ESTUDIO DE FACTIBILIDAD PARA EL DISENO DE UN TAXI PARA LA CIUDAD DE MEXICO

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

SECCIÒN DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACIÒN

ESTUDIO DE FACTIBILIDAD

PARA EL DISEÑO DE UN

TAXI PARA

LA CIUDAD DE MÉXICO

T E S I S

QUE PARA OBTENER EL GRADO DE:

MAESTRO EN CIENCIAS

CON ESPECIALIDAD EN

INGENIERÍA MECÁNICA

PRESENTA:

ING. DAVID TORRES FRANCO

DIRIGIDA POR: DR. GUILLERMO URRIOLAGOITIA CALDERÓN

DR. GUILLERMO URRIOLAGOITIA SOSA

Agradecimientos

A mí amada madre Profa. Delia Franco Martínez por todo su apoyo y amor a lo largo de mí vida, para ella dedico este trabajo con mí más grande admiración, Mamá muchas gracias. A mí padre Rubén Torres González por todo lo que me ha enseñado y dado, con todo mí cariño y gratitud.

A mí querida abuelita Socorro Martínez Juárez por acompañarme todos estos años y por hacerme tan dichoso. También a mí hermana Socorro y mis sobrinos Jorge, Alejandra, Alma y Paulina por todo su amor. A mis hermanos Idelfonso y Rubén por su cariño y comprensión.

Índice

Índice de figuras

Índice de tablas

Simbología

Resumen

Abstract

Introducción

Justificación

Objetivos

Capítulo I.-

Generalidades

I.1.- Introducción 2

I.2.- Evolución histórica del automóvil 2

I.3.- Inicio del transporte público en México 9

I.4.- Antecedentes del auto híbrido 12

I.5.- Taxis híbridos en el mundo 14

I.5.1.- España 14

I.5.2.- Nueva York 15

I.5.3.- Proyectos de autos híbridos en México 15

I.5.3.1.- UNAM y UAM 16

I.5.3.2.- Instituto Politécnico Nacional (IPN) 17

I.6.- Estudio de factibilidad 17

I.6.1.- Objetivo de un estudio de factibilidad 18 I.6.2.- Estructura del estudio de factibilidad 19

I.7.- Sumario 22

Capítulo II.-

Situación actual

II.1.- Introducción 25

II.2.- Descripción de la situación actual 25

II.3.- Programas para mejorar la calidad del aire en la ciudad de México 29

II.4.- Automóviles híbridos en México 33

II.5.- Posibles beneficios del uso de la tecnología híbrida 34 II.6.- Propósito del estudio de factibilidad 35

II.7.- Estructura del proyecto de tesis 36

Capítulo III.-

El automóvil híbrido

III.1.- Introducción 40

III.2.- Definición del vehículo híbrido 40

III.3.- Tipos de vehículos híbridos 41

III.3.1.- Tren motriz en serie 41

III.3.1.1.- Ventajas y desventajas de la configuración en serie 43

III.3.2.- Tren motriz en paralelo 44

III.3.2.1.- Ventajas y desventajas del tren motriz en paralelo 46

III.3.3.- Tren motriz serie-paralelo 47

III.4.- Elementos del tren motriz del vehículo híbrido 49

III.4.1.- Motor de combustión interna 50

III.4.1.1.- Ejemplos de motores de combustión interna en vehículos

híbridos 51

III.4.2.- Baterías 52

III.4.3.- Motores eléctricos 55

III.4.4.- Frenado regenerativo 56

III.5.- Clasificación de los autos híbridos 57

III.5.1.- Híbrido robusto 59

III.5.2.- Parcialmente híbrido 60

III.5.3.- Completamente híbrido 60

III.5.4.- Híbrido enchufable 61

III.6.- Reseña de los vehículos y marcas 61

III.6.1.- Toyota 61

III.6.2.- Honda 62

III.6.3.- Ford Motor Company 63

III.6.4.- General Motors Cars 64

III.6.5.- Daimler Chrysler-Dodge 64

III.6.6.- Lexus 65

III.6.7.- Nissan 65

III.6.8.- Volvo 66

III.6.9.- BMW 67

III.6.10.- Saturn 67

III.6.11.- Hyundai 68

III.6.12.- Saab 68

III.6.13.- Kia 69

III.6.14.- Mazda 69

III.6.15.- Porsche 70

III.6.16.- Volkswagen 71

III.6.17.- Cadillac 71

III.6.18.- Audi 72

III.6.19.- Mercedes Benz 72

de combustible de Hidrógeno para la ciudad de México

III.6.21.2.- Fase 2 del proyecto de demostración de autobuses con celdas de combustible de Hidrógeno para la ciudad de México 78 III.6.21.3.- Fase 3 del proyecto de demostración de autobuses con celdas de combustible de Hidrógeno para la ciudad de México 79 III.6.21.4.- Fase 4 del proyecto de demostración de autobuses con celdas de combustible de Hidrógeno para la ciudad de México 80

III.7.- Desempeño del vehículo híbrido 80

III.7.1.- El rendimiento del combustible 81

III.7.2.- Emisiones contaminantes de los vehículos híbridos 82 III.7.2.1.- Algunas ventajas sobre los vehículos convencionales 85 III.7.2.2.- Retos que enfrentan los vehículos en el nivel de emisiones

contaminantes 85

III.7.3.- Beneficios del vehículo híbrido 87

III.7.4.- Seguridad 88

III.7.5.- Vida útil del vehículo híbrido 89

III.8.- Sumario 89

Capítulo IV.-

El mercado de los híbridos en México

IV.1.- Introducción 94

IV.2.- El Mercado de autos híbridos en México 94 IV.2.1.- La oferta y demanda de vehículos híbridos en México 95 IV.2.2.- Posible demanda de vehículos híbridos en la ciudad de México 100 IV.3.- Obstáculos para el Mercado de autos híbridos en México 104 IV.3.1.-La superación de los obstáculos del mercado de los híbridos en

México 109

IV.4.- Evaluación económica del taxi híbrido 110 IV.4.1.- Preparación de los datos, inversión y gastos del taxi 110

IV.4.1.1.- Costos de gasolina 110

IV.4.1.2.- Costos del servicio de mantenimiento 110 IV.4.1.3.- Costos por el pago de tenencia y verificación vehicular 111 IV.4.1.4.- Cálculo de la depreciación del vehículo 111

IV.4.1.5.- Ingresos del taxista 112

IV.4.2.- Supuestos económicos 112

IV.4.2.1.- Paridad 113

IV.4.2.2.- Inflación 113

IV.4.2.3.- Horizonte del proyecto 113

IV.4.2.4.- Tasa minima aceptable de rendimiento (TMAR) 114 IV.4.3.- Cálculo de los parámetros de rentabilidad 115 IV.4.3.1.- Cálculo del valor presente neto (VPN) y la tasa interna de

retorno (TIR) 116

IV.5.- Beneficios ambientales del auto híbrido 119

Conclusiones

Recomendaciones para trabajos futuros

Referencias

Índice de figuras

Capítulo I

I.1.- “Studio per carro automotore” de Leonardo Da Vinci 3 I.2.- Diseño del vehículo autopropulsado de Newton 3

I.3.- Versión del Fardier de Cugnot 4

I.4.- Vehículo de vapor de Gualterio Hancock 4 I.5.- Último prototipo conocido del vehículo de Marcus 5

I.6.- Triciclo de Kart Benz 6

I.7.- Ford T 7

I.8.- Fabrica de automóviles hacia 1928 8

I.9.- Pista en pendiente para probar los autos recién fabricados de la compañía Dodge

