El motor de aire comprimido




 

El motor de aire comprimido


Los primeros pasos en el proyecto de MDI


Chasis ligero y tecnología de vanguardia para el MDI


Modelo polivalente MDI con motor de aire comprimido de 2001


MiniC.A.T.s el último prototipo con motor de aire comprimido


Septiembre, 2006. Continua siendo uno de los misterios más profundos del panorama industrial actual. El coche de aire comprimido sigue ofreciendo nuevas informaciones en la red, pero en la realidad sólo se ven prototipos. Aparecen nuevos desarrollos como vehículos industriales y diseños de motores generadores. Pero más allá del dibujo o la maqueta nada de nada. Tras años de seguirles la pista y que esta redacción pudiera visitar el taller del Sr. Guy Nègre en Cannes debemos advertir que el escenario no ha cambiado substancialmente. De lo que no hay duda es que quizás sea una de las ilusiones más bien orquestadas en cuanto a marketing, que ojalá no se descubra algún día como uno de los mayores fraudes de la historia del motor. Al otro lado del Atlántico, con infinitos muchos menos medios, pero quizás con más ilusión, y sin venta de humo, el uso del aire comprimido como energía tiene en Uruguay un contrapunto que no podemos dejar de mencionar: el del inventor Armando Regusci.
Entre el sueño y la realidad
En 1993 el ingeniero francés Guy Nègre, un veterano del mundo de los coches de carreras Fórmula 1, empieza a estudiar un motor con un sistema de distribución rotativa bajo el sello de una empresa creada por el mismo en 1991 Motor Development International (MDI). El primer prototipo en forma de taxi se presenta en 1997 con un sistema de depósitos debajo del chassis. El combustible de esta singular apuesta de movilidad no contaminante es aire comprimido almacenado en depósitos de fibra con capacidad para 90 m3 de aire comprimido a 300 atmósferas. Así nace el motor de aire comprimido CAT (Compressed Air Technologie systems).

El poder energético del aire comprimido está en proporción cuadrática a la presión, por lo que aumentar la potencia y autonomía exige un diseño aerodinámico, mínimo peso y alto rendimiento en la rodadura. El coche MDI CytiCat tiene un peso de unos 700 kg en vacio y con una carga útil de 500 kg. Para reducir el peso este vehículo ha sido fabricado en fibra de vidrio (inyectada de poliuretano para aislar del ruido y la temperatura exterior) sobre un bastidor de aluminio en el cual viene un sistema de radio y un circuito de un solo hilo que une todos los dispositivos eléctricos del vehículo (este sistema es otra patente de MDI que ahorra el complicado y pesado cableado que disponen los vehículos convencionales estimado en unos 22 kg).


El aire comprimido como combustible
Según las explicaciones de la empresa, la fuerza propulsora se obtiene de la expansión del aire comprimido introducido en una cámara cerrada (el cilindro) el cual impulsa los pistones que crean el tiempo del motor. Por ello se introduce el aire ambiente al cilindro el cual lo comprime a 20 bares y por tanto aumenta su temperatura a 400 ºC.

En estas condiciones lo traslada a la cámara esférica donde se inyecta el aire a alta presión de las bombonas de aire comprimido. La mezcla de temperatura y presión del aire en la cámara empuja el pistón el cual produce el movimiento que precisa el vehículo. Otro aspecto importante de este motor es el que está dotado del sistema de Punto Muerto Superior (Point Mort Haut) que inmoviliza el pistón al final de la compresión durante un instante y así crear un volumen constante dentro del cilindro. Esta propiedad (otra invención y patente de MDI) es básica para que el régimen del motor sea el mayor posible. Este proceso al final provoca la expansión del aire el cual se enfría que es como se expulsa por el tubo de escape. En resúmen el motor de aire comprimido de MDI tiene tres fases: la compresión, la de inyección del aire comprimido y la de expansión. Desde finales del 2001 MDI se ha inclinado por un nuevo motor de aire comprimido conocido por CAT’s serie 34 de características sorprendentes.

El aire que sale del tubo de escape es incluso más limpio que el que entró puesto que se filtra antes de su inyección con un filtro de carbón activo puesto que debe ser lo más puro posible al entrar en la cámara de combustión. MDI asegura además que su vehículo produce una contaminación negativa puesto que al filtra el aire urbano y lo expulsa totalmente puro además a una temperatura de entre –15 ºC a 0 ºC, osea que además contribuye a reducir el efecto invernadero. En definitiva que el aire del vehículo sales más limpio de lo que entró. El sistema de climatización aprovecha el aire frío expulsado para la refrigeración y el calor en la punta del cilindro de 400 ºC para calentar el circuito de calefacción. Debido a la ausencia de combustión el cambio de aceite del motor (unos 0,8 litros) debe realizarse tan sólo cada 50.000 Km.

