UNIVERSIDAD DE COSTA RICA SISTEMA DE ESTUDIOS DE POSGRADO METODOLOGÍA DE UBICACIÓN ÓPTIMA DE ESTACIONES DE RECARGA RÁPIDA PARA VEHÍCULOS ELÉCTRICOS Tesis sometida a la consideración de la Comisión del Programa de Estudios de Posgrado en Ingenieŕıa Eléctrica para optar al grado y t́ıtulo de Maestŕıa Académica en Ingenieŕıa Eléctrica CARMEN DE LOS ÁNGELES SELVA LÓPEZ Ciudad Universitaria Rodrigo Facio, Costa Rica 2025 Dedicatoria A Dios, por ser mi luz y fortaleza en cada paso de este camino, por darme la perseverancia para seguir adelante y la fe para confiar en cada proceso. A mis padres, por ser mi mayor impulso y motivación, por enseñarme que el esfuerzo y la dedicación abren caminos y que el aprendizaje es una herramienta invaluable. Cada etapa de mi trayectoria ha sido posible gracias a su amor, sacrificios y la formación que con tanto empeño han cultivado en mı́. Este logro es el reflejo de todo lo que han sembrado. A mi hermana, por ser mi compañera de vida, por su apoyo incondicional y por recordarme siempre que los sueños se alcanzan con determinación y valent́ıa. Con amor, gratitud infinita y la promesa de seguir avanzando, Carmen Selva-López ii Agradecimientos Quiero expresar mis más sincero agradecimientos a todas las personas que me acompañaron y apoyaron durante este proceso, quienes con su presencia y orientación hicieron posible la culminación de esta tesis. A mi familia, mi mayor pilar y fuente de fortaleza: a mi papá, mi mamá y mi hermana. Su apoyo incondicional, palabras de ánimo y confianza en mis capacidades fueron fundamentales para superar los momentos más desafiantes. Gracias por estar siempre a mi lado, brindándome amor y motivación para alcanzar esta meta. Al profesor Francisco Siles Canales, director del Programa de Posgrado en Ingenieŕıa Eléctrica, quien con sus palabras de aliento y constante motivación me impulsó a continuar, incluso en los momentos más dif́ıciles. Su dedicación y compromiso han dejado una huella invaluable en mi formación. Al profesor Gustavo Gómez Ramı́rez, mi tutor, por su paciencia, gúıa y apoyo constante durante este proceso. Su conocimiento y compromiso fueron esenciales para dar forma a esta investigación. A los profesores lectores, Oscar Núñez Mata y Fausto Calderón Obald́ıa, por su tiempo, disposición y valiosas observaciones, las cuales enriquecieron significativamente este trabajo. iii Un agradecimiento especial a Andrés Chavarŕıa Palma, cuya experiencia como geógrafo fue clave en todas las etapas de este proyecto. Su orientación me permitió analizar a Costa Rica desde un contexto geográfico y formular estrategias sólidas para abordar los desaf́ıos de esta investigación. Al Sistema de Estudios de Posgrado, por su valioso apoyo económico y por ser parte fundamental en la culminación de este proyecto de investigación. Este respaldo ha sido esencial para el desarrollo y éxito de mi trabajo final de graduación. A la Universidad de Costa Rica, por ser el espacio que me permitió crecer académicamente, y por brindarme las herramientas necesarias para alcanzar este importante hito. A todos ustedes, gracias por su fe en mı́ y por ser parte de este recorrido. Este logro no habŕıa sido posible sin su apoyo, inspiración y confianza. iv "Esta tesis fue aceptada por la Comisi6n del Programa de Estudios de Posgrado en Ingenierfa Electrica de la U niversidad de Costa Rica, como requisito parcial para optar al grado y titulo de Maestria Academica en In enieria Electrica" Tir. Jaime Cascante Vindas Representante de la Decanatura del s· e Estudios de Posgrado Dr. Ing. G ~~_-rt:,.,.f"~}~tt~--7._ji..>~.r?i~IJalti Director <:g!:car Fernan~Ufiez Mata As esis Ing. Fausto Calderon Obaldia, PhD Asesor de Tesis Dr. Federico Ruiz Ugalde nte del Director del Programa de Posgrado Carmen de los Angeles Selva Lopez Postulante V Tabla de Contenido Dedicatoria y Agradecimientos ii Hoja de Aprobación v Tabla de Contenido vi Resumen x Abstract xi Lista de Tablas xv Lista de Figuras xvi Abreviaturas xviii 1. Introducción 1 1.1. Antecedentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1.1. Los Inicios de los VEs y su Competencia en el Siglo XX . . . . . 1 1.1.2. Resurgimiento de los VEs y el Rol Cŕıtico de la Infraestructura de Recarga Rápida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2. Justificación e Importancia de la Investigación . . . . . . . . . . . . . . 4 1.3. Objetivos de la Investigación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.3.1. Objetivo General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.3.2. Objetivos Espećıficos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.4. Estudio del Estado de la Cuestión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 vi 1.5. Contribución Esperada al Estado de la Cuestión . . . . . . . . . . . . . 77 1.6. Metodoloǵıa para la Investigación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 1.7. Plan de Trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 1.8. Alcances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 1.9. Limitaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 2. Marco Conceptual 90 2.1. Marco Teórico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 2.1.1. Geograf́ıa de Sistemas de Transportes . . . . . . . . . . . . . . . 91 2.1.1.1. Definición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 2.1.1.2. Sistemas de Información Geográfica . . . . . . . . . . . 91 2.1.1.3. Coordenadas Geográficas . . . . . . . . . . . . . . . . 93 2.1.2. Multi-Criteria Decision-Making o Toma de Decisiones Multicriterio 93 2.1.2.1. Definición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 2.1.2.2. TOPSIS o Método para la Selección de Alternativas Óptimas Basado en la Proximidad a la Solución Ideal . 95 2.1.2.3. Principio de Pareto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 2.1.3. Veh́ıculos Eléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 2.1.3.1. Definición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 2.1.3.2. SoC : State of Charge o Estado de Carga . . . . . . . . 100 2.1.3.3. DoD: Depth of Discharge o Nivel de Descarga . . . . . 101 2.1.3.4. Modelo de Dinámica Longitudinal . . . . . . . . . . . 102 2.1.4. Sistemas de Potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 2.1.4.1. Flujos de Potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 2.1.4.2. Capacidad de Alojamiento . . . . . . . . . . . . . . . . 105 2.1.4.3. Generación Distribuida . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 2.2. Marco Legal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 2.3. Pregunta de Investigación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 2.4. Hipótesis de la Investigación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 vii 3. Resultados de la Investigación 109 3.1. Metodoloǵıa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 3.1.1. Caracterización del Consumo Energético de VEs en Costa Rica para la Movilidad Eléctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 3.1.2. Proyección de Recarga y Evaluación de Generación Distribuida para Mitigar Impactos en la Red Eléctrica . . . . . . . . . . . . 113 3.1.2.1. Evaluación de Demandas Regionales . . . . . . . . . . 113 3.1.2.2. Proyecciones de Perfiles de Carga Horaria . . . . . . . 114 3.1.2.3. Simulación Integral con ETAP . . . . . . . . . . . . . 114 3.1.3. Priorización de Ubicaciones Óptimas de Recarga Rápida median- te TOPSIS y Análisis Regional . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 3.1.4. Análisis y Optimización de Ubicaciones de Recarga Rápida: En- foque de Pareto y Caracterización Regional . . . . . . . . . . . . 121 3.2. Resultados de la Metodoloǵıa Aplicada a la Optimización de Estaciones de Recarga Rápida en Costa Rica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 3.3. Discusión de Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 3.3.1. Región Central: Un Epicentro de Actividad Económica y Vehicular134 3.3.2. Región Huetar Norte: Conexión y Desarrollo Rural . . . . . . . 136 3.3.3. Chorotega y Paćıfico Central: Ejes del Turismo Sostenible . . . 136 3.3.4. Región Brunca: Inclusión y Desaf́ıos Geográficos . . . . . . . . . 137 3.3.5. Región Huetar Caribe: Conectividad Loǵıstica y Potencial Sos- tenible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 3.3.6. Efectos de la Movilidad Eléctrica en la Capacidad de Alojamiento del SEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 3.3.7. Generación Distribuida en la Capacidad del SEN en Respuesta a la Creciente Demanda de Movilidad Eléctrica . . . . . . . . . 139 4. Conclusiones, Recomendaciones y Trabajos Futuros 141 4.1. Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 4.2. Recomendaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 viii 4.3. Trabajos futuros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Bibliograf́ıa 147 Apéndice A. Caracterización de la Movilidad Eléctrica en Costa Rica 159 Apéndice B. Implicaciones de la Movilidad Eléctrica en el SEN de Costa Rica 171 Apéndice C. Enfoque TOPSIS y Análisis Regional 174 Apéndice D. Enfoque de Pareto y Caracterización Regional 185 ix Resumen El crecimiento de la movilidad eléctrica ha generado la necesidad de desarrollar metodoloǵıas que permitan la planificación eficiente de infraestructura de recarga. Esta investigación propone un enfoque integral para la ubicación óptima de estaciones de recarga rápida, combinando criterios geoespaciales, energéticos y de redes eléctricas con herramientas de análisis multicriterios. La metodoloǵıa presentada es altamente flexible, ya que puede adaptarse a diversos contextos geográficos y sistemas eléctricos. Se fundamenta en el uso de Sistemas de Información Geográfica, y técnicas de toma de decisiones, como el método TOPSIS (Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution) y el principio de Pareto, para identificar ubicaciones estratégicas que favorezcan la adopción colectiva de veh́ıculos eléctricos. Como caso de estudio, la metodoloǵıa se aplicó en Costa Rica, lo que permitió identificar secciones óptimas en la Red Vial Nacional que favorecen el acceso a la re- carga rápida y minimizan el impacto en el Sistema Eléctrico Nacional. Los resultados obtenidos evidencian la utilidad del enfoque propuesto para la planificación de infra- estructura de movilidad sostenible, con potencial de adaptación en otras regiones o páıses, independientemente de sus similitudes o diferencias en términos geográficos y eléctricos. x Abstract The expansion of electric mobility has increased the demand for methodologies that facilitate the efficient planning of charging infrastructure. This research presents a comprehensive approach for the optimal location of fast charging stations, integrating geospatial, energy, and electric grid considerations with multicriteria analysis tools. The proposed methodology is highly adaptable, allowing for its application across diverse geographic and power system contexts. It leverages Geographic Information Systems and multicriteria decision-making algorithms, such as TOPSIS (Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution) and the Pareto principle, to identify strategic locations that support the widespread adoption of electric vehicles. As a case study, the methodology was applied in Costa Rica, enabling the identifica- tion of optimal segments within the National Road Network that improve accessibility to fast charging while minimizing the impact on the National Electric System. The results confirm the effectiveness of the proposed approach in planning electric mobi- lity infrastructure, with the potential for adaptation to other regions and countries, regardless of their geographic and power system characteristics. xi Lista de Tablas 1.1. Estado del arte 2011 - 2023. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.2. Cronograma de Maestŕıa Académica en Ingenieŕıa Eléctrica. . . . . . . 86 3.1. Barras de control del SEN de Costa Rica de acuerdo al diagrama unifilar en la Figura 3.2. Fuente: Ente Operador Regional (EOR) - Informe Final [1]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 3.1. Barras de control del SEN de Costa Rica de acuerdo al diagrama uni- filar en la Figura 3.2 (Continuación). Fuente: Ente Operador Regional (EOR) - Informe Final [1]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 3.2. Distribución de secciones seleccionadas para la ubicación de estaciones de recarga rápida para VEs, clasificadas por jerarqúıa vial, tipo de TPDA y longitud. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 3.2. Distribución de secciones seleccionadas para la ubicación de estaciones de recarga rápida para VEs, clasificadas por jerarqúıa vial, tipo de TPDA y longitud (Continuación). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 3.2. Distribución de secciones seleccionadas para la ubicación de estaciones de recarga rápida para VEs, clasificadas por jerarqúıa vial, tipo de TPDA y longitud (Continuación). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 A.1. Matriz origen-destino de Costa Rica para viajes capitales. . . . . . . . . 159 A.2. Matriz origen-destino de Costa Rica para viajes intraregionales. . . . . 160 A.2. Matriz origen-destino de Costa Rica para viajes intraregionales (Conti- nuación). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 xii A.2. Matriz origen-destino de Costa Rica para viajes intraregionales (Conti- nuación). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 A.3. Matriz origen-destino de Costa Rica para viajes interregionales. . . . . 162 A.3. Matriz origen-destino de Costa Rica para viajes interregionales (Conti- nuación). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 A.3. Matriz origen-Destino de Costa Rica para viajes interregionales (Conti- nuación). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 A.3. Matriz origen-destino de Costa Rica para viajes interregionales (Conti- nuación). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 A.3. Matriz origen-destino de Costa Rica para viajes interregionales (Conti- nuación). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 A.3. Matriz origen-destino de Costa Rica para viajes interregionales (Conti- nuación). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 A.3. Matriz origen-destino de Costa Rica para viajes interregionales (Conti- nuación). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 A.3. Matriz origen-destino de Costa Rica para viajes interregionales (Conti- nuación). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 A.4. VEs disponibles en Costa Rica al 2022. Fuentes: MINAE y EV Database.169 A.4. VEs disponibles en Costa Rica al 2022 (Continuación). Fuentes: MI- NAE y EV Database. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 B.1. Resultados de potencia demandada por secciones en la Región Brunca. 171 B.2. Resultados de potencia demandada por secciones en la Región Huetar Caribe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 B.3. Resultados de potencia demandada por secciones en la Región Chorotega.172 B.4. Resultados de potencia demandada por secciones en la Región Huetar Norte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 B.5. Resultados de potencia demandada por secciones en la Región Paćıfico Central. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 B.6. Resultados de potencia demandada por secciones en la Región Central. 173 xiii C.1. Resultados TOPSIS para la Región Brunca - Viajes Capitales. . . . . . 174 C.2. Resultados TOPSIS para la Región Brunca - Viajes Intraregionales. . . 174 C.2. Resultados TOPSIS para la Región Brunca - Viajes Intraregionales (Con- tinuación). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 C.3. Resultados TOPSIS para la Región Brunca - Viajes Interregionales. . . 175 C.4. Resultados TOPSIS para la Región Huetar Caribe - Viajes Capitales. . 176 C.5. Resultados TOPSIS para la Región Huetar Caribe - Viajes Intraregionales.176 C.6. Resultados TOPSIS para la Región Huetar Caribe - Viajes Interregionales.176 C.7. Resultados TOPSIS para la Región Chorotega - Viajes Capitales. . . . 177 C.8. Resultados TOPSIS para la Región Chorotega - Viajes Intraregionales. 177 C.9. Resultados TOPSIS para la Región Chorotega - Viajes Interregionales. 177 C.9. Resultados TOPSIS para la Región Chorotega - Viajes Interregionales (Continuación). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 C.10.Resultados TOPSIS para la Región Huetar Norte - Viajes Capitales. . . 178 C.10.Resultados TOPSIS para la Región Huetar Norte - Viajes Capitales (Continuación). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 C.11.Resultados TOPSIS para la Región Huetar Norte - Viajes Intraregionales.179 C.12.Resultados TOPSIS para la Región Huetar Norte - Viajes Interregionales.179 C.12.Resultados TOPSIS para la Región Huetar Norte - Viajes Interregionales (Continuación). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 C.13.Resultados TOPSIS para la Región Central - Viajes Interregionales. . . 180 C.13.Resultados TOPSIS para la Región Central - Viajes Interregionales (Con- tinuación). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 C.13.Resultados TOPSIS para la Región Central - Viajes Interregionales (Con- tinuación). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 C.13.Resultados TOPSIS para la Región Central - Viajes Interregionales (Con- tinuación). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 C.13.Resultados TOPSIS para la Región Central - Viajes Interregionales (Con- tinuación). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 xiv D.1. Resultados Pareto 20 ´ 80 para rutas en la Región Brunca. . . . . . . . 185 D.2. Resultados Pareto 20 ´ 80 para rutas en la Región Huetar Caribe. . . . 185 D.2. Resultados Pareto 20 ´ 80 para rutas en la Región Huetar Caribe (Con- tinuación). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 D.3. Resultados Pareto 20 ´ 80 para rutas en la Región Chorotega. . . . . . 186 D.4. Resultados Pareto 20 ´ 80 para rutas en la Región Huetar Norte. . . . 186 D.4. Resultados Pareto 20 ´ 80 para rutas en la Región Huetar Norte (Con- tinuación). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 D.5. Resultados Pareto 20 ´ 80 para rutas en la Región Paćıfico Central. . . 187 D.6. Resultados Pareto 20 ´ 80 para rutas en la Región Central. . . . . . . . 187 D.6. Resultados Pareto 20´80 para rutas en la Región Central (Continuación).188 D.6. Resultados Pareto 20´80 para rutas en la Región Central (Continuación).189 D.7. Resultados Pareto 20 ´ 80 para secciones en la Región Brunca. . . . . . 189 D.8. Resultados Pareto 20 ´ 80 para secciones en la Región Huetar Caribe. . 189 D.9. Resultados Pareto 20 ´ 80 para secciones en la Región Chorotega. . . . 190 D.10.Resultados Pareto 20 ´ 80 para secciones en la Región Huetar Norte. . 190 D.10.Resultados Pareto 20 ´ 80 para secciones en la Región Huetar Norte (Continuación). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190 D.11.Resultados Pareto 20 ´ 80 para secciones en la Región Paćıfico Central. 191 D.12.Resultados Pareto 20 ´ 80 para secciones en la Región Central. . . . . . 191 xv Lista de Figuras 1.1. Categoŕıas y sub-categoŕıas de las publicaciones más prominentes por año sobre ubicaciones óptimas de estaciones de recarga semi-rápida y rápida para VEs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 1.2. Evaluación comparativa de enfoques para la ubicación óptima de esta- ciones de recarga para VEs, basada en el estado del arte presentado en la Tabla 1.1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 1.3. Diagrama de flujo de la metodoloǵıa propuesta para ubicar de manera óptima estaciones de recarga rápida para VEs. . . . . . . . . . . . . . . 85 2.1. Ejemplo de datos geoespaciales. La red de calles está basado en un siste- ma de coordenadas planas. La caja a la derecha enumera las coordenadas x y y de los puntos finales y otros atributos del segmento de calle. Fuen- te: K. Chang [2]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 3.1. Diagrama de flujo de la metodoloǵıa propuesta para la simulación y el análisis del SEN de Costa Rica ante la integración de una red estratégica de estaciones de recarga rápida para VEs. . . . . . . . . . . . . . . . . 116 3.2. Diagrama unifilar del SEN de Costa Rica. Fuente: Grupo ICE [3]. . . . 117 3.3. Ubicación óptima de estaciones de recarga rápida para VEs en Costa Rica.129 3.4. Perfil horario de la demanda total del SEN, desglosada en demanda sin VEs, demanda de VEs y demanda total con VEs. La gráfica incluye escenarios de penetración fotovoltaica (FV) al 5 %, 10 %, 15 % y 20 %. . 130 xvi 3.5. Niveles de tensión (en % p.u.) en los nodos correspondientes a las redes de Alta Tensión a 230 kV del SEN de Costa Rica de acuerdo con la Figura 3.3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 3.6. Niveles de tensión (en % p.u.) en los nodos asociados a las redes de Alta Tensión de 138 kV del SEN de Costa Rica de acuerdo con la Figura 3.3. 132 3.7. Niveles de tensión (en % p.u.) en los nodos asociados a las redes de Distribución a 13.8 kV, 24.9 kV y 34.5 kV del SEN de Costa Rica de acuerdo con la Figura 3.3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 xvii Abreviaturas AHP Analytical Hierarchy Process BLSA Biogeography-Based Optimization Local Search Algorithm CFRLM Capacitated-Flow Refueling Location Model DEMATEL Decision Making Trial and Evaluation Laboratory DoD Depth of Discharge o Nivel de Descarga ELECTRE ELimination and Choice Expressing Reality ERDEC Estimating the Required Density of EV Charging ETAP Electrical Transient Analyzer Program G2V Grid to Vehicle GIS Geographic Information Systems GVWR Gross Vehicular Weight Rating MATLAB Software de análisis desarrollado por MathWorks y Cleve Moler MCDM Multi-Criteria Decision Making MILP Mixed-Integer Linear Programming MINAE Ministerio de Ambiente y Enerǵıa MOPT Ministerio de Obras Públicas y Transportes PSO Particle Swamp Optimization PYTHON Software de análisis desarrollado por Python Software Foundation SEN Sistema Eléctrico Nacional SIMULINK Software de Análisis Desarrollado por MathWorks y Cleve Moler SoC State of Charge o Nivel de Carga TOPSIS Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution UCR Universidad de Costa Rica V2G Vehicle to Grid VCI Veh́ıculo de Combustión Interna VE Veh́ıculo Eléctrico xviii 1 Caṕıtulo 1 Introducción En el presente caṕıtulo se abordan los antecedentes, la justificación y los objetivos de la investigación, junto con otros aspectos fundamentales, con el propósito de pro- poner y desarrollar una metodoloǵıa integral para la ubicación óptima de estaciones de recarga rápida para veh́ıculos eléctricos (de ahora en adelante, refiérase como VEs). Para alcanzar este objetivo, se desarrolló de manera exhaustiva la base académica en la que se sustenta esta investigación, con el fin de resaltar la importancia de considerar factores técnicos, geográficos y socioeconómicos, además de analizar las capacidades de un sistema eléctrico nacional para satisfacer las demandas proyectadas de movilidad eléctrica. 1.1. Antecedentes 1.1.1. Los Inicios de los VEs y su Competencia en el Siglo XX A finales del siglo XIX, la tecnoloǵıa automotriz hab́ıa alcanzado un punto en el que era posible materializar veh́ıculos autopropulsados. Según C. Sulzberger [4], un gran número de inventores y entusiastas en Europa y Norteamérica trabajaron arduamente para reemplazar la fuerza bruta y la tracción animal en el transporte de personas y mercanćıas, empleando tecnoloǵıas emergentes como la de vapor, la combustión interna y la propulsión eléctrica. 