Introducción

El pasado 18 de junio Mercedes Benz Autobuses lanzo su autobús eléctrico articulado, el eCitaro G para complementar su gama eléctrica. Si bien para la compañía es un paso importante para el cuidado del ambiente y mejorar la calidad de vida de las ciudades, no es la primera en usar esta solución para mejorar la movilidad del entorno urbano.

Desde hace algunos años, fabricantes de autobuses como Volvo, Mercedes Benz y BYD han desarrollado estos vehículos articulados con variantes híbridas, eléctricas con cargadores pantográficos o eléctricas a baterias. Apenas en octubre de 2019 en el marco de Busword, la exhibición más importante de autobuses en el mundo, Volvo Autobuses lanzo su autobús eléctrico articulado 7900, adelantándose unos meses a la marca de la estrella.

¿Qué hace a estos vehículos especiales?

Según la Organización Mundial de la Salud, la contaminación del aire mata aproximadamente a siete millones de personas, incrementando el riesgo de una embolia, enfermedades del corazón, obstrucción pulmonar crónica, cáncer de pulmón y otras enfermedades respiratorias. Entre los principales causantes de estas enfermedades se encuentran las partículas PM2.5 y PM10, mismas que están en los gases de escape de los vehículos a diésel.

Smog über Mexiko-Stadt

Muchos de nosotros hemos visto el caos que pueden generar los autobuses urbanos de piso elevado, algunos no son más que la adaptación de carrocerías para pasajeros con un chasis de camión de carga. Inaccesibles para personas de capacidades diferentes e incluso para la mayor parte de la población, además de suspensiones que distan de ser confortables para los pasajeros, con motores a diésel de sin control de emisiones contaminantes que se combinan con una pésima posición del tubo de escape. Sin aislamiento sonoro en el compartimiento del motor, pueden escucharse a distancia y ensordecer a quien está cerca de ellos. ¿Se imaginan este tipo de vehículo pasando en frente de la escuela de sus hijos o del lugar de trabajo de sus seres más queridos?

Por otro lado, con su alta capacidad de pasajeros, la accesibilidad para estos, el bajo nivel de sonido que producen y su tren motriz eléctrico de cero emisiones; los autobuses eléctricos articulados se convierten en una solución básica para la movilidad en las urbes con grandes concentraciones de población. Pueden ser adaptados fácilmente al modelo B.R.T. (Bus de tránsito rápido por sus siglas en inglés) más fácilmente que los autobuses de plataforma elevada, requiriendo menos inversión en infraestructura para las estaciones de ascenso y descenso. Una inversión que es más compleja pero eficiente y necesaria para combatir el problema de salud pública que representan las emisiones de vehículos pesados.

Autobús eléctrico articulado de Irizar

Baterías

Llevar más de 100 pasajeros no es algo sencillo. Los motores diésel que usan los autobuses articulados en los sistemas B.R.T. de algunas ciudades de México producen aproximadamente 350 caballos de fuerza y 1,200 libras-pie con una cilindrada de aproximadamente 12 litros. En resumen: motores muy grandes y potentes. ¿Pueden los autobuses eléctricos articulados producir esa potencia? Si pueden, recordemos que la fuerza de un motor eléctrico es más eficiente debido a que tienen menos componentes, reduciendo las pérdidas por fricción. La restricción principal es el tiempo o distancia que pueden llevar a esos 100 pasajeros, esto es proporcionado directamente por las baterías y la tecnología con la que estén fabricadas. Es también uno de los componentes más costoso del autobús. Para los autobuses, hay tres tipos recurrentes de químicos usados en las baterías que son variaciones de las de Ion-Litio:

NMC – Níquel Manganeso Cobalto

Compactas, ligeras, gran almacenamiento de energía; pero frágiles

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LiFe – Fosfato de Hierro- Litio

Mayor durabilidad, libres de mantenimiento y la menos tóxicas; con menor capacidad de almacenamiento

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LiTo – Titanato de Litio

Resistentes a la temperatura y eficientes para recargarse; con menor capacidad de almacenamiento

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Cada una tiene sus cualidades, desventajas y huella ecológica. Para un autobús de 18 metros, la capacidad de carga de los módulos de baterías es fundamental, por lo que los fabricantes de vehículos destinan muchísimas horas de ingeniería en encontrar nuevas formas de almacenar energía eléctrica.

Según un artículo realizado por Boston Consulting Group, para 2030 los principales mercados habrán adoptado vehículos de energías alternativas, un 35% para vehículos ligeros y 26% para vehículos pesados. El momento de cambiar a vehículos pesados eléctricos con baterías es inevitable.

