Análisis comparativo del consumo energético y emisiones de CO2 de un vehículo a gasolina y un vehículo eléctrico bajo condiciones reales de circulación en Lima Metropolitana

Abstract

En el presente trabajo de tesis se realiza un análisis comparativo del consumo energético y las emisiones de dióxido de carbono (CO₂) de un vehículo ligero a gasolina frente a otro totalmente eléctrico en condiciones reales de tráfico en Lima Metropolitana. Para ello, se instrumentaron dos vehículos similares, mismo modelo y marca, que circularon juntos por vías representativas de la ciudad. Durante las pruebas de conducción se registraron parámetros clave en cada unidad, tales como: consumo de energía y lecturas instantáneas de los sensores del vehículo (mediante dispositivo OBD), emisiones gaseosas en el tubo de escape (con analizador de gases), posición (a través de un GPS) y variables ambientales (temperatura, humedad y presión atmosférica). A partir de estos datos se calcularon indicadores como el consumo energético específico (Wh/km), emisiones de CO₂ (g/km) y la Potencia Específica Vehicular (VSP). Los resultados mostraron que el vehículo a gasolina tiene un consumo de energía superior al eléctrico. En condiciones de tráfico intenso, a velocidades inferiores a 20 km/h, el vehículo de gasolina registró consumos específicos de energía próximos a 1500 Wh/km, mientras que el eléctrico se mantuvo alrededor de 250 Wh/km. Esto implica que la unidad convencional requirió aproximadamente seis veces más energía que el eléctrico. Al aumentar la velocidad media del tránsito, la brecha de consumo disminuye. A 40 km/h, por ejemplo, el vehículo a gasolina tuvo un consumo promedio de 750 Wh/km frente a 150 Wh/km del vehículo eléctrico, correspondiendo a una relación de consumo de 5 a 1. Estos resultados indican un ahorro energético del 80 al 85% con el vehículo eléctrico, en comparación con el automóvil a gasolina, bajo condiciones de tráfico similares. En cuanto a las emisiones de CO₂, los hallazgos confirmaron el menor impacto ambiental del vehículo eléctrico. El automóvil a gasolina emite CO₂ durante su recorrido, mientras que el eléctrico no genera emisiones al desplazarse. Inclusive, considerando las emisiones indirectas asociadas a los posibles modos de la generación eléctrica peruana, se estima que, a partir del enfoque del “pozo a la rueda”, es decir sin considerar la etapa de fabricación de los vehículos, el vehículo eléctrico reduce la huella de carbono en aproximadamente un 60 a 70%, con respecto al vehículo a gasolina. Por último, respecto al análisis de la Potencia Específica Vehicular (VSP), se observaron diferencias significativas entre ambas unidades. Con el vehículo a gasolina se obtuvo valores de VSP instantáneo próximos a 5 kW/ton debido a las frenadas y descensos; y 60 kW/ton en aceleraciones muy intensas, con una mediana de alrededor de 10 kW/ton en los modos de “crucero eficiente” según la distribución de puntos de funcionamiento. En cambio, el vehículo eléctrico presentó un rango de VSP más estrecho, variando principalmente entre −20 y 30 kW/ton, con una mediana cercana a 3 kW/ton reflejando tanto la recuperación de energía en frenadas regenerativas como una demanda de potencia moderada en la mayoría de los modos de conducción. Estos resultados concuerdan con hallazgos internacionales previos y destacan los beneficios ambientales y energéticos de la electromovilidad en la ciudad de Lima Metropolitana.