2 Para el año 1900, aproximadamente 2,370 automóviles circulaban en las principales ciudades de Estados Unidos, como Nueva York, Chicago y Boston, de los cuales 800 eran VEs. Estos VEs ofrećıan ventajas distintivas sobre los veh́ıculos de combustión interna (de ahora en adelante, refiérase como VCIs), tales como ser silenciosos, limpios y de fácil operación. Sin embargo, su limitada autonomı́a, causada por las capacidades de sus bateŕıas, restrinǵıa su uso a áreas donde pod́ıan regresar rápidamente a sus puntos de recarga, o a lugares con estaciones de recarga proporcionadas por empresas locales de enerǵıa eléctrica. A pesar de estas limitaciones, el futuro de los VEs parećıa prometedor. No obstante, la falta de acceso a la electricidad en los hogares haćıa inviable su recarga domésti- ca. Con la gradual llegada de la electrificación a los hogares por parte de las centra- les eléctricas, el público comenzó a considerar la posibilidad de adquirir un VE, que ahora pod́ıa ser recargado sin desmontar las bateŕıas gracias a la infraestructura pro- porcionada por una red de estaciones centralizadas, donde se atend́ıa la recarga y el mantenimiento de estos veh́ıculos. En aquel entonces, el proceso de recarga en estas estaciones no era ni económico ni eficiente para tanto usuarios privados como para los conductores de taxis eléctricos, ya que el proceso completo, desmontando o no la bateŕıa, requeŕıa alrededor de ocho horas. Para mejorar esta situación, John Van Vleck, ingeniero de Edison Electric Illuminating Company, diseñó un “hidrante” de suministro eléctrico que pod́ıa instalarse a lo largo de las aceras de Nueva York, permitiendo que cualquier VE se estacionara junto al dispositivo, se enchufara y recibiera corriente para recargar su bateŕıa. En 1900, General Electric patentó una versión comercial de este concepto, llamado Electrant. Aunque el público recibió positivamente a Electrant, no existe registro de una implementación masiva, probablemente debido a los altos costos y a la complejidad de instalación, que requeŕıa la participación de empresas de servicios públicos para adquirir los equipos, tender los cables y gestionar los permisos de instalación en propiedad pública o privada. 3 Simultáneamente, la producción masiva de VCIs inundó el mercado de movilidad privada, reduciendo drásticamente sus costos en comparación con sus contrapartes eléctricos. De esta manera, los VEs quedaron totalmente desplazados en sus posibili- dades de convertirse en una parte esencial de la movilidad privada durante el resto del siglo XX. 1.1.2. Resurgimiento de los VEs y el Rol Cŕıtico de la Infra- estructura de Recarga Rápida En los últimos 15 años del presente siglo, los VEs han experimentado un notable resurgimiento en popularidad, impulsado por avances tecnológicos significativos y la reducción de costos en el desarrollo de bateŕıas. Al igual que en el siglo XX, los VEs continúan destacándose por ser silenciosos, limpios y de fácil operación, caracteŕısticas intŕınsecas que han sido aprovechadas en sus diseños actuales para alinearse con la transición hacia medios de transporte privado más sostenibles y libres de emisiones. Por lo tanto, este resurgimiento, combinado con dichas cualidades, busca contribuir a la mitigación de los efectos negativos que la demanda actual de VCIs ejerce sobre el cambio climático. Si bien esta transición hacia una movilidad sostenible ha sido ampliamente respal- dada a través del desarrollo de estaciones de recarga para uso residencial y laboral, la escalonada adopción de VEs aún no ha logrado equiparar ni sustituir por completo a los VCIs. Tal como lo señalan M. Shahid Mastoi et al. [5], las estaciones de recarga rápida son un elemento crucial para promover la adopción masiva y colectiva de los VEs. No obstante, muchos usuarios de VCIs se ven inhibidos de apoyar esta transición debido a la falta de redes públicas que sean confiables y accesibles. Por lo que esta disyuntiva genera un ćırculo vicioso: no se instalan suficientes esta- ciones de recarga rápida por la baja demanda, pero tampoco se reemplazan los VCIs debido a la carencia de infraestructura que permita completar los trayectos con tiempos de espera mı́nimos. Sobre el particular, es evidente que una solución adecuada a este dilema podŕıa influir de manera determinante en la decisión masiva de compra de VEs 4 por parte de los usuarios de movilidad privada. Por consiguiente, la infraestructura de recarga se configura como un componente clave para posibilitar esta transición, siendo su ubicación óptima un tema de investiga- ción ampliamente debatido. Diversos modelos presentados en la literatura han abordado la optimización geográfica y temporal de la ubicación, la cantidad y los tipos de esta- ciones de recarga. En este contexto, superar los desaf́ıos asociados con la planificación, implementación e integración de una infraestructura de recarga rápida y eficiente es determinante para maximizar el potencial de los VEs y, a su vez, acelerar la transición hacia un ecosistema de movilidad verdaderamente sostenible. 1.2. Justificación e Importancia de la Investigación Entre las motivaciones colectivas que existen en torno al tema de la movilidad eléctrica, se destaca la latente necesidad de desarrollar e implementar una red de esta- ciones de recarga rápida, de naturaleza pública, de pago sencillo, confiable y accesible. Esto permitiŕıa a los conductores optar por esta forma novedosa de transporte privado, y al mismo tiempo, contribuir a la descarbonización. Dentro de los beneficios claves que traeŕıa consigo la integración de esta red de estaciones de recarga rápida se encuentra el impulso del proceso de descarbonización, reconocido por su objetivo de reducir las emisiones de dióxido de carbono (CO2) y otros gases de efecto invernadero en la atmósfera. Diversos estudios han demostrado de manera consistente cómo las reducciones en las emisiones de CO2 están vinculadas con la adopción masiva de VEs, inclusive en escenarios donde un alto porcentaje de la electricidad proviene de plantas de enerǵıa a base de carbón. A modo de ejemplo, en el trabajo de S. Küfeoğlu et al. [6] se reporta una signi- ficativa reducción de gases de efecto invernadero en el Reino Unido como resultado de la adopción de VEs en lugar de VCIs. La investigación resalta que los VEs tienen un mejor desempeño en la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero en comparación con los VCIs, ya que en el Reino Unido se logró cumplir con el objetivo 5 de reducir el 40 % del total en 2019, de la meta proyectada del 80 % para el 2050, con respecto a los niveles de 1990. Por otro lado, la adquisición de VEs se ha logrado mantener constante en su auge a través de incentivos, leyes y poĺıticas gubernamentales, los cuales han sido adaptados a las realidades y metas de cada páıs. De acuerdo con Y. Zhou et al. [7], Estados Unidos representa el mercado de VEs más grande del mundo, donde se reportó un triplicado en la adquisición del bien desde el 2011 hasta el 2014. Dentro del mismo peŕıodo y bajo a misma lógica de incentivos, se reporta un notable crecimiento adquisitivo en los páıses europeos del hemisferio occidental, espećıficamente en Noruega, mientras que en China, su mayor crecimiento se reporta en la producción de buses eléctricos. Estas tendencias de mercado, en conjunto con el desarrollo y promoción de poĺıticas gubernamentales, son muestras sólidas de que estos incentivos a niveles nacionales, re- gionales y globales pueden desempeñar un papel importante en el impulso del mercado de VEs. No obstante, cabe destacar que parte intŕınseca del auge en la adquisición de VEs a nivel páıs, regional y global amerita el desarrollo e implementación de una red de estaciones de recarga rápida que satisfaga las necesidades de recarga para cualquier modelo y marca de VE disponible. Es totalmente evidente que el auge en la adquisición de VEs ha sido significativo en comparación con los esfuerzos parcialmente promovidos en los siglos XIX y XX, pero estos cambios no llegan aún a representar un hito en el abandono de la tecnoloǵıa fósil en torno al sector de la movilidad sostenible. Los siguientes puntos resumen a grandes rasgos la importancia y justificación detrás del desarrollo de una metodoloǵıa, coherente e integral, para la ubicación óptima de estaciones de recarga rápida: Reducción del rango de ansiedad: La ubicación óptima de estaciones de recarga rápida para VEs podŕıa reducir el fenómeno experimentado por algunos usuarios de VEs, conocido como rango de ansiedad. Definido en M. Xu et al. [8] como el temor de quedarse sin carga en la bateŕıa antes de llegar al destino o estación de recarga, el rango de ansiedad ha representado un gran obstáculo al 6 momento de que los usuarios deciden si es confiable o no adquirir un VE. Este problema se puede mitigar mediante la ubicación estratégica de estaciones de recarga rápida en las diferente jerarqúıas de redes viales, lo que garantizaŕıa el aumento en la conveniencia y la confianza de los conductores de VEs para realizar viajes más largos sin preocuparse por quedarse sin carga. Contribución a promover la movilidad sostenible: La disponibilidad de una infraestructura de recarga adecuada y bien distribuida es un factor clave para la reducción de la contaminación a partir de las emisiones de gases de efecto invernadero. De acuerdo con A. Arora et al. [9], el sector automoviĺıstico de la Unión Europea tiene por objetivo reducir las emisiones a través de la aceleración en las ventas de veh́ıculos ligeros cero emisiones para el año 2030. No obstante, lograr esta meta es probablemente inviable dadas las preocupaciones que existen en torno a la disponibilidad de materia prima para la producción de bateŕıas y la infraestructura de recarga, aśı como la capacidad de las redes eléctricas de respaldar las cargas de los veh́ıculos de cero emisiones. Por ende, los investigadores enfatizan la necesidad urgente de que los gobiernos trabajen en conjunto a las empresas de servicios públicos y la industria automoviĺıstica para expandir la infraestructura de recarga rápida, dado de que la escasez de estas representan una de las rémoras más serias en la adopción masiva de VEs. Plusvaĺıa para la economı́a local y para los usuarios de VEs: La atribución de ubicar óptimamente las estaciones de recarga para VEs podŕıa contribuir en las economı́as locales de las áreas donde estas lleguen a ser instaladas. En la actualidad, la mayoŕıa de estaciones de recarga rápida se encuentran ubicadas en áreas comerciales o tuŕısticas, lo que ha llevado a incentivar la economı́a en estas áreas cercanas a las estaciones de recarga. Por otro lado, el impacto en la plusvaĺıa económica no se limita únicamente a las áreas comerciales o tuŕısticas, sino al estilo de vida presupuestaria que podŕıa compensar gran parte o en su totalidad del costo adicional inicial durante la 7 propiedad de un VE. En Z. Liu et al. [10] se discute sobre tal argumento, en donde se alega que los beneficios económicos se derivan de manera más prominente al costo del combustible y otros gastos relacionados. Por ello, una ubicación óptima que garantice confiabilidad, seguridad y distribu- ción, podŕıa incentivar a que más usuarios se inclinen a adoptar VEs como medio de transporte privado, y a la larga participar en el ahorro colectivo de cantidades significativas de dinero mediante la naturaleza de conservación de enerǵıa de los VEs. 1.3. Objetivos de la Investigación A continuación se detallan los objetivos general y espećıficos de esta investigación: 1.3.1. Objetivo General Desarrollar una metodoloǵıa que permita la ubicación óptima de estaciones de re- carga rápida para el abastecimiento de la demanda en movilidad eléctrica, tomando en consideración aspectos de disponibilidad y accesibilidad a las redes eléctricas y geográficas, mediante la utilización de algoritmos que involucren diversas variables. 1.3.2. Objetivos Espećıficos Estimar el consumo energético de las diferentes marcas y modelos de VEs para la caracterización de la movilidad eléctrica a escala páıs por medio de la construcción de una matriz origen-destino. Determinar el requerimiento de la generación distribuida como alternativa para la mitigación del impacto de las altas demandas sobre la red eléctrica en horas picos mediante simulaciones de Sistema de Información Geográfica (de ahora en adelante, refiérase como GIS, por sus siglas en inglés) y flujos de potencia en nodos candidatos. 8 Establecer una metodoloǵıa que permita la ubicación óptima de estaciones de recarga rápida a partir de criterios geo-espaciales, de algoritmos de toma de de- cisiones y de capacidad de alojamiento en redes eléctricas. Validar la metodoloǵıa propuesta para la evaluación y obtención de resultados en un contexto real de ubicación óptima de estaciones de recarga rápida mediante el desarrollo de algoritmos geo-espaciales, de toma de decisiones y eléctricos en el escenario páıs de Costa Rica. 1.4. Estudio del Estado de la Cuestión Durante los últimos 15 años del siglo XXI, ha surgido una creciente necesidad, en las diferentes naciones del mundo, de mitigar los drásticos cambios climáticos que afectan nuestra vida diaria y la de nuestros ecosistemas. Uno de los principales esfuerzos para atenuar estos problemas ha sido la implementación y difusión de la movilidad eléctrica en el sector del transporte privado. Como parte de estos esfuerzos, se han propuesto numerosas técnicas, modelos y metodoloǵıas que establecen la ubicación de infraestructura de recarga rápida con el objetivo de reducir el fenómeno conocido como rango de ansiedad y, por lo tanto, motivar a más usuarios a unirse a la creciente movilidad eléctrica. A pesar de estos esfuerzos por resolver este problema que afecta la confianza de los usuarios en la adopción de VEs, la disponibilidad de las estaciones de recarga sigue siendo un tema que requiere gran esfuerzo y seguimiento a lo largo de su diseño y desarrollo. Su complejidad radica en buscar la integración de múltiples variables concretas, como la demanda de carga y capacidad de los VEs, planificación urbana, regulaciones y la integración de enerǵıas renovables, aśı como variables abstractas, que incluyen la ansiedad relacionada con la autonomı́a de los VEs, la accesibilidad y la ubicación. Las técnicas, modelos y metodoloǵıas desarrolladas entre 2011 y 2023, presentadas en la Tabla 1.1, demuestran los avances logrados en el tema y, a su vez, ponen de relie- 9 ve la oportunidad de generar nuevas aportaciones mediante el análisis e integración de diversas perspectivas, con el fin de optimizar la ubicación de estaciones de recarga rápi- da para VEs. Por su parte, esta tabla subraya los principales hallazgos y limitaciones identificadas en cada estudio, facilitando la identificación de brechas en el conocimiento que buscan ser abordadas en la presente investigación. Asimismo, las Figuras 1.1 y 1.2 sintetizan las categoŕıas más relevantes identifi- cadas en las publicaciones realizadas durante un peŕıodo de cinco años, comprendido entre 2019 y 2023. En particular, la Figura 1.1 presenta los porcentajes asociados a cada categoŕıa y sus respectivas subcategoŕıas, mientras que la Figura 1.2 destaca las principales ventajas y desventajas identificadas como patrones comunes a lo largo de la revisión literaria. En última instancia, esta śıntesis permitió establecer una base sólida para comprender las tendencias, las limitaciones y las oportunidades relacionadas con el tema de investigación, sirviendo como un punto de partida clave para el desarrollo de la metodoloǵıa. 10 Tabla 1.1: Estado del arte 2011 - 2023. Autor(es) Hallazgos Debilidades I. Frade et al. [11] Presenta un estudio sobre la ubicación de estaciones de re- carga rápida en un vecindario densamente poblado de Lis- boa, Portugal. Proponen una metodoloǵıa que busca optimizar la cober- tura de la demanda utilizando como base el modelo de cober- tura máxima. Se determina el número y la capacidad de las estaciones a ser instaladas a partir de fac- tores como la densidad de po- blación, la densidad de empleo y la proximidad a rutas princi- pales. Incluyen retos asociados con la estimación real y actualizada de la demanda diurna y noc- turna. Reconoce la necesidad de un análisis de mercado adicional para determinar la tasa de pe- netración de VEs con el objeti- vo de utilizar resultados dentro un contexto práctico. Menciona la necesidad de lle- var a cabo mayores considera- ciones en la autonomı́a de los VEs, los tiempos de recarga y mejoras en el suministro de enerǵıa eléctrica. Continúa en la siguiente página 11 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades A. Hess et al. [12] Plantea un enfoque para op- timizar la expansión de esta- ciones de recarga rápida den- tro del contexto de una ciu- dad inteligente utilizando co- mo herramientas la programa- ción de un algoritmo genético (de ahora en adelante refiéra- se como GA, por sus siglas en inglés) y simulaciones del des- plazamiento de los VEs sobre mapas reales en Viena, Aus- tria. Encuentra una solución ópti- ma para la ubicación de infra- estructura a partir de los tiem- pos promedios de viajes com- pletados por los VEs. Suposiciones simplificadas so- bre la movilidad de VEs y el uso de estaciones de recarga que no pueden ser capturados por los entornos urbanos del mundo real. La escalabilidad del enfoque propuesto de GA para el des- pliegue óptimo de estaciones de recarga rápida no se en- cuentra completamente abor- dado. La generalización del enfoque propuesto a diferentes entor- nos urbanos con caracteŕısti- cas y patrones de tráficos va- riables. Continúa en la siguiente página 12 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades M. Cruz-Zambrano et al. [13] Presenta dos técnicas de op- timización para encontrar las ubicaciones óptimas de las es- taciones de recarga rápida en Barcelona, España. La prime- ra consiste en un modelo clási- co de optimización de captu- ra de flujo que considera como única variable a la movilidad, mientras que la segunda es un modelo avanzado de optimiza- ción de captura de flujo que incluye como variables la red de distribución y los costos de ubicación. Compara los resultados de am- bos modelos con el objetivo de analizar el efecto que pueden ejercer entorno a la reducción de costos totales. Estudio centrado únicamente en Barcelona, lo cual limita la generalización de los hallazgos a otras ciudades o regiones. Suposiciones simplificadas en- tre la demanda que satisface una instalación en cualquier parte del camino. Falta de datos del mundo real dado de que esta investigación se centra en datos simulados, lo cual produce una impreci- sión de la demanda de carga de VEs en Barcelona, España. Consideración limitada de fac- tores ambientales como la cali- dad del aire o la reducción de emisiones. Continúa en la siguiente página 13 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades Bayram et al. [14] Propone un marco de traba- jo relacionado a la ubicación de recursos de potencia para una red de estaciones de recar- ga equipada con dispositivos de almacenamiento energético. Opera de manera eficiente la red eléctrica mientras se man- tiene un cierto nivel de calidad de servicio (de ahora en ade- lante refiérase como QoS, por sus siglas en inglés) para los usuarios. Examina tres escenarios que aumentan gradualmente en complejidad con el fin de eva- luar el desempeño del esquema propuesto. Suposición de que los VEs están sujetos a las decisiones de enrutamiento tomadas por el coordinador de redes, donde en la realidad, muchos conduc- tores se desv́ıan de las asigna- ciones propuestas y por ende, se terminan dirigiendo hacia la estación más cercana. Falta de consideración del im- pacto de factores externos, co- mo las condiciones climáticas, la congestión del tráfico y los accidentes en el rendimiento de la red. Suposición de la presencia de dispositivos de almacenamien- to energético en las estaciones de recarga, lo cual podŕıa limi- tar ampliamente la disposición de aquellas estaciones de recar- ga con recursos limitados. Continúa en la siguiente página 14 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades S. Wagner et al. [15] Ofrece una visión general de trabajos previos y estudio de casos relacionados con el esta- blecimiento óptimo de infraes- tructura de recarga para VEs en ciudades inteligentes. Se basa en una metodoloǵıa y aspectos formales de esquemas de planificación óptima, segui- do de la validación de los re- sultados de simulación y estu- dios de casos llevados a cabo en Ámsterdam y Bruselas. Se basa en un estudio de ca- so de Ámsterdam y Bruselas, que puede no ser representa- tivo de otras ciudades. Por lo tanto, es posible que los ha- llazgos no sean generalizables a otras áreas urbanas. Suposiciones simplificadas a base de datos disponibles so- bre el uso de puntos de carga e información de puntos de in- terés, que pueden no ser lo sufi- cientemente completos o preci- sos para capturar el comporta- miento de carga de los usuarios de VEs. Se centra principalmente en la demanda de estaciones de re- carga, pero no considera otros factores como el suministro de electricidad, el costo de insta- lación y mantenimiento, aśı co- mo el impacto al medio am- biente. Continúa en la siguiente página 15 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades T. Donna Chen et al. [16] Presenta un método numérico para el diseño de estaciones de recarga utilizando un modelo de planificación multiobjetivo. Considera diversos factores co- mo los atributos de las esta- ciones de carga, la distribución de la demanda de gasolineras y la infraestructura de la red eléctrica, entre otros, a través de un GA. Los modelos fueron probados y verificados utilizando informa- ción de las regiones de Chengu, China y Chicago, Illinois. Únicamente considera la de- manda de estacionamiento co- mo un proxy (intermediario) para la demanda de recarga, lo que puede conllevar a una sobre-estimación de la deman- da de recarga en ciertas áreas. Considera datos de dos regio- nes, cuyos resultados pueden ser aplicables a otras regiones, sin embargo, es posible que la ubicación óptima de las esta- ciones de recarga vaŕıe según las caracteŕısticas espećıficas de cada región. Asume un costo máximo pa- ra aquellos usuarios que esta- cionen más allá del ĺımite de acceso a pie. Sin embargo, es- te costo puede no reflejar con precisión el costo real para los conductores de VEs. Continúa en la siguiente página 16 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades P. Phonrattanasak et al. [17] Presenta un modelo de op- timización para la ubicación de estaciones de recarga rápi- da en sistemas de distribución eléctrica residencial. Minimiza el costo total de instalación y las pérdidas en las ĺıneas de transmisión, al mismo tiempo que se satis- facen restricciones técnicas y geográficas. El punto de partida de este modelo es la técnica de optimi- zación por colonias de hormi- gas (de ahora en adelante re- fiérase como ACO, por sus si- glas en inglés). Considera tamaños de bateŕıa de aproximadamente 60 kW como estudio de caso en el área residencial del Distrito de Tianjin. Falta de validación del mo- delo dentro del contexto de un sistema de distribución de enerǵıa eléctrica del mundo real. Suposiciones simplificadas en la modelización de las restric- ciones técnicas y