NUEVAS TECNOLOGÍAS Y ENERGÉTICOS PARA BUSES
OPORTUNIDADES PARA EL SITP - BOGOTÁ
EDDER A. VELANDIA DURÁN
Ing. Civil, MSc. Ingeniería Civil. MSc. Ing. Industrial Director Centro en Desarrollo Sustentable y Cambio Climático
La sustentabilidad es el gran reto para las ciudades, y en los
sectores energía y transporte son relevantes…
EL ESCENARIO:
El sector transporte en Colombia
*• Consume el 38% de la energía primaria
• Para el año 2030 aumentará en 2,2 veces su demanda de energía
• Es responsable del 15% de las emisiones CO2 en el país (26 M ton - año 2010) • Dependencia total por combustibles fósiles
El sector transporte en Bogotá
**:
• 100% dependiente de combustibles fósiles • Crecimiento del parque vehicular
• ±9 MM de viajes a través de modos motorizados • Impactos económicos en personas de bajos ingresos • Emisiones:
±6 millones de toneladas de CO2
1.400 toneladas de material particulado 54.000 toneladas de NOx
*Unidad de Planeación Minero y Energética de Colombia **Plan decenal de descontaminación del aire en Bogotá **Secretaría de movilidad distrital
EL SITP – UNA OPORTUNIDAD DE CAMBIO
El SITP será la piedra angular para la movilidad en Bogotá y se posicionará como la opción más equitativa, accesible y eficiente de transporte…
Sin embargo, existe el riesgo de pasar de un esquema de transporte estresado y
desorganizado a un sistema de transporte organizado y seguro pero igualmente estresado y sin valores agregados para el ciudadano…
Es oportuno incluir en el desarrollo del SITP: Nuevos conceptos de vialidad
Intermodalidad tecnológica Nuevos energéticos
NUEVOS CONCEPTOS DE VIALIDAD
INTERMODALIDAD: MODOS Y TECNOLOGÍA
Fundación Ciudad Humana Varias capturadas de web
NUEVOS ENERGÉTICOS
Las nuevas alternativas energéticas
poseen bondades e impactos que deben
ser valoradas, sin embargo, la posibilidad
de reducir el uso de combustibles fósiles
representa cambios positivos en
términos de dependencia energética y
La diversificación tecnológica y energética de la flota del SITP permitirá: Mayor eficiencia energética
Reducción de emisiones CO2
Mejoramiento de calidad del aire
Mejores condiciones a bordo del bus
Reducir dependencia energética diésel
Uso de fuentes de energía alternativas
Reducción niveles de ruido urbano
Nuevos conceptos urbanos
Apropiación del sistema entre la sociedad
Desarrollo empresarial
Nuevos campos académicos
Posicionamiento local y regional
LAS OPORTUNIDADES DE LA INNOVACIÓN Y RENOVACIÓN TECNOLÓGICA
La tecnología diésel durante las últimas décadas ha mejorado sus rendimientos energéticos y sus emisiones contaminantes, es la opción más económica en inversión y con mayor
estructura de aprovisionamiento/soporte..
BUSES DIESEL EURO IV - SUPERIOR
En los últimos treinta años se estima que las tecnologías diésel han aumentado sus rendimientos en cerca del 30%. Sin embargo, cuando se consume un litro de diesel se usan 24 Kg de aire para generar 10 KWh de energía; solo 4 KWh son aprovechables para generar movimiento y aproximadamente 40 m3 de gases son generados por el escape. Se emiten: 0,002 Kg de material particulado; 2,7 Kg de CO2 y 0,035 Kg de NOx (Suárez, 2007)
BUSES DIESEL EURO IV - SUPERIOR
Sin embargo, los proceso de aprovechamiento de la energía son ineficientes, el uso de un derivado del petróleo lo convierte en una tecnología de alto costo operacional, representa altas
emisiones GEI y sus emisiones son susceptible a las condiciones de mantenimiento/operación..
El uso de biocombustibles en mezclas y el mejoramiento de la calidad del combustible han entregado resultados positivos, sin embargo, no suficientes para mitigar las emisiones al aire
Es una opción tecnológicamente viable con un importante desarrollo en la última década. Ciudades como Madrid, Los Ángeles, San Diego, Washington y Seúl utilizan
buses gas natural en las flotas de transporte urbano…
BUSES GAS NATURAL
Metroplús Medellín Metropolitano de Lima
Es una opción tecnológica con importantes beneficios ambientales en términos de reducción de material particulado y es más económico respecto al diésel (costo del combustible).
Algunos estudios locales señalan mayores beneficios en buses padrones o menores.
