autos_electricos_primer_parcial

Vista previa del material en texto

1 
 
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE 
CHIMBORAZO 
 
 
FACULTAD: MECÁNICA 
CARRERA: INGENIERÍA AUTOMOTRÍZ 
TECNOLOGÍA DEL MEDIO AMBIENTE 
“VEHÍCULOS ELÉCTRICOS” 
 
PARALELO: “A” 
DOCENTE: 
ING. Johnny Pancha 
 
NOMBRE: CÓDIGO: 
JEFFERSON ANCHATUÑA 1753 
 
FECHA DE ENTREGA: 
 
 04/06/2020 
 
2 
 
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE 
CHIMBORAZO 
 
 
Marco teórico 
CONTAMINANTES PRIMARIOS 
Consumo de energía para recargar los vehículos eléctricos recargables 
Según (Rekondo, 2020) :” Los vehículos eléctricos ayudan a mejorar la calidad del aire 
en las ciudades y los municipios, ya que no emiten ni óxidos de nitrógeno ni partículas. Aunque 
también es cierto que, al estar propulsados por electricidad, la contaminación proviene de 
centrales eléctricas, que normalmente no están cercanas a lugares densamente poblados.” 
La mayoría de la energía eléctrica que utilizamos, todavía se produce en nuestro país en represas 
hidroeléctricas; en los países más desarrollados tecnológicamente lo hacen mediante centrales 
térmicas e incluso en algunos casos por quema de carbón o combustibles fósiles. 
Estos producen una contaminación que se ve cargada en la atmosfera, la hidrosfera, el suelo y 
los seres vivos. 
 Según (Barahona Rosero, 2017):” Se necesita casi tanta energía para producir un galón 
de gasolina como la energía que consume un Model S (producido por Tesla) en 32 km de 
conducción.” 
 
Figura 1 Generación de carbono por parte de las fuentes de energías para generar electricidad en el 2018 
Centrales térmicas 
Los impactos ambientales de la generación en centrales térmicas que utilizan combustibles son 
los siguientes: 
3 
 
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE 
CHIMBORAZO 
 
 
• Emisiones de dióxido de carbono que contribuyen al efecto invernadero 
• Posible emisión de dióxido de azufre (que se transforma en ácido sulfúrico que forma 
parte de la lluvia ácida) 
• Emisiones de óxidos de nitrógeno (también forman parte de la lluvia ácida) 
• Posible emisión hollín y material particulado 
Según (Miller, 2016) :” Los impactos negativos pueden ocurrir durante la construcción, 
así como durante la operación de las plantas termoeléctricas. Las plantas termoeléctricas 
son consideradas fuentes importantes de emisiones atmosféricas y pueden afectar la 
calidad del aire en el área local o regional. La combustión que ocurre en los proyectos 
termoeléctricos emite dióxido de sulfuro (SO2), óxidos de nitrógeno (NOx), monóxido de 
carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) y partículas (que pueden contener metales 
menores). Las cantidades de cada uno dependerán del tipo y tamaño de la instalación, del 
tipo y calidad del combustible, y de la manera en que se queme. La dispersión y las 
concentraciones de estas emisiones, a nivel de la tierra, son el resultado de una interacción 
compleja de las características físicas de la chimenea de la planta, las cualidades físicas y 
químicas de las emisiones, las condiciones meteorológicas en el sitio, o cerca del mismo 
durante el tiempo que se requiere para que las emisiones se trasladen desde la chimenea 
hasta el receptor a nivel de la tierra, las condiciones topográficas del sitio de la planta y las 
áreas circundantes, y la naturaleza de los receptores. 
Energía nuclear 
Según (Bohigas, 2018) :” La energía nuclear tuvo una contribución del 9,5% en la 
generación de electricidad en 2015 en el mundo, si bien representó únicamente el 4,4% de la 
energía primaria consumida.19 Actualmente hay 402 reactores nucleares en funcionamiento 
para generar electricidad, repartidos en 31 países.” 
Los residuos que salen de las plantas radioactivas se las puede clasificar en dos grupos 
Baja y media actividad 
Residuos con vida corta, poca radiactividad y emisores de radiaciones betta o gamma. Son 
materiales utilizados en operaciones normales de las centrales (guantes, trapos, plásticos, etc.) 
Normalmente se prensan y secan para reducir su volumen, se fijan y se almacenan para ser 
almacenados durante 300 o 500 años en almacenamientos controlados. 
Las centrales nucleares tienen el problema que producen residuos radioactivos altamente 
contaminantes de difícil y costoso tratamiento y se los puede clasificar así: 
Alta actividad 
Estos residuos tienen semiperiodo largo, alta actividad y contienen emisores de radiaciones alfa. 
Se generan en menor volumen, pero son muy dañinos después de ser generados. Se trata de las 
propias barras de combustible de los reactores de fisión ya utilizadas. 
Residuos desclasificables 
4 
 