8

I.10.- Primeros tranvías a finales del siglo XIX 9

I.11.- Transporte de pasajeros con motor 10

I.12.- Autobús de 1940 11

I.13.- Tren ligero de la ciudad de México 11

I.14.- Auto híbrido de Ferdinand Porsche y Jacob Lohner 12

I.15.- Camión escalera híbrido de 1914 13

I.16.- El Owen Magnetic Modelo 60 de 1921 13

I.17.- Boceto del Taxi Vehizero 16

I.18.- Secuencia del estudio de factibilidad 21

Capítulo III

III.8.- Toyota Prius híbrido 62

III.9.- Honda Insight híbrido 63

III.10.- Ford Escape hidrido 63

III.11.- SUV de GMC, la Tohoe y Yukon híbridas 64

III.12.- Daimler Chrysler Aspen híbrida 64

III.13.- Lexus GS 450h híbrido 65

III.14.- Nissan Altima híbrido 2007 66

III.15.- Volvo 3CC híbrido 66

III.16.- BMW X6 híbrido 67

III.17.- Saturn Aura Green Line hybrid 67

III.18.- Hyundai Accent híbrido 68

III.19.- Saab Bio Power Híbrido 69

III.20.- Kia Rio híbrido 69

III.21.- Mazda 5 híbrido 70

III.22.-Porsche Cayenne híbrido 70

III.23.- Volkswagen Jetta híbrido 71

III.24.- Cadillac Escalade híbrida 72

III.25.- Audi Q7 híbrida 72

III.26.- Mercedes Benz Clase S350 híbrido 73

III.27.- Autobús híbrido 74

III.28.- Autobús diesel- eléctrico de Nueva York 75

III.29.- Fases del Proyecto 76

III.30.- Estimación del rendimiento del combustible para diferentes tipos

de híbridos 82

Capítulo IV

IV.1.- Honda Civic Híbrido 2009 96

IV.2.- Prototipo Vehizero Ecco1 desarrollado en el 2000 97 IV.3.- Vehículo de carga ligero de Vehizero Ecco2 98 IV.4.- Prototipo Vehizero EggoAlfa (taxi híbrido) 99 IV.5.- Prototipo Vehizero Ecco2 (vehículo de carga) 99 IV.6.- Porcentaje de Taxistas que conocen el vehículo híbrido 101 IV.7.- Porcentaje de taxistas que conocen el Civic híbrido 102

IV.8.- Precio estimado por los taxistas 104

IV.9.- Ventas del Civic híbrido de Honda 105

IV.10.- Porcentaje de Taxistas que conocen el rendimiento del

Índice de tablas

Capítulo II

II.1.- Emisiones de Gases de Efecto Invernadero de los vehículos en la

ZMVM 28

II.2.- Emisiones de Gases de los vehículos por entidades 28

Capítulo III

III.1.- Disposición de los cilindros en el motor del automóvil 51

III.2.- Clasificación del vehículo híbrido 59

III.3.- Normas Oficiales Mexicanas y niveles de emisiones permisibles 83 III.4.- Listado de vehículos que pueden obtener el holograma doble cero

por seis años 84

Capítulo IV

IV.1.- Diferencia del precio de algunos vehículos convencionales y el

Civic híbrido 108

IV.2.- Costos anuales de la operación del vehículo 111 IV.3.- Estado de resultados para la evaluación económica 115

IV.4.- Flujo neto de efectivo 118

Simbología

CONACyT Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología

UNAM Universidad Nacional Autónoma de México

UAM Universidad Autónoma Metropolitana

IPN Instituto Politécnico Nacional

INEGI Instituto Nacional de Estadística y Geografía

SETRAVI Secretaria de Transportes y Vialidad

ZMVM Zona Metropolitana del Valle de México

RTP Red de Transporte de Pasajeros

STE Sistema de Transportes Eléctricos

INE Instituto Nacional de Ecología

SEMARNAP Secretaría del Medio Ambiente, Recursos Naturales y Pesca

SMA Secretaría del Medio Ambiente

ICyTDF Instituto de Ciencia y Tecnología del Distrito Federal

PNUD Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo

Resumen

El objetivo de esta investigación es determinar la factibilidad para el diseño de un auto híbrido que pueda fungir como taxi, y sea operativo para la ciudad de México, tomando en cuenta los diversos problemas que presenta esta gran urbe. Este trabajo esta orientado a establecer un análisis de la situación actual de la ciudad para así definir los problemas que esta presenta y los diversos proyectos relacionados a automóviles híbridos. También se desea conocer el mercado actual de autos híbridos en México y los alcances que puede ofrecer estos vehículos, además, la aportación que tendrán al medio ambiente y el impacto en forma específica en la ciudad de México.

El número de personas que habitan la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM) es una cantidad importante que causa una serie de problemas de tipo social y ambiental. Una población tan densa como la de la ciudad de México crea una gran demanda en algunos servicios como lo es el transporte público, rebasando así los satisfactores. En la ciudad de México se generan casi 20.1 millones de viajes al día con aproximadamente 3.5 millones de vehículos que circulan en sus vialidades, de los cuales la gran mayoría utiliza motores de combustión interna que son altamente contaminantes. La mayor demanda de viajes al día se presentan en el transporte público con el 5% de la flota total de vehículos, lo que hace, que el sistema sea ineficiente e insuficiente, esto debido a que el 92% de la flota total son vehículos particulares los cuales transportan a una menor cantidad de personas, utilizando una gran cantidad de recursos y energía, e induciendo problemas viales y de contaminación ambiental.

De acuerdo al inventario de emisiones la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM) aporta el 6.7% de las emisiones nacionales, donde la combustión vehicular es uno de los principales responsables generando el 50% de las emisiones esto es, poco más de 21.6 millones de toneladas de CO2 por año. Se observó también, que los 106 mil taxis que circulan en la ciudad de México ocupan el segundo lugar en cuanto a emisiones contribuyendo con el 12.1% de los gases contaminantes. También se estableció que en México existen muy pocos automóviles híbridos en comparación con otros países, en la ciudad de México sólo se encuentran circulando 20 unidades, de las 1067 unidades que circulan en todo el país.

El uso del automóvil híbrido hoy en día se esta incrementando por los problemas de contaminación ambiental en el mundo, y por la escasez que habrá de combustibles en un futuro, el auto híbrido es aquel que es impulsado por un motor de combustión interna y un motor eléctrico, estos pueden contar con un tren motriz en serie o en paralelo, en donde el motor de combustión interna como el eléctrico pueden impulsar al mismo tiempo al automóvil, o el de combustión interna solo funciona como generador de electricidad para cargar las baterías que alimentan al motor eléctrico, el cual, impulsar el automóvil. La historia del auto híbrido esta presente desde los inicios del automóvil convencional, solo que esta se dejó a un lado, hasta que, actualmente, algunas marcas decidieron retomarla, y es así como ha comenzado la competencia por la venta de estos automóviles con la tecnología híbrida, donde actualmente la mayoría de las marcas aún tienen prototipos.

Algunas ciudades del mundo se han interesado en esta tecnología para los taxis, como las ciudades españolas de Madrid y Barcelona, y una de las ciudades más importantes de Estados Unidos como Nueva York, y aunque en México esta tecnología no esta bien definida existen diversos proyectos de universidades mexicanas y empresas como Vehizero.

Vehizero. Actualmente se encuentra a la venta el Civic híbrido de Honda, de los cuales sólo 20 unidades circulan en la ciudad de México, mientras que Vehizero cuenta con 40 taxis híbridos en periodo de prueba.

Se consideró importante la realización de cuestionarios y encuestas para determinar el verdadero interés de los consumidores (en este caso los taxistas) en estos autos. A través de las encuestas se estableció que los taxistas están más interesados por el vehículo de Vehizero debido al precio con el que la empresa planea lanzar al mercado su modelo EggoAlfa ($149,500 pesos), ya que es mucho más accesible para ellos que el modelo de Honda (Civic híbrido, $294,500 pesos). También, se establecieron algunos obstáculos que de alguna manera han limitado el crecimiento del mercado de los híbridos, como la disminución en las ventas de Honda en el presente año, debido a la falta de cultura ambiental de las personas, el precio tan elevado de este vehículo y la poca difusión que se le ha dado a estos automóviles.

Abstract

The present study is focused to determine the feasibility for the hybrid automobile design that can serve as taxi, and being operative in Mexico City, taking into consideration the diverse problems that this large city presents. This research is oriented to establish an analysis of the actual situation of the city to define the problems that it presents and the diverse projects related to the hybrid automobiles. Moreover, it is shown the actual market of hybrid automobile in Mexico and the reaches that these vehicles can offer, furthermore the contribution to the environment and the specific impact in Mexico City.

