Híbridos y Eléctricos

INSTITUTO FRAUNHOFER

Más allá del reciclaje de los coches eléctricos: el proyecto Ekoda de economía circular

El instituto alemán Fraunhofer ha desarrollado una alternativa al reciclaje: examinar cada componente de un vehículo eléctrico y evaluar su reutilización para que forme parte de otro vehículo o de otra máquina diferente.

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La estrategia de economía circular de EKODA utiliza un sistema de evaluación que comprueba la idoneidad de los componentes para su reutilización o readaptación. / IMAGEN: Fraunhofer.

Los coches usados o dañados se desechan mediante procesos de desguace que consumen mucha energía. Sin embargo, cada vez más, los sistemas de reutilización y reciclaje permiten recuperar alguno de sus componentes, bien para que realicen la misma función en otro vehículo, bien para reintegrarlos a la cadena de suministro. Con el proyecto EKODA, los investigadores del Instituto Fraunhofer están desarrollando una alternativa mejor: examinar cada componente, evaluarlo y reutilizarlo, formando parte de un elemento diferente del que procede.

Esta estrategia optimiza la vida útil de las piezas individuales, lo que permite establecer una economía circular sostenible en el sector de la movilidad. Las baterías usadas, los ejes de los engranajes y las ruedas dentadas podrían utilizarse incluso en otras aplicaciones fuera de la industria automotriz. El proyecto comenzó el 1 de noviembre de 2022 y está previsto que finalice a finales de septiembre de 2025.

Los componentes del proyecto

Subvencionado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania, el proyecto EKODA se centra en la industria de la movilidad, abordando sus principales retos: la escasez de recursos, el aumento de los precios de las materias primas, la interrupción de la cadena de suministro, el aumento de los costes de la energía y la eliminación de desechos. En definitiva, “lograr una movilidad sostenible a través de la creación de una economía circular", afirma el Instituto Fraunhofer.

La manera de abordar el problema es tratar los componentes obsoletos o defectuosos como un recurso, evaluarlos y probarlos para encontrar la forma adecuada de reutilizarlos o readaptarlos. Su fin no es el reciclaje o la eliminación del material como residuo. La estrategia tiene dos componentes: un sistema de evaluación y un proceso de desmontaje, ambos automatizados. Este último está diseñado para volver a introducir los componentes en las cadenas de suministro circulares una vez que se hayan desmontado y procesado.

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Algunas de Las tareas principales del proyecto EKODA incluyen el desmontaje y el análisis del rendimiento, el nivel de carga y la funcionalidad de la batería. / IMAGEN: Fraunhofer.

El proyecto EKODA desde dentro

Para comprender cómo funciona el proyecto EKODA, nada mejor que un ejemplo práctico. El caso de un BMW i3 de 2021 averiado es el que utiliza el instituto alemán para explicar sus procedimientos. Una vez extraída la batería, una cámara se mueve lentamente sobre ella registrando el modelo, el número de serie y su potencia. A continuación, un algoritmo compara esta información con una base de datos interna.

El siguiente paso es retirar la tapa de la batería mediante un proceso semiautomatizado. Un sistema de medición registra el nivel de carga, la funcionalidad de su electrónica de control y el estado de cada una de las celdas que la forman. El software de evaluación usa estos datos para crear un perfil detallado del estado de la batería que, una vez analizado, se usa para proporcionar las recomendaciones para la reutilización.

Una batería intacta podría transferirse a un coche eléctrico del mismo tipo. Si ha sufrido degradación podría ir a parar a una máquina eléctrica más pequeña, como, por ejemplo, una herramienta agrícola. En el caso de que alguna de sus celdas esté defectuosa puede ser adecuada para su uso en sistemas estacionarios.

Este mismo principio de examen y reutilización puede aplicarse a otras piezas del automóvil. “Necesitamos encontrar la manera de reutilizar los componentes desde el principio desmontando cuidadosamente las piezas individuales a través de un proceso estandarizado y automatizado”, explica Uwe Frieß, jefe del Departamento de Construcción de Fraunhofer IWU.

El software con inteligencia artificial

El equipo está desarrollando y optimizando el sistema de evaluación. El software está equipado con algoritmos de inteligencia artificial que ponen en marcha procesos de economía circular mediante desmontajes y procesos eficientes y económicamente viables. “Queremos alejarnos del reciclaje tradicional considerando cada componente como un recurso valioso, independientemente de la función que cumpla en el vehículo”, explica Frieß.

Los investigadores de Fraunhofer también trabajan en procesos que permitan desmontar automáticamente los componentes individuales. Al implementar esta estrategia de manera sistemática, se reducirían los costes económicos y las emisiones de la fabricación de los nuevos productos. También reduciría o eliminaría la necesidad de desguazar prematuramente automóviles que aún pueden estar parcialmente intactos.

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Los componentes de la carrocería también se consideran un recurso potencial que podría desmontarse, reformarse y remanufacturarse para su reutilización en otros productos. / IMAGEN: Fraunhofer.

Los componentes reutilizables

Los investigadores no solo están analizando las baterías. También la carrocería o el tren de transmisión (los ejes y las ruedas dentadas) pueden ser adecuadas para la refabricación. Se podría reducir el tamaño de los ejes de acero a través de un proceso de remodelación para que se utilicen en otra aplicación de movilidad. “Una rueda dentada de una caja de cambios defectuosa podría reutilizarse en un scooter eléctrico reacondicionado, por nombrar solo un ejemplo”, explica Frieß. 

Actualizaciones dinámicas en tiempo real

“El sistema de evaluación que estamos construyendo está diseñado para ser complejo y holístico. Los criterios ecológicos tendrán el mismo peso que los factores tecnológicos y económicos, como las emisiones de CO2 o la energía consumida durante la reutilización en función de las fluctuaciones dinámicas diarias”, explica Patrick Alexander Schmidt, investigador de Fraunhofer. 

Pero los especialistas del proyecto Ekoda quieren llevar el desarrollo y diseño del sistema de evaluación un paso más allá. Están analizando las cadenas de suministro, los talleres de reparación y los desmanteladores de automóviles para incorporar sus requisitos y solicitudes de repuestos al sistema de evaluación. 

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