Una innovadora tecnología surcoreana aprovecha el movimiento de los vehículos y la electricidad estática para limpiar el aire urbano y capturar el polvo generado por los frenos.
- 🚗 Coches que purifican el aire: el sistema aprovecha el flujo de aire generado durante la circulación para capturar partículas contaminantes.
- 🌬️ Hasta un 95 % de eliminación de PM2,5: las pruebas muestran una eficiencia de filtración de al menos el 95 % para estas partículas y del 99 % para partículas de entre 2,5 y 10 micrómetros.
- ⚡ Sin grandes ventiladores adicionales: utiliza fuerzas electrostáticas y el movimiento natural del vehículo para reducir el consumo energético.
- 🛞 También captura el polvo de los frenos: un segundo dispositivo recoge partículas producidas por el desgaste de las pastillas y los discos.
- 🔋 Funciona incluso estacionado: con alimentación inalámbrica y el ventilador del radiador, el vehículo puede continuar filtrando aire cuando está aparcado.
- 🔬 Probado en automóviles reales: los investigadores han verificado su funcionamiento en vehículos convencionales, aunque todavía falta evaluar su durabilidad a largo plazo.
Un equipo de investigadores de Corea del Sur ha desarrollado una tecnología que podría cambiar la relación entre los automóviles y la contaminación urbana. En lugar de limitarse a reducir las emisiones de los vehículos, el sistema permite capturar partículas contaminantes del aire mientras el coche circula, aprovechando el movimiento del propio automóvil.
La solución, desarrollada por el Instituto Coreano de Maquinaria y Materiales (KIMM), combina un purificador electrostático integrado en la parrilla delantera con un dispositivo que recoge el polvo generado por los frenos.
Los investigadores ya han instalado la tecnología en dos vehículos comerciales, un Kia Carnival y un Hyundai Sonata, y han comprobado que puede filtrar aproximadamente 1.800 metros cúbicos de aire por hora, con una alteración del consumo de combustible inferior al 1 %.
Cómo funciona un coche que limpia el aire mientras circula
La principal innovación consiste en transformar la parrilla delantera del automóvil en un sistema de filtración electrostática.
Cuando un vehículo avanza, el aire entra de forma natural por su parte frontal. Habitualmente, ese flujo se utiliza para refrigerar componentes mecánicos, especialmente el radiador.
Los investigadores han aprovechado ese movimiento para incorporar un dispositivo capaz de separar las partículas contaminantes del aire.
El proceso se desarrolla en tres etapas:
1. Entrada del aire contaminado. El movimiento del automóvil impulsa el aire exterior a través de la parrilla delantera, sin necesidad de utilizar un ventilador adicional de gran potencia.
2. Carga eléctrica de las partículas. Un conjunto de fibras de carbono extremadamente finas proporciona carga eléctrica a las partículas suspendidas en el aire. Estas fibras permiten trabajar con corrientes eléctricas reducidas y minimizar la formación de ozono.
3. Captura electrostática. Las partículas cargadas son atraídas hacia unas placas colectoras, donde quedan retenidas. El aire continúa circulando después de atravesar el sistema.
Esta tecnología se basa en un principio conocido como precipitación electrostática, utilizado desde hace décadas en instalaciones industriales para retirar partículas de los gases.
La diferencia es que los investigadores han adaptado el procedimiento a un automóvil, utilizando componentes compactos y aprovechando el flujo de aire que ya genera durante su funcionamiento.
Hasta 1.800 metros cúbicos de aire filtrados cada hora
Los resultados experimentales muestran que el dispositivo puede alcanzar eficiencias de captura especialmente elevadas.
En las pruebas realizadas a velocidades de 30 y 50 km/h, el sistema consiguió eliminar:
- Al menos el 95 % de las partículas PM2,5, cuyo diámetro no supera los 2,5 micrómetros.
- Al menos el 99 % de las partículas de entre 2,5 y 10 micrómetros, presentes habitualmente en el polvo urbano.
Según los investigadores, cada automóvil equipado con el sistema puede procesar aproximadamente 1.800 m³ de aire por hora.
Esta capacidad resulta interesante porque las partículas PM2,5 pueden penetrar profundamente en el sistema respiratorio y están asociadas a importantes riesgos para la salud.
Sin embargo, existe una distinción fundamental: el 95 % corresponde a la eficiencia de captura del aire que atraviesa el dispositivo, no a una reducción del 95 % de la contaminación de una calle.
La mejora real de la calidad del aire urbano dependería de factores como la cantidad de vehículos equipados, las condiciones meteorológicas, la concentración de contaminantes y la circulación del aire entre edificios.
Por el momento, no se ha demostrado experimentalmente una reducción equivalente de la contaminación ambiental a escala urbana.
Un segundo dispositivo recoge el polvo que generan los frenos
La investigación no se limita a purificar el aire que entra por la parrilla delantera.
El equipo también ha desarrollado un mecanismo para capturar una fuente de contaminación que está adquiriendo cada vez más importancia: las partículas producidas por el desgaste de los frenos.
Cada vez que un automóvil frena, la fricción entre las pastillas y los discos desprende pequeñas partículas que pueden dispersarse por el entorno.
Estas emisiones no proceden del tubo de escape y, por tanto, también afectan a los vehículos eléctricos, aunque la frenada regenerativa puede reducir considerablemente el uso de los frenos convencionales.
Para abordar el problema, los investigadores instalaron un pequeño colector electrostático detrás de la pinza de freno.
Su funcionamiento aprovecha una característica física del propio desgaste: las partículas pueden adquirir carga eléctrica durante el rozamiento entre las superficies.
Gracias a ello, el dispositivo puede atraerlas hacia sus placas colectoras sin incorporar un sistema adicional de carga eléctrica ni una bomba de aspiración.
Durante las pruebas realizadas siguiendo el ciclo internacional de conducción WLTC, el dispositivo consiguió recoger aproximadamente 22,2 miligramos de polvo de freno por kilómetro recorrido.
Esto equivale a unos 10 gramos de partículas capturadas cada 450 kilómetros.
Aunque pueda parecer una cantidad pequeña, se trata de material particulado que, de otro modo, podría dispersarse en el entorno inmediato del vehículo.
También puede purificar el aire cuando está aparcado
Otra característica del proyecto es su capacidad para continuar funcionando cuando el automóvil permanece estacionado.
Los investigadores han incorporado una solución de transferencia inalámbrica de energía que permite alimentar el sistema desde una infraestructura de aparcamiento compatible.
En estas condiciones, el automóvil puede utilizar el ventilador de su radiador para impulsar aire a través del dispositivo de filtración.
De esta manera, un vehículo estacionado podría actuar como un pequeño purificador ambiental.
La propuesta abre la posibilidad de estudiar aplicaciones en aparcamientos, instalaciones de transporte o zonas urbanas especialmente expuestas al tráfico.
No obstante, este modo de funcionamiento necesita alimentación eléctrica externa y una infraestructura específica, por lo que no estaría disponible automáticamente en cualquier plaza de aparcamiento.
¿Cuánta energía consume este sistema?
Uno de los principales retos de incorporar dispositivos de descontaminación a los vehículos es evitar que el consumo energético adicional termine anulando parte de sus beneficios ambientales.
El diseño surcoreano intenta resolver este problema aprovechando recursos que ya existen en el automóvil.
Durante la circulación, el propio desplazamiento proporciona el flujo de aire necesario. Además, las fibras de carbono permiten generar la carga eléctrica con una corriente relativamente baja.
En las pruebas realizadas con el Kia Carnival y el Hyundai Sonata, la variación del consumo de combustible después de instalar el sistema se mantuvo dentro del 1 %.
Este resultado sugiere que la tecnología podría integrarse sin una penalización energética importante.
Sin embargo, para determinar su balance ambiental completo todavía sería necesario estudiar el consumo eléctrico, la resistencia aerodinámica, la fabricación de los componentes y las necesidades de mantenimiento durante toda su vida útil.
Una tecnología que llega cuando Europa empieza a regular el polvo de los frenos
La investigación coincide con un cambio importante en la normativa europea sobre contaminación del transporte.
La regulación Euro 7 introduce requisitos para las emisiones de partículas procedentes del desgaste de los frenos, ampliando el control de la contaminación más allá de los gases de escape.
Este cambio responde a una realidad cada vez más relevante: electrificar el transporte elimina las emisiones directas del tubo de escape, pero no hace desaparecer automáticamente las partículas generadas por los neumáticos, los frenos o el desgaste de la calzada.
En este contexto, los dispositivos de captura en origen pueden complementar otras estrategias, como la frenada regenerativa, la reducción del peso de los vehículos y el desarrollo de materiales de fricción menos contaminantes.
La tecnología de KIMM presenta una ventaja interesante: no exige diseñar un automóvil completamente nuevo, sino que utiliza elementos que ya forman parte de vehículos convencionales.
Esto podría facilitar su integración futura, aunque todavía no se ha anunciado una comercialización a gran escala.
Qué falta para que estos coches lleguen a las calles
Los resultados obtenidos son prometedores, pero la tecnología continúa en fase de desarrollo y validación.
Los investigadores deberán comprobar cómo se comporta el sistema durante periodos prolongados de circulación, especialmente cuando las placas colectoras acumulan polvo o están expuestas a lluvia, humedad y suciedad.
También será necesario determinar la frecuencia de limpieza, el coste de fabricación y mantenimiento y el procedimiento adecuado para gestionar las partículas recogidas, evitando que vuelvan a dispersarse en el medio ambiente.
Otro aspecto pendiente es cuantificar su impacto real sobre la calidad del aire de las ciudades.
La eficiencia de un purificador individual no permite conocer por sí sola cuánto disminuiría la concentración de partículas contaminantes si miles de vehículos incorporasen el dispositivo.
El equipo de KIMM prevé continuar con las pruebas de durabilidad y funcionamiento en condiciones reales.
La propuesta no sustituye la necesidad de reducir el tráfico contaminante, mejorar el transporte público o impulsar la movilidad activa. Sin embargo, introduce una posibilidad complementaria: aprovechar los automóviles que ya circulan para retirar parte de la contaminación atmosférica y capturar partículas directamente donde se generan.
Si las siguientes pruebas confirman su eficacia y viabilidad económica, los futuros vehículos podrían incorporar sistemas que no solo emitan menos contaminantes, sino que también contribuyan a retirar una parte de los que ya están presentes en el aire.
Más información: A charger-free electrostatic precipitator for collecting triboelectrically charged brake wear particles
Vía www.kimm.re.kr
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