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE 
CHIMBORAZO 
 
 
No son radiactivos, lo cual es bueno ya que la radiactividad es muy perjudicial para la salud de 
las personas y para el medio ambiente. Pueden utilizarse como materiales convencionales. 
Residuos de baja actividad 
Tienen radiactividad gamma o beta en niveles menores a 0,04 GBq/m³ si son líquidos, 0,00004 
GBq/m³ si son gaseosos, o la tasa de dosis en contacto es inferior a 20 mSv/h si son sólidos. Se 
consideran de esta categoría si tardan menos de 30 años en semi desintegrarse. Deben 
almacenarse en almacenamiento superficiales. 
Residuos de media actividad 
Poseen radiactividad gamma o beta con niveles superiores a los residuos de baja actividad, pero 
inferiores a 4 GBq/m³ para líquidos, gaseosos con cualquier actividad o sólidos cuya tasa de dosis 
en contacto supere los 20 mSv/h. Solo pueden considerarse dentro de esta categoría aquellos 
residuos cuyo periodo de semidesintegración sea inferior a 30 años. Deben almacenarse en 
almacenamientos superficiales 
Residuos de alta actividad o vida media 
Todos los materiales que emiten radiactividad alfa y los materiales emisores beta o gamma que 
superen los niveles impuestos por los límites de los residuos de media actividad. También son 
aquellos que tarden más de 30 años en semi desintegrarse. Deben almacenarse en 
almacenamientos geológicos profundos. 
 
Figura 2Cantidades de CO2 emitidas a la atmosfera en la producción de 1kWh de electricidad, para cada una de las 
fases de la vida de un reactor nuclear 
Energía eólica 
La instalación de grandes parques eólicos tiene un impacto medioambiental que recae 
directamente en la fauna local y el empobrecimiento del suelo. 
Efectos sobre el suelo 
Según (Hernandez , Pampillon , & Hernandez, 2018):” El efecto sobre el uso del suelo de 
los parques de energía eólica depende del lugar de emplazamiento: los campos de 
5 
 
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE 
CHIMBORAZO 
 
 
aerogeneradores situados en áreas planas normalmente usan más terreno que aquellos 
situados en zonas altas, colinas o a pie de áreas escarpadas. Sin embargo, los aerogeneradores 
no ocupan todo el terreno. Deben separarse aproximadamente entre 5 y 10 veces el diámetro 
de sus rotores (el diámetro de los rotores incluye las palas).” 
Impacto sobre flora y fauna 
Según (Hernandez , Pampillon , & Hernandez, 2018):” Se han documentado muertes de 
aves y murciélagos no sólo por impactos directos sino por los cambios en la presión atmosférica 
provocados por el giro de las palas. También se producen alteraciones en sus hábitats.” 
Las principales afectaciones a la flora y fauna se producen durante las fases de construcción y 
operación del parque eólico, ya que por ocupar su hábitat mueren las aves u otras especies o la 
calidad de este empeora 
Si bien no utilizan combustibles, ni producen gases contaminantes, generan algunos problemas 
ambientales aparte de los ya mencionado: 
• Emisión de ruidos lo que produce contaminación auditiva 
• Pueden ser visualmente molestas para las personas que viven cerca de ellas. 
Energía hidráulica 
Los dos principales problemas de la construcción de embalses y presas son la fragmentación y 
pérdida de hábitats, y la perturbación a la flora y fauna. 
El sistema se basa en el aprovechamiento dela energía potencial y cinética del agua. 
 
