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Curso de instalación de equipo fotovoltaico

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La importancia de la innovación tecnológica en la eficiencia energética para el transporte público

La importancia de la innovación tecnológica en la eficiencia energética para el transporte público

Miguel Asai Arrieta                                                 asai1216@hotmail.com

José Andrés Valdés Requena                              Andrew.ipnmx@gmail.com

Maestro en tecnología avanzada, CIITEC, IPN

 

Ingeniero de proyectos, CITEC, IPN

Una de las necesidades primarias para el buen funcionamiento y movilidad de la sociedad es el transporte público. La Ciudad de México, al ser una de las ciudades más grandes del mundo, tanto territorialmente como en su población, requiere de un compromiso mayor en la programación y diseño de esta infraestructura; además, este sector representa un porcentaje considerable de la economía de toda la Metrópoli (Figura 1).

El crecimiento y los cambios culturales que ha sufrido la sociedad han generado que, en los últimos años, el transporte público haya modificado aspectos importantes de su servicio con la intención de mejorar su diseño, programación y hasta costos. Culturalmente, también ha modificado la forma en la que se presta el servicio, estableciendo regímenes de seguridad, de atención a los usuarios y de control ambiental, por mencionar algunos.

Este último aspecto tiene mayor impacto, ya que está enfocado a la problemática ambiental actual, pues el cuidado de nuestros recursos y el uso eficiente de ellos es una forma de proteger el medio ambiente. El transporte público, al ser el modo de traslado más utilizado, antes que favorecer la movilidad urbana, representa una amenaza al medio ambiente, ya que incrementa los niveles de contaminantes que existen en el aire de nuestra ciudad y área metropolitana (Figura 2), el sobrecalentamiento que se genera en las áreas donde transita, además de la basura que se genera por parte de los usuarios, sólo por mencionar algunos de los contaminantes.

De forma paralela al desarrollo de las tecnologías mencionadas anteriormente, existen otras enfocadas al uso eficiente de combustibles tradicionales. Los fabricantes de motores continuamente desarrollan motores más eficientes, además de que organizaciones internacionales establecen límites de emisiones contaminantes más estrictos que son aplicados en muchas partes del mundo.

Por todo lo antes mencionado, es claro que el transporte público es un sector vital de la Ciudad de México, que requiere un consumo de energía especialmente intensivo, creciente y singularmente perjudicial para el medio ambiente, por lo que se le debe prestar atención de calidad e inmediata.

La tecnología nos ayuda a resolver problemas ambientales en el transporte, desarrollando sistemas de reducción de energía o de contaminantes, lamentablemente ese aporte se ha enfocado en su mayoría a los automóviles, restándole atención al transporte público. Esto ha generado un campo extenso de innovación y trabajo, el cual debe resolverse próximamente.

Las principales fuentes de energía utilizada por el transporte público en la Ciudad de México son:

a) Motores de combustión interna (gas, gasolina, diésel)                           b) Eléctricos (metro, trolebús)                                                                    c) Híbridos (gas-gasolina, gasolina-electricidad)

Existen otras tecnologías como la propulsión con hidrógeno y con energía solar que se encuentran en fase de pruebas, ya que aún existen limitaciones tecnológicas importantes que aún no hacen viable su implementación en el transporte público, como la cuestión del rango de autonomía, peso de los equipos y costos.

En el caso particular de la propulsión eléctrica en el transporte público, el reto principal es la infraestructura de estaciones de recarga, costos de fabricación y su tiempo de operación, a pesar de que la tecnología ya se encuentra en un nivel adecuado para su implementación, como sucede en otras partes del mundo, entre las que destacan: Inglaterra, Alemania, China, Corea, entre otros.

 

Por ejemplo, existen las normas Euro, que actualmente se encuentra en su sexta iteración (Euro VI), con miras a implementar la séptima para el año 2020. Si comparamos la primera iteración de la norma (1992) con la actual (2014), se reduce en más del 90% el rango permisible de contaminantes como óxidos de nitrógeno, hidrocarburos, monóxido de carbono y partículas (Figura 3).

Para lograr esta reducción de emisiones, los fabricantes recurren a diversos sistemas como el Adblue. Este sistema combina un producto químico (disolución de urea) de origen sintético que reacciona químicamente con los óxidos de nitrógeno que normalmente son expulsados por el escape, para convertirlos en una mezcla de nitrógeno y vapor de agua.

En la Ciudad de México, el sistema de transporte confinado Metrobús y la Red de Transporte de Pasajeros (RTP) cuentan con unidades Euro V y Euro VI. Estas unidades, además de tener tecnología de punta en la mitigación de emisiones contaminantes, cuentan con componentes ergonómicos y antropométricos que ofrecen protección y confort tanto al usuario como al conductor, así como sistemas de seguridad, como cámaras de vigilancia, sistemas de posicionamiento global (GPS), entre otros.

Logística 4.0

El concepto de logística 4.0 se ha acuñado como consecuencia de la industria 4.0, sinónimo de la cuarta revolución industrial que se basa en la automatización de la producción y en el uso de la electrónica. Este término generalmente se enfoca a la logística y transporte de materia prima, productos o desplazamiento de maquinaria, también incluye al transporte de personas y para la finalidad de este artículo nos enfocaremos al transporte público.

La logística de transporte público pretende una comunicación directa entre las instalaciones, las unidades de transporte, las personas y la operación conjunta de éstas. Al integrar la logística en un momento temprano de cualquiera de las etapas del transporte público, se estará optimizando la eficiencia de este sector.

Algunos de los elementos fundamentales de la logística 4.0 son la digitalización y conectividad de los procesos, las cuales han irrumpido no sólo en materia de producción de unidades de transporte, como se mencionó en el inicio de este artículo, con la integración de dispositivos digitales que facilitan el manejo de éstas, sino a nivel de procesos o de gestión de operaciones. Es decir, se tiene la posibilidad de controlar todo a distancia y desde un punto central de información, lo que supone un control total de los tiempos, generando un ahorro de energía que impactaría directamente sobre el ambiente.

Si se colocara un GPS en cada unidad de transporte público, se podría reducir y optimizar el tiempo y las rutas, además de reducir el consumo de combustible y de energía dentro de la unidad, haciendo un efecto dominó positivo sobre las causas que generan contaminación, mencionadas anteriormente. El empleo de sensores que lleven a cabo su proceso sólo cuando sean requeridos por un usuario también contribuiría al ahorro energético (lámparas de iluminación, escaleras eléctricas, elevadores, compra y pago de pasaje, etc.), además se puede innovar alguna aplicación móvil que incluya la geolocalización de las unidades y de los pasajeros, proporcionando seguridad. Inclusive por medio de éstas podríamos automatizar pagos, evitando que el usuario realice paradas que le reducen su tiempo de llegada.

En conclusión, existe el gran reto de equilibrar la necesidad de transporte en grandes ciudades como la Ciudad de México, con la responsabilidad ambiental que conlleva el desarrollo de la metrópoli.

Esta responsabilidad, no sólo es de las instituciones gubernamentales al tener que ofrecer un servicio de transporte público moderno, seguro y de calidad a los ciudadanos, también es compartida por los fabricantes que deben de seguir desarrollando nuevas soluciones tecnológicas que ayuden a mitigar la huella ambiental de sus productos y que vayan de la mano con la cuarta revolución industrial a la que nos enfrentamos actualmente. Igualmente, es responsabilidad de la sociedad hacer uso racional de las diferentes opciones de transporte que existen para desarrollar sus actividades cotidianas, con la finalidad de mitigar las emisiones contaminantes y hacer eficientes los procesos energéticos que generan la movilidad del transporte público.

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En dónde mejorar la eficiencia energética del transporte

En dónde mejorar la eficiencia energética del transporte

EL SISTEMA

En un sistema de transporte, diferentes tipos de transportación se integran y se asocia cada uno con un nivel de uso y de ahorro de combustible. La Figura 5 expresa gráficamente esta mezcla. Cada una de las partes del sistema cuenta con un potencial de ahorro de energía, que se determina con dos factores, principalmente: su tecnología y la forma de operar. Cuando visualizamos el sistema completo, el problema de la eficiencia energética se vuelve complejo y empezamos a tratarlo bajo un concepto: la movilidad.

Sólo mencionaremos algunos aspectos al respecto,
como mejorar el transporte público si ello supera las
expectativas del uso del auto privado. También, podemos
referirnos a aspectos como: el desarrollo de la ciudad y
su planeación, buscando soluciones categóricas como
reconvertir las ciudades haciéndolas más compactas,
conectadas y sostenibles, por ejemplo.

Otra consideración por tomar en cuenta es la aplicación de tecnologías basadas en los sistemas inteligentes de transporte, así como de control de tráfico y la gestión vehicular a través de sistemas de telemática.

La comunicación del vehículo con su entorno (otros vehículos, infraestructura vial, autoridades del tráfico, etc.) y la administración de las operaciones de tráfico por parte de la autoridad también proveen de beneficios en eficiencia energética de consideración. La Conuee produce algunas publicaciones que sirven para apoyar la capacitación de funcionarios de gobiernos locales que desean tomar algunas decisiones sobre la implementación de acciones destinadas a promover los aspectos de movilidad urbana sustentable asociados a la eficiencia energética.

LAS FLOTAS VEHICULARES

Tratándose de unidades vehiculares vinculadas a la gestión de un solo administrador, los hallazgos que se encuentran en México, principalmente por los trabajos de la Conuee en autotransporte de pasajeros y de carga,
muestran que la manera en que se ejercen las directrices por parte del administrador son determinantes para lograr eficiencia energética en esa flota. La diferencia entre “buenos” y “malos” administradores puede significar ahorros globales de combustible, incluso del 35%. Pero ¿cómo es que se logra aprovechar ese potencial que existe entre ellos?

La diferencia estriba en la manera como se impulsan las medidas de ahorro de combustible. En este sentido, se observa que no es suficiente el conocimiento de las tecnologías vehiculares por parte de los administradores del parque, en la mayoría de los casos, es importante
también conocer datos tan relevantes de los vehículos como los parámetros para el motor: la relación de compresión, curvas de consumos específicos de combustible, mapa de consumo de combustible (indicadores de eficiencia de los motores), o en el caso del perfil del vehículo, coeficientes de arrastre (comportamiento aerodinámico o resistencia al aire), pero estos datos ni siquiera son solicitados al fabricante y, en consecuencia, éste no tiene necesidad de darlos a conocer de manera amplia.

Los temas más recurrentes para lograr mejoras en la eficiencia energética en las flotas vehiculares están asociados al conocimiento de sus tecnologías, y a partir de las experiencias obtenidas por la Conuee se encuentra que, desde la selección de las unidades, que debiera ser
fuertemente soportada por evaluaciones técnicas y confirmadas en campo, no sucede así. Las opciones para elegir una unidad quedan limitadas a factores como las facilidades en el financiamiento, oportunidades de
crédito, arraigo a una marca o por la simple apariencia o imagen del vehículo.

Un segundo aspecto por considerar es la operación de los vehículos, para lo cual, y aún más tratándose de motores diésel, es indispensable que quien lo hace esté enterado de la mecánica de la unidad, es decir, que comprenda que las prestaciones del vehículo están fuertemente atadas al comportamiento de quien lo conduce. Para ello, se recomienda que de alguna manera.

Otro punto por tratar es la adecuada planeación y
la logística de las operaciones de la flota. Aquí, la
necesidad de contar con sistemas informáticos que
continuamente estén monitoreando el comportamiento
de la flota se vuelve indispensable.

También, se encuentra que la propia gestión que se
hace del combustible es una medida de ahorro, ya que
al controlar y dirigir acciones sobre la administración
de ese insumo, se evitan pérdidas o desviaciones, sobre
todo si es posible implementar sistemas automatizados
de gestión con ayuda de la telemática. El uso de estos
sistemas no sólo disminuye los consumos de combustible,
sino también contribuye al incremento en la seguridad y
certeza de los movimientos de pasajeros o de carga.

 

los operadores sepan que la ingeniería que le ofrece su unidad fue diseñada para brindarle un uso óptimo, especialmente en ciertas condiciones de operación, es decir, entre un rango de revoluciones definido en conjunto con parámetros como requerimientos de torque (o empuje del vehículo) o potencia (capacidad de aceleración) y en función del peso del vehículo, por ejemplo. Los ahorros logrados en un número muy amplio de pruebas en campo ofrecen muy diferentes valores, dependiendo precisamente de las habilidades y conocimiento del conductor, desde los más connotados (30%) hasta los más alejados de un manejo técnico (3-5%).

Por otra parte, un tercer punto que atender para lograr incrementos en la eficiencia energética en las flotas es el mantenimiento. En este caso, se encuentra una gran necesidad de aplicar los programas de mantenimiento de forma adecuada, ya sea el preventivo, que es más económico y de tiempos cortos y programados, o el correctivo, que puede ser causa de un incremento en los costos que no se había considerado en la flota, además de tener efectos negativos en la programación de las operaciones de tráfico y logística, al tener a la unidad detenida en taller. La meta debe ser mayor mantenimiento preventivo y menos correctivo. Los ahorros de combustible por llevar a cabo un cambio en la manera que se implementan programas de mantenimiento pueden ser de 7 al 15%.

La manera en que se encuentran las áreas de oportunidad para lograr ahorros de combustible en las flotas vehiculares es llevando a cabo un diagnóstico o auditoría energética, tomando en cuenta los distintos factores ya mencionados, que exige el cálculo de indicadores básicos, como rendimiento del diésel en kilómetros por litro, o valores económicos: costo por kilómetro y por día, por cada unidad, y el promedio de la flota.

A continuación, la Figura 6 expresa los potenciales que se consideran para México respecto del ahorro de los combustibles en el autotransporte de carga y pasajeros.

La Conuee provee información, así como cursos de capacitación y herramientas para los transportistas y cámaras u organizaciones no lucrativas.

EL AUTOMÓVIL PARTICULAR

Para México, la importancia del auto particular es de orden del 70.7% del consumo de gasolinas. La mejora de la eficiencia energética en los automóviles (vehículos ligeros y camionetas), que generalmente se usan para transporte privado, es una importante meta. En términos amplios podemos comentar que al igual que en lo descrito en los párrafos anteriores sobre flotas vehiculares, quien adquiere un automóvil debería elegir la tecnología adecuada, operarla de manera eficiente, mantenerla con los mejores niveles posibles de calidad, y planear su uso con disciplina, lo que permitirá al usuario ahorros de energía que pueden superar el 30%.

En la industria automotriz existen diferentes tipos de mejoras, pero sobresalen las relacionadas con las de inyección del combustible, que va desde la ofrecida por un solo inyector para el motor, pasando por el multipunto y llegando a la inyección directa, si se trata de motores de gasolina.

Las trasmisiones han evolucionado también, y ahora se encuentran con facilidad las transmisiones automatizadas y continuamente variables que reducen peso y fricción para beneficio del rendimiento de combustible del automóvil.

Como se mencionó en párrafos anteriores, es importante que los gobiernos emitan políticas públicas que permitan alcanzar metas reales de reducción de consumos de energía, a través de la actualización o creación de normas o acuerdos que, por un lado, faciliten el desarrollo de tecnología y por otro, brinden al consumidor la posibilidad de elegir productos más eficientes con precios competitivos.

Las soluciones que ofrecen las normas benefician a la sociedad en su conjunto y establecen las bases para una competencia con reglas inherentes, impulsando precisamente la integración de tecnologías que favorezcan a la eficiencia energética. La Conuee brinda información al automovilista particular y le ofrece incluso capacitación a través de webinars y videos en los temas más solicitados para mejorar el rendimiento de combustible.

Reflexiones sobre la movilidad eléctrica

Es evidente que desde las políticas ambientales internacionales se ha ejercido una gran presión a la industria automotriz para reducir las emisiones contaminantes y, actualmente, se considera que virar hacia la electromovilidad sería lo más consecuente para las naciones.

Los especialistas vaticinan un crecimiento acelerado de la venta de vehículos eléctricos (incluyendo buses) y el desplazamiento de los que utilizan hidrocarburos para su operación. Esta perspectiva se muestra en la Figura 7.

Los argumentos más sólidos señalan que la movilidad eléctrica se expande rápidamente y las políticas juegan un rol crítico para ello. Además, las tecnologías avanzadas bajan sus costos sustancialmente y la industria automotriz con frecuencia anuncia mayores intenciones de un mercado electrificado.

