Revista 15 - Noviembre 2016

Andrés Emiro Díez Restrepo - Armando Bohórquez Cortázar - Melissa Rodríguez Mejía
Los buses de batería, que operan en China y
Corea, reciben importantes beneficios estatales,
pudiéndose afirmar que “operan a pérdida”.
Las grandes barreras para su masificación
son su rango limitado, el alto costo y
sobrepeso debido a las baterías. Por su parte,
la compañía BYD, por sus siglas en inglés
(Build Your Dreams), ofrece un bus eléctrico
de 12 m a batería, con una autonomía, según
catálogo, [7] de fabricante de 240 km.
Cuenta con una batería de litio-hierro desarrollada
por la propia compañía, la cual hace
que el peso del bus vacío sea de 13.8 Ton. Si
se compara con un trolebús de las mismas
dimensiones y cuyo peso es de 10.9 Ton, se
encuentra que el sobrepeso causado por las
baterías es de 2.9 toneladas.
Comparativamente, un bus eléctrico autónomo
es menos eficiente que un bus eléctrico
con catenaria. Al respetar un peso
máximo de 18 Ton, la capacidad de carga
de pasajeros es de 62 pasajeros para el bus
BYD y de 105 pasajeros para el trolebús. Si
se asume un consumo de energía idéntico
para ambos de 1.2 kWh/km, el consumo
por pasajeros resulta siendo de 18.75 Wh/
pasajero para el bus a batería de BYD y de
apenas 11.4 Wh/pasajero para el Trolebús,
que es casi la mitad.
Así como los trolebuses requieren una infraestructura
para su alimentación, los buses
a batería requieren una infraestructura
de recarga que, al tener elementos comunes
como transformadores y rectificadores, tienen
costos similares. La diferencia radica en
que no se requiere ni la instalación de la línea
aérea de contacto, ni los postes y accesorios
correspondientes. Del costo total de la
infraestructura de alimentación eléctrica la
línea aérea con todos sus accesorios y postes
representa, aproximadamente, el 30 % pero,
debe tenerse en cuenta que su vida útil es de,
al menos, 20 años. La tecnología a batería
permite el aprovechamiento de las horas de
baja demanda de la red eléctrica, usualmente
nocturnas, permitiendo que se aplane la
curva de demanda de energía.
Se proyecta que, en el mediano plazo, los
desarrollos en densidad energética de las
baterías permitan mejorar la capacidad de
acumulación de energía sin incurrir en masa
adicional, garantizando una mayor autonomía.
Los buses eléctricos autónomos tienen
como desventaja, que la demanda de todo el
sistema se concentra en los sitios de recarga,
que de ser pocos pueden representar una
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exigencia importante a la red en el punto de
conexión. En el caso de un sistema alimentado
por catenarias, la demanda total se distribuye
a lo largo del recorrido, primero en
subestaciones de tracción y luego en las de
alimentación; por lo tanto, su incorporación
tiende a ser menos exigente para la red. Adicionalmente,
el consumo de energía neto de
los sistemas a batería es mayor que un sistema
de trolebuses, por las pérdidas asociadas
a la carga y descarga de la batería.
Otra de las preocupaciones con la tecnología
a batería corresponde a su limitado ciclo
de vida porque, aunque algunos fabricantes
como BYD declaran en catálogo hasta 6000
ciclos de carga-descarga, pero en este punto
la capacidad de almacenamiento sería de,
apenas 80 %, por lo que el rango del bus se
reduciría de 240 km a apenas 192 km, lo que
supone enormes inconvenientes operativos.
A los 1500 ciclos, 4 años, la capacidad de la
batería ya se habría reducido en un 10 %, valor
inaceptable para una operación intensiva
tipo BRT.
Las implicaciones de este tipo de reducción
de capacidad de la batería van desde inversiones
para reponer las baterías, hasta el incremento
de la flota, si se quiere mantener
el número de kilómetros operativos. Lógicamente,
para rutas alimentadoras de menor
intensidad, buses más pequeños y mayores
requerimientos de flexibilidad, ésta es una
excelente alternativa.
Los sistemas con buses de recarga rápida, en
ciertas estaciones, conocidos también como
sistemas de recarga de oportunidad, han ganado
amplia relevancia por diversas demostraciones
que se han efectuado en Suiza y
China. Sin embargo, ninguna de las demostraciones
involucra la intensidad y el recorrido
diario de sistemas BRT colombianos. Los
vehículos operados en la experiencia TOSA
(ABB) [8] son buses articulados con capacidad
reducida a 135 pasajeros, por el sobrepeso
de los almacenadores de energía que,
en este caso, corresponden a una combinación
de baterías y ultracapacitores. Con esta
combinación de almacenadores, estos trolebuses
especiales logran cargas de alta velocidad
en 15 s, en cada parada intermedia, y
cargas más lentas de 3 minutos en estaciones
terminales. En los 15 s carga el bus recibe
aproximadamente 1,6 kWh de energía, que
según el consumo medido en la experiencia
del trolebús de UPB y en el de Quito, solo le
alcanzaría para cubrir la distancia entre dos
estaciones de manera optimista. Esto implica
que, en lugar de tener subestaciones de
Revista Asociación de Ingenieros Electricistas AIE UdeA / Número 15 /Noviembre 2016 /Medellín -Colombia / ISSN: 1794-6077