La mirada del mendigo

13 octubre 2021

Moore is dead

Filed under: Tecnología — Nadir @ 13:50

Comentaba en privado con Don Juan algo que ya también había planteado Beamspot hace poco, y como me parece un tema interesante quería abrir la discusión. Esta entrada no es para expresar ninguna certeza, sino para plantear un gran interrogante.

Es un hecho que la Ley de Moore está muerta, ya hace años que dejó de verificarse. Recordemos: la ley de Moore vaticina que cada dos años se consigue duplicar la densidad de transistores que pueden ser tallados en una oblea de silicio. Las nuevas iteraciones, según estamos llegando a la escala atómica, cada vez cuestan mayor esfuerzo (empezando por el esfuerzo económico, que exige inversiones colosales).

Pero hay un hecho mucho más inquietante. No es sólo que los nuevos nodos se retrasen cada vez más, y de hecho las foundries hagan trampas nombrando como nuevos nodos lo que no son más que evoluciones del anterior. Desde hace tiempo la medida en nm es sólo un argumento de ventas sin correlación con ninguna dimensión en su producto. Por poner un ejemplo, es cierto que a Intel se ha atascado intentando pasar al nodo de 7nm, pero es que su nodo de 10nm tiene una densidad de transistores superior a los micros de Samsung y TSMC teóricamente de 7nm.

En cuando al nodo de 5nm, no es comparable el de Samsung con el de TSMC:

En línea discontinua, desarrollos futuros.

Pero como decía, lo más notable no es que se reduzca la velocidad de los nuevos desarrollos, sino que estos se están acercando a una nivel de miniaturización en el que empiezan a existir problemas de interferencia electrónica y más allá del cual no será posible avanzar, al menos no sin cambiar algo sustancial.

Samsung está intentando desarrollar un tipo de arquitectura con puertas lógicas apiladas en 3D, llamado GAAFET, como evolución del actual FinFET. Pero el espacio sólo tiene tres dimensiones, así que también esa vía de desarrollo tiene un tope.

¿Qué pasa cuando lleguemos a ese callejón sin salida, ese nodo 1nm con puertas por todos lados más allá del cual empieza a ser físicamente imposible avanzar? Tenemos a tres foundries compitiendo por la supremacía electrónica. Intel se ha quedado algo descolgada pero promete volver por sus fueros. Los chinos de SMIC han tirado la toalla debido a las sanciones gringas que impiden a la holandesa ASML venderle máquinas de litografía EUV, absolutamente imprescindibles para llegar a los 7nm, y pretenden centrarse en los nodos más antiguos que, de todas formas, es en lo que están fabricados la inmensa mayoría de los microprocesadores actuales. Samsung ha quedado retrasada en su salto al GAAFET en los 3nm (que pospone para 2023), mientras que TSMC también ha postergado unos meses el lanzamiento de su 3nm FinFET, antes de su paso también a los GAAFET, ya con el nodo de 2nm (lo que ellos llaman 2nm, que insisto ya es sólo un nombre comercial).

Bien, pero ¿qué pasará según vayan estas tres llegando a la barrera física? Durante un tiempo la primera en llegar disfrutará de la primacía, meses después llegará la segunda, la tercera… y con el tiempo irán llegando el resto. ¿Entonces? ¿Se convertirán los microprocesadores en una commodity más, como lo puede ser hoy en día un capacitor, que cualquier empresa con un mínimo de tecnología puede fabricar?

Aún más ¿tiene sentido invertir cantidades fabulosas de dinero para llegar a ese límite físico, para producir un procesador que mejore un 15% la potencia/eficiencia del nodo anterior? ¿A qué precio habría que vender tal procesador para rentabilizar esas inversiones para mantener la mencionada supremacía? Una supremacía que, como hemos dicho, es sólo temporal pues el resto de competidores acabará llegando más pronto que tarde.

Y, lo más importante ¿qué otros caminos se avizoran para soslayar ese límite físico? He estado leyendo sobre otros materiales más allá del silicio (desde el arseniuro de galio o el nitruro de galio, al carburo de silicio o el mismísimo diamante, todos ellos con un mayor ancho de banda), pero su finalidad es principalmente electrónica de potencia (pueden trabajar a más temperatura). ¿Se podría con esos materiales alternativos seguir avanzando en la potencia de cálculo/eficiencia? ¿Hay alguna otra vía de investigación para mantener a Moore vivo, pero con otras herramientas? Porque no creo que esto sea el final de la historia.

