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La expansión de los autos eléctricos en Brasil determina el liderazgo e-automotriz

Brasil ha emergido como un actor destacado en la carrera hacia la electromovilidad, captando una atención significativa de inversionistas y marcando un ritmo acelerado en la transición hacia vehículos eléctricos en la región.

Empresas como BYD, Great Wall Motor y General Motors han anunciado inversiones significativas en Brasil para establecer plantas de fabricación de vehículos eléctricos, aprovechando no solo su mano de obra calificada y su infraestructura industrial, sino también su creciente mercado interno.

El ascenso de Brasil como líder en la fabricación y exportación de automóviles dentro del Mercosur ha sido notable desde la implementación de las reglas de libre comercio en 1995. Su posición privilegiada ha atraído la atención de diversas marcas, especialmente las chinas especializadas en vehículos eléctricos, que han reconocido el potencial del mercado brasileño. Este interés se fundamenta en la combinación de un mercado robusto y en constante crecimiento, junto con la ventaja estratégica que Brasil ofrece como puerta de entrada hacia otras economías de la región.

"El principal socio comercial de Brasil es China. Por lo tanto, tiene sentido dirigir las inversiones hacia allá y producir automóviles para América Latina en Brasil, mientras que en Argentina no parece ser tan prioritario. Brasil estableció en 2015 una exención arancelaria a los vehículos eléctricos e híbridos con el objetivo de fomentar su consumo, y así reducir las emisiones de carbono que generan los motores de combustión.

 Como resultado, las importaciones fueron creciendo gradualmente hasta registrar una fuerte aceleración en 2023, período en el cual concretó compras por USD 2.400 millones, 179% más que en 2022. En el primer semestre de 2024, las importaciones totalizaron USD 3.500 millones, lo que representa un aumento del 43% respecto a todo el año anterior. El ingreso de vehículos tradicionales no siguió el mismo ritmo.

El presidente de ABVE (Asociación Brasilera Vehículo Eléctrico), Ricardo Bastos, afirmó que el mercado de vehículos electrificados continuará a un ritmo intenso, incluso con el aumento del impuesto de importación anunciado por el gobierno federal a partir de Enero. Según Bastos, el sector de la electromovilidad debe beneficiarse de la fabricación nacional de vehículos electrificados en las nuevas fábricas de los gigantes chinos GWM y BYD. A medida que crece el parque de vehículos eléctricos, es necesario seguir impulsando la red de estaciones de recarga del país. El número de estaciones de carga públicas creció un 28% en Brasil entre enero y agosto del año pasado, según datos de ABVE/Tupinambá. En diciembre de 2022, el país contaba con 2.955 puntos de recarga y cerró 2023 con 3.800. La estimación de la organización para este año es que el número de puntos de recarga públicos o semipúblicos alcance los 10.000.

El crecimiento del mercado de los vehículos eléctricos y de las estaciones de recarga crea nuevas oportunidades para el sector de la energía solar. Por tanto, los integradores de sistemas fotovoltaicos pueden aprovechar este crecimiento, no sólo ofreciendo soluciones de generación de energía solar, sino también incluyendo la adquisición e instalación de cargadores de vehículos en su cartera de servicios.

BYD (Build Your Dream) en Brasil

La china BYD, el mayor fabricante de vehículos eléctricos del mundo, anunció  el inicio de las obras de su primera fábrica de automóviles eléctricos fuera de Asia, en Camaçari, Estado de Bahía. Es parte del terreno utilizado anteriormente por Ford y tiene una inversión de R$ 3 mil millones. La expectativa es iniciar la producción entre fines de 2024 e inicios de 2025, con una capacidad instalada cercana a los 150 mil vehículos por año durante la primera fase de implementación.

"Al mirar hacia el futuro, estamos entusiasmados con las oportunidades que generará esta nueva fábrica. No sólo en términos de empleo, sino también en lo que respecta al desarrollo de nuevas tecnologías y la contribución a una economía más sostenible", dijo Tyler Li, presidente de BYD Brasil, durante el anuncio en un evento en Bahía.

La idea de la empresa es acelerar la producción de vehículos en Brasil, permitiendo precios aún más competitivos en el mercado nacional para atender la creciente demanda de autos eléctricos.

Inicialmente, los coches fabricados en el complejo serán los eléctricos BYD Dolphin; el BYD Song Plus, híbrido enchufable, el BYD Yuan Plus, 100% eléctrico y el BYD Dolphin Mini, lanzado recientemente en el país.

 También entre los objetivos, en los próximos cinco años, está el procesamiento de fosfato de litio y hierro, que se utilizará en baterías de vehículos. "La política de progreso, de inversión, de BYD es atraer el mayor número posible de proveedores locales y nacionales a su polo productivo", afirmó Alexandre Baldy, asesor de BYD en Brasil. "En cinco años pretendemos nacionalizar los componentes locales y, ciertamente, uno de los objetivos es la fabricación de baterías de litio", añadió.

Según Baldy, la fabricación de baterías de litio no está incluida en el paquete de R$ 3 mil millones, pero el ejecutivo cree que es posible aumentar al menos un 70% los componentes locales en suelo brasileño. Recientemente, el fabricante de automóviles firmó un memorando de entendimiento con el productor brasileño de bioenergía Raízen para crear centros de carga en ocho capitales brasileñas.

En 2023, BYD consolidó su liderazgo en el mercado de vehículos eléctricos en Brasil y el mundo. Aquí el fabricante de automóviles terminó el año en el segundo lugar del ranking, con alrededor de 18.000 coches vendidos, sólo por detrás de Toyota (21.000) con sus modelos híbridos.

En enero de 2024, sin embargo, la empresa china ascendió al primer lugar, según datos de la Asociación Brasileña de Vehículos Eléctricos (ABVE), con 4.300 unidades matriculadas en el primer mes del año. El Dolphin Mini, que se fabricará en Bahía, ya vendió más de 7.600 unidades en sólo los primeros días de su lanzamiento.

Como resultado, el fabricante de automóviles lideró las matriculaciones en el mercado brasileño también en febrero. En total se vendieron 4.400 coches eléctricos, de los cuales 1.900 fueron híbridos, superando a Toyota.

Buses BYD desde 2015

La empresa abrió en 2015 en Campinas, estado de Sao Paulo, la fábrica de chasis de autobuses eléctricos, dos años después otra de paneles fotovoltaicos y en 2019 una fábrica de baterías en Manaos, capital del estado de Amazonas.

En la fábrica montan a todo ritmo los chasis de los 12 autobuses eléctricos articulados de última generación que serán entregados a la ciudad paulista de Sao José dos Campos, para iniciar una flota de polución cero en el principal polo aeroespacial de América Latina, donde se construyen los aviones de Embraer.

Los autobuses eléctricos ya están presentes en las calles brasileñas, por ejemplo en Sao Paulo, la mayor ciudad latinoamericana, y en Salvador, capital del estado de Bahía, también ha firmado contratos para desarrollar y poner en funcionamiento un inédito monorriel eléctrico en la ciudad de San Pablo.

Otras empresas

Las empresas GWM, Caoa Chery  junto a BYD ya representan la mitad  de las ventas de coches híbridos en el país vecino, según los datos de la Federación Nacional de Distribución de Vehículos Automotores de Brasil (Fenabrave) para el primer trimestre de 2024. En cuanto a matriculaciones de coches 100% eléctricos, las tres automotrices y la empresa china JAC Motors suman casi un 90% de la cuota de mercado brasilero.

Así, las cosas. En este nuevo proceso de desindustrialización que vive nuestro país, la nación vecina nos va sacando varios cuerpos de ventaja. No solamente hay que tener litio, también una política industrial específica electromotriz que agregue valor y aproveche el potencial técnico local.

Ricardo Berizzo

Ingeniero Electricista                                                                                               2024.-

¿Cómo funciona el aire acondicionado y la calefacción en un coche eléctrico?

El motor de un automóvil eléctrico no genera calor en abundancia, por lo que los mismos deben utilizar sistemas de calefacción y refrigeración diseñados específicamente. Por otro lado, en todos los vehículos, sean eléctricos o de combustión, es fundamental mantener la temperatura adecuada en el habitáculo durante el invierno y verano, como así también para el uso del desempañador.

 Los compresores de los vehículos eléctricos tienen su propio motor eléctrico incorporado, un inversor que convierte la corriente continua tomada de la batería en corriente alterna. Una de las ventajas de los coches eléctricos es que, como el compresor se alimenta directamente de la batería, se puede hacer funcionar el acondicionador de aire mientras el coche está estacionado, con el motor apagado. 

En los coches eléctricos  también se puede encontrar un sistema de calefacción basado en una bomba de calor, esta  puede funcionar tanto en modo de calefacción como de refrigeración.

Bomba de calor

La bomba de calor es una máquina térmica que toma calor de un espacio frío y lo transfiere a otro más caliente gracias a un trabajo mecánico aportado desde el exterior; es decir, hace lo mismo exactamente que la máquina frigorífica; lo único que cambia es el objetivo. En la máquina frigorífica el objetivo es enfriar y mantener frío el espacio frío, mientras que en la bomba de calor sería lo inverso, es decir mantener caliente el espacio caliente.

Al igual que en la máquina frigorífica, en la bomba de calor el ciclo más empleado es el ciclo Rankine,  que funciona de idéntica forma que aquella, utilizando los mismos refrigerantes, los mismos elementos y las mismas etapas de funcionamiento. Teniendo en cuenta que la misma máquina puede enfriar y calentar, parece coherente utilizar un solo aparato para ambas funciones.

El ciclo Rankine es un ciclo termodinámico que tiene como objetivo la conversión de calor en trabajo, constituyendo lo que se denomina un ciclo de potencia. Como cualquier otro ciclo de potencia, su eficiencia está acotada por la eficiencia termodinámica de un ciclo de Carnot que operase entre los mismos focos térmicos. Debe su nombre a su desarrollador, el ingeniero y físico escocés William John  Rankine. El ciclo Rankine es un ciclo de potencia representativo del proceso termodinámico que tiene lugar en una central térmica de vapor.

