La ingeniería se ha dedicado durante años a crear maneras de mover las cosas, a encontrar energías que hicieran posible ese movimiento y, finalmente, a optimizar el consumo de energía para que el objeto en movimiento sea lo más autónomo posible. Al principio fue la tracción humana y animal, luego llegaron los sistemas de propulsión por agua y vapor, más adelante llegaron los motores de combustión y, en la actualidad, contamos con motores eléctricos que se nutren de la electricidad para mover desde patinetes a robots domésticos, camiones, autobuses urbanos e incluso trenes.
Precisamente el protagonista de este artículo es uno de los sistemas más jóvenes empleados para aprovechar la energía desechada durante el movimiento de un vehículo. Y es que durante años, se han buscado mejores combustibles y motores que gastasen lo menos posible obviando un principio tan básico como que un vehículo puede generar energía mientras se mueve y no sólo consumirla.
El freno regenerativo o KERS en inglés, acrónimo de kinetic energy recovery system, o en castellano, sistema de recuperación de energía cinética, es un sistema creado en la segunda mitad del siglo XX pero no ha sido hasta el siglo XXI en que este sistema de aprovechamiento de energía está ganando cada vez más protagonismo. La idea es emplear un motor eléctrico que genera energía eléctrica a partir de la energía cinética que desprende el vehículo durante el frenado. Esa energía, en vez de desperdiciarse, se transforma en electricidad que se guardará en una batería para su posterior uso.
Motores que generan en vez de consumir
Simplificando, el motor de un vehículo es el responsable de que todo se mueva. Y para ello, consume energía. De ahí que invertir esta función para que el motor genere energía en vez de consumirla, resulta cuanto menos revolucionario. Obviamente, el sistema no es tan simple, de ahí que aunque las primeras aproximaciones a este sistema de freno regenerativo surgieran a finales del siglo XIX, no fuera hasta finales del XX e inicios del XXI que esta tecnología madurase lo suficiente como para implementarse en la práctica en trenes eléctricos o automóviles de carreras.
Como es habitual en toda tecnología compleja, no hay un único padre de la criatura. El primer nombre que podemos mencionar es el del francés Louis Antoine Krieger, uno de los primeros constructores de vehículos eléctricos y que introdujo una especie de freno regenerativo en carruajes llevados por caballos a finales del XIX. Cada rueda tenía un motor que generaba energía al frenar. Krieger incluso llegó a producir el primer vehículo híbrido de la historia en 1903 que funcionaba con gasolina y una rudimentaria batería.
Pero donde el freno regenerativo encontró poderosos aliados fue en los vehículos propiamente eléctricos, como tranvías y trenes. En la Inglaterra de principios del siglo XX se probaron controles regenerativos automáticos en los tranvías de ciudades como Devonport, Birmingham o Crystal Palace-Croydon gracias a las ideas de John S. Raworth. El principio era el que conocemos en los frenos regenerativos actuales: controlar la velocidad y reducirla generando con ello energía eléctrica. Sin embargo, un incidente en Rawtenstall en 1911 hizo que este sistema se abandonara temporalmente.
Con todo, el icónico metro de Londres emplea este sistema ya modernizado en algunas de sus líneas desde 2010, ahorrando hasta un 20% de energía eléctrica consumida.
El nacimiento del KERS
A diferencia de los primeros frenos regenerativos, el sistema KERS es totalmente automático, de manera que él mismo se encarga de todo el proceso. Este nivel de automatismo no llegó hasta la segunda mitad del siglo XX con proyectos como el AMC Amitron, un vehículo eléctrico experimental que en 1967 vio la luz.
Además de su tamaño compacto y su diseño futurista, su interior destacaba por innovaciones como el freno regenerativo y el diseño de sus baterías, dándole una autonomía de 240 kilómetros. Sin embargo, en aquel entonces el desarrollo de las baterías era excesivamente caro.
Para ver un uso práctico del freno regenerativo en un sistema totalmente automatizado como es el sistema KERS tendremos que esperar hasta 2006, año en que se empieza a trabajar en esta tecnología de frenado y aprovechamiento de energía con el beneplácito de la FIA, la Federación Internacional de Automovilismo, de cara a implementarla en las competiciones de Fórmula 1. Su primera aparición fue en 2009 y aunque no tuvo buena acogida al principio, desde entonces es un elemento más de estos vehículos, ampliando su capacidad de 60 kilowatios a 120 kilowatios y aprovechando así la energía de frenado para los sistemas eléctricos de estos vehículos.
La popularización de los vehículos híbridos fomentó que fabricantes como Peugeot, McLaren, Toyota, Mazda, Ferrari, Renault y otros probaran sus propios sistemas KERS en diferentes modelos y competiciones más allá de la F1. Y si nos vamos a los vehículos eléctricos propiamente y de uso particular, Tesla cuenta con su propio KERS para aprovechar la energía de frenada, además de otros fabricantes como la antes mencionada Toyota, BMW, Audi, Ford, Nissan o Volvo.