geográficas que podŕıan llevar a la afecta- ción de la aplicabilidad del mo- delo de optimización propues- to en el mundo real. No proporciona un análisis comparativo con otras técnicas que podŕıan resaltar las forta- lezas o debilidades del ACO en este contexto. Continúa en la siguiente página 17 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades P. Sadeghi-Barzani et al. [18] Formula el problema como un programa lineal en enteros mixtos (de ahora en adelante refiérase como MILP, por sus siglas en inglés), el cual se re- suelve utilizando GA. Se centra en encontrar la ubicación y dimensionamiento óptimo de las estaciones de re- carga para VEs con el objetivo de minimizar los costos totales del desarrollo de las estaciones de recarga, que incluyen el te- rreno, la instalación de recar- ga, la electrificación, aśı como las pérdidas en la red eléctrica y en el consumo energético de los VEs durante los viajes de recarga. Suposición de las distancias entre las estaciones de recarga candidatas. La aplicación del estudio al distrito espećıfico del noroeste de Teherán pueden limitar la generalización de los hallazgos a otras regiones con diferentes caracteŕısticas urbanas y de in- fraestructura. Simplificación de las comple- jidades de la planificación y el desarrollo de infraestructu- ra de recarga para VEs en el mundo real producto de los modelos elementales y suposi- ciones utilizadas en el enfoque de optimización. Falta de exploración completa del impacto de la confiabilidad de la red eléctrica en la ubica- ción y tamaño óptimo de las estaciones de recarga. Continúa en la siguiente página 18 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades Giménez-Gaydou et al. [19] Procura un nuevo método pa- ra determinar las ubicaciones óptimas de las estaciones de recarga para VEs en áreas ur- banas. Formulan un modelo de asig- nación de ubicaciones que bus- ca maximizar los beneficios pa- ra los usuarios y operadores, aumentando aśı la demanda cubierta y el uso de las esta- ciones. Utilizan un algoritmo heuŕısti- co llamado simulación recoci- da. En sus resultados, los au- tores concluyen que su enfoque supera los resultados que los obtenidos de un modelo clásico de cobertura. La utilización de métodos heuŕısticos, como la simula- ción recocida, para resolver el problema de asignación de ubi- cación, donde bien estos méto- dos pueden proporcionar un buen rendimiento, es posible que no garanticen soluciones óptimas. Falta de validación exhausti- va de los resultados dentro del contexto del mundo real. Suposición simplificada para representar escenarios comple- jos del mundo real, lo que podŕıa afectar la precisión del enfoque propuesto cuando se aplica a entornos urbanos di- versos. Continúa en la siguiente página 19 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades S. Chen et al. [20] Presenta un modelo de opti- mización para determinar las ubicaciones óptimas de las es- taciones de recarga a partir de restricciones económicas, de capacidad, de cobertura y de conveniencia. El objetivo del modelo es mi- nimizar los costos de inversión y de transporte al cumplir con las restricciones mencionadas anteriormente. Para lograr es- to, los autores trabajaron en una versión mejorada del GA, lo que les permitió abordar de manera integral la considera- ción de múltiples factores. La investigación no aborda el impacto potencial de las supo- siciones simplificadas en la im- plementación práctica de la so- lución propuesta. Falta de validación del método propuesto mediante la realiza- ción de estudios de casos del mundo real o experimentos de campo que ayuden a evaluar su rendimiento en diversos entor- nos urbanos. La escalabilidad del método propuesto para el despliegue a gran escala de estaciones de carga podŕıa ser motivo de preocupación. Seŕıa valioso in- vestigar el rendimiento del mo- delo a medida que el tamaño del problema aumente. Continúa en la siguiente página 20 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades Md. M. Islam et al. [21] Propone un enfoque de opti- mización para asignar las ubi- caciones óptimas de las esta- ciones de recarga rápida para VEs considerando factores co- mo las pérdidas durante viajes, la construcción y el costo de pérdida de enerǵıa en las sub- estaciones. Aplicaron el algoritmo binario luciérnaga (de ahora en ade- lante refiérase como BFFA por sus siglas en inglés) con el fin de minimizar el costo diario to- tal mediante la determinación de las ubicaciones y cantidad óptima de estaciones de recar- ga rápida. Suposiciones espećıficas reali- zadas en la aplicación del BFA y las restricciones utilizadas en el modelo de optimización. No aborda ciertas complejida- des del mundo real o factores externos que podŕıan afectar la ubicación óptima de las esta- ciones de recarga. Falta de comparación del BFA con otros algoritmos de opti- mización para evaluar su ren- dimiento y efectividad en este contexto espećıfico. Continúa en la siguiente página 21 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades N. Shahraki et al. [22] Se centran en aplicar técni- cas de optimización que inclu- yen la formulación de un mo- delo de optimización para se- leccionar la ubicación de las estaciones públicas de recarga rápida. Esto se logra median- te la incorporación de patro- nes de viajes obtenidos a partir de información detallada de las trayectorias individuales de los VEs a gran escala. Se analiza como caso de estu- dio el planeamiento de la infra- estructura pública de estacio- nes de recarga en Beijing, Chi- na. La suposición de que los con- ductores no cambiaran su com- portamiento al cambiar de VCIs a VEHs. Esta suposición puede no ser válida en escena- rios del mundo real, ya que los conductores de VEHs pueden modificar su comportamiento para buscar activamente opor- tunidades de recarga debido a la ventaja de costos de la elec- tricidad sobre la gasolina en una base por milla o kilóme- tro. Si bien el estudio aborda la optimización de las ubicacio- nes de las estaciones de recar- ga pública en Beijing, China, la generalización de los hallaz- gos a otras regiones o ciuda- des con diferentes patrones de tráfico, infraestructura y com- portamientos del consumidor puede ser limitada. Continúa en la siguiente página 22 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades Y. Ahn et al. [23] Presenta el modelo de Estima- ción de la Densidad Requerida de Estaciones de Carga de VEs (de ahora en adelante refiérase como ERDEC, por sus siglas en inglés) para estimar la den- sidad óptima de estaciones de recarga para ciertas áreas ur- banas en China. Se consideran diversos parámetros, tales como facto- res regionales y tecnológicos, para estimar las demandas de recarga y determinar la densi- dad óptima de las estaciones de recarga. Se destaca la capacidad de pre- decir los beneficios de reducir la densidad óptima y el cos- to total a través del desarro- llo de tecnoloǵıas relacionadas con los VEs mediante diferen- tes combinaciones de paráme- tros tecnológicos. El modelo simplificado, ER- DEC, asume que los veh́ıculos se mueven en dirección verti- cal u horizontal, lo que puede no representar completamente los patrones de conducción del mundo real. Los resultados del estudio se basan en datos recopilados de taxis, que pueden no represen- tar completamente las deman- das de carga y los patrones de conducción de los veh́ıculos eléctricos en general. Se sugiere que los estudios fu- turos deben analizar la com- paración de mapas de resulta- dos de densidad de diferentes fechas y peŕıodos de tiempo. Continúa en la siguiente página 23 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades J. Tan et al. [24] Proponen un marco de trabajo integral para la navegación en tiempo real de los VEs donde se consideran los impactos en los sistemas de enerǵıa y trans- porte. Este marco de trabajo bus- ca combinar ambos sistemas a través de una estrategia de navegación de recarga masiva para VEs con el objetivo de atraer a los VEs para que sean cargados en horas de menor demanda y aśı ahorrar tiempo a sus propietarios. Para coordinar los precios en las estaciones de recarga y me- jorar la estrategia en la que los VEs eligen en que esta- ción recargar, los investigado- res proponen un enfoque de juego jerárquico. Falta de validación adicional del marco propuesto en esce- narios del mundo real. Falta de escalabilidad del enfo- que propuesto a áreas urbanas más grandes. Poca o nula consideración de posibles incertidumbres y cam- bios dinámicos tanto en los sis- temas de transporte como en los de enerǵıa. Continúa en la siguiente página 24 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades N. Leeprechanon et al. [25] Propone un modelo de optimi- zación matemático para la pla- nificación de estaciones públi- cas de recarga rápida en áreas urbanas utilizando el principio de ubicación por cobertura y el ACO. El objetivo del modelo es ma- ximizar el servicio de recarga rápida a partir de restricciones como la distancia de servicio de tráfico, los tiempos de es- pera durante los peŕıodos de mayor demanda y las limita- ciones en los sistemas de dis- tribución eléctrica, consideran- do el tamaño de los cargadores rápidos. El modelo depende de simpli- ficaciones sobre los patrones de tráfico, el comportamiento del usuario y las restricciones del sistema de distribución de enerǵıa, que pueden no captu- rar por completo las compleji- dades de los entornos urbanos del mundo real. La efectividad del modelo pro- puesto y la técnica de opti- mización necesitan una valida- ción adicional a través de es- tudios de casos del mundo real o simulaciones para demostrar su aplicabilidad práctica y ro- bustez. No se discute a fondo la esca- labilidad del modelo propuesto para áreas urbanas más gran- des o diferentes tipos de siste- mas de distribución de enerǵıa. Continúa en la siguiente página 25 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades H. Chen et al. [26] Presenta un enfoque innovador que busca proporcionar un ser- vicio de recarga a los VEs uti- lizando estaciones de recarga móviles en redes heterogéneas. Para determinar la ubicación óptima de las estaciones de re- carga móviles en función de las demandas de recarga y los costos de mantenimiento, los autores presentan un algorit- mo de evolución caótica de optimización por enjambre de part́ıculas (de ahora en ade- lante refiérase como PSO, por sus siglas en inglés), cuyos re- sultados demostraron superar los experimentos de simulación que ofrecen los métodos con- vencionales. Falta de validación de resulta- dos en un contexto del mundo real. El modelo carece de un análisis comparativo y exhaustivo con respecto a otros métodos o en- foques existentes. Continúa en la siguiente página 26 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades S. Y. He et al. [27] Presenta un estudio de caso que selecciona las ubicaciones óptimas de estaciones públicas de recarga rápida en Beijing, China. Incorporan factores institucio- nales y espaciales en los mode- los de ubicación de instalacio- nes para estimar la demanda y proporcionar estaciones de re- carga para VEs. Para ello, pre- sentan tres formulaciones ma- temáticas: el problema de con- junto de cobertura, el proble- ma de cobertura máxima pa- ra ubicaciones y el problema p- medio. El estudio utiliza datos de cen- so del 2010, lo cual no refleja con precisión los patrones de demanda actuales de las insta- laciones de carga de VEs. La ponderación de los facto- res socio-demográficos se basa en entrevistas con un tamaño de muestra relativamente pe- queño. Se consideran únicamente 52 estaciones pilotos como sitios potenciales en lugar de esta- ciones de recarga públicas ya existentes. Continúa en la siguiente