Descarcelación: INTERVENCIÓN EN VEHÍCULOS DE ENERGÍA ALTERNATIVA. Parte 1: Características

Los vehículos impulsados con energías alternativas (eléctricos, híbridos y gas) suponen riesgos distintos a los vehículos convencionales (diésel o gasolina) lo que obliga al personal de emergencias, principalmente el servicio de bomberos, conocer sus características técnicas y establecer medidas específicas de intervención.

(Actualizado: Febrero 2023)

Introducción

Si hay alguna duda sobre la cantidad de vehículos impulsados con energías alternativas matriculados en España, he aquí los datos según la DGT del mes de enero de 2023:

Matriculaciones Total Mercado España. Enero 2023
			Volumen	%
TOTAL			76.499	100%
Total Vehículos Convencionales			45.404	59,35%
		Gasolina	26.299	34,38%
		Diésel	19.105	24,97%
Total Vehículos Alternativos			31.095	40,65%
	Total V. Eléctricos		3.955	5,17%
		Eléctrico	3.953	5,17%
		Eléctrico Autonomía Extendida	2	0,00%
	Total V. Híbrido Enchufable		4.121	5,39%
		Híbrido Enchufable Gasolina	3.977	5,20%
		Híbrido Enchufable Diésel	144	0,19%
	Total V. Híbridos Convencionales		21.044	27,51%
		Híbrido Gasolina	18.397	24,05%
		Híbrido Diésel	2.647	3,46%
		Total Vehículos a Gas	1.974	2,58%
		GLP	1.810	2,37%
		GNC/GNL	164	0,21%

Conclusiones:

Los vehículos alternativos representan el 40% de la cuota de mercado.
Dentro de los vehículos alternativos, los híbridos convencionales (27,51%) son la parte más importante, seguido de los híbridos enchufables (5,39%) y los eléctricos (5,17%).
Los vehículos a gas son la parte más pequeña de los alternativos con un 2,58% del total del mercado.

Tipos de vehículos más empleados

1. VEHÍCULOS HÍBRIDOS Y ELÉCTRICOS (VH/VE)

Funcionamiento y componentes

Funcionamiento

Los vehículos eléctricos (VE) son propulsados únicamente por un motor eléctrico, mientras que los híbridos (VH) son la combinación de un motor térmico (gasolina o diésel) y un motor eléctrico, pudiendo ser propulsados por cualquiera de ellos. Según el sistema de funcionamiento, menos relevante en nuestro caso, pueden ser híbridos en serie, en paralelo o combinado.

Otro tipo de VH son los enchufables (Plug In) que cuentan con una batería de Alta Tensión (AT) de mayor capacidad y autonomía en modo eléctrico.

Toyota Prius enchufable

Se considera Alta Tensión (AT) la empleada en vehículos en componentes y baterías específicas. Este término viene definido en el Reglamento Nº 100 CEPE/ONU, si bien, también se emplea el término "Alto Voltaje" o "High Voltage" en numerosos manuales, hojas de rescate...

La AT empleada en vehículos depende de la marca y modelo pudiendo alcanzar los 1000v (ejemplo: BMW i3).

Componentes específicos:

Batería AT

Consiste en un acumulador de energía eléctrica de AT para alimentar principalmente el motor eléctrico. Según el tipo de vehículo puede tener una sola o varias.

Ubicación:

En los turismos híbridos la batería AT puede estar ubicada en diversos lugares: zona maletero, zona central, banqueta o respaldo del asiento trasero.

En los turismos eléctricos esta batería se ubica la mayoría de veces en la zona del piso del vehículo.

En los autobuses se colocan varias baterías en el techo o una sola en la zona motor, y en los camiones en el lateral y centro del chasis.

Batería AT autobús híbrido "MAN"

Baterías AT en un camión Mitsubishi Fuso e-Carter

Las baterías AT están diseñadas en carcasas metálicas muy resistentes y herméticas. En su interior están divididas en módulos y celdas o pilas.