Si bien es una energía basada en el aprovechamiento de recursos renovables, la instalación de 
centrales de generación hidroeléctrica produce impactos ambientales y sociales en su entorno. 
Además, se requieren inversiones elevadas para su construcción. 
 
Los impactos son los siguientes: 
 
• Las inundaciones en el área de la represa producen anegamiento de tierras fértiles. 
 
• Se producen cambios en los ecosistemas, desaparición de especies, etc. 
 
• Impactos debido a la erosión en las zonas linderas afectadas al emprendimiento. 
 
• Retención de una importante proporción de los sedimentos arrastrados por el río que 
realizan la fertilización natural de la parte inferior del cauce 
 
• Emisión de gases por la descomposición de residuos vegetales en el fondo de la zona 
inundada. 
 
• Desplazamiento de poblaciones por inundación de ciudades, pueblos, campos. 
 
6 
 
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE 
CHIMBORAZO 
 
 
• Otros sistemas basados en recursos renovables 
 
Según (Palacios Hernandez, 2019):”La energía hidráulica es una de las mejores fuentes de 
energías en el planeta, y lo más importante es que no contaminar, y son fáciles de capturar, la 
importancia del agua para nuestras vidas es tan alto que desde el consumo para el cuerpo 
humano hasta para la generación de energías puras y la vida en el planeta. Por esa razón es de 
suma importancia cuidar nuestros ríos, mares, naciente y todo lo relacionado con el agua.” 
 
Se podría decir que, si se utiliza plantas eléctricas de como las ya mencionadas antes para 
producir la electricidad, entonces todo lo eléctrico no será mejor que un vehículo convencional 
en términos de expulsión de gases de efecto invernadero, indirectamente hablando, pero se 
podría reducir aun mas si la energía proviene de plantas eólicas, hidroeléctricas o plantas 
solares; ya que solo su contaminación sería el momento de construirlas. 
 
Figura 3 Emisiones de GEI debido al uso de vehículos eléctricos en Europa 
Baterías 
Según (European Environment Agency, 2018):” En la etapa de fabricación, un coche 
eléctrico suele suponer más emisiones que otro convencional de gasolina o diésel, debido 
fundamentalmente a la energía utilizada en la batería (que está relacionada con el 33-44% del 
total de emisiones en la producción del vehículo). Sin embargo, el impacto real va a depender 
mucho de dónde se fabrique esa batería y de qué energía se utilice.” 
Tanto las baterías de autos tradicionales como de los netamente eléctricos contaminan, pero 
por un lado para las baterías tradicionales de los autos ya se tiene un sistema de reciclaje, para 
las de litio aun se sigue analizando el fin que tendrán, el mas opcionado es el reciclaje, pero no 
se sabe hasta qué punto. 
7 
 
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE 
CHIMBORAZO 
 
 
 
Figura 4 Proceso de fabricación de una batería de litio 
Según ( ROJAS LOZANO , 2017) :” La producción de baterías para los vehículos eléctricos 
consume una gran cantidad de energía y emite contaminación, tanto al aire como al agua, 
tomando como referencia una batería de Ion-Litio. Por ejemplo, para producir 1 kg de Litio se 
necesita una gran cantidad de energía, tanto eléctrica extraída de las granjas solares en los 
países que cuentan con este sistema, como diésel para poder bombear la salmuera de Litio a 
diferentes tratamientos.” 
Las baterías de litio no son inofensivas para el planeta. La extracción de este mineral escaso 
supone un problema ecológico, pero también el reciclaje de las baterías, que no es nada sencillo. 
 
