Cuando la gente habla de ahorrar dinero en el surtidor, las palabras "ahorro de combustible" y "eficiencia de combustible" aparecen constantemente, a menudo utilizadas como si significaran lo mismo. Están relacionados, pero describen cosas diferentes, y comprender la distinción le ayuda a entender mejor los números que ve en las reseñas de automóviles, las calificaciones de la EPA y las especificaciones del fabricante.
¿Qué es la economía de combustible?
La economía de combustible es una métrica a nivel de vehículo. Mide la distancia que recorre un vehículo con una determinada cantidad de combustible. En Estados Unidos, la economía de combustible se expresa en millas por galón (MPG). En la mayoría de los demás países, la medida equivalente es litros por 100 kilómetros (L/100 km), donde un número menor significa mejor rendimiento.
Cuando la EPA publica una clasificación de MPG en ciudad, carretera o combinada para un vehículo, está midiendo el ahorro de combustible. Cuando utiliza una
calculadora de MPG para realizar un seguimiento del rendimiento de su automóvil en viajes reales, está calculando el ahorro de combustible. Los datos son simples: distancia recorrida y combustible utilizado. El resultado le indica, como cuestión práctica, qué tan caro es hacer funcionar ese vehículo.
La economía de combustible captura el rendimiento de todo el vehículo, no sólo del motor. El peso del automóvil, su forma aerodinámica, la resistencia a la rodadura de los neumáticos, el tipo de transmisión e incluso el estado del filtro de aire influyen en el número de MPG final.
¿Qué es la eficiencia del combustible?
La eficiencia del combustible es una métrica a nivel del motor. Describe qué tan bien el motor convierte la energía química almacenada en el combustible en movimiento mecánico útil. Esto normalmente se expresa como porcentaje y se conoce como eficiencia térmica.
Cuando quemas gasolina o diésel en un motor, liberas energía. La pregunta es cuánta de esa energía realmente hace girar el cigüeñal y mueve el auto, versus cuánta se desperdicia. El desperdicio se produce de varias formas: calor que sale por el tubo de escape, calor irradiado a través del bloque del motor y el sistema de refrigeración, y pérdidas debidas a la fricción dentro del motor.
Eficiencia térmica y por qué se desperdicia la mayor parte de la energía del combustible
Un motor de combustión interna de gasolina convencional tiene una eficiencia térmica de aproximadamente el 25 al 35 por ciento. Eso significa que por cada galón de gasolina que se quema, se pierde entre el 65 y el 75 por ciento de la energía de ese combustible, principalmente en forma de calor. Sólo el 25 al 35 por ciento restante realiza el trabajo real de mover el vehículo.
Ésta es una de las limitaciones fundamentales del motor de combustión interna y explica por qué los fabricantes de automóviles y los investigadores han invertido tanto en mejorar el diseño del motor en las últimas décadas.
Cómo mejoran los ingenieros la eficiencia del motor
Los motores modernos son considerablemente más eficientes que los de hace 20 o 30 años, gracias a varias tecnologías que reducen el desperdicio.
La inyección directa de combustible rocía combustible directamente en la cámara de combustión en lugar de mezclarlo en el puerto de admisión. Esto permite una medición de combustible más precisa, una combustión más limpia y una relación de compresión más alta, todo lo cual extrae más trabajo de cada gota de combustible.
La sincronización variable de válvulas ajusta cuando las válvulas de admisión y escape se abren y cierran dependiendo de la velocidad y la carga del motor. A bajas velocidades, el motor puede comportarse de una manera para minimizar las pérdidas por bombeo; a altas velocidades, se ajusta para maximizar la potencia y la eficiencia.
La turboalimentación permite que un motor más pequeño produzca la potencia de uno más grande al introducir más aire en los cilindros. Un motor más pequeño que funciona con un impulso moderado puede lograr una mejor eficiencia que un motor de aspiración natural de mayor cilindrada que produce la misma potencia.
