Determinación del consumo combustible y emisiones en vehículos de uso urbano del área metropolitana de Bucaramanga mediante simulación en simulink a partir de ciclos de conducción
El presente estudio consiste en determinar el consumo de combustible y emisiones de gases en vehículos de uso urbano en el área metropolitana de Bucaramanga (AMB). El consumo de combustible es un gasto a tener en cuenta para quien posea un vehículo de motor de combustión interna y aún más, para las...
- Autores:
-
Barrera Becerra, Daniel Felipe
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2019
- Institución:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
- Repositorio:
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El presente estudio consiste en determinar el consumo de combustible y emisiones de gases en vehículos de uso urbano en el área metropolitana de Bucaramanga (AMB). El consumo de combustible es un gasto a tener en cuenta para quien posea un vehículo de motor de combustión interna y aún más, para las empresas con grandes flotas de vehículos. Es de considerar que debido al gran crecimiento que ha presentado el parque automotor en la zona, también se ha incrementado la cantidad de gases nocivos liberados por éstos, afectando el medio ambiente y la salud humana. En este trabajo, se revisaron los tipos de combustibles utilizados en la industria automotriz, la demanda energética del transporte en Colombia, cómo afectan las emisiones de gases vehiculares, los factores que afectan el consumo de combustible y los ciclos de conducción más representativos a nivel mundial; esto con el fin de identificar los vehículos que más potencial de consumo de combustible presentan en el área metropolitana de Bucaramanga y en qué momento, situación o circunstancia de un recorrido normal, los vehículos presenta mayor demanda de energía; para de esta manera, poner en práctica estrategias que controlen o reduzcan estos consumos de combustible y emisiones contaminantes. |
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Barrera Becerra, Daniel Felipe (2019). Determinación del consumo combustible y emisiones en vehículos de uso urbano del área metropolitana de Bucaramanga mediante simulación en simulink a partir de ciclos de conducción. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB [1] A. M. D. BUCARAMANGA, «ANALISIS ECONOMICO - ESTUDIO Y CALCULO DE TARIFAS - 2016,» Bucaramanga, 2016. [2]UPME, «TRANSPORTE ELECTRICO EN COLOMBIA,» Bogota D.C, 2017. [3] A. Hurtado, Desarrollo de ciclos de conduccion para el area metropolitana centro occidente - AMCO., Pereira, 2014. [4] F. y. N. (. Academia Colombiana de Ciencias Exactas, «Factores de emision de los combustibles colombianos,» Bogota, 2003. [5]C. Velasco, Hornos Metalurgicos Parte I, Oruro. [6]A. Lima y E. Galvez, Analisis de consumo de combustible de los vehiculos de categoria M1 que circula en el centro historico de la ciudad de Cuenca en horas de maxima demanda en funcion de ciclos de conduccion, Cuenca, 2016. [7] J. Cantos y J. Toledo, Analisis del impacto economico generado por los niveles de servicio de las vialidades en el centro historico de la ciudad de Cuenca, Cuenca, 2015 [8]E. Mobil, «Esso Mobil,» 2019. [En línea]. Available: https://www.combustiblescolombia.com/estaciones-de-servicio/nuestros-combustibles. [9]M. Cobos, Metodo para la gestion eficiente del combustible en flotas de vehiculos, Sevilla. [10]NASA, «NASA,» 2019. [En línea]. Available: https://climate.nasa.gov/vital-signs/global-temperature/. [11]NASA, «NASA,» 2019. [En línea]. Available: https://climate.nasa.gov/vital-signs/arctic-sea-ice/. [12]J. Carrasco, «Factores de emision considerados en la herramienta de calculo de la huellla de carbon corporativa,» 2015 [13]B. Gomez, Desarrollo de una metodologia para generacion de ciclos de conduccion representativos del trafico real urbano. Aplicacion para medida de emisiones en banco de rodillos, Madrid, 2011. [14]P. Hernandez, E. Sanchez y S. Juan, Actualizacion de los ciclos de manejo en el valle de Mexico para vehiuclos ligeros, Mexico, D.F., 2014. [15]V. Corcoba, Eco-driving: Ahorro de energia basado en el comportamiento del conductor, Leganes. [16]H. Espinosa, «Asi ha crecido el parque automotor en el area metropolitana de Bucaramanga,» Vanguardia, 23 Septiembre 2018. [17]D. d. T. y. t. d. A. M. d. Bucaramanga, «Direccion de transito de Bucaramanga,» 2018. [En línea]. Available: https://www.transitobucaramanga.gov.co/parque-automotor.php. [18]REDIBA, «REDIBA S.A. E.S.P.,» [En línea]. Available: http://www.rediba.net/index.php. [19] EMAB, «EMAB S.A. E.S.P.,» [En línea]. Available: https://emab.gov.co/. [20] METROLINEA, «metrolinea,» [En línea]. Available: http://www.metrolinea.gov.co/v3.0/. [21] Volvo, «Volvo,» [En línea]. Available: https://www.volvobuses.com/content/dam/volvo/volvo-buses/markets/egypt/b12ma/B12MA-LHD-Rigid-EN.pdf. [22] Volvo, «SCRIBD,» [En