Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Colegio de Ingeniería IndustrialPresenta: Miguel Angel Cervantes Treviño

¿En qué medida el uso de los motores de hidrogeno es factible en la industria automotriz en México actualmente?

DHTICSFebrero, 2016

Profesor: Juan Carlos Carmona RendónProfesor

Matricula: 201515190

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Índice

1. Resumen 3

2. Introducción 3

3. Metodología presentada para la elaboración del trabajo 4

4. Marco Teórico 4

4.1 El hidrogeno y el motor: La combustión interna y la pila de hidrogeno 5

5. El hidrogeno como recurso renovable 5

6. Implementación del hidrogeno a la industria automotriz: Problemáticas y ventajas. 6

7. Opiniones respecto al uso del hidrogeno en los motores. 7

8. México en las energías renovables: Sector automotriz 7

9. La sociedad mexicana un factor importante 8

10. Análisis del uso de motores de hidrogeno en México 9

11. Conclusión 9

12. Bibliografía 10

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1. Resumen

En el siguiente ensayo se presentan una serie de argumentos relacionados con la

premisa: “el usos de los motores de hidrogeno es factible en la industria automotriz

en México actualmente” para ello se realizó una investigación documental y en un

caso de campo, relacionada a la opinión de expertos en el tema del hidrogeno y el

uso que la industria le puede dar. Se relacionan el uso del hidrogeno como

recurso energético renovable con la integración y el apoyo tecnológico por parte

de las compañías automotrices en la inversión de energías renovables; y la

conjugación de esta con el estado.

2. Introducción

En un mundo globalizado donde los requisitos tecnológicos han aumentado y los

recursos energéticos han disminuido, es necesario tomar en cuenta la necesidad

de desarrollar nuevas formas y maneras de obtener energía que sean

económicas, amigables con el medio ambiente y sobre todo útiles y prácticas

dentro del desarrollo social del ser humano.

Si revisamos diversos estándares en los cuales el ser humano puede crear

una base fundamentada de tecnología para impulsar la energía, nos toparemos

con una gama incalculable del potencial científico que se ha desarrollado para

este propósito desde hace años hasta la actualidad. Entre estas, se encuentra un

elemento que en los últimos años los expertos han catalogado como una solución

factible a los problemas energéticos, teniendo solo como ejemplo para este trabajo

el hidrogeno. Sin embargo mucho se ha hablado respecto a los costos y manejo

de esta forma de obtener energía y su introducción a países con un bajo

presupuesto destinado a innovación y emprendimiento tecnológico.

Si enfocamos nuestra atención a un contexto mucho más hermético como

lo es México, nos encontraremos con la sorpresa de que se ha incrementado en

gran medida el presupuesto destinado a la implementación de recursos

económicos para el crecimiento y desarrollo de tecnología renovable. Y si

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miramos mucho más de cerca el apartado automotriz, tendremos un resultado

sumamente interesante, puesto que, actualmente México se postra como un país

en auge y encaminado a este mercado.

Como se mencionó, muchos autores han debatido respecto a la idea de

adoptar al hidrogeno como un método factible en cuanto su uso mundial y practico

en la vida cotidiana de las personas, sin embargo, muchos otros se han mostrado

en favor de dicha postura y han objetado por su uso global. Su uso, nos ha llevado

a preguntarnos en que aspectos específicos es posible utilizar este elemento;

tomando en cuenta concretamente los motores y la propulsión de un coche. Así

pues, se ha decidió hacer una evaluación y análisis respecto a cómo este

elemento energético implementado dentro de los motores es factible para su uso

dentro México. Teniendo como hipótesis inicial: “El uso de los motores de

hidrogeno es factible económicamente y tecnológicamente en México

actualmente”

3. Metodología presentada para la elaboración del trabajo

La metodología planteada para la realización de esta investigación, reside en tres

puntos:

1) Conocer respecto al contexto científico especifico del funcionamiento del

hidrogeno y su uso como recurso renovable, implementación del mismo a

la industria automotriz: Problemáticas y ventajas, recapitulación de las

opiniones estructuradas por expertos.

2) Conocer respecto al contexto económico y tecnológico de la industria

automotriz en México, la vinculación y apoyo de estas, y las facilidades del

estado para el apoyo de tecnología y recursos.

3) Análisis y relación de ambos contextos para un desarrollo fidedigno.

4. Marco Teórico

En este apartado se complementa la información contextual del tema tratado,

tomando en cuenta ciertos aspectos teóricos para desarrollo próximo.

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4.1 El hidrogeno y el motor: La combustión interna y la pila de hidrogeno

El funcionamiento del motor de hidrogeno es un aspecto sumamente importante a

tomar en cuenta debido a que, muchos autores, como es el caso de Simon Ellgas

(2008) señalan que la construcción de estos y las propiedades físicas y químicas

del hidrogeno lo suponen como un factor impráctico para un funcionamiento que

desencadene su máximo potencial. Es posible utilizar el hidrogeno de dos

maneras para poder hacer que un coche pueda moverse; en primer lugar tenemos

la opción de que los autos de combustión interna que funcionan con derivados del

petróleo, en este caso la gasolina, aquí la gasolina podría ser sustituida con el

hidrogeno, adaptando su sistema de inyección del vehículo haciendo funcionar por

medio de un gas en vez de explosión interna. No obstante Ellgas señala que este

primer método es completamente impacto y costoso pues se necesita una gran

cantidad de energía para convertir el hidrogeno a gas y por lo tanto se vuelve en

un sistema poco eficiente que además genera una cantidad considerable de

contaminantes.

En segundo lugar, tenemos el coche impulsado por la pila de hidrogeno o

en ingles (fuel cell electric vehicle), el cual se ha convertido, de acuerdo a Ellgas

en una de las metas más grandes del sector automotriz actualmente pues en este

caso se estaría hablando de un coche eléctrico. El cual funcionaria a partir de una

reacción química propiciada por el hidrogeno y el oxígeno, el cual provocaría

electricidad. Por medio de un cátodo y un ánodo, lo cual ha llevado a preguntarse

respecto al sistema que se utiliza para poder generar este proceso, puesto que es

un proceso que aún no ha sido desarrollado del todo.

5. El hidrogeno como recurso renovable

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En este capítulo se hará una retrospectiva de los avances del hidrogeno como

recurso renovable. De acuerdo a ( (Barreras, 2012(Libro electronico))) el

hidrogeno es el elemento más abundante en el universo y sin embargo en la tierra

se encuentra como estado libre. Así este se mantiene como un elemento

fundamental y vital para la tierra. Al momento de hablar sobre el hidrogeno

recordamos tajantemente al sol, pues la energía que emana de este se debe en

gran medida a la reacción de átomos de hidrogeno, que al unirse forman átomos

de helio, desprendiendo así una enorme cantidad de energía. De igual modo, este

se encuentra en todas las formas físicas del agua.

Barreras (2012) se cuestiona respecto a si es posible reproducir con ayuda

del hidrogeno un modelo similar al que se encuentra en las estrellas, a lo cual

responde con un método muy anticuado el cual manifiesta al nombre de fusión,

dando a conocer el hecho, de igual modo de que se están desarrollando métodos

para su control más práctico. También se realiza una analogía comparable entre

épocas y recursos, teniendo como elementos de contraste el carbón y el

hidrogeno; el siglo XX y el siglo XXI respectivamente. Es importante señalar que

las problemáticas de su extracción han limitado a este elemento como un recurso

renovable dentro de la vertiente de la industria. Por el contrario, actualmente la

utilización del hidrogeno como nuevo vector energético permite un desarrollo

amigable con el medio ambiente debido a que el proceso químico que se toma en

cuenta para su realización es limpio; no obstante, todo el proceso representa una

carga desfavorable y negativa a su uso industrial.

6. Implementación del hidrogeno a la industria automotriz: Problemáticas y ventajas.

Según la OIT1 (2005) “Resulta difícil calcular en qué medida los progresos en la

tecnología automovilística están afectando al sector de los proveedores en su

conjunto. Pues muchas de las nuevas tecnologías del automóvil tienden a

desarrollarse lentamente a través de la cadena de un fabricante y después

gradualmente a través de la cadena de competidores”. De igual modo se puntea

1 Oficina Internacional Del Trabajo Ginebra

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que muchos mercados en crecimiento de países en vías de desarrollado de Asia y

América del Sur presentan en cuanto a la industria automotriz una menor

demanda de tecnologías avanzadas.

También la OIT (2005) señala que “con excepción de Toyota, Honda y PSA

Peugeot Citroen, que han invertido en el desarrollo de motores híbridos eléctricos

en los últimos cinco años, la industria del automóvil no ha experimentado con

tecnologías de propulsión radicalmente diferentes desde principios del siglo XX,

antes de que se introdujese la producción en masa, cuando los vehículos

eléctricos y de vapor coexistían con los de gasolina. Por esta razón, no está claro

de cuánto tiempo dispone el sector de los componentes antes de que una nueva

tecnología basada en el hidrogeno remplace a la tecnología utilizada actualmente

en los vehículos y reduzca de forma significativa el volumen del mercado de los

componentes”. Lo anterior puede ser una muestra en el hecho de que existe una

gran inversión privada por parte del mercado automotriz en nuevas tecnologías,

así pues, será importante remarcar que tan cierto es esto dentro de México, ya

que las facilidades aportadas por el estado son un pilar esencial en la afirmación

de esta premisa.

7. Opiniones respecto al uso del hidrogeno en los motores.

Se realizó una pequeña serie de preguntas respecto al tema de los motores de

hidrogeno a la ingeniera química Evily Baez Castillo (2016), cuyo posgrado había

estado enfocado en “energías renovables” comentó respecto al tema: “La

utilización del hidrogeno como parte del motor de un vehículo supone una tarea

poco practica y difícil si se desea hacer forma autónoma, usar el hidrogeno para

otras labores proyecta una idea más clara y practica”

8. México en las energías renovables: Sector automotriz

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La innovación por parte de las empresas automotrices privadas en cuanto a la

fabricación de automóviles en México ha sido numerosas veces galardonada,

como es el caso de Nissan en 2015, la cual logró un record de fabricación con

energías renovables ( (B., 2015)). De acuerdo a ( (PRO MEXICO, 2014)):

”Además de contar con una excelente ubicación geográfica y abundantes

recursos naturales, México presenta un gran potencial para la fabricación

de equipos, dados los bajos costos industriales y la mano de obra altamente

calificada”.

PRO MEXICO también señala:

“Que de igual modo México ha logrado un gran avance en el desarrollo de

sectores como el automotriz y eléctrico-electrónico, aporta una plataforma

de metodología especializada en infraestructura, que favorece el desarrollo

del sector de energías renovables en México y permite la optimización de

las cadenas de suministro, programas de apoyo comunes y ventajas

sinérgicas”.

“México es el único país de Latinoamérica que cuenta con conocimiento

integral de la energía geotérmica, desde su fase de exploración hasta la

producción. En el estado de Michoacán, la empresa francesa Alstom

estableció el Clúster de Geotermia y Energía Renovable, en conjunto con

los principales actores del el sector público, empresas y universidades. Este

proyecto tiene entre sus objetivos contribuir a la mejora del medio ambiente

y al desarrollo económico, social y tecnológico de la región.”

9. La sociedad mexicana un factor importante

Es importante reconocer, que la implementación de un sistema distinto al utilizado

en su mayoría actualmente para impulsar el transporte como lo son los

combustibles, supone de igual modo un reto social ya que también requiere de

nuevas medidas y hábitos para su uso sea un éxito. No solo eso, pues el costo de

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un automóvil hibrido en México es caro y supone un lujo que no todo el mundo se

puede dar.

10. Análisis del uso de motores de hidrogeno en México

Si tomamos en cuenta el hecho de que el hidrogeno es un recurso complicado de

procesar puesto que no está instaurado de manera individual en la naturaleza, los

costos generados por este reconocimiento pueden ser costos que vayan más allá

del presupuesto tomado en cuenta por las empresas privadas, teniendo que

recurrir de una manera más recurrente al estado. De igual modo a pesar de que se

ha generado una inversión sumamente grande alrededor de componentes que

permitan desenvolver una transformación más amplia a nivel energético, es aún

muy difícil establecer a nivel actual un sistema de hidrogeno que permita movilizar

un coche, no solo en México, sino en el mundo. Esto se debe no a los costos

generados, ya que México mantiene un apoyo ferviente hacia este apartado, sino

al aspecto práctico y tecnológico. Aun así es posible intervenir en la idea de crear

estructuras energéticas no solo enfocadas en un modelo de hidrogeno

autosuficiente, sino que también se puede crear uno hibrido.

11. Conclusión

La realidad tecnológica se ha planteado como una de las más variadas

actualmente en ámbito industrial automotriz, la utilización de recursos energéticos

renovables se ha convertido en el pan de cada día en las empresas automotrices

extranjeras implantadas en México donde, estas se han utilizado con el medido fin

de crear el menor impacto posible al medio ambiente y a la generación de

insumos que afecten la economía de dichas empresas. No obstante, la creación

de un motor propulsado de manera autónoma (en combustión interna) por

hidrogeno se torna en un panorama sumamente complicado debido a su poco

desarrollo y practicidad en las mismas empresas y la poco practicidad del mismo,

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aun así, es posible que las empresas automotrices en México enfoquen su tiempo

en el desarrollo de un sistema de almacenamiento energético que funcione con

hidrogeno para que exista una mayor eficiencia. Con este sistema se lograría

solucionar una de las problemáticas ocasionadas por los combustibles comunes

como lo es la contaminación. También, es importante comprender que el uso de

automóviles híbridos en México puede suponer una problemática con la sociedad

mexicana la cual tendría que acostumbrarse a las nuevas medidas de

funcionamiento y los precios de estos automóviles.

Por lo tanto, a medida que este trabajo se ha desarrollado nos encontramos con

la conclusión que la tesis inicial es en menor medida veraz, por los argumentos

aquí presentados.

12. Bibliografía

B., F. L. (02 de Junio de 2015). MANUFACTURA. Obtenido de http://www.manufactura.mx/automotriz/2015/06/02/nissan-mexicana-logra-record-de-fabricacion-con-energias-renovables

Barreras, M. A. (2012(Libro electronico)). El Hidrogeno: Fundamento de un futuro equilibrado. Madrid: DIAZ SANTOS.

Ellgas, S. (2008). Simulation of a Hydrogen Internal Combustion Engine with Cryogenic Mixture Formation. Göttingen: Cuvillier.

OFICINA INTERNACIONAL DEL TRABAJO GINEBRA (OIT). (2005). Tendencias de la industria automotriz que afectan a los proveedores de componentes. Ginebra: OFICINA INTERNACIONAL DEL TRABAJO GINEBRA (OIT).

PRO MEXICO. (17 de Marzo de 2014). PROMEXICO. Obtenido de http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:http://mim.promexico.gob.mx/wb/mim/energias_perfil_del_sector&num=1&strip=0&vwsrc=0

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