Las baterías de los vehículos eléctricos son el gran problema, no sólo porque sean pesadas, caras 
y lentas de cargar, también porque están hechas con materiales que escasean mucho más que 
el petróleo y, sobre todo, porque sus residuos son muy contaminantes. 
 
8 
 
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE 
CHIMBORAZO 
 
 
En la actualidad, el proceso de tratamiento de las baterías de ion de litio como residuo es muy 
caro y apenas se recuperan el 50% de los componentes de estas, llegando hasta el 80% en el 
mejor de los casos. Además, el procedimiento para recuperar esos materiales es altamente 
contaminante y emite muchísimo CO2. 
Por este motivo, la mayoría de los fabricantes hasta ahora ha apostado por una reutilización de 
estas baterías en lugar de desecharlas o reciclarlas. 
 
Según (European Environment Agency, 2018) :”El crecimiento esperado en el sector de 
automóviles eléctricos irá acompañado de un aumento en la demanda de CRM, incluidos cobalto 
y REE contenidos en baterías de iones de litio. Por ejemplo, en un escenario de limitación el 
aumento promedio de la temperatura global seria a 2 ºC, la demanda global de litio aumentará 
a 160 000 toneladas en 2030 y 500 000 toneladas en 2050. Los automóviles eléctricos 
representarán el 82% de la demanda relacionada con el transporte por carretera en 2030 y 83% 
en 2050. Esto supone que en 2030 las ventas anuales de automóviles eléctricos serán alrededor 
de 26 millones y en 2050 serán alrededor de 97 millones” 
 
Figura 5 Demanda de materiales en el planeta por parte de la EU al 2030 
Entre las baterías que mas se usan en los vehículos eléctricos son: 
• Baterías de Litio-Fosfato de hierro (LiFePO4) 
• Bateras de Litio Níquel-Manganeso oxido de cobalto (LiNMC) 
9 
 
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE 
CHIMBORAZO 
 
 
• Bateras de Oxido de Cobalto-Litio (LiCoO2) 
• Bateras de Oxido de Titanio-Litio (Li4Ti5O12) 
• Bateras de Oxido de Aluminio-Cobalto-Níquel-litio (LiNiCoAlO2) 
• Bateras de Oxido de Cobalto-Manganeso-Níquel-Litio (LiNiMnCoO2) 
• Bateras de Oxido de Manganeso-Litio (LiMn2O4) 
CONTAMINANTES SECUNDARIOS 
Materias primas para la fabricación 
 Según (Viñoles Cebolla, Bastante Ceca, & Capuz Rizo, 2015) :” En la fase de fabricación 
junto a las operaciones de pintado y recubrimiento, están las operaciones de fundición de metal, 
que son las principales operaciones donde se originan emisiones atmosféricas. 
Aproximadamente, el 56% de todas las emisiones son causadas por las operaciones de pintado 
y recubrimiento. La mayoría de los corrientes de residuos sólidos generadas en una planta de 
montaje de automóviles son lodos resultantes del tratamiento de aguas residuales, residuos de 
aceite, basura de la planta, y desechos de componentes metálicos.” 
Según (SEMARNAT, 2015) :”Del troquelado de la lámina se producen residuos sólidos 
constituidos por virutas rebabas y polvos, también se generan residuos líquidos de los restos del 
aceite de corte utilizado, aunque se procura reutilizar, reciclar y/o limpiar el aceite lo más 
posible. Además, algunas máquinas generan residuos líquidos conformados por los aceites de 
lubricación gastados necesarios para su funcionamiento. 
Del prensado en ocasiones pueden salir recortes de la chapa galvanizada como desperdicios. 
Además de los aceites lubricantes gastados de la prensa. 
Durante la soldadura del armazón se generan contaminantes propios de esta actividad. 
Durante las operaciones de soldadura realizadas en la colocación de los lados, formación y 
terminación de la caja se generan contaminantes propios de la soldadura también. 
Durante la aplicación del recubrimiento protector puede haber contaminantes de diversos 
solventes, conteniendo además neblinas con pigmentos (metales pesados), colorantes 
(compuestos orgánicos) y vehículos sólidos (polímeros y resinas). De la operación de secado se 
generan gases de combustión que dependen del combustible utilizado” 
Los procesos mineros, liberación de emisiones tóxicas y las fugas de sustancias tóxicas pueden 
tener efectos nocivos. En la salud humana y del ecosistema. Para los ecosistemas esto puede 
incluir: 
• Eutrofización; 
• Acidificación de cuerpos de agua y humedales; 
• Contaminación del suelo con metales pesados y erosión 
• Pérdida de biodiversidad, incluida la vegetación terrestre y especiesacuáticas, 
especialmente peces 
10 
 