For the development of this study, both the technical and economical part of the automobile was necessary to consider in the next structure of the thesis work.

Chapter I. - A historical evolution explanation of the automobile is given, just as the public transport in Mexico. Also, the hybrid car background, moreover the diverse projects about these vehicles in the world and some projects developed in Mexico. At the end of the chapter the feasibility study, its objective and structure are defined.

Chapter II. – The actual situation of Mexico City is shown, where some city problems are described and the diverse programs to improve the air quality. Furthermore, the taxis situation and the hybrid vehicles in the metropolitan area of Mexico valley, also the project purpose and its structure are analyzed.

Chapter III. – The hybrid automobile is defined, its operation and characteristics. Just as the elements that made it up and a classification of these vehicles, a brief review of projects and makes. Moreover it is described the fuel performance, emission of pollutants, security and useful life.

Introducción

El objetivo de un estudio de factibilidad se limita a la investigación de la viabilidad técnica y económica, además se enfoca y proporciona la base para tomar una decisión sobre una inversión y por lo tanto, su contenido no debe anticipar ninguna actividad que se realizaría posteriormente a esa decisión. Un estudio de factibilidad se inicia con la investigación del mercado para el producto planeado o propuesto. La investigación del mercado se extiende hasta el pronóstico del volumen futuro.

Después del pronóstico del mercado se investigan las posibilidades técnicas. La parte técnica del estudio del proyecto cubrirá todos los detalles respecto a terrenos, edificios, maquinaria, calidad y cantidad de las materias primas y materiales; se investigan todos los factores e insumos técnicos necesarios luego analizar el mercado de insumos, que es fase de la investigación para determinar la disponibilidad y los precios.

Entre otras consideraciones, las de mayor importancia son las que se refieren al financiamiento del proyecto; de hecho, muchas veces el estudio es un instrumento para las negociaciones con instituciones financieras y con inversionistas potenciales, razón por la cual no se incluyen propuestas o recomendaciones acerca del financiamiento de un proyecto.

de eficiencia del transporte público por problemas de transito o lentitud, lo que trae consecuencias de salud para los habitantes por los gases que emiten los vehículos.

Todo esto se presenta dentro de un espacio de 1,500 kilómetros cuadrados sumado este a que la ciudad de México se encuentra a 2,240 metros de altura sobre el nivel del mar y debido a que es un valle rodeado por cadenas montañosas, se favorece la concentración de las partículas suspendidas, lo que impide que los contaminantes se dispersen.

El transporte público concesionado-individual (taxis libres y de sitio), atiende el 5% de la demanda total de traslados, con aproximadamente 336 millones de viajes al año lo que representa un millón 100 mil viajes diarios y 504 millones de pasajeros con 106 mil unidades. Por lo que, el promedio de traslados por taxi es de 10 viajes al día.

Las emisiones de CO2 en la ciudad de México básicamente son producto de la quema de los hidrocarburos utilizados como combustible, y el 50% es generado por la combustión vehicular. Se dice que el transporte carretero genera 21 millones 626 mil 532 toneladas de CO2 por año. El sector transporte que incluye todos los tipos de vehículos que portan placas del Distrito Federal y del Estado de México, son generadores directos de emisiones de CO2, CH4 y N2O, de las emisiones generadas por los vehículos, casi el 100% corresponden a emisiones de CO2.

De acuerdo al inventario de emisiones contaminantes, el uso del automóvil particular es el principal generador de gases de efecto invernadero en la ZMVM. Estos últimos contribuyen con casi el 49% de las emisiones de este sector, ocupando el primer lugar en niveles de emisiones. Mientras que, los taxis ocupan el segundo lugar generando el 12.1% de las emisiones, seguido de los tractocamiones con el 9.2%.

como, un buen torque a baja velocidad, reduce el ruido y las vibraciones, cuentan con capacidad eléctrica hasta 220 volts, además de reducir el mantenimiento básico en los componentes mecánicos del vehículo y menos paradas en la gasolinera lo que se ve reflejado en costo.

En México el mercado de estos autos aún se encuentra rezagado, por lo que, es necesario determinar el mercado de los autos híbridos en el país, para encontrar que empresas ofrecen estos vehículos y a que precio. Con esto se conocerán los modelos disponibles y establecer sus características. La elaboración de cuestionarios y encuestas son un instrumento importante para conocer mejor el mercado, ya que a través de esta herramienta puede determinarse la posible demanda de estos vehículos, además, de saber cual de los modelos disponibles en el mercado es el de mayor interés para los consumidores. Por medio de las encuestas es posible conocer también los obstáculos que han limitado el mercado de los híbridos en México.

Justificación

Debido a los problemas ambientales que sufre la ciudad de México, de la futura crisis energética, y además que los precios de la gasolina han probado ser inestables. Lo anterior obliga a una búsqueda de alternativas que permitan contribuir en la preservación de dichos recursos. Algunas de estas alternativas es el uso de nuevas tecnologías para el diseño de medios de transporte que ayuden a disminuir el uso del petróleo o sus derivados y por ende a disminuir la contaminación, tanto auditiva como atmosférica; como son los vehículos híbridos, los cuales, el motor eléctrico puede estar combinado con motores con células de combustible de hidrogeno, motores de aire comprimido y motores de combustión interna.

A pesar de los diversos programas establecidos por el Gobierno del Distrito Federal para mejorar la calidad del aire. En la ciudad de México y en general en toda la republica mexicana, no existen muchos proyectos que estén enfocados al desarrollo y a la inversión de automóviles híbridos, ignorándose las enormes ventajas que estos presentan para el medio ambiente y para el ahorro de combustible. Esto puede deberse a que no son suficientes los recursos para la implementación de nuevas tecnologías para el control de las emisiones contaminantes, además de que existe muy poca cultura ambiental tanto de los ciudadanos como de los gobernantes. Lo que hace que existan muy pocos estudios que recopilen datos importantes para que en base a ello se tome la mejor decisión, si procede su desarrollo, diseño e introducción de estas tecnologías.

Objetivos

en México y los alcances que puede ofrecer estos vehículos, además, la aportación que tendrán al medio ambiente y el impacto en forma específica en la ciudad de México.

Los objetivos particulares del estudio para determinar si es viable el uso de un automóvil híbrido en la ciudad de México se desarrolla en el orden establecido a continuación.

• Conocer los diferentes tipos de vehículos híbridos y sus características

• Cómo se adapta la tecnología híbrida en los taxis y cómo podría adaptarse a los de la ciudad de México

• Cuál es el mayor obstáculo para la circulación de estos vehículos

• Como pueden superarse estos obstáculos

• Cuál es mercado potencial en la ciudad de México

• Cuál vehículo híbrido es el más atractivo en términos económicos y ambientales

I.1.- Introducción

En este capítulo se presenta una breve historia del automóvil, desde los primeros autos a vapor hasta la invención del motor de combustión. También se menciona la evolución histórica del transporte público en México y los antecedentes del auto híbrido desde el diseño de Ferdinand Porsche. Se muestra el uso de los vehículos híbridos como taxis en algunas ciudades del mundo y diversos proyectos desarrollados por universidades mexicanas y empresas como Vehizero. Además las técnicas y parámetros para realizar un estudio de factibilidad, su definición, el objetivo de un estudio de factibilidad y su estructura, ya que el estudio de factibilidad es el propósito de esta investigación.

I.2.-Evolución histórica del automóvil

En los inicios de la humanidad, el hombre dependía en gran medida de la naturaleza como fuente de propulsión para trasladarse de un lugar a otro; como; el viento, las corrientes de los ríos y mares. Además de la naturaleza, se contaba también con la propulsión que podían generar los animales y el mismo ser humano [Segura-Nava y Urriolagoitia-Calderón, 2007].

