Camiones con una dieta baja en calorías
Los milagros no suceden
El futuro ideal sería así: echar unos cuantos troncos al motor del coche y conducir cientos de kilómetros. Teóricamente, esto solo es posible con una eficiencia fantástica del 95-99%. En la práctica, la humanidad ha dependido durante mucho tiempo de combustibles fósiles y no renovables. Sin embargo, hubo épocas en las que los coches se alimentaban con madera, carbón e incluso turba. Estos fueron intentos de adaptar los vehículos a una dieta baja en calorías. Los resultados distaron mucho de ser ideales, pero para su época, estos vehículos eran bastante funcionales.
historia El desarrollo de los vehículos de combustible sólido comenzó mucho antes de la aparición de los generadores de gas. En 1801, el ingeniero francés Philippe Le Bon patentó un diseño para un motor alimentado con gas de madera, y en 1823, el ingeniero británico Samuel Brown construyó uno de los primeros motores de gas prácticos aptos para funcionar con este combustible. Estos experimentos fueron en gran medida de laboratorio, pero sentaron las bases para el desarrollo posterior de la tecnología.
Es importante aclarar aquí la diferencia entre una máquina de vapor y un generador de gas.
Maquina de vapor
Una máquina de vapor es una central eléctrica en la que el agua se calienta en una caldera hasta convertirse en vapor, que luego se impulsa a presión hacia cilindros para realizar trabajo mecánico. La primera máquina de vapor a gran escala sobre ruedas fue un carro francés. artillería Oficial Nicolas-Joseph Cugnot - Fardier de Cugnot, construido en 1770. Dieciocho años después, James Watt creó una máquina de vapor de doble efecto.
Un generador de gas tiene un diseño diferente. No es un motor propiamente dicho, sino un dispositivo auxiliar que produce gas combustible mediante la combustión incompleta de combustible sólido en presencia de oxígeno limitado. Este gas se introduce posteriormente en un motor de combustión interna convencional con carburador.
Fardier de Cugnot
Una máquina de vapor reemplaza por completo un motor de combustión interna, mientras que un generador de gas simplemente adapta un motor existente para funcionar con combustibles alternativos. Una máquina de vapor ofrece un par motor impresionante a bajas velocidades, no requiere caja de cambios tradicional y puede arrancar bajo carga. Un generador de gas, en cambio, consume hasta un tercio de la potencia del motor y requiere una transmisión estándar. Una caldera de vapor tarda entre 30 y 40 minutos en alcanzar la temperatura de funcionamiento, mientras que un generador de gas tarda entre 15 y 20 minutos en encenderse.
Una máquina de vapor consume agua, mientras que un generador de gas no. Una máquina de vapor puede funcionar con troncos grandes sin una preparación cuidadosa del combustible, mientras que un generador de gas requiere troncos pequeños o carbón vegetal. Además, una central eléctrica de vapor es considerablemente más pesada y reduce significativamente su capacidad de carga. Los generadores de gas son más económicos, más fáciles de fabricar y se pueden instalar en chasis estándar sin grandes modificaciones. Sin embargo, ambos requieren atención constante: las máquinas de vapor sufren de acumulación de incrustaciones y desgaste de los sellos, mientras que los generadores de gas sufren de depósitos resinosos y filtros obstruidos.
La historia completa de los vehículos a gas comienza en 1901, cuando el ingeniero francés Georges Imbert demostró el primer vehículo funcional propulsado por gas. Su unidad, montada en la parte trasera del chasis, convertía troncos de madera en gas combustible mediante combustión incompleta. La mezcla resultante de monóxido de carbono, hidrógeno, metano y nitrógeno, con un poder calorífico de aproximadamente 5 MJ/m³, se introducía en el carburador de un motor convencional.
En la década de 1920, Imbert perfeccionó el diseño y creó el compacto Sistema Generador Imbert, apto para su instalación en prácticamente cualquier vehículo. Para 1930, más de 50 empresas en 17 países habían adquirido licencias para su uso. Francia se convirtió en uno de los primeros centros de adopción masiva. Peugeot produjo una versión del modelo 202 que funcionaba con gas de síntesis, y Panhard-Levassor creó el camión de tres ejes Panhard K110, capaz de funcionar con carbón vegetal y antracita. Para 1940, había más de 40 000 vehículos de gas de síntesis en Francia, y para 1944, en medio de un estricto racionamiento de gasolina, su número había alcanzado los 120 000. Los vehículos con chasis Berliet GDR y Renault AGK eran particularmente populares, utilizados para el transporte urbano, donde la baja velocidad no era un factor crítico.
