Las baterías de los autobuses eléctricos se convierten en sistemas de almacenamiento de energía (BESS) después de diez años de uso.

Después de casi diez años de funcionamiento y más de 150 kilómetros recorridos, las baterías de un autobús eléctrico de UFSC (Universidad Federal de Santa Catarina) Han adquirido una nueva función: almacenar energía para dar soporte a la red eléctrica de Santa Catarina.

El equipo, que ya no cumplía con los requisitos de autonomía del vehículo, fue asignado a un sistema móvil de almacenamiento de energía en baterías (BESS), desarrollado en un proyecto financiado por Celesc, con integración tecnológica a cargo de WEG.

Instalado en un semirremolque de 12 metros, el sistema combina baterías reutilizadas y nuevas, con el objetivo de apoyar la red de distribución en situaciones que requieran una interrupción en el suministro eléctrico.

Esta iniciativa forma parte de una línea de investigación dirigida por el profesor. Ricardo Ruther, del Laboratorio de Energía Solar Fotovoltaica de la UFSC, que investiga la viabilidad técnica y económica de la reutilización de baterías de vehículos eléctricos.

Si bien una capacidad de almacenamiento reducida puede comprometer la autonomía de un vehículo, esto no significa necesariamente que su batería haya llegado al final de su vida útil. 

Dependiendo de las condiciones de conservación, el equipo aún puede utilizarse en aplicaciones de almacenamiento de energía estacionaria.

La investigación comenzó a tomar forma en 2018, cuando Nissan ofreció al laboratorio las baterías de 12 vehículos eléctricos Leaf que habían funcionado como taxis en São Paulo durante cinco años.

Los vehículos, fabricados en 2012, formaban parte de una iniciativa del fabricante de automóviles relacionada con el Mundial de 2014. Tras años de funcionamiento, sus baterías mostraron una pérdida de capacidad, lo que comprometió la autonomía necesaria para el servicio de taxi.

A pesar de ello, el equipo aún presentaba características eléctricas adecuadas para aplicaciones estacionarias, lo que allanó el camino para el desarrollo de diferentes proyectos de reutilización.

Desde coches eléctricos hasta sistemas de almacenamiento.

Utilizando baterías recibidas de Nissan, los investigadores desarrollaron cuatro proyectos: farolas autónomas alimentadas por energía solar, un refrigerador de 100 litros para el almacenamiento de vacunas en la región amazónica, un sistema de generación fotovoltaica con almacenamiento para satisfacer las necesidades del laboratorio y una estación de carga para vehículos eléctricos con una marquesina solar.

Esta experiencia también contribuyó al desarrollo del proyecto de almacenamiento móvil, que utiliza baterías extraídas del autobús eléctrico de la universidad.

El vehículo funciona con energía solar fotovoltaica desde 2016 y ya ha recorrido más de 150 kilómetros. Tras casi una década de funcionamiento y una progresiva disminución de su autonomía, su batería fue sustituida en 2026.

En lugar de enviar el equipo directamente para su reciclaje, la UFSC decidió reutilizarlo en un proyecto financiado por Celesc, en el marco de... Programa de Investigación y Desarrollo de ANEEL (Agencia Nacional de Energía Eléctrica).

WEG fue contratada para integrar baterías reutilizadas en unidades nuevas, formando un sistema BESS móvil diseñado para dar soporte a la red de distribución de la empresa de servicios públicos durante las intervenciones que requieran interrupciones en el suministro eléctrico.

No todas las baterías usadas están en las mismas condiciones.

Uno de los principales retos a la hora de reutilizar las baterías de los vehículos eléctricos es determinar su estado. Este indicador se conoce como Estado de salud (SoH), o estado de salud, y permite evaluar la capacidad restante de una batería en relación con su estado original.

Según Rüther, las condiciones de uso y los hábitos de recarga influyen directamente en la degradación de los equipos. En el caso de las baterías recibidas de Nissan, los resultados fueron bastante diferentes, a pesar de que todas habían sido extraídas de vehículos del mismo modelo y con periodos de funcionamiento similares.

Mientras que algunos taxis se sometían a varias recargas rápidas al día, otros solo recibían una recarga lenta durante la noche. Entre las 12 baterías evaluadas, la mejor conservada mostró un estado de salud del 80%, mientras que la más degradada registró un 48%.

Antes de una nueva aplicación, los investigadores deben realizar pruebas para evaluar parámetros como la resistencia interna y el estado de salud, así como seleccionar celdas con características similares para formar bancos de baterías homogéneos.

Las celdas que no cumplen con los criterios de reutilización se envían directamente para su reciclaje.

Viabilidad económica de la segunda vida de las baterías 

Además de los retos técnicos, la viabilidad económica es uno de los temas centrales de la investigación. El proceso de evaluación, clasificación y preparación de baterías requiere tiempo, equipo y energía; factores que deben tenerse en cuenta al compararlas con sistemas nuevos.

Para profundizar en este análisis, UFSC recibió financiación de poco menos de R$ 1 millón del CNPq (Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico), además de utilizar la infraestructura existente en el laboratorio.

Según el profesor, los dos proyectos de almacenamiento más grandes, el sistema BESS en el laboratorio y el sistema móvil instalado en el semirremolque, recibieron inversiones que superaron los R$ 20 millones.

Los resultados de la investigación indican que, para ser económicamente viable, una batería usada en buen estado debería costar menos de un tercio del precio de una batería nueva con la misma capacidad.

Esto significa que reutilizar una batería no siempre resulta más económico. El beneficio depende del estado de la batería, los costos de preparación y la aplicación para la que se utilizará.

Economía circular y el futuro de las baterías

El avance de la movilidad eléctrica también plantea un reto para los próximos años: ¿qué hacer con las baterías que se retiran de la circulación a medida que envejece la flota de vehículos eléctricos?

Para Rüther, el uso de este equipo en sistemas estacionarios puede representar un paso intermedio entre su uso en vehículos y su reciclaje.

La reutilización de materiales permite prolongar la vida útil de los que ya se utilizan en la fabricación de baterías, posponiendo la necesidad de producir nuevos equipos y extraer materias primas.

Incluso después de que finalice su segunda vida útil, el reciclaje sigue siendo necesario para recuperar los materiales y garantizar su correcta eliminación.

Por lo tanto, la investigación de la UFSC demuestra el potencial de integración entre la movilidad eléctrica, la generación solar y el almacenamiento de energía, aprovechando equipos que aún tienen capacidad útil incluso después de que ya no satisfagan las necesidades de un automóvil.

Más allá de encontrar un destino para las baterías usadas, el reto consiste en establecer criterios técnicos, económicos y ambientales que permitan transformar esta reutilización en una solución aplicable a mayor escala.

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