Figura I.1.- “Studio per carro automotore” de Leonardo Da Vinci [Pedretti, 1999]

Doscientos años después, en 1680, Isaac Newton esbozó el diseño de lo que podría considerarse ya un automóvil motorizado. Se trataba de un vehículo de 4 ruedas en cuyo centro se encontraba una caldera esférica, con un enorme quemador por debajo (Figura I.2). De la caldera salía un tubo hacia atrás, haciendo las veces de retropropulsor por la salida del vapor [Oliver y Monteso, 1997].

Para finales del siglo XVIII, Nicholas-Joseph Cugnot, dio el gran paso, al construir un automóvil de vapor, diseñado inicialmente para arrastrar piezas de artillería [Salvat, 1974]. El Fardier, como lo llamó Cugnot, pesaba 4.5 toneladas con ruedas de hierro y comenzó a circular por las calles de París en 1769 [Shelton-Kirby, 1990]. La Figura I.3 muestra el Fardier de Cugnot impactándose contra un muro.

El diseño de Cugnot permitió que, una década más tarde James Watt, en sus trabajos por perfeccionar la máquina de vapor, inventa la biela y el cigüeñal para transformar el vaivén de un pistón en un movimiento circular [Valencia-Giraldo, 1999]. Más tarde en 1804, Gualterio Hancock de Stratford (Londres) consiguió diseñar una caldera que soportaba altas presiones y que era sólida y manejable (Figura I.4) [Polo, 1996]. Es así como, comienza el desarrollo del automóvil.

Figura I.3.- Versión del Fardier de Cugnot [Shelton-Kirby, 1990]

En 1860, Jean Joseph Etienne Lenoir desarrolla y patenta el considerado primer motor de combustión interna del mundo, el cual trabajaba mediante un sistema de ignición de diseño propio [Pelfrey, 2006]. Tres años después, Nikolaus August Otto patenta el motor de combustión interna de 2 tiempos. Posteriormente, Otto y Gottlieb Daimler desarrollaron el motor de cuatro tiempos. Y en 1897, Rudolf Diesel consolidó el motor de explosión interna [Baguer-Alcalá, 2001]. En 1864, se construye el primer vehículo con motor de combustión interna, el cual fue desarrollado y perfeccionado por Siegfried Marcus. Sin embargo, nunca llegó a patentar el vehículo. Además de que la Alemania Nazi destruyó casi todo su trabajo, provocando el olvido de este inventor (Figura I.5) [Van Doren-Sterm, 1953].

Figura I.5.- Último prototipo conocido del vehículo de Marcus [Van Doren-Sterm, 1953]

meta de los 102 que habían tomado la salida, están equipados con motores Daimler [Chrysler Corporation, 1999].

Años más tarde en 1885, Gottlieb Daimler construyó la primera motocicleta y en 1887 hizó circular un carruaje de cuatro ruedas a una velocidad de 18 km/hr entre dos poblaciones alemanas. Al mismo tiempo, Kart Benz diseñó y experimentó con un vehículo de tres ruedas (Figura I.6). A Daimler y Benz se les considera los inventores del automóvil [Baguer-Alcalá, 2001].

Figura I.6.- Triciclo de Kart Benz [Baguer-Alcalá, 2001]

El siguiente avance científico fue desarrollado por los franceses René Panhard y Emile Levassor, quienes instituyen en 1888 la empresa Panhard & Levassor, que con motores Daimler, comienzan a fabricar los primeros autos franceses en 1891. De esta manera inicia la construcción colectiva, aunque su fabricación era artesanal. La construcción en serie aún no existe y es el propio inventor el encargado tanto de la construcción como de la posterior reparación de los automóviles [Muñoz de Escalona, 2004].

(Figura I.7), que representó la popularización del automóvil al reducir sensiblemente los costes de fabricación mediante técnicas como la utilización de la pintura negra (era la que secaba más rápido y permitía reducir el tiempo de fabricación del coche). Iniciándose así la fabricación de los autos en serie.

Figura I.7. - Ford T [Ford y Crowther, 1922]

Con la entrada de General Motors en el mercado, a base de absorber varias fábricas pequeñas, los Estados Unidos tomarían la cabeza de la producción para no dejarla hasta nuestros días. Las dos grandes marcas norteamericanas se instalan en Europa y para esa época la hegemonía en cuanto a producción es clara; Estados Unidos, Francia, Gran Bretaña, Alemania e Italia [Font-Mezquita y Dols-Ruiz, 1997].

Figura I.8.- Fabrica de automóviles hacia 1928 [Van Doren-Sterm, 1953]

Figura I.9.- Pista en pendiente para probar los autos recién fabricados de la Compañía Dodge [Van Doren-Sterm, 1953]

Concluida la guerra, Ford y General Motors aprovecharon el panorama, ampliamente favorable, para absorber algunos pequeños fabricantes. Los años de la post-guerra se caracterizaron por las desapariciones de legendarias marcas, fusiones y reagrupamientos estratégicos [Mintzberg, 1991].

El automóvil es un invento muy joven dentro de la historia de la humanidad, pero promete continuar durante muchos años más, puede que con características muy diferentes a las actuales, pero seguirá siendo un automóvil. Pero esta historia no acaba aquí; los motores eléctricos cada día son mejores y más confiables; ya se habla de automóviles sin necesidad de conductor, de motores de hidrógeno, y de infinidad de ideas para un futuro, en algunos casos más próximo de lo que pensamos.

I.3.- Inicio del transporte público en México

Durante la guerra de Independencia no se realizaron nuevas obras de comunicación. No fue hasta que la República fue establecida cuando se prestó atención a la urbanización de la ciudad de México [Segura-Nava y Urriolagoitia-Calderón, 2007]. El transporte público de la ciudad en aquella época fueron los tranvías cuya fuerza de tracción eran los caballos y mulas que los jalaban (Figura I.11) [Aguirre-Botello y Galán-Ponce, 2000].

El 12 de octubre de 1852, el presidente Mariano Arista expidió la patente que celebraba el contrato y otorgaba la concesión, para que el señor José Gómez de la Cortina iniciara el sistema tranviario en la ciudad de México, comunicando a las poblaciones de Tlalpan con otras zonas de la ciudad, como San Ángel, Mixcoac y Tacubaya, ampliándose dicha concesión en 1856 para ligar la línea Zócalo con Tacubaya [Colegio de México, 1951].

El transporte urbano en esta época, básicamente lo proporcionaban los tranvías, aunque también existían los carruajes de alquiler. En 1896 el gobierno autorizó la electrificación del sistema de tranvías, por lo que poco a poco las carretas jaladas por animales fueron reemplazadas. Para el año de 1900 se dio por inaugurada la primera línea de tranvías eléctricos [Aguirre-Botello y Galán-Ponce, 2000].

Los taxis y camiones competían con los tranvías en las calles. Para el año de 1923, había más de 1,700 camiones dando servicio de transporte de pasajeros a diversos puntos de la ciudad y sus alrededores. Poco a poco, a lo largo de la década, los tranvías serían desplazados por los camiones y trolebuses [Matabuena-Peláez, 2004]. En las Figuras I.12 y I.13 se ilustran los primeros vehículos con motor de combustión interna que fungían como transporte público.

Figura I.12.- Autobús de 1940 [Matabuena-Peláez, 2004]

En 1969, se crea un nuevo eje de organización del transporte urbano, que se ha ido desarrollando poco a poco a medida que este sistema ha crecido. Una vez que los tranvías desaparecieron, se inició la construcción de la primera línea del tren ligero, trolebuses y las líneas del metro (Figura I.13) [Segura-Nava y Urriolagoitia-Calderón, 2007].

El transporte a base de taxis, combis y microbuses se desarrolló en forma sorprendente y clandestina, haciendo difícil su control y creando problemas de congestionamiento. Mientras que el número de autobuses disminuyó [Kahlo y Matabuena-Peláez, 2002].

I.4.- Antecedentes del auto híbrido

En el año de 1899, Ferdinand Porsche y Ludwig Lohner desarrollan y llevan a cabo el trabajo de los primeros vehículos híbridos eléctricos (Figura I.14). Se puede considerar como los pioneros de los autos híbridos [Anderson y Anderson, 2004].

