La mirada del mendigo

16 julio 2022

¿Compensa comprarse un eléctrico?

Filed under: Tecnología — Nadir @ 18:14

Creo que es la pregunta que casi todos los que piensan adquirir un vehículo nuevo se están haciendo. No hay una respuesta categórica, pero para aportar algún elemento de juicio subo unos cálculos que estaba haciendo para consumo interno.

Uso dos coches, el Hyundai Kona (para cuando el KIA Karallo) y el Peugeot 208, que tienen versiones térmicas y eléctricas, para facilitar la comparación.

Con los precios actuales de la energía:

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Con unos costes energéticos que vuelvan a la normalidad:

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Por supuesto, este cálculo está lleno de asunciones. La fundamental, la vida útil. Considero que la vida útil del vehículo es la del propulsor, en el caso de motores térmicos, y la batería, en el caso de eléctricos. Y la vida útil de la batería depende de su capacidad y del tipo de refrigeración (también de la química y, por supuesto, de la intensidad de carga y descarga… pero para no meternos en honduras).

En el caso del coste, también habría que calcular el coste financiero (intereses / amortización), la tributación de las ayudas del plan Moves, el riesgo asumido de invertir decenas de miles de € de chapa y cristal rodando por las carreteras y el coste de asegurarlo… Pero lo dicho, esto es una primera aproximación.

El resto de costes los asumo constantes, si por una parte el eléctrico consume menos pastillas de frenos y nada de aceite, consume más neumáticos, palieres y rótulas y, al final, eso es lo de menos.

Yo creo que las claves que decantarán la balanza son:

  1. La longevidad del resto de órganos eléctricos, motores, rectificadores… Si aguantan lo que la batería o no. Eso lo iremos viendo con el tiempo.
  2. El tipo de uso que se espera hacerle al vehículo. Para viajes muy superiores a su autonomía, los tiempos de recarga y la degradación que sufre la batería por la carga rápida hacen que el eléctrico sea inadecuado. En ciudad, desde luego, el eléctrico es el rey. Ahora bien, en ciudad deberíamos usar transporte público (o motocicletas eléctricas). Usar un coche para desplazar una o dos personas es una usurpación de un bien limitado como es el espacio público urbano.

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22 abril 2022

Tampoco coche

Filed under: Tecnología — Nadir @ 0:55

En las movilizaciones que acabaron cristalizando en el 15M, había un lema recurrente: no tendré casa en la puta vida. Hoy, una década más tarde, podemos extender la afirmación al coche. Los dos pilares básicos del nivel de bienestar mínimo de una familia trabajadora de finales de siglo, comprarse un pisito con una hipoteca a 10 años y un modesto utilitario con un crédito de la financiera de la marca, son ahora quimeras para todo joven que no tenga un sólido respaldo familiar.

Somos cada vez más pobres, pero la fábrica de ideologías lo disimula poniendo de moda estas carencias. Para qué quiero una vivienda en propiedad y vehículo que no me puedo permitir si soy un joven dinámico y urbano. Y dentro de nada, qué más me da que suba el precio de las proteínas animales si soy vegetariano, una renuncia vendida como elección, estrategia tan moderna como las fábulas de Esopo: las uvas están verdes.

Me pregunto hasta cuando la clase trabajadora seguirá tragando con esas patochadas progres sin declarar incumplido el contrato social y romper la baraja.

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20 febrero 2022

Eficiencia del transporte terrestre de viajeros

Filed under: Energía,Ferrocarriles,Tecnología — Nadir @ 17:43

Como continuación al transporte de mercancías, y tras el resultado inesperado, hago una primera aproximación al transporte de viajeros, comparando los dos medios principales, el ferrocarril y el vehículo particular (el autobús queda como un término medio entre ambos). En esta ocasión, para hacer la comparativa más directa, escogeremos para ambos métodos de transporte la propulsión eléctrica (por catenaria en un caso y baterías el otro).

Esta entrada surge ante la desazón que experimenté el otro día cuando, caminando al lado de la vía del AVE gallego, coincidió que pasó el convoy camino ya de las Portelas y era una sucesión de asientos vacíos. Sólo vi un viajero, y se veía muy claramente el interior pues era ya casi de noche. Puede que hubiera alguno más que se me escapara, pero serían dos, tres, desde luego no llegarían a cinco. De acuerdo que era un día laborable de Febrero, pero mover todo un convoy de 300 toneladas para transportar a unos pocos viajeros es un dislate energético.

Creo que es palmariamente evidente en este caso que no tiene base esa dicotomía infantil entre medios de transporte buenos (santos, ecológicos, sostenibles…) y medios del demonio (contaminantes, insostenibles, etc). Todo depende de cómo se utilicen y, en este caso, es fundamental conocer la ocupación media de uno u otro.

Antes de nada, hay que remarcar que estamos haciendo una comparación entre medios diferentes con sus características propias. A favor del tren, especialmente de alta velocidad, está la comodidad del trayecto (incluso desde el punto de vista del que viaja como acompañante en el turismo y no debe prestar atención a la conducción) y, sobre todo, la brevedad del mismo (llegar en dos horas y cuarto a Ourense, tras atravesar dos cadenas montañosas y toda la Meseta que se abre entre ellas es un portento admirable, sin duda ninguna). A favor del turismo, la flexibilidad en el origen y el destino de ese trayecto, que puede ser determinante a poco que uno de los puntos, o ambos, estén alejados de la estación. Y yo creo que lo más importante a la hora de decantar la decisión entre uno u otro medio de transporte: la posibilidad de disponer del vehículo una vez en destino.

Bien, vamos a tomar como referencia de un BEV uno de los que estimo como más racionales y mejor diseñados, el Hyundai Ioniq.

El consumo es fácil de obtener. El homologado en el ciclo WLTP es de 13,8 kWh/100km, pero es de esperar un consumo más alto en autovía a la velocidad máxima de la vía. En este espacio dan una cifra de 16,8 kWh/100km que me parece una cifra coherente con las características de este vehículo (una reducida sección frontal, buena aerodinámica, un peso no demasiado disparatado y unos neumáticos con dimensiones racionales). Suponiendo una recarga en enchufe doméstico, podemos estimar una eficiencia del 95%. Así que habremos retirado de la red eléctrica 0,177kWh/km.

Y ahora, la parte complicada ¿cuánto consume un AVE?

Como primera aproximación, y quisiera que entre todos fuéramos afinándola como hicimos con las mercancías, tomo este dato de la Wikipedia:

La serie 103 tiene previsto un consumo de respectivamente 11400 kWh, 13400 kWh y 14800 kWh para 300 km/h, 320 km/h y 350 km/h para el trayecto Madrid-Barcelona.

Escogemos la velocidad más baja, que aún así es notablemente más del doble de la que legalmente podría llevar el automóvil, y conociendo la distancia de esa línea (620,9km) obtener el consumo medio es trivial:

18,36 kWh/km.

Ahora, no queda más que poner en relación las ocupaciones (absurdamente bajas en las líneas españolas) a las que se igualan los consumos. El Hyundai es un vehículo de cinco plazas, así que vamos a calcular la ocupación del tren que supondría un consumo equivalente a cada caso de ocupación del turismo.

1 plaza –> 104 viajeros
2 plazas –> 208 viajeros
3 plazas –> 311 viajeros
4 plazas –> 415 viajeros
5 plazas –> 519 viajeros

Como referencia, el Siemens Velaro E que opera Renfe tiene una capacidad en configuración simple de 404 viajeros, el moderno Talgo S-112 «pico-pato» tiene 365 plazas (438 los Avlo, eliminando la cafetería y la clase preferente), mientras que el Alstom Euroduplex de doble piso que opera OuiGo (nombre estúpido con que la SNCF opera en España) tiene 509 asientos. Por ahí anda también el Avril.

Es decir, para ocupaciones por debajo del 26% del tren (tomando como referencia la Serie 103 con la que hicimos las cuentas), es energéticamente más eficiente viajar en coche en solitario. Para una pareja, tomar el tren sólo sería la opción energéticamente más frugal si éste tiene una ocupación superior al 51%. Y en el caso de tres personas, la ocupación que equilibra las cuentas sube al 77%. Con cuatro viajeros es más eficiente el automóvil aunque lo comparemos con un convoy lleno.

Por lo tanto, eso me lleva a pensar si no habría sido mala idea, en vez de desarrollar costosísimas líneas de alta velocidad, pensar en formas de incrementar la ocupación de los automóviles como Blablacar o Amovens.

Lo que está fuera de toda duda es que lo que vi el otro día (y no sé hasta qué punto será representativo de la flamante línea gallega, quien tenga datos de ocupación de esa y otras líneas que haga el favor de compartirlos), mover un convoy para llevar a un puñadito de viajeros, es una barbaridad energética y, por lo tanto, económica.

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19 enero 2022

Eficiencia del transporte terrestre de mercancías

Filed under: Ferrocarriles,Tecnología — Nadir @ 22:35

Disculpen sus vuecencias la baja calidad de las entradas, pero lo cierto es que no tengo ni tiempo ni ganas de más.

Si la comparativa entre un coche y una estufa os pareció extraña, como la velocidad y el tocino, hoy os propongo otra con términos algo más semejantes: el tren de mercancías (con tracción Diesel) y el camión.

¿Cuál es más eficiente? La respuesta parece obvia, el transporte por ferrocarril es conceptualmente superior al reducir la fricción de rodadura y prácticamente eliminar la aerodinámica (es despreciable respecto al volumen transportado). Pero tenía curiosidad de saber cuáles eran los números en cada caso, y aquí os muestro mis hallazgos.

Primero, el dato más asequible, la autonomía de un moderno trailer. Por ejemplo, una tractora Actros que es de las más populares en las carreteras europeas.

Consumo en autovía, que es lo más parecido en carretera al rodar de un tren: 24,2 l/100km cargado con 40 toneladas de peso total del conjunto (27.785 kg de carga útil). Eso nos da 0,87 l/(t*100km).

Ahora, un dato más complicado de obtener, el consumo de una locomotora. No encuentro muchas referencias, pero cojo por ejemplo este artículo de una compañía de ferrocarriles gringa. Nos habla de 492 ton-miles per gallon de media para su flota. Pasando a nuestras unidades y forma de expresar los consumos: 0,48 l/(t*100km). Corregido para tomar en cuenta sólo el payload o carga útil, considerando que supone los 3/5 de la masa total del convoy: 0,8 l/(t*100km)

Acercándonos a nuestro terruño, he encontrado algún estudio que combina el consumo de tracción térmica y eléctrica, así que lo desecho, pero indagando en foros treneros llego a otro interesante documento con un párrafo que transcribo:

Como cifra orientativa puede darse el que una locomotora de alrededor de 3.000 KW de potencia, circulando a plena carga por un trayecto en rampa de 15 milésimas llega a consumir hasta 10 litros de gasóleo por kilómetro. En cambio, con esa misma carga en sentido descendente, no llega a consumir ni siquiera un litro por kilómetro. Entre estos consumos extremos, las publicaciones especializadas y los propios constructores suelen dar una cifra de consumo medio de 4,5 litros/km para una locomotora de 2.500 KW remolcando trenes de hasta 800 t por líneas ferroviarias de perfiles medios.

Bien, ya tenemos una cifra para el caso español (interesante, pues son convoyes mucho más cortos que los gringos). 4,5 l/km para un tren de 800 t, 428 t de carga útil, nos da un consumo de 0,87 l/(t*100km). Que es bastante coherente con el anterior resultado.

Así, resumimos:

Tren USA = 0,8 l/(t*100km)

Trailer = 0,87 l/(t*100km)

Tren España = 1,05 l/(t*100km)

¿Mucha o poca diferencia? Eso ya, que cada uno opine. Yo me esperaba una diferencia mayor, y creo que podría aumentarse trabajando sobre la eficiencia de las locomotoras. No en vano estamos enfrentando al tren a una tractora novísima que es la punta de lanza de la tecnología en motores de automoción pesados. Aunque por otro lado, el camión debe trabajar cumpliendo unas estrictas normas de contaminación (Euro VI, para camiones) que aumentan leve pero perceptiblemente el consumo, mientras que las locomotoras pasan olímpicamente del tema. De hecho, que yo sepa, ni siquiera usan un gasóleo desulfurado, y por supuesto ni hablar de EGR, inyecciones de urea o filtros antipartículas. El transporte por ferrocarril es, como habíamos previsto y ahora comprobado, más eficiente que el transporte por carretera. Ahora, en emisión de sustancias nocivas, está en niveles de los camiones de hace 40 años. Es una máquina de contaminación masiva (y los aviones, otra, y los barcos ya ni te cuento incluso ahora que han prohibido el bunker al acercarse a costa).

Desde luego, un punto que puede ser definitivo a favor del ferrocarril es la facilidad con que puede ser electrificado en comparación con el transporte por carretera (que tampoco sería ninguna proeza, y ya hay tramos en pruebas con catenaria para camiones). El camión tendrá siempre la baza de la flexibilidad en el origen y el destino, y la limitación de que se necesita un conductor, con sus tiempos de descanso, para cada «pequeña» carga de 32 toneladas.

Por cierto, recuerdo que el gasóleo para tracción ferroviaria no paga el Impuesto Especial sobre los Hidrocarburos que sí paga el camionero. Así que está generando unas externalidades en forma de contaminación que no le son imputadas, desvirtuando la competencia.

¿Conclusión? Pues la conclusión de siempre, que no hay conclusión, que en el mundo de la tecnología no hay santos ni demonios, que la física es tozuda y no entiende de favoritismos, y que al final unos y otros son diferentes modos de transporte y tecnologías que están a nuestro servicio para cubrir de forma conjunta una necesidad. Cuál sea más conveniente en cada caso no es una cuestión a la que se pueda responder de forma predeterminada. Dejemos los dogmas para la puta religión.

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NOTA: Consumos corregidos a raíz de la información aportada en el comentario 3, donde se da justificación de las taras consideradas en el cálculo. Recomiendo su consulta y debate.

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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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