Mercedes Benz eCitaro G

Apenas lanzado por Daimler, el eCitaro G ya tiene más de 60 órdenes para distintas ciudades y entregas planeadas en 2020. El vehículo que puede transportar hasta 146 pasajeros tiene una nueva e innovadora batería de estado sólido. También se mantiene con una opción de baterías de nueva generación de NMC (Níquel-Manganeso-Cobalto) para cubrir con las distintas necesidades de los clientes. El siguiente paso para la casa de la estrella es incluir células de hidrógeno para extender aún más el rango de operación y eliminar los cargadores, actualmente necesarios para hacer funcionar un autobús eléctrico.

Algunas otras características especiales que tiene el eCitaro G son:

Baterías de estado sólido (Polímero de Litio): No requieren de un sistema de refrigeración líquido, tienen menos riesgo de incendio y son más resistentes a las temperaturas exteriores. No son compatibles con los sistemas de recarga rápida y su carga se da en aproximadamente 4 o 5 horas. Cuenta con una durabilidad de 40 mil ciclos de carga/descarga.

• Eco Driver Feedback: Sistema que retroalimenta al conductor con el objetivo de aprovechar el potencial de autonomía de operación del vehículo.

• Luz de giro/ curvas: Al circular por curvas, el faro de niebla del interior de la curva se enciende, mejorando la iluminación. A menos de 40 Km/h la luz de giro se enciende automáticamente.

• Preventive Brake Assist: Previene colisiones al activar automáticamente los frenos si el sistema detecta una colisión inminente.

• Sideguard assist: Advierte al conductor de posibles impactos laterales al girar, detectando lo que hay en los puntos ciegos y lanzando advertencias según el nivel de riesgo. Muy útil en vehículos con esta longitud.

• Protección contra colisiones (frontal): Se incorpora un elemento en la parte frontal del chasis que distribuye las fuerzas ejercidas por una colisión, protegiendo al conductor. Cumple la normativa CEPE-R39

• Protección contra pliegue de articulación: Regula el amortiguamiento de la articulación del autobús para evitar subvirajes en las curvas y el desgaste en las llantas de dirección.

• Regulación electrónica de nivel: Distribuye la carga no uniforme que se produce en el interior del vehículo para mantener la altura de acceso siempre constante. Beneficia a las personas con problemas para abordar y descender del autobús.

También cuenta con sistema de frenos antibloqueo (ABS), control electrónico de estabilidad (ESP), sistema electroneumático de frenos (EBS), tratamiento anticorrosión de chasis entre otros sistemas ya conocidos en la industria de vehículos pesados.

Volvo 7900 Eléctrico Articulado

El vehículo diseñado para albergar hasta 150 pasajeros y tener un consumo de energía 80% menor que su similar a diésel fue presentado en Bruselas, Bélgica el año pasado; con una orden de 157 vehículos para Transdev.

La construcción y especificación es flexible y puede ser optimizada para adaptarse a una variedad de necesidades. Disponible en longitudes de 18 y 18.7 metros, la cantidad de baterías se adapta a la necesidad específica de cada vehículo. Puede subir pendientes de hasta 20 grados de inclinación completamente cargado. Además, está diseñado ergonómicamente para que los pasajeros puedan moverse libremente en su interior.

Otras características del 7900 eléctrico articulado son:

Baterías: de 396 kWh de ion-Litio con control automático de temperatura.

• Volvo Dynamic Steering: Aumenta la precisión de los giros a baja velocidad y mantiene la facilidad de manejo a velocidades altas.

• Frenos de disco Volvo: Instalados en todas las ruedas, proporcionan una reducción de velocidad contundente y precisa.

• Asistente de ayuda en pendiente: Ayuda al conductor a mantener al vehículo estático en una pendiente mientras se pisa el acelerador.

• Brake blending: asegura un frenado uniforme al usar todas las vías de frenado del vehículo.

• Sistema de detección de peatones y ciclistas: Lanza una advertencia al conductor si está en riesgo de colisión con usuarios que pasen delante del autobús

• Zonas de seguridad: Geocercas definidas para una conducción especialmente cuidadosa. En estas zonas la velocidad se limita automáticamente a la programación previamente definida. Por ejemplo, al pasar por zonas con escuelas u hospitales.

Volvo también cuenta con un sistema de semi arrendamiento “Turnkey”, donde asegura las operaciones a un costo fijo por kilómetro, que abarca los vehículos, la infraestructura, la gestión de baterías, mantenimiento y reparación.

Desde 2015, Volvo ofrece el 7900 en versión eléctrica.

BYD 18m

BYD es acrónimo de “Build Your Dreams” (Construye Tus Sueños), empresa de procedencia china que ha ganado importancia en la movilidad eléctrica. Tanto en Europa como en Estados Unidos de América cuenta con vehículos eléctricos articulados. En Suecia (La casa matriz de Volvo) ha entregado más de 100 autobuses eléctricos y tiene más de 1000 vendidos en toda Europa.

BYD K11 de 60 pies en E.U.A.