Figura I.14.- Auto híbrido de Ferdinand Porsche y Jacob Lohner [Anderson y Anderson, 2004]

comenzado a utilizar la energía nuclear como un sustituto del gasóleo [Herrera-Cuntti, 2006].

Para el año de 1905, Piper patenta un auto híbrido [Wakefield, 1998]. En 1914 entra en circulación un camión escalera (Figura I.15), que es también un ejemplo de los vehículos híbridos [Ehsani, et al, 2005]. En 1921 se presenta el Owen Magneto Modelo 60 Touring (Figura I.16) que utiliza un motor de gasolina que funge como generador que suministra energía eléctrica a los motores montados en cada una de las ruedas traseras [Hall, 2005].

Figura I.15.- Camión escalera híbrido de 1914 [Ehsani, et al, 2005]

Noventa y nueve años después de que el Ingeniero Piper patentará el automóvil híbrido, la Ford Motor Company aplica la patente de Piper y lanza al mercado en el año 2004 su primer híbrido, el Ford Escape híbrido. Posteriormente lanza al mercado otros modelos como, el Mercury Mariner, Meta One y el Reflex.

Otras de las pioneras en lanzar al mercado de automóviles son las empresas Toyota y Honda, las cuales, lanzan los modelos Toyota Prius y el Honda Insight. A partir de esto, la mayoría de las marcas automotrices a nivel mundial ya cuentan con modelos híbridos, pero no todas tienen a la venta este tipo de automóviles, algunas los presentan aún como prototipos.

I.5.- Taxis híbridos en el mundo

El uso del automóvil híbrido se ha incrementado recientemente, esto debido a los altos índices de contaminación, aunque esta tecnología no es nueva, ya que esta presente desde los inicios del automóvil, no se le ha dado importancia hasta nuestros días. En algunas ciudades de Europa preocupadas por el problema de la contaminación como Madrid y Barcelona en España, y en América, como la ciudad de Nueva York, han implementado esta tecnología, poniendo en circulación taxis híbridos. En México está tecnología es nueva, sin embargo existen proyectos de algunas universidades y empresas interesadas en la tecnología híbrida.

I.5.1.- España

en el objetivo de Toyota de lograr emisiones cero mediante políticas de este tipo que favorezcan el medioambiente y el desarrollo sostenible [Pujol, 2007].

I.5.2.- Nueva York

La ciudad norteamericana de Nueva York tiene un plan para actualizar su flota de taxis por una de taxis híbridos nuevos y ecológicos.En la actualidad el numero de taxis es de unos 13,000, y con un consumo promedio de 16.8 litros de gasolina cada 100 kilómetros. El plan es que al introducir los vehículos híbridos, combinando motores de combustión y motores eléctricos, el consumo baje a un promedio de 7.8 litros de gasolina cada 100 kilómetros [Hossack, 2007].

En la actualidad existen unos 300 taxis híbridos, lo que demuestra que el plan es viable. Los taxis híbridos fueron desarrollados por Ford, con el modelo Escape. La compañía sería la más beneficiada por este plan, ya que hay grandes probabilidades de que siga siendo la proveedora de los vehículos híbridos. El plan se desarrollará por etapas en un periodo de 5 años, comenzando por lo modelos mas viejos hasta llegar a los modelos que dentro de 5 años también serán viejos [Hossack, 2007].

Algo que también hay que tener en cuenta es que el número de taxis aumentará en esos 5 años, se calcula que para 2008 el número se incrementará en 1,000 vehículos, y que a partir de ahí hasta el 2012 la cifra crecerá en un 20% [Hossack, 2007].

I.5.3.-Proyectos de autos híbridos en México

En la Figura I.17 se muestra un bosquejo del taxi de uso urbano, cuenta con un motor eléctrico de 17 Hp, un motor de combustión interna de 34 Hp de 1 cilindro, la fuente de energía es eléctrica y gasolina, alcanza una velocidad máxima de 100 Km/hr, su capacidad es para 5 pasajeros [Vehizero, 2007].

Figura I.17.- Boceto del Taxi Vehizero [Vehizero, 2007].

I.5.3.1.- UNAM y UAM

En la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), se está desarrollando el prototipo de un vehículo multifuncional ecológico, siendo el primero con estas características en el país. Los autos usarán hidrógeno en vez de gasolina y emitirán agua en lugar de dióxido de carbono. Dicho automóvil, cuyo diseño está inspirado en el puma, mascota de la universidad, forma parte de un macroproyecto llamado: “La ciudad universitaria y la energía”. El híbrido creado por el posgrado de diseño industrial para el programa Ecovía, tendrá hasta 300 km de autonomía y velocidad de 70 a 80 km/h [Ferreira, 2007].

participaron otros diez mil proyectos procedentes de 51 países [Martínez-González, 2007].

I.5.3.2.- Instituto Politécnico Nacional (IPN)

Como parte de las acciones que se llevan a cabo en el marco del Programa Integral de Mejoramiento del Transporte del Gobierno del Distrito Federal, especialistas del Instituto Politécnico Nacional realizan una evaluación integral a los vehículos que sustituirán el parque vehicular de transporte individual de pasajeros (taxis), los cuales funcionarán con combustibles alternativos (gas natural y electricidad), con la finalidad de mejorar el rendimiento y contribuir a reducir las emisiones de contaminantes a la atmósfera.

El estudio de factibilidad para la sustitución de taxis aplicado por el IPN incluye la evaluación integral de los vehículos. Para garantizar la calidad del servicio y la comodidad de los pasajeros estamos evaluando exhaustivamente las unidades, a fin de hacer una valoración del comportamiento de los motores conforme a los cambios de altitud y calentamiento, el rendimiento del combustible, la composición de las emisiones contaminantes y la relación costo beneficio.

Los nuevos taxis tendrán un costo de 30 mil pesos más que un automóvil convencional, porque incluyen el sistema de combustión de gas natural y el de gasolina, cuentan con un interruptor que permite cambiar el sistema de combustión de acuerdo con el agotamiento del combustible en lo que el conductor llega a la estación más cercana; debido a que el gas natural es más económico, la inversión inicial se compensa en el mediano plazo.

I.6.- Estudio de factibilidad

conceptos, las formas operativas, los resultados y la visión del empresario sobre el proyecto [Varela, 2001].

El estudio de factibilidad sirve para ver cuál será la relación entre el proyecto y el mercado existente. Se concentra en definir su competencia, si es un negocio, su posible clientela en la ubicación elegida, se le llama estudio de factibilidad, porque implica investigar la viabilidad de un proyecto o un negocio en cuanto a competencia y demanda [Cooper, Floody y McNeil, 2002].

El estudio de factibilidad busca dar respuestas adecuadas, en un momento específico, a las interrogantes de todo empresario, inversionista, comprador, proveedor, etc [Varela, 2001]:

• ¿Que es y en qué consiste el negocio?

• ¿Quién dirigirá el negocio o proyecto?

• ¿Cuáles son las causas y razones de éxito?

• ¿Cuáles son los mecanismos y las estrategias que se van a utilizar para lograr las metas previstas?

• ¿Qué recursos se requieren para llevar a cabo el proyecto o negocio, y qué estrategias se van a usar para conseguirlas?

I.6.1.- Objetivo de un estudio de factibilidad

El objetivo de un estudio se limita a la investigación de la factibilidad técnica y económica, además se enfoca y proporciona la base para tomar una decisión sobre una inversión y por lo tanto, su contenido no debe anticipar ninguna actividad que se realizaría posteriormente a esa decisión [Mercado, 1992].

Los objetivos de cualquier estudio de factibilidad se pueden resumir en los siguientes términos [Miranda-Miranda, 2005]:

• Verificación de la existencia de un mercado potencial o de una necesidad no satisfecha.

• Demostración de la viabilidad técnica y la disponibilidad de los recursos humanos, materiales, administrativos y financieros.

