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INTRODUCCIÓN Como principal medio para el abastecimiento de energía, el uso de combustibles fósiles provenientes de materiales orgánicos ha permitido el desarrollo de la sociedad como se conoce hoy día. Estos combustibles presentan grandes ventajas con respecto a otras fuentes de energía, tal como su disponibilidad, que los hace más económicos, y su alto poder calórico, que permite su aprovechamiento para producir otros tipos de energía, como la eléctrica y la mecánica. Sin embargo, su aplicación no representa solamente beneficios. La extracción, procesamiento y uso de estos combustibles genera grandes cantidades de contaminantes que dañan los ecosistemas, producen problemas de salud y efectos ambientales, como es el caso del cambio climático debido al calentamiento atmosférico por los gases de efecto invernadero. Estos hechos, así como la disponibilidad finita de estos recursos naturales, generan la necesidad de transitar hacia otras fuentes de energía renovables y amigables con el medio ambiente. Con este fin, desde hace décadas se ha estado trabajando en el desarrollo e implementación de fuentes de energía “limpia” como la nuclear, eólica, hidráulica y solar. No obstante, aún queda mucho camino por recorrer para romper la dependencia con los combustibles fósiles, ya que en la actualidad se estima que el 80% de la energía utilizada a nivel mundial proviene de éstos. El sector transporte no es ajeno a esta situación, pues durante muchos años los motores de combustión interna (MCI) han permitido el desplazamiento de todo tipo de vehículos terrestres, marítimos y aéreos, cuya contribución en la emisión de gases de efecto invernadero se estima en alrededor del 40 %, [1]. No obstante, en la actualidad se comienza a vislumbrar el fin de la era de los MCI, puesto que diferentes países y regiones del mundo han definido plazos para dejar de comercializar vehículos con MCI, algunos de los cuales fijan el 2035, como es el caso de la Unión Europea, Canadá y algunos estados de los Estados Unidos, [2,3,4]. Hoy por hoy, aun cuando se analizan otras tecnologías, la alternativa más viable para sustituir a los MCI son los motores eléctricos alimentados por bancos de baterías, gracias a los grandes avances tecnológicos y su desarrollo en las recientes décadas. Electromovilidad es el término utilizado para referirse a esta forma de propulsión en los vehículos de transporte, que ha tomado cada vez más fuerza en los últimos años. Esta tecnología basada en motores eléctricos está siendo ampliamente utilizada en los sistemas de transporte masivo de las grandes ciudades que, en general, incluye autobuses, trolebuses y trenes. Paralelamente, existe una gama creciente de vehículos y camiones ligeros híbridos y eléctricos disponibles para los usuarios en general, con ventas que se incrementan año con año. Esto es particularmente visible en mercados como China y Europa, quienes encabezan la demanda de este tipo de vehículos con porcentajes del 20 y 12 %, respectivamente, respecto al total de vehículos comercializados para el año 2023, [5, 2]. Durante ese mismo periodo la demanda en Estados Unidos fue del 4.4 %, pero con cifras con tendencia al alza, [1]. En México, aunque las ventas para este tipo de vehículos aún son marginales, se reporta un notable incremento año con año, con porcentajes relativos mayores al 110 %, [6]. La Figura 1 muestra la evolución en la venta de vehículos eléctricos (VE), híbridos enchufables (PHEV) y de autonomía extendida (REEV) a nivel mundial durante el periodo de 2014 a 2024, [7].
Figura 1. Venta de vehículos de bajas emisiones de 2014 a 2024, [7]
Como en cualquier otra rama o sector económico, la regulación en la producción, comercialización y uso de los vehículos híbridos y eléctricos es de suma importancia para asegurar a los usuarios productos seguros, confiables y compatibles con la infraestructura existente. Es así como diversos países y organismos internacionales como la Organización Internacional de Estandarización (ISO), la Agencia Internacional en Electrotecnia, la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE), entre otros, iniciaron trabajos de elaboración e implementación de normas y estándares específicos para estos vehículos, centrados en las diferencias con respecto a los vehículos convencionales con MCI, sin que esto implique la inexistencia de normativa que se deba cumplir de forma compartida. Dada la diversidad de normas y regulaciones existentes a nivel internacional sobre los vehículos híbridos y eléctricos, en este artículo se presenta un resumen de la revisión de algunos de estos documentos preparados en Europa, América del Norte y China, regiones con mayor demanda y desarrollo de estos vehículos. NORMATIVA Ante el creciente auge de los vehículos híbridos y eléctricos, bajo la consideración de las diferencias en sus componentes y naturaleza de su operación, ha sido necesario trabajar en la elaboración de normas y estándares específicos que permitan harmonizar y asegurar el adecuado funcionamiento de estos vehículos y la seguridad de los usuarios. En ese sentido, dado su avance tecnológico y ser los principales polos de desarrollo y construcción de vehículos eléctricos, es posible identificar a nivel mundial los países o regiones que marcan la pauta en la elaboración de estos documentos y que, además, son adoptados o sirven de referencia para algunos otros países. La Unión Europea es uno de los principales promotores de la electrificación del transporte a través del establecimiento de regulaciones cada vez más estrictas sobre las emisiones permitidas para los vehículos con MCI y fija el fin de la comercialización de estas unidades para el año 2035. Basa su regulación sobre vehículos eléctricos con respecto a los estándares elaborados por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) y la Organización Internacional de Normalización (ISO), las cuales quedan plasmadas como Directivas Europeas que se publican en su Diario Oficial. Como principal fabricante y usuario de vehículos híbridos y eléctricos, China elabora sus propios estándares. Éstos son preparados y emitidos por la Administración de Normalización de China (SAC) y se designan por las iniciales GB. Sus normas pueden ser de observancia obligatoria o como recomendaciones. En el caso de los Estados Unidos de América, su reglamentación Federal está contenida en el Código de Reglamentos Federales, (CFR, por sus siglas en inglés). Este código está compuesto por 50 títulos que comprenden todos los ámbitos de la administración federal, siendo el Titulo 49 el correspondiente al sector de transporte. El Departamento de Transporte (USDOT, por sus siglas en inglés), a través de sus diversas agencias, se encarga de las regulaciones que involucran este sector. Con relación a los vehículos eléctricos considera los estándares emitidos por la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE, por sus siglas en inglés). No obstante, en fechas recientes se liberó el Roadmap of Standards and Codes for Electric Vehicles at Scale, un documento preparado por el Panel de Estándares de Vehículos Eléctricos de la ANSI (EVSP, por sus siglas en inglés), [8]. Este trabajo se desarrolló a partir del impulso del gobierno federal a las energías limpias con la intención de identificar los desafíos y barreras para la integración de estos vehículos, causados por la descoordinación en la elaboración de estándares y el acelerado desarrollo de nuevas tecnologías. Algunos otros países han estado trabajando en la elaboración de sus propias regulaciones para los vehículos híbridos y eléctricos, tales como Japón, Corea e India, por mencionar algunos. Esto ha dado como resultado una gran diversidad de normas, códigos y estándares aplicables a estos tipos de vehículos que, como reportan algunos trabajos, existen alrededor de 300 documentos a nivel mundial, [9]. A pesar de esta gran cantidad de regulaciones y sus diferencias específicas, se observa cierta coincidencia en ciertos aspectos de los cuales es posible identificar cinco categorías que agrupan todas estas regulaciones: · Protección y seguridad. · Conectores de carga. · Topología de la