Hay aproximadamente 650 autobuses eléctricos urbanos en servicio dentro de E.U.A. de los cuales 400 provienen de BYD. El modelo K11 es la versión americana de 60 pies (18.3 m) de largo. Ha logrado pasar la prueba de durabilidad de la Administración Federal de Tránsito (FTA por sus siglas en inglés) que consiste en recorrer 15 mil millas en 106 días, convirtiéndose en el único autobús urbano eléctrico en pasarla. Con esto, las agencias de tránsito en distintas ciudades tendrán acceso al fondo de la FTA, promoviendo aún más su venta en territorio americano.

Sin especificaciones detalladas estas son sus principales características:

Batería de Hierro-Fosfato: Uno de sus componentes clave, cuenta con características que soportan la operación y costo total de operación del autobús a lo largo de su vida útil:

No tóxicas: Seguras incluso en los climas más extremos.

Garantía de 12 años: libres de mantenimiento

Capacidad de Carga: De 446 kWh, de las más altas del mercado

Tiempo de carga: de 2 a 2 y media horas.

Autonomía: Algunos operadores en Nobi, Suecia mencionan que, pueden llegar a tener una autonomía de entre 200 y 300 kilómetros por carga

Autobús bi-articulado eléctrico Es el único fabricante que cuenta con esta versión de 27 metros y capacidad para 250 personas. Tiene tracción en 4 ruedas, puede alcanzar 70 km/h y recorrer 300 km con una carga completa. Se ha probado en Colombia por uno de los operadores más importantes en América latina: Transmilenio

BYD 27 metros para Transmilenio, Colombia

BYD ha entregado 15 vehículos más en noruega en las últimas semanas, además de una flota de más de 150 autobuses eléctricos al sistema RED en Chile. Este país tiene como propósito la electrificación total de su flota de transporte público para 2040

BYD se ha convertido en un competidor principal en el mercado europeo y también en el americano, manteniendo la vista en otros mercados. ¿Será BYD aquel que tenga la hegemonía mundial en autobuses eléctricos?

Comparativa

¿Qué autobús eléctrico articulado es la mejor solución de movilidad para tú ciudad?

Dependiendo de variables como la ruta, la orografía, el clima, la densidad poblacional y ciclo de trabajo, algunos de estos autobuses puede adaptarse más eficientemente y proveer una sostenibilidad a largo plazo en nuestras ciudades. Además con la pandemia de COVID 19, necesitamos mantener nuestro espacio en el transporte público al mismo tiempo que limpiamos nuestros cielos.

A continuación la tabla comparativa de los tres modelos que hemos visto hasta el momento:

EAB Comparision Table

El precio es una variable con la que desafortunadamente no contamos, esta integra todas la características y ofertas de valor de cada marca. Suponemos que los vehículos chinos son más baratos y no es por temas de calidad. Con más de 1000 vehículos vendidos en Europa, su gran presencia en Estados Unidos y su origen en el mercado chino, les da una ventaja de volumen. Daimler ha tenido que comprar compañías como Proterra en Estados Unidos. Por su parte, Volvo ha apostado un esquema donde se diseña todo el ambiente cero emisiones, el “Turnkey”.

Conclusiones

Pareciera que BYD tiene más experiencia en este nicho de movilidad. ¿Podrán los armadores clásicos de autobuses equipararse en volumen de ventas? Aún hay competidores como Arrival que están haciendo que los autobuses sean más que medios de transporte convencionales. ¿Qué pasará cuando Tesla decida incursionar en autobuses eléctricos? Lo pueden hacer fácilmente con la misma tecnología del Semi Truck.  ¿Sera la razón por la cual Mercedes Benz y Volvo se unieron para desarrollar células de combustible de hidrógeno?

Otras opciones de movilidad son los tranvías eléctricos y trolley-buses, los cuales tienen una inversión en infraestructura mayor. También debe hacerse un análisis del costo ambiental de las fuentes que producen la electricidad que consumirá la flota de autobuses eléctricos.

El cambio estructural para los autobuses eléctricos articulados ya ha comenzado ¿Cuál autobús eléctrico articulado elegirías para tu ciudad?

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Fuentes:

https://www.volvobuses.com/en-en/news/2019/oct/volvo-buses-launches-new-electric-articulated-bus.html

https://www.mercedes-benz-bus.com/en_DE/models/ecitaro.html

http://www.byd.com/en/CommercialVehicle.html

“User experiences from the early adopters of heavy duty zero-emission vehicles in Norway. Barriers and opportunities”, Institute of Transport Economics Norwegian Centre for Transport Research, Norway 2019

“Evaluation of Electric Buses for Eje 8 Sur”, C40 Cities Finance Facility (CFF) in collaboration with Grütter Consulting, México 2018

Clairand, Jean-Michel & Gonzalez, Mario & Guerra-Terán, Paulo & Cedeño, Irvin & Escrivá, Guillermo. (2020). “The impact of charging electric buses on the power grid”