I.6.2.- Estructura del estudio de factibilidad

Un estudio de factibilidad se inicia con la investigación del mercado para el producto planeado o propuesto. La investigación del mercado se extiende hasta el pronóstico del volumen futuro [Erossa-Martín, 1987]. Además de esto el estudio de factibilidad debe contener [Miranda-Miranda, 2005]:

• Determinación plena e inequívoca del proyecto a través del estudio de mercado la definición del tamaño, la ubicación de las instalaciones y la selección de tecnología.

• Diseño del modelo administrativo adecuado para cada etapa del proyecto.

• Identificación plena de fuentes de financiamiento y la regulación de compromisos de participación en el proyecto.

• Definición de términos de contratación y pliegos de licitación, de obras para adquisición de equipos y construcciones civiles principales y complementarias.

• Sometimiento del proyecto si es necesario a las respectivas autoridades de planeación y ambientales.

• Aplicación de criterios de evaluación tanto financiera como económica social y ambiental, que permita allegar argumentos para la decisión de la realización del proyecto.

Los estudios correspondientes se dividen en cuatro grandes temas: mercado y comercialización; aspectos técnicos del proyecto; presupuesto y financiamiento; organización de la empresa y evaluación económica y social [Miranda-Miranda, 2005].

El objetivo del estudio de mercado en un proyecto consiste en estimar la cuantía de los bienes y servicios provenientes de una nueva unidad de producción que la comunidad estaría dispuesta a adquirir a determinados precios. Está cuantía representa la demanda desde el punto de vista del proyecto, y se especifica para un periodo convencional [Mercado, 1992].

Figura I.18.- Secuencia del estudio de factibilidad

La investigación técnica del transporte, la disponibilidad de energía y la infraestructura existente se combinan para una comparación de los costos importantes. Un análisis macro-económico determina la región y un análisis micro-económico fija el lugar específico donde habrá de localizarse el proyecto [Cooper, Floody y McNeil, 2002].

Las investigaciones de la tecnología del abastecimiento de materiales y de la ubicación, proporcionan los datos básicos para calcular las inversiones necesarias de un proyecto [Bonta y Farber, 2004].

Entre otras consideraciones, las de mayor importancia son las que se refieren al financiamiento del proyecto; de hecho, muchas veces el estudio es un instrumento para las negociaciones con instituciones financieras y con inversionistas potenciales, razón por la cual no se incluyen propuestas o recomendaciones acerca del financiamiento de un proyecto [Erossa-Martín, 1987].

I.7.- Sumario

Para el desarrollo de las generalidades del estudio de factibilidad para el diseño de un auto híbrido, se parte de la evolución histórica del automóvil, desde que el hombre dependía sólo de la naturaleza como medio de transporte. Es así como, con el paso del tiempo, el hombre desarrolló nuevos medios de transporte como el automóvil, siendo estos desde sus inicios impulsados por vapor, pero eran muy pesados y muy grandes. Por lo que se llega a la invención del motor de combustión interna. De esta manera inicia la construcción colectiva de los automóviles, siendo uno de los pioneros la Ford Motors Company, y a partir de esto surgen muchas otras marcas que actualmente conocemos, europeas, asiáticas, y americanas.

En México el transporte público se inicia por los tranvías, que al principio eran tirados por caballos, este medio de transporte evolucionó, siendo después los tranvías eléctricos, este transporte competía con los camiones y taxis de la época, esto provocó que poco a poco los tranvías desaparecieran y fueran substituidos por los trolebuses, y el tren ligero, los taxis también han ido evolucionando, desde los taxis cocodrilo, hasta los actuales blancos con franjas rojas.

tiempo al automóvil, o el de combustión interna solo funciona como generador de electricidad para cargar las baterías que alimentan al motor eléctrico, el cual impulsar el automóvil, la historia del auto híbrido esta presente desde los inicios del automóvil convencional, solo que esta se dejó a un lado, hasta que, actualmente, algunas marcas decidieron retomarla, y es así como ha comenzado la competencia por la venta de estos automóviles con la tecnología híbrida, donde actualmente la mayoría de las marcas aún tienen prototipos.

Algunas ciudades del mundo se han interesado en esta tecnología como las ciudades españolas de Madrid y Barcelona, y una de las ciudades más importantes de Estados Unidos como Nueva York, y aunque en México esta tecnología no esta bien definida existen diversos proyectos de universidades mexicanas y empresas.

II.1.- Introducción

En capítulo se trata de definir la situación actual en la ciudad de México, algunos de los problemas que se presentan en la ciudad, determinando el número de habitantes y de vehículos y así como de los taxis, para conocer el impacto ambiental de los mismos. También las estrategias y programas que existen para mejorar la situación de la ciudad y algunos de los proyectos enfocados a los taxis de la ciudad de México. La existencia de vehículos híbridos en la ciudad de México y las marcas que han lanzado a la venta sus modelos. Los posibles beneficios que puede traer el uso de una tecnología más limpia que la convencional, se pretende que en capítulos posteriores estos beneficios puedan definirse de una forma más clara y específicamente para la ciudad de México. En la última parte de este capítulo se mencionan algunos de los propósitos de este proyecto así como la estructura del trabajo de tesis.

II.2.- Descripción de la situación actual

De acuerdo con el INEGI, en México hay aproximadamente 103 millones 263 mil 380 personas, y a nivel mundial México ocupa el lugar número 11 de las naciones más pobladas del mundo. La ciudad de México se encuentra dentro de las cinco entidades más pobladas del país junto con el Estado de México, Veracruz, Jalisco y Puebla, que juntas concentran el 40.7% de la población total del país . El Distrito Federal ocupa el segundo lugar con 8 millones 721 mil habitantes representando el 8.5 % de la población nacional. En los municipios conurbados con el Estado de México hay aproximadamente 9.3 millones de habitantes en la zona metropolitana de la ciudad de México, por lo que la población del Distrito Federal y las zonas conurbadas suman una población total de 19.2 millones de habitantes, representando el 22.1% de la población [INEGI, 2005].

son taxis, sin contar a los taxis piratas. 72 mil 226 (3%) son unidades de carga y 28 mil 504 (1%) son microbuses y autobuses [SETRAVI, 2008].

La población de la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM) genera casi 20.1 millones de viajes realizados al día, de los cuales 16 millones de estos viajes (65%) se realizan en transporte público concesionado, este transporte se divide en colectivo e individual. El colectivo lo realizan los autobuses, microbuses y vagonetas. El transporte público individual lo realizan los taxis libres y de sitio [SETRAVI, 2008].

El 17% de los viajes se realizan en transporte administrado por el Gobierno del Distrito Federal que abarca el Sistema de Transporte Colectivo (Metro), la Red de Transporte de Pasajeros (RTP), el Metrobús y el Servicio de Transportes Eléctricos (STE) con los trolebuses y el tren ligero. En vehículos particulares se realizan 4 millones de viajes que representan el 18% de la demanda de viajes diarios [SETRAVI, 2008].

El transporte público concesionado-colectivo (autobuses, microbuses y vagonetas), atiende el 60 % de la demanda aproximadamente 12 millones de viajes diarios, con 106 rutas y 28 mil unidades y mil 163 recorridos. El transporte público concesionado-individual (taxis libres y de sitio), atiende el 5% de la demanda con aproximadamente 336 millones de viajes al año lo que representa un millón 100 mil viajes diarios y 504 millones de pasajeros con 106 mil unidades [SETRAVI, 2008]. Con estos datos se puede decir que, el promedio de traslados por taxi es de 10 viajes al día.

De acuerdo a los datos anteriores las causas de una población tan densa como la que hay en la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM) provoca una serie de problemas que afectan a todas las personas que habitan esta gran ciudad, induciendo problemas graves de contaminación ambiental y fenómenos sociales como la delincuencia, el ambulantaje, la informalidad y la falta de un transporte eficaz. Además de que el mayor número de vehículos en la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM) son de uso particular y tienen un porcentaje de demanda menor que la que presenta el transporte público, provoca que se transporte a una cantidad baja de personas con muchos recursos y combustible, lo que representa un problema grave para la ciudad ocasionando la saturación de las vías de circulación, baja calidad y de eficiencia del transporte público por problemas de transito o lentitud, lo que trae consecuencias de salud para los habitantes por los gases que emiten los vehículos.

