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Los vehículos eléctricos (EV) han experimentado un enorme crecimiento mundial en los últimos años. Según la Agencia Internacional de Energía (AIE), en 2021 las ventas anuales aumentaron un 100 % hasta duplicar las cifras de 2020, lo que supuso la venta de 6.6 millones de vehículos eléctricos en todo el mundo. Esta cifra resulta aún más extraordinaria si se tiene en cuenta que en 2012, hace solo 10 años, las ventas mundiales de vehículos eléctricos alcanzaron un total de 130,000 unidades. En resumen, estamos al inicio de la era del vehículo eléctrico.

Sin embargo, es notable que, incluso con un crecimiento tan notable, el porcentaje total de vehículos eléctricos en el parque automovilístico mundial en 2022 se sitúa aproximadamente en el 1 %, según la AIE. Esto significa que para el 99 % de los automovilistas de todo el mundo el reciente repunte de los precios mundiales del petróleo ha tenido un importante impacto económico.

Según Global Petrol Prices, un sitio web que da seguimiento al precio al por menor de la gasolina en 150 países, el precio promedio de un galón de gasolina fue de 5.76 USD en julio, con un costo considerablemente más alto en países atípicos, como Hong Kong (11.41 USD por galón) y Noruega (9.07 USD por galón). Esta situación, a su vez, significa que para ese mismo 99 % de los automovilistas es una prioridad importante en 2022 obtener la mayor cantidad de millas o kilómetros posible de un galón o litro de gasolina.

Ingrese al comité de Productos derivados del petróleo, combustibles líquidos y lubricantes (D02) de ASTM International. Este comité, con más de 800 estándares bajo su jurisdicción, es responsable de muchos de los estándares de la industria relacionados con la eficiencia y el ahorro de combustible.

Composición química

El doctor James Simnick es miembro de D02 y propietario de Simnick Consulting. También es miembro del subcomité de Gasolina y mezclas de gasolina-oxigenada (D02.A) que supervisa uno de los estándares más críticos relacionados con el ahorro de combustible para la gasolina sin plomo en vehículos de pasajeros: la especificación estándar para el combustible de motores de encendido por chispa para automóviles (D4814). Esta especificación describe las diversas características y requisitos de los combustibles para automóviles para su uso en una amplia gama de condiciones de funcionamiento en vehículos terrestres equipados con motores de encendido por chispa.

“Es responsabilidad de nuestro subcomité hacer que las especificaciones [en la D4814] sean correctas y asegurarse de que la gasolina ofrezca un buen rendimiento para el cliente”, comenta Simnick. “Un buen desempeño produce una buena eficiencia, por lo que se obtienen los mejores rendimientos por galón cuando eso funciona bien”.

Según Simnick, uno de los principales factores que impulsan ese rendimiento es la composición química de la gasolina, concretamente, el contenido de azufre, que se cubre ampliamente en la norma D4814. Un menor contenido de azufre en la gasolina permite controlar la contaminación y aumenta la eficiencia del combustible, mientras que un mayor contenido de azufre tiende a aumentar la contaminación al dificultar la eficacia de los controles de esta. La reducción del azufre también hace más costosa la fabricación de la gasolina. Así que hay un equilibrio en juego, todo lo cual repercute en la eficiencia del combustible de los vehículos de motor.

En Estados Unidos, la Agencia de Protección Ambiental redujo el contenido de azufre de la gasolina a 10 partes por millón para la gasolina sin plomo en 2017. Según Simnick, se revisó la especificación para el combustible de los motores automotores de encendido por chispa para que refleje este nuevo límite: “Al reducir el contenido de azufre y hacer que ese estándar sea más bajo para la gasolina estadounidense en el D4814, [D02] se logró que estos controles de contaminación funcionen mejor y reduzcan las emisiones”.

En cuanto al combustible diésel, el más eficiente de todos los tipos de combustión interna populares, el límite de azufre se redujo a 15 partes por millón en 2010 y esto se refleja en el principal estándar de eficiencia de combustible en los motores a diésel: la especificación estándar para el combustible diésel (D975). Con esta especificación se cubren siete grados de combustible diésel adecuados para diversos tipos de motores diésel y se abarcan catorce métodos de prueba. “El D975 presentó la misma situación en la que el azufre del combustible diésel se redujo a 15 partes por millón”, afirma Simnick. “Y eso permitió que otras tecnologías de control de la contaminación funcionaran de forma más eficiente en los camiones pesados e incluso en los camiones livianos y vehículos a diésel a fin de reducir la contaminación que producen”.

Según Simnick, otro factor importante contemplado en los estándares D4814 y D975 que afecta a la eficiencia del combustible es la densidad energética. Cuanto mayor sea la densidad energética de un combustible, más eficiente será. Esto es especialmente cierto para el combustible diésel, que tiene una densidad muy alta. “En la gasolina y el combustible diésel hay un contenido energético, expresado como kilocalorías por litro en unidades métricas o BTU [unidades térmicas británicas] por galón en unidades inglesas. Cuanto mayor sea esa densidad energética, mejor serán las distancias recorridas por galón".

