Nuevo estudio revela desafíos ocultos de la electrificación del transporte público

Los humanos no nos gusta mucho el frío. Después de todo, nuestro flujo sanguíneo disminuye, la pérdida de calor aumenta y sufrimos una menor destreza manual.

¿Y qué pasa con las máquinas, especialmente nuestros vehículos eléctricos (EVs)? Resulta que a ellos tampoco les gusta el clima frío.

Un nuevo estudio¹ ha encontrado que la energía total consumida y regenerada por los autobuses eléctricos aumenta en un promedio del 48 % cuando la temperatura está entre -4 °C y 0 °C en comparación con la Zona de Temperatura Óptima (OTZ). Mientras tanto, el aumento promedio en el rango de -12 °C a 10 °C es del 28,6 %.

Por qué la electrificación está remodelando el tránsito y la energía a nivel mundial

Los autobuses eléctricos forman parte de la tendencia de electrificación, que está remodelando rápidamente el panorama energético global. Esto marca un cambio hacia vehículos eléctricos y soluciones de almacenamiento de energía, reemplazando el uso de combustibles fósiles. Estos reemplazos son más eficientes, reducen la demanda de energía y descarbonizan los sectores de energía y transporte.

Esta transición no solo reduce las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) sino que también mejora la seguridad energética, promueve el crecimiento económico sostenible y apoya el desarrollo de sistemas energéticos más limpios y resilientes en todo el mundo.

Como parte de esta tendencia, los vehículos eléctricos (EVs) están ganando mucha tracción, con más de 4 millones de autos eléctricos vendidos en el primer trimestre de 2025, lo que representa más de un millón más de EVs vendidos en los primeros tres meses de este año que en el mismo período del año anterior.

Los vehículos ligeros (LDVs) como automóviles y furgonetas representan la mayor parte de estas ventas de EV. Según el informe de la Agencia Internacional de Energía (IEA), mientras que los autobuses eléctricos y los LDVs eléctricos tenían aproximadamente la misma participación de parque en 2024, la participación de ventas de los primeros está creciendo más lentamente.

Se proyecta que la participación alcance menos del 20 % a nivel mundial para finales de esta década en el Escenario de Políticas Declaradas (STEPS), que brinda una evaluación sector por sector de las políticas implementadas para alcanzar los objetivos energéticos declarados. Como resultado, se espera que los autobuses eléctricos representen un poco más del 10 % del parque mundial de autobuses para 2030.

Aún así, se proyecta que el mercado global de autobuses eléctricos crezca de 17 mil millones de dólares en 2024 a 37,5 mil millones de dólares para 2030, lo que representa una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 14,2 %.

En línea con esta tendencia, Tompkins Consolidated Area Transit (TCAT), un operador de transporte público en Ithaca, Nueva York, obtuvo financiación para adquirir siete autobuses totalmente eléctricos para una prueba piloto, pero la experiencia no resultó tan buena como se esperaba. Los autobuses realmente tuvieron dificultades en el terreno montañoso de la región y fueron poco fiables con una autonomía reducida en clima frío. Por eso, TCAT se puso en contacto con investigadores de Cornell para obtener información de su programa piloto.

Los investigadores de Cornell asumieron esta tarea y evaluaron cuidadosamente el bajo rendimiento de los autobuses en clima frío, así como sus implicaciones para fabricantes, operadores, legisladores, escuelas, ciudades y otros grupos que consideran la electrificación de sus flotas.

Por qué los autobuses eléctricos tienen dificultades en clima frío: desafíos clave

Si bien los autobuses eléctricos de batería (BEBs) han demostrado un gran potencial para reducir las emisiones de GEI y se espera que jueguen un papel clave en la transformación del transporte público hacia alternativas de energía limpia, están enfrentando desafíos que están limitando su implementación generalizada.

Entre estos desafíos técnicos, la limitada autonomía operativa de los BEBs, especialmente en condiciones de clima frío, es un problema importante.

El asunto es que, al igual que cualquier otro EV equipado con paquetes de baterías de alto voltaje, los autobuses eléctricos de batería también sufren una disminución significativa en la eficiencia energética cuando operan por debajo de la temperatura óptima. Esto se aplica particularmente a condiciones bajo cero, lo que genera un aumento del costo operativo total y ansiedad por la autonomía.

Con los autobuses urbanos de tránsito promediando 42,940 millas anuales, lo que es cuatro veces más que un automóvil típico, y operando en rutas y horarios fijos, la variabilidad del clima frío en el rendimiento de los autobuses eléctricos crea serios desafíos para satisfacer la demanda de transporte.

Además de las complicaciones en la programación de carga y el despacho de vehículos, los desafíos incluían la dificultad para seleccionar el tamaño de la batería y planificar la infraestructura de carga. Todos estos factores pueden afectar negativamente la viabilidad económica de los BEBs en comparación con los autobuses diésel.