Todo esto se presenta dentro de un espacio de 1,500 kilómetros cuadrados sumado este a que la ciudad de México se encuentra a 2,240 metros de altura sobre el nivel del mar y debido a que es un valle rodeado por cadenas montañosas, se favorece la concentración de las partículas suspendidas, lo que impide que los contaminantes se dispersen [INE, 2004].

De acuerdo al inventario de emisiones, nuestro país contribuye con cerca del 1.5% de las emisiones de gases, estimándose en poco más de 643 millones de toneladas de dióxido de carbono (CO2), con lo que se ubica en el lugar 12 entre los países con mayores emisiones a escala mundial [SEMARNAT, 2007]. De esta contribución se ha estimado que la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM) aporta el 6.7% de las emisiones nacionales, 43.08 millones de toneladas de CO2 [SMA, 2006].

CO2, CH4 y N2O, de las emisiones generadas por los vehículos, casi el 100% corresponden a emisiones de CO2. En la Tabla II.1, puede observarse los vehículos y sus niveles de emisiones de gases contaminantes.

Tabla II.1.- Emisiones de Gases de Efecto Invernadero de los vehículos en la ZMVM [SMA, 2006].

Tipo de vehículo  Número  de  vehículos 

CO2 (ton/año)  CH4 (ton/año)  N2O (ton/año) 

Autos particulares  3,395,800 10,239,732 2,330 789 

Taxis  155,126  2,541,475  374  211 

Combis  39,746  681,868  170  74 

Microbuses  36,056  743,058  149  40 

Pick up  133,352  814,809  244  86 

Vehículos ≤ a 3 ton  81,628  613,398  81  26 

Tractocamiones  86,324  1,989,049  27  12 

Autobuses  43,108  1,903,637  22  8 

Vehículos > a 3 ton  75,433  1,253,079  185  56 

Motocicletas  180,701  359,151  178  13 

Total  4,227,274  21,139,856  3,766  1,315 

En la tabla anterior se observaron las emisiones de los vehículos que circulan en la ciudad, incluyendo a los locales y foráneos. Se estima que de los 4.2 millones de vehículos que circulan en la ZMVM, el 62% corresponden a unidades registradas en el Distrito Federal y el 38% restante a unidades registradas en el Estado de México. En la Tabla II.2 se muestra el nivel de emisiones de CO2 por entidad.

Tabla II.2.- Emisiones de Gases de los vehículos por entidades [SMA, 2006]

Fuente  Emisiones equivalentes de CO2 por entidad (ton/año) 

  Distrito Federal Estado de México ZMVM 

Autos particulares  5,186,374  5,346,985  10,533,359 

Taxis  1,837,700  777,176  2,614,876 

Combis  76,275  632,056  708,331 

Microbuses 418,905 339,585 758,331 

Pick up  174,582  672,149  846,731 

Vehículos  ≤ a 3 ton  133,531  489,523  623,054 

Autobuses  1,069,956  836,557  1,906,513  Vehículos  > a 3 ton  386,583  888,427  1,275,010 

Motocicletas  331,938  35,011  366,949 

Total  11,138,924  10,487,606  21,626,530 

Como puede verse el uso del automóvil particular es el principal generador de gases de efecto invernadero en la ZMVM. Estos últimos contribuyen con casi el 49% de las emisiones de este sector. También puede observarse que los taxis ocupan un lugar importante generando el 12.1% de emisiones, seguido de los tractocamiones con el 9.2%.

Los principales contaminantes relacionados con la calidad del aire son el bióxido de azufre (SO2), monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx), partículas suspendidas, compuestos orgánicos volátiles (COV) y ozono (O3). Estos contaminantes tienen diversos efectos sobre la salud de las personas, lo que puede provocar enfermedades respiratorias, cáncer y afectando en mayor medida a las personas más vulnerables y aumentando la mortalidad de adultos mayores y personas con enfermedades respiratorias. A veces se puede pensar que los efectos de la contaminación del aire los resienten solamente las personas, pero no es así, también resultan afectados los monumentos históricos, los edificios y los ecosistemas naturales, a causa de las lluvias acidas [SEMARNAT, 2007].

II.3.- Programas para mejorar la calidad del aire en la ciudad de México

instituciones, ha desarrollado proyectos y programas dirigidos a crear modelos que permitan a la ciudad de México aspirar a una mejor calidad ambiental.

• Metrobús: El metrobús es un sistema de transporte rápido por autobús con carriles exclusivos, estos autobuses sustituyeron a los microbuses haciendo que mejore la vialidad logrando un mayor flujo de vehículos por unidad de tiempo, además de una mayor eficiencia energética, proporcionando así una disminución significativa en los niveles de emisión de gases contaminantes a la atmosfera, se estima que la reducción llegue a 11 mil 096 toneladas anuales [SMA, 2008].

• Ciclovía: La ciclovía se extiende a lo largo de 75 kilómetros dentro de las Delegaciones Tlalpan, Magdalena Contreras, Álvaro Obregón, Miguel Hidalgo y Cuauhtémoc. Este programa busca disminuir el tráfico de los vehículos, el congestionamiento vial, proporcionan mayor independencia en los viajes cortos y fomentar el uso de la bicicleta, ya que más del 70% de la contaminación de la ciudad es causada por el uso de los automóviles [SMA, 2008].

• Programa de sustitución de taxis: A la fecha existen 106 mil concesiones de taxis en el Distrito Federal, de los cuales el 90% operan como taxis libres. Más del 50% de esta flota excede los 10 años de antigüedad permitidos por la normatividad, además de que los taxis son fuente del 35% de las emisiones contaminantes que genera el transporte público de la ciudad. El programa pretende renovar 10, 000 unidades, empezando con un programa piloto de 3,000 a través de un plan de financiamiento adecuado para los taxistas, a cambio de que el vehículo viejo sea chatarrizado, con esto se pretende reducir las emisiones contaminantes a la atmosfera, mediante la substitución con vehículos nuevos de 4 puertas con un rendimiento vehicular de 12.5 km/lt [SMA, 2008].

autoridades ambientales en la adaptación de dispositivos de control de emisiones, diseñado para una flota de autobuses a diesel pertenecientes al servicio RTP, mediante la utilización de combustibles de bajo contenido de azufre, además de trampas de partículas y convertidores catalíticos [SMA, 2008].

• Programa piloto para mejorar la circulación vehicular del transporte de carga del Distrito Federal: En este proyecto lo que se pretende es que los vehículos articulados o tracto camiones dejen de circular de las 7 a las 9 horas de lunes a viernes, para poder disminuir las emisiones contaminantes del medio ambiente, ya que estos vehículos ocupan el tercer lugar en cuanto a nivel de emisiones [SAM, 2008].

• Actualización del programa hoy no circula: Se han establecido algunos criterios en este programa como; los vehículos nuevos podrán obtener el holograma doble cero por 2, 4 y 6 años y exentar el programa “hoy no circula”, los vehículos con menos de 8 años de antigüedad que cumplan con los límites de emisiones, podrán obtener el holograma cero y exentar también el programa “hoy no circula” y los vehículos con más de ocho años de antigüedad pueden obtener el holograma dos, por lo que dejan de circular un día a la semana. Además se determinó la extensión del programa “hoy no circula” a los días sábado y la restricción a la circulación de lunes a viernes de las 5 a 11 horas de los vehículos de otras entidades y extranjeros que no porten el holograma “0” o “00”. Se espera que, con estas modificaciones, para el año 2010 dejen de circular 170,000 vehículos [SMA, 2008].

• Combustibles alternos: Se busca fomentar el uso del gas natural y el gas LP, además de agregar a los vehículos convertidores a gas LP y/o gas natural en circuito cerrado [SMA, 2008].