Ante la escasez de petróleo, los alemanes depositaron especial esperanza en los generadores de gas.
Alemania, consciente de su dependencia de las importaciones de petróleo, implementó una política específica para sustituir los combustibles líquidos por gas de síntesis ya en la década de 1930. La Ley de Economía del Reich (Reichskraftwirtschaftsgesetz), aprobada en 1930, ofrecía incentivos a los propietarios de estos vehículos y subvenciones a los fabricantes. Como resultado, al comienzo de la Segunda Guerra Mundial, más de 300 000 vehículos propulsados por gas de síntesis estaban en funcionamiento en Alemania.
Körting AG desarrolló la serie de generadores de gas Kraft Körting para camiones de servicio mediano, mientras que Ernst-Werke produjo sistemas para camiones ligeros y automóviles de pasajeros. Mercedes-Benz equipó el modelo L 3500 con un generador de gas, mientras que Opel equipó el Blitz 3,6-36. Durante la guerra, dichos vehículos se utilizaron en servicios de retaguardia y apoyo, ahorrando gasolina para las unidades de combate. Incluso se desarrollaron proyectos para instalar generadores de gas en tanques El Pz.Kpfw. IV fue diseñado para su uso en la retaguardia, pero nunca llegó a producirse en serie. La empresa austriaca Saurer fabricó el camión Saurer 5 GF, propulsado por carbón y antracita, que tuvo gran demanda en las regiones montañosas.
Schulfahrzeug en el chasis Pz.Kpfw.I Ausf.A con equipo generador de gas
Los británicos adoptaron un enfoque diferente, apostando por vehículos a vapor. Uno de los vehículos más exitosos fue el camión volquete Sentinel S4, fabricado desde 1933. Funcionaba con carbón y podía transportar hasta 6 toneladas de carga. El Sentinel DG6, más potente y diseñado para 10 toneladas, se utilizaba en minas y obras de construcción. Foden Trucks fabricaba camiones a vapor, incluido el modelo C, que se empleaba en zonas rurales donde la gasolina seguía siendo cara. En la década de 1930, había aproximadamente 50 000 camiones a vapor en Gran Bretaña.
El barco de vapor británico Sentinel S4. Aquí no se menciona la generación de gas. ¡Pero qué empuje!
En Italia, que dependía de costosos combustibles importados, los generadores de gas se generalizaron entre 1940 y 1945. Fiat produjo una versión del camión 626GL que funcionaba con madera y carbón, mientras que Lancia ofreció el 3Ro, que funcionaba con coque y antracita.
En Japón, que sufrió una catastrófica escasez de petróleo tras 1943, los generadores de gas se convirtieron prácticamente en la única forma de mantener el transporte por carretera. Toyota creó una versión con generador de gas del camión GB, alimentada con carbón vegetal y briquetas de cáscara de arroz. Nissan e Isuzu produjeron vehículos similares. En Filipinas, Birmania y Malasia, el ejército japonés incluso instaló generadores de gas de campaña en chasis de Ford, Chevrolet y Bedford capturados. Estas soluciones improvisadas eran poco fiables, pero ante la ausencia total de gasolina, no había otra opción. Para 1945, se estimaba que el número total de vehículos con generador de gas en todo el mundo superaba el millón, lo que convirtió a esta tecnología en una de las alternativas más utilizadas en la historia del transporte motorizado.
Al mismo tiempo, los vehículos de vapor de combustible sólido también se desarrollaban en el extranjero. En Francia, la empresa Serpollet fabricaba vehículos de vapor desde principios del siglo XX; en Alemania, los camiones de vapor Hanomag operaron en las minas del Ruhr hasta mediados de la década de 1930; y en Estados Unidos, existían versiones de camión del Stanley Steamer y el White Steamer. Sin embargo, hacia la década de 1920, los vehículos de vapor prácticamente habían desaparecido en Estados Unidos, dando paso a vehículos con motores de combustión interna, mientras que en Gran Bretaña, el Sentinel y el Foden continuaron produciéndose hasta principios de la década de 1950.
Decisiones de la Unión Soviética
En la URSS, el desarrollo de vehículos a gas comenzó en 1928, cuando, a petición de NATI, el ingeniero B.S. Stechkin inició la creación de la primera unidad de fabricación nacional. Esta podía funcionar con troncos de madera de 10 a 12 cm de largo y de 3 a 8 cm de diámetro. El primer prototipo se montó sobre un chasis AMO-F-15 y se probó en 1930. El vehículo alcanzó una velocidad de 25 km/h y consumió aproximadamente 1,8 kg de madera por kilómetro. Tras las pruebas, se decidió producir un vehículo de serie.
ZIS-13
En 1935, la planta Stalin comenzó a producir el ZIS-13, una versión con generador de gas del ZIS-5. La unidad NAMI-G13, desarrollada bajo la supervisión del ingeniero L.N. Gakkel, se montaba a la derecha de la cabina y podía transportar hasta 100 kg de troncos. Al cambiar al gas del generador, la potencia del motor disminuía de 73 a 46 CV, y la velocidad máxima bajaba de 60 a 40 km/h. La autonomía con una sola carga era de aproximadamente 40 km, tras lo cual era necesario recargar y limpiar el filtro. A pesar de sus limitaciones, el ZIS-13 se utilizó en la industria forestal y en rutas rurales.
En 1939, fue reemplazado por el ZIS-21, que incorporaba el gasificador NAMI-G21, más avanzado. Gracias a un proceso de gasificación mejorado, la potencia aumentó a 52 hp, la velocidad máxima a 45 km/h, el consumo de combustible se redujo a 1,5 kg de madera por kilómetro y la autonomía con una sola carga aumentó a 80 km. El vehículo podía funcionar no solo con troncos, sino también con carbón vegetal, briquetas de turba y lignito, aunque el carbón requería una purificación adicional del gas. Se produjeron aproximadamente 8000 unidades del ZIS-21, lo que lo convierte en uno de los camiones con generador de gas más fabricados de la historia.
En 1938 se presentó el GAZ-42, un camión ligero con generador de gas basado en el GAZ-AA. Su unidad NAMI-G42 era más compacta y funcionaba con leña y carbón. La potencia del motor GAZ-MM se redujo de 50 a 35 CV, y su capacidad de carga útil de 1500 a 1000 kg. Su característica principal era su sistema de combustible dual: además del generador de gas, el camión conservaba un depósito de 40 litros y podía alternar entre ambos combustibles. Esto lo hacía especialmente adecuado para zonas con cadenas de suministro inestables. Se fabricaron aproximadamente 5000 vehículos, y una pequeña serie del GAZ-42T, una modificación para el trabajo en turberas, destinada a las regiones productoras de turba.
También existieron versiones experimentales con generador de gas del autobús GAZ-03-30 y una ambulancia basada en el GAZ-M1, pero nunca llegaron a producirse en serie. En 1944, se creó el GAZ-44 experimental, basado en el nuevo GAZ-51, pero nunca alcanzó la producción en masa.
El GAZ-42 podía funcionar con antracita.
Los camiones con generadores de gas desempeñaron un papel fundamental en Leningrado durante el asedio. Según las memorias del historiador, entre 1943 y 1944, hasta el 80% del transporte urbano de Leningrado funcionaba con generadores de gas, que se utilizaron incluso durante los días más difíciles del asedio. Gracias a estos camiones, el sistema de transporte de Leningrado siguió funcionando incluso en las condiciones más extremas del asedio. Los conductores de estos camiones pasaban 12 horas al volante bajo un frío intenso, realizando entre cinco y siete viajes diarios a través del gélido lago Ladoga hasta la famosa Carretera de la Vida. Además, recibían las mismas raciones escasas que los supervivientes comunes del asedio, lo que significa que trabajaban en condiciones de hambre y frío, arriesgando sus vidas para salvar las de los demás.
Los conductores de la Ruta de la Vida se convirtieron en verdaderos héroes, y la historia ha conservado los nombres de algunos de ellos. El conductor soviético Maxim Tverdokhleb logró su hazaña justo antes de Año Nuevo: el 31 de diciembre de 1941, por el bien de los niños hambrientos de Leningrado, realizó un verdadero milagro de Año Nuevo al transportar un camión entero cargado de mandarinas por la Ruta de la Vida. Este hecho demuestra que los conductores no solo seguían órdenes de sus superiores, sino que dotaban a su trabajo de un significado personal y compasión.
Entre los conductores que trabajaban en la Carretera de la Vida se encontraba Ivan Nikonovich Pozdeev, al volante de su GAZ-44 con generador de gas. El trabajo de conductor de un vehículo con generador de gas era un verdadero infierno. Los conductores se quejaban de que estos vehículos humeaban y resoplaban, requerían una vigilancia constante y se averiaban con frecuencia debido a diversas averías. Documentos de la época indican que, ya en octubre de 1942, 25 vehículos con generador de gas necesitaban reparaciones, pero solo se repararon 10, lo que evidencia una grave escasez de mecánicos cualificados y repuestos.
Tras la guerra, se intentó crear camiones a gas sobre chasis más robustos. El UralZIS-352, desarrollado en 1949 a partir del camión maderero UralZIS-5, estaba equipado con una unidad NAMI-G5 y podía funcionar con madera, carbón vegetal y lignito de la cuenca de Kansk-Achinsk. Al funcionar con gas de generador, el motor producía 75 CV, frente a los 95 CV que producía con gasolina. La capacidad de carga se redujo de 3500 a 2500 kg, y la velocidad de 55 a 35 km/h.
Entre los proyectos inusuales, cabe destacar el autobús ZIS-16G, desarrollado en 1940 a partir del autobús urbano ZIS-16. Su motor estaba montado en el voladizo trasero del vehículo y funcionaba con carbón vegetal, pero debido a una pérdida de potencia, el autobús no podía subir pendientes y se consideró inadecuado para el servicio regular. Otro vehículo experimental fue el tractor Ya-11 sobre el chasis YaG-6, desarrollado en 1942 para remolcar artillería pesada. Sin embargo, debido a su insuficiente fiabilidad, tampoco llegó a producirse en serie. En la posguerra, se consideraron versiones con generador de gas del GAZ-63 y el ZIS-150, pero al aliviarse la escasez de combustible, estos esfuerzos fueron abandonados.
NAMI-012
Uno de los proyectos soviéticos más ambiciosos e innovadores técnicamente fue el camión de vapor NAMI-012, cuyo desarrollo comenzó en 1947 a petición del Ministerio del Interior de la URSS. El proyecto fue impulsado por la Dirección General de Campos, que necesitaba transporte para la tala de árboles en zonas remotas de Siberia y el Extremo Norte, donde el suministro de combustible líquido era extremadamente difícil. A diferencia de los generadores de gas, que requerían poco combustible y limpieza frecuente, el camión de vapor podía operar con troncos grandes de hasta 50 cm de largo y hasta 20 cm de diámetro, cortados directamente en el lugar.
NAMI-012 y YaAZ-200
El camión volquete a vapor británico Sentinel S4, adquirido en la URSS para pruebas, sirvió de base, pero el vehículo soviético difería significativamente del prototipo. El chasis se tomó prestado del camión maderero YaAZ-200 y se modificó la disposición: una cabina de tres plazas reemplazó al motor diésel, seguida de una caldera de tubos de agua de presión media, un contenedor de madera, una máquina de vapor y un depósito de agua.
La caldera fue diseñada para una presión de 14 atmósferas y un sobrecalentamiento del vapor a 350 °C. El tiempo necesario para alcanzar la presión de funcionamiento era de 30 a 35 minutos, lo cual se consideraba óptimo. El motor de vapor vertical de tres cilindros y doble efecto producía 90 hp a 300 rpm y 2100 Nm de par a bajas velocidades, aproximadamente cinco veces más que el motor diésel YaAZ-204 de una clase similar. Este enorme par motor definía la principal ventaja del NAMI-012: el vehículo podía arrancar en cualquier marcha, subir pendientes con confianza sin cambiar de marcha y circular por terrenos todoterreno con un deslizamiento mínimo.
La caja de cambios del NAMI-012 contaba con marchas directas y reductoras, y el diseño del embrague permitía reducir de marcha sin detenerse por completo, una solución muy avanzada para su época. La función de la caja de cambios fue parcialmente reemplazada por un sistema de sincronización de válvulas de vapor: el conductor podía seleccionar cuatro niveles de llenado de los cilindros con vapor al conducir hacia adelante y un nivel al conducir hacia atrás.
El sistema automático de alimentación de combustible era particularmente innovador: la leña, por su propio peso, caía de las tolvas a la parrilla al quemarse, y la intensidad de la combustión se regulaba mediante el suministro de aire desde la cabina. El combustible tenía capacidad para recorrer entre 60 y 80 km, con un consumo de entre 120 y 150 kg por cada 100 km. El principal inconveniente seguía siendo el peso de la unidad: aproximadamente 3500 kg, de los cuales más de 1100 kg correspondían a la caldera. Esto reducía la capacidad de carga y dificultaba su manejo sin carga.
El primer prototipo NAMI-012, construido en 1949, reveló varios problemas durante las pruebas: humo durante el encendido, vibración de la caldera en carreteras irregulares y sellos insuficientes en las tuberías de vapor. Tras un mayor desarrollo, se construyeron dos prototipos mejorados —un camión de plataforma y un tractor-remolque maderero— que fueron enviados a pruebas estatales en la región de Murmansk en 1951.
En temperaturas de hasta -40 °C, los camiones recorrieron miles de kilómetros por caminos de tierra, claros y ríos helados, transportando madera y materiales de construcción. La comisión destacó su excelente desempeño todoterreno con carga, su capacidad para subir pendientes de hasta 12 °C y su velocidad de hasta 35 km/h en carretera. La aceleración de 0 a 20 km/h requería 18 segundos, en comparación con los 22 del YaAZ-204 diésel. En las operaciones forestales, los costos de transporte fueron un 40 % menores que los de los camiones de gasolina, gracias al combustible prácticamente gratuito. Sin embargo, calentar la caldera requería al menos media hora, y el peso del sistema de propulsión limitaba la carga útil a 4 toneladas, en comparación con las 6 toneladas de su contraparte diésel.
Basándose en los resultados de las pruebas, se inició el desarrollo de una versión con tracción integral del NAMI-018. Se tomó prestado el eje delantero de un camión maderero experimental, se añadió una caja de transferencia de dos velocidades a la transmisión y se aumentó la potencia del motor de vapor a 110 hp y el par motor a 2500 N·m. Las pruebas demostraron que la capacidad todoterreno del NAMI-018 era comparable a la de los mejores camiones madereros diésel de la época. Sin embargo, la versión con tracción integral era aún más costosa de producir, y el aumento de peso reducía aún más la capacidad de carga. También se intentó crear una versión con un horno de fueloil, pero no se logró garantizar una combustión estable bajo las vibraciones del vehículo. Esta versión se quedó en la fase de prototipo.
En 1953, se suspendió el desarrollo de camiones a vapor. La decisión no se debió tanto a deficiencias técnicas como a un cambio en la situación económica: el desarrollo de nuevos yacimientos petrolíferos en Tatarstán y Bashkortostán incrementó drásticamente la producción de combustible líquido e hizo que los vehículos a vapor y a gas dejaran de ser económicamente viables.
La desaparición de los vehículos de combustible sólido del mercado se debió a una combinación de factores. El principal fue la drástica caída del precio de los combustibles líquidos en la posguerra. El descubrimiento de gigantescos yacimientos petrolíferos en Arabia Saudita, Irán, Venezuela y la URSS propició un aumento de la producción y una bajada de los precios. Mientras que la producción mundial de petróleo rondaba los 360 millones de toneladas anuales en 1945, en 1960 superaba los mil millones de toneladas. La gasolina dejó de ser escasa y se convirtió en un recurso barato y abundante, con lo que desapareció la base económica para el desarrollo de los vehículos de combustible sólido.
Sin embargo, la experiencia acumulada no se perdió. En los países en desarrollo, los generadores de gas se utilizaron ya en las décadas de 1960 y 1970. En India, Pakistán, Birmania y Ceilán, los camiones adaptados funcionaron con carbón vegetal y fibra de coco hasta la década de 1980. En Cuba, se utilizaron generadores de gas en camiones y autobuses hasta la década de 1970, hasta que la URSS estableció el suministro de productos derivados del petróleo. En Sudáfrica, estos vehículos se utilizaron hasta principios de la década de 1970. En las décadas de 1960 y 1970, China produjo generadores de gas para camiones Dongfeng que funcionaban con carbón vegetal y antracita, especialmente en zonas rurales donde la gasolina escaseó durante mucho tiempo.
Los avances de ingeniería derivados de la era de la gasificación también se han aplicado en campos relacionados. La tecnología de gasificación de biomasa sentó las bases para las plantas industriales que producen gas de síntesis a partir de residuos de madera. La pirólisis de la madera, utilizada en los gasificadores Imbert y NAMI, se convirtió en la base de las modernas tecnologías de producción de biocarbón, muy demandadas en las industrias metalúrgica y energética.
La experiencia soviética en la creación del camión de vapor NAMI-012 también dejó su huella. La idea de alimentar automáticamente grandes troncos a la caldera se utilizó en el diseño de centrales de vapor para embarcaciones fluviales y rompehielos que operaban en las cuencas siberianas. El sistema de conmutación de apagado se perfeccionó en centrales de vapor industriales, donde se requería una regulación de potencia precisa. El equipo de diseño del NAMI-012 contribuyó posteriormente al desarrollo de otros tipos de equipos automotrices: la experiencia en el diseño de motores de vapor de alta carga fue útil en el desarrollo de convertidores de par y acoplamientos hidráulicos para camiones pesados, y el desarrollo de unidades de caldera se utilizó en la creación de sistemas de calefacción para autobuses y vehículos especiales.
En definitiva, a pesar del carácter sin futuro de esta rama de la evolución automovilística, las centrales eléctricas con generadores de vapor y gas demostraron tener demanda en su época y dejaron un rico legado técnico.
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