Tracto Trolebús TTB de Piso Bajo para la Ciudad de México

TTB
Tracto Trolebús TTB
de Piso Bajo
para la
Ciudad de México
Una Alternativa Ecológica
Totalmente Viable para la
Metrópoli
TTB
Tracto Trolebús (de Piso Bajo)
Introducción
La necesidad de transportación colectiva
de pasajeros en las ciudades hace que
estas evalúen y en su caso incorporen
un
sistema
de
transporte
no
contaminante puntualmente (en el lugar
donde opera no genera contaminación
atmosférica) flexible en su operación y
con un mínimo de inversión en
infraestructura; nos referimos al único
medio de transporte probado en las
grandes ciudades desde hace ya más de
autobuses
en
sus
diversas
configuraciones y modalidades de
propulsión desde el Diesel o Biodiesel a
de Celdas de Combustible de Hidrógeno,
pasando por los Eléctricos, Híbridos,
Etanol, GNC y GLP.
Autobuses de Celdas de Combustible Elektromote von Werner von Siemens, Berlin 1882
un siglo, el Trolebús. Si bien este modo
de transporte no ha sido lo bastante bien
evaluado en el pasado, dadas las nuevas
tecnologías
y
configuraciones
vehiculares, resulta con mucho una
opción
adecuada,
viable
y
económicamente sustentable que otros
medios que están renaciendo como es el
caso del tranvía, o los ya conocidos
Tranvía de Toronto, Canadá Autobús a Gas Natural Autobus Híbrido
TTB
Tracto Trolebús (de Piso Bajo)
Algunas de sus Ventajas
•
Mayor capacidad de superar
pendientes en rutas urbanas.
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Bajos niveles de emisión de ruido.
Menor consumo energético que
vehículos de combustión interna,
eléctricos e híbridos.
Mejor rendimiento global y menos
vibraciones, que da lugar a una
mayor
comodidad
de
los
ocupantes, mayor vida útil de la
unidad
Menores
costos
de
mantenimiento,
por
tener
reducido número de piezas
móviles, que además son de fácil
intercambio. En general, sus
partes y piezas son modulares e
intercambiables y se pueden
conseguir con un número mayor
de proveedores.
Frenado regenerativo que no
desperdicia energía en fricción de
los frenos, mandándola a la línea
o acumulándola en baterías
(alrededor de un 30%).
Menores costos de reposición
comparados con otros modos de
transporte incluido los autobuses
(mayor vida útil).
Operación
en
infraestructura
existente tal como las vialidades.
Esto asegura a los usuarios que
el servicio estará ahí por mucho
tiempo y estimula la inversión en
los corredores de servicio con
bajo costo en infraestructura vial y
exclusividad en el modo de
operación.
Comparado con el tranvía, éste
resulta mucho más flexible en su
operación siendo capaz de eludir
obstáculos en su trayecto y ser
removido en caso de fallas del
lugar con toda facilidad.
TTB
Tracto Trolebús (de Piso Bajo)
11. Pekín, China
12. Roma, Italia
13. Salzburgo, Austria
14. San Francisco, Estados Unidos
15. Seattle, Estados Unidos
16. Sao Paulo, Brasil
17. Shanghái, China
18. Solingen, Alemania
19. Stuttgart, Alemania
20. Vancouver, Canadá
21. Zúrich, Suiza
•
Con las nuevas tecnologías es
posible el que éste sea equipado
con medios de almacenamiento
de energía, dándole autonomía
de la red durante más de 4 km.
Esto es para los casos de
emergencia o de que la ruta no
amerite o permita un tramo
electrificado.
Entre otras.