línea]. Available: https://es.scribd.com/document/250989296/DH12E-eng-pdf [23] A. a. l. mecanica, «Aficionados a la mecanica,» [En línea]. Available: http://www.aficionadosalamecanica.net/transmisiones.htm. [24] H. Gupta, Fundamentals of internal combustion engines, 2009. [25]IvAnSiTo, «Transmision manual y automatica,» 26 Octubre 2010. [En línea]. Available: http://erick-reno10.blogspot.com/2010/10/transmision-automatica.html. [25]IvAnSiTo, «Transmision manual y automatica,» 26 Octubre 2010. [En línea]. Available: http://erick-reno10.blogspot.com/2010/10/transmision-automatica.html. [25]IvAnSiTo, «Transmision manual y automatica,» 26 Octubre 2010. [En línea]. Available: http://erick-reno10.blogspot.com/2010/10/transmision-automatica.html. [26]J. Lopez, Sistema de transmision para vehiculo de traccion trasera y motor delantero, Bilbao, 2015. [27]J. Y. Wong, Theory of ground vehicles [28]A. Martines, Motores de combustion interna, Sant Celoni, 2007. [29]M. Hadzich, «Ciclo Motores,» de Termodinamica, 2005. [30]K. Barbosa y D. Betancur, Medicion del conusmo de combustible en un bus articulado de la empresa INTEGRA S.A. operadora del sistema integrado de transporte "MEGABUS", Pereira, 2016. |
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Acero Caballero, Mario Jonatan6c5ccc7c-a3d0-4805-8002-1c20e546eff8Barrera Becerra, Daniel Felipebb18c7aa-596b-4524-9820-5dd7ddf75d1d-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000017036https://scholar.google.com/citations?user=wb-U1lYAAAAJ#hl=eshttps://orcid.org/0000-0003-1709-6574https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57205006441https://www.researchgate.net/profile/Mario_Acero_CaballeroGrupo de Investigación Recursos, Energía, Sostenibilidad - GIRESGrupo de Investigaciones ClínicasBucaramanga (Santander, Colombia)Bucaramanga (Colombia)UNAB Campus Bucaramanga2020-06-26T19:39:18Z2020-06-26T19:39:18Z2019http://hdl.handle.net/20.500.12749/1504instname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABreponame:Repositorio Institucional UNABEl presente estudio consiste en determinar el consumo de combustible y emisiones de gases en vehículos de uso urbano en el área metropolitana de Bucaramanga (AMB). El consumo de combustible es un gasto a tener en cuenta para quien posea un vehículo de motor de combustión interna y aún más, para las empresas con grandes flotas de vehículos. Es de considerar que debido al gran crecimiento que ha presentado el parque automotor en la zona, también se ha incrementado la cantidad de gases nocivos liberados por éstos, afectando el medio ambiente y la salud humana. En este trabajo, se revisaron los tipos de combustibles utilizados en la industria automotriz, la demanda energética del transporte en Colombia, cómo afectan las emisiones de gases vehiculares, los factores que afectan el consumo de combustible y los ciclos de conducción más representativos a nivel mundial; esto con el fin de identificar los vehículos que más potencial de consumo de combustible presentan en el área metropolitana de Bucaramanga y en qué momento, situación o circunstancia de un recorrido normal, los vehículos presenta mayor demanda de energía; para de esta manera, poner en práctica estrategias que controlen o reduzcan estos consumos de combustible y emisiones contaminantes.1. Introducción ......................................................................................................................... 16 2. Marco Referencial ................................................................................................................ 17 2.1. Combustibles ................................................................................................................ 17 2.1.1. Tipos de combustibles ........................................................................................... 17 2.1.2. Combustión........................................................................................................... 18 2.1.2.1. Tipos de combustión ..................................................................................... 18 2.1.2.2. Parámetros ambientales que influyen en la combustión ................................ 19 2.1.3. Consumo de combustible en Colombia.................................................................. 20 2.2. Factores que afectan el consumo de combustible en vehículos ..................................... 21 2.3. Emisiones vehiculares ................................................................................................... 23 2.3.1. Efecto de las emisiones vehiculares ....................................................................... 23 2.3.1.1. Cambio climático ........................................................................................... 23 2.3.1.2. Gases de efecto invernadero ......................................................................... 