Me parecía un tema interesante sobre el cual debatir, ya que en los medios convencionales sólo se pueden leer chorradas.

Vuestro turno.

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13 enero 2021

Fashion Victims

Filed under: Tecnología — Nadir @ 21:58

Entrada rápida para comentar acerca de la absurda moda de los neumáticos gigantescos, que los fabricantes montan (como prácticamente el resto de la configuración de su producto) por una pura cuestión de imagen.

Viene a cuento de estos divertidos vídeos:

Hoy se estila, especialmente en la mamarrachada de los SUV (que es como la Heineken, la cerveza de quien no sabe de cervezas, y ni siquiera le gusta), diseñar los coches con unas ruedas gigantescas.

– Anchuras enormes, 225, 235, 245… que antes estaban reservadas a coches de muchos cientos de caballos y conductores con capacidad para exprimirlos, montadas por pura estética en coches familiares. Ridículos. Esas anchuras no sólo incrementan el consumo de combustible, también incrementan la tendencia al aquaplaning (en lluvia esos neumáticos tienen un comportamiento muy peligroso, es crítico cambiarlos sin esperar a llegar al límite de desgaste legal). Y como vemos, en barro y nieve no agarran nada (porque el neumático no se clava, patina, al disminuir la presión entre neumático y superficie).

– Diámetros descomunales (17, 18 e incluso 19″) que, unido a la anchura, aumentan el peso del conjunto. No sólo del vehículo, sino de las masas no suspendidas, lo cual impacta directamente en la eficacia de la amortiguación. Además, más masa a más distancia del eje aumenta el momento polar de inercia: más dificultad para acelerar o frenar. Y, por último, aumenta el efecto giroscópico: resistencia a cambiar de dirección e introducción de un par de vuelco al hacerlo.

– Perfiles ultrabajos (45-40-35) hacen al neumático proclive a deformaciones y llantazos (incongruente con la pretendida imagen campera que compran los SUVnormales), además de limitar la capacidad de amortiguación (por eso son pneuma-ticos y no ruedas macizas como en los inicios de la automoción). Así, esta función queda encargada en exclusiva a muelles y amortiguadores, que deben ser menos firmes para no hacer la conducción insufrible, con los movimientos parásitos que eso conlleva.

Desde un punto de vista ecológico es absurdo: aumentamos el consumo de combustible, y también de goma en la fabricación de esos rodillos negros. Una parte pasa al ambiente en forma de contaminación por micropartículas al rodar, y lo que queda al cambiarlo plantea un serio problema para su reciclaje.

Para la economía, estoy aburrido de ver SUVnormales con sus enormes ruedones que, cuando toca el primer cambio, ponen las ruedas Nisu más cutres porque no se pueden permitir unos buenos neumáticos. Y éstos son la parte más determinante en el comportamiento del vehículo, más que el mismo coche. Además, hay quienes cuando se enteran del precio de los neumáticos, apuran el cambio, lo cual es temerario con estas anchuras en cuanto caiga un buen chaparrón.

Y precisamente en cuanto al comportamiento, la mayor anchura proporciona un incremento del grip en seco que no lo necesita el 99,99999% de los conductores, que van pisando huevos (si de verdad quisieran correr, no se comprarían un SUV) y empeora todo lo demás.

Como curiosidad, os dejo las medidas usadas en el WRC, bestias de casi 400CV pilotados radicalmente a un nivel que sacaría el corazón por la boca a cualquier mortal.

Si, tienen menos goma que la que monta el más cutre de los SUV, llevado por un totolhaba para ir al Carrefú o una zurraspa para cargar con su puta prole hasta el colegio.

Cada vez me asquea más el camino que está tomando la automoción.

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21 agosto 2020

El hombre como estorbo

Filed under: Tecnología — Nadir @ 19:16

Tomo hombre en su acepción de ser humano; esto es, la mujer también estorba. Y ahora explico a qué me refiero.

Corvo nos ofrece una noticia que ni siquiera es tal: que una IA ha derrotado a un piloto humano en un combate simulado.

Hay que explicar una cosa: era un combate aéreo de dogfight, es decir, basado en maniobras extremas y usando sólo los cañones para derribar al oponente. Remarco esto porque es precisamente el tipo de enfrentamiento en el que un piloto humano tiene más opciones contra una máquina. Pero desde hace décadas ésta ya no es la forma usual de enfrentamiento, sino una guerra de sensores y contramedidas más allá del rango visual del piloto, en el que combaten dos escuadrillas de aviones en algo parecido a una partida de ajedrez con el aire por tablero.