Arnhem
Trolebús romano que opera trayectos alternados sin electrificación valiéndose de baterías; en Shanghái se utilizan en vez de baterías súper capacitores. Boston
La lista de ciudades que actualmente
lo están incorporando incluyen a:
1. Arnhem, Holanda
2. Boston, Estados Unidos
3. Distrito Federal, México
4. Ginebra, Suiza
5. Lausana, Suiza
6. Lucerna, Suiza
7. Lyon, Francia
8. Nancy, Francia
9. Neuchâtel, Suiza
10. Milán, Italia
Distrito Federal
TTB
Tracto Trolebús (de Piso Bajo)
Ginebra
Nancy
Lausana
Neuchâte
Lucerna
Lyon
Milán
Shanghái
TTB
Tracto Trolebús (de Piso Bajo)
Sau Paulo
Roma
Salzburgo
Solingen
Stuttgart
San Francisco
Vancouver
Seattle
TTB
Tracto Trolebús (de Piso Bajo)
Zúrich
TTB
Tracto Trolebús (de Piso Bajo)
Proyecto
Descripción y Objetivos
El proyecto consiste en diseñar un
vehículo con las cualidades tradicionales
de los trolebuses, usando las nuevas
tecnologías existentes para lograr el que
éste pueda ser una opción económica,
ambiental, operacional y sustentable,
superando los modos actualmente en
uso en cuanto a:
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Ahorrar energía.
No contaminar en el lugar donde
opere.
Aprovechar la infraestructura vial
existente, tanto de la calzada
como de la acera para circular y
transportar, abordar y apear
pasajeros.
No alterar, por su operación, el
entorno visual de la vialidad por
donde opera.
No requerir de adecuaciones para
circular en la calzada donde
opera, esto es tener un mínimo
impacto
en
pavimentos
y
concretos de ésta.
Tener un mínimo costo de
infraestructura para su abordaje y
descenso.
Permitir las mismas cualidades de
velocidad de operación que los
tranvías de piso bajo, autobuses
de piso bajo o de plataforma de
estación elevada (como el
Metrobús) y el metro sin sus
grandes costos y aportando
flexibilidad en la operación.
No necesitar el depender de una
fuente
de
alimentación
de
corriente continua y por ende de
infraestructura de transformación,
para el caso de que ya exista se
puede aprovechar sin ningún
problema.
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No depender de componentes
complejos que se tengan que
importar del exterior.
Utilizar
componentes
de
producción nacional que se hayan
ya probado.
Disminuir los costos por unidad
de manera que no superen las
tres cuartas partes del valor de un
autobús articulado actualmente
utilizado para el metrobús, siendo
equiparable en su capacidad para
transportar pasajeros y su
velocidad de operación sin carril
confinado.
Permitir su rápida puesta a punto
en caso de desastres naturales.
Reducir los costos de operación
del sistema.
Disminuir al mínimo el tiempo
muerto de las unidades por fallas
y accidentes.
Contribuir con la imagen de una
Ciudad en la vanguardia de las
soluciones
de
transporte
ecológicas.
Además de solucionar problemas
de operacionales relacionados
con el peaje, abordaje, descenso
y circulación vial.
TTB
Tracto Trolebús (de Piso Bajo)
El proyecto requiere de la incorporación
de
tecnologías
y
componentes
actualmente existentes y en uso en
diversas aplicaciones que, combinados
en un diseño para transporte colectivo de
pasajeros, resulta en una innovación, un
vehículo,
cuyos
objetivos
antes
planteados saldría altamente costoso.
Pero, debido a la utilización racional e
innovadora de componentes existentes,
se hace posible su creación y operación
exitosa a un costo razonable e inferior a
alternativas existentes tanto las que se
ensamblan en México como las
importadas.
Se plantea obtener un vehículo que
circule en las vialidades existentes entre
el trafico y que, para abordar y
descender de él, no se requiera de
escaleras en el vehículo, de plataformas
elevadas en la parada o de anden
elevado; su propulsión será eléctrica a
través de cables de alimentación por
medio de troles o catenarias, con tipo y
niveles de corriente y voltaje iguales a los
suministrados por la compañía de luz
local sin que requiera de transformación
alguna en subestaciones y sin que afecte
a su paso la calidad del suministro en su
alrededor.
Aunado a esto tendría una capacidad de
maniobra necesaria para su operación,
traslado y almacenaje, sin que se
requiera
hacer
adecuaciones
geométricas a la vialidad.
Para cubrir con estos requerimientos,
una de las alternativas con mejores
posibilidades de tener éxito es el de una
configuración de remolque con unidad
tractora, una configuración diseñada
exprofeso
para
la
función
de
transportación colectiva de pasajeros.
