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Movilidad

Autobuses eléctricos en el horizonte

Las políticas de restricción de las emisiones de contaminantes en las ciudades impulsan el desarrollo de ómnibus impulsados con baterías

Vehículo de la automotriz BYD en la estación de recarga del garaje de la concesionaria Transwolff

Léo Ramos Chaves

La mayor metrópolis de Sudamérica, São Paulo, dispone de una red de transporte público urbano compleja, con una flota integrada por 14.076 ómnibus de tracción diésel y 201 trolebuses, estos últimos, vehículos eléctricos que circulan conectados a cables aéreos. A partir de este mes, se podrá ver una novedad en las calles de la ciudad. La alcaldía se apresta a poner en marcha en carácter experimental la operación de una flota de 15 ómnibus eléctricos impulsados totalmente con baterías, los primeros de su género en la capital paulista. Los vehículos cubrirán un trayecto de 29,7 kilómetros (km) entre ida y vuelta en la zona sur, cuya operación será realizada por la concesionaria Transwolff. “Esta será una oportunidad para poder verificar el desempeño de los autobuses eléctricos a diario, en condiciones de operación rigurosas”, dice Simão Saura Neto, superintendente de ingeniería vehicular y movilidad especial de SPTrans, responsable de la gestión del transporte público paulistano.

Fabricantes de ómnibus, proveedores de piezas y baterías, compañías distribuidoras de energía, administradores municipales y expertos en transportes siguen con atención esta experiencia, que servirá como referencia para la expansión de los ómnibus eléctricos en Brasil. El ejecutivo municipal paulistanos pretende evaluar la confiabilidad técnica de los vehículos –que deberán recorrer más de 200 km por día sin recarga–, la infraestructura de abastecimiento energético, el impacto ambiental y la viabilidad económica de mantener una flota impulsada a batería.

La sustitución de la flota gasolera paulistana parte de una necesidad legal. En 2018, la Ley Municipal nº 16.802 estableció que los vehículos que proveen el transporte público deben reducir sus emisiones de dióxido de carbono (CO2) en un 50% en un lapso de 10 años, y el 100% en 20 años. La emisión de material en partículas (MP) por los escapes deberá reducirse en un 90% y un 95%, respectivamente, y la emisión de óxido de nitrógeno (NOx) debe reducirse en un 80% y un 95%.

“Combustibles tales como el etanol y el biogás cumplen con las metas a 10 años, pero solo los eléctricos y los vehículos alimentados con hidrógeno cumplen con lo establecido de aquí a 20 años, cuando las emisiones deberán llegar a cero”, informa Saura Neto. Este subraya, sin embargo, que los vehículos de hidrógeno aún tienen un costo prohibitivo, del orden de los 3 millones de reales por unidad. En tanto, los trolebuses que circulan en la ciudad desde 1949 son una alternativa poco atractiva. En contra de ellos está el alto costo de mantenimiento de la red aérea de abastecimiento energético y la escasa flexibilidad operativa de los vehículos, que solo circulan por vías específicas bajo los cables aéreos.

El ingeniero mecánico Paulo Henrique de Mello Sant’Ana, docente del Centro de Ingeniería, Modelado, y Ciencias Sociales Aplicadas de la Universidad Federal del ABC (Cecs-UFABC), estudia el impacto socioambiental que podría traer aparejado de aquí a 2038 el recambio gradual de la flota paulistana de ómnibus diesel por los modelos a batería. Para ello, su grupo de investigación tiene en cuenta no solo los contaminantes emitidos por los escapes –que son nulos en los eléctricos−, sino también las emisiones generadas en toda la cadena de producción de la electricidad, según el concepto conocido como “del pozo a la rueda”.

En una tesina de maestría recientemente defendida por uno de los miembros de su grupo se llega a la conclusión de que, si se considera la sustitución de los ómnibus alimentados con gasoil paulistanos por vehículos eléctricos a batería, sería posible evitar la emisión de 19 mil toneladas de NOx y 78 toneladas de MP en la ciudad, reduciendo, respectivamente, en un 45% y un 19% la liberación de esos contaminantes. Ese cálculo tuvo en cuenta la edad promedio y la vida útil del parque paulistano en 2018. “En el futuro, cuanto más renovable fuera la matriz energética, con el uso de fuentes tales como la eólica y la solar, mejor será el resultado global de las emisiones de los vehículos eléctricos”, dice Sant’Ana, explicando que, de esa forma, la energía utilizada para la recarga de las baterías provendrá de fuentes menos agresivas para el ambiente.

Aparte de ser más amigables con el planeta, los ómnibus impulsados con baterías tienen costos operativos significativamente inferiores. “Los gastos de abastecimiento son, en promedio, cinco veces menores que los de los vehículos gasoleros”, declara Ricardo Takahira, vicecoordinador del comité técnico de vehículos eléctricos híbridos de la Sociedad de Ingenieros de la Movilidad (SAE-Brasil). En un motor eléctrico, el 95% de la energía consumida se transforma en impulso para las ruedas, mientras que en un motor a combustión esa eficiencia es tan solo de un 35%. Cuanto mayor es ese índice, mejor se aprovecha la fuente energética, ya sea electricidad, biocombustible o combustible fósil. Los gastos de mantenimiento de los eléctricos también son menores, dado que los vehículos se controlan en forma electrónica, no poseen pistón ni bujías de ignición y no requieren aceite lubricante.

Por otro lado, la erogación inicial para la adquisición de un ómnibus eléctrico es mucho mayor. Mientras que un vehículo de 13 metros (m) para 80 pasajeros impulsado con gasoil cuesta alrededor de 600 mil reales, su equivalente eléctrico cuesta algo más del doble: 1,3 millones de reales. La batería suma la mitad de ese valor. Los gastos no paran ahí. Las compañías de transporte urbano necesitan dotar a sus garajes con puestos eléctricos de recarga –tótems con conectores para recarga– y adecuar la red de suministro eléctrico y los transformadores, una inversión que la SPTrans estima en 40 mil reales por vehículo.

Para disponer de una autonomía de entre 200 y 250 km, la recarga de cada conjunto de batería demanda alrededor de tres horas. Takahira informa que en el mundo hay varias alternativas en estudio para reducir el tiempo de carga y el costo de la batería. Una opción que se está testeando en Alemania son las baterías de menor autonomía y recarga rápida, que se efectúa en minutos –en lugar de horas– en locales distribuidos por la ciudad, tales como terminales y paradas.

Innovación y producción
La reducción de los costos y la generación de alternativas que permitan una migración del gasoil a la electromovilidad son retos para los cuales la industria está buscando soluciones. La compañía china BYD mantiene desde 2017 una fábrica de chasis para vehículos eléctricos pesados en Campinas (SP), y ya lleva vendidos 45 ómnibus en el país, incluyendo los 15 que serán testeados por SPTrans; los demás están rodando en Brasilia (DF), Maringá (Paraná), Volta Redonda (Río de Janeiro), Campinas, Santos y Bauru (São Paulo). El director de nuevos negocios de la compañía, Adalberto Maluf, informa que el centro de investigación y desarrollo (I&D) de BYD está empeñado en disminuir el peso del chasis, sustituyendo el acero por aluminio. “Al reducir el peso aumentaremos la autonomía de los vehículos”, explica.

En Resende (Río de Janeiro), Volkswagen Caminhões e Ônibus (VWCO) tiene su centro mundial de I&D. Allí se está desarrollando el primer ómnibus con tracción eléctrica de la multinacional, el Volksbus e-Flex, en fase de prototipo. “Será un vehículo capaz de contemplar todas las variantes de movilidad eléctrica”, comenta Roberto Cortes, presidente de VWCO.

El modelo es un híbrido, y puede funcionar con batería o con motor impulsado con gasolina y etanol, una novedad de la empresa. Las baterías se recargarán en cargadores externos con el concepto plug-in –conectadas a tomacorrientes en tótems de recarga– o incluso por un generador interno impulsado por el motor a combustión. La puesta en marcha del generador es automática por medio de un sistema electrónico que controla el nivel de carga de las baterías. “Se trata de un modelo que reduce la necesidad de infraestructura de recarga”, dice Cortes.

La flexibilidad también es una preocupación de la compañía paulista Eletra, que ya fabricó más de 300 ómnibus eléctricos entre los que se cuentan trolebuses, híbridos y eléctricos puros. Según la directora comercial Iêda Maria Oliveira, se están desarrollando en colaboración con el fabricante de baterías Moura dos modelos eléctricos, uno impulsado solamente a batería, con una autonomía de 180 km, y otro eléctrico híbrido dual, en el cual la tracción es solamente eléctrica, si bien puede ser alimentado por batería o bien, por un par motor generador diesel. “Es un modelo pensado para aquellas ciudades que están instaurando zonas de emisión cero”, dice Oliveira. Al ingresar en un área restringida, una señal transmitida por GPS desconecta el grupo generador, el cual vuelve a reconectarse al salir.

Léo Ramos Chaves Un trolebús circulando por las calles de São PauloLéo Ramos Chaves

Panorama mundial
En 2018, en todo el mundo había un total de 425 mil ómnibus impulsados por baterías, alrededor del 17% de la flota total, según la organización Bloomberg New Energy Finance. El 99% de ellos funcionan en China, que adoptó políticas públicas para subsidiar el sistema  como una forma de mejorar la calidad del aire de sus metrópolis. La agencia proyecta que el 60% del parque mundial de autobuses estará impulsada a batería en 2040. “En primera instancia, la expansión se dará no solo por razones económicas, sino que también estará motivada por la regulación ambiental y por políticas públicas de incentivos”, dice Flávia Consoni, del Departamento de Política Científica y Tecnológica del Instituto de Geociencias de la Universidad de Campinas (DPCT-IG-Unicamp).

En Estados Unidos, el gobierno de California determinó que todo el parque del transporte público debe ser de tracción eléctrica para 2029. Alemania, Inglaterra y Holanda también anunciaron políticas en ese sentido. En Chile, la meta es la electrificación total para 2050. En Brasil, con más de 100 mil ómnibus de transporte urbano y tan solo 500 de ellos eléctricos (incluyendo los trolebuses), se iniciaron tratativas para formular un plan nacional de electromovilidad en el ámbito del antiguo Ministerio de Desarrollo, Industria y Comercio. “El debate quedó paralizado luego del cambio de mando del gobierno federal”, informa Flávia Consoni, que estaba involucrada en ese proyecto.

Los mayores municipios de Brasil no están parados. Campinas, Curitiba, Belo Horizonte y Brasilia desarrollaron alternativas para la electrificación de sus flotas. La iniciativa más avanzada es la de São Paulo, pero enfrenta problemas. El gobierno de la ciudad llamó a una licitación pública con reglas para la renovación de las concesiones del servicio de transporte público municipal, que, por el momento, está parada debido a la presentación de amparos judiciales. Sin embargo, un comité administrador del parque municipal de autobuses está a cargo de implementar las medidas previstas en la ordenanza municipal referente a la reducción de las emisiones de contaminantes por el transporte público, independientemente de la licitación. Los ómnibus eléctricos constituyen una alternativa para dar cumplimiento a esa norma legal.

Una solución innovadora
BYD concibió un sistema de comercialización para abaratar la adquisición de sus ómnibus

Los ómnibus que forman parte del proyecto piloto de la SPTrans fueron adquiridos por la concesionaria de transporte colectivo Transwolff de la compañía china BYD. La empresa ideó un sistema de comercialización capaz de abaratar la inversión. Los autobuses, cuyo costo unitario de venta es de 1,3 millones de reales, fueron comercializados por 660 mil reales cada uno (el valor de los vehículos gasoleros), sin la batería. BYD, que provee la batería importada de China, alquila ese componente mediante un contrato a 10 años, por un importe mensual de 8 mil reales por ómnibus, responsabilizándose por el mantenimiento y la eventual sustitución del mismo si fuera necesario. Por otros 2 mil reales mensuales, la compañía también se ocupa de la recarga de la batería. Para garantizar la provisión de energía, BYD está invirtiendo en generación fotovoltaica propia.

Tal como explica Adalberto Maluf, director de nuevos negocios de BYD, esos 10 mil reales mensuales equivalen al gasto promedio de un ómnibus diesel de São Paulo que rueda 6.500 kilómetros por mes, el promedio en esa ciudad. “El monto que se gastaría con la unidad diesel financia el costo de la batería y el abastecimiento eléctrico”, sostiene.

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