En lo que respecta a la reducción de la autonomía operativa de los BEBs en clima frío, se debe a una serie de elementos interrelacionados.

Lo más importante, las propiedades químicas de las celdas de la batería, que son sensibles a la temperatura, provocan una reducción de la capacidad y menores tasas de descarga. Para mantener las celdas de la batería a la temperatura óptima, se han desarrollado sistemas de gestión térmica de baterías (BTMS), pero incluso ellos pueden consumir mucha energía dependiendo de las condiciones operativas.

Luego está la mayor carga energética del sistema de ventilación, calefacción y aire acondicionado (HVAC), que contribuye significativamente a la reducción de la autonomía operativa.

La efectividad de los sistemas de frenado regenerativo, que capturan energía durante el frenado, se ve comprometida bajo condiciones frías debido a varios factores técnicos y ambientales. Además, los comportamientos de conductores y operadores, influenciados por condiciones climáticas adversas y características de la ruta, impactan significativamente la eficiencia energética de los BEBs.

Por lo tanto, comprender en detalle todos estos factores humanos y mecánicos es esencial para desarrollar estrategias efectivas que mitiguen los efectos adversos del clima frío en los BEBs. Esto, a su vez, reduce los costos operativos para los operadores de flotas y permite a los fabricantes mejorar el diseño de sus vehículos para un mejor rendimiento en clima frío.

Varios estudios han intentado cuantificar el impacto del clima frío en el rendimiento de los BEBs simulando su consumo de energía e investigando el impacto de la temperatura del aire ambiente en el mundo real.

Sin embargo, persisten importantes brechas en la comprensión de cómo ese impacto se ve influenciado bajo diferentes escenarios más complejos, como periodos de inactividad y conducción en rutas rurales y urbanas, lo cual es crucial para estrategias operativas regionales dirigidas.

No solo no se han discutido adecuadamente las contribuciones del calentamiento de la batería, el frenado regenerativo y otros componentes clave al rendimiento energético en la programación de rutas complejas, sino que también falta estudios del mundo real que cubran distancias significativas a temperaturas bajo cero. Además, la información sobre la viabilidad de los BEBs en clima frío es limitada, y la guía es insuficiente para estrategias de operación en clima frío.

Así, investigadores de la Universidad de Cornell asumieron la tarea de analizar el impacto del clima frío en el consumo y la regeneración de energía, desglosando los BEBs usando datos reales de dos años de los siete autobuses eléctricos de batería operados por TCAT. Más del 40 % de los viajes de estos BEBs se realizaron por debajo de 12 °C.

Para cuantificar el impacto, el equipo desarrolló modelos de Zona de Temperatura Óptima (OTZ) para predecir el consumo de energía durante la inactividad, conducción y regeneración de cada viaje, asumiendo temperaturas ideales.

Tras identificar los factores operativos responsables del aumento del consumo, los investigadores también ofrecen recomendaciones para mejorar el funcionamiento de los autobuses.

Cuantificando el impacto del clima frío en la eficiencia de los autobuses eléctricos

Como describimos anteriormente, el estudio de la Universidad de Cornell encontró que las baterías de los autobuses eléctricos consumieron hasta un 48 % más de energía en clima frío, con temperaturas entre 25 °F y 32 °F. Estas baterías también consumieron casi un 27 % más de energía en un rango de temperatura más amplio, de 10 °F a 50 °F.

Este drástico aumento en el consumo de energía, dijo el autor principal Max Zhang, Profesor Irving Porter Church de Ingeniería en Cornell Engineering, fue inesperado, pero añadió que “cualquier lección es una buena lección. Esto nos ayuda a aprender como sociedad y a hacerlo mejor.”

La cuantificación del aumento del consumo de energía de la flota piloto se basa en dos años de datos recopilados de TCAT, lo que la convierte en la primera en evaluar y analizar el rendimiento de los autobuses eléctricos en el noreste de EE. UU.

De esta manera, TCAT y los investigadores de Cornell comparten sus ideas entre sí y aprenden mutuamente a través de datos y colaboración. El equipo de Zhang se reunió repetidamente con funcionarios de TCAT a medida que avanzaba la investigación.

Es notable que el conjunto de datos de TCAT cubrió una distancia significativa, con un kilometraje total de 225,837 km en el condado de Tompkins, Nueva York, operando bajo diversas condiciones, proporcionando así un conjunto de datos más completo que estudios anteriores de BEB.

El 4,7 % de esta distancia total se registró bajo temperaturas ambientales promedio, es decir, bajo cero, mientras que alrededor de 50,000 millas o más de 80,000 km se registraron en temperaturas frías, es decir, en el rango de 0 °C a 12 °C.

