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Energía eléctrica

La hora de las baterías

Aparato que funciona a base de litio desarrollado en São Paulo comienza a impulsar camionetas

eduardo cesarEl Aris con la batería brasileña en una calle de la Ciudad Universitaria, en São Pauloeduardo cesar

Las baterías de litio están por todas partes, en celulares y notebooks, los aparatos más comunes que cuentan con este tipo de dispositivos. Al acumular y liberar energía eléctrica en estos artefactos electrónicos, hacen más fácil y divertida la vida de todos. En formatos mayores y con más potencia, dichas baterías constituyen el principal componente de los más recientes automóviles eléctricos ‒tales como el Leaf, de Nissan‒ que están siendo sometidos a pruebas en como taxis en la ciudad de São Paulo, o híbridos con motor de gasolina, tal como es el caso del Volt, de General Motors. Son vehículos que casi no emiten contaminantes y, por eso mismo, tienen una fuerte invocación ambiental, pues se convierten en una fuente de energía limpia con relación a los motores impulsados con derivados de petróleo.

Estas baterías son fabricadas por más de diez empresas en el mundo, pero el primer prototipo hecho en Brasil vio la luz en julio de este año. Su elaboración corrió por cuenta de Electrocell, una pequeña empresa instalada en el Centro de Innovación, Emprendedorismo y Tecnología (Cietec), con sede en la Ciudad Universitaria de la USP, en São Paulo. Y enseguida lo instalaron en una pequeña camioneta que lleva el nombre de Aris, capaz de transportar 350 kilos de carga. Esta camioneta, que es silenciosa, forma parte de un proyecto de CPFL, la empresa distribuidora de energía del interior paulista, y su ejecución estuvo a cargo de Edra, una industria de automóviles especiales con sede en la ciudad paulista de Rio Claro. El vehículo, que primeramente contaba con baterías chinas, ahora anda con equivalentes brasileñas, y adquirirá estatus inherente a su factibilidad comercial para nichos específicos. Para la propia CPFL, por ejemplo, o en la entrega de correspondencias, en el transporte de aparatos electrónicos o en la distribución de ingredientes de restaurantes.

“Hemos identificados a los aliados de toda la cadena de tecnología automovilística”, dice Flávio Eduardo Lopes, director de Edra. La construcción de una fábrica de camionetas eléctricas requerirá una inversión de 10 millones de reales para producir mil unidades por año. “Con esa producción y teniendo en cuenta que la batería cuesta la mitad del precio del vehículo, es posible decir que cada Aris saldrá por unos 60 mil reales”, dice Lopes. “Es factible, si bien es más caro que los vehículos flex similares, pues cada batería durará 10 años, el equivalente a rodar alrededor de 300 mil kilómetros”. El Aris es capaz de alcanzar una velocidad máxima de 80 kilómetros por hora, con una autonomía sin necesidad reabastecerse de 100 kilómetros. La recarga tarda hasta siete horas en un tomacorriente común de 220 voltios.

Se espera que haya una cantidad mayor de vehículos eléctricos en el total del parque automotor planetario, de manera lenta, pero progresiva. En Estados Unidos, de acuerdo con un estudio sobre la industrialización de la batería de iones de litio del Center on Globalization, Governance & Competitiveness de la Universidad Duke, publicado en octubre de 2010, más de la mitad de las ventas de vehículos nuevos en el mercado estadounidense corresponderá en 2020 a coches y utilitarios híbridos o eléctricos. En la conclusión del documento, los investigadores encabezados por Marcy Lowe afirman que la industria automovilística está abandonando los motores de gasolina para invertir en la motorización eléctrica, y que la clave de esta migración está en las baterías avanzadas de litio. “Estados Unidos debe ser capaz de producir baterías de iones de litio para mantenerse competitivo”, advierte el documento.

El mercado mundial de baterías se agitará en breve, según apuntan las proyecciones de la consultora alemana Roland Berger. De acuerdo con el informe de comienzos de este año, el mercado de baterías de iones de litio para uso automotor superará los 9 mil millones de dólares en 2015. En el área específica de las baterías avanzadas, propias para uso en sistemas y aparatos eléctricos, el mercado treparía a 7.600 millones de dólares en 2017, de acuerdo con la consultora estadounidense Pike Research.

El mercado destinado al uso de esas baterías en sistemas eléctricos es otro foco de Electrocell. En esos sistemas, denominados redes eléctricas inteligentes, más conocidas como smart-grids, los consumidores, fundamentalmente las empresas, desempeñarán un rol importante en el monitoreo y la gestión de la energía eléctrica consumida. Cada consumidor podrá generar y distribuir la propia energía con sistemas solares o eólicos, por ejemplo, y la electricidad podrá acumularse en baterías de litio. Las baterías también podrán cargarse en horarios de menor consumo, durante la madrugada, por ejemplo, para contar con la electricidad más barata durante los horarios pico, entre las 19 y las 22, cuando la tarifa es más cara. Para funcionar a pleno, los smart-grids todavía dependen de una legislación específica en Brasil.

eduardo cesarInstalación en una camioneta de la batería de Electrocell formada por móduloseduardo cesar

Según el Centro de Gestión y Estudios Estratégicos (CGEE), dependiente del Ministerio de Ciencia y Tecnología (MCT), que presentó en diciembre de 2011 el estudio intitulado Las redes eléctricas inteligentes: el contexto nacional, ya se han catalogado 178 proyectos de smart-grids en Brasil, en el marco de programas de investigación y desarrollo coordinados por la Agencia Nacional de Energía Eléctrica (Aneel). Los mismos abarcan desde sistemas de medición inteligente de energía eléctrica hasta la generación y distribución de electricidad en microrredes, circunscritas por ejemplo a una empresa que cuente con sistemas eólicos o solares. Los 178 proyectos totalizan inversiones por valor de 411 millones de reales. En datos recabados y analizados por el CGEE, China, Corea del Sur, el Reino Unido y Estados Unidos encabezan las proyecciones económicas estimadas para los proyectos de modernización de las respectivas redes de energía. En total, hasta 2030, se invertirán 178 mil millones de dólares en esas redes inteligentes.

Para tomar parte en el mercado de smart-grids y de coches eléctricos nacionales, Electrocell está proyectando construir una fábrica en 2013 para producir las baterías de iones de litio. “Estamos negociando las inversiones con empresas de capital de riesgo y bancos de inversión”, revela Gilberto Janólio, ingeniero y socio de Electrocell. La empresa inició sus actividades en 2000, con un proyecto sobre células de combustible, un tipo de batería que produce electricidad con hidrógeno, financiado por el Programa Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (Pipe) de la FAPESP (lea en Pesquisa FAPESP nº 92 y nº 173).

El desarrollo de la batería en Brasil constituyó todo un reto para Electrocell, que tardó un año y medio para tenerla lista. “Fue un desarrollo de ingeniería de integración en el que definimos el control y el equilibrio de la carga eléctrica de cada elemento de la batería y la disposición de todo el conjunto, todo en sintonía con el software de control del coche, además del desarrollo de ingeniería de choque y vibración”, dice Janólio. “Otro factor importante fue el desarrollo de un sistema de ventilación propio para el clima cálido del país”, dice Volkmar Ett, otro socio de Electrocell. Para producir las baterías, la empresa se alió a Cegasa, una empresa española fabricante de pilas y baterías que actúa en Brasil desde hace dos años. En España, Cegasa desarrolla baterías experimentalmente para la fábrica española de automóviles Seat, cuya controlante es Volkswagen. “Ellos nos suministran las pastillas de litio y nosotros construimos la batería”, dice Janólio.

El mercado de esas baterías también abarca a los ómnibus híbridos, con motores eléctricos y convencionales, pequeños camiones, centro de procesamiento de datos de empresas y hasta vehículos aéreos no tripulados (vants). “Hemos recibido muchos pedidos y lo que falta ahora es producirlas en serie”, dice Ett. En el plan de negocios de la empresa, diseñado por el consultor Luiz Carlos Rocha Paes, está prevista la producción, en 2014, de 213 baterías para camionetas, autobuses e incluso pequeñas motocicletas. Se prevé una facturación de 25 millones de reales. “Pero la previsión potencial de la demanda en 2014 asciende a 966 baterías, cifra que sería cubierta con importaciones”, dice Paes. “Creemos que Electrocell puede hacerse con un 22% del mercado”, dice.

Para la CPFL, que empezó a construir estos coches eléctricos en 2009, las baterías nacionalizadas aseguran la continuidad y el avance del proyecto. “Los coches eléctricos constituyen para CPFL un ejercicio de demostración de la tecnología, para verificar como funciona en el día a día. No es un proyecto de investigación y desarrollo; nosotros pretendemos demostrar que es posible hacer coches eléctricos en Brasil, por eso ya le hemos compramos cuatro a Edra”, dice el ingeniero Marcelo Rodrigues Soares, coordinador del proyecto en CPFL, empresa que ha destinado alrededor de 3 millones de reales a la compra de los autos y las baterías. “En nuestros ensayos verificamos que el costo de rodar con ese vehículo eléctrico corresponde a un cuarta parte (1/4) del costo del kilómetro rodado con gasolina”, dice Soares. El Aris está homologado en el Departamento Nacional de Tránsito (Denatran) desde marzo de 2010 y está apto para circular en todo el país.

Pese a las buenas perspectivas para este nuevo mercado, el precio de las baterías puede asustar a algunos
consumidores. “En Brasil tenemos que ver cuánto el consumidor está dispuesto a pagar por encima, con relación a un vehículo con motor de gasolina, por ejemplo, para contar con algo más eficiente en la reducción de emisiones de CO2”, dice Francisco Nigro, docente de la Escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo (USP) y asesor técnico de la Secretaría de Desarrollo Económico, Ciencia y Tecnología del Estado de São Paulo. “Es de esperarse que, en el transcurso de los próximos años, el precio de las batería caigas y se vuelvan más factibles para el mercado automovilístico”, explica Nigro.

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