Estudio de la economía circular en los vehículos eléctricos e híbridos enchufables: segunda vida y reciclaje de sus baterías

Soriano González, Carlos (2021). Estudio de la economía circular en los vehículos eléctricos e híbridos enchufables: segunda vida y reciclaje de sus baterías. Thesis (Master thesis), E.T.S.I. Industriales (UPM).

Description

Title: Estudio de la economía circular en los vehículos eléctricos e híbridos enchufables: segunda vida y reciclaje de sus baterías
Author/s:
  • Soriano González, Carlos
Contributor/s:
  • Carrasco Gallego, Ruth
  • Martínez Muneta, María Luisa
Item Type: Thesis (Master thesis)
Masters title: Ingeniería Industrial
Date: June 2021
Subjects:
Freetext Keywords: Economía Circular; Vehículo Eléctrico; Vehículo Híbrido; Vehículo Fuera de Uso; Segunda Vida; Reciclaje
Faculty: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Department: Ingeniería Mecánica
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

El sector automovilístico en España siguió, hasta no hace mucho, un modelo de producción lineal, basado en la sucesión de diferentes etapas hasta llegar al final de vida de los vehículos, no estableciendo ningún tipo de recirculación posterior. Lo que provocó que la generación de residuos incrementase con el transcurso de los años, dando lugar a un gran impacto medioambiental. Es por esto que, en el año 2000, la U.E. decide poner fin a este problema redactando la Directiva 2000/53/EC sobre vehículos fuera de uso, la cual pretendía gestionar de una mejor manera los residuos producidos al final de vida, mediante la introducción del concepto de economía circular o bucle cerrado. Consecuentemente, dicha Directiva, que fue traspuesta al ordenamiento jurídico español mediante el correspondiente Real Decreto, revolucionó la forma de tratar los vehículos que iban quedando fuera de uso, al ofrecer dos opciones de reintroducción en la cadena de valor y reducir significativamente la cantidad de vertido final. Dentro de estas dos opciones se podía distinguir entre la vía de la reutilización, la cual permitía darle un segundo uso a diferentes piezas que siguiesen en buen estado o que se pudiesen reacondicionar, y la del reciclaje, la cual daba la oportunidad de paliar la demanda primaria de diferentes materiales, mediante el suministro de materias secundarias. De esta forma, y gracias a ellas, la economía circular se fue asentando en el ciclo de vida de los vehículos de combustión interna y los residuos fueron disminuyendo enormemente, consolidando una cadena de valor cerrado bastante beneficiosa. No obstante, en los últimos años, y ligado a la aparición de los vehículos eléctricos e híbridos en el tablero de juego, dicho asentamiento se ha visto trastocado. Provocando que la economía circular se encuentre totalmente desamparada, desde el punto de vista de los vehículos eléctricos e híbridos, pues hasta ahora el Real Decreto solamente consideraba el tratamiento de los vehículos de combustión. Por lo tanto, resulta necesario presentar una propuesta que permita readaptar la circularidad a la nueva situación, poniendo el foco en la batería de tracción. Ya que ésta supone el principal cambio tecnológico y la que más problemas va a dar a la hora de llevar a cabo la reutilización y reciclaje, al ser sustancialmente diferente al resto de componentes del vehículo. Es aquí donde entra en juego este trabajo, cuyos principales objetivos son analizar la situación actual de los vehículos eléctricos e híbridos en España, ver cómo va a evolucionar con el paso del tiempo y encontrar la manera de combinar las bases de la economía circular con el final de vida de sus baterías, a fin de dar solución a todos los problemas encontrados. De este modo, para alcanzar los objetivos propuestos por el trabajo, se empieza analizando el panorama automovilístico español de los últimos años, a nivel de matriculaciones, parque de vehículos y vehículos dados de baja. Lo que permitirá descubrir cómo el vehículo de combustión ha ido perdiendo peso en cada una de las categorías en beneficio de los eléctricos e híbridos. Traduciéndose en un aumento de las matriculaciones de éstos, un mayor stock en el parque nacional y un incremento en los vehículos fuera de uso de este tipo. Todo esto acaba impactando en la fase de final de vida de los vehículos, al producirse un cambio de panorama en el tipo de vehículo que pasa a tratarse. Pues hasta este momento los agentes involucrados en el tratamiento y gestión de residuos solo operaban con los de combustión, viéndose ahora obligados a adaptarse a una nueva tecnología de motor. Además, cabe mencionar que como la batería de tracción constituye un elemento completamente diferente al resto, las opciones de reutilización y reciclaje no funcionan igual. Ahora la vía de reutilización se divide en dos posibilidades, una en la que la batería se utiliza en otro vehículo, tras una reacondicionación previa (remanufacturación); y otra en la que se prepara y destina a una aplicación secundaria (segunda vida). Mientras que el reciclaje pasa a centrarse en una serie de materiales en concreto, las materias críticas, debido al gran cuello de botella que constituyen. De esta forma, comienza a apreciarse cómo la Directiva y el Real Decreto asociados al final de vida, apenas definen la situación eléctrica e híbrida, dejándola desamparada legalmente, operacionalmente y tecnológicamente. Lo que perjudica bastante la gestión de residuos al haber bastantes trabas, como la imposibilidad de transferir el ownership de las baterías o el establecimiento de un límite de reciclaje de conjunto. Por lo tanto, resulta fundamental promover una revisión de dicha Directiva y Real Decreto para que quede totalmente adaptada a la situación actual. Asimismo, debe llevarse a cabo un estudio de cómo los problemas presentados están en boca de otros académicos y científicos, mediante el análisis del número creciente de publicaciones y patentes relacionadas, para demostrar con rigurosidad que el trabajo es de interés y primordial. Pero no solo para esto, sino también para buscar aplicaciones o ideas establecidas en otros países que se puedan adaptar adecuadamente a la circunstancia española, permitiendo evaluar de esta manera la evolución de los vehículos eléctrico e híbridos. Entre todas las aplicaciones que se descubren, destaca una por encima del resto, la del modelo de análisis de flujo. La cual se basa en la construcción de un sistema formado por una entrada, una salida y una serie de procesos o etapas conectadas entre sí mediante diferentes líneas de flujo. Representando el sistema, en este caso, el camino desde que el vehículo se matricula, hasta que llega a su final de vida y se recircula. De esta forma se consigue obtener la evolución con el tiempo de las diferentes etapas por las que pasan los vehículos eléctricos e híbridos. No obstante, para poder completar dicho modelo de análisis de flujo, se establecen una serie de condiciones iniciales e hipótesis, como la previsión de la demanda, la estimación de vida media de los vehículos o la distribución de final de vida; permitiendo dotar al sistema del mayor realismo posible. Consecuentemente, gracias a este modelo, se obtienen los datos de matriculaciones, parque de vehículos, vehículos fuera de uso, baterías remanufacturadas, baterías destinadas a segunda vida y baterías recicladas, para todos los años del periodo de estudio. Pudiendo determinar que la tendencia de todas las categorías es creciente y exponencial, por lo que se concluye, entre otros aspectos, que el asentamiento de las bases de la economía circular en el ámbito eléctrico e híbrido es imprescindible para absorber los futuros flujos de residuos.

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Item ID: 67467
DC Identifier: https://oa.upm.es/67467/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:67467
Deposited by: Biblioteca ETSI Industriales
Deposited on: 30 Aug 2021 10:09
Last Modified: 24 Nov 2021 23:30
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