El autotransporte en México es un pilar fundamental de la economía y la logística, moviendo bienes y personas a lo largo y ancho del país. Aunque también carga con una significativa responsabilidad ambiental y constituye una de las principales fuentes de contaminación atmosférica, es responsable de aproximadamente el 17 por ciento del total de las emisiones de Dióxido de Carbono (CO₂).
Este porcentaje posiciona al sector como uno de los más contaminantes. Las emisiones de CO₂ provenientes del transporte contribuyen directamente al efecto invernadero y al cambio climático, genera impactos negativos en la calidad del aire de las ciudades, la salud pública y los ecosistemas naturales.
En entrevista para la Agencia Informativa Conversus (AIC), Luis Alberto Cantera Cantera, de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME), Unidad Zacatenco, del Instituto Politécnico Nacional (IPN), explicó sobre el proyecto en el que trabaja y tiene la finalidad de representar mediante circuitos eléctricos y matemáticamente dispositivos de almacenamiento de energía: supercapacitores o baterías para hacer más eficientes los autos eléctricos.
El equipo de la ESIME Zacatenco logró identificar los parámetros de un supercapacitor específico que permite su aplicación directa en algoritmos de control y también han avanzado en un sistema de adquisición de datos que permite medir voltaje y corriente durante el proceso de descarga para simular escenarios reales al conectar baterías y cargas electrónicas.
Estas investigaciones son clave para enfrentar los retos climáticos a los que la humanidad se enfrenta. La dependencia de combustibles fósiles, la antigüedad del parque vehicular, la ineficiencia en las rutas y la falta de infraestructura empeoran el escenario actual y futuro.
NO MÁS COMBUSTIBLE FÓSIL
Abordar el desafío de la contaminación en el autotransporte implica una estrategia transversal que contemple la modernización de la flota, la promoción de combustibles más limpios, como el gas natural, la electricidad o el hidrógeno.
“Te ha pasado que, al poner una dirección en el mapa digital, el navegador marca vueltas e indicaciones innecesarias para llegar a tu destino. Lamentamos decirte que eso también suma a la contaminación y es un factor que también se debe mejorar”, aseveró el investigador politécnico. La logística de las rutas es clave para optimizar los trayectos y reducir los viajes vacíos. Sin dejar de mencionar que es urgente contar con alternativas de transporte más sostenibles y accesibles para toda la población.
Aseguró que el debate también gira en torno a que haya normativas más estrictas sobre emisiones, incentivos para la adquisición de vehículos ecológicos y que el país invierte en investigación y desarrollo de tecnologías que aporten al transporte limpio.
En sincronía con esos planteamientos, el equipo de investigación de la ESIME Zacatenco creó un modelado matemático y de control para estudiar la carga en supercapacitores o baterías. Este trabajo busca avanzar en el reto que representa el desarrollo de los sistemas de gestión de energía y almacenamiento que requieren los autos eléctricos, que pronto serán una realidad en México.
INVESTIGAR DESDE LA COLABORACIÓN
El doctor Cantera Cantera señaló que los desarrollos actuales se han hecho a escala reducida, el modelo es completamente escalable, ya que los controladores diseñados podrán adaptarse a sistemas pequeños, medianos o grandes, porque el modelo matemático es el mismo, solo cambiarían los parámetros.
“Hace poco más de un año, un estudiante politécnico desarrolló los modelos e hizo la identificación paramétrica del modelo y con gusto podemos decir que ya conocemos el modelo matemático del supercapacitor y podemos hacer aplicaciones de control”, aseguró.
Este trabajo y sus líneas de investigación no es el esfuerzo de una sola persona, ha participado todo un equipo de estudiantes, quienes desarrollan sistemas para adquisición de datos, obtienen lecturas del voltaje, corriente para la descarga y han desarrollado prototipos con resistencias y capacitores para los tres circuitos en los que se basa la investigación: circuito clásico, dinámico y de transmisión.
TRANSPORTE SUSTENTABLE.
El Instituto Politécnico Nacional (IPN), a través del Laboratorio Nacional Conahcyt en Electromovilidad Inteligente (LANCEI), desarrolla investigaciones estratégicas para enfrentar los principales desafíos de la transición energética en México.
En un contexto global que exige reducir emisiones contaminantes y transformar los sistemas de transporte, el LANCEI apuesta por generar tecnología nacional en tres frentes clave: electrificación del transporte, movilidad inteligente y seguridad vehicular.
El LANCEI está conformado por el Instituto Mexicano del Transporte y por cinco instituciones del IPN como son el Centro de Investigación en Computación (CIC), el Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada (CICATA), Unidad Querétaro, las Escuelas Superiores de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME), Unidades Zacatenco y Culhuacán y la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería, Campus Guanajuato (UPIIG), que fusionadas a través de la Red de Investigación en Innovación Automotriz (Reinva), desarrollan desde 2019 proyectos de frontera para romper paradigmas de la transportación.
TECNOLOGÍA PARA LA TRANSICIÓN ENERGÉTICA
Uno de los proyectos más avanzados del laboratorio es el desarrollo de un sistema de carga eléctrica con entradas múltiples de energía, que puede operar tanto con la red eléctrica como con fuentes renovables, como paneles solares. Esto busca favorecer una infraestructura de recarga versátil y sostenible, adaptable a contextos urbanos y domésticos.
En paralelo, el equipo trabaja en el diseño de sistemas de manejo de baterías (BMS, por sus siglas en inglés), indispensables para vehículos eléctricos y sistemas energéticos residenciales. A través de pruebas en condiciones reales, que simulan abuso mecánico, térmico o eléctrico, los científicos buscan garantizar la seguridad y el buen funcionamiento de las baterías.
“En México no existen normas específicas para evaluar estos escenarios combinados. Estamos desarrollando metodologías para cubrir ese vacío”, explicó en entrevista para la Agencia Informativa Conversus (AIC) Ilse Cervantes Camacho, responsable técnica del LANCEI.
Estos desarrollos resultan especialmente relevantes en el contexto mexicano, donde las condiciones de temperatura, humedad y vibración varían ampliamente de una región a otra. “Lo que funciona en un laboratorio bajo condiciones ideales, no necesariamente opera igual en Acapulco, Mexicali o la Ciudad de México”, señaló.
LABORATORIO VIVO PARA MOVILIDAD URBANA
En el eje de movilidad inteligente, el LANCEI implementa un laboratorio urbano experimental en Corregidora, en el estado de Querétaro, que combina datos de cámaras inteligentes con análisis en redes sociales y sensores ambientales. Este sistema permite medir en tiempo real el flujo vehicular, clasificar tipos de vehículos, detectar velocidades y evaluar cambios de carril.
La información recolectada se utiliza para generar modelos dinámicos de tráfico urbano y proponer ajustes a la infraestructura existente: desde rediseñar rutas y sentidos viales hasta modificar tiempos de semáforo. Además, parte del proyecto analiza los efectos del tráfico sobre la salud mental y el comportamiento al volante.
“Hemos detectado diferencias significativas en la actividad cerebral de personas que conducen en tráfico ligero frente a tráfico pesado. Esto también tiene un costo en la calidad de vida”, comentó Cervantes Camacho.