La conciencia global ante la necesidad de reducir las emisiones contaminantes y enfrentar el cambio climático ha generado un auge en la movilidad eléctrica. Si bien los vehículos eléctricos son cada vez más accesibles, existe una alternativa menos explorada que, además de contribuir a la reducción de emisiones, permite dar nueva vida a vehículos ya existentes: la conversión de vehículos de combustión interna a eléctricos.
Este proceso consiste en retirar del vehículo los componentes del motor de combustión interna y sustituirlos por un sistema eléctrico. Los componentes básicos de este sistema son los siguientes:
- Baterías: Almacenan la energía eléctrica que alimenta el motor. La autonomía (cantidad de kilómetros que puede recorrer) y el precio de un vehículo eléctrico dependen en gran medida del tamaño y tipo de estas.
- Motor eléctrico: Convierte la energía eléctrica almacenada en las baterías en energía mecánica, proporcionando movilidad al vehículo.
- Controlador: Es un componente esencial que permite controlar la velocidad del vehículo al recibir las señales del acelerador y dosificar la energía que se envía desde las baterías al motor.
- Convertidor DC/DC: Convierte la energía de alta tensión de las baterías en energía de baja tensión, necesaria para otros sistemas eléctricos, como las luces o el radio.
- Cargador/puerto de carga: Permite recargar las baterías.
- Transmisión: Dependiendo del vehículo, se puede reutilizar la transmisión existente o, en ocasiones, será necesario reemplazarla.
Las conversiones ofrecen una solución intermedia para quienes buscan reducir su huella de carbono sin adquirir un vehículo eléctrico nuevo. Además, permiten prolongar la vida útil de vehículos antiguos o con grandes daños en el motor[1] [2] [3].
En la Unidad de Alta Tecnología de la Facultad de Ingeniería de la UNAM, Campus Juriquilla, se realizó la conversión de una cuatrimoto de gasolina a eléctrica. El objetivo de esta transformación fue marcar un punto de partida para el diseño de vehículos eléctricos propios.
La conversión se realizó sobre una cuatrimoto Italika modelo ATV 180, un vehículo recreativo presente en el mercado mexicano desde hace varios años. La elección de este modelo se basó en su configuración de cuatro ruedas y fácil accesibilidad a los componentes mecánicos, lo que facilitó la exploración de diversas aplicaciones y escenarios.
Un criterio importante para la selección de los componentes fue realizar una comparativa entre el desempeño y estabilidad del vehículo original y el vehículo convertido. Los componentes utilizados en esta conversión fueron los siguientes:
- Paquete de baterías de iones de litio.
- Motor eléctrico de corriente directa con una potencia pico de 22 hp.
- Controlador Alltrax.
- Conector tipo Anderson para la carga de las baterías.
- Contactor tipo Albright para incluir la reversa.
- Selector de marchas.
Uno de los mayores retos de esta conversión fue la ubicación de los nuevos componentes. Para esto, se retiraron varios del motor de combustión interna, entre ellos el tanque de gasolina, el sistema de escape, la transmisión CVT, la caja reductora y el motor de combustión interna. En la Figura 1 se muestra la cuatrimoto sin los componentes de combustión interna, revelando el espacio disponible para los nuevos elementos.
La distribución de los componentes se realizó dejando los de mayor masa en las partes bajas del vehículo para mejorar su estabilidad. También se construyó una caja para los componentes restantes, emulando el espacio utilizado previamente por el tanque de gasolina. La Figura 2 muestra la disposición de los componentes eléctricos.
Finalmente, se realizó la conexión de los componentes en dos circuitos: uno de potencia y otro de control. El circuito de potencia abarca las conexiones de alto voltaje y amperaje, para lo cual se utilizó cable apto para soportar este voltaje y corriente, garantizando el correcto funcionamiento del motor. El circuito de control comprende las conexiones de bajo voltaje y corriente para los componentes electrónicos, requiriendo un cable de un menor calibre.
Una vez completada la conversión, se realizaron pruebas de volcadura, aceleración y estabilidad, para asegurar el correcto funcionamiento y seguridad del vehículo. La Figura 3 muestra el vehículo terminado.
Este proyecto ha sido fundamental para adquirir los conocimientos y nociones necesarios para impulsar el desarrollo de vehículos eléctricos dentro de la Unidad de Alta Tecnología. Ha permitido experimentar y comprender el proceso de implementación de componentes electromecánicos en vehículos, así como identificar las implicaciones y posibles soluciones asociadas a este tipo de conversiones.
[1] González Barrios, G. (s.f.). Manual básico de conversiones. Obtenido de Autolibre conversiones: http://autolibre.redtienda.net
[2] Arias Quispe, R. (s.f.). Paper Técnico #26. Conversión de auto convencional en auto eléctrico. Lima, Perú: Cite energía. Obtenido de Cite energía.
[3] Flores Sánchez, V., & Torres Castro, R. (s.f.). Conversión de automóvil estándar de combustión.
El maestro Juan Carlos Sánchez Villegas es investigador en la Unidad de Alta Tecnología de la Facultad de Ingeniería de la UNAM Campus Juriquilla
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