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE 
CHIMBORAZO 
 
 
 
Figura 6 Principales materias primas comúnmente utilizadas en vehículos eléctricos con batería 
Para hacer una diferencia entre los vehículos convencionales y los eléctricos se ha tomado en 
cuenta solo dos de los materiales en los que se ve notablemente una diferencia que ayuda a 
aumentar su autonomía, pues la fabricación de estos vehículos no significa apartarse del modelo 
básico de un vehículo con motor otto, los que más se usan en estos vehículos, dejando a un lado 
su batería son el aluminio y la fibra de carbono. 
BIBLIOGRAFÍA 
ROJAS LOZANO , M. (2017). ESTRATEGIAS PARA LA DISMINUCIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL 
DE LOS. Bogota, Colombia. 
Barahona Rosero, A. (Febrero de 2017). Analisis de factibilidad tecnica y ambiental de la 
insercion de autos electricos en el mercado del Ecuador. Quito, Pichincha, Ecuador. 
Bohigas, X. (2018). Obtenido de Centrales nucleares, emisiones de CO2 y cambio climatico : 
https://www.fuhem.es/wp-content/uploads/2018/12/CentralesNucleares-Emisionhes-
CambioClimatico-X.Bohigas.pdf 
European Environment Agency. (13 de Noviembre de 2018). Electric vehicles from life cycle 
and circular economy perspectives. TERM 2018: Transport and Environment Reporting 
Mechanism (TERM) report. Luxembourg: © European Environment Agency, 2018. 
Hernandez , G., Pampillon , L., & Hernandez, L. (2018). Impactos Ambientales de la Energia 
Eolica. KUXULKAB, 16. 
Miller, P. (2016). Emisiones atmosfericas de las centrales electricas en Norte America. 
Comisión para la Cooperación Ambiental de América del Norte. 
Palacios Hernandez, J. (9 de Septiembre de 2019). Los retos de las Energias Limpias en el 
mediano y largo plazo. Obtenido de Energia Nuclear: http://cicm.org.mx/wp-
content/files_mf/energ%C3%ADanuclearretosamedianoylargoplazos.pdf 
11 
 
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE 
CHIMBORAZO 
 
 
Rekondo, J. (13 de marzo de 2020). El coche eléctrico y su impacto ambiental. Obtenido de 
eldiario.es: https://www.eldiario.es/norte/vientodelnorte/coche-electrico-impacto-
ambiental_6_1005509447.html 
SEMARNAT. (26 de Marzo de 2015). Recuperado el 03 de Junio de 2020, de 
file:///C:/Users/COMPU/Downloads/TH-AL-18-012-EN-N%20TERM%202018.pdf 
Viñoles Cebolla, R., Bastante Ceca, M., & Capuz Rizo, S. (2015). Conferencia: 7º Congreso 
Internacional de Ingeniería de Proyectos. ANÁLISIS DEL IMPACTO MEDIOAMBIENTAL 
DE UN AUTOMÓVIL, A LO LARGO DE SU CICLO DE VIDA. Pamplona, España.