24 2.3.2. Factores de emisión .............................................................................................. 25 2.3.2.1. Factores de emisión en Colombia .................................................................. 25 2.4. Ciclos de conducción ..................................................................................................... 26 2.4.1. Ciclos de conducción más representativos a nivel mundial .................................... 27 2.4.1.1. Ciclos de conducción americanos .................................................................. 27 2.4.1.2. Ciclos de conducción europeos ...................................................................... 28 2.4.1.3. Ciclos de conducción japoneses ..................................................................... 29 2.5. ECO-DRIVING ................................................................................................................ 30 2.5.1. Técnicas ................................................................................................................ 30 2.5.2. Métodos para motivar al conductor ...................................................................... 31 3. Objetivos .............................................................................................................................. 32 3.1. Objetivo General ........................................................................................................... 32 3.2. Objetivos Específicos .................................................................................................... 32 4. Metodología ......................................................................................................................... 33 5. Desarrollo............................................................................................................................. 34 5.1. Vehículos con mayor potencial de consumo de combustible en el AMB. ....................... 34 5.1.1. Parque automotor en el AMB. ............................................................................... 34 5.1.2. Matriz de identificación ......................................................................................... 35 5.1.2.1. Parámetros de la matriz................................................................................. 35 5.1.2.2. Identificación de vehículos ............................................................................ 36 5.2. Empresas recolectoras de residuos ............................................................................... 38 5.2.1. REDIBA S.A. E.S.P. .................................................................................................. 38 5.2.1.1. Flota operacional REDIBA S.A. E.S.P. .............................................................. 38 5.2.2. EMAB S.A. E.S.P. .................................................................................................... 39 5.2.2.1. Flota operacional EMAB S.A. E.S.P. ................................................................ 39 5.3. SITM (Sistema Integrado de Transporte Masivo) ........................................................... 40 5.3.1. Flota operacional SITM .......................................................................................... 40 5.4. Caracterización de la ruta y del vehículo ....................................................................... 42 5.4.1. Ruta T1 ................................................................................................................. 42 5.4.2. Volvo B12M .......................................................................................................... 45 5.4.2.1. Sistema de transmisión de fuerza para vehículos de tracción trasera ............. 47 5.5. Obtención de los ciclos de conducción .......................................................................... 50 5.5.1. Método de obtención de datos ............................................................................. 50 5.5.2. Ciclos de conducción para la ruta T1...................................................................... 51 5.6. Simulación .................................................................................................................... 53 5.6.1. Ecuaciones ............................................................................................................ 53 5.6.2. Velocidad lineal del vehículo ................................................................................. 54 5.6.3. Transmisión .......................................................................................................... 55 5.6.4. RPM en el motor ................................................................................................... 56 5.6.5. Torque en el motor ............................................................................................... 