Tendrá una capacidad por unidad de 120
a 160 pasajeros sin necesidad de
utilización de ejes especiales para la
unidad
tractora
ni
articulaciones
importadas del tipo de las unidades
articuladas, con una configuración de
remolque de piso bajo con tractora. Será
construido con componentes estándar
para tracto camión y, para su unión con
el remolque, la denominada quinta rueda,
tendrá unas dimensiones que no superen
la de un autobús articulado (18 m.).
En el caso de unidades a circular en
grandes
avenidas
de
trazado
mayoritariamente recto con curvas o
vueltas abiertas, se plantea una unidad
con “copete” sobre la unidad tractora
que, por sus características cinemáticas
con respecto a su configuración, permite
un
adecuado
compromiso
entre
maniobrabilidad, operación y capacidad
de transportación de pasajeros.
Diagrama esquemático del TTB con “copete”, obsérvese las trayectorias del remolque y el tractor para dar vuelta a 90º en avenidas de tres carriles. Para el caso de vialidad con tramos de
curvas o vueltas cerradas se propone
una configuración sin copete que
disminuye la capacidad de entre un 20 a
un 30 porciento con respecto al anterior
pero mejora su maniobrabilidad para
operar en dichas rutas.
TTB
Tracto Trolebús (de Piso Bajo)
Además de la reducción en costos de
adquisición, operación e infraestructura,
el TTB permitirá disminuir los tiempos
muertos ya que las unidades tractoras se
pueden sustituir en operación en caso de
avería o accidente y seguir operando con
el remolque, así como dar mantenimiento
sin necesidad de sacar de a circulación a
todo el vehículo, permitiendo tener
unidades tractoras en reserva para estos
casos, afectando en lo mínimo la
operación.
Por otro lado se pueden hacer
configuraciones de trenes de vialidad
uniendo dos remolques, mediante bogies
motrices o arrastrados.
Otra cualidad, es que en caso de
desastre natural, aunado a su flexibilidad
en comparación con los modos sobre
rieles o con andenes de plataforma
elevada, estas unidades pueden seguir
operando sorteando obstáculos viales
producidos por tráfico, escombros,
inundaciones y, en caso de colapso de
suministro eléctrico, podrían operarse
con tracto camiones convencionales.
TTB
Tracto Trolebús (de Piso Bajo)
Costo del Proyecto
El desarrollo de este proyecto incluido
prototipo pre serie e inicio de supervisión
de producción piloto, tendría una
duración de aproximada de año y medio
y un costo de 25 millones de pesos.
El costo del proyecto es ampliamente
amortizable dado el menor costo del
sistema en comparación con trenes
ligeros, tranvías, tranvías articulados, el
metrobús y autobuses de tracción
convencional de piso bajo.
Por otro lado es un claro ejemplo de
respaldo a la Ciencia, Tecnología y
Diseño nacional, así como un apoyo a
los productores nacionales, en contra
partida con los otros modos antes
mencionados.
El costo esta en base a las necesidades
de especialistas y profesionales con
experiencia y conocimiento suficiente.
La
plantilla
incluye
un
equipo
multidisciplinario compuesto por:
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•
•
Ingenieros Eléctricos
Diseñadores Industriales
Ingenieros Mecánicos
Ingenieros Electrónicos
Ingenieros de Software
Ingenieros
Especialistas
Estructuras
en
Y
Técnicos
Profesionales
disciplinas entre ellos.
•
•
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•
•
•
Modelistas
Soldadores
Electricistas
Mecánicos
Pintores
Etc.
de
varias
Además se incluye un prototipo y todo la
información que asegure la correcta
fabricación y fiabilidad del vehículo.
TTB
Tracto Trolebús (de Piso Bajo)
Estrategia de Implementación
El desarrollo con especificaciones
precisas de producción, pruebas y
supervisión de inicio de producción
correrían a cargo de la Universidad
Autónoma Metropolitana; la realización
del prototipo seria dado a licitación
pública junto con la producción piloto (10
unidades) y, se daría a licitación la
adquisición de las unidades restantes de
acuerdo a especificaciones y el
licenciamiento por la UAM y el GDF de la
tecnología desarrollada y el vehículo
diseñado.
TTB
Tracto Trolebús (de Piso Bajo)
Especificaciones Técnicas de
Preproyecto
Sistema de alimentación y tracción
La configuración de la red eléctrica será
bifásica de alta tensión 13,000 Volts
suministrada por la compañía de Luz y
Fuerza del Centro.