BUSES GAS NATURAL
Metropolitano de Lima
No obstante, existen algunas
limitaciones en términos de potencia en altura (arranque en pendiente y sobrepeso), posibles pesos
adicionales (autonomía), representa inversiones mayores respecto al bus equivalente diésel y mantiene
La tecnología híbrida (serie – paralelo) se considera una alternativa de desarrollo/evolución de las tecnologías de combustión interna que ofrece un aumento del rendimiento
energético (±20%), reducción de emisiones (±30%) y ruido (±10%) y mayor confort. La tecnología es común en ciudades norteamericanas (Vancouver, Seattle, Nueva York, Los
Ángeles) y algunas ciudades europeas…
LOS BUSES HÍBRIDOS - HEV
Fundación Ciudad Humana Seattle (US) Capturado de la web. Bus Phileas
La tecnología híbrida HEV y la posibilidad de recarga PHEV son alternativas viables que definen beneficios especialmente en términos ambientales, sin embargo, la
dependencia por combustibles fósiles, el moderado aprovechamiento energético del combustible, la influencia de las condiciones de operación en los rendimientos, los posibles incrementos de costos en el mantenimiento y el sostenimiento de emisiones
GEI son hechos relevantes..
BUSES HÍBRIDOS - HEV
Los buses eléctricos con catenaria se han implementado desde hace más de ocho décadas y
actualmente operan en cerca de 300 ciudades en el mundo demostrando su confiabilidad y larga vida útil de los componentes de tracción (+25 años).
Las nuevas configuraciones y diseños le permite a la tecnología realizar sobrepasos en ruta, ofrecer equipos de respaldo diesel, regeneración en el frenado, disponer de una imagen de
última generación y similar capacidad de transporte y peso que buses diésel…
Neoplan (Atenas) – capturada web
LOS BUSES ELÉCTRICOS CON CATENARIA
La tecnología ofrece un aumento del
rendimiento energético (±3 veces Vs diésel)… Opción de transporte Cero Emisiones Urbanas Reducción de los niveles de ruido (±25%)… Mayor confort a bordo...
Corredor BRT Quito.
En México DF el sistema de transporte eléctrico constituido por las rutas de trolebuses (incluyendo dos corredores cero emisiones). Asimismo, los trolebuses son el sistema con
menor subsidio al pasaje en la ciudad (H. León, 2011)
El BRT eléctrico de Quito con 110 trolebuses sustituyó a 572 buses permitiendo una reducción en 317 Kg de material particulado, 10 toneladas de NOx, 1164 Kg de HC y 5.4 toneladas de CO
diarios. El ruido sobre el corredor pasó de 90 a 74 db (Lozano, 2008).
Lyon (Fundación Ciudad Humana, 2009)
El Instituto de Políticas de Desarrollo y Transporte (2008): “los sistemas de transporte con trolebuses son más importantes en áreas con alta concentración de la población y que
éstos funcionarían mejor en rutas rectas, segregadas o preferenciales…. La recomendación es mantener los trolebuses en las vías del centro de la ciudad… se recomienda al trolebús como primera alternativa en el diseño e implementación de
nuevos corredores de transporte BRT”.
LOS BUSES ELÉCTRICOS CON CATENARIA
Niveles de ruido por tecnología Ross et.al (2007) Tecnología Rendimiento Trolebús 2,25 KWh/Km Híbrido 0,13 gl/Km Diesel 0,16 gl/Km GNV 1,23 Km/m3
Consumos de energía y emisiones de CO2 estimados para un recorrido de un bus articulado (80.000 Km/año).
Tecnología Consumo/año Ton CO2
Diesel 12.903 galones 129
HEV diesel 10.600 galones 106
GNC 61.538 m3 101
Trolebús 180.000 KWh 51*
LOS BUSES ELÉCTRICOS CON CATENARIA
Los mayores beneficios del uso de buses eléctricos con catenaria se encuentra para rutas con las mayores demandas de kilómetros recorridos y concentración de
flota por kilómetro de línea electrificada.
Mackinger (2006) Director of Salzburg Transport
Estudios realizados por la academia y las instituciones de transporte en ciudades como Vancouver y Laval (Canadá), Leeds (UK), Salzburgo (Austria) y Kaunas (Lituania), desde distintos enfoques y distintos escenarios, encuentran en los buses eléctricos con catenaria la
mejor oportunidad para su transporte público… En Mérida (Venezuela), la
tecnología eléctrica se seleccionó por consideraciones de costo al incluir externalidades ambientales y la posibilidad de reducir el
consumo de petróleo…
LOS BUSES ELÉCTRICOS CON CATENARIA
Corredor verde Mérida (Venezuela)
Los buses eléctricos con baterías son una alternativa tecnológica que se ha
desarrollado para buses de 8-12 m y que durante el último quinquenio se utiliza en ciudades asiáticas y europeas
BYD K9 Opera Shenzeng (China) • No requieren de infraestructura eléctrica (catenaria)
• Mejores condiciones ambientales
• Mayor calidad en el transporta para el usuario • Alta confiabilidad de los motores
Consideraciones:
• Posible sobre-pesos con carga completa de pasajeros • Autonomía en función de acumuladores (200–300 Km) • Tiempo de recarga: 5-6 horas (420 V)
• Reducida memoria operacional
• Reservas sobre la vida útil de las baterías (garantías)
Más de 1.500 buses eléctricos a baterías ruedan por ciudades chinas como Beijing, Shanghai, Shenzhen, Hefei, Tianjin y Guangzhou.
Buses eléctricos, China Harker, 2012
Existen algunas consideraciones como:
Integración operacional (teniendo en cuenta limitaciones de autonomía y tiempos de recarga) Balance: Densidad (peso) de las baterías, capacidad
de transporte y calidad de las vías
Esta tecnología en fase de prueba combina parcialmente las opciones de baterías y catenaria, aprovechando las bondades de cada una de ellas y reduciendo sus mayores
desventajas (peso – catenaria)…
BUSES ELÉCTRICOS – RECARGA DE OPORTUNIDAD
TOSA (ABB) Capturado en la web
Los buses eléctricos con ultra-capacitores operan hace tres años en Shanghai. Se estarán implementando líneas en Beijing, Yangzhou, Nanjing y en otros países
como Israel, Bulgaria y Rumania… Otros desarrollos y pruebas se encuentran
en Suiza, Alemania y Estados Unidos… Tradicionalmente, las empresas que lideran
los desarrollos realizan pruebas piloto en ciudades con líneas de catenarias..
Buses eléctricos con ultracpacitores, China Harker, 2012
Las potenciales nuevas demandas del transporte urbano son marginales para
el sistema eléctrico nacional…
Los proyectos PCH proyectados por la EAAB y otros posibles en vecindades a Bogotá
permitirían proveer de energía a sistemas de transporte masivo eléctrico.
PCH Santa Ana
Cap. estimada generación: 40 GWh/año
Un corredor E-BRT con 160 buses articulados ó 500 buses padrones eléctricos E-Bus
Un proyecto de generación MDL produciría energía a un proyecto de bajas emisiones en el transporte urbano para Bogotá
EL COSTO DE LA INNOVACIÓN Y EL DESARROLLO SUSTENTABLE
Para el desarrollo de sustentable, acciones simples y debajo costo tienen impactos positivos… Sin embargo, alternativas de alto impacto tienen costos mayores que representan una barrera para su masificación, algunas de ellas generan dudas de uso y
NO existe una “fórmula perfecta” para una ciudad sustentable más cuando
existen variables socioeconómicas, de gran dinámica, involucradas…
Sin embargo, su construcción depende de la voluntad política de los gobernantes
y del interés de la ciudadanía por su existencia…
Zúrich (Suiza) Imagen web
Corredor Buses TPC tradicional no organizados Calle 19 (Bogotá)
La Ley 14.933/2009 (Sao Paulo) propende por una mudanza tecnología progresiva de la flota de buses, con una meta del 10% de la flota cada año, con el propósito de reducir el consumo
de combustibles fósiles y su sustitución con combustibles alternativos. Se proyecta que el 100% de la flota para el año 2018 deberá utilizar combustibles alternativos. Esta iniciativa se
define teniendo en cuenta que cerca de 4000 personas mueren en la ciudad al año por la mala calidad del aire y existe una estimación de pérdidas de R$30 billones anuales por costos
ambientales y de salud pública asociados...
En Colombia, políticas como el PROURE y Calidad del Aire han sido fundamentales en la gestión de incentivos para el uso de “tecnologías menos contaminantes” en el transporte.. Al nivel local, Bogotá ha definido un marco político para favorecer la renovación tecnológica
en el transporte masivo (SITP) y existe un claro interés por su implementación..
LA POLÍTICA: CLAVE EN LA EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA
Ahora, la implementación de nuevas tecnologías y energéticos en el SITP depende de la articulación de los distintos actores («todos ponen») y su orientación hacia un propósito:
Estrasburgo (Fundación Ciudad Humana). Bogotá Calle 72, 1945 (Allen Morrison).
Corredor cero emisiones Eje Central, México DF Bogotá, 1984 (Allen M.).
GRACIAS
EDDER ALEXANDER VELANDIA DURÁN
Director Centro en Desarrollo Sustentable y Cambio Climático
evelandiad@unisalle.edu.co – ingeaved@gmail.com