57 5.6.6. Potencia en el motor ............................................................................................. 58 5.6.7. Consumo específico de combustible ...................................................................... 60 5.6.8. Eficiencia del motor .............................................................................................. 61 5.6.9. Flujo másico .......................................................................................................... 62 5.6.10. Combustible consumido y emisiones generadas .................................................... 63 6. Resultados obtenidos ........................................................................................................... 66 6.1. Consumo de combustible.............................................................................................. 66 6.2. Emisiones generadas .................................................................................................... 69 6.2.1. Emisiones por tipo de combustible ........................................................................ 70 6.2.2. Emisiones por tipo de aplicación ........................................................................... 70 7. Estrategias de eficiencia energética ...................................................................................... 72 8. Conclusiones ........................................................................................................................ 73 9. Recomendaciones ................................................................................................................ 75 10. Referencias ....................................................................................................................... 76 11. Anexos ............................................................................................................................. 78PregradoThe present study consists in determine the fuel consumption and gas emissions in vehicles for urban use in Metropolitan Area of Bucaramanga (AMB). Fuel consumption is an expense to consider for those who own an internal combustion engine vehicle and even more, for companies with large fleets of vehicles. It's important to considered that due to the large growth that has presented the automotive park in the area, the amount of harmful gases released by these has also increased, affecting the environment and human health. In this paper, we reviewed the types of fuels used in the automotive industry, the energy demand of transportation in Colombia, how they affect vehicle emissions, the factors that affect fuel consumption and the most representative driving cycles worldwide; this in order to identify the vehicles that have the highest fuel consumption potential in the metropolitan area of Bucaramanga and at what time, situation or circumstance of a normal route, the vehicles have a higher energy demand; In this way, implement strategies that control or reduce these fuel consumption and polluting emissions.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaDeterminación del consumo combustible y emisiones en vehículos de uso urbano del área metropolitana de Bucaramanga mediante simulación en simulink a partir de ciclos de conducciónDetermination of fuel consumption and emissions in urban vehicles in the Bucaramanga metropolitan area by simulation in simulink from driving cyclesIngeniero en EnergíaUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería en Energíainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPEnergy engineeringGaseous fuelsEnvironmentVehiclesFuel consumptionInvestigationsAnalysisConsumptionFuelEmissionsIngeniería en energíaCombustibles gaseososMedio ambienteVehículosConsumo de combustibleInvestigacionesAnálisisConsumoEmisionesCombustibleBarrera Becerra, Daniel Felipe (2019). Determinación del consumo combustible y emisiones en vehículos de uso urbano del área metropolitana de Bucaramanga mediante simulación en simulink a partir de ciclos de conducción. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB[1] A. M. D. BUCARAMANGA, «ANALISIS ECONOMICO - ESTUDIO Y CALCULO DE TARIFAS - 2016,» Bucaramanga, 2016.[2]UPME, «TRANSPORTE ELECTRICO EN COLOMBIA,» Bogota D.C, 2017.[3] A. Hurtado, Desarrollo de ciclos de conduccion para el area metropolitana centro occidente - AMCO., Pereira, 2014.[4] F. y. N. (. Academia Colombiana de Ciencias Exactas, «Factores de emision de los combustibles colombianos,» Bogota, 2003.[5]C. Velasco, Hornos Metalurgicos Parte I, Oruro.[6]A. Lima y E. Galvez, Analisis de consumo de combustible de los vehiculos de categoria M1 que circula en el centro historico de la ciudad de Cuenca en horas de maxima demanda en funcion de ciclos de conduccion, Cuenca, 2016.[7] J. Cantos y J. 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