El trolebús propuesto constara de los
siguientes componentes:
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•
•
•
Dos troles que reciben la energía
del tendido de red bifásica de alta
tensión (13000 V)
Un transformador de bifásico a
trifásico 440 V y 220 V ,entre
fases, 120 V monofásico, 5060Hz
Un regulador de tensión
Un inversor para control del motor
de inducción trifásico, distribuido.
Un motor de inducción trifásico
para la tracción eléctrica
Un sistema de acoplamiento
mecánico motor eléctrico-sistema
de tracción
Un banco de supercapacitores
Un interruptor de cambio del
sistema de alimentación de la
tracción
•
Un sistema de control de carga y
descarga
del
banco
de
supercapacitores.
Operación del sistema de
alimentación
La alimentación por red bifásica será
continua en aquellas zonas de la vialidad
en el que no se tenga que cuidar el
impacto visual de la avenida o bien
resulte conveniente su tendido, y se
desconectara momentáneamente de la
misma red cuando se den trayectos con
condiciones opuestas a las anteriores
dentro de la ruta, entrando en acción el
banco
de
supercapacitores
cuya
autonomía permitirá aproximadamente
un recorrido de 4 km.
TTB
Tracto Trolebús (de Piso Bajo)
Sistemas para la Operación y
Seguridad del TTB
Dada las características vehiculares del
TTB se hace necesario y conveniente el
utilizar las nuevas tecnologías para
garantizar la adecuada operación,
fiabilidad y seguridad del vehículo tanto
para el entorno donde circula como para
sus usuarios.
Dada la falta de contacto físico cercano
entre los pasajeros y el operador del
TTB, se hace forzoso un sistema de
vigilancia del habitáculo de pasajeros por
medio de alarmas y cámaras que
deberán proveer una visión general al
operador de las condiciones y acciones
de
estos dentro, y en particular al
abordar y descender de la unidad,
proveer elementos para la disuasión de
conductas lesivas y la consignación de
usuarios
o
vándalos
con
mal
comportamiento para el sistema, la
unidad, los pasajeros y para si mismos,
mejorando la seguridad del sistema.
Se requerirá un sistema de peaje que
permita con independencia del operador
que este se realice al abordar el vehículo
y que permita un control efectivo.
En lo que hace a la conducción y
operación del TTB, se demandará por
sus características que la retrovisión del
operador se de en base a cámaras y que
en el caso de la unidad con “copete” se
proporcione en este sensores de
proximidad ante obstáculos, que alerten
al operador y en su caso dependiendo de
las condiciones de velocidad y maniobras
frenen automáticamente la unidad de
manera previsible para el operador y
transito circundante.
Todo esto deberá ser presentado al
operador de forma ergonómica de
manera tal que no se sobrecargue
sensorialmente
de
información
provocándole fatiga y distracciones
innecesarias que pudieran causarle
estrés o incidentes, mejorando en
cambio su capacidad de respuesta ante
situaciones de riesgo y el reducir el nivel
de fatiga y sobre saltos, permitiéndole
estar alerta pero relajado.
El TTB estará dotado de una capacidad
de escrutinio ante su operación que
permitirá mejorar la operación y la
seguridad en base a datos fidedignos y
comprobables, mejor que una caja negra
de aviación, quedando registrada toda la
jornada en sus sistemas informáticos,
para cualquier corrección, prevención o
comprobación de hechos.
Para lograr lo anterior es necesario
integrar adecuadamente una unidad
diseñada que proporcione a sus usuarios
(pasajeros y operador) comodidad y
seguridad, en un ambiente ergonómico,
antropométrico y estético, y además que
proporcione un vehículo que no ponga en
riesgo ante su operación su entorno
circundante (vialidad, trafico y vehículos
a su alrededor, peatones, infraestructura
existente y ambiente), para lo cual es
necesario la integración de un equipo
multidisciplinario
integrado
por
profesionales con experiencia probada
exitosamente en Ingeniería Eléctrica,
Diseño Industrial, Ingeniería Mecánica,
Ingeniería de Hardware y Software, y
especialistas en transporte.