La desactivación de cilindros corta el suministro de combustible a algunos cilindros cuando el motor no necesita plena potencia, por ejemplo, durante una conducción constante en carretera. Menos cilindros haciendo el mismo trabajo significa menos pérdida de bombeo y mejor eficiencia con cargas livianas.
Por qué una mejor eficiencia del motor no siempre significa mejores MPG
Aquí es donde la distinción entre eficiencia y economía adquiere verdadera importancia. Un motor con una eficiencia térmica del 35 por ciento instalado en un SUV grande y pesado con un perfil aerodinámico contundente puede ofrecer peores MPG en el mundo real que un motor ligeramente menos eficiente en un sedán ligero y aerodinámico.
La economía de combustible refleja todo el sistema. Un vehículo pesado requiere más energía para acelerar y mantener la velocidad contra la resistencia a la rodadura. La mala aerodinámica aumenta la resistencia a velocidades de autopista, exigiendo más combustible independientemente de qué tan bien el motor convierta ese combustible internamente. Una transmisión que mantiene el motor en una parte ineficiente de su rango operativo costará economía de combustible incluso si el motor en sí está bien diseñado.
Esta es la razón por la que no se puede simplemente leer la eficiencia térmica declarada por un fabricante y concluir que un automóvil en particular será barato de manejar. El panorama completo requiere la cifra de MPG, que integra todos estos factores del mundo real.
La ventaja híbrida: recuperar energía que de otro modo desaparecería
Los vehículos híbridos ilustran particularmente bien la diferencia entre eficiencia y economía. Un sistema de propulsión híbrido no tiene necesariamente un motor térmicamente más eficiente que un coche convencional comparable. Lo que hacen los híbridos es recuperar energía que de otro modo se perdería por completo.
Cuando frenas un automóvil convencional, la energía cinética se convierte en calor en las pastillas de freno y los rotores, y ese calor se disipa en el aire. Se ha ido. Un híbrido utiliza frenado regenerativo para capturar parte de esa energía cinética y almacenarla en una batería, donde puede usarse para alimentar el automóvil más tarde. En la conducción urbana, donde se frena con frecuencia, este mecanismo de recuperación puede mejorar drásticamente la economía de combustible incluso sin mejorar la eficiencia térmica del motor.
Esta es también la razón por la que los vehículos híbridos muestran una brecha mayor entre las calificaciones de ciudad y carretera que los automóviles convencionales. En la conducción urbana, hay más energía que recuperar mediante el frenado regenerativo. En la autopista a velocidad constante, la ventaja de regeneración se reduce y los dos tipos de vehículos se comportan de manera más similar.
Conclusión práctica para los compradores de automóviles
Si está comprando un automóvil y desea comparar los costos de funcionamiento, concéntrese en las cifras de MPG o L/100 km, no en los porcentajes de eficiencia térmica. MPG está estandarizado, ampliamente publicado y refleja cómo se desempeña todo el vehículo en condiciones de conducción reales. Las cifras de eficiencia térmica son más difíciles de encontrar, varían según los diferentes puntos de funcionamiento del motor y no tienen en cuenta el peso, la aerodinámica y las características de la transmisión que determinan la cantidad de combustible que realmente se quema.
Utilice las clasificaciones de MPG combinadas de la EPA como punto de partida para realizar comparaciones entre vehículos. Luego, si conduce mucho en la ciudad, pondere más la cifra de la ciudad. Si conduce principalmente por la autopista, apóyese en el número de la autopista. Y una vez que sea propietario de un vehículo, realizar un seguimiento de su consumo real con una
calculadora de MPG le brindará la imagen más precisa de sus costos reales, ya que las MPG reales a menudo difieren de las estimaciones de la EPA según los hábitos de conducción, el clima y las condiciones del vehículo.
La eficiencia del combustible, en el sentido térmico, es una métrica de ingeniería fascinante que explica por qué vale la pena implementar algunas tecnologías de motores. Pero la economía de combustible es el número que le indica cuánto gastará en gasolina, y esa es la cifra que más importa cuando toma decisiones en el concesionario o en el surtidor.