INNOVA Research Journal, ISSN 2477-9024  
Diciembre, 2017) Vol. 2, No.12 pp. 1-10  
(
DOI: https://doi.org/10.33890/innova.v2.n12.2017.527  
URL: http://revistas.uide.edu.ec/index.php/innova/index  
Correo: innova@uide.edu.ec  
Vehículos híbridos, una solución interina para bajar los niveles de  
contaminación del medio ambiente causados por las emisiones provenientes de  
los motores de combustión interna  
Hybrid vehicles, an interim solution to lower levels of environmental pollution  
caused by emissions from internal combustion engines  
Darwin Gregorio Chele Sancan  
Universidad Internacional del Ecuador, Ecuador  
Autor para correspondencia: darwinchelesancan@hotmail.com  
Fecha de recepción: 15 de octubre de 2017 -Fecha de aceptación: 30 de noviembre de 2017  
Resumen: La calidad del aire en el mundo se ve afectada por las emisiones del parque automotor  
donde el principal combustible para su funcionamiento sigue siendo los derivados del petróleo, la  
gasolina y el diésel, según datos del Instituto Nacional de Estadísticas y Censos (INEC) hasta el año  
2
015 fueron matriculados 1 925 368 vehículos en el Ecuador y cuyas emisiones de gases está  
deteriorando la calidad de vida de sus habitantes. Entre los daños causados por los gases provenientes  
de los residuos de la combustión destacan el calentamiento global, daño a la capa de ozono y daño a la  
salud de los seres vivos. En los últimos cien años los vehículos autopropulsados por medio de un motor  
de combustión interna (MCI) han dominado la industria de la transportación, hoy en día los esfuerzos  
por reducir los niveles de contaminación han dado paso a que los fabricantes de vehículos investiguen  
sobre una nueva alternativa de transportación y de combustibles alternativos, que sean eficientes y  
reduzcan la emisión de gases contaminantes. Los combustibles alternativos no contaminan el medio  
ambiente cuando se los fabrica ni cuando se los utiliza, como lo hacen los combustibles fósiles, otro  
combustible es a base del hidrógeno los cuales utilizan celdas electroquímicas como fuente de energía  
y que no tienen emisiones de carbono. La electricidad también paso a ser una fuente de energía para  
los vehículos la cual proviene de baterías que convierten la energía química en electricidad.  
Actualmente se ha dado paso a los vehículos eléctricos en especial a los denominados vehículos  
eléctricos híbridos HEV por sus siglas en inglés (Hybrid Electric Vehicle) cuya principal fuente de  
energía para su desplazamiento es un motor eléctrico el cual se complementa a un MCI, los vehículos  
híbridos están identificados como una solución interina, por lo pronto la más viable, fundamentalmente  
para resolver los problemas asociados con los vehículos propulsados por un MCI. El MCI de un  
vehículo híbrido produce menos emisiones de gases contaminantes comparado con un vehículo  
convencional de similares características debido a que el motor es un poco más pequeño y no es  
utilizado directamente para propulsión del vehículo.  
Palabras claves: contaminación; transportación; combustibles; nuevas alternativas; híbrido  
Abstract: The world air quality is affected by emissions from the vehicles where the main fuel for its  
operation continues being derived from oil, gasoline and diesel, according to the Instituto Nacional  
de Estadísticas y Censos (INEC) until 2015, 1 925 368 vehicles were registered in Ecuador and the  
emissions are deteriorating the quality of populations life. Among the damages caused by the gases  
from the combustion residues are the global warming, damage to the ozone layer and damage to the  
health of living beings.  
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INNOVA Research Journal 2017, Vol 2, No. 12, pp. 1-10  
In the last hundred years, self-propelled vehicles propelled by internal combustion engine (ICE) have  
dominated the transportation industry, today efforts to reduce pollution levels have led vehicle  
manufacturers to research a new transportation alternative and alternative fuels that are efficient and  
reduce the emission of polluting gases. Alternative fuels do not pollute the environment when they are  
made, or used, as fossil fuels do, other hydrogen-based fuels that use electrochemical cells as a source  
of energy and have no carbon emissions. Electricity also happens to be a source of energy for vehicles  
which comes from batteries that convert chemical energy into electricity. Currently, electric vehicles  
have been given special attention to the called Hybrid electric vehicles HEV which main source of  
energy for its displacement is an electric motor which complements an ICE, the hybrid vehicles are  
identified as a temporary solution, for the moment is being the most viable, fundamentally to solve the  
problems associated with vehicles powered by an ICE. The ICE of a hybrid vehicle produces low  
emissions of polluting gases compared to a conventional vehicle of similar characteristics because the  
engine is smaller and is not used directly for vehicle propulsion.  
Key words: fuel; pollution; hybrid; new alternatives; transportation  
Introducción  
Problema  
Los sistemas convencionales de producción de energía utilizado por décadas en los  
vehículos autopropulsados, provienen de los combustibles fósiles, sin embargo en los últimos  
años se ha presentado una creciente preocupación por el ahorro de combustibles y el cuidado del  
medio ambiente, lo que ha dado paso a una nueva fuente de energía para la propulsión de los  
vehículos, el cual consiste en un motor eléctrico en combinación con un motor de combustión  
interna, a este nuevo sistema se lo conoce con el nombre de Híbrido, cuyo principal objetivo es  
reducir las emisiones y el consumo de combustibles fósiles.  
El aire es esencial para las formas de vida existentes en la Tierra al igual que la capa  
atmosférica que los protege, su alteración modifica la calidad del aire y puede causar cambios  
climáticos, los gases expulsados por los MCI provenientes de la combustión de la gasolina o el  
diésel contribuyen a la generación del efecto invernadero, dañando la capa de ozono y causando  
el calentamiento global, además el petróleo es un recurso natural que en un futuro no muy lejano  
no se tendrá al alcance.  
Hay una variedad de contaminantes atmosféricos donde las principales fuentes son el área  
industrial y el área automotriz, entre estos contaminantes destacan según Querol, Viana, Moreno,  
&
Alastuey (2012);  
El dióxido de carbono (CO2), el monóxido de carbono (CO), el óxido de azufre (SO2),  
los óxidos de nitrógeno (NOx, NO, NO2) …. El dióxido de carbono (CO2) … no se dejan  
sentir a nivel local o regional sino en su contribución planetaria al efecto invernadero y al  
calentamiento global de la atmósfera (pág. 20).  
A esto se adiciona el material particulado (PM) los cuales se encuentran en los residuos  
de la combustión de los motores a diésel (Sánchez, 2009). Todo esto contribuye a tener elevados  
niveles de contaminación en el aire que respiramos provocando problemas cardiorrespiratorios.  
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INNOVA Research Journal 2017, Vol 2, No. 12, pp. 1-10  
Según un estudio realizado por Chan (2002) citado en Caiying, Peng, & Tao (2011) sobre  
el incremento de la población y de los vehículos, en los próximos cincuenta años la población  
global se podría incrementarse de seis billones en el año 2000 a diez billones en el año 2050,  
generando un incremento del parque automotor de setecientos millones a dos billones y medio de  
unidades. Si todas estas unidades funcionaran con un motor de combustión interna a gasolina o  
diésel estos combustibles se agotarían rápidamente, con graves consecuencias por la emisión de  
gases contaminantes, por lo que la conservación de la energía y la protección del medio ambiente  
es un tema de creciente interés a nivel mundial.  
Figura 1. Crecimiento de la población.  
Fuente: A Comprehensive Overview of Hybrid Electric Vehicles; Caiying, Peng, & Tao (2011).  
Figura 2. Vehículos y población.  
Fuente: A Comprehensive Overview of Hybrid Electric Vehicles; Caiying, Peng, & Tao (2011).  
Reducción de gases contaminantes  
La reducción de los gases contaminantes como el CO2, CO, NOx, NO2 y PM pueden  
tener dos alternativas de solución: la tecnológica y la no tecnológica. En el caso de la  
intervención tecnológica uso del biodiesel puede reducir las emisiones de CO2 pero puede  
aumentar las emisiones del NOx, utilizar filtros de partículas para reducir las emisiones de PM  
conlleva a un incremento de NO2 primario e incentivar la compra de vehículos con bajas  
emisiones de CO2 puede conducir a la compra de vehículos a diésel lo cual puede incrementar  
las emisiones de PM y NO2.  
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En si la intervención tecnológica encamina a los fabricantes de vehículos a adaptarse a las  
nuevas normas y a los planes de mejora de la calidad del aire. La intervención no tecnológica se  
basa en la reducción de la intensidad y la densidad del tráfico. Como medida complementaria  
pueden ser las estrategias a medio y largo plazo con miras a tener un parque automotor más  
ecológico en lo que se refiere a vehículos privados y públicos, esta última con actuación  
inmediata (Castells, 2012; Otterbach, 2014; Querol, Viana, Moreno, & Alastuey, 2012).  
Un auto eléctrico aún no es la solución para a los problemas de contaminación, debido a  
que se necesita, para la generación de la electricidad plantas termoeléctricas las cuales utilizan  
combustibles fósiles, además de que presentan inconvenientes con su autonomía eléctrica  
limitada y la falta de estaciones públicas de recarga, misma que se la realiza en tiempos  
relativamente largos. Una solución a estos inconvenientes fue el desarrollo de los vehículos  
híbridos (Otterbach, 2014).  
Gases contaminantes  
En los MCI a gasolina se produce una combustión del combustible, el cual es una mezcla  
de hidrocarburos compuesto principalmente por carbono e hidrógeno y el comburente que es el  
oxígeno contenido en el aire. En el caso de una combustión perfecta, mezcla estequiométrica, 1  
gramo de combustible por 14,7 gramos de aire, el carbono se une al oxígeno del aire para formar  
dióxido de carbono (CO2) y el hidrógeno se une con el oxígeno formando agua (H2O), además  
de obtenerse el nitrógeno (N2), al no obtenerse la proporción de aire – combustible ideal surgen  
otras sustancias contaminantes como:  
Figura 3. Esquema de combustión perfecta.  
Fuente: Sistemas Auxiliares del Motor, Sánchez (2009).  
El monóxido de carbono (CO), compuesto conocido, tóxico, incoloro e inodoro que en  
contacto con el aire libre se une con el oxígeno para formar el dióxido de carbono (CO2).  
Es altamente tóxico y puede llegar a ser mortal, bloquea el transporte de oxígeno por  
parte de los glóbulos rojos. Se produce por una combustión incompleta de combustible  
con carbono (Sánchez, 2009).  
Tabla 1. Efectos del monóxido de carbono  
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Nivel (ppm)  
Efecto  
2
00 por 3 horas ó 600 por una hora  
00 por una hora ó 1000 por 30 minutos  
500 por una hora  
000  
Dolor de cabeza  
Mareos, zumbido de oídos, náuseas  
Sumamente peligroso  
5
1
4
Colapso, inconsciencia, muerte  
Fuente: Determinación de las ventajas ambientales que presenta un vehículo híbrido respecto a un vehículo normal  
de similares características, Cajamarca Tigre & García Toledo (2010).  
El dióxido de carbono (CO2) es un gas incoloro, inodoro y en principio no tóxico, un  
incremento desmesurado puede producir variaciones climáticas a gran escala.  
Hidrocarburos (HC) no quemados, son causados por un exceso de combustible en la  
mezcla o por una combustión incompleta y la vaporización del combustible. Su olor es  
penetrante y su color azulado.  
Óxido nítrico (NOx) se forma a partir del nitrógeno contenido en el aire procedente de la  
combustión. La gran temperatura generada por la combustión provoca, en condiciones de  
exceso de oxígeno, la formación de óxidos de nitrógeno que además de ser contaminante  
disminuyen el oxígeno necesario para completar la combustión.  
Partículas de hollín (PM), es generada en su mayor parte por los motores a diésel, su  
condición de partículas sólidas la convierte en sucia y molesta pudiendo ocasionar  
taponamiento de las vías respiratorias.  
Dióxido de azufre (SO2), es un gas incoloro de olor penetrante y no combustible que  
interviene en una medida muy reducida en los gases de escape, propicia las enfermedades  
de las vías respiratorias, se puede bajar los niveles de emisión del dióxido de azufre  
reduciendo el contenido de azufre en el combustible.  
Vehículos híbridos  
Los vehículos eléctricos EV (Electric Vehicles) por sus siglas en inglés, están clasificados  
en tres tipos: vehículos puramente eléctricos (PEVs), vehículos eléctricos híbridos (HEVs) y los  
vehículos de eléctricos de celdas de combustible (FCEVs), sus principales características se  
muestran en la siguiente tabla.  
Tabla 2. Principales características de los tres tipos de vehículos eléctricos.  
Tipos de EV  
PEV  
HEV  
FCEV  
Fuente de energía  
Batería  
Batería/ultra capacitor  
Motor de combustión  
interna  
Celdas de combustible  
Técnica de propulsión  
Motor eléctrico  
Motor eléctrico  
Motor de combustión  
interna  
Motor eléctrico  
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Características  
Cero emisiones  
Rango de conducción  
corto  
Bajas emisiones  
Rango de conducción  
largo  
Cero emisiones  
Costos iniciales altos  
Rango de conducción  
medio  
Costos iniciales altos  
Complejo  
Técnicas principales  
Control del motor  
eléctrico  
Gestión de batería  
Estrategia de carga  
Control del motor  
eléctrico  
Central de  
procesamiento de  
combustible  
Sistema de combustible  
Costos de las celdas de  
combustible  
Gestión de batería  
Gestionamiento  
múltiple de fuentes de  
energía y eficiencia  
optima del sistema  
Componentes de  
grandes  
Freno regenerativo  
Si  
Si  
Si  
Fuente: A Comprehensive Overview of Hybrid Electric Vehicles; Caiying, Peng, & Tao (2011).  
Muchas fábricas de automóviles empezaron a producir autos eléctricos los cuales estaban  
disponibles tanto para la venta o el alquiler al público en general, pero debido a la baja demanda,  
frecuentemente se suspende su producción, por el inconveniente que presentan con su  
autonomía, lo cual significó un verdadero reto en la investigación y el desarrollo de una  
tecnología que permita obtener vehículos con cero emisiones. La industria automotriz japonesa,  
específicamente la marca Toyota y Honda, introdujeron al mercado en el año 1990 los vehículos  
híbridos con los modelos Prius e Insight respectivamente. Honda utilizo la configuración paralela  
y Toyota la configuración serie - paralelo en sus vehículos híbridos, estos modelos representan  
una moderna escuela para este tipo de vehículos (Husain, 2011).  
Los vehículos híbridos están compuestos por un motor de combustión interna a gasolina  
más pequeño y ligero, un motor eléctrico, generador, transmisión, batería para el motor eléctrico  
y un tanque de combustible pequeño para el MCI, el término más empleado para referirse a estos  
vehículos es HEV, en otras palabras, estos vehículos combinan dos métodos de propulsión, en  
uno su fuente de energía esta almacenada y el otro transforma la energía del combustible fósil.  
La electrónica en estos vehículos permite que el motor eléctrico actúe como motor y como  
generador, al disminuir la marcha del vehículo, por medio del freno, el motor eléctrico actúa  
como generador cargando las baterías, cuando se acelera el motor eléctrico absorbe la energía de  
las baterías, en carreteras el motor de combustión no necesita de toda su energía y se puede  
recargar las baterías mientras avanza. Los fabricantes de vehículos los consideran como el paso  
intermedio para pasar de vehículos con MCI a vehículos con motores eléctricos.  
Los vehículos híbridos según se dispongan el motor de combustión y el eléctrico se  
clasifican en tres tipos: paralelo, serie y combinado. En serie solo el motor eléctrico tiene control  
sobre la tracción y el MCI recargas las baterías cuando sea necesario. Una configuración en serie  
presenta la ventaja de que reduce las emisiones contaminantes y el consumo y su transmisión es  
sencilla, pero en cambio tiene la desventaja de que sus baterías son de mayor tamaño, menor  
rendimiento en el transito energético mecánico-eléctrico-mecánico y mayor motor eléctrico; el  
paralelo tiene control de la tracción tanto el MCI y el motor eléctrico por separado o los dos a la  
vez (según la velocidad y potencia requerida).  
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Figura 4. Configuración en serie y en paralelo de un HEV.  
Fuente: Motores. Escudero, González, Rivas, & Suárez (2009).  
El combinado incorpora las características de la configuración en serie y del paralelo,  
presenta una conexión mecánica adicional entre el motor de combustión interna y la  
transmisión, comparada con la configuración en serie, también tiene un generador adicional  
entre el motor de combustión y el convertidor de energía, comparado con la configuración en  
paralelo, aun cuando la complejidad de sus componentes y los costos de los mismos es más  
flexible en su control.  
Figura 5. Configuración combinada de un HEV.  
Fuente: A Comprehensive Overview of Hybrid Electric Vehicles; Caiying, Peng, & Tao (2011).  
La siguiente tabla enlista la configuración de algunos modelos de EV.  
Tabla 3. Configuraciones típicas de HEV.  
Modelo  
Prius  
Insight  
Tino  
Configuración  
Combinado  
Paralelo  
Combinado  
Paralelo  
Combinado  
Combinado  
Combinado  
Fabricante  
Toyota  
Honda  
Nissan  
Honda  
Toyota  
Toyota  
Lexus  
Año  
1997  
1999  
2000  
2001  
2007  
2010  
2011  
Civic  
Lexus LS 600h  
Toyota Auris  
Lexus CT 200h  
Fuente: A Comprehensive Overview of Hybrid Electric Vehicles; Caiying, Peng, & Tao (2011).  
El MCI de un HEV no obedece a la definición habitual de un motor a gasolina como lo  
estableció August Otto, sino que utiliza un ciclo termodinámico que inicio el inglés Atkinson y  
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INNOVA Research Journal 2017, Vol 2, No. 12, pp. 1-10  
lo puso a punto el americano Millar por el año 1940. Al ciclo Millar también se lo conoce como  
el “ciclo de cinco tiempos” lo que permite obtener un rendimiento superior al de los motores de  
ciclo Otto, aunque su potencia específica es débil esta es compensada por la potencia del motor  
eléctrico.  
Tabla 4. Características comparadas de un vehículo híbrido y otro convencional de similares  
prestaciones (Extraídos catalogo Toyota)  
Características  
Híbrido (Prius)  
Motor de gasolina  
1 497  
Convencional (Avensis)  
Cilindrada (cm3)  
1 794  
10,0:1  
Relación de compresión  
Potencia máxima (CV/rpm)  
Par máximo (N.m/rpm)  
Velocidad máxima (km/h)  
Aceleración 0-100 km/h (s)  
Coeficiente aerodinámico  
13,0:1  
78 (57 KW) /5 000  
115 / 4 000  
170  
129 (95 KW) / 6 000  
170 / 4 200  
200  
10,9  
10,3  
0,26  
0,28  
Motor eléctrico  
Tensión nominal (V)  
Potencia máxima (CV/rpm)  
Par máximo (N.m/rpm)  
500  
-
-
-
68 (50 KW) / 1 200 – 1 540  
400 / 0-1 200  
Batería híbrida Ni-metal hidruro  
Tensión nominal (V)  
Capacidad (Ah)  
Peso (kg)  
201,6  
6,5 (3 h)  
39  
-
-
-
Rendimiento HSD (híbrido)  
Potencia máxima (CV/rpm)  
Par máximo (N.m/rpm)  
111 (82 KW) / desde 85 km/h  
478 / hasta 22 km/h  
Datos ambientales  
4,3  
Consumo combinado (1/100  
km/h)  
7,2  
9,4  
Consumo urbano (1/100 km/h)  
5,0  
104  
115  
Emisión CO  
CO  
Emisión CO  
2
combinado (g  
/ km)  
171  
223  
2
2
2
urbano (g CO /  
km)  
CO (g/km)  
0,18  
0,02  
-
0,48  
0,03  
0,05  
-
Hidrocarburos (g/km)  
x
NO (g/km)  
Partículas (g/km)  
Ruido dB (A)  
-
19  
73  
Fuente: Energía y transporte. Castells (2012)  
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Conclusión  
El uso de combustibles alternativos que ayuden a solventar la crisis energética y el  
cuidado del medio ambiente es un tema de mucha importancia a nivel mundial, motivo por el  
cual se ha desarrollado algunas alternativas y fuentes de energía para la transportación, muchas  
de las cuales aún siguen en desarrollo debido a sus altos costos y cortos recorridos que se pueden  
obtener con dichas fuentes.  
Los vehículos híbridos son hasta el momento una alternativa para satisfacer las  
necesidades de los consumidores a la vez que se obtiene una mejor economía de combustible y  
bajas emisiones de gases contaminantes, de los cuales se trató en el presente artículo, además de  
presentar ciertas características de los EVs y las configuraciones de los HEVs, aunque se  
continua utilizando motores de combustión interna su principal fuente para la propulsión del  
vehículo es un motor eléctrico, sin que esto signifique tener baterías de grandes dimensiones,  
debido a esto sus fabricantes lo consideran el paso intermedio entre los vehículos con MCI y los  
vehículos puramente eléctricos.  
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