Dado que la carrera hacia la electrificación total en el automóvil es imparable, se hace necesaria una reflexión seria de la electrificación de vehículos. El Ilustre Colegio Oficial de Ingenieros Industriales de Galicia, a través de su Comité de Automoción, ha elaborado este análisis donde se estudian las opciones actuales y la realidad del proceso de electrificación. 
Los 8 Comités de expertos del ICOIIG atienden a las consultas específicas de las Administraciones Públicas y organizaciones dentro de sus áreas (automoción, construcción, energía, industria, instalaciones, logística, peritaciones, vehículos). El objetivo de estos comités es ser referencia técnica en Galicia y aportar soluciones a las problemáticas actuales en todos los ámbitos de trabajo de los Comités.

REFLEXIONES ACERCA DE LA ELECTRIFICACION DE VEHICULOS

1 - ¿Cuáles son las opciones actuales para disponer de un vehículo eléctrico o electrificado?
La opción generalista siempre será comprar o alquilar un modelo ya electrificado de serie o ya eléctrico. Es decir, acudir a un concesionario y adquirir o alquilar un vehículo ya preparado de serie.
Sin embargo, Actualmente existen en el mercado un conjunto de kits que permiten electrificar un vehículo de combustión, con el objetivo de convertirlo en vehículo 100% eléctrico o híbrido (si se mantiene el motor de combustión y se añade, en el eje delantero o en el trasero, un grupo motriz eléctrico).

2 - ¿Hacia dónde va la electrificación de los vehículos?
El desarrollo y comercialización de vehículos eléctricos es una realidad actualmente, bien vista tanto por las Autoridades (gobiernos de cada país) como por los propios fabricantes de vehículos, para cumplir con los horizontes establecidos de cero emisiones. La electrificación de vehículos (también denominado retrofit) parece que se encamina hacia la renovación del parque móvil de combustión, bien sea sobre vehículos antiguos o históricos (en la que se aprecia un interés creciente), o bien sea sobre vehículos que tras su electrificación, puedan tener una segunda vida (sin emisiones contaminantes locales).
A día de hoy, esta alternativa adquiere todo el sentido, si se encamina a electrificar vehículos para ámbito urbano.

3 - ¿Qué recomendamos técnicamente para dicha electrificación?
Dado que la electrificación de un vehículo de combustión, es un proceso complejo, producto de un estudio multidisciplinar, en el que entran en juego conocimientos de electricidad, mecánica, resistencia estructural, riesgos laborales e incluso legislativos.
Como recomendaciones técnicas se proponen las siguientes:
1. Elección adecuada del vehículo.
2. Diseño de la parte eléctrica del vehículo:

•  Elección de las baterías a utilizar para optimizar la autonomía.
•  Diseño del sistema de recarga así como de la seguridad durante el proceso de carga.
•  Realización de la ficha de rescate para el vehículo transformado.

3. Estudio de mejora de los elementos que permitan reducir el consumo eléctrico (Ejemplo: sustitución de focos halógenos por Focos LED)
4. Comprobaciones de los requisitos de los Actos Reglamentarios que debe cumplir (y puede cumplir) ya que hay determinados Actos Reglamentarios que el vehículo cumplía de serie y que con la adaptación no se tendrán en cuenta y otros que tienen que ver con la transformación realizada (Ejemplo: el Reglamento de NU 100). Todo este proceso debe estar dirigido por personal cualificado, siendo la titulación de Ingeniero industrial la que más se ajusta a las necesidades del trabajo a realizar.

4 - ¿Debe ser un proceso/trámite controlado por ingenieros “industriales”?
Rotundamente sí. Los ingenieros industriales disponen de la capacitación correspondiente tanto para los cálculos, como para la supervisión del proceso, como para incluso las tramitaciones necesarias para la legalización de este tipo de reformas.
Se debe tener en cuenta que la figura del ingeniero industrial es vital en la industria del automóvil y, en el ámbito de la legalización de vehículos, su aportación ha sido y sigue siendo fundamental. Ahora más que nunca, frente al reto de desarrollar procesos seguros de electrificación de vehículos, su criterio técnico a la hora de controlar y auditar esta operación, se torna absolutamente necesaria.

Como está sucediendo en otros muchos ámbitos y cada vez más, es preciso disponer de especialización y conocimientos avanzados para la elección de los elementos, la ubicación de los mismos sobre el vehículo y el procedimiento de ensamblaje, en su caso, más adecuado. Dicha especialización corresponde a los ingenieros industriales.

