Características Técnicas de Vehiculos-STM

TABLA DE CONTENIDO 3

DISEÑO TÉCNICO SISTEMA INTEGRADO DE TRANSPORTE PÚBLICO .................. 3-5 3.1 INTRODUCCION ................................................................................................ 3-5 3.1.1 Objetivos ................................................................................................. 3-5 3.1.2 Objetivos Específicos .............................................................................. 3-5 3.2 CARACTERÍSTICAS DEL PARQUE ACTUAL ................................................... 3-5 3.2.1 Distribución Por Tipo De Marca .............................................................. 3-5 3.2.2 Distribución Por Tipo De Combustible ..................................................... 3-9 3.2.3 Estado Actual .......................................................................................... 3-9 3.3 DESCRIPCION DE LOS ELEMENTOS QUE CONFORMAN EL CHASÍS PARA LA DEFINICION DEL LOS AUTOBUSES DEL SITP. ........................................................ 3-12 3.3.1 Chasís .................................................................................................. 3-12 3.3.2 Motor .................................................................................................... 3-12 3.3.3 Transmisión .......................................................................................... 3-24 3.3.4 Suspensión ........................................................................................... 3-26 3.3.5 Dirección Asistida ................................................................................. 3-27 3.3.6 Sistema de Frenos ................................................................................ 3-28 3.3.7 Tablero De Control................................................................................ 3-29 3.3.8 Posición Del Motor ................................................................................ 3-31 3.4 CHASISES DISPONIBLES PARA EL MERCADO COLOMBIANO ................... 3-31 3.4.1 Chasís para autobuses Bi-Articulados (220 -250 pasajeros) ................. 3-32 3.4.2 Chasís para Autobuses Articulados (140 – 160 Pasajeros) ................... 3-32 3.4.3 Chasís para Autobuses 15 metros (90– 120 Pasajeros) ....................... 3-33 3.4.4 Chasís para Autobuses Padrón (80– 90 Pasajeros) .............................. 3-34 3.4.5 Chasís para Autobuses tipo Bus (68 – 75 Pasajeros) ........................... 3-35 3.4.6 Chasís para Autobuses tipo Busetón (48– 52 Pasajeros) ..................... 3-36 3.4.7 Chasís para Autobuses tipo Buseta (38– 42 Pasajeros) ....................... 3-37 3.5 DESCRIPCION DE LOS ELEMENTOS QUE CONFORMAN LAS CARROCERIAS PARA LA DEFINICION DE LOS AUTOBUSES DEL SITP. .......................................... 3-38 3.5.1 Diseño Estructural................................................................................. 3-38 3.5.2 Elementos De Carrocería ...................................................................... 3-41 3.5.3 Dimensiones Externas .......................................................................... 3-52 3.6 CLASIFICACION E IMÁGENES DE CARROCERIAS DISPONIBLES EN EL MERCADO COLOMBIANO.......................................................................................... 3-55 3.6.1 Autobuses Bi-Articulados ...................................................................... 3-56 3.6.2 Autobuses Articulados .......................................................................... 3-56 3.6.3 Autobuses 15 Metros ............................................................................ 3-57 3.6.4 Autobuses Padrón ................................................................................ 3-57 3.6.5 Autobuses tipo bus ............................................................................... 3-57 3.6.6 Autobús Busetón................................................................................... 3-58 3.6.7 Autobuses Tipo Buseta ......................................................................... 3-58 3.7 COSTOS DE INVERSION SEGÚN TIPOLOGIA .............................................. 3-58 3.7.1 Carrocería ............................................................................................. 3-59 3.8 RESUMEN DE LAS CARACTERISTICAS PRINCIPALES DEL LOS AUTOBUSES PREVISTOS PARA OPERACIÓN EN EL SITP............................................................ 3-60 3.8.1 Autobús tipo Busetón ............................................................................ 3-61 - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-1

3.8.2 Autobús tipo Bus ................................................................................... 3-63 3.8.3 Autobús tipo Padrón ............................................................................. 3-64 3.8.4 Autobús tipo Articulado ......................................................................... 3-67 3.9 SEGUIMIENTO Y CONTROL DEL CUMPLIMIENTO DE LAS ESPECIFICACIONES .................................................................................................. 3-68 3.10 ANALISIS DE IMPACTOS SOBRE EL PAVIMENTO........................................ 3-69 3.11 VEHÍCULOS PARA ZONAS DE ALTA PENDIENTE ........................................ 3-76 3.11.1 Vías de Alta Pendiente........................................................................ 3-79 3.11.2 Caracterización de las Rutas y Vehículos ........................................... 3-80

LISTADO DE TABLAS Tabla 3-1 Marca de vehículos según tipo de vehículo. .............................................................. 3-6 Tabla 3-2 Modelos y Marca representativas según tipo de vehículo .......................................... 3-7 Tabla 3-3 Utilización de tipo de combustible.............................................................................. 3-9 Tabla 3-4 Aplicaciones de Motores Diesel ............................................................................... 3-15 Tabla 3-5 Estándares Europeos de emisiones contaminantes (EURO). .................................. 3-23 Tabla 3-6 Estándares Americanos de emisiones contaminantes (EPA) .................................. 3-24 Tabla 3-7 Características Técnicas Chasís Bi-articulado ......................................................... 3-32 Tabla 3-8 Características Técnicas Chasís Articulado ............................................................. 3-33 Tabla 3-9 Características Técnicas Chasís de 15 Metros ........................................................ 3-34 Tabla 3-10 Características Técnicas Chasís Padrón ............................................................... 3-35 Tabla 3-11 Características Técnicas Bus ................................................................................ 3-36 Tabla 3-12 Características Técnicas Busetón ......................................................................... 3-37 Tabla 3-13 Características Técnicas Chasís Buseta ............................................................... 3-38 Tabla 3-14 Dimensiones de las Sillas ...................................................................................... 3-42 Tabla 3-15 Dimensiones de la carrocería para el autobús Bi-articulado. ................................. 3-52 Tabla 3-16 Dimensiones de la carrocería para el Autobús Articulado. ..................................... 3-53 Tabla 3-17 Dimensiones de la carrocería para el autobús 15 mts (90 -120 pasajeros) ............ 3-53 Tabla 3-18 Dimensiones de la carrocería para el Autobús Padrón. ......................................... 3-54 Tabla 3-19 Dimensiones de la carrocería para el Autobús Busetón......................................... 3-55 Tabla 3-20 Clasificación de Carrocerías Disponibles Comercialmente. ................................... 3-56 Tabla 3-21 Valores de Carrocería (en dólares) ........................................................................ 3-59 Tabla 3-22 Carrocería (Complemento)(dólares) ...................................................................... 3-59 Tabla 3-23 Chasís (dólares) .................................................................................................... 3-59 Tabla 3-24 Chasís (complemento) .......................................................................................... 3-60 Tabla 3-25 Parámetros para el dimensionamiento de Autobuses ............................................ 3-61 Tabla 3-26 Pesos máximos permitidos por eje según NTC-4901 ............................................ 3-69 Tabla 3-27 Análisis de Pesos Autobús Articulado (volvo B12M) .............................................. 3-70 Tabla 3-28 Análisis de Pesos Busetón .................................................................................... 3-71 Tabla 3-29 Pesos máximos permitidos por eje según Resolución 4100 de 2004..................... 3-72 Tabla 3-30 Pesos máximos permitidos por eje según Norma Técnica 4901-3 ......................... 3-72 Tabla 3-31 Análisis de Pesos Autobús Tipo Padrón (sin puertas izquierdas) .......................... 3-73 Tabla 3-32 Análisis de Pesos Autobús Tipo Padrón (puertas izquierdas) ................................ 3-74 Tabla 3-33 Resumen de pesos autobús padrón ...................................................................... 3-75 Tabla 3-34 Cargas por ejes autobús padrón............................................................................ 3-75 - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-2

Tabla 3-35 Características Técnicas Vehículo Mercedes para zonas de alta pendiente .......... 3-76 Tabla 3-36 Características Técnicas Vehículo para zonas de alta pendiente .......................... 3-77 Tabla 3-37 Características Técnicas Vehículo Daihatsu para zonas de alta pendiente ........... 3-77 Tabla 3-38 Características Técnicas Vehículo Hino para zonas de alta pendiente .................. 3-78 Tabla 3-39 Características Técnicas Vehículo NPR para zonas de alta pendiente .................. 3-79 Tabla 3-40 Caracterización de los vehículos utilizados en zonas de alta pendiente ................ 3-80 Tabla 3-41 Caracterización del vehículo de acuerdo a la ruta ................................................. 3-81 LISTA DE FIGURAS Figura 3-1 Participación de marcas en el transporte público de Bogotá .................................... 3-7 Figura 3-2 Fotos De Vehículos Por Grupo Tarifarío, Marca Y Modelo Representativo .............. 3-8 Figura 3-3 Utilización de combustible en el transporte público de Bogotá. ................................ 3-9 Figura 3-4 Motor Diesel ........................................................................................................... 3-13 Figura 3-5 Sistema de Turbo Cargador en Motores Diesel ...................................................... 3-18 Figura 3-6 Cadenas de Hidrocarburos en el combustible Diesel ............................................. 3-19 Figura 3-7 Penetración de Partículas en el cuerpo humano .................................................... 3-20 Figura 3-8 Convertidor Catalítico ............................................................................................. 3-21 Figura 3-9 Corte del convertidor catalítico ............................................................................... 3-22 Figura 3-10 Transmisión Automática ....................................................................................... 3-25 Figura 3-11 Convertidor de Torque ......................................................................................... 3-25 Figura 3-12 Suspensión Neumática......................................................................................... 3-27 Figura3-13 Prueba De Frenado Volvo Full Carga .................................................................... 3-29 Figura 3-14 Tablero de control ................................................................................................ 3-31 Figura 3-15 Entrada delantera (motor trasero) ........................................................................ 3-31 Figura 3-16 Chasís Bi-articulado ............................................................................................. 3-32 Figura 3-17 Chasís Articulado ................................................................................................. 3-33 Figura 3-18 Chasís de 15 metros ............................................................................................ 3-33 Figura 3-19 Chasís Padrón ..................................................................................................... 3-34 Figura 3-20 Chasís Bus ........................................................................................................... 3-35 Figura 3-21 Chasís Busetón .................................................................................................... 3-36 Figura 3-22 Chasís Buseta ...................................................................................................... 3-37 Figura 3-23 Pruebas destructivas carrocería ........................................................................... 3-39 Figura 3-24 Visibilidad inferior y superior ................................................................................. 3-40 Figura 3-25 Visibilidad lateral (Derecha e Izquierda) ............................................................... 3-40 Figura 3-26 Ensayos de Durabilidad de las Sillas .................................................................... 3-43 Figura 3-27 Silla tipo para conductor ....................................................................................... 3-43 Figura 3-28 Color asideros (contraste) .................................................................................... 3-44 Figura 3-29 Puertas Autobuses ............................................................................................... 3-47 Figura 3-30 Ruteros delanteros y traseros............................................................................... 3-48 Figura 3-31 Alturas módulos inferior y superior ....................................................................... 3-49 Figura 3-32 Elevadores en Autobuses Padrones..................................................................... 3-50 Figura 3-33 Vehículos Especiales para el transporte de personas discapacitadas .................. 3-50 Figura 3-34 Espacio para personas en sillas de ruedas .......................................................... 3-51 Figura 3-35 Sillas Especiales .................................................................................................. 3-51 Figura 3-36 Dimensiones Laterales Autobús Bi-Articulado ...................................................... 3-52 Figura 3-37 Dimensiones Laterales Autobús Articulado .......................................................... 3-53 - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-3

Figura 3-38 Dimensiones Frontales Autobuses Articulados ..................................................... 3-53 Figura 3-39 Dimensiones Laterales Autobús 15 Metros .......................................................... 3-54 Figura 3-40 Dimensiones Laterales Autobús Padrón ............................................................... 3-54 Figura 3-41 Dimensiones Frontales Autobús Padrón .............................................................. 3-55 Figura 3-42 Dimensiones Laterales Autobús Busetón ............................................................. 3-55 Figura 3-43 Carrocerías Tipo Bi-Articulado.............................................................................. 3-56 Figura 3-44 Carrocerías Tipo Articulado .................................................................................. 3-56 Figura 3-45 Carrocerías Tipo Autobús 15 metros .................................................................... 3-57 Figura 3-46 Carrocerías Tipo Padrón ...................................................................................... 3-57 Figura 3-47 Carrocerías Tipo Bus ........................................................................................... 3-57 Figura 3-48 Carrocerías Tipo Busetón..................................................................................... 3-58 Figura 3-49 Carrocerías Tipo Buseta....................................................................................... 3-58 Figura 3-50 Carrocerