléctricos.
En la publicación especializada de Renault Corriente Eléctrica, puedes saber más sobre el mundo del vehículo eléctrico, su tecnología y actualidad.
Imágenes| Renault Formula E, Bernard Asset para Renault. Atasco, Kichigin