5 - ¿Es viable electrificar el parque móvil actual? ¿Cuándo se podría hacer?
Para responder esta pregunta, hay tres premisas fundamentales a tener en cuenta:

1. Desde el punto de vista técnico/legal, cualquier vehículo puede ser electrificado. La dificultad que existe actualmente ante este tipo de transformaciones, es el coste que debe afrontar el usuario, que provoca que sea inviable económicamente con la legislación actual relativa a su legalización.

2. La electrificación puede suponer una mejora en lo que respecta al CO2 emitido a la atmósfera, para vehículos con niveles de emisiones antiguos. Teniendo en cuenta la edad media del parque móvil español (que se sitúa en rondando los 15 años), parece adecuado empezar por estos vehículos más antiguos.

3. En cuanto a la viabilidad en términos de infraestructura energética, dependerá en gran medida de la energía utilizada para la recarga de las baterías (ya que si para cargarlas es necesario utilizar energía producida en una central térmica, el coste ambiental puede ser mayor que un vehículo convencional) y en la capacidad de adaptación de las infraestructuras para permitir las recargas en masa de los vehículos transformados.

Con dichas premisas encima de la mesa, se puede llegar a las siguientes conclusiones:

• Es absolutamente viable electrificar el parque actual, si se centra en aplicaciones urbanas. Es decir, electrificar con potencias moderadas y con packs de baterías de 10-15kWh. Esto permite contener el coste en las celdas del pack de baterías y evitar el consumo de una potencia de carga que genere desequilibrios en la curva de demanda del suministro eléctrico o que no sea capaz de asumirlo.
• La energía necesaria para cubrir la demanda de recarga de estos vehículos, debe proceder de fuentes renovables. Es necesario un ajuste de la legislación relativa a la legalización de una transformación de un vehículo de combustión a uno eléctrico (retrofit), para que no suponga una barrera económica insalvable para un usuario, pero manteniendo unos niveles adecuados de seguridad en el vehículo. Actualmente, el mayor inconveniente se encuentra en lo relativo a la legalización del pack de baterías. Una forma de lograr un compromiso adecuado entre seguridad y coste en un retrofit es por medio de la legalización de conjuntos funcionales.

6 - ¿Qué problemas técnicos y de seguridad detectamos en la electrificación? ¿Hay soluciones?
Los problemas técnicos y de seguridad que podemos encontrarnos son:

•  Reparto de pesos.
•  Frenado.
•  Dirección.
•  El circuito eléctrico de alta tensión.
•  El sistema de carga.
•  El grupo motopropulsor debe cumplir con los requisitos del Reglamento de NU 100.
•  Adaptación del motor eléctrico al cofre motor.

La solución pasa por un correcto y exhaustivo diseño, en particular proponemos las siguientes:

•  Distribuir correctamente el peso de las baterías (en fase de diseño) para que ni existan sobrecargas sobre los ejes, y que el peso sobre el eje delantero permita en todo momento una adherencia del eje de   dirección.
•  Debe estudiarse si tras la modificación es necesario modificar el sistema de frenos o reforzar el sistema de dirección.
•  El diseño del circuito eléctrico y el sistema de carga necesitan un estudio particularizado en función del vehículo elegido.
•  Elegir un paquete o paquetes de baterías homologados que mejor se adapten al vehículo seleccionado.

7 - ¿Qué recomendamos a un usuario que quiera electrificar su vehículo de x años?
Lo primero es que analice si es una decisión adecuada para el uso que le va a dar a su vehículo, realizar una electrificación. Es decir, si le proporciona la autonomía adecuada que necesitas para su día a día (o para el uso en concreto que le quiera dar) y si dispone de un lugar de acceso diario para realizar la recarga del pack de baterías a un coste asumible y rentable.

Lo segundo que debe hacer un usuario es pedir garantías de que su vehículo puede electrificarse a nivel de reglamentación Europea/Española A partir de ahí, solicitar un presupuesto para llevar a cabo dicha electrificación y que el vehículo pase una inspección técnica para evaluar si el estado actual del vehículo, permite realizar una electrificación eficiente en términos de coste y durabilidad. En la actualidad existen algunas empresas que ya han comenzado a desarrollar estas transformaciones, pero el precio de venta del vehículo reformado todavía resulta elevado.