carga. · Comunicaciones relacionadas con la carga. · Infraestructura. A continuación, se enlistan algunas de las normas o estándares para cada uno de los grupos mencionados. Protección y seguridad La seguridad y protección de los usuarios es de suma importancia y los vehículos eléctricos deben cumplir con la normativa de seguridad aplicable a los vehículos convencionales en términos de equipamiento de sistemas de seguridad pasiva y activa, así como otros que repercutan en la integridad del usuario. Sin embargo, dada la naturaleza de su funcionamiento, es necesario añadir nuevas normas de seguridad que prevengan los riesgos de sufrir descargas eléctricas, prevención de lesiones y manejo adecuado de la información, entre otros, [10]. Sobre estos aspectos de seguridad se tienen las siguientes normas y estándares: · ISO 6469 – Vehículos eléctricos. Requisitos de seguridad. · FMVSS 305, Vehículos eléctricos: Protección contra derrames de electrolito y descargas eléctricas. · ISO/IEC 27000 - Tecnologías de la información. Técnicas de seguridad Sistemas de gestión de seguridad de la información. · IEC 60364-7-722 - Instalaciones eléctricas de bajo voltaje - Parte 7-722: Requisitos para instalaciones o ubicaciones especiales - Suministros para vehículos eléctricos. · SAE J1766 - Práctica recomendada para pruebas de integridad de choques de sistemas de baterías de vehículos eléctricos e híbridos. · GB/T 18384.1 Requisitos de seguridad de vehículos eléctricos -- Parte 1: almacenamiento de energía. · IEC 61140 – Protección contra descargas eléctricas. Aspectos comunes para la instalación y el equipamiento. Conectores de carga Existen diferentes tipos de conectores para la carga de los vehículos eléctricos, de los cuales algunos fabricantes emplean el sistema de carga combinada (CCS) en Norteamérica y Europa, mientras que los fabricantes de automóviles japoneses utilizan el conector CHArge de MOve (CHAdeMO) y China, el mayor mercado de vehículos eléctricos del mundo, utiliza GB/T, [9]. Otro tipo de conector, desarrollado por la empresa Tesla y con el cual equipa a sus vehículos comercializados en América del Norte, es el denominado Estándar de Carga para América del Norte (NACS, por sus siglas en inglés), que se ha abierto al uso de los demás fabricantes a partir del 2022, por lo que algunos planean migrar a este tipo de conector en el futuro cercano, [11]. En la Figura 1 se pueden apreciar esquemáticamente los tipos de conectores más utilizados para la carga de los vehículos eléctricos, organizados por región geográfica de uso y por tipo de corriente que utilizan, ya sea corriente alterna o corriente directa.
Figura 2. Tipos de conectores para la carga de vehículos eléctricos, [10].
Existe una amplia gama de normas y estándares relacionados con estos conectores que pretenden definir una arquitectura común del sistema de carga conductiva del vehículo eléctrico, incluidos los requisitos operativos, funcionales y dimensionales para la entrada del vehículo y el conector de acoplamiento, [10]. Algunas normas y estándares relacionadas con los conectores para la carga son: · SAE J1772 – Práctica recomendada para vehículos de superficie. Conector para carga conductiva para vehículos eléctricos y vehículos híbridos eléctricos enchufables. · IEC 62196 - Enchufes, bases de enchufe, conectores para vehículos y entradas para vehículos. Carga conductiva de vehículos eléctricos. Partes 1, 2 y 3. · GB/T 20234 - Conjunto de conexión para carga conductiva de vehículos eléctricos. Partes 1, 2 y 3. Comunicaciones relacionadas con la carga Este apartado está relacionado con la necesidad de comunicación e interoperabilidad para la infraestructura de recarga, las redes de distribución y los vehículos. De esta manera se permite una conectividad asequible de los vehículos eléctricos con diversas infraestructuras de recarga y medición, [10]. Algunas de las normas y estándares existentes sobre este tema de la comunicación entre vehículo y sistemas de recarga y viceversa son las siguientes: · ISO 15118:20 - Vehículos de carretera Interfaz de comunicación entre vehículo y red Parte 20: Requisitos de la capa de red y de la capa de aplicación de segunda generación. · SAE J2847 - Comunicación entre vehículos enchufables y cargadores de CC externos. · SAE J2931 - Comunicaciones digitales para vehículos eléctricos enchufables. · GB/T 27930 - Protocolos de comunicación entre conductores externos Sistema de gestión de cargadores y baterías para vehículos eléctricos. · IEC 61850 - Interoperabilidad para protección avanzada y aplicaciones de control. Infraestructura Con el propósito