Dichas celdas poseen en su interior un electrolito muy inflamable y corrosivo. El más empleado es el Ion Litio.

Cables naranja

Los cables de AT se identifican por una protección de color naranja normalizado con el objeto de diferenciarlos de los cables del circuito de baja tensión 12/24v.

Batería auxiliar

Todos los VE/VH cuentan con una batería de baja tensión 12/24v que alimenta el equipamiento del vehículo como luces, automatismos, airbag, etc. Su ubicación es muy diversa.

Toma de corriente externa

Los VE y VH enchufables disponen de enchufe para la carga de la batería de AT.

Elementos de seguridad instalados

Cables AT de color naranja normalizado colocados en muchos casos fuera de las zonas de corte habituales (técnicas de creación de espacios exteriores e interiores).
Baterías de AT diseñadas contra impacto y ubicadas en zonas protegidas: zona maletero, central…
Aislamiento AT: el sistema de AT no está conectado al chasis, está completamente aislado.
Dispositivos Automáticos de interrupción de la alimentación de las baterías AT: fusibles y relés. Actúan en caso de cortocircuito, fuerte impacto (accidente), desconexión de la batería auxiliar, al apagar el encendido (llave de contacto), etc.
Dispositivos Manuales de interrupción de la alimentación de las baterías AT: permiten la desconexión manual del sistema de AT aislándola en el interior de la batería AT. Existen varios modelos: seta, bucle de corte o clavija. El más empleado es el tipo clavija ubicado en la propia batería AT y conocido como Interruptor de Servicio o "Service Plug".


Cables naranja situados en el piso

Interruptor tipo clavija (Service Plug)

Interruptor tipo seta

Interruptor tipo bucle (corte de cable)

Riesgos asociados

En caso de accidente:

Electrocución por daños en los componentes AT y fallo en los sistemas de seguridad automáticos.
Accidente: los VE/VH son silenciosos, pueden estar encendidos aunque el motor no suene y producir un atropello, golpe...
Aceleración Térmica de la batería AT: tras un fuerte impacto podría perforarse o romperse originando una reacción en cadena de autoinflamación denominada aceleración térmica, embalamiento térmico o fuga térmica.

Riesgo eléctrico

Aceleración térmica de la batería AT

En caso de incendio:

Aceleración Térmica de la batería AT: el calor puede descomponer el electrolito autoinflamándose y emitir gases muy tóxicos. Su extinción es difícil debido a la hermeticidad, ubicación... pudiendo prolongarse la duración del incendio y aumentar la cantidad de agua necesaria en su extinción.

En caso de traslado:

Autoinflamación/electrocución: empujar, mover... un VE/VH accionando sus ruedas motrices puede generar electricidad y calor. El vehículo debe desplazarse con seguridad sobre patines o en la plataforma del vehículo.

Identificación

Logotipo

Etiquetas DGT

Ausencia de tubo de escape en VE

Tablero

Ubicación de las baterías AT

Cables naranja

Enchufe

Caso especial: Vehículo Microhíbrido

También llamado "hibridación suave", "Mild Hybrid" o "Híbrido 48v", consiste en un tipo de VH muy extendido actualmente con las siguientes particularidades:

Posee un pequeño motor eléctrico-generador encargado de apoyar el motor principal. Por sí solo es incapaz de traccionar el vehículo en modo eléctrico.
El motor eléctrico está alimentado por una batería de Ion Litio de 48v ubicada en la zona maletero u otro hueco como por ejemplo, debajo de un asiento.
Esta tensión eléctrica no está sujeta al Reglamento Nº 100 CEPE/ONU, por tanto, no se considera AT. Esto implica que el microhíbrido ni posee los mismos sistemas de seguridad ni cumple las mismas exigencias que un VH convencional. Por ejemplo, el cableado de 48v no suele ser de color naranja.
El fin principal de esta tecnología es reducir el consumo y disminuir las emisiones de CO2 mínimamente y así obtener la categoría de VH con su correspondiente etiqueta DGT "eco".