8 - ¿Qué es un conjunto funcional?
Un conjunto funcional (desde el punto de vista de un retrofit) es un documento emitido por un Servicio Técnico de Homologaciones en el cual se recopila en qué consiste una electrificación a un número determinado de vehículos, que se caracterizan por tener características similares.
Para ello, se define un kit que contiene los componentes necesarios para montar un sistema de tracción eléctrico sobre dicho conjunto de vehículos, el cual cumple con los requisitos técnicos y de seguridad estipulados por la normativa vigente y que se debe montar conforme a unas instrucciones concretas y por personal competente (tanto en la parte de montaje, como la de validación de la instalación). De esta manera, sería posible tener controlado (desde el punto de vista técnico y de seguridad) los componentes que se instalan durante un retrofit (motores eléctricos, packs de baterías, cargadores on-board,…) empleando dicho conjunto funcional sobre aquellos vehículos en los que el kit ha sido legalizado. Con la ventaja fundamental de que los costes asociados a esta legalización, pueden ser amortizados de forma viable como consecuencia de instalar este kit en un número elevado de vehículos. Esto sucede actualmente en las adaptaciones de GLP, por ejemplo.

9 - ¿Cuál es el valor añadido que aporta un ingeniero “industrial” en este proceso?
El ingeniero industrial es un profesional que conoce y comprende todas las fases de un proyecto de este tipo, por ello aporta valor en todas y cada una de ellas permitiendo así demás ser un soporte principal en la tramitación administrativa del mismo. Su aportación, no sólo está a la hora de lograr un óptimo diseño, dimensionamiento y fabricación del propio conjunto funcional (tanto en términos técnicos como en coste adecuado), sino en la definición correcta de las instrucciones de montaje sobre vehículo para que no se generen riegos eléctricos como consecuencia de la existencia de un circuito de alta tensión, ni posibles consecuencias mecánicas sobre el propio bastidor del vehículo.
Con esto el ingeniero industrial logra una total fiabilidad y seguridad en la transformación, que si además se legaliza por conjunto funcional, tendrá la responsabilidad de realizar el estudio de adaptación a los distintos vehículos para que posteriormente el correspondiente Servicio Técnico de homologaciones continúe el proceso.

10 - ¿Qué documentos técnicos mínimos consideramos necesarios para poder legalizar una reforma de este tipo?
Este tipo de adaptaciones deben ser realizadas por talleres especializados, que emitirán un certificado de taller de acuerdo a lo indicado en el Real decreto de reformas.
En nuestra opinión, dichos talleres deben contar con el apoyo y supervisión de un Ingeniero industrial que debe elaborar un proyecto en base a las características del vehículo seleccionado. Posteriormente se realiza el certificado fin de obra que aporta el Ingeniero. Sería necesario disponer de una ficha de rescate del vehículo modificado y que si la reforma la proyecta un ingeniero parece lógico que dicha ficha de rescate sea firmada por el mismo (Y posiblemente validada por el Servicio Técnico que emita el informe de conformidad). Como parte del procedimiento, parece razonable que se preparen hojas de control para una adecuada trazabilidad de las modificaciones.

11 – Baterías. ¿Capacidad de producción? ¿Es un nuevo mercado? ¿Hay algún tipo de limitación?
Hay distintos proyectos en marcha para que la fabricación de las baterías se lleve a cabo en Europa e incluso en España. Sería interesante discutir si se debería limitar su capacidad pues habrá chasis que no se hayan sido diseñado desde cero para su adecuada instalación.

12 - ¿Qué opinamos respecto a las clasificaciones “Cero” y “Eco” establecidas teniendo en cuenta que vehículos con grandes motores, al disponer de un motor pequeño eléctrico sería “Eco”?
Detectamos un completo sinsentido que han sabido aprovechar los fabricantes para posicionar sus productos en el mercado. Por un lado hay un problema de definición. La etiqueta “Eco” es para, entre otros, aquellos vehículos con algún tipo de hibridación, y así según esta definición, entra ese supuesto de la pregunta donde puede haber vehículos “Eco” pero con motores que generan emisiones superiores a otros sin dicha etiqueta.
Algo similar ocurre con los “Cero”, que da cabida a vehículos con motor de combustión siempre que sean híbridos, enchufables y garanticen una autonomía eléctrica de 40km. Lo interesante sería crear una definición que además de eliminar estas “contradicciones” evaluase el ciclo de vida del vehículo y se basase siempre en criterios relativos al descenso de emisiones contaminantes, independientemente del tipo de tecnología que monte. Por último, dejar patente que hasta el momento no existe un vehículo “cero”, salvo aquel que no se ha fabricado y usado.