• Pruebas de tecnología de autobuses: Se introducirá en la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM) un sistema de corredores estratégicos de transporte, de los cuales el primero es el sistema Metrobús, a este se le realizarán pruebas de tecnología, que consideran una serie de pruebas comparativas para autobuses que utilizan diferentes combustibles y tipos de motores (híbridos, gas natural comprimido, diesel) contra el comportamiento de los vehículos normales; para que se prueben las ventajas técnicas, económicas, ambientales y de medio ambiente bajo la operación en condiciones de la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM). Estas pruebas permitirán la identificación de las tecnologías más viables para ser utilizadas en el Distrito Federal [SMA, 2008].

• Programa de autorregulación de motores diesel: La tercera parte de las emisiones contaminantes corresponden a vehículos que utilizan como combustible el diesel, debido a esto surgió este programa, el cual consiste en invitar a empresas a establecer programas de mantenimiento preventivo para mantener sus unidades en un 40% por debajo de la normatividad de emisiones, a cambio de obtener la exención al programa “hoy no circula” de las unidades posteriores a 1990 [SMA, 2008].

II.4.- Automóviles híbridos en México

Según analistas y expertos, México no es ni será un mercado con potencial para la venta de autos de motor a gasolina combinado con uno eléctrico, mejor conocidos como híbridos. Esto debido a la falta de cultura de protección al ambiente que es el principal obstáculo, otro es que en el país apenas el 11% de la población posee un vehículo y cuando se tiene la posibilidad de adquirir uno, se apuesta por la potencia y motores grandes, el poco interés de las personas en México por tener autos que consuman menos combustible, lo dejan ver las tendencias de compra de los últimos 18 meses, los autos de menor cilindrada tiene una caída del 20% y las unidades que consumen más gasolina crecieron casi un 10 y 15%, esto es debido a la similitud en el pago de créditos, pero además se refuerza la idea de que en México casi nadie toma en cuenta el rendimiento en kilómetros por litro de gasolina que le dará su auto [Aguilar-Juárez, 2008].

A pesar de esto algunas armadoras comenzaron a fabricar autos híbridos en suelo mexicano, por ejemplo, en el 2007 la General Motors México inició la fabricación del Chevrolet Captiva Sport híbrida en la planta de Ramos Arizpe Coahuila. Pero esto no significa que los venderá en México, se planea su exportación a Estados Unidos. También la Ford Motor de México iniciará en el último trimestre de 2008, en la planta de Hermosillo Sonora, el ensamble del Milán y el Fusión en versión híbridos, pero sin embargo también planea exportar a Estados Unidos. Esto nos demuestra el poco interés de las grandes marcas por vender este tipo de vehículos en México.

La capital del país, como se mencionó anteriormente, cuenta con un parque vehicular de casi 2.6 millones de autos particulares que operan con motor a gasolina, sin embargo la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM) cuenta con la quinta parte de los autos híbridos que existen en todo el país. Según registros de la Comisión Ambiental Metropolitana, solo 20 personas son dueñas de un vehículo híbrido, existen 10 propietarios en el Distrito Federal y otra cifra igual en el Estado de México [Molina, 2006].

A pesar de esto. las autoridades ambientales de la ciudad de México darán algunos incentivos a las unidades con altos rendimientos de combustible como por ejemplo, este tipo de unidades pueden obtener la exención de la verificación vehicular hasta por seis años y de gozar también de beneficios fiscales.

II.5.- Posibles beneficios del uso de la tecnología híbrida

Como se observó anteriormente, las emisiones provocadas por los taxis en la ciudad de México ocupan el segundo lugar con un poco más de 2.6 millones de toneladas de CO2 al año, de acuerdo al inventario de emisiones de gases de efecto invernadero. Por lo que el uso del auto híbrido podría ayudar a reducir este nivel de emisiones.

Los autos híbridos producen emisiones tóxicas menores, comparadas a los coches de motor a gasolina convencionales. Esto se debe a que estos autos queman menos combustible y para recorridos cortos no hace falta encender el motor de combustión interna y se evita que trabaje en frio, es así como pueden reducirse las emisiones de gases contaminantes.

Una de las características de este vehículo es que el motor de gasolina se apaga automáticamente cuando el auto se detiene y el motor de combustión interna se prende automáticamente cuando se pisa el pedal del acelerador. Además del ahorro de combustible, estos autos son silenciosos cuando están quietos y muchas de sus ventajas están en la recuperación de energía en las desaceleraciones.

Algunas desventajas de estos vehículos es que tienen mayor peso que un coche convencional porque hay que sumar el peso del motor eléctrico y de las baterías, además son más complejos y más caros que los convencionales. Para la mayoría de los especialistas se trata sólo de una “tecnología de transición” hacia los verdaderos automóviles del futuro, que son los vehículos alimentados por celdas de combustible de Hidrógeno.

II.6.- Propósito del estudio de factibilidad

El propósito del estudio para determinar si es viable el uso de un automóvil híbrido en la ciudad de México se desarrolla en el orden establecido a continuación.

• Conocer los diferentes tipos de vehículos híbridos y sus características

• Cómo se adapta la tecnología híbrida en los taxis y cómo podría adaptarse a los de la ciudad de México

• Cuál es el mayor obstáculo para la circulación de estos vehículos

• Como pueden superarse estos obstáculos

• Cuál es mercado potencial en la ciudad de México

• Cuáles son los costos potenciales y los beneficios de estos vehículos

II.7.- Estructura del proyecto de tesis

Capítulo I.- Se definen aspectos generales como, la historia del automóvil, el transporte público, y el auto híbrido, además de la estructura de un estudio de factibilidad.

Capítulo II.- Se muestra la situación actual de la ciudad de México, se describen algunos problemas de la ciudad además de la situación de los taxis y los vehículos híbridos en la ciudad así como también el propósito del proyecto.

Capítulo III.- Sobre el estado del arte de la tecnología híbrida como se aplica a los vehículos y su funcionamiento. Así como los elementos que lo integran y una clasificación de estos vehículos, una breve reseña de estos y su rendimiento de combustible y otros factores importantes.

Capítulo IV.- Se revisa la demanda actual de autos híbridos en la ciudad de México así como la posible demanda como taxi. Determinar los principales beneficios de los taxis híbridos para la ciudad de México. La capacidad en territorio mexicano para la producción de vehículos híbridos y realizar un análisis comparativo de la eficiencia y costo con los autos convencionales.

Capítulo V.- Conclusiones, discusiones y trabajos futuros.

II.8.- Sumario

es el transporte público, rebasando así los satisfactores. En la ZMVM se generan casi 20.1 millones de viajes al día con aproximadamente 3.5 millones de vehículos que circulan en sus vialidades, de los cuales la gran mayoría utiliza motores de combustión interna que son altamente contaminantes. La mayor demanda de viajes al día se presentan en el transporte público con el 5% de la flota total de vehículos, lo que hace que el sistema sea ineficiente e insuficiente, esto debido a que el 92% de la flota total son vehículos particulares los cuales transportan a una menor cantidad de personas, utilizando una gran cantidad de recursos y energía, e induciendo problemas viales y de contaminación ambiental.

Todo esto se presenta dentro de un espacio de 1,500 kilómetros cuadrados y que además la ciudad de México se encuentra a 2,240 metros de altura sobre el nivel del mar y debido a que es un valle rodeado por cadenas montañosas, favorece la concentración de las partículas suspendidas, impidiendo que los contaminantes se dispersen.

De acuerdo al inventario de emisiones la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM) aporta el 6.7% de las emisiones nacionales, donde la combustión vehicular es uno de los principales responsables generando el 50% de las emisiones esto es, poco más de 21.6 millones de toneladas de CO2 por año. Se observó también que los taxis ocupan el segundo lugar en cuanto a emisiones contribuyendo con el 12.1% de los gases contaminantes. Por otro lado, los contaminantes generados por los vehículos con motor de combustión interna, tienen diversos efectos sobre la salud de las personas, por esta razón el Gobierno del Distrito Federal en conjunto con la Secretaria del Medio Ambiente desarrollaron una serie de estrategias y programas para tratar de mejorar la calidad del aire en la ciudad.

Las marcas que actualmente cuentan con modelos híbridos a la venta son muy pocas como Honda, Toyota y Vehizero.

CAPÍTULO III: