Vehículo eléctrico

Un vehículo eléctrico es un vehículo propulsado por uno o más motores eléctricos. Un vehículo eléctrico puede alimentarse a través de una fuente externa que suministre energía eléctrica, o pueden ser autónomos al tener instalados baterías, paneles solares, o un generador eléctrico que transforme un combustible en electricidad. [1] Los vehículos eléctricos pueden ser, entre otros, vehículos de carretera y ferrocarril, embarcaciones de superficie y submarinas, aviones eléctricos, drones de transporte y naves espaciales eléctricas. La tracción puede ser proporcionada por ruedas o hélices impulsadas por motores rotativos, o en otros casos utilizar otro tipo de motores no rotativos, como los motores lineales, o cualquier otra aplicación producto del electromagnetismo, como es el caso de los trenes de levitación magnética.

Trolebús eléctrico en São Paulo, BrasilTranvía en Viena, Austria
Autobús eléctrico con baterías LiFePO4
Locomotora eléctrica en IndiaSolar Impulse 2 completó la vuelta al mundo exitosamente.
Una scooter eléctrica hecha en España.Barco eléctrico
Vehículos eléctricos alrededor del mundo (de izquierda a derecha):

Entre los vehículos eléctricos de uso particular encontramos automóviles, motocicletas y scooters, patinetes y bicicletas entre otros.

La aparición de los vehículos eléctricos se remonta a mediados del siglo XIX, cuando la electricidad fue el método preferido para propulsar vehículos de motor, brindando un nivel de comodidad y facilidad de operación que no se había logrado con los automóviles a gasolina de la época. Los motores de combustión interna modernos han sido el método de propulsión dominante para vehículos de motor durante más de 100 años, a pesar de que la energía eléctrica se ha mantenido como el método principal de propulsión en otros tipos de vehículos, como trenes y vehículos más pequeños.

En el siglo XXI, los vehículos eléctricos resurgen debido a los desarrollos tecnológicos, y a la necesaria transición energética para alcanzar los objetivos del Acuerdo de París para frenar el cambio climático. Para tal efecto, los países han legislado y desarrollado incentivos gubernamentales con el objetivo de masificación de aumentar la adopción de los vehículos eléctricos. [2][3]

Las expectativas eran de que la adquisición de vehículos eléctricos pasaran de un 2% a un 22% en 2030. [4] Estas estimaciones se han quedado cortas. En 2021, la Unión Europea decidió aumentar el objetivo a 2030 de reducción de emisiones netas de gases de efecto invernadero lo que implicará, al menos, 30 millones de cero emisiones a 2030, induciendo a que la gran mayoría de fabricantes de automóviles dejen de fabricar coches alimentados por motores de combustión. [5][6]

Historia
El Tesla Model 3 es el automóvil eléctrico más vendido en la historia.[7]

La invención del primer modelo de vehículo eléctrico es atribuida a diferentes personas.[8] En 1828, Ányos Jedlik, un húngaro que inventó un modelo primitivo de motor eléctrico, creó un pequeño coche alimentado por su nuevo motor. En 1834, un herrero de Vermont llamado Thomas Davenport construyó un artilugio similar que operaba en una pista corta, circular y electrificada.[9] En 1835, el profesor Sibrandus Stratingh de Groningen, en los Países Bajos, y su asistente Christopher Becker crearon un coche eléctrico a pequeña escala, alimentado por baterías celdas primarias no recargables.[10]

Por otro lado, la primera locomotora eléctrica fue construida en 1837 por el químico Robert Davidson de Aberdeen. Estaba propulsado por una batería de células galvánicos (baterías). Davidson después construyó una locomotora más grande llamada Galvani, que se exhibió en la Exposición de la Royal Scottish Society of Arts en 1841. El vehículo, de siete toneladas, tenía dos motores de reluctancia directos, con electroimanes fijos que actuaban sobre barras de hierro conectados a un cilindro de madera en cada eje, y conmutadores simples. Arrastró una carga de seis toneladas, a cuatro millas por hora durante una distancia de una milla y media. Fue probado en el ferrocarril de Edimburgo y Glasgow en septiembre del año siguiente, pero el limitado poder de las baterías impedía su uso general. Fue destruido por los trabajadores ferroviarios, que la vieron como una amenaza a la seguridad de su empleo.[11][12][13][14]

Las baterías recargables, que proporcionan un medio viable para el almacenamiento de la electricidad a bordo de un vehículo no llegaron hasta 1859, con la invención de la batería de plomo–ácido por el físico francés Gaston Planté.[15][16] Camille Alphonse Faure, otro científico francés, mejoró significativamente el diseño de la batería en 1881; sus mejoras aumentaron considerablemente la capacidad de las baterías y permitió directamente su fabricación a escala industrial.[17]

El interés en los vehículos de motor aumentó considerablemente en la década de 1890 y principios de 1900. Los taxis eléctricos alimentados por batería se hicieron disponibles a finales del siglo XIX. En Londres, Walter C. Bersey diseñó una flota de tales taxis y los introdujo a las calles de la capital británica en 1897. Pronto fueron apodados "los colibríes", debido a la idiosincrasia de su zumbido característico.[18] En el mismo año, en la ciudad de Nueva York, la Samuel's Electric Carriage and Wagon Company comenzó a utilizar 12 carruajes eléctricos.[19] La compañía funcionó hasta 1898 con hasta 62 cabinas en operación hasta que fue reformada por sus financistas para formar la Electric Vehicle Company.[20]

Después de disfrutar el éxito a comienzos del siglo XX, el coche eléctrico comenzó a perder posiciones en el mercado del automóvil. Una serie de acontecimientos contribuyeron a esta situación. Para la década de 1920, una infraestructura vial mejorada requería de vehículos con un rango mayor que el ofrecido por los coches eléctricos. El descubrimiento en todo el mundo de grandes reservas de petróleo conllevó una amplia disponibilidad de la gasolina, haciendo a estos coches más baratos de operar a través de largas distancias. Los coches eléctricos estaban limitados para el uso urbano por su velocidad lenta (no más de 24 a 32 km/h o de 15-20 mph.[21]) y de bajo alcance (30-40 millas o 50-65 km[21]), y los coches de gasolina eran ahora capaces de viajar más lejos y más rápido que sus equivalentes eléctricos.

La proliferación de los vehículos eléctricos ha estado habitualmente asociada a crisis y transiciones energéticas que han impulsado la implantación de políticas de apoyo como el Zero Emission Mandate en California que obligaba poner eléctricos a disposición del público para poder seguir vendiendo coches; o el sistema de cuotas implantado en China que exige a los fabricantes un porcentaje mínimo de ventas de eléctricos. [22]

A partir del Acuerdo de París, la requerida transición energética, están impulsado activamente leyes que aceleran la transición hacia una movilidad eléctrica con subvenciones y el desarrollo de las infraestructuras y tecnologías necesarias para una implantación masiva del vehículo eléctrico. En enero de 2022, una conocida marca francesa de vehículos anunció que a partir de 2030 todos sus modelos serán eléctricos.[23]

Nuevos desarrollos

La aparición de la tecnología semiconductora de metal-óxido MOS llevó al desarrollo de los vehículos eléctricos modernos. [24] El MOSFET (Transistor de efecto de campo MOS, o transistor MOS) inventado por Mohamed Atalla y Dawon Kahng en Bell Labs en 1959, impulsó el desarrollo del MOSFET de potencia por Hitachi en 1969, y al desarrollo del microprocesador por Federico Faggin, Marcian Hoff, Masatoshi Shima y Stanley Mazor en Intel en 1971. El MOSFET de potencia y el microcontrolador, fueron avances significativos en el desarrollo de la tecnología de los vehículos eléctricos. Los convertidores de potencia MOSFET permitieron la operación a frecuencias de suicheo mucho más altas, haciendo que sean más fáciles de controlar, reducir pérdidas de potencia, y reducir precios significativamente, mientras que los microcontroladores podían manejar todos los aspectos del control de la potencia y autonomía de la batería. Otra tecnología importante que fue las baterías de ion de litio, inventadas por John B. Goodenough, Rachid Yazami y Akira Yoshino en la década de 1980, la cual permitió que se desarrollaran vehículos eléctricos capaces de recorrer largas distancias.

Fuentes de electricidad

Los vehículos eléctricos se pueden clasificar dependiendo del tipo de fuente de energía eléctrica, así:

Conexión a plantas generadoras

Generadores a bordo y vehículos híbridos

Almacenamiento a bordo

Estos sistemas almacenan energía eléctrica proveniente de plantas de generación externas, que luego son desconectadas antes de iniciar desplazamientos.

Categorías de electrificación de vehículos

Entre los vehículos eléctricos encontramos las siguientes categorías, estando ordenadas las 4 primeras de ellas en función del grado de electrificación del mismo. [25]

Ventajas y desventajas del vehículo eléctrico

Estas son algunas de las ventajas y desventajas de los vehículos eléctricos.[26][27]

Ventajas
  • Reducción emisiones y partículas de CO2
  • Mejora de la calidad del aire y, por consiguiente, de la salud de las personas que lo respiran.
  • Reducción de la contaminación auditiva.
  • Ahorro económico. En el caso de los automóviles eléctricos, una recarga eléctrica, a día de hoy, es de 4 a 8 veces más barata que un repostaje de combustible. El ahorro en repostaje permite la amortización del vehículo hasta en 80.000 kilómetros en algunos modelos.
  • Mayor eficiencia. El rendimiento de un vehículo eléctrico está próximo al 95% y el de un vehículo con motor alimentado por combustibles fósiles se sitúa alrededor del 30%
  • Menos averías mecánicas ya que se reduce el número de piezas de ensamblaje en los vehículos.
  • Menor coste de mantenimiento
  • Aceleración más rápida debido a que los motores eléctricos tienen un par motor máximo a bajas revoluciones.

Desventajas
  • Precio de compra mayor en relación con el de los vehículos de combustión.
  • Degradación de las baterías que han de ser reemplazadas con un importante coste asociado.
  • Reciclaje de las baterías.
  • Falta de infraestructura de recarga en algunas áreas geográficas.
  • Autonomía del vehículo
  • Tiempo de carga que puede oscilar entre media hora y 12 horas frente a los 5 minutos que se tarda en llenar el depósito en un vehículo de combustión.

Movilidad eléctrica compartida

Desde 2017 aproximadamente, han surgido en grandes ciudades servicios de movilidad eléctrica compartida como es el caso de patinetes, bicicletas, automóviles o motocicletas. Estos vehículos, además de las ventajas asociadas a la movilidad eléctrica contribuyen a descongestionar las ciudades y suponen una nueva opción de transporte público.

Principio de quien contamina paga
Véase también: Uso del automóvil eléctrico

La IEA dice que la gasolina y el diésel deben gravarse de acuerdo con el daño que causan a la salud y al medio ambiente. En ocasiones, la contratación pública se utiliza para alentar a los fabricantes nacionales de vehículos eléctricos.[28][29] Muchos países prohibirán la venta de vehículos de combustibles fósiles entre 2025 y 2040.[30]

Muchos gobiernos ofrecen incentivos para promover el uso de vehículos eléctricos, con el objetivo de reducir la contaminación del aire y el consumo de aceite. Algunos incentivos pretenden incrementar las compras de vehículos eléctricos compensando el precio de compra con una subvención. Otros incentivos incluyen tasas impositivas más bajas o exenciones de ciertos impuestos e inversión en infraestructura de carga.

Las empresas que venden vehículos eléctricos se han asociado con empresas eléctricas locales para ofrecer grandes incentivos a algunos vehículos eléctricos.[31]

Véase también

Referencias
  1. Asif Faiz; Christopher S. Weaver; Michael P. Walsh (1996). Air Pollution from Motor Vehicles: Standards and Technologies for Controlling Emissions. World Bank Publications. p. 227. ISBN 978-0-8213-3444-7.
  2. «Obama Administration Announces Federal and Private Sector Actions to Accelerate Electric Vehicle Adoption in the United States».
  3. «EU policy-makers seek to make electric transport a priority». Reuters. 3 de febrero de 2015.
  4. «Auto & Mobility Trends in 2019». CB Insights Research. Consultado el 28 de marzo de 2019.
  5. «La UE acuerda reducir las emisiones de carbono al menos un 55% para 2030, un paso más hacia el adiós al coche de combustión». motorpasion.com. 21 de abril de 2021. Consultado el 16 de febrero de 2023.
  6. «objetivo 55 de la UE». europa.eu. Consultado el 16 de febrero de 2023.
  7. «El Tesla Model 3 ya es el coche eléctrico más vendido de la historia».
  8. «Looking back to electric cars». Proc. HISTELCON 2012 - 3rd Region-8 IEEE HISTory of Electro - Technology CONference: The Origins of Electrotechnologies: #6487583. 2012. doi:10.1109/HISTELCON.2012.6487583.
  9. Today in Technology History: July 6, The Center for the Study of Technology and Science], archivado desde el original el 15 de octubre de 2009, consultado el 14 de julio de 2009.
  10. Sibrandus Stratingh (1785-1841), Professor of Chemistry and Technology, University of Groningen – English available, consultado el 24 de abril de 2009.
  11. Day, Lance; McNeil, Ian (1966). «Davidson, Robert». Biographical dictionary of the history of technology. London: Routledge. ISBN 978-0-415-06042-4.
  12. «The Underground Electric». Our Home Railways 2. London: Frederick Warne and Co. 1910. p. 156.
  13. Renzo Pocaterra, Treni, De Agostini, 2003
  14. Armstrong Moore, Elizabeth (10 de febrero de 2009), «As electric cars gain currency, Oregon charges ahead», Christian Science Monitor, consultado el 24 de abril de 2009.
  15. «Planté Battery». National High Magnetic Field Laboratory. Archivado desde el original el 14 de diciembre de 2014. Consultado el 14 de diciembre de 2014.
  16. «Development of the Motor Car and Bicycle». Government of Australia. 2003. Archivado desde el original el 14 de mayo de 2009. Consultado el 24 de abril de 2009.
  17. Timeline: Life & Death of the Electric Car, NOW on PBS, Public Broadcasting Service, 9 de junio de 2006, consultado el 24 de abril de 2009.
  18. «History of the Licensed London Taxi». Archivado desde el original el 29 de abril de 2015. Consultado el 14 de octubre de 2019.
  19. «Hailing the History of New York's Yellow Cabs».
  20. «The Early electric car». earlyelectric.com. Consultado el 16 de febrero de 2023.
  21. Automobile, consultado el 18 de julio de 2009.
  22. «Introducción a la movilidad eléctrica, un poco de historia». emobilityadvisor.com.
  23. «Todos los modelos de renault serán eléctricos a partir de 2030». El País. 15 de enero de 2022. Consultado el 16 de febrero de 2023.
  24. Gosden, D.F. (March 1990). «Modern Electric Vehicle Technology using an AC Motor Drive». Journal of Electrical and Electronics Engineering (Institution of Engineers Australia) 10 (1): 21-7. ISSN 0725-2986.
  25. «Qué es la movilidad eléctrica». eve.eus Agencia Energética del Gobierno Vasco. Consultado el 16 de febrero de 2023.
  26. «Cuatro ventajas y siete desventajas del vehículo eléctrico en España». El Mundo. 5-2-2021. Consultado el 24 de febrero de 2023.
  27. «Estas son la ventajas y desventajas de comprarte un coche eléctrico». motor16.com. 7-8-2022. Consultado el 24 de febrero de 2023.
  28. «EESL to procure 10,000 Electric Vehicles from TATA Motors». pib.nic.in. Archivado desde el original el 8 de febrero de 2018. Consultado el 7 de febrero de 2018.
  29. Balachandran, Manu. «As India revs up its grand electric vehicles plan, Tata and Mahindra are in the driver's seat». Quartz. Archivado desde el original el 8 de febrero de 2018. Consultado el 7 de febrero de 2018.
  30. «5 things to know about the future of electric vehicles». World Economic Forum (en inglés). Archivado desde el original el 16 de junio de 2021. Consultado el 7 de junio de 2021.
  31. «Accelerating the Transition to Electric School Buses | U.S. PIRG Education Fund». uspirgedfund.org. Consultado el 29 de julio de 2021.

Enlaces externos
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