“Nos beneficiamos de que TCAT sea un líder en esta región, y es un verdadero privilegio tener acceso a estos datos, para que podamos ver el rendimiento en tiempo real. Una de las lecciones que hemos aprendido es que estos autobuses deberían diseñarse para todo el país, incluidos los estados con climas más fríos. También hemos descubierto que son diferentes de los autobuses diésel convencionales, con comportamientos distintos, lo que requiere estrategias diferentes para aprovechar esto.”

Los investigadores primero modelaron cómo se desempeñarían los vehículos a temperaturas ideales para tener en cuenta factores no relacionados únicamente con la temperatura, como variaciones en las condiciones de tráfico.

Para ello, desarrollaron un modelo de referencia OTZ innovador que simula el rendimiento de los BEB bajo temperaturas óptimas, manteniendo las condiciones no sensibles a la temperatura como las presentes en el momento de la operación real en clima frío.

Luego lo compararon con su rendimiento real en más de 40 rutas y horarios complejos.

Los investigadores descubrieron que el auto‑calentamiento de la batería representa la mitad del aumento del consumo de energía en clima frío. Las baterías de los EV funcionan mejor alrededor de 75 °F, por lo que cuanto más frías estén al arrancar, más energía se necesita para calentarlas.

El calentamiento de la cabina del autobús es la otra razón principal. Las paradas frecuentes, que ocurren especialmente en rutas urbanas, implican la apertura y cierre de puertas cada pocos minutos, lo que significa que las baterías deben trabajar más para calentar las cabinas.

“Con un vehículo totalmente eléctrico, la batería es la única fuente de energía a bordo. Todo tiene que provenir de ella.”

– Zhang, quien también es fellow senior del cuerpo docente en el Cornell Atkinson Center for Sustainability

Los investigadores también encontraron que el frenado regenerativo es menos eficiente a bajas temperaturas. Este mecanismo de recuperación de energía desacelera un vehículo en movimiento al convertir su energía cinética en energía eléctrica que puede usarse de inmediato o almacenarse para uso futuro.

Este mecanismo se encuentra en la mayoría de los vehículos híbridos y totalmente eléctricos. A diferencia de un sistema de frenos convencional, donde el vehículo se desacelera debido a la fricción entre las pastillas y los discos, lo que resulta en la pérdida de casi toda la energía cinética que impulsa al vehículo, el frenado regenerativo recupera más del 70 % de la energía.

Ahora, este sistema se vuelve menos eficiente en clima frío, probablemente porque la batería tiene dificultades para mantener una temperatura uniforme en sus celdas. La batería de los autobuses eléctricos, después de todo, es aproximadamente ocho veces el tamaño de una batería de EV estándar, para acomodar rutas más largas y mayor capacidad de pasajeros.

Ahora, la pregunta es, ¿qué se puede hacer para mejorar el rendimiento de los autobuses eléctricos de batería en clima frío? Para ello, los investigadores recomiendan almacenar los autobuses en interiores cuando no estén en uso para mejorar el rendimiento de las baterías. Además de mantener la temperatura ambiente más cálida durante períodos prolongados de inactividad, otras estrategias a corto plazo recomendadas para los operadores incluyen cargar la batería mientras aún está tibia, instalar cubiertas laterales para reducir la convección de aire hacia la cabina y limitar la duración de la apertura de puertas en las paradas.

Para los fabricantes, los investigadores recomendaron diseños optimizados para el calentamiento de la batería y los sistemas HVAC. El estudio también puede ayudar a los legisladores a crear directrices de incentivos, evaluar la viabilidad y establecer prioridades de rutas para el transporte público electrificado.

En una escala mayor, el estudiante de doctorado Jintao Gu, autor principal del estudio, afirmó que esta investigación destaca la necesidad de evaluación y mayores ajustes en la infraestructura para apoyar los autobuses eléctricos.

“Hay que intentar optimizar el horario de todos los autobuses y considerar la capacidad de su infraestructura — cuántas estaciones de carga tiene, y si dispone de su propio garaje. Hay que capacitar a los conductores, despachadores y trabajadores de servicio. Creo que desde una perspectiva operativa e infraestructural, hay muchos mensajes aquí para la planificación futura de sistemas de tránsito.”

– Gu

Las rutas rurales y urbanas de Ithaca, junto con su terreno montañoso, permitieron a los investigadores obtener muchas más ideas sobre el rendimiento de los autobuses.

Esto les ayudó a descubrir que los autobuses eléctricos mostraron un aumento menor en la utilización de energía en rutas rurales comparado con las urbanas en clima frío. Según él, dicha información podría ayudar a los planificadores de flotas a tomar decisiones estratégicas informadas al asignar rutas a los autobuses eléctricos.