Batería 48v ubicada en el maletero

Logotipo 48v

Vehículo de hidrógeno de pila de combustible

Actualmente la única tecnología comercializada en vehículos con hidrógeno es el llamado vehículo de pila de combustible (VH2). Sus principales características son:

Muy pocas matriculaciones y solo disponible en algunas ciudades (turismos y autobuses municipales)
Se trata de un vehículo con funcionamiento eléctrico 100% y por tanto cuenta con los mismos componentes AT que un VE, excepto el enchufe.
Posee un componente específico denominado pila de combustible encargado de generar corriente eléctrica (AT) por electrólisis inversa para alimentar la batería AT o el motor eléctrico. Para producir esta reacción química es necesario aportar gas hidrógeno y aire. El resultado es electricidad y vapor de agua expulsado al exterior por un orificio.
Posee los mismos componentes que cualquier vehículo a gas, en este caso hidrógeno (depósitos, tuberías, válvulas, boca de llenado, dispositivos de seguridad...). Sin embargo, dicho gas se considera un vector energético y no un combustible directo ya que por sí solo no alimenta el motor eléctrico. Este apartado se desarrollará seguidamente en los vehículos a gas (VG).

Depósitos H2 Hyundai Nexo

Pila de combustible

Zona motor Toyota Mirai II

Boca de llenado de H2


Caetano H2 Citygold

Toyota Mirai II

2. VEHÍCULOS A GAS (VG)

Tipos de gas y sistemas

Los combustibles gaseosos más utilizados para automoción son los siguientes:

GLP (Gas Licuado del Petróleo), también conocido como “Autogas”
GNC (Gas Natural Comprimido)
GNL (Gas Natural Licuado)
H2 (Gas Hidrógeno), solo es empleado como vector energético

En cuanto al tipo de funcionamiento existe una gran variedad de sistemas de gas vehicular:

Vehículos Bi-Fuel

Son mayoritariamente turismos de gasolina convertidos a gas GLP (en mayor medida) o GNC mediante la instalación de un kit de componentes en un taller especializado o directamente en fábrica. Pueden funcionar alternativamente con gasolina o gas con un selector situado en el salpicadero (conmutador).

Kit de instalación GLP

Vehículos Dual-Fuel

Utilizan una mezcla de gas natural y diésel (5-10% diésel y 90-95% gas natural). Este sistema es más utilizado en vehículos de transporte de larga distancia con funcionamiento a gas natural licuado (GNL).

Vehículos Exclusivos

Funcionan únicamente con gas, generalmente gas natural comprimido (GNC). Debido a la reducida autonomía este sistema es más habitual en vehículos pesados de transporte urbano.

Características de los gases

LII = Límite Inferior de Inflamabilidad

LSI = Límite Superior de Inflamabilidad

GNV = Gas Natural Vehicular (GNC/GNL)

Componentes y funcionamiento

El gas GLP, GNC y GNL es almacenado en depósitos resistentes y transportado por canalizaciones hasta el compartimento motor para su combustión. En el caso del H2 también es almacenado en depósitos muy resistentes pero es transportado hasta la pila de combustible para su reacción química con el aire (electrólisis inversa).

Según el tipo y sistema de gas los componentes pueden variar, pero los más importantes son: depósitos, boca de llenado, canalización, reductor, vaporizador, inyectores y conmutador.