13 - ¿Qué ventajas medio ambientales y qué inconvenientes presenta este proceso respecto a los motores de combustión actuales?
Las ventajas medioambientales vendrán de la mano de decisiones políticas que promuevan la evolución del nº de puntos de recarga y de qué energía se utilice para esa recarga, pues, aunque podríamos caer en la falsa creencia de que, por no tener tubo de escape, el vehículo eléctrico no contamina, debemos analizar el concepto de emisiones netas, como las emisiones que acompañan al vehículo en su periodo de vida, desde que se fabrica, hasta que se recicla tras el fin de su vida útil.
Al tiempo que se mejora la electrificación de vehículos debe desarrollarse toda la infraestructura eléctrica para satisfacer las demandas de recarga de los vehículos eléctricos. (Hablamos de otro campo en el que la profesión de Ingeniero Industrial debe estar presente). El reto está en disminuir estas emisiones netas, en favor del vehículo eléctrico, utilizando para recarga energías renovables.

14 - ¿Es viable alcanzar autonomías equivalentes a las de los motores tradicionales?
Técnicamente es viable. Pero como en la mayoría de los casos en este mundo, todo depende de la inversión y del avance tecnológico. En cuanto mejoren las capacidades de las baterías, con menor peso y menor coste, será una realidad.
Debemos considerar que este progreso no solo depende del avance tecnológico, sino también de criterios económicos en cuanto a la amortización de las inversiones existentes relativas al I+D de los productos en uso en la actualidad. A día de hoy, no se debería pensar en lograr autonomías equivalentes a un vehículo de combustión. La clave de una electrificación eficiente es conseguir la autonomía suficiente para desplazarte durante el propio día, con el mínimo gasto energético y con el coste más pequeño posible.

15 - ¿Existe alguna comparativa entre el CO2 relativo al ciclo de vida de un vehículo eléctrico o electrificado y otro tradicional? ¿Qué resultados arroja?
Hay muchos estudios que se han realizado para analizar el impacto (en términos de emisiones de CO2) en el ciclo de vida de un vehículo eléctrico, en comparación con su homólogo en combustión. Uno de ellos, es el elaborado por el parlamento europeo, con el título “Research for TRAN Committee - Battery-powered electric vehicles: market development and lifecycle emissions”. En dicho estudio se realiza una comparativa bastante rigurosa del ciclo de vida (LCA) completo, arrojando la siguiente conclusión: los vehículos eléctricos poseen unas emisiones de gases de efecto invernadero de producción más altas que los vehículos de combustión, siendo la fase de operación (emisiones generadas durante el uso del vehículo) mucho más beneficiosa en el caso de emplear vehículos eléctricos, con el mix energético actual.
La diferencia en estas emisiones se atribuye, por un lado, a la energía necesaria para fabricar los packs de baterías (en un porcentaje muy elevado) y, por otro, debido a la energía para cargar dichos packs. En el estudio, se analiza a su vez, el impacto sobre dichas emisiones en el caso de emplear energías renovables para la fabricación y operación de los vehículos eléctricos. El resultado es demoledor, a favor del vehículo eléctrico.
Las conclusiones que se pueden sacar de dicho estudio son las siguientes:

•  Es necesario el empleo de energías renovables durante la fase de fabricación de los vehículos eléctricos (fundamentalmente en la parte correspondiente al pack de baterías) y durante la fase de operación   (recarga del pack de baterías).
•  Es fundamental dimensionar adecuadamente el tamaño del pack de baterías (y, en consecuencia, el tamaño del vehículo y su autonomía) al uso que se le va a dar, a fin de reducir la energía necesaria en su   fabricación y en su operación diaria.
•  Se debe seguir investigando en diferentes tecnologías aplicadas a la fabricación de las celdas de litio, con el objetivo de conseguir un producto final más económico en su producción, más seguro en su   utilización y 100% reciclable al final de su vida útil (en donde entra en juego el concepto de segunda vida de las celdas).

16 - ¿Este tipo de vehículos, con mayor precio, a la larga salen rentables respecto a los tradicionales?
Todo pasa por realizar un cálculo de amortización del coste de la electrificación, según los kilómetros a recorrer a diario y considerando el ahorro derivado de empleo de energía eléctrica frente al coste del combustible. En ocasiones nos saldrá más rentable y en otras no. Por eso es importante realizar este análisis previamente a embarcarse en una electrificación. Dependerá enormemente del uso que se le dé al vehículo. De si es eléctrico o híbrido, del tipo de conducción, de los trayectos diarios que se van realizar con dicho vehículo.