Por supuesto, los beneficios ambientales del vehículo eléctrico (VE) dependen a la fecha, de la mezcla de generación eléctrica. No se puede hablar con firmeza de beneficios, si la electricidad utilizada en el VE proviene de una planta de generación basada en la quema de carbón o una termoeléctrica con baja eficiencia. Tampoco se puede rehuir totalmente el problema de las baterías que se habrán de desechar, así como los desafíos para lograr una producción de baterías más limpias. Finalmente, en la práctica se reconoce que es indispensable incluir esquemas para tasar el uso del carbón para tener avances concretos en el desarrollo de la electromovilidad.

Conclusiones

A partir de la información que nos ofrece el último Balance Nacional de Energía (2017), elaborado por la Secretaría de Energía, la importancia del consumo energético del sector transporte sigue siendo muy importante. Se destaca, asimismo, la poca participación de la electricidad como energético en el transporte, contando principalmente con el Metro de la Ciudad de México y, en menor escala, el de Monterrey, así como el Tren Eléctrico Urbano de Guadalajara. Entonces, uno de los mayores desafíos es llevar a cabo transformaciones enérgicas para avanzar en la electromovilidad y disminuir el uso de combustibles fósiles con alto porcentaje de carbono, lo que implica el fomento de políticas, regulaciones, acuerdos y especialmente con un conocimiento amplio de las tecnologías que se integrarán junto con las que están

en marcha desde hace muchos años. La convivencia de las tecnologías convencionales y las emergentes se dará por varios años. Se requerirá un esfuerzo mayor para hacer un uso eficiente de la energía aprovechándola de manera sustentable.

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Falta capacitar en tecnología a dueños y directores de empresas: Huawei

Falta capacitar en tecnología a dueños y directores de empresas: Huawei

Ante la llegara de la Red 5G a México, Joaquín Saldaña, director de estrategia para Huawei en América Latina, aseguró que es necesario capacitar a los directores y dueños de las pequeñas y medianas empresas en temas tecnológicos para adquisición de nuevas competencias en la fuerza de trabajo.

Durante su participación en la 19 Cumbre de Negocios, el directivo aseveró que en general, las pymes en México tienen un índice de conectividad bajo.

“Si pensamos en que cuando llegue 5G esto va a cambiar o mejorar, creo que vamos estar siempre esperando, lo que necesitamos es aprovechar el acceso a banda anda que ya existe en el país” dijo.

Explicó que en México la penetración de banda ancha en la población de arriba del 70 por ciento; sin embargo, los mayores 50 a 55 años no tienen acceso a esto porque no saben utilizarlo.

“Tenemos un analfabetismo digital enorme en esa banda de edad, pero ellos son los dueños de las pequeñas y medianas empresas, a las que les estamos pidiendo que se transformen y que no tienen acceso a los dispositivos digitales”.

 Es por esto que agregó que antes de buscar el despliegue masivo de la nueva red, es necesario a quienes toman decisiones las herramientas tecnológicas que ya existen, y que de ellos dependen otros y que pueden hacer los procesos de transformación.

“El reto que tenemos es como vamos a producir paquetes dirigidos a las pymes que sean tan fáciles de utilizar como una aplicación de redes sociales”.

En este sentido, para Alejandro Preinfalk, director y presidente Siemens México, Centroamérica y el Caribe, el país es el musculo industrial de Latinoamérica por el camino que se ha recorrido en los últimos años; sin embargo, son las pequeñas y medianas empresas las que juegan un papel clave para abonar al crecimiento, que se estima llegará luego de 2023.

Agregó que existe el mito de que solo las grandes empresas y corporativos deben adoptar canales digitales y tecnologías, pero aseguró que con la actitud y las herramientas adecuadas se pueden hacer cambios en todos los sectores.

“Esto empieza desde el director general o el dueño, saber cuál es el punto de partida con un diagnóstico de madurez digital y las áreas de negocios que queremos cubrir con tecnología y a partir de ahí, definir las oportunidades con nuevos modelos de negocio”.

En este sentido, aseguró que la transformación digital no es sobre la tecnología, sino sobre las personas, “por lo que tenemos que hacer dos cosas en línea a una actitud de crecimiento para un aprendizaje de por vida para quienes toman decisiones en las empresas”. https://www.milenio.com/negocios/falta-capacitar-tecnologia-duenos-directores-empresas-huawe