El diagrama T-s (temperatura y entropía) de un ciclo Rankine ideal está formado por cuatro procesos: dos isoentrópicos y dos isobáricos. La bomba y la turbina son los equipos que operan según procesos isoentrópicos (adiabáticos e internamente reversibles). La caldera y el condensador operan sin pérdidas de carga y por tanto sin caídas de presión. Los estados principales del ciclo quedan definidos por los números del 1 al 4 en el diagrama T-s (1: vapor sobrecalentado; 2: mezcla bifásica de título elevado o vapor húmedo; 3: líquido saturado; 4: líquido subenfriado). El  proceso  es el siguiente ilustrado  para el ciclo ideal (procesos internamente reversibles):

Para hacer una bomba de calor reversible, lo único que hay que añadir a la máquina es una válvula inversora de cuatro vías, como la que se representa en la figura de abajo.  La válvula es eléctrica, es decir, accionada por un solenoide. Esta válvula se intercala en el circuito frigorífico y se comanda, generalmente, con un conmutador invierno-verano (frio-calor). Al accionar la válvula se cambia el sentido de circulación del fluido frigorífico, de forma que el evaporador se transforma en condensador y a la inversa.

Durante el verano, el intercambiador de calor situado en el interior hace las veces de evaporador, y de condensador el situado afuera, mientras que en invierno es al contrario. Debido a que tanto un intercambiador como el otro pueden ser evaporador y condensador, en este tipo de máquinas se les denomina unidad interior y unidad exterior.

Los refrigerantes, aunque hay bastantes opciones, solo unos pocos como el 407C, 410A, 134A y algún otro son los elegidos por la mayor parte de los fabricantes y se usan los mismos para todo tipo de máquinas, ya que cubren sobradamente el campo de temperaturas de las instalaciones que se pretender hacer confortables.

Ventajas y desventajas de una bomba de calor

La bomba de calor es un tipo de calefacción cada vez más habitual en los coches eléctricos. Al comprimir y expandir correctamente el medio de calefacción, la energía térmica extraída del exterior se puede utilizar para calentar el habitáculo del vehículo.  Las pruebas en condiciones invernales han demostrado que la bomba de calor requiere menos energía que un sistema tradicional con un calentador eléctrico. Aunque solamente dentro de un cierto rango de temperaturas exteriores.  A temperaturas entre 0 y 10°C, se estima que la bomba de calor consume alrededor de 1 kW de energía, por lo que ahorra 1-2 kW por cada hora de funcionamiento.

Calentador de alto voltaje

El calentador de alto voltaje (HVH) es un dispositivo de tamaño pequeño y un peso de solo 2,7 kg. Sin embargo, es muy eficiente. A diferencia de las bombas de calor, esta tecnología se basa en un modelo de calentamiento de agua, en lugar de calentamiento de aire.  Se puede utilizar tanto para mantener una temperatura agradable en el habitáculo, como para precalentar o enfriar el motor de tracción. El calentador HVH está diseñado para operar en una amplia gama de voltajes de suministro de 100 a 450 V, mientras que su potencia de calentamiento máxima es de hasta 7 kW.  La alta eficiencia de esta solución la hace aplicable a vehículos grandes, como camiones y autobuses. La aplicación más común de esta tecnología es la calefacción eléctrica de estacionamiento de la cabina del conductor, que se usa en sobre todo en camiones.

Bomba de calor controlada por Inverter

Los sistemas con bomba de calor inverter ahorran  energía respecto a otros sistemas que no utilizan este tipo de tecnologías. Principalmente el termino inverter indica que la alimentación del compresor está dotada de un variador de frecuencia que consigue modificar la velocidad a la que gira el compresor. Antiguamente en una máquina de aire acondicionado todo-nada, fijábamos una temperatura de consigna (la temperatura deseada) y cuando la temperatura ambiente subía por encima de esta temperatura, el compresor se ponía en marcha al 100% de su potencia, para bajar dicha temperatura.

En un sistema Inverter se detecta la temperatura ambiente de la sala y se compara con la temperatura deseada (temperatura de consigna). El compresor se pone a su máxima capacidad (máximas revoluciones), mientras la diferencia entre las dos temperaturas (ambiente y consigna) supera los 2ºC, por lo que la temperatura descenderá rápidamente. Una vez la diferencia entre las dos temperaturas se iguala aproximadamente a 2º C el compresor reduce sus revoluciones aproximadamente a un 45 % de las revoluciones máximas. Como consecuencia se reduce la diferencia entre las presiones de aspiración y de descarga del compresor, por lo que se reduce mucho su consumo de energía eléctrica. Se puede ahorrar más de un 40% de la energía dependiendo de su uso y de las características del equipo, dependiendo mucho su eficiencia del diseño y también gracias a la regulación de la frecuencia de funcionamiento del compresor que le permite adaptarse mucho mejor a la demanda.

Ricardo Berizzo

Ingeniero Electricista                                                                                        2024.-