Invertir en la tendencia de electrificación

REV Group probablemente sea la que más se beneficie de la creciente tendencia de convertir vehículos tradicionales impulsados por combustible en vehículos eléctricos. Es un diseñador y fabricante de vehículos especializados y recreativos y sirve principalmente al mercado de América del Norte con los siguientes productos:

• Equipo de aparatos de bomberos bajo las marcas KME, E-ONE, Ferrara y Spartan ER
• Ambulancias bajo las marcas Leader, Horton, Road Rescue, AEV y Wheeled Coach
• Camiones terminal bajo las marcas Laymor y Capacity
• Vehículos recreativos a través de American Coach, Lance Camper, Holiday Rambler, Renegade RV, Fleetwood RV y Midwest Automotive Designs

REV Group  

En 2021, REV Fire Group presentó un camión de bomberos totalmente eléctrico llamado Vector, con 316 kWh de baterías de grado automotriz. Además, REV Ambulance Group anunció la primera ambulancia totalmente eléctrica de EE. UU., ofreciendo hasta 105 kWh de capacidad de batería. La subsidiaria de REB Group, Capacity Trucks, por su parte, ha producido un camión terminal de pila de combustible de hidrógeno y un camión terminal eléctrico con baterías de iones de litio (NMC).

La compañía también estuvo involucrada en el negocio de fabricación de autobuses, pero decidió salir del mercado el año pasado vendiendo su marca de autobuses escolares Collins a Forest River en el 1T24 por 303 millones de dólares y su división de autobuses de tránsito El Dorado National (ENC) a Rivaz en el 4T25 por 52 millones de dólares como parte de su iniciativa de simplificar operaciones y mejorar la rentabilidad.

En cuanto al desempeño del mercado de REV Group, la empresa con capitalización de mercado de 1,9 mil millones de dólares ha estado disfrutando de una fuerte tendencia alcista. Al momento de escribir, las acciones de REVG cotizan a 37,49 $, con un aumento del 17,63 % este año hasta ahora. El precio de la acción se negocia cerca de su máximo histórico (ATH) de 38,50 $, que se alcanzó hace apenas un par de semanas.

Cuenta con un EPS (TTM) de 1,76, un P/E (TTM) de 21,26 y un ROE (TTM) de 20,13 % mientras ofrece un rendimiento de dividendo del 0,64 %.

En cuanto a las finanzas de la empresa, REV Group reportó ventas netas de 525,1 millones de dólares, ingreso neto de 18,2 millones de dólares o 0,35 $ por acción diluida, y un EBITDA ajustado récord de 36,8 millones de dólares para el primer trimestre de 2025. Los gastos de capital también disminuyeron sustancialmente de 10,5 millones de dólares en 1T24 a 4,9 millones de dólares en 1T25.

Este récord, que comienza en 2025, dijo el CEO Mark Skonieczny, demuestra la “fuerza de nuestra ejecución operativa y enfoque disciplinado. Este desempeño refuerza nuestra confianza en el impulso que estamos generando y nos posiciona bien para el año que viene.”

Utilizando su sólida posición financiera, la compañía reanudó la recompra de acciones, lo que Skonieczny dijo, “consideramos un uso atractivo de capital a la valoración actual.”

En el 1T de 2025, REV Group recompró alrededor de 0,6 millones de sus acciones comunes por 19,2 millones de dólares a un precio promedio de compra de 33,09 $ por acción. Al 31 de enero de 2025, reportó 290,2 millones de dólares en capital de trabajo comercial, 108,4 millones de dólares de deuda neta y 31,6 millones de dólares en efectivo disponible.

Últimas noticias y desarrollos de acciones de REV Group (REVG)

Conclusión: Superar las barreras climáticas frías en el transporte público de EV

Con la transición mundial hacia los vehículos eléctricos, los autobuses eléctricos de batería ofrecen un camino prometedor para lograr un transporte masivo sostenible. Sin embargo, su rendimiento en climas más fríos presenta desafíos críticos que obstaculizan su adopción más amplia.

Abordar estos desafíos es esencial para descarbonizar el sector del transporte, lo que requiere comprender la complejidad del uso de energía, las condiciones operativas y los impactos climáticos. La investigación integral más reciente de Cornell brinda la información tan necesaria sobre estos factores, ayudando a operadores, fabricantes y legisladores a navegar las promesas y trampas de la electrificación con una comprensión mejor y más informada, allanando así el camino para una transición más fluida y resiliente hacia un sistema de transporte público más limpio.

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Estudios referenciados:

^{1. Gu, J., Liao, Q., & Zhang, K. M. (2025). Evaluación del impacto del clima frío en los autobuses de tránsito eléctricos de batería. Transportation Research Part D: Transport and Environment, 127, 104809. https://doi.org/10.1016/j.trd.2025.104809}