La mirada del mendigo

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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31 mayo 2020

Semiconductores

Filed under: Tecnología — Nadir @ 20:30

Estaba echando un vistazo al sector de los componentes electrónicos, en el cual se está produciendo una gran concentración, en especial en el caso de los microprocesadores más avanzados. Por debajo de los 10nm, sólo hay dos fabricantes (foundries): Samsung y TSMC (Taiwan Semiconductors Company). Intel ya ha desistido de fabricar sus diseños y pasa a subcontratarlos, igual que hacen AMD, Nvidia o Qualcomm. No sé si la china SMIC ha entrado ya en el selecto grupo.

Pero realmente, donde la concentración es máxima es en los SME, semiconductor equipment, esto es, las empresas que fabrican las máquinas que producen esos microprocesadores. Si fabricantes de procesadores hay pocos, fabricantes de equipos hay sólo un puñado, copando las cuatro primeras más del 60% del mercado. Pero además, entre estas cuatro copan las máquinas necesarias para fabricar la última generación de chips. El resto se queda para la fabricación de arquitecturas que pronto se quedarán obsoletas. Estas cuatro son Applied Materials (USA), Tokyo Electron (Japón), LAM Research (USA) y ASML (Holanda).

No, Españistán ni está, ni se la espera. Pero sus universidades son punteras y sus estudiantes, lo mejor del mundo. La generación mejor formada, abundancia de mano de obra bien cualificada y todas esas ridículas mentiras autocomplacientes con la que la clase política os come la oreja (y a cambio os piden que vosotros les comáis el culo).

Pero en el curso de estas pesquisas, he aprendido que en el mundo de los semiconductores hay un cuello de botella, y que éste se sitúa en Veldhoven, una villa al sur de Eindhoven. Ahí es donde tiene su sede ASML.

Veréis, para lograr mayores densidades de transistores en un microprocesador, las maquinas que los fabrican deben ser cada vez más precisas. Precisas hasta llegar a sólo un orden de magnitud superior al atómico (un átomo de silicio tiene un radio de 111 picómetros). Aunque este límite natural a la ley de Moore se está intentando soslayar con arquitecturas en 3D, la aproximación directa exige fotolitografías empleando como haz de luz una fuente con una longitud de onda muy corta, casi en el rango de los rayos X. Se trata de la EUVL, extreme ultra-violet lithography. Por así decirlo: un bisturí de luz (no visible, un chorro de fotones) extremadamente afilado. La cuestión es que sólo hay una empresa que sea capaz de fabricar equipos de litografía de este tipo, imprescindibles para bajar de los 10nm: ASML. Y sólo lo ha sido tras unas brutales inversiones en R&D, en las cuales han participado sus propios clientes (que además apoyaron con la adquisición de un paquete accionarial), Samsung, TSMC e Intel. Es decir, ASML ha diseñado la máquina en estrecha colaboración con sus clientes, lo cual puede ocurrir en otros segmentos de la industria, pero en este caso la especialización era extrema y la simbiosis, absoluta. Hay otras empresas produciendo máquinas de fotolitografía, las japos Canon y Nikon, pero hace tiempo que se apearon del carro de la EUVL debido a sus exorbitantes costes de desarrollo y sólo producen en la tecnología anterior, la DUVL (Deep…). Así que, como podéis imaginar, ASML se puede permitir el lujo de vender sus máquinas con un margen bruto casi del 60%.

Cada maquinita de éstas la vende a 120 millones de dólares.

ASML

¿Que por qué os cuento esto? Bueno, me pareció interesante. Es de este tipo de cosas de las que deberíamos estar hablando, porque son las que realmente configuran el presente y futuro de las sociedades, lo que explican que unas sociedades sean ricas y prósperas y otras… tengamos que estar pidiendo limosna a las primeras para reparar lo que destruyó nuestra propia incompetencia. Porque es completamente justificado, y en este espacio lo llevamos años denunciando, quejarse por los mecanismos de evasión fiscal como el dutch sandwich o el double irish. Pero eso no quita que la economía holandesa esté simplemente a otro nivel de competitividad que la española. Vosotros pensad simplemente ¿a qué distancia está el tejido empresarial español de producir una máquina como la de arriba? Desde el palurdismo progre se desconfía de las grandes empresas y se beatifica a las PyMEs (una purrela de mediocridad e ilegalidades). A ver cómo el taller del tío Manolo iba a producir algo así, cuando ni siquiera las grandes japos tuvieron capacidad para desarrollarlo. Pero luego bien que compramos móviles con procesador Exynos, Kirin o Snapdragon de última hornada, y no nos conformamos con menos, ¡hombrepordiós!

¿A qué distancia estamos de que en España surja no ASML, sino cualquiera de las empresas mencionadas en este breve repaso al sector de los semiconductores? Pero parecemos putos árabes, mucho quejarse de que nos tienen manía, ensalzar la grandeza de nuestra raza y linaje (los españoles somos gentes preparada, con inventiva, y blablabla), pero en modo alguno poner en cuestión las causas que nos han llevado a la decadencia.

Por cierto, sólo ASML es responsable de buena parte del incremento en la balanza comercial que los Países Bajos han disfrutado estos años.

En España sólo Inditex, y a otra escala Grifols, han sido capaces de competir en los mercados internacionales no regulados, es decir, sin cobijarse bajo la sombra del Estado, única forma que tiene el empresario español de obtener beneficio. El resto del IBEX35, del Continuo y de las no cotizadas (a excepción de Mercadona y un par más), una basura. Una basura como la universidad española, como los títulos que regalan, como la mano de obra que forman. A pesar de lo que os cuente el NO-DO. España es una mierda, socialmente, culturalmente, pero también económicamente.

Y ahora volverán a llover millones de Europa, volverán a engordar los bolsillos de los que a buen árbol se arriman, y continuará el declive de la industria española. Que siendo todos tan magníficos, nadie se lo explica. Es por la envidia que nos tienen.

Bueno, para quien le interese profundizar un poco en el tema de los SME:
The Health and Competitiveness of the U.S. Semiconductor Manufacturing Equipment Industry
Changes Coming at the Top in Semiconductor Equipment Ranking
We Are Upgrading ASML’s Moat to Wide Thanks to Its EUV Leadership

Y por cierto, sobre la patochada de nacionalizar Nissan, del coletas. Es lo que tiene el coletas: toda su vida se ha preparado para lograr hacerse con el poder. Lo que pasa es que una vez ahí, no tiene ni puta idea de qué hacer con él. Le falta la clase de formación que no se aprende con carreritas del chichinabo. A ver, listillo ¿nacionalizas el qué? ¿las naves? Eso no vale nada, son sólo bloques y cemento. La maquinaria que valga para algo se la llevarán a Sunderland, aunque después de años sin inversiones lo que quede será poco menos que chatarra. Y las licencias y patentes pertenecen a Nissan/Renault, que es quien proveía de las piezas clave (motorizaciones…) que se ensamblaban en la Zona Franca.

Muy bien, el Estado paga por quedarse con esas naves. ¿Y? ¿Ahora qué coño fabricas? Si no sabemos ni diseñar un tornillo, que toda la capacidad de diseño está fuera, aquí sólo tenemos una muy limitada ingeniería de producción. Si tienes un producto competitivo, lo de la nave es lo de menos. Pero tienes una línea de ensamblaje de automóviles, así que se supone que quieres fabricar automóviles. ¿Qué automóvil? ¿Un 600? Si hasta eso lo copiamos de los italianos. Una fábrica de baterías eléctricas, he oído por ahí. Eso suena como muy ecolo, muy guai. Sí, eso sí que estaría dentro de nuestras capacidades tecnológicas. Pero el desarrollo de las celdas, es de los chinos o coreanos. Luego vienen aquí, y las apilamos, ponemos cables, sensores y empaquetamos. Eso sí que se podría hacer en España. O en México, o en Malasia. Pero vamos, que para eso no hace falta quedarse con una nave vieja con máquinas obsoletas, en cualquier nave lo montas. ¿Y tienes la forma de ser competitivos, para vender esos packs más baratos que mexicanos o malayos? ¿A quién? ¿Quién nos va a comprar esos packs ensamblados por nuestra cuenta y riesgo? Necesitas que esa planta forme parte de un gran grupo industrial, esos que no les gustan a los progres conscientes de sus privilegios y su puto huerto urbano.

Estoy de escuchar tontadas hasta los putos cojones. Se puede ser de derechas, se puede ser de izquierdas, pero lo que tiene delito es ser tan tonto como un asqueroso progre viviendo en el puto país de la piruleta, proponiendo berzotadas de parvulario. Señores, el edificio no aguanta más ocurrencias. Esto se desmorona. Y por lo que a mí respecta, ya procuraré que no me pille debajo. Allá vosotros…

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28 noviembre 2019

El problema de las emisiones en los nuevos motores de gasolina

Filed under: Tecnología — Nadir @ 22:02

Una entrada breve, de aclaración, que surge al darme cuenta que las anteriores se han quedado un poco cojas al tratar de explicar por qué los nuevos motores de gasolina (que son prácticamente todos de inyección directa y turbocomprimidos) tienen problemas de emisiones, hasta el punto de que es común que un coche de gasolina actual (también híbridos) contamine más que un Diesel equivalente.

Si no sabes de qué va toda esta historia, te sugiero pinchar en la categoría de Tecnología y empezar a leer.

Recapitulemos un poco. La inyección directa llegó primero al mundo del Diesel con los TDI en los 80 (en realidad es mucho más antigua, de hecho los primeros Diesel eran inyección directa, pero se abandonó en la automoción ligera por su alta rumorosidad), y en estos últimos años se ha generalizado también en los gasolina. La idea de mover los inyectores de los colectores de admisión a la cámara de combustión es permitir un control más preciso del combustible inyectado, en el momento preciso.

A diferencia de los Diesel, que funcionan en exceso de aire, los gasolina (los MEP, motores de encendido provocado, es decir, con bujías o Ciclo Otto, todo esto también vale para motores de combustibles gaseosos) trabajan próximos a la mezcla estequiométrica, esto es, una proporción fija de combustible (gasolina, metano, butano…) y comburente (el O2 del aire) para que la combustión sea eficiente. Sin embargo, este límite se supera con la inyección directa, permitiendo que los MEP puedan funcionar con dosados pobres. Esto se debe a que el inyector crea una región (una nube) en la cámara de combustión donde la relación sí es la estequiométrica, siendo el resto del espacio en la cámara ocupado por aire.

O, al menos, esta es la teoría. En la práctica esta mezcla estratificada, que es el nombre técnico, no es tan perfecta. Hay regiones de la nube en las cuales falta O2 para completar la reacción, teniendo como consecuencia un incremento en las emisiones de:
– CO, un gas tóxico que se produce en las combustiones en atmósfera reductora, pobre en oxígeno, en vez de la forma completamente oxidada, el CO2 (prácticamente inerte)
– las temidas partículas de hollín (PM), originadas por una combustión incompleta del combustible debido a esa falta de O2

El aumento en la emisión de partículas también tiene otra razón. Veréis, para que la reacción de combustión se produzca de forma eficiente, los reactivos deben estar en fase gaseosa. Con el oxígeno no hay problema, pero con los combustibles líquidos empieza a haberlo. Ahora entenderéis por qué con el gasóleo (un aceite) hay que inyectarlo a presiones tremendas (en el common rail se alcanzan presiones hasta de 2.500 bar, que es una locura), debemos atomizarlo al extremo para facilitar su paso a fase gaseosa y que pueda reaccionar rápida y completamente con el oxígeno. Con la gasolina, inyectando en los colectores no teníamos ese problema: el chorro de combustible se unía al caudal de aire y, cuando ingresaba en la cámara de combustión, ya se había vaporizado. Pero al inyectar dentro de la cámara, hemos reducido el tiempo que tiene el chorro de gasolina para vaporizarse, y la realidad es que no lo llega a hacer completamente (especialmente en dos casos muy concretos, a alto régimen porque no da tiempo, y a bajo régimen y plena carga porque el motor no consigue aspirar suficiente aire ni crear una turbulencia que ayude a mezclarlos), quedando microgotitas que, al pasar el frente de llama por ellas, se transforman en esas partículas de hollín. Y recordad: los motores de gasolina giran más rápido que los Diesel de igual cilindrada, de ello ahí radica su ventaja: más potencia (que es par por velocidad de giro) con menor peso. Son motores más ligeros debido a que soportan menores esfuerzos, merced a su menor relación de compresión (relación del volumen del cilindro cuando el pistón se encuentra en el PMI, es decir, abajo, y en el PMS, arriba).

¿y por qué hablo de la Rc? Porque está directamente relacionada con el último contaminante que, siendo propio de los motores Diesel, vuelve a repuntar en los gasolina: los NOx. Como los habituales del blog sabréis ya de memoria, los óxidos de nitrógeno se originan cuando se juntan oxígeno y nitrógeno molecular (es decir, aire) a altas presiones y temperaturas. Es decir, las condiciones que se dan en un motor Diesel debido a que trabajan a mayores relaciones de compresión (no tienen bujía, son motores de encendido por compresión, usan la presión en el interior de la cámara según el pistón sube y comprime la mezcla para inflamarla). Ahí está la ventaja de los Diesel, porque cuanto mayor es la Rc, mayor es su rendimiento termodinámico. Ahora sabéis la razón de que los Diesel consuman menos.

¿Qué buscaban los fabricantes con la inyección indirecta? Acercarse a los consumos de los Diesel con un ciclo Otto y, para ello, aumentaron la relación de compresión (os recomiendo a los interesados estudiar los motores SkyActive de Mazda, elegancia de diseño es buena ingeniería). El problema para hacerlo es que, en un gasolina, esto provoca la detonación (y no combustión) del combustible, el temido picado de biela que puede destruir un motor en poco tiempo. Pero inyectando en la cámara de combustión, enfriamos la mezcla (calor latente de la gasolina al vaporizarse) justo en el lugar y momento que deseábamos, retrasando la detonación. ¡Bien! De esta forma podemos tomar los dos caminos clásicos en la búsqueda de potencia: aumentar la Rc y adelantar el encendido.

Y sí, la teoría funciona, los motores de gasolina de inyección directa tienen cifras de potencia específica (potencia en relación a la cilindrada muy altas). Pero… si quieres parecerte a un Diesel, también empiezan a aparecer los problemas de un Diesel. Con un turbocompresor aumenta el rendimiento volumétrico (en plata, eres capaz de meter a empellones más aire en cada pistonada); aumentando la relación de compresión aumenta el rendimiento (esa mayor cantidad de aire que hemos aspirado, es constreñida en un espacio más exiguo); pero mayores presiones en la cámara de combustión comportan… óxidos de nitrógeno (esa parte no esperéis escucharla en el vídeo publicitario anterior, pero lo he añadido porque las animaciones son muy buenas, ya me gustaría haber estudiado así motores).

Para evitar esos NOx hay que recurrir un engendro como la EGR (impuesta a los Diesel ya en la Euro IV, y que los nuevos gasolina por las razones enunciadas empiezan a montar), que ensucia el motor y destroza la respuesta a bajo y medio régimen (cuando está funcionando). Para los que no sepáis lo que es, consiste en coger parte de los gases de escape, calientes, pobres en oxígeno y muy sucios, y volverlos a meter al motor, mezclados con el aire limpio, fresco (y, por lo tanto, más denso) y oxigenado que debería estar aspirando. No, no es broma, así funciona la EGR. Puedes hacer la prueba tú mismo: ponte de frente a otra persona, nariz con nariz, y respirando lo que la pareja exhala. A ver cuántos segundos tardas en apartar la cara, agobiado. Falta oxígeno. Esa es la clave.

La EGR viene a ser como intentar arroparse con una manta demasiado corta: si tiras de ella para tapar el bozo acabas descubriendo los pies. Haces recircular los gases para reducir los NOx, pero aumentas el CO, las partículas el consumo y, por ende, el CO2 debido a una deficiente combustión. Dicho de otra forma, por seguir teniendo derecho a entrar en las ciudades con nuestro coche, estamos aumentando el consumo y emisiones de CO2 sobre un 15-20% (al menos en motores Diesel, es lo que se recupera con una reprogramación al anular la válvula EGR y la válvula de mariposa de admisión que le da servicio, más las preinyecciones y demás filigranas inyectoras que dejan de centrarse en la eficiencia para obsesionarse con los NOx, que la prensa ha convertido en la única sustancia contaminante que sale de un tubo de escape).

Espero que este artículo haya servido para explicar de forma comprensible el origen de las emisiones contaminantes de los motores de gasolina. Ahora, vuestro turno: comentarios, dudas… no quiero que nadie se pierda.

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23 noviembre 2019

Musk superándose

Filed under: Tecnología — Nadir @ 15:52

La gente se ha quedado con la anécdota de los cristales rotos en la presentación de la pickup de Tesla.

Pero ese es el menor de los detalles. De hecho, me parecería aún peor que no se hubiesen roto (un cristal blindado pesa un mundo, y estamos hablando de un vehículo de uso civil, no militar).

La atrocidad llegó antes (minuto 2), cuando empezó a justificar su “diseño” con una argumentación, digamos, rocambolesca. Que un chasis autoportante o en escalera no hace ninguna otra función. ¿?¿?¿? ¿Y qué otra función hacen el motor, el cambio de marchas o un volante? Que son un peso muerto, como un saco de patatas. ¿Y las baterías?

La genial idea es move the mass to the outside. Es decir, exactamente la premisa opuesta al buen diseño de un vehículo, que procura concentrar las masas sobre el centro de gravedad para elevar la rigidez del conjunto y disminuir los momentos de inercia en todos los ejes.

A renglón seguido, el bocachancla aclara cuál es la idea que tiene en mente: we create a exoskeleton. Ah, vale, acabáramos. Parecía que estaba dando una justificación técnica, y lo que está haciendo es una performance publicitaria con palabrería pseudocientífica para vender su crecepelos infalible.

Voy a explicar sucintamente cuál es la función del chasis de un coche. Tenemos dos ejes, cuatro ruedas no siempre apoyadas en el mismo plano, y debemos unirlos con una estructura lo suficientemente rígida para soportar los esfuerzos de tracción/compresión pero, sobre todo, flexión a los que estará sometida, especialmente la de un todoterreno.

Mirad esta foto:

En este momento, el chasis está siendo sometido al mismo tipo de esfuerzo que vosotros realizáis para escurrir un calcetín después de caer en un río. Para realizar este trabajo, se requiere una estructura que una los dos ejes de la forma más directa posible:

El chasis de escalera, lo que distingue a un todoterreno serio de una patochada para SUVnormales.

Además de todo ello, el chasis debe ir recogiendo el peso de motor/cambio, pasaje y carga (prolongación de la escalera, en la foto). Ya está, con esto ya podríais rodar. El resto de la chapa es un mero envoltorio, para proteger de las inclemencias del tiempo y hacer bonito (más allá de alguna tubería extra para protección de los pasajeros en caso de impacto lateral o vuelco).

¿Qué pasa si move the stress to the outside skin? Que necesitamos mucho más material para igualar la rigidez. Como posible, es posible, pero sería estúpido. Incluso para Tesla. Por eso NO es el camino que ha tomado, y la comparativa con la aeronáutica y el stressed-skin design es para caérsele la cara de vergüenza. El fuselaje de un avión une de la forma más directa posible las superficies de sustentación y de control, que es donde se producen los esfuerzos. Igual que un chasis de escalera hace en un coche.

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Es falso que la carrocería del pickup de Tesla tenga una función estructural relevante. ¿Cómo la podría tener, si está llena de agujeros por todos los lados? Agujeros llamados puertas, capot, maletero y, encima, techo acristalado.

¿Cuál es el único plano que no está agujereado? El piso, exactamente donde se encuentra el verdadero chasis del Cybertruck y que no será muy diferente al del S (lógicamente reforzado):

Una aproximación a los diseños de chasis en cajón de Colin Chapman en los primeros Lotus, propia de los vehículos eléctricos (puesto que en ese cajón van las baterías, bien separadas del habitáculo, sólo porsiaca).

El resto del envoltorio sólo juega un papel secundario en la rigidez del conjunto, igual que cualquier otro chasis autoportante. Es acojonante la capacidad de este pollo en inventar la sopa de ajo.

Sin embargo, y por eso os traigo el caso, la vergonzosa teletienda que se montó el aussie es muy interesante, no desde luego en la parte técnica sino sociológica. Tesla lleva años vendiéndole coches al pijo de California y ahora quiere hacer lo mismo con el paleto de Nebraska. ¿Qué ha quedado en su cerebro de hamburguesa al ver esa presentación? Exoskeleton, bullet proof, armor glass, rocket steel, corre más que un 911 y jala más que un F150, al que deja empequeñecido (y ya es un puto mamotreto). Más que un vehículo de trabajo, es un transporte de tropas futurista, el Hummer del futuro. Así es como se vende, y estoy convencido que puede funcionar en ventas. La cosmovisión del gringo rural se reduce a un entorno en rápida transformación que percibe como hostil, amenazante, del cual defenderse con armas, muchas armas. El coche apropiado para semejante cabestro es, desde luego, algo muy poderoso, agresivo, militar. Una maza de derribo como argumento de venta de un automóvil, cuando crees que ya lo has visto todo…

La pregunta que se debe estar haciendo cualquier persona razonable del mundo civilizado es ¿para qué quiero que mi coche sea a prueba de balas? Entre las prioridades que yo tengo a la hora de comprarme un coche, lo de que sea blindado no figura en las doscientas primeras posiciones. Que sea ligero, sin embargo, está entre las tres primeras (las otras dos son que se tenga bien en curva y que sea barato).

Por ahora es sólo un concept (los discos de freno necesitan refrigeración, y un volante de rueda completa está muy visto, pero es mucho más funcional), aún quedan años para que ese engendro entre en línea de producción, y ya vendrá el tío Paco con las rebajas de especificaciones y/o aumento de precio. Pero The Show Must Go On y Musk necesitaba sacar otro conejo de la chistera para mantener tranquilos a los acreedores y entusiasmados a los accionistas. Gringos. Porque cualquiera que no tenga bacon and eggs dentro del cráneo debe haber sufrido vergüenza ajena, un verdadero bochorno, al ver la teletienda de ayer, mezcla de remake cutre de Mad Max y peli porno gay. Lo de los cristales rotos es lo de menos.

Y no nos olvidemos, todo esto es save the planet y muy ecofriendly. Los designios de Dios son inescrutables…

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