Nuevas alianzas
Existen muchos vínculos entre Ucrania y Rusia. Muchas familias ucranianas tienen parientes en Rusia y muchos en la región del Donbass hablan ruso. Sin embargo, los ucranianos están cada vez más interesados en estrechar lazos con Europa. Ucrania ha solicitado la adhesión a la UE, pero tardará varios años, si es que llega a producirse.
Ucrania sigue teniendo muchos lazos históricos con Rusia, y uno de ellos es el ancho de vía de su sistema ferroviario, que es de 1520/1524 mm, mientras que en el conjunto de Europa es de 1435 (a excepción de Irlanda, Portugal, España y Finlandia, que tienen todos un ancho ligeramente mayor). Sin embargo, Ucrania planea ahora convertir sus líneas ferroviarias al ancho europeo. Técnicamente, pasar de un ancho de vía mayor a uno menor no es demasiado difícil y mucho más fácil que pasar de un ancho de vía menor a uno mayor. La figura 1 muestra cómo hay que elevar el vagón (en este caso una traviesa) en el límite cuando se sustituye un juego de bogies (ancho 1) por otro, en este caso de 1524 a 1435 mm.
En la actualidad, parece poco probable que Rusia conquiste toda Ucrania. Pero mirando el mapa, uno podría imaginar una anexión rusa de toda la costa ucraniana hasta Moldavia, donde ya hay un gobierno títere ruso en Transnistria. Esto convertiría a Ucrania en un país sin salida al mar, donde el transporte ferroviario sería el único medio de exportar trigo y otros productos agrícolas. El cambio de ancho de vía tiene, por tanto, un significado tanto simbólico como práctico. Moldavia no es el único país amenazado actualmente por Moscú. En las últimas semanas se han producido nuevas tensiones y amenazas rusas contra Lituania, que ha impuesto sanciones de la UE al comercio con Kaliningrado. La paz parece muy lejana, pero no debemos ceder ante la agresión rusa.
Noticias tecnológicas de Rusia
Fig.2: El nuevo modelo Lada Granta Classic 2022 carece de muchos elementos de seguridad Siempre me siento culpable cuando no tengo novedades técnicas de las que informar desde Rusia. Pero la empresa estatal rusa AvtoVAZ, matriz de Lada, acaba de anunciar el lanzamiento de un nuevo modelo: el Granta "Classic". Cuando Rusia invadió Ucrania, el gigante francés Renault decidió vender su participación del 68% en Lada - por el enorme precio de - ¡sólo 1 rublo! De hecho, Renault tiene la opción de recomprar su participación en cualquier momento dentro de los próximos seis años. La figura 2 muestra el nuevo Granta Classic de 2022, que se parece a muchos otros coches pequeños. ¡Pero las sanciones occidentales han hecho daño! El nuevo modelo carece de ABS, de airbag para el pasajero delantero, de aire acondicionado, de control de tracción, de cierre de puertas tradicional (sin mando a distancia) y de pretensor del cinturón de seguridad. ¿Se podría decir que es un coche de los años 90? Tiene un motor de gasolina de 1,6 litros y una caja de cambios manual de 5 velocidades. El precio de lanzamiento es de 760.000 rublos, unos 13.200 dólares. No sé si sería legal en las carreteras alemanas. M. Sokolov, presidente de AvtoVAZ, ha declarado que Lada está trabajando con proveedores rusos para que las características que faltan puedan obtenerse en Rusia. Me pregunto cómo reaccionarán los compradores rusos.
Para los compradores occidentales, ¿un futuro sin problemas?
Fig. 3: El nuevo neumático sin aire de GoodyearElneumático de caucho relleno de aire tiene unos 130 años. Desde entonces ha habido algunos avances: el llamado neumático sin cámara y los llamados "runflats", que permiten una conducción limitada incluso después de un pinchazo. Se montan en algunos vehículos militares. También ha habido neumáticos rellenos de un gas distinto del aire. Pero hoy estamos en el umbral de una generación completamente nueva de neumáticos sin aire. Muchos de los principales fabricantes de neumáticos del mundo los pondrán pronto a la venta.
Un Tesla Model 3 probó los nuevos neumáticos Goodyear en una pista de pruebas en Luxemburgo. Unos radios de plástico especial soportan una fina banda de rodadura de caucho reforzado. Los radios se doblan y deforman cuando el coche circula por las curvas de la pista. La figura 3 muestra la nueva rueda. En los laboratorios de Goodyear, los neumáticos se prueban durante 24 horas seguidas con diferentes cargas y velocidades, lo que equivale a miles de kilómetros sin interrupción. Algunos radios se deforman, otros se rompen, pero las estructuras siguen funcionando con seguridad. Los nuevos radios están hechos de resina de alta resistencia en la que se incrustan fibra de vidrio y caucho compuesto (para el que Michelin tiene 50 patentes pendientes), creando una estructura de malla que envuelve una rueda de aluminio. A largo plazo, Michelin prevé un neumático sin aire, interconectado (es decir, "inteligente"), impreso en 3D y fabricado íntegramente con materiales que puedan fundirse y reciclarse.
¿Existen desventajas en esta nueva tecnología? Los neumáticos sin aire tienen una mayor superficie de contacto con la carretera, lo que aumenta la resistencia al aire. Esta mayor resistencia a la rodadura consume más energía para propulsar los neumáticos, lo que repercute en la duración y la autonomía de la batería. Además, la rigidez de los radios de plástico transmite más vibraciones a la suspensión. Los conductores reconocerán sin duda la diferencia: La empresa surcoreana Hankook presentó en enero la última versión de su neumático i-Flex NPT (Non-Pneumatic tyre). Más pequeño que un neumático convencional, un panal de radios de poliuretano entrelazados supone un gran avance para hacer frente a las cargas laterales y horizontales, según la empresa. ¿Y en el futuro? Los neumáticos sin aire tendrán un precio más elevado, al menos al principio. Pero la posibilidad de un recauchutado regular y la impresión en 3D podrían inclinar la balanza. Algunos expertos especulan con la posibilidad de que los consumidores ya no tengan que comprar neumáticos. En su lugar, los obtendrán gratis y pagarán por kilómetro, con sensores que controlarán el uso.
Mientras tanto, Michelin ha estado trabajando con GM (General Motors) para perfeccionar su versión. A primera vista, los dos productos se parecen mucho. Desde Corea del Sur llega otra versión, la de Hankook.
Son muchos los factores que impulsan esta tendencia. Los coches eléctricos con baterías grandes y pesadas desgastan más los neumáticos que los vehículos de combustible más ligeros. Hay una tendencia creciente a utilizar los coches eléctricos durante más horas al día, quizá con varios conductores diferentes durante una jornada de 24 horas. Los nuevos modelos de coches están diseñados para reciclarse fácilmente, pero los neumáticos de caucho actuales son casi imposibles de reciclar. En algunos casos se trituran y se utilizan en la construcción de carreteras, pero la mayoría acaban simplemente en la basura. Los nuevos neumáticos llamados "no neumáticos" están diseñados para ser fáciles de reciclar. Hay un dicho en inglés que dice "Re-inventing the wheel" (reinventar la rueda) y eso es lo que está ocurriendo ahora. Sólo una cosa más: ¿podría alguien decírselo a los rusos?
Los coches eléctricos y el problema de los impuestos
En el Reino Unido se paga un impuesto inicial por la compra de un coche nuevo. Para un coche muy pequeño puede ser de 30 euros. Para los vehículos más grandes, como un R8, ronda los 2.500 euros. En todos los años siguientes, el impuesto es de 180 euros. La gasolina o el gasóleo se gravan a 0,65 euros por litro. En conjunto, estos impuestos generan unos ingresos anuales de unos 30.000 millones de euros para el Gobierno británico. Actualmente hay unos 500.000 vehículos eléctricos puros (excluidos los híbridos) en el Reino Unido, y la cifra se ha duplicado en 2020 y 2021. El Gobierno pierde impuestos por cada uno de estos vehículos porque no utilizan combustible. A la electricidad se le aplica un tipo de IVA del 5%. Así que cada año, a medida que crece el número de coches eléctricos, el Gobierno pierde más ingresos fiscales. ¿Cómo debe sustituirse? El Gobierno británico aún no se ha pronunciado, pero se propone que todos los coches eléctricos lleven un dispositivo de seguimiento por satélite. El método más sencillo sería cobrar por kilómetro, pero también sería posible cobrar más o menos en función de la hora del día o de si el coche circula por una carretera principal o una autopista. No sé cómo resuelven este problema otros países europeos, y podría resultar aún más difícil cuando se viaja de un país a otro. ¿Habrá una solución comunitaria a este problema? En caso afirmativo, ¿qué ocurrirá con los países no miembros de la UE? ¿Y cómo se recaudaría el impuesto? ¿Tal vez cada mes? No soy un experto en este campo, pero por lo que sé, un vehículo equipado con un dispositivo de seguimiento por satélite envía una señal. Si este vehículo está aparcado en un parking subterráneo, por ejemplo, esta señal ya no puede detectarse. Me pregunto si los delincuentes, conociendo el apantallamiento, podrían ocultar la señal de su coche o camión, y así evitar el impuesto. ¿Podrían hacerlo colocando cuidadosamente una malla de cobre?
Rolls-Royce - Famosa en todo el mundo, pero con raíces alemanas
Fig. 4: Stefan Hoeller, CEO, muestra una pequeña unidad electrolizadora de hidrógenoEnInglaterra, cualquier cosa, desde una aspiradora hasta un ordenador, puede llamarse "Rolls-Royce". En otras palabras, es un término utilizado para describir la excelencia. De hecho, Rolls-Royce Motors es propiedad de BMW desde hace más de 20 años. Los coches se siguen fabricando en Inglaterra, pero gran parte de la mecánica procede de BMW o utiliza sus diseños. En cambio, la propia Rolls-Royce, uno de los principales fabricantes mundiales de turbinas de gas, es una empresa completamente independiente. La empresa ha reconocido sabiamente que los aviones propulsados por turbinas de gas que queman parafina probablemente quedarán obsoletos dentro de unos 15 años. Por ello, la empresa lleva muchos años centrándose en otros ámbitos. Uno de sus mayores éxitos es la alianza con MTU Friedrichshafen. Tradicionalmente fabricante de motores diésel (la empresa fue fundada por la familia Maybach), ahora también produce pilas de combustible diseñadas para propulsar barcos y otros grandes dispositivos móviles. Ahora, un nuevo miembro, también alemán, se ha unido a la familia Rolls-Royce. Hoeller Electrolyzer GmbH, con sede en Wismar (Alemania), afirma fabricar los sistemas de electrólisis de agua por membrana de protones más eficaces del mundo para la producción de hidrógeno. Sus electrolizadores "Prometheus" están diseñados para potencias de 1 kW a 1 MW. La figura 4 muestra a Stefan Hoeller con una pequeña unidad de electrólisis.
No sólo Rolls-Royce
En toda Europa hay muchas otras multinacionales implicadas en la "economía del hidrógeno". El gigante alemán Schaeffler colabora con la empresa británica Johnson Matthey y otros socios europeos para desarrollar su propio diseño de electrolizador de hidrógeno. La experiencia de Schaeffler en el conformado y recubrimiento de metales es un elemento clave de esta colaboración. Schaeffler y Symbio han fundado recientemente una nueva empresa, Innoplate, que fabricará electrodos bipolares en Hagenau (FR), principalmente para pilas de combustible, pero también para electrolizadores de hidrógeno. La empresa prevé producir 50 millones de placas bipolares al año cuando esté plenamente operativa. Todo ello forma parte del proyecto H2-Giga, financiado por el BMBF con 500 millones de euros. Hoy en día hay muchos avances interesantes relacionados con el hidrógeno, para la industria, para nuestros hogares, para coches y camiones e incluso para aviones. Uno de estos proyectos germano-británicos es la colaboración entre Bosch y la empresa británica Ceres Power(www.ceres.tech).
Fig. 5: Vista de la línea de producción de pilas de combustible ElcogenEncolaboración con Ceres Power, Bosch afirma que está a punto de fabricar una pila de combustible de óxido sólido (SOFC) basada en la tecnología de Ceres para fines industriales -en particular para edificios de oficinas y centros de datos- e invertirá 400 millones de euros en la construcción de una planta capaz de producir 200 MW de SOFC de aquí a 2024. Ceres Power también tiene acuerdos de licencia con la surcoreana Doosan, así como con la china Weichai, la japonesa Miura, Honda, Nissan y la estadounidense Cummins Diesel. Pero quizá el avance más emocionante sea el desarrollo de la pila reversible de óxido sólido. Puede funcionar tanto como pila de combustible como electrolizador de agua, lo que la convierte en una tecnología clave en la economía del hidrógeno, capaz de producir hidrógeno que luego puede almacenarse para producir electricidad cuando sea necesario.
Bosch ya opera 50 plantas piloto de SOFC en sus propios emplazamientos de Bamberg, Homburg, Renningen, Salzgitter, Schwieberdingen, Stuttgart-Feuerbach y Wernau, así como en clientes como Stadtwerke Bamberg. Esta planta de SOFC suministra electricidad a los alrededores y el calor se utiliza en una panadería cercana. El calor generado por la reacción es de unos 200 °C, por lo que es ideal para aplicaciones de calefacción urbana. Bosch prevé un mercado de unos 20.000 millones de euros hasta 2030.
Bosch-Ceres no es la única empresa que desarrolla pilas de combustible reversibles. Otros competidores europeos son Elcogen, de Estonia, que lleva varios años desarrollando una pila de combustible reversible. Está destinada al almacenamiento de energías renovables y se presentó en el marco de un proyecto financiado por la UE que se integró en un "Smart Energy Hub" en Turín (Italia). Elcogen afirma que sus pilas de combustible funcionan a una temperatura más baja (650 °C) y con un rendimiento superior (> 74%) al de cualquiera de sus competidores. También afirman tener una vida útil de 40.000 horas y un coste de capital de 500 euros/kW. La figura 5 muestra parte de la cadena de producción. A principios de año, Elcogen firmó un contrato para la instalación de una pila de combustible reversible de 200 MW en una central nuclear de Corea del Sur. La empresa tiene otros contratos de este tipo. Hay otras empresas de SOFC en Europa y otros lugares, como Schlumberger New Energy, que tiene un plan muy similar y está trabajando con la CEA y socios industriales para crear una nueva empresa Genvia en torno a las SOFC reversibles en Grenoble (FR).
Transporte y almacenamiento del hidrógeno
Desgraciadamente, el hidrógeno no es fácil de transportar ni de almacenar. Puede comprimirse o licuarse a temperaturas muy bajas. Sin embargo, hay varias tecnologías nuevas y prometedoras en las que se absorbe en un sólido - ya he escrito sobre esto en el pasado. Alemania parece estar a la cabeza de una tecnología alternativa: los portadores orgánicos líquidos de hidrógeno (LOHC). La empresa Hydrogenious LOHC GmbH de Erlangen está en conversaciones con productores de petróleo de Oriente Medio para producir allí hidrógeno y transportarlo a Europa con la tecnología de Hydrogenious. Otra idea interesante es el uso de su tecnología para sistemas de propulsión de barcos, que funcionen con pilas de combustible de hidrógeno. La revista Galvanotechnik tiene lectores en todo el mundo. Sin embargo, no estoy seguro de que Vladimir Putin se encuentre entre ellos. Los avances en la tecnología del hidrógeno son muy interesantes, pero no estoy seguro de que sean buenas noticias para Rusia.
Los robots avanzan
Los robots ya pueden realizar las tareas más asombrosas. Pero hay algo de lo que carecen: Retroalimentación. ¿Cómo puede saber el robot si está haciendo lo que se supone que debe hacer? Científicos de Glasgow han desarrollado una piel sintética capaz de sentir "dolor", lo que algún día podría dotar a los robots de un sentido del tacto "casi humano". La piel electrónica, desarrollada en la Universidad de Glasgow, sigue el modelo del sistema nervioso humano. La información se procesa parcialmente en diminutos circuitos impresos en la propia piel, reflejando la forma en que las yemas de los dedos humanos perciben las sensaciones táctiles. Según los inventores, esto hará que el sistema sea más sensible y receptivo que otros sistemas de piel sintética, al tiempo que reducirá drásticamente el consumo de energía necesario para su funcionamiento. Según el Dr. Fengyuan Liu, coautor del trabajo de investigación, "esto podría ser la base de una piel electrónica más avanzada en el futuro, que permitiría a los robots explorar e interactuar con el mundo de nuevas formas, o construir prótesis con una sensibilidad táctil casi humana". Los expertos consideran que dotar a los robots de algo parecido al sentido del tacto es clave para aumentar su versatilidad.
La respuesta táctil permite a los humanos ajustar su agarre al tocar objetos de distintos tamaños y texturas. Un robot con una capacidad similar podría cambiar rápidamente entre tareas cotidianas, desde verter un líquido de una pesada botella de cristal hasta coger una delicada pieza de fruta blanda. Los robots más diestros podrían utilizarse en la industria para manipular materiales peligrosos, en la exploración espacial o en cirugía. El nuevo sistema consiste en una mano robótica articulada con forma humana (véase la imagen superior) recubierta de un plástico flexible y que contiene una red de sensores de presión.
Cuando se toca un sensor, su resistencia eléctrica cambia: un pequeño cambio corresponde a un toque ligero, mientras que un toque más fuerte provoca un mayor cambio de resistencia. El objetivo es imitar el funcionamiento de las células nerviosas sensoriales del cuerpo humano. En las generaciones anteriores de piel electrónica, toda esta información se transmitía a un ordenador, que la procesaba. En el nuevo sistema, un circuito integrado en la piel actúa como una sinapsis artificial, una réplica de uno de los lugares del cuerpo humano donde los impulsos eléctricos se transmiten de una célula nerviosa a otra. La sinapsis artificial refina la señal enviada por el sensor de presión y la convierte en un simple pico de tensión, cuya frecuencia varía en función de la presión ejercida sobre la piel. "Los datos se procesan parcialmente en la propia piel para extraer información relevante", explica el profesor Dahiya, jefe del equipo.
Cuando el pico de tensión alcanza un determinado umbral, desencadena una reacción. En este caso, la mano robótica retrocederá ante una fuerte picadura en el centro de la palma. El Dr. Dahiya explica: "El proceso de respuesta al tacto se acelera considerablemente, ya que se necesita menos cálculo. Creemos que es un verdadero paso adelante en nuestro trabajo para crear piel electrónica impresa a gran escala capaz de responder adecuadamente a los estímulos".
"Piel electrónica neuroinspirada para robots" Fengyuan Liu et al, Science Robotics, 8 Jun 2022. vol 7, issue 67, DOI: 10.1126/scirobotics.abl7344