Hay muchos otros factores en juego cuando se trata de la composición química de los combustibles, dice Simnick. Factores como el número de octanos en el caso de la gasolina y el número de cetanos en el caso del diésel, que se refieren a la capacidad de un combustible para arder en el momento preciso en el motor. Y los niveles de aromáticos en la gasolina y el diésel, que afectan la economía de combustible y el rendimiento por litro o por galón. Sin embargo, otro factor importante a la hora de determinar la frecuencia con la que un automovilista tendrá que parar para reabastecerse en las gasolineras Wawa, Circle-K o Couche-Tard locales (dependiendo del lugar del mundo donde usted conduzca) no tiene en realidad nada que ver con la gasolina en sí.

Lubricantes

Angela Willis es presidente de Willis Innovations y presidente del panel de clasificación de aceites para motores de vehículos de pasajeros en el subcomité de lubricantes del D02 (D02.B0). También trabajó 23 años en General Motors. “Entonces, los estándares de los lubricantes sí tienen un impacto en el ahorro de combustible desde el punto de vista del fabricante”, comenta. “De hecho, de forma muy significativa”.

La razón principal de esto, según Willis, es algo llamado viscosidad, que es una medida de la resistencia al flujo de un fluido. “La física detrás de esto entra en el concepto de "arrastre". Si tiene un aceite más viscoso, será más difícil de bombear para el motor. Desde el punto de vista de la física, va a suponer una mayor resistencia en el sistema, mientras que con un aceite más delgado, la capacidad de bombeo es mucho más fácil y el motor funciona de forma más eficiente. Además, desde el punto de vista del enfriamiento, créase o no, cuanto menor sea la viscosidad, mejor será el enfriamiento”.

Sin embargo, adicionalmente a la viscosidad, Willis dice que un segundo factor crítico en la búsqueda de una mejor economía de combustible es la química del aceite. “Otro factor, además de la métrica de la viscosidad en términos de ahorro de combustible, es la química del aceite. Y eso entra en la modificación de la fricción. Si disminuye la fricción en su motor, y podría hacerlo introduciendo un paquete modificador de la fricción, entonces volverá a tener un motor que funciona mucho más fácilmente, con menos resistencia, y además verá un aumento en el ahorro de combustible desde esa perspectiva”.

Todo esto significa que los estándares para medir el ahorro de combustible de los aceites de motor son fundamentales para lograr un mayor rendimiento en su vehículo. Y según Willis, dos de los estándares más importantes en este ámbito son el método de prueba para la medición de los efectos de los aceites de motor para automóviles en el ahorro de combustible de los vehículos de pasajeros y camiones ligeros en la secuencia VIE de encendido por chispa (D8114) y el método de prueba para la medición de los efectos de los aceites de motor para automóviles en el ahorro de combustible de los vehículos de pasajeros y camiones ligeros en la secuencia VIF de encendido por chispa (D8226).

La sutil diferencia entre estos dos estándares es la prueba utilizada, ya que la prueba VIF de secuencia utilizada en la D8226 es específica para los aceites 0W16, que se utilizan en determinados motores de gasolina e híbridos. En ambos casos, las pruebas están destinadas a medir los efectos de los aceites para motores de automóviles en el ahorro de combustible de los vehículos de pasajeros y camiones ligeros con un peso bruto del vehículo de 3856 kg/8500 lb o menos. Y en ambas pruebas se emplea un motor de encendido por chispa especificado con una cilindrada de 3.6 L (General Motors) 4 en un banco de pruebas dinamométrico.

Otros factores

Por supuesto, con el mundo obsesionado por el costo de la gasolina y ansioso por obtener el mayor rendimiento por galón o litro de un motor puede haber una tendencia a perder de vista otros factores que intervienen en la eficiencia del combustible. Y según Willis, son muchos, en gran parte relacionados con la construcción física del vehículo, desde la calidad de las llantas hasta las nuevas tecnologías de recubrimientos del motor.

“Así que factores como el diseño y la calibración del motor, además de la arquitectura misma del vehículo, cuando nos centramos en los neumáticos, los ejes, el tren motriz, son fundamentalmente los principales factores para el ahorro de combustible en general”, comenta. “Solo se podrá considerar el aceite hasta cierto punto”.

Con esto en mente, Willis ve la posible necesidad de revisiones, e incluso posiblemente un nuevo método de prueba en el futuro, para mantenerse al día con las nuevas tecnologías de motores, las cuales avanzan rápidamente. “Creo que a corto plazo podría haber una revisión del D8114 introduciendo un motor diferente o una arquitectura de motor diferente”, afirma. “Sin embargo, creo que en el futuro habría que plantearse una nueva prueba en su totalidad si los fabricantes van a seguir por el camino del motor de combustión interna”.

El futuro

Sea cual sea el futuro en cuanto a nuevas tecnologías o nuevas normativas gubernamentales, Simnick afirma que será el proceso de desarrollo de estándares de ASTM lo que marque la pauta para la industria.

“A fin de cuentas, es el estándar consensuado lo que va a impulsar las mejoras, lo que va a ser nuestro punto de referencia,” comenta. “Francamente, vamos a tener motores de combustión interna, tanto de diésel como de gasolina, durante mucho tiempo. Y si queremos tratar de alcanzar los objetivos que el gobierno propone en cuanto a la reducción del dióxido de carbono, tenemos que desarrollar estándares eficaces que nos permitan lograrlo”.