Uno de los principales escollos para el desarrollo de este vehículo siguen siendo los depósitos de aire comprimido. Sin embargo, actualmente, han optado por introducir un modelo homologado que se utiliza habitualmente en los autobuses propulsados por gas natural. En caso de accidente violento, estas bombonas no explotarían puesto que al ser de fibra se resquebrajan facilitando la pérdida de presión. Además MDI asegura que las ha rediseñado con una válvula en el medio para evitar que en caso de rotura se produzca el efecto de propulsión y pudiera desplazar el vehículo.



El motor de aire como pila de combustible
El motor de aire no hace sino descargar la energía de una mezcla de aire comprimido a alta presión que necesita de energía eléctrica para su compresión. Se calcula que son necesarios unos 5,5 kWh durante unas 4 horas para conseguir los 300 bares y luego obtener una autonomía de unos 200 km o unas 10 horas en ciclo urbano (estimando una velocidad de unos 45 km/h). A una velocidad de 110 km/h, que puede alcanzar perfectamente este motor de 25 CV, la autonomía se reduciría a 70 km. En definitiva, se ofrece como una tecnología rentable para el transporte colectivo urbano y el reparto de mercancías.

El motor de aire comprimido CAT de MDI se presta a muchas aplicaciones fuera del automóvil. Se ha probado con éxito en barcos y lanchas deportivas, pero su capacidad de almacenamiento va más allá de sus aplicaciones para propulsar vehículos. El motor de MDI es el sistema idóneo para almacenar la energía generada por las energías renovables que como la solar, la eólica o la hidráulica. La energía sobrante de estos sistemas actualmente se vierte a la red. Con un motor de aire esta podría almacenarse en las bombonas de aire comprimido y a continuación con el motor de aire generar nuevamente electricidad cuando la fuente renovable no está disponible. En este sentido, el motor de aire puede asimilarse a la pila de combustible de hidrógeno.


Nuevos modelos
A la hasta hora estrella de la firma, el CAT concebido como vehículo de 5 plazas o transporte está estancado y la firma MDI ha presentado un nuevo modelo: el MiniCat's. El Mini Cat's además de llevar toda la tecnología MDI no contaminante localmente de aire comprimido, este proyecto de vehículo destaca por ser de tres plazas, medir 2,65m de largo, por un ancho y alto convencionales y disponer de un maletero tan grande como el de una berlina convencional.
Este modelo tiene las mismas características de consumo y ecológicas que sus anteriores modelos, es decir 200 Km recorridos por ciudad con un consumo de 2 Euros y emitiendo por su tubo de escape aire limpio a -20 Grados.
MDI también estudía entrar en los vehículos industriales, especialmente tractoras para almacenes.

Al mismo tiempo el Sr. Nègre ha concebido un vehículo bi-energía para grandes trayectos. Preparado para funcionar solo con aire comprimido en ciudad y con aire-gasolina en carretera, el RoadCAT's consigue una autonomía de más de 2.000 km. con 100 m3 de aire y 50 litros de gasolina. De esta forma el coche MDI deja de ser un vehículo exclusivamente urbano y puede utilizarse igualmente para grandes trayectos.También está en estudio el proyecto del MultiCAT's consistente en un módulo de pilotaje y varios módulos de transporte, a modo de tren con ruedas neumáticas, el cual consigue transportar hasta 135 personas con un coste energético de 2,5 Euros cada 100 km por módulo. Sin duda puede ser una alternativa a los actuales autobuses lo que permitiría a los ayuntamientos ofrecer transporte de bajo coste a sus ciudadanos.

Ilusión y negocio
Son muchas las ilusiones puestas en esta tecnología a la que algunos califican de “embrión de una revolución en el mundo del transporte de flotas”. Sin embargo, también son muchos los escépticos e incrédulos y lógicamente, el tiempo juega a favor de estos últimos.

El proyecto lleva claramente varios años de retraso; los empresarios siguen apostando por adquirir los derechos por las fábricas de vehículos MDI en régimen de franquicia, con una capacidad de producir entre 2.000 y 6.000 vehículos año y una inversión de 6 millones de euros. Actualmente, hay concedidas 50 de las licencias de fabricación contratadas en todo el mundo, de un total de 400 disponibles. Algunos de los países que ya han firmado acuerdos son Francia, Israel, España, Portugal, Italia, Nueva Zelanda, República Sudafricana, México etc. La cesión de derechos por países para la fabricación y venta de los coches es la única fuente de financiación para el inventor Sr. Guy Nègre. La pregunta es si detrás de su aureola nunca habrá motor de aire comprimido sino sólo un marketing de ensueño.