página 27 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades M. C. Catalbas et al. [28] Proponen un enfoque basado en mineŕıa de datos para esti- mar estas ubicaciones en An- kara, Turqúıa. Consideran factores como el número promedio de VEs en tránsito y sus rangos de auto- nomı́a para determinar las ubi- caciones óptimas de las esta- ciones de recarga. Para lograr- lo, utilizan dos técnicas de op- timización: agrupamiento es- pectral y modelos de mezcla Gaussiana. Generalización de los hallaz- gos, lo cual conlleva a posibles desaf́ıos al momento de imple- mentar el enfoque propuesto en escenarios del mundo real. Suposiciones realizadas en el modelado. Falta de precisión en los datos de entrada. Continúa en la siguiente página 28 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades A. Shukla et al. [29] Presenta un modelo que bus- ca determinar de manera ópti- ma la ubicación y el tamaño de las estaciones de recarga rápi- da para facilitar la adopción masiva de VEs, al mismo tiem- po que se minimizan los costos de inversión. El modelo se basa en la captura de flujo de VEs, pero se diferencia al considerar la capacidad de las bateŕıas de los VEs, con el objetivo de ma- ximizar el flujo de tráfico de los VEs. Las técnicas de optimización utilizadas en esta investiga- ción incluyen la PSO y análisis geográfico. Este enfoque puede ser aplica- do a diferentes regiones con di- ferentes tasas de adopción de VEs, promoviendo aśı un ma- yor auge en los sistemas soste- nibles de transporte. No considera el impacto que tienen las estaciones de recar- ga rápida en la red eléctrica, lo cual es muy significativo si ha- blamos de áreas con una alta tasa de adopción de VEs. Asume que los VEs tienen un comportamiento uniforme en cuanto a la conducción y car- ga, lo cual en la realidad, pue- de variar según factores como patrones de conducción, capa- cidad de la bateŕıa y disponibi- lidad de infraestructura de re- carga. No considera el impacto que las estaciones de recarga rápi- da tienen en el medio ambiente en cuanto a la huella de car- bono producto de la genera- ción de electricidad y la dispo- sición de bateŕıas usadas. Continúa en la siguiente página 29 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades V. Salapić et al. [30] Se aborda el problema relacio- nada con la instalación de esta- ciones de recarga rápida para VEs desde los puntos de vista de la inestabilidad de tensión y la congestión en las ĺıneas de distribución eléctrica. Para hacer frente a estos des- af́ıos, los investigadores propo- nen una solución que consis- te en integrar sistemas de al- macenamiento de bateŕıas en las estaciones de recarga rápi- da. El objetivo es reducir el estrés en las redes de distribu- ción eléctrica y garantizar ni- veles de comodidad adecuados para los usuarios de VEs. Se centra en solo tres ubicacio- nes dado de que la metodoloǵıa propuesta puede no ser aplica- ble a otras ubicaciones con pa- trones de tráfico y demandas de carga diferentes. Se realizan varias suposiciones, como tiempos de llegada y sa- lida fijos para los VEs, aśı co- mo una demanda de carga fi- ja, lo cual no refleja la variabi- lidad del comportamiento real de carga de los VEs. La investigación no fue valida- da en un entorno real, por en- de, no queda claro que tan bien se desempeñaŕıa en la práctica. Continúa en la siguiente página 30 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades H. Zhang et al. [31] Proponen un modelo que con- sidera la interacción entre las redes de transporte y eléctricas para la planificación óptima de estaciones de recarga rápida. El modelo utiliza el método de estimación de demanda de re- carga basado en el rango de au- tonomı́a y el flujo de tráfico, conocido como CFRLM. Los investigadores formularon el modelo como un MILP, y lo utilizaron para determinar las ubicaciones y tamaños ópti- mos de las estaciones de recar- ga a partir de las restricciones eléctricas y de transporte. Generalización de los hallazgos a diferentes áreas geográficas o redes de transporte. Potencial falta de escalabili- dad del método propuesto a sistemas más grandes y com- plejos. Poca efectividad del método propuesto en escenarios del mundo real, aśı como la adap- tabilidad a cambios dinámicos en las redes de transporte y eléctricas. Continúa en la siguiente página 31 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades X. Zhang et al. [32] Presenta un enfoque integral para la planificación de insta- laciones de recarga rápida ba- sado en datos históricos de car- ga y la matriz de transferencia de Markov. Este método incorpora un pronóstico de múltiples esce- narios de recarga, un mode- lo mejorado de ubicaciones de centros-P y la optimización mediante un GA. Se considera el costo de tiempo de espera en las colas durante el proceso de optimización. Se centra únicamente en la op- timización de las instalaciones de recarga basándose en datos históricos de carga y la ma- triz de transferencia de Mar- kov, sin tomar en cuenta otros factores como el flujo de tráfico y las funciones regionales. El análisis del modelo se basa en datos reales de instalaciones de recarga dentro de un esce- nario provincial, lo cual no es representativo de otras regio- nes o páıses. No proporciona un análisis de- tallado de la rentabilidad del método propuesto en compa- ración con otros métodos exis- tentes. Continúa en la siguiente página 32 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades W. Dai et al. [33] Se plantea el problema de ubi- cación de estaciones de recarga rápida para VEs considerando la demanda elástica, además de formularlo como un proble- ma de optimización de dos ni- veles. En este estudio, los investi- gadores proponen sopesar las preferencias de distancia y tiempos de espera, por parte de los usuarios de VEs, para capturar la naturaleza elástica de la demanda de los VEs. Introducen una ecuación de punto fijo para describir la re- lación entre la tasa de servicio y los tiempos de espera en las estaciones. Carece de una descripción de- tallada del algoritmo heuŕısti- co utilizado, por ende, dificulta la reproducibilidad y compren- sión del enfoque propuesto. Aunque la investigación es pre- sentada con resultados de si- mulación para demostrar la efectividad del enfoque pro- puesto, hay una falta de vali- dación en el mundo real o es- tudios de caso para evaluar la aplicabilidad práctica de la es- trategia con respecto a la de- manda elástica. La generalización del enfoque propuesto a diferentes regio- nes geográficas, patrones de tráfico y comportamientos de usuarios de VEs no se aborda exhaustivamente. Continúa en la siguiente página 33 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades Y. Zhang et al. [34] Se aborda el diseño óptimo de una red de recarga para VEs que ofrecen los proveedores de servicio de recarga. El enfoque considera las de- mandas variables en el tiempo y dependientes de la ubicación de los VEs, aśı como restriccio- nes de la red eléctrica. Los investigadores proponen un método para clasificar las posibles ubicaciones y excluir aquellas que no son rentables, lo cual simplifica el problema. Para ello, formulan el proble- ma como una maximización de beneficios, lo que lo convierte en un problema de tipo MILP. La exclusión de ubicaciones no rentables y la clasificación en tres categoŕıas pueden basar- se en suposiciones simplifica- das que no capturan comple- tamente la complejidad de es- cenarios del mundo real. Aunque el algoritmo heuŕıstico propuesto tiene como objetivo mejorar la ganancia total, su efectividad y robustez en dife- rentes condiciones del mundo real pueden no haber sido va- lidadas exhaustivamente. La implementación práctica y la escalabilidad del enfoque propuesto en redes de recarga a gran escala y en entornos ur- banos diversos no se discuten expĺıcitamente. Continúa en la siguiente página 34 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades Md. M. Islam et al. [35] Se centra en resolver proble- mas de optimización multiob- jetivo para determinar la ubi- cación óptima y el número de estaciones de recarga rápida para VEs en la zona cercana a Bangi, Malasia. El método propuesto sopesa diferentes criterios, como la pérdida en el transporte, la pérdida de enerǵıa en las re- des eléctricas, y los costos de construcción. La formulación del problema de optimización se basa en los costos de las estaciones, el es- tado de carga (de ahora en adelante refiérase como SOC, por sus siglas en inglés) de las bateŕıas de los VEs, la densi- dad de tráfico vial y el flujo armónico de potencia. Depende de ciertas suposicio- nes sobre patrones de tráfico, el uso de VEs u otros facto- res que podŕıan afectar la pre- cisión de los resultados. Se centra en un área espećıfi- ca, cerca de Bangi, Malasia, por ende, los hallazgos puede no ser directamente aplicables a otras regiones con diferen- tes patrones de tráfico, infra- estructura o uso de VEs. Falta de precisión y disponibi- lidad de datos relacionados con pérdidas en las redes de trans- porte, pérdidas de enerǵıa en la red eléctrica y otros facto- res que podŕıan afectar la pre- cisión del modelo de optimiza- ción. Continúa en la siguiente página 35 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades M. Erbaş et al. [36] Se presenta un enfoque basa- do en el análisis de decisión multi-criterio difuso (de aho- ra en adelante, refiérase como MCDA por sus siglas en inglés) y GIS para determinar las ubi- caciones óptimas de las esta- ciones de recarga rápida. El estudio considera varios fac- tores, como la distancia a las rutas principales, la densidad de población y la proximidad al transporte público, entre otros. Utiliza lógica difusa para ma- nejar la incertidumbre y la im- precisión de los datos de entra- da. La dependencia de juicios de expertos parcialmente subjeti- vos para determinar los valores de peso en el método MCDA basado en GIS. Posible subjetividad y sesgos en el uso de lógica difusa apli- cada para manejar la incerti- dumbre e imprecisión en los datos de entrada. Generalización del estudio dentro del contexto de An- gora, Turqúıa, lo cual puede llegar a limitar los hallazgos a otras regiones o contextos. Continúa en la siguiente página 36 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades H.