Caracterización de las rutas de buses de transporte público de la ciudad de Ibarra para la implementación de buses híbridos y eléctricos GPS

Abstract

El presente tema de estudio que consiste en la “Caracterización de las rutas de buses de transporte público de la ciudad de Ibarra para la implementación de buses híbridos y eléctricos GPS”, el cual pertenece al Grupo de Investigación Sistema de Transporte y Automoción (GISTA). Este estudio está enfocado a determinar las características técnicas del tren motriz y paquete de baterías para el autobús híbrido y eléctrico. Para ello, la recolección de datos se la realizó de lunes a viernes en 20 rutas: 8 de la Cooperativa San Miguel de Ibarra y 12 de la Cooperativa 28 de Septiembre. En donde, se instaló 5 Dispositivos de Posicionamiento Global (GPS) GL-770 de lunes a viernes en cada ruta, con una frecuencia de muestreo de 1 Hz y 14 horas diarias de grabación. Para ello, los dispositivos son instalados al inicio de su jornada laboral y son retirados la final de su jornada laboral, logrando recolectar 50 400 datos. La base de datos muestra que la ruta de El Naranjito cuenta con una máxima pendiente del 21 %, la cual es ejecutada por parte de la Cooperativa 28 de Septiembre y la ruta Santa Isabel – Huertos Familiares que cuenta con la máxima distancia de 39,10 km, la cual es cumplida por la Cooperativa 28 de Septiembre y la Cooperativa San Miguel de Ibarra. Durante la investigación se determinó que la trayectoria de ciertas rutas ha cambiado con el pasar del tiempo. La potencia total considerada para el dimensionamiento del tren motriz está calculada para una pendiente del 21 %, en plena carga y la velocidad máxima experimentada es de 20 km/h. Por lo tanto, la potencia total requerida aumenta si alguna de estas variables incrementa. Cabe mencionar, la potencia del motor puede variar según su eficiencia, pero en este caso se ha utilizado una eficiencia del 80 % para el motor eléctrico y una eficiencia del 37 % para el motor diésel. Para el autobús híbrido se requiere un motor eléctrico de 162 kW y un motor diésel de 230, 25 kW, tomando en cuenta que estos valores son para un grado de hibridación del 40%. En cambio, para el autobús eléctrico se requiere una potencia de 265 kW. Una vez establecido el tren de potencia se procede a dimensionar el paquete de baterías del autobús híbrido, el cual cuenta con 100 celdas, potencia de 205,25 kW, capacidad de 300 Ah, voltaje de 320 V, intensidad de corriente de 641,75 A, peso de 950 kg y cuenta con una autonomía de 42,07 km. En cambio, el paquete de baterías para el autobús eléctrico cuenta con 180 celdas, potencia de 308,25 kW, capacidad de 300 Ah, voltaje de 576 V, intensidad de corriente de 535,4 A, peso de 1710 kg y cuenta con una autonomía de 50,43 km. Para determinar las especificaciones técnicas del paquete de baterías, se procede a seleccionar el tipo de bus eléctrico. En donde, la mejor tecnología para el sistema de carga, con relación a costos es la carga al final de la estación. La relación de costos de las baterías entre el autobús de carga durante la noche es del 3,2 % y la carga al final de la estación es de 1,3 %.