La iniciativa,
coordinada por el centro tecnológico Cartif, se ha centrado en los
principales componentes del vehículo eléctrico y en los puntos de
recarga
ECOticias.
El ecodiseño es una práctica que consiste en incorporar los
factores ambientales en la toma de decisiones durante el desarrollo de
productos, como un factor adicional a los que tradicionalmente se han
contemplado, como los costes o la calidad. Con el fin de incorporar esta
filosofía al vehículo eléctrico, el centro tecnológico Cartif de
Valladolid ha coordinado el proyecto europeo Green Car Eco-design, una
iniciativa del programa Interreg IV-B SUDOE en la que han participado
siete socios españoles, franceses y portugueses. El proyecto, cuya
ejecución ha concluido esta misma semana, se ha llevado a cabo en los
últimos dos años y ha contado con un presupuesto cercano a los 1’17
millones de euros.
Según detalla a DiCYT la coordinadora del proyecto, la investigadora
de Cartif Nuria García Rueda, el objetivo general ha sido integrar la
variable ambiental en la etapa de diseño de los principales componentes
de los vehículos eléctricos y de los puntos de recarga, así como
aumentar el conocimiento de su impacto ambiental a lo largo del ciclo de
vida. Para ello, el centro tecnológico vallisoletano ha contado como
socios con la Universidad de Mondragón, la Fundación Centro Tecnológico
de Manresa, la Fundación Instituto Andaluz de Tecnología, el Instituto
Tecnológico de Aragón, la Escuela Superior de Tecnologías Industriales
Avanzadas de Bidart (Francia) y el Instituto Politécnico de Setúbal,
así como con un comité asesor formado por empresas del sector.
En una primera fase, seleccionaron los componentes del vehículo
eléctrico que serían “eco-rediseñados”, en concreto la batería, el
convertidor, los puntos de recarga, los frenos, el aire acondicionado y
los sistemas auxiliares alimentados por energías renovables. Asimismo,
definieron un vehículo tipo para realizar los estudios con una serie de
especificaciones: 1.200 kilogramos de peso, un solo ocupante de 70
kilogramos, uso particular y recorrido urbano de 100.000 kilómetros
durante 10 años de vida útil, cinco plazas, una autonomía de 140
kilómetros, una velocidad promedio de 35 kilómetros a la hora y una
velocidad máxima de 120, y que fuera capaz de superar pendientes de
hasta el 20 por ciento.
En base a esta información y, tras un estudio inicial de cada uno de
los componentes, los investigadores propusieron una serie de medidas de
ecodiseño que fueron implementadas después en prototipos, para validar
con datos reales los resultados teóricos.
En el caso de la batería, explica Nuria García Rueda, la labor
principal se ha centrado en reducir su masa, una tarea que ha realizado
el Instituto Politécnico de Setúbal. “Se analizó una batería de fosfato
de hierro y litio de 192 kilogramos y se observó que la mayor
contribución al impacto ambiental procedía la etapa de materiales, por
lo que se decidió como estrategia reducir su masa, pero sin comprometer
la autonomía que es crítica en un vehículo eléctrico. Se ha añadido
como innovación un extensor de autonomía, un sistema muy interesante
porque en trayectos cortos no necesita activarse, pero cuando la carga
se agota puede proporcionar esa energía suplementaria. El conjunto
formado por extensor y batería pesa menos que la batería original e
incrementa mucho la autonomía, ya que con un depósito de 12 litros de
gasolina se pueden realizar del orden de 450 kilómetros”, subraya.
Respecto al convertidor, componente que ha abordado la Universidad de
Mondragón, es el que realiza una mayor contribución al impacto
ambiental. Las estrategias de ecodiseño se han centrado aquí “en mejorar
la eficiencia, para lo que se ha aunado inversor y cargador, una nueva
modalidad con la que se ha aumentado la potencia resultado hasta dos
veces y media”, destaca la investigadora.
Sistema de climatización
Por otro lado, el sistema de climatización es un componente auxiliar
“que tiene muchísima repercusión en el consumo del vehículo, siendo
responsable de entre el 5 y el 10 por ciento del total del consumo
eléctrico de la batería”. Entre las medidas propuestas, en este caso por
el Instituto Andaluz de Tecnología, un sistema de climatización
selectiva y asientos climatizados.
En lo referente al sistema de frenos (compuesto por una pinza, dos
pastillas y un disco), los estudios preliminares del Centro Tecnológico
de Manresa mostraron que no sólo la etapa de uso era la más impactante,
también los materiales tenían una importante contribución. “Se
analizaron los materiales y se propuso sustituir el hierro gris con el
que se hacían las pinzas por materiales ligeros como el aluminio”,
aunque en el análisis teórico se observó que no había un beneficio
ambiental a los 100.000 kilómetros, sino a partir de 190.000 kilómetros.
También se sustituyó la fibra de vidrio de las pastillas de freno por
un material de fricción menos tóxico como la fibra de celulosa, aunque
la reducción del impacto en este caso “fue solo del dos por ciento”.
En cuanto al punto de recarga, del que se ha encargado Cartif, “no
está integrado en el vehículo pero es necesario al analizar el sistema
de producto vehículo eléctrico”. “Analizamos dos tecnologías y vimos que
la etapa de uso del ciclo de vida era la más importante en cuanto a
impacto, y como medida de ecoinnovación planteamos integrar componentes
electrónicos. Así íbamos a obtener una mejora energética por la
disminución de pérdidas en cables y conectores, y también una reducción
de materias primas, peso, etc. Validamos experimentalmente el nuevo
consumo energético y, aunque el resultado no fue tan positivo como
cuando lo hicimos teóricamente, hemos mejorado categorías de impacto
como la huella de carbono”, avanza.
Finalmente, la Escuela Superior de Tecnologías Industriales Avanzadas
de Bidart se ha encargado de analizar los sistemas auxiliares
alimentados por energías renovables y ha desarrollado un sistema
recuperador de energía en los amortiguadores que se encuentra en proceso
de patente. Este sistema se ha implementado primero a escala 1/5 y
después a escala real sobre un banco de pruebas que representa un cuarto
de vehículo. “En los ensayos, la potencia que podía recuperar cada
amortiguador era del entorno de 10 vatios. Además, al alimentar sistemas
auxiliares que están más cercanos a los amortiguadores que a la
batería se ahorra mucho cable, y por tanto cobre, por lo que el impacto
global mejora”, agrega.
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