-C. Liu et al. [37] Presenta un enfoque integrado en la MCDM para la planifica- ción de la ubicación de estacio- nes de recarga. El enfoque propuesto se basa en el uso de DEMATEL gris y UL-MULTIMOORA, ambos capaces de abordar eficazmen- te la ambigüedad y las diver- sas evaluaciones lingǘısticas a los que los tomadores de deci- siones pueden enfrentarse, so- pesando las variables lingüis- tas inciertas. Permite la creación de un dia- grama causal para analizar las interacciones complejas entre los criterios utilizando el DE- MATEL gris. El enfoque propuesto se aplica a un estudio de caso espećıfi- co en Shanghái, China, por los que los resultados pueden no ser generalizados a otras regio- nes o páıses. Se basa en los juicios subjeti- vos de los tomadores de deci- siones, lo que puede introducir sesgo e incertidumbre durante el proceso. Asume que los criterios del en- foque son independientes entre śı, lo que puede no ser el caso en situaciones del mundo real. Continúa en la siguiente página 37 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades Makhlouf et al. [38] Presenta un enfoque de pro- gramación de dos niveles cu- yo objetivo es ubicar estacio- nes de recarga rápida para VEs capacitados. Los investigadores proponen un modelo que considera el im- pacto del comportamiento no óptimo de los conductores de VEs al momento de consumir capacidad eléctrica de la esta- ción de recarga rápida. Representa las redes viales co- mo grafos direccionados con nodos y arcos. La demanda se modela como viajes predeterminados desde un nodo origen hasta un nodo destino, en ambos sentidos. Suposiciones provistas al mo- delo en cuestión, además de la falta de escalabilidad del mis- mo a instancias más grandes. Los resultados computaciona- les se basan en instancias de menor tamaño, por lo que la aplicabilidad del enfoque pro- puesto a problemas de mayor escala y complejidades debeŕıa ser tomado en cuenta para fu- turas investigaciones. Continúa en la siguiente página 38 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades B. Faridpak et al. [39] Se busca minimizar los costos para los usuarios de VEs me- diante la elección de operacio- nes de recarga óptimas, al mis- mo tiempo que se reduce el im- pacto que las estaciones pue- den ocasionar en las redes de distribución eléctrica. El tiempo de inicio de car- ga y el intervalo de tiempo de carga se modelan como va- riables inciertas utilizando una distribución normal, debido al patrón estocástico de carga de los usuarios de VEs. La técnica de optimización uti- lizada para esta metodoloǵıa es MILP. Necesidad de encontrar un equilibrio entre los costos, el tiempo de espera, el número de cargadores, las pérdidas de enerǵıa, las especificaciones de los diferentes tipos de bateŕıas existentes y las variables de in- certidumbre adicionales. Aunque el enfoque propuesto MILP cumple con proporcio- nar un marco para la ubica- ción y operación óptimas de es- taciones de recarga para VEs, pueden haber limitaciones en su aplicabilidad para los di- ferentes escenarios del mundo real. Continúa en la siguiente página 39 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades C. Bian et al. [40] Se presenta un caso de estudio sobre el despliegue de estacio- nes de recarga rápida para VEs en una ciudad. Proponen un modelo de des- pliegue que optimiza la ubica- ción de las estaciones de recar- ga rápida utilizando informa- ción geográfica, flujo de tráfico y clasificación de uso de suelos. El enfoque tiene como objetivo maximizar las ganancias de las estaciones de recarga, lo que puede fomentar a más inver- siones y a una mayor adopción de VEs. Para lograr este ob- jetivo, los investigadores utili- zaron una técnica de optimiza- ción heuŕıstica llamada GA. La estructura de los flujos de tráfico utilizados en el mode- lo es relativamente simple y no permite identificar el desplaza- miento desde un origen hacia un destino en los VEs, lo cual limita la capacidad de ofrecer estimaciones de demanda de carga realmente confiables. No se exploró a fondo la sensibilidad del modelo pa- ra diferentes tamaños de re- des eléctricas ni sus respectivos impactos en el proceso comple- to de optimización. No se incluyó la teoŕıa de co- las, lo cual podŕıa haber pro- porcionado valiosas perspecti- vas sobre la dinámica de colas en las estaciones de recarga aśı como su impacto en la optimi- zación general. Continúa en la siguiente página 40 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades H. Fredriksson et al. [41] Se aborda la ubicación óptima de estaciones de recarga rápida para VEs en redes de transpor- te a gran escala. El estudio se centra en la sim- plicidad y eficiencia al encon- trar el número mı́nimo de es- taciones de recarga mientras se garantiza la cobertura de cada nodo de ruta. La metodoloǵıa se basa en una selección controlada de restric- ciones que permiten agregar y cumplir requisitos, lo que hace que la selección sea más realis- ta. El problema se formula como un MILP. La precisión y efectividad de la estrategia óptima de ubicación podŕıa estar limitada producto de la disponibilidad y la cali- dad de los datos obtenidos so- bre las redes de transporte, el uso de VEs y la infraestructura de recarga. Aunque la investigación pro- pone una estrategia óptima de ubicación, la implementación práctica de estaciones de re- carga en redes de transporte del mundo real, puede enfren- tar desaf́ıos como los altos cos- tos de instalación, los obstácu- los reguladores y una limita- da disponibilidad de ubicacio- nes adecuadas. Poco o nulo abordaje de la escalabilidad del enfoque pro- puesto a redes de transporte más grandes y complejas. Continúa en la siguiente página 41 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades Y. He et al. [42] Se busca fomentar la adopción de VEs mediante la ubicación óptima de estaciones de recar- ga rápida para viajes de larga distancia. Los investigadores utilizan da- tos de viajes de veh́ıculos a gran escala para maximizar el servicio de demanda a lar- ga distancia, que generalmen- te ocurre en viajes por carre- tera, y considerando las limi- taciones de cantidad de esta- ciones y rangos de autonomı́a de los VEs. El modelo de optimización se formuló como un MILP y se implementó en MATLAB. La precisión de las ubicacio- nes óptimas de las estaciones de carga se encuentra limitada por la disponibilidad y calidad de los datos de entrada, como patrones de demanda de viajes y datos de uso de VEs. Se centra principalmente en la red de carreteras de larga dis- tancia en Estados Unidos, lo cual limita la generalización de los hallazgos a otras regiones o sistemas de transporte. No aborda a fondo el impac- to ambiental que conlleva esta- blecer un gran número de es- taciones de recarga, incluidas consideraciones como el consu- mo de enerǵıa, el uso del suelo y posibles conflictos con las co- munidades locales. Continúa en la siguiente página 42 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades W. Kong et al. [43] Presenta un método que tiene por objetivo lograr una optimi- zación integral de operadores, conductores, VEs, condiciones de tráfico y red eléctrica. El método propuesto utiliza datos dinámicos en tiempo real en lugar de datos estad́ısti- cos para optimizar los intereses económicos de los operadores, mejorar la satisfacción de car- ga de los usuarios de VEs y ga- rantizar la eficiencia del tráfico y seguridad en la red eléctrica. El estudio práctico realizado dentro del tercer anillo de Bei- jing demuestra que el méto- do propuesto puede resolver de manera efectiva el problema de planificación óptima de la ubi- cación de las estaciones de re- carga rápida para VEs. Falta de confiabilidad rela- cionada con la disponibilidad y precisión de la aplicación de datos dinámicos en tiempo real. Aunque el art́ıculo menciona la optimización de los intere- ses económicos de los operado- res y la satisfacción de los con- ductores, la consideración de otras partes interesadas, como las comunidades locales y el impacto ambiental, podŕıa ser más detallada. La escalabilidad y generali- zación del método propues- to a diferentes ciudades o áreas pueden necesitar explo- rarse más a fondo. Continúa en la siguiente página 43 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades X. Ren et al. [44] Explora la ubicación óptima de las estaciones de recarga rápida para VEs, consideran- do factores como el costo de terreno, costo de construcción, flujo de tráfico vial, condicio- nes en el red eléctrica y el en- torno circundante. El estudio utiliza la teoŕıa de toma de decisiones correlacio- nada gris y la teoŕıa de toma de decisiones objetivo gris para cuantificar los ı́ndices cualita- tivos y derivar aśı un esquema óptimo de toma de decisiones. El estudio solo considera un número limitado de factores que influyen en la selección del sitio para las estaciones de re- carga, como el costo del te- rreno, el costo de construc- ción, el flujo de tráfico en la carretera, la condición de la red eléctrica y el entorno cir- cundante. Otros factores, co- mo la demanda del usuario y la accesibilidad, también pueden ser consideraciones importan- tes para determinar las ubica- ciones óptimas de las estacio- nes de recarga. El estudio utiliza un GA pa- ra resolver la cantidad y ubi- cación de las estaciones de re- carga, lo que puede no ser el método más eficiente o preciso para todos los escenarios pro- puestos. Continúa en la siguiente página 44 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades R. Pagany et al. [45] Nos presenta un enfoque basa- do en usuario y destino para la ubicación óptima de estacio- nes de recarga rápida utilizan- do GIS. La metodoloǵıa propuesta in- cluye derivar las potenciales ubicaciones para las estaciones de recarga a nivel de micro- localización en espacios públi- cos y semi-públicos basados en actividades diarias que reali- cen los usuarios de VEs. Los autores utilizan GIS para analizar las dimensiones espa- ciales y temporales de las ac- tividades de los usuarios y aśı calcular áreas de servicio que definan zonas de distancias ca- minables. La dimensión temporal del modelo solo depende de sumas de tiempo de uso y tiempo de permanencia promedio, y no distingue entre d́ıas laborables, fines de semana o demanda de recarga en resolución horaria. La transferencia del modelo a otras regiones está limita- da por la necesidad de obtener más conocimiento sobre las ac- tividades reales de los usuarios y los procesos de recarga de los VEs en el entorno de prueba. Se considera irreal la distribu- ción equitativa de VEs entre el número de puntos de interés (ahora refiérase como POI, por sus siglas en inglés), ya que las capacidades de ciertos tipos de POIs no son idénticas. Continúa en la siguiente página 45 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades M. Eagon et al. [46] Propone un enfoque de méto- dos formales para el problema de ubicación de estaciones de recarga para VEs. Los autores tienen por objeti- vo optimizar la selección de las ubicaciones de estaciones de recarga en función de un con- junto dado de puntos de de- manda vehicular, mientras se reduce los costos iniciales y se cumple con la demandas del consumidor. La técnica de optimización uti- lizada en esta investigación asegura que los VEs manten- gan un aceptable SoC duran- te todo el viaje completo, ya que descargar por completo las bateŕıas de litio-ion puede ser perjudicial para sus estados de salud (de ahora en adelante re- fiérase como SoH, por sus si- glas en inglés). No considera completamente la naturaleza cambiante del tráfico o las condiciones am- bientales en el rendimiento es- perado de los VEs mientras viajan dentro de la red de transporte. El método está diseñado prin- cipalmente para elegir ubica- ciones óptimas de recarga pa- ra un solo agente con un ob- jetivo de ruta espećıfico utili- zando lógica temporal. Por en- de, se sugiere ampliar el en- foque para manejar objetivos de varios agentes y evaluar si- multáneamente múltiples car- gadores potenciales para ha- cerlo más aplicable a los VEs de los consumidores. Continúa en la siguiente página 46 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades I. Baffo et al. [47] Los autores proponen una me- todoloǵıa cuyo objetivo es re- solver el problema con el di- seño de una red de recar- ga a través de una formula- ción matemática del problema, además de un modelo de nego- cio para la venta de servicio de recarga eléctrica. La metodoloǵıa en estudio uti- liza un algoritmo heuŕıstico evolutivo que optimiza el pro- ceso en varios pasos, dando co- mo resultados el número y la posición de las estaciones que se deben activar, el número de enchufes eléctricos que se de- ben abrir por cada estación ac- tivada, el número de clientes asignados en cada estación y en cada enchufe, el nivel de ser- vicio calculado en la red y el nivel de servicio calculado en la estación. Suposiciones realizadas en el modelo, limitaciones en los da- tos utilizados y restricciones en el algoritmo. Generalización de los resulta- dos obtenidos a otras áreas ur- banas y la escalabilidad del en- foque. Continúa en la siguiente página 47 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades A. Mourad et al. [48] Explora un modelo de optimi- zación para determinar las ubi- caciones óptimas de estaciones de recarga rápida para VEs. El modelo toma en cuenta el flujo de movilidad, las deman- das de recarga, las especifica- ciones de red eléctrica, aśı co- mo la disponibilidad de fuentes de enerǵıas alternativas como la fotovoltaica. El objetivo es maximizar la demanda de recarga cubierta mientras se respeta los ĺımi- tes en los presupuestos de in- versión y la capacidades dis- ponibles provistas por la red eléctrica. Se centra en el área geográfi- ca de Paŕıs-Saclay y esto ha- ce que no sea generalizable a otras regiones con patrones de movilidad y demandas de re- carga diferentes. No se declara expĺıcitamente cual método o técnica de opti- mización fue utilizado para re- solver el problema, lo que difi- culta la replicación del trabajo. Se asume que la capacidad de la red eléctrica es fija, lo cual es impreciso en la práctica, ya que la capacidad de la red pue- de ampliarse con el tiempo. No se considera el impacto que las cargas de los VEs podŕıan efectuar en la demanda y ofer- ta eléctrica total, lo que podŕıa llevar a implicaciones en la es- tabilidad y confiabilidad de la red eléctrica. Continúa en la siguiente página 48 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades S. Hashemian et al. [49] Explora la ubicación y el ta- maño óptimo de las estaciones de recarga rápida para VEs en redes de transporte y distribu- ción acopladas. Los autores proponen un mo- delo MILP que considera las limitaciones en las redes de transporte y de distribución. Destaca que la ubicación y el tamaño de las estaciones de re- carga pueden tener un impacto en el flujo de tráfico en áreas urbanas y los ı́ndices operati- vos en las redes de distribución de enerǵıa eléctrica. Los autores discuten como es- tas estaciones pueden ser uti- lizadas como acondicionadores de ĺınea eléctrica, lo que las ha- ce aún más valiosas. No toma en cuenta la dinámi- ca del transporte, como la res- puesta del modelo de tráfico, para ubicar estaciones de re- carga para VEs. El tiempo de solución del mo- delo propuesto podŕıa ser un desaf́ıo al implementarlo en re- des de gran escala, limitando aśı la escalabilidad del mode- lo. Se limita únicamente a anali- zar la sensibilidad del modelo con respecto a las incertidum- bres de los parámetros relacio- nados con el comportamiento de los VEs en dos estudios de caso perturbados. Asume que todos los VEs po- seen la misma demanda de re- carga, lo cual puede no ser pre- ciso en escenarios del mundo real. Continúa en la siguiente página 49 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades Zulqarnain Zeb et al. [50] Propone una novedosa estrate- gia para el dimensionamiento y la ubicación óptima de los di- ferentes tipos de estaciones de recarga en el sistema de distri- bución activa de edificios co- merciales y residenciales inclu- yendo oficinas y hogares. El comportamiento incierto de los dueños de veh́ıculos es mo- delado utilizando distribucio- nes probabiĺısticas ajustadas a datos reales, y se consideran las limitaciones geográficas de área de estacionamiento. La ubicación y el número de los tres diferentes tipos de es- taciones de recarga son optimi- zados y analizados en un siste- ma de distribución activo. Se basa en una red de distri- bución espećıfica de la Univer- sidad Nacional de Ciencias y Tecnoloǵıa (NUST, por sus si- glas en inglés) en Islamabad, Pakistán, lo cual puede no ser representativo de otras redes de distribución en diferentes regiones. Asume que el comportamien- to de los propietarios de VEs puede ser modelado utilizan- do distribuciones probabiĺısti- cas ajustadas a datos reales. Sin embargo, la precisión del modelo puede verse afectada por el tamaño limitado de la muestra. No considera el impacto de otros factores como la dispo- nibilidad de fuentes de enerǵıa renovable y el impacto de las estaciones de recarga en la es- tabilidad de la red. Continúa en la siguiente página 50 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades X. Gan et al. [51] Se enfoca en el problema de óptimamente ubicar estaciones de recarga rápida para VEs mientras se considera la de- manda elástica, lo que significa que la demanda de recarga se reduce debido a largas distan- cias de conducción o tiempos de espera en la estación. Los autores proponen una ecuación de punto fijo para describir la relación entre la ta- sa de llegada a una estación de recarga rápida y el plan de implementación de las estacio- nes de recarga rápida, que se resuelve utilizando el método Newton-Raphson. Incluyen las suposiciones rea- lizadas en la formulación del problema de implementación de estaciones de recarga rápi- da, las restricciones espećıficas o simplificaciones utilizadas en el algoritmo heuŕıstico aplica- do y la generalización de los resultados a diferentes escena- rios del mundo real. La validación de la efectividad del algoritmo heuŕıstico pro- puesto debeŕıa ser aplicado a estudios de caso del mundo real o a simulaciones de mayor extensión y complejidad. Continúa en la siguiente página 51 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades G. Napoli et al. [52] El objetivo es determinar las ubicaciones más eficientes y efectivas para instalar estacio- nes de recarga rápida, al mis- mo tiempo que se minimiza el costo total del sistema y se ga- rantiza accesibilidad a las ins- talaciones de recarga para to- dos los VEs. La metodoloǵıa implica el uso de un modelo de optimización que toma en cuenta varios fac- tores como el flujo de tráfico, la demanda de viajes y sumi- nistro eléctrico. El modelo se resuelve utilizan- do MILP, lo cual permite iden- tificar las ubicaciones óptimas de las estaciones de recarga a partir de diferentes escenarios y restricciones. Ignora la posible congestión en las estaciones de recarga rápi- da y públicas, al mismo tiem- po que no establece el tiempo de recarga en una estación co- mo función de su tipo y capa- cidad, la cantidad de enerǵıa recargada y el número de VEs recargando en la estación. El algoritmo en cuestión es únicamente aplicado a carrete- ras urbanas, por lo que se di- ficulta su aplicabilidad a otros tipos de carreteras o regiones. El modelo amerita una prepa- ración significativa de los da- tos de entrada, lo que implica que el modelo puede no ser lo suficientemente fácil de imple- mentar en la práctica. Asume una capacidad fija de bateŕıa aśı como un rango fijo de autonomı́a. Continúa en la siguiente página 52 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades S. R. Gampa et al. [53] Propone un enfoque difuso de múltiples objetivos basado en el algoritmo de optimización Grasshoper (de ahora en ade- lante refiérase como GOA, por sus siglas en inglés) en dos eta- pas. La primera parte de este en- foque utiliza un planteamiento Fuzzy GOA para optimizar el tamaño y asignación de Gene- ración Distribuida y Capacito- res Shunt. En la segunda etapa, se con- sidera la ubicación óptima de las estaciones de recarga pa- ra VEs es utilizando un enfo- que Fuzzy GOA basado en la mejora del rendimiento del sis- tema de distribución obtenido con la incorporación de Gene- ración Distribuida y Capacito- res Shunt, previamente obteni- dos en la primera etapa. Carece de un análisis compara- tivo e integral con otras técni- cas de optimización, lo cual podŕıa proporcionar una com- prensión más clara de las ven- tajas y limitaciones del enfo- que propuesto de Fuzzy GOA. No discute extensamente el análisis de sensibilidad del en- foque propuesto a variaciones en los parámetros de entrada, lo cual es crucial para com- prender la robustez de la técni- ca de optimización. La escalabilidad del enfoque propuesto para sistemas de distribución más grandes o to- poloǵıas de redes complejas no se aborda a fondo, lo cual podŕıa limitar su aplicabilidad en sistemas de distribución a gran escala del mundo real. Continúa en la siguiente página 53 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades C. Csiszár et al. [54] Plantea una metodoloǵıa de multicriterio ponderado con clasificación y selección. Pri- meramente, el método calcu- la variables de clasificación estáticas basadas en estad́ısti- cas y relaciones espaciales. La segunda parte se lleva a ca- bo a través de un script GIS la cual selecciona los sitios candi- datos que se ajustan a los ob- jetivos del modelo en si. Para esta metodoloǵıa, los principales factores que in- fluencian la demanda de carga en rutas principales fue deter- minado a partir del volumen del tráfico y asentamientos de poblaciones cercanas. Depende de ciertas suposicio- nes sobre el comportamiento de los usuarios de VEs, las fu- turas tendencias o la disponi- bilidad de datos, lo que puede introducir incertidumbres en los resultados. La presente precisión y dispo- nibilidad de los datos utiliza- dos, como el volumen de tráfi- co, estad́ısticas y atributos de- mográficos, podŕıan afectar la confiabilidad de los hallazgos. Falta de exploración sobre si la aplicabilidad de la metodo- loǵıa es posible en otras regio- nes o páıses. Continúa en la siguiente página 54 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades M. Heilig et al. [55] Propone una metodoloǵıa que utiliza GIS para analizar la accesibilidad espacial de posi- bles ubicaciones de estaciones de recarga rápida en una red vial. Esta metodoloǵıa se basa en el análisis de la red vial, y se uti- lizan los tiempos de viajes en la red cargada para garantizar una accesibilidad deseada du- rante las horas picos, aśı como la construcción de un entorno para la infraestructura de las estaciones de recarga rápida. Se lleva a cabo un análisis de red, desarrollado en GIS, de los tiempos de viaje en un d́ıa de la semana con la demanda t́ıpi- ca para d́ıas de la semana e in- tervalos de tiempo determina- dos. Una posible limitación de esta metodoloǵıa es la poca posibi- lidad de replicar los resultados a otras regiones o ciudades, ya que la metodoloǵıa y los da- tos utilizados fueron espećıfi- cos para la región de Stuttgart, Alemania. Asume una cierta penetración de mercado de VEs y ciertos precios de electricidad, lo cual podŕıa no ser aplicable en otras regiones o a lo largo del tiempo para la misma región en cues- tión. Continúa en la siguiente página 55 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades M. Li et al. [56] Llevan a cabo un estudio donde evalúan los impactos espacios-temporales de la re- carga masiva de VEs en una una red eléctrica, 100 % reno- vable en Australia. El estudio en śı utiliza un mo- delo integrado de oferta y de- manda eléctrica basado en GIS con el fin de simular el pro- ceso de licitación competitiva por hora basado en la disponi- bilidad de recursos renovables y el costo del generador. El modelo cubre todo el terri- torio de Australia. Se basa en un modelo que de- pende de diversas suposiciones y simplificaciones, lo cual pue- de no reflejar con precisión las condiciones del mundo real y las complejidades del sistema eléctrico australiano. Considera únicamente los im- pactos de carga de VEs en el sistema eléctrico y no consi- dera los posibles impactos de otros factores, como los cam- bios en el comportamiento de viaje, la planificación urbana y el desarrollo de infraestructu- ra. Asume que el sistema eléctri- co es 100 % renovable, lo cual puede ser no factible o rentable al corto plazo, además de que los resultados pueden no ser aplicables a otros páıses o re- giones con mezclas de enerǵıa y diferentes poĺıticas. Continúa en la siguiente página 56 Tabla 1.1 – Continuación de la página anterior Autor(es) Hallazgos Debilidades P. Prakobkaew et al. [57] Propone una metodoloǵıa para determinar la ubicación ópti- ma de las nuevas