de aumentar la limitada red de puntos de recarga de vehículos eléctricos, algunos países impulsan programas y legislaciones que obligan a la construcción de esta infraestructura. Tal es el caso de la Unión Europea que recientemente aprobó un reglamento que se engloba dentro de la iniciativa “Objetivo 55”, cuyo propósito es reducir en al menos un 55 % los gases de efecto invernadero para el año 2030 en comparación con los niveles de 1990. El Reglamento de Infraestructura de Combustibles Alternativos obliga a los países miembros a contar con estaciones de recarga eléctrica para autos, con una potencia mínima de 400 kW y al menos cada 60 km a lo largo de las rutas principales para 2026 pero que para 2028 deberá aumentar a 600 kW la potencia de la red. En el caso de camiones y autobuses, las estaciones de recarga deberán instalarse cada 120 km. Dichas estaciones deberán estar instaladas en la mitad de las principales carreteras de la UE para 2028, con una potencia de 1400 kW a 2800 kW en función de la carretera. Esta ley también contempla los vehículos impulsados por hidrógeno, por lo que las principales carreteras deberán contar con una estación de recarga de hidrógeno cada 200 km para el año 2031, [12]. En el año 2021 en los Estados Unidos de América se estimaba la existencia de 50 mil puntos de recarga de vehículos eléctricos. La Administración Federal anterior impulsó un ambicioso plan con el cual pretendía que para el año 2030 existieran 500 mil estaciones de recarga, con la idea de que para ese año la mitad de las ventas de vehículos nuevos fueran de este tipo y para el 2035 el 100 %. Para lograr este plan, el gobierno planeaba destinar cuantiosos recursos mediante la Ley de Infraestructura y la Ley para la Reducción de la Inflación, [13]. Sin embargo, la nueva Administración Federal no comparte la misma visión, por lo que pudieran cambiar estas metas. DISCUSION La transición energética hacia fuentes de energía renovables, sostenibles y amigables con el medio ambiente es un proceso que se lleva a cabo paso a paso, donde el sector transporte, como gran generador de gases de efecto invernadero, no es ajeno. En las últimas décadas han tomado gran impulso el desarrollo, fabricación y comercialización de vehículos híbridos y eléctricos que, en general, emplean baterías para su operación. No obstante, aun cuando son las alternativas más adelantadas para sustituir a los MCI con base en combustibles fósiles, la madurez de su desarrollo no se ha logrado todavía y continúa el trabajo sobre otras fuentes como los biocombustibles, celdas de combustibles y el uso de hidrógeno. Esta revolución tecnológica en la movilidad genera la necesidad de establecer normas y estándares que regulen precisamente las diferencias con respecto a la generación, alimentación y almacenaje de la energía, todo un hito en comparación con los vehículos convencionales. Además, se extiende el propósito de definir los requisitos de seguridad para los usuarios de estos vehículos, así como el de asegurar la interoperabilidad de la infraestructura y el establecimiento de los suficientes sitios de recarga. En ese sentido, diversas organizaciones a nivel mundial como la ISO, SAE e IEC, entre otras, iniciaron y mantienen trabajos para el desarrollo de estándares que regulen los requisitos del desarrollo, fabricación y uso de los vehículos que se alimentan con fuentes alternativas de energía, principalmente en el corto y mediano plazo sobre los híbridos y eléctricos alimentados por baterías. Sus avances en estándares han servido de base para robustecer los marcos regulatorios en distintos países, primordialmente de Europa, Asia y Norteamérica. En el caso de México, el sistema regulatorio se basa en Normas Oficiales Mexicanas (NOM’s), que son de observancia obligatoria y en Estándares (antes Normas Mexicanas NMX’s), que son de aplicación voluntaria a menos que sean requisito en alguna NOM lo que, en ese caso, las convierte indirectamente en obligatorias. Actualmente no se cuenta con un marco normativo suficiente sobre el tema de electromovilidad, por lo que es necesario que se lleven a cabo estudios e investigaciones necesarias para sustentar la elaboración de normas en este campo. Algunas existentes incluso se han rezagado, como es el caso de la NOM-001-SEDE-2012 Instalaciones eléctricas (utilización) que establece requisitos de seguridad para las instalaciones de recarga de vehículos eléctricos y de celdas de combustible y que debido al rápido avance tecnológico, resulta necesaria su actualización. Por otro lado, la NOM-194-SE-2021 “Dispositivos de seguridad para vehículos