Se estima que por lo menos el 90% del monóxido de carbono en el ambiente urbano proviene de fuente móviles como los vehículos. Se calcula que los autos particulares en Costa Rica emiten aproximadamente 5.500.000 kilogramos de dióxido de carbono. Los altos niveles de este gas en áreas de congestionamiento, pueden generar niveles de carboxihemoglobina del 3%, capaces de producir efectos cardiovasculares y neuroconductuales adversos, y agravar la situación de personas con enfermedad isquémica del miocardio.
En Costa Rica, el problema de la contaminación atmosférica es mayor en el Gran Área Metropolitana, debido a la mayor concentración de actividades productivas en un espacio muy reducido, ya que en esta zona vive más del 60 % de la población del país. En está área se encuentra aproximadamente el 70 % de la flota vehicular y el 85 % de las industrias del país. El transporte automotor contribuye con unas tres cuartas partes de las emisiones de los contaminantes totales, mientras que a la industria y a la producción de energía se le asocia un aporte del 23 % de las emisiones según el Ministerio de Obras Públicas y Transporte. La flota vehicular es principalmente de gasolina, aunque existe una gran cantidad de carros que usan diesel. La contaminación sónica es uno de las variantes de la contaminación del aire. Se define como contaminación sónica a los ruidos desagradables y que en ciertas ocasiones pueden causar daños al oído y al sistema nervioso. El tráfico en una ciudad genera una cantidad de 80 decibeles y más de ruido. Sonidos que sobrepasan los 85 decibeles causan daños auditivos. Para la OMS, el límite superior deseable de ruido en una ciudad no debe ser mayor a los 50 decibeles.
Debido a la urgencia en la reducción de emisión de gases efecto invernadero, diversos organismos supranacionales como la Comunidad Europea y el Protocolo de Kioto han desarrollado normativas (Euro5 y Euro6, en el caso de la Unión Europea) (2) que obligan a la industria del motor, a corto plazo, a realizar cambios considerables en los diseños de sus carros para reducir la emisión de gases contaminantes. Este es el caso del vehículo eléctrico.
La batería de un carro eléctrico
El gasto energético del motor de un vehículo eléctrico oscila entre los 10 y los 20 kWh en un recorrido típico de 100 km. Del consumo anunciado para el Tesla Roadster de 11 kWh/100 km (un deportivo de 180 kW de potencia máxima), se puede estimar la energía con la que hemos de cargar esas baterías para realizar dicho recorrido. Así, con una eficiencia de carga del 85% y una eficiencia del ciclo de descarga del 95% (80% en picos de potencia), podremos alimentar las baterías con 13,6 kWh para esa distancia de 100 km.
En unos pocos años, será posible tener un carro eléctrico que solo dure unos cinco minutos en cargarse, en lugar de las seis u ocho horas que tardan los modelos que se comercializan actualmente. Lo anterior, se debe a un nuevo diseño de baterías creado por los científicos estadounidenses Byoungwoo Kang y Gerbrand Ceder, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). Ellos lograron mejorar la estructura y los materiales utilizados por las tradicionales baterías de litio, y crearon una nueva generación de superbaterías que pueden almacenar suficiente potencia para mover un vehículo, pero que, a diferencia de las baterías que utilizamos hoy, solo requieren unos pocos segundos para recargarse.
Actualmente, las baterías de iones de litio ofrecen un buen rendimiento energético, pero toma demasiado tiempo recargarlas y, además, se sobrecargan muy rápido (como cuando el celular se calienta luego de un rato de utilizarlo continuamente). Además, estas baterías tradicionales de litio pierden, con el tiempo, su capacidad de cargarse y deben ser desechadas, contribuyendo con la contaminación global de desechos sólidos.
Los ingenieros del MIT detectaron que todos estos problemas con baterías modernas de litio tienen una razón común: la poca velocidad con la que se mueven los iones de litio en su interior. Para mejorar las baterías fue necesario simplificar al máximo el camino de estos iones. De esta manera, ellos rediseñaron la estructura interna de las baterías creando nuevos caminos, vías o atajos para facilitar el paso de las cargas eléctricas de un extremo a otro de la batería (de polo a polo) y en ambas direcciones. Así el camino de los iones dentro de la batería es más rápido.
FUENTE ESCUELA INGENIERÍA ELÉCTRICA UCR
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