Seat TGI (bifuel Gasolina/GNC)

Depósitos

Ejemplos:

Depósito GLP toroidal

Depósito GLP cilíndrico

Depósitos de GNC en un turismo híbrido

Depósitos metálicos de GNC en un camión urbano

Depósitos de composite de GNC en un autobús urbano

Depósito de GNL en un camión de larga distancia

Depósito de GNL en un autobús de larga distancia

Depósitos de H2 en un turismo

Boca de llenado

Ejemplos:

Boca de llenado de GLP junto a la de gasolina

Boca de llenado de GLP separada

Boca de llenado de GNL

Boca de llenado de GNC

Boca de llenado de H2

Canalización

Las tuberías que transportan el gas desde los depósitos hasta el motor pueden ser de termoplástico o cobre en el caso del GLP, o de acero en el caso del GNC, GNL e H2.

Tubería flexible de GLP

Tubería de acero de gas natural

Reductor/Vaporizador

Es un dispositivo encargado de reducir la presión del gas y transformarlo en estado gaseoso para su combustión. En los turismos convertidos a GLP este elemento es muy visible dentro del compartimento motor.

En sistemas a GNC no existe vaporizador ya que el gas es almacenado y transportado siempre en fase gaseosa. Sí cuentan con un dispositivo de reducción de presión.

Inyectores

Ubicados en el compartimento motor para la combustión del gas. Muy visible en los turismos convertidos a GLP y GNC.

Conmutador

Ubicado en el salpicadero o tablero permite el uso alternativo de gas (GLP, GNC) y gasolina.

Elementos de seguridad instalados

1. Depósitos muy resistentes, incluso a impactos e incendio

2. Sistemas de seguridad instaladas en los depósitos, compartimento motor...:

Límite de llenado GLP al 80% (cierre)
Presión máxima de llenado GNL <16 bares (apertura y liberación de gas)
Estanqueidad en depósitos GLP/GNC para evitar una fuga en el habitáculo
Sensores de detección de fuga de H2 en el habitáculo (cierre)
Válvula exceso de caudal (cierre en caso de rotura y fuga de gas)
Válvula sobrepresión interna (apertura y liberación de gas al alcanzar cierta presión)
Válvula termo fusible (apertura y liberación de gas al alcanzar cierta temperatura)
Electroválvula (acción por defecto de tensión eléctrica)
Llave de cierre manual GLP/GNC/GNL/H2 (individual/general)

A tener en cuenta: no todas las válvulas y sistemas de seguridad están disponibles, dependerá del tipo de gas y su configuración. Para más información consultar los Reglamentos CEPE/ONU R67, R110, R115 y R134,

Multiválvula depósito toroidal GLP

Válvulas depósitos GNC Autobús urbano Iveco

LLave general de los depósitos GNC en autobús urbano MAN

Válvula de cierre manual GNL

Multiválvula de H2

Estanqueidad en GLP

Tubo de escape GLP hacia el suelo

Tubo de escape GNL

Detectores de fuga de H2

Riesgos asociados

En caso de accidente/avería:

Explosión por fuga no incendiada como consecuencia de los daños producidos en alguno de los componentes a gas.
Asfixia por fuga en el habitáculo debido a un fallo de estanqueidad.

Explosión por fuga de gas en un VH + GLP

En caso de incendio:

Antorcha de fuego: un incendio generalizado o que afecte a la zona de depósitos, podría aumentar la presión interna del depósito accionando su válvula de seguridad (sobrepresión o termofusible) liberando gas en forma de antorcha a gran distancia y potencia.
Explosión del depósito: el calor puede aumentar la presión interna del depósito y producir su explosión por diferentes motivos (descarga insuficiente de la válvula de seguridad, mal funcionamiento de la válvula de seguridad por vehículo volcado sobre lateral o techo, debilitamiento en depósitos muy alargados...).
Antorcha invisible de H2: la descarga de H2 por apertura de la válvula de seguridad puede originar una antorcha muy poco visible, únicamente con un visor térmico.
Explosión fría de GNL: la diferencia de temperatura entre el GNL (-160°C) y el agua de extinción puede provocar la vaporización casi instantánea del GNL con una expansión del volumen del orden de 600 veces.