ligeros nuevos-Requisitos y especificaciones” establece los requisitos de seguridad para evitar derrames de electrolitos y sobrecargas eléctricas a los ocupantes de los vehículos, la cual debe mantenerse actualizada en atención a los avances tecnológicos. Existen alrededor de 14 estándares NMX y algunos proyectos de normas relacionadas con los componentes de los sistemas eléctricos de los vehículos eléctricos, pero no es un número que abarque la totalidad de los temas necesarios en el novedoso campo de la electromovilidad. De acuerdo con esta breve exposición, se identifica la necesidad de robustecer el marco regulatorio nacional concerniente a vehículos asociados con la electromovilidad y los aspectos de convivencia con los vehículos convencionales tradicionales. Se debe considerar, además, la incursión a futuro de otras tecnologías, como el emergente caso del uso del hidrógeno y sus distintos métodos de obtención y su resultante huella de carbono (gris, azul, verde, blanco, etc). El desarrollo y la aplicación de estas tecnologías actuales y futuras deben considerarse para establecer los marcos normativos que permitan contar con los niveles adecuados de seguridad, así como la infraestructura necesaria para su implementación y control. REFERENCIAS [1] BBC News Mundo. (2022). "Es un momento histórico": California prohíbe la venta de autos nuevos de gasolina a partir de 2035, el primer estado de EE.UU. en hacerlo. [Consulta en línea]. https://www.bbc.com/mundo/noticias-internacional-62682922. [2] FRANCE24. (2023). La UE alcanza un acuerdo sobre el fin de los autos con motor de combustión interna. [Consulta en línea]. https://www.france24.com/es/minuto-a-minuto/20230327-la-ue-alcanza-un-acuerdo-sobre-el-fin-de-los-autos-con-motor-de-combusti%C3%B3n-interna. [3] CARandDRIVER. (2021). Canadá pone fecha de caducidad a los motores de combustión interna. [Consulta en línea]. https://www.caranddriver.com/es/movilidad/a36888252/canada-motores-combustion-interna/. [4] CARandDRIVER. (2021). Adiós a los coches de combustión: Massachussetts prohíbe su venta para el 2035. [Consulta en línea]. https://www.caranddriver.com/es/coches/planeta-motor/a35110306/coches-combustion-massachussets/. [5] Foro Coches Eléctricos. (2023). Los impresionantes números del coche eléctrico en China. Un 20% de cuota en 2022 y se dispara la exportación un 120%. [Consulta en línea]. https://forococheselectricos.com/2023/01/impresionantes-numeros-coches-electricos-china-2022.html#:~:text=Las%20ventas%20de%20h%C3%ADbridos%20enchufables,cuanto%20a%20cuota%20de%20ventas. [6] Asociación Mexicana de La Industria Automotriz [AMIA]. (2021). Reporte de Venta de Vehículos Híbridos y Eléctricos a octubre 2021. [Consulta en línea]. https://amia.com.mx/2021/08/23/reporte-de-venta-de-vehiculos-hibridos-y-electricos-mayo-2021/. [7] Agencia Internacional de Energía [IEA]. (2025). Global EV Outlook 2025, Expanding sales in diverse markets. Documento PDF disponible en: www.iea.org [8] American National Standards Institute [ANSI]. (2023). ANSI Electric Vehicles Standards Panel (EVSP). [Consulta en línea]. https://www.ansi.org/standards-coordination/collaboratives-activities/electric-vehicles. [9] Alam, M., Ahmad, A., Khan, Z., Rafat, Y., Chabaan, R., Khan, I., Al-Shariff, S. A Bibliographical Review of Electric Vehicles (xEVs) Standards. SAE Int. J. Alt. Power. 2018. ISSN: 2167-4191. [10] ARROW. (2021). Normativa y certificación de los vehículos eléctricos. [Consulta en línea] https://www.arrow.com/es-mx/research-and-events/articles/regulations-and-certification-for-electric-vehicles. [11] Anónimo. (2023). North American Charging Standard. Wikipedia. La enciclopedia libre. [Consulta en línea]. https://en.wikipedia.org/wiki/North_American_Charging_Standard#:~:text=The%20North%20American%20Charging%20Standard,system%20developed%20by%20Tesla%2C%20Inc. [12] Consejo de la Unión Europea. (2023). REGLAMENTO (UE) 2023/1804 DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de 13 de septiembre de 2023 relativo a la implantación de una infraestructura para los combustibles alternativos y por el que se deroga la Directiva 2014/94/UE. Diario Oficial de la Unión Europea. 22 de septiembre de 2023. [13] WIRED. (2023). Los autos eléctricos son un éxito, ahora falta la parte difícil. [Consulta en Línea]. https://es.wired.com/articulos/estaciones-de-recarga-de-vehiculos-electricos-en-ee-uu.
FLORES Oscar FABELA Manuel de Jesús CRUZ Mauricio Eliseo “Las opiniones expresadas en esta publicación son de los autores y no necesariamente reflejan los puntos de vista del Instituto Mexicano del Transporte” |
