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Las claves para más autos eléctricos

La electromovilidad se enfrenta a diversos retos, como mejorar las baterías, su costo y autonomía.
Ilustración de rueda de automovil con elementos de electromovilidad
Universidades como el Tec de Monterrey han lanzado diversas iniciativas para trabajar en este tipo de proyectos, siendo un enlace entre la industria, gobierno e investigadores. (Ilustración: Axel Rangel / TecScience)

A pesar de que la electromovilidad va en aumento y en México, tan solo en 2021, se reportó la venta de más de 42,000 vehículos con tecnología electrificada, aún existen retos que no dejan que el mercado de los automóviles eléctricos crezca más.

Uno de ellos son las baterías, sus elevados costos e incluso fallas en su producción, problemas que podrían resolverse con tecnología, por ejemplo con Inteligencia Artificial.

Este es el caso del sistema que desarrolló el investigador estadounidense Brian MacCleery, que detecta fallas en la producción de baterías de litio, lo que reduce su desperdicio y también el costo de los vehículos que las usan. Además, aminora el impacto ambiental ya que, a menor cantidad de pilas defectuosas, menor el desperdicio.

Jorge Lozoya, investigador del Tec, asegura que el trabajo realizado por los grupos dedicados a la electromovilidad será fundamental en el desarrollo de los vehículos eléctricos, especialmente con la llegada a México de empresas como Tesla y el impulso de centros como el Institute of Advanced Materials and Sustainable Manufacturing.

“El vehículo eléctrico y el de combustión interna se crearon al mismo tiempo, pero como había tanto petróleo se le dio prioridad al de combustión, por ello, la electromovilidad tiene un atraso de 60 o 70 años, especialmente en la parte de la energía. Necesitamos desarrollo tecnológico para ser líderes a nivel Latinoamérica”, dice Lozoya.

Electromovilidad: tecnología para evitar el desgaste y fallas en baterías

En 2020, MacCleery colaboró en un proyecto para mejorar el sistema de los motores junto con Arturo Molina y Pedro Ponce, profesores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias (EIC) e investigadores del Institute of Advanced Materials and Sustainable Manufacturing del Tec de Monterrey

A partir de este proyecto se desarrollaron mejoras a los sistemas para evitar que los motores pierdan poder mientras mantienen una temperatura ideal y, en el caso de los vehículos eléctricos, esto puede reducir el desgaste de las baterías y mejorar su periodo de vida útil.

En entrevista con TecScience, MacCleery explica también el uso que le da a la Inteligencia Artificial para detectar problemas en las baterías de los vehículos eléctricos.

“Las baterías tienen temperatura, voltaje, carga y otros factores. Para nuestro cerebro, a veces es difícil solucionar estos problemas pensando en varios de ellos a la vez. Ahí entra la Inteligencia Artificial, para ayudarnos a resolver esos retos”, dice.

Su proceso consiste, primero, en dividir en partes las ecuaciones complejas, por ejemplo, la de conservación de la energía y usar inteligencia artificial intuitiva, es decir, herramientas similares a Chat GPT, para entender y resolver desde la raíz estos problemas.

MacCleery lo ejemplifica con la ecuación de la fisión nuclear del uranio −la cual trata de cómo se libera la energía en forma de calor y radiación− y asegura que es posible ayudarse de algoritmos para encontrar mejores soluciones de manera más rápida ya que, para los humanos, es un proceso tardado e incluso imposible de resolver o mejorar. 

“Básicamente, podemos pedirle a la Inteligencia Artificial que nos escriba un código de programación que nos ayude a simular las pruebas de las baterías y detectar problemas”, dice MacCleery.

Este modelo de trabajo creado por el investigador se encarga de hacer pruebas de manera más rápida y eficaz para detectar defectos en las celdas de las baterías y evitar que estas causen incendios y explosiones. 

Estas fallas de producción no representan una pérdida de dinero considerable para empresas establecidas como General Motors y Tesla, pero sí para compañías emergentes o startups.

Además. las baterías de litio aún no pueden ser recicladas en su totalidad, por lo que tener baterías explotando o incendiándose, tiradas a la basura, representa un impacto negativo para el medio ambiente.

Las fallas aumentan los costos de las baterías, haciendo que se eleve el precio final de los vehículos eléctricos.

A pesar de que el especialista da ese uso a la IA, asegura que la tecnología no es la solución total del problema, sino una herramienta para ayudar a científicos, investigadores e ingenieros en su trabajo para investigar y mejorar los procesos de manufactura de los vehículos eléctricos. 

No solo en la detección de fallas de las baterías, sino también en otros aspectos de la electromovilidad, como los sistemas de vehículos autónomos y sus sistemas de seguridad.

Investigación y tecnología para dar los siguientes pasos

Según el reporte Movilidad Eléctrica: Avances en América Latina y el Caribe, en 2020, el sector automotriz fue el responsable del 15% del total de las emisiones contaminantes del aire.

Aunque algunas zonas metropolitanas del país, como la de la Ciudad de México, ofrecen alternativas de transporte eléctrico, algunas se han visto ineficientes e incluso han disminuido, como la red de trolebuses de la capital mexicana que de  2017 a 2023 presentó un decrecimiento de casi el 25%.

También, según la Asociación Mexicana de la Industria Automotriz (AMIA), en México existe una falta de incentivos para promover los vehículos híbridos y eléctricos.

Aunque actualmente se cuenta con algunos descuentos en casetas de cobro y tarifas preferenciales de estaciones de carga, la misma AMIA señala en su reporte la necesidad de seguir los pasos de otras regiones.

Tales como implementar el desarrollo de infraestructura de carga de autos eléctricos y aprobar la deducción fiscal en la compra de vehículos eléctricos e híbridos en un 100%.

No todo es malo. Algunos proyectos de electromovilidad en México han presentado un crecimiento, como incluir autobuses eléctricos en el sistema de transporte público de ciudades como Guadalajara, Monterrey y Hermosillo.

Investigadores como MacCleery y universidades como el Tec de Monterrey han lanzado también diversas iniciativas para trabajar en este tipo de proyectos, siendo un enlace entre la industria, gobierno e investigadores.

Por ejemplo, en 2022, la empresa Mercedes-Benz firmó una alianza con la Escuela de Ingeniería y Ciencias para el desarrollo de autobuses eléctricos que puedan ser comercializados.

Asimismo los investigadores del Tec, Javier Izquierdo, Ricardo Ramírez, Martín Bustamante, Sergio Navarro y Roberto Ávila, crearon un sistema llamado ADMAS que monitorea las emociones de los conductores en tiempo real, lo que puede brindar datos para los sistemas de conducción autónomos y disminuir o evitar accidentes de tráfico.

Asimismo José Huertas, investigador de la EIC trabaja en la promoción de los vehículos eléctricos en áreas como transportación dentro de las ciudades y también para distribución de última milla.

Su propuesta de investigación indica que, utilizando vehículos eléctricos en estas áreas reduce las emisiones de CO2 en un 31% y los gastos totales en un 29%, en comparación con los sistemas de autobuses que utilizan diésel.

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Autor

Asael Villanueva