Hace ya seis años que hablé sobre el uso de la inteligencia artificial en los aviones militares. Y remarcaba su superioridad frente a un piloto humano, no sólo para misiones aburridas y rutinarias como la vigilancia, o expuestas como las de reconocimiento, supresión de defensas antiaéreas o incursión en un espacio aéreo controlado por el enemigo. Es que la IA es aún más apta para la labor de pilotaje más exigente: el combate aéreo.

El aire es, a diferencia de una carretera, un medio continuo en el cual evoluciona el avión, con una dinámica fácil de modelizar. Como decíamos, en un combate BVR (beyond visual range), realmente el piloto humano es sólo un estorbo, lento y falible en el proceso de detección y derribo. Los sensores de la nave detectan la nave enemiga, avisan por un interfaz al piloto, que debe tomar la decisión de seleccionar el arma, confirmar el objetivo y disparar. Aunque se trabaja en sistemas que procuran hacer este proceso mucho más intuitivo, intercalar un piloto humano introduce un retraso en la respuesta que puede ser decisivo. Para una IA, la secuencia entre la detección y el disparo supone milisegundos.

¿Por qué es útil tener un piloto humano? Para situaciones en las que haya que evaluar el componente “político” de la cuestión. Por ejemplo, una incursión de aparatos de un país rival, pero con el que no existe un conflicto abierto. Normalmente, los pilotos humanos evaluarán la amenaza y el comportamiento del intruso e intentarán que la sangre no llegue al río, conduciéndolo fuera del espacio aéreo. El humano está muy bien para estos roces periódicos, para estas labores de policía. Pero en caso de conflicto abierto, que se supone que es para lo que se construyen los aparatos más evolucionados, no hay duda: la electrónica lleva las de ganar. No sólo es más rápida en la toma de decisiones, sin titubeos. Como decíamos, en la mayoría de las situaciones el piloto recaba la información de su entorno de la propia máquina, información que debe procesar. La máquina ya la conoce. Y no es sólo el uso del armamento (en el caso del cañón, con una precisión demoledora, podéis ver el vídeo del dogfight); es que en las maniobras, el piloto no tiene un control directo de las superficies de control, sino que introduce las órdenes en el joystick y el avión interpreta sus deseos y calcula cómo debe actuar sobre ellas para cumplir esa orden. Es decir: en realidad, el ordenador ya está pilotando el avión. En los modernos cazas con supermaniobrabilidad, un piloto humano no sería capaz de pilotarlos. Sólo que hasta ahora, la voluntad de qué hay que hacer (porque el cómo lo calcula el avión) está encargada a un piloto humano. Con la IA, capaz de aprender estrategias de combate e interactuar entre los miembros de un ala como si fuera una única mente, ya no hay razón para no entregarle ese control al ordenador.

No hay razón… operativa. Sin duda, una máquina no tiene miedo, pero tampoco conciencia, bondad o compasión. De acuerdo que la formación militar pretende extirpársela a los futuros pilotos, pero el ser humano siempre tiene ese espacio de imprevisibilidad, que puede provocar que un piloto se rebele y desacate las órdenes recibidas. La máquina no siente náusea de ejecutar las mayores atrocidades. No nos engañemos, no hubo muchas tripulaciones de bombarderos que se rebelasen ante salvajadas como el bombardeo de Dresden, de Tokyo o la campaña de exterminio que acabamos de comentar en Indochina. Simplemente la máquina presenta un 100% de obediencia, unos decimales más que un militar bien adoctrinado en el culto a la patria (y a su nómina, la soldada).

Situémonos ahora en un hipotético combate aéreo real, entre aviones pilotados por humanos y por máquinas. No es ya que la IA no acusa el cansancio, el nerviosismo… es que no está sometida a los límites fisiológicos de un mono sin pelo que la evolución no diseñó para volar. Un dron puede ejecutar giros que harían desvanecerse a un piloto humano. Además, un avión no tripulado no debe sacrificar un espacio para albergar al piloto (la sección frontal puede ser poco más que la sección del compresor), ni cargar con el peso añadido de todos los interfaces para que comprenda lo que está ocurriendo (una comprensión que para la máquina es natural e inmediata) y actúe en consecuencia. El procesador no necesita oxígeno para funcionar en altitud, ni lamenta la ausencia de asiento eyector.

En esas circunstancias, imaginad lo que debe pasar por la cabeza de un piloto humano que se enfrente a una máquina. El paralelismo sería el icónico enfrentamiento entre Kasparov y Deep Blue, hace ya un cuarto de siglo, pero con un añadido: el que perdiera la partida también perdería la vida. ¿Hubiera jugado el ruso igual de bien, sabiendo que se enfrentaba a la muerte, y a un oponente al cual esa posibilidad le era irrelevante?

Como decíamos, en un enfrentamiento convencional el combate sería entre grupos de varios aparatos, volando coordinados. La IA puede sacrificar uno de ellos (por ejemplo, usándolo como cebo), igual que se avanza un peón para lograr una posición ventajosa en el tablero. ¿Podría reproducir la misma estrategia el ala humana?

En definitiva, no estamos hablando de ciencia ficción, sino del presente. Esto lo comprendí inmediatamente, al maravillarme con los progresos de la conducción autónoma en la automoción. Si puede conducir un coche en la vida civil (donde se exige un 100% de fiabilidad), llevar un avión militar es pan comido para la electrónica (en una situación de guerra la incertidumbre es asumida como inherente al entorno, un sistema que funcione bien el 99% de las veces es perfectamente asumible).

Por todo ello, me sigue maravillando la estupidez política de aún siquiera considerar que los desarrollos de aviones de sexta generación (como el FCAS francoalemán, ya que no europeo) puedan tener la opción de ser pilotados por un humano. Aviones que serán entregados no antes de finales de la próxima década, cuando ya a día de hoy un piloto humano es un estorbo y un lastre.

La historia nos enseña que cuando un ejército ha sabido aprovechar los progresos tecnológicos de su época (y pienso en la fundición de hierro, el estribo, el arco recurvo o los carros de guerra, antiguos y modernos), al poco tiempo ha habido que actualizar los mapas políticos.

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2 julio 2020

El coche a pilas XI: el desarrollo de una nueva marca

Filed under: Tecnología — Nadir @ 9:33

Comentaba Beamspot en la pasada entrada, y tiene toda la razón, es también perro viejo, que un concepto excelente puede ser un completo fracaso comercial si el producto no es bien recibido por el público. Personajes como Steve Jobs o Elon Musk no sobresalen por capacidad técnica, muy limitada en ambos casos (los dos juntos no tenían conocimientos ni para diseñar un boli). En lo que destacaban ambos es en ser buenos comunicadores, lo cual les permitía lograr invertir el funcionamiento del mercado: que la oferta cree su propia demanda. Esa es su verdadera genialidad, y no es poco. Son los representantes de toda una saga de vendedores de crecepelos, embaucadores y demás charlatanes de feria, que consiguen convencer a un calvo de que les compre un peine. Parece que una presentación peyorativa y en modo alguno lo es: tan necesario para una iniciativa empresarial es tener un buen producto, como lograr su aceptación por el público.

Dejemos de hablar de nuevos ídolos empresariales (casi prefería los old good times, en los que la idolatría se limitaba al mundo del fútbol y la música) y centrémonos en el tema que nos ocupa, los coches eléctricos. Y, en este capítulo, cómo plasmar un cambio de paradigma en la automoción en una marca verdaderamente disruptora, que revierta el proceso de gigantismo y barroquización tecnológica, y ofrezca a la sociedad un modo más eficiente de cubrir sus necesidades (cuando existan) de transporte privado: vehículos eléctricos económicamente ventajosos no sólo en el coste de adquisición, sino de uso. Lo cual no sólo comporta un consumo frugal, sino perseguir la robustez y la reparabilidad (ambas claves para la vida útil de un vehículo, recordemos la vieja hacha del abuelo) por medio de la sencillez y limpieza de diseño, y la modularización y estandarización de los nexos entre los diferentes subsistemas.

Verbi gratia, normalizar las dimensiones y resistencias del anclaje de las pinzas de freno, para crear un estándar en la industria que facilite la creación de una rica y efervescente industria auxiliar especializada, cuya competencia en base a unas pocas referencias normalizadas estimulen la calidad y la innovación y rebajen los precios.

En términos informáticos, sería pasar del sistema cerrado de un iMac (único concepto que existe en el mundo de la automoción) a un sistema abierto, con protocolos y puertos estandarizados para asegurar la interoperabilidad de los componentes producidos por fabricantes superespecializados: un ordenador clónico que consigue batir las prestaciones del ordenador de marca por una fracción de su precio.

Pues bien: vamos a describir los pasos que deberíamos seguir para crear un nuevo fabricante de automóviles, éste sí con afán de cambiar el rumbo de la industria de la automoción. Coches diseñados a conveniencia de los usuarios, no diseñados para maximizar el beneficio de los fabricantes a cuenta de aquellos (cliente-vaca lechera, al que se sigue ordeñando cada vez que se rompe la junta de la e-trócola fuera de garantía, pues no va a tirar por quinientos euros un coche que costó más de treinta mil).

Para ello, la nueva marca debe desprenderse del concepto de coche que se ha ido creando alrededor del motor de combustión interna. Hacer tabula rasa tanto en la cabeza como en el tablero de diseño y partir de otro paradigma, comprendiendo las ventajas y las limitaciones asociadas a una motorización eléctrica por baterías químicas. Sencillez, ligereza y eficiencia del propulsor, pero baja densidad energética del “combustible” utilizado. Hay que comprender estas limitaciones y concebir un nuevo vehículo y una nueva movilidad comprendiendo y aceptando estas restricciones.

El camino que ha tomado la industria, siguiendo la estela de Tesla, es tomar el concepto de un vehículo convencional, retirar el motor térmico y atiborrarlo de baterías. Y aún añadirle más complejidad al sistema con una exuberancia de sistemas electrónicos, siguiendo más la finalidad comercial que de utilidad práctica. Esto es un error de base, no han comprendido que un BEV no es ni tiene por qué ser como un térmico. Por este camino, la movilidad eléctrica seguirá siendo un capricho para niños ricos aficionados a las cacharradas electrónicas, normalmente como segundo coche en la unidad familiar, para realizar lo que los anglosajones llaman conmuting, es decir, desplazamientos cotidianos que deberían ser servidos por transporte público en el marco de un modelo urbanístico y de ordenación del territorio racional.

E insisto una vez más, todo debe partir de esos dos pilares: urbanismo y ordenación del territorio. El modelo de gringo de viviendas unifamiliares en urbanizaciones a decenas de kilómetros del centro de la ciudad es energéticamente depredador, económicamente ineficiente y ambientalmente insostenible. Y lo seguirá siendo por mucho que cambiemos el sistema de propulsión del vehículo privado, así use como vector energético polvo de hadas o pedos de unicornio.

En un coche a baterías la energía embarcada es un bien escaso: aprovéchala. La propulsión eléctrica es sencilla: no compliques el vehículo, sobrecargándolo de sistemas innecesarios. No quieras replicar un térmico, con todos los vicios que los térmicos han ido adoptando estos años, y aún añadiendo más peso, volumen y cacharradas.

Pero para que veáis que no le tengo manía al bocachancla de Musk: considero que la estrategia comercial en los inicios de Tesla no fue desacertada. Primero se creó una potente imagen de marca con un deportivo (básicamente, un Lotus Elise descapotable a pilas), mientras ponía a punto las capacidades de producción.

Exacto, ése es el camino: entrar en un segmento minoritario pero de mucho prestigio. Si sabes hacer un buen deportivo, demuestras que tienes capacidad de diseñar un buen turismo, por eso las marcas se gastan cantidades de pastarrufa demenciales en la Formula 1 u otras competiciones del motor.

El nuevo fabricante que yo propongo también usaría un deportivo como punta de lanza para introducirse en la industria. Un deportivo absolutamente radical (por ejemplo, arneses en lugar de cinturones), pero a precios populares. Un pack de baterías pequeño, con autonomía modesta (unos 200km, más que suficiente para cubrir el día a día e ir a hacer curvas el Domingo a la mañana), mantendría el peso del conjunto a raya. Gracias a su vez, y esta es la recursividad de la ecuación que planteaba en la pasada entrada, a que el peso (y sección frontal) del conjunto ya era contenido. Si reducimos la masa a un cuarto, con un motor y un pack de baterías mucho más pequeños logramos las mismas aceleraciones que con los cientos de caballos de un mamotreto. Pero, ojo: a la entrada en la curva agradeceremos la diferencia en kilos, la misma diferencia para pelearse contra el crono en pista que hay entre blandir un estilete y un garrote. Incluso en carretera, no te quieras ver en la tesitura de que has entrado colado en una curva ciega de radio decreciente, o con humedad inesperada, con un trasto de dos toneladas. Efectivamente, para controlarlo en esas situaciones apuradas necesitarás de ABS, ESP, ASR y del resto de combinaciones ternarias del abecedario. Con pocos kilos y bien recogidos, controlar una situación comprometida es menos peliagudo: el vehículo ofrece un comportamiento innato más sano. No hay que corregir con aditamentos electrónicos un comportamiento dinámico viciado como ocurrió en el mundo de la aviación con el 737 MAX.

La idea, pues, es ofrecer un coche a los aficionados del motor, a los enamorados de la conducción en toda su pureza. La brutal capacidad de aceleración y el exquisito tacto al acelerador que tiene un eléctrico irían convenciendo a los más quemados, en principio los más recalcitrantes antagonistas del vehículo eléctrico. Podría ser una configuración de asientos 1+2, como decía, dejando abierta la evolución a un monoplaza de competición. También se podría pensar en crear una copa monomarca para darle más relumbre.

Otra idea sería desarrollar a partir de la misma plataforma del deportivo un roadster para los más pijos. A fin de cuentas, es una mera adaptación del diseño original, y siempre queda pintón para presentar una marca e irla situando en el mercado como un fabricante de productos atractivos, sugerentes, dinámicos.

El principal enemigo a batir es quedar etiquetada como una “marca para pobres”, como coches para quien no pueda permitirse las tanquetas que produce la industria (y la tendencia al abigarramiento, con la inexorable generalización de los PHEV sólo va a ir a más). Adoptar un estilo de automoción espartano debe verse como una opción inteligente, no como una necesidad o una imposición (aunque sí que debería reducirse el máximo legal de la masa de los turismos, por la seguridad de todos los usuarios de la vía).

El diseño tendría que estar sometido a la aerodinámica, pero evitando que fuese raruno, de difícil digestión. Al revés, tiraría más a una estética clásica y continuista. Ya bastante cambio le estamos metiendo al comprador con un coche en el que, por ejemplo, puede que quede a la vista parte del bastidor (especialmente si se optara por el de travesaños). En las motos siempre ha sido motivo de orgullo, desde las primeras Yamaha con su Deltabox, mostrar la bonita doble viga de aluminio abrazando el depósito.

Aquí la mitiquísima ZXR con el primer sistema de admisión presurizada, buscando la caja del filtro a través del depósito. También es verdad que los moteros no somos tan gilipollas, no tenemos el cerebro enlatao para andar con esas chorraditas de ocultar la estructura del vehículo en vez de mostrarla impúdicamente.

Cuando ya la marca tuviera cierto prestigio entre los aficionados al motor (que son los que hacen muchas veces de consejeros en la decisión de compra de un familiar o amigo); sinónimo de coches eficaces, con excepcional comportamiento dinámico y, al mismo tiempo, no muy caros, muy fiables y sencillos de reparar… vendría el desembarco con las versiones destinadas al público generalista. Propongo configuraciones de 1+2+1 y 1+2+3, con algo más de altura libre al suelo y estética menos agresiva, pero siempre con la idea en mente de reducir peso y sección frontal al máximo, siendo la premisa principal de diseño.

Por poner un ejemplo, con el cambio a motor eléctrico se nos va buena parte del ruido mecánico. Con neumáticos de menor perfil, el ruido de rodadura. Y con menor sección frontal y diseño sometido a la eficiencia aerodinámica, el ruido aerodinámico. Por lo tanto, nos podemos ahorrar la mayoría si no todo del aislamiento acústico, que no es poco peso. La idea es devolver al conductor el contacto con la carretera, recuperar el placer de conducir. Una reacción a la tendencia de aislar al conductor del entorno, a la par que se le priva de implicación en la conducción con el objetivo declarado de convertirlo en un pasajero más. No se trata de prohibir este modelo elitista (a fin de cuentas contar con un chófer electrónico), sino de ofrecer una alternativa para aquellos que no consideren conducir una carga y no quieran gastarse decenas de miles de euros en un vehículo que les libere de ella.

Y ya, a mayores, se puede introducir un vehículo todoterreno. Pero no la soberana mariconada de los SUVnormales, que no dejan de ser turismos con más chapa pero sus mismas capacidades camperas. No, ni hablar, un fabricante debe ser honesto, no engañar a sus clientes con menor cultura automovilística (más expuestos a modas) con productos que pretenden ser algo que no son. Yo propongo la introducción de un todoterreno puro, que haga valer otra de las ventajas potenciales de un vehículo eléctrico: la posibilidad de montar un motor en cada eje (incluso uno por cada rueda), permitiendo entonces una capacidad de tracción excepcional (se puede dosificar a cada rueda el par máximo que es capaz de transmitir sin patinar en condiciones de agarre precario de forma milimétrica, permitiendo salir de situaciones muy comprometidas).

Un vehículo sencillo, robusto, económico, con una capacidad de tracción excepcional y bajo consumo, que además permite ser recargado en casa sin necesidad de bajar a la gasolinera de la villa, sería un caramelito para la población rural. En el campo no se necesitan pantallitas, camaritas ni LIDARs, no hay dinero para pagarlas ni para sustituirlas cuando se rompan con el primer golpe. Igual que la mayoría de la gente no puede permitirse gastarse el sueldo íntegro de varios años en un turismo, pues el mundo es mucho más grande que California.

A fin de cuentas, lo que yo propongo es desarrollar un fabricante de vehículos eléctricos para el mundo real. Que gane dinero, cómo no, pero cubriendo las necesidades de los conductores en vez de sangrarlos (en muchos casos con la ayuda de directivas y regulaciones merced al estrecho contacto que tienen con los legisladores). Que Tesla se quede vendiendo coches a privilegiados, la nueva marca podría ofrecer un producto para el 99% (literalmente, un volkswagen). Y vendiendo vehículos económicos con pequeño margen, pero para una clientela potencial de un tamaño descomunal, hay posibilidad de ganar mucho, mucho dinero.

¿No se habla ahora de reindustrializar España? Pues ya tenéis una idea.

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23 junio 2020

El coche a pilas X: el camino

Filed under: Tecnología — Nadir @ 21:14

La publicidad nos vende que el futuro de la automoción es ésto:

Un Tesla 3, el vehículo que propone Musk a precios populares. 49.000€ la versión básica. 1.750kg de bicho, de los cuales 540kg son de batería.

Ahora vamos a jugar con esta calculadora de vehículos eléctricos.

Y yo propongo otro vehículo, una electrificación sobre la base del Lotus Super Seven de 755kg. El chasis no es precisamente tecnología de vanguardia, el diseño original tiene ya seis décadas, se podría mejorar muchísimo, pero por la solera que tiene voy a tomarlo como ejemplo.

Metemos datos en la calculata, ceteribus paribus et dominus vobiscum y… la batería, para los mismos 409km de autonomía, sale en 276kg. Mitad de peso y mitad de precio. Y es que esa es la clave. Al reducir peso y tamaño (sección frontal) del vehículo, también reducimos el tamaño de batería requerida, que a su vez reduce la masa total y… entramos en una espiral virtuosa de reducción de peso. Con 750kg de coche ya puedes prescindir de la dirección asistida o del servofreno. Lo cual es un ahorro de peso, de dinero, de potencia consumida por la bomba y problemas mecánicos asociados. Con ese peso las llantas pueden ser más pequeñas, los neumáticos de menor sección, los brazos de suspensión más esbeltos, las pinzas menos masivas… menos peso. Podemos prescindir de las estabilizadoras, del ESP porque el comportamiento natural del vehículo ya es sano y fácil de pilotar… Como todo aficionado a la mecánica de competición sabe, aligerar un vehículo es la vía más directa para mejorar su comportamiento. No añadirle caballos: bajarle kilos. No hay ninguna razón técnica para que un utilitario de 5 plazas tenga un peso en seco de más de 500kg.

Lo de que sea descapotable es opcional, ¿eh? Añadir un techo de policarbonato no añade más que dos o tres kilos y mejora la aerodinámica. Cogí este cochiño como ejemplo por lo bonito, y para demostrar que un diseño de mediados del siglo pasado puede seguir siendo efectivo. ¿Y sabéis qué? También con una instrumentación más ergonómica, más adecuada para cumplir su cometido que las pantallitas que la industria automovilística ha puesto de moda (para justificar sus absurdos precios).

El camino para hacer posible la generalización de los vehículos eléctricos a baterías es diametralmente opuesto al que la industria está tomando. Y no lo hace por casualidad, sino para su propio provecho, y a costa de la sociedad que debe dedicar mayor parte de su riqueza para proveerse de un servicio de movilidad privada, tanto en la producción de esos vehículos cargados de mergalladas electrónicas completamente innecesarias como en la producción de la energía que despilfarran esas tanquetas con ruedas.

Con un diseño más limpio y sencillo, creamos vehículos que cubren la misma función de forma más eficiente en energía, y en economía: menor coste de adquisición y menor coste de uso (menos energía consumida y menos cosas que se pueden romper, que ojito el día que falle algún sistema de estos nuevos vehículos con sobreabundancia electrónica, el dueño va a llorar).

¿El problema? Que las marcas nos tienen bien calados, y nadie quiere ir con un coche de pobre.

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AMPLIACIÓN:

Tengo la sensación de estar diciendo siempre lo mismo. Para aportar algo más a esta entrada, que ayer ya no me daba tiempo, voy a explicar un poco la ecuación de la energía de un vehículo que emplea la calculadora de baterías que enlazo. Es muy larga pero bastante sencilla.

Eb=[(1/2·ρ⋅Cd⋅A⋅v³ + Crr⋅Wt⋅g⋅v + Tf⋅Wt⋅g⋅v⋅Z)/ηbw + 1/2·Wt⋅v⋅a(1/ηbw−ηbw⋅ηbrk)]·D/v

El primer término (1/2·ρ⋅Cd⋅A⋅v³) calcula la energía necesaria para vencer la resistencia aerodinámica al avance. ρ es la densidad del aire, v es la velocidad media, cuyos valores dependen de las circunstancias de conducción. Aquí hay dos valores sobre los que podemos trabajar para reducir el consumo de energía: la sección frontal A y el coeficiente aerodinámico Cd. Básicamente, la primera se reduce haciendo el coche más bajo y estrecho (es decir, no ser un SUVnormal), mientras que la segunda se trata de trabajar el túnel de viento para optimizar el diseño (muy interesante la configuración de asientos en 1+2, que permiten un morro en punta de lanza).

El segundo término (Crr⋅Wt⋅g⋅v) es la energía de rodadura. Podemos trabajar sobre el coeficiente de rodadura Crr de los neumáticos buscando un compromiso entre resistencia a la rodadura y agarre. En ello están las marcas neumatiqueras, pero no esperemos milagros al respecto. Sobre la aceleración de la gravedad g poco podemos hacer. Así pues, aquí el término fundamental es la masa total del vehículo Wt. En la medida que la reduzcamos, este término decae en relación directa.

El tercer término (Tf⋅Wt⋅g⋅v⋅Z) es el potencial, la energía necesaria para vencer la pendiente Z del camino (pendiente neta, diferencia de altitud entre el origen y el destino). Aquí, de nuevo, aparece como variable (el resto son las circunstancias de la vía) la masa del vehículo.

Para expresarlo dimensionalmente como energía hay que multiplicar por el tiempo, es decir, D/v, y luego considerar el rendimiento de la batería y el motor, ηbw.

El cuarto término (1/2·Wt⋅v⋅a(1/ηbw−ηbw⋅ηbrk)) es la energía necesaria en las aceleraciones, menos la recuperada en las deceleraciones por el freno regenerativo, ηbrk. Aquí, de nuevo, volvemos a encontrarnos con la masa del vehículo como principal variable (también podemos mejorar la eficiencia del motor, diferencial, palieres y eficiencia de carga y descarga de las baterías, pero hay poco que rascar porque son eficiencias por encima del 95%). También multiplicado por D/v para calcular la energía.

La suma de los cuatro términos nos da la energía total que deben acumular las baterías para realizar un trayecto D, en este caso la autonomía del vehículo. Ojo, es la energía almacenada por las baterías, para dimensionarlas en función de la autonomía deseada, la energía que consumimos para recargarlas es algo mayor al tener que tomar en cuenta el rendimiento de carga.

Y la clave de toda esta entrada es apreciar cómo la sección frontal A es la variable determinante en el primero de esos términos, y la masa Wt de los otros tres. El resto, podemos pulir la aerodinámica (primando la física sobre la estética) y optimizar el rendimiento de las baterías, pero ya digo que especialmente en esto último hay poco margen de mejora pues estamos ya cerca de un rendimiento del 100%.

Sobre la sección frontal, poco hay que decir. Coches más estrechos y bajos. La longitud sólo afecta ligeramente al coeficiente de penetración.

Y sobre la masa, factor determinante en los otros tres términos, destacar que ésta es el peso del coche, más el equipaje, más el pasaje, más el pack de baterías. Y la energía la podemos expresar en términos de masa del pack de baterías, conociendo la densidad energética de éstas y el factor de empaquetamiento, esto es, la masa total del pack (circuitos de protección y control, refrigeración…) respecto a la masa de las baterías. Por lo tanto, aparece la masa de las baterías a ambos lados de la igualdad. Lo cual es la expresión matemática de ese ciclo vicioso/virtuoso del que os hablaba: incrementos de peso precisan de incrementos ulteriores en el tamaño de las baterías que, a su vez, originan un mayor peso y consumo de energía.

En resumiendo: coches más pequeños y ligeros precisan de menos baterías embarcadas, lo cual redunda en un menor consumo, precio y mejor comportamiento dinámico. Como es obvio, o debería serlo al menos. Pero la industria sigue el camino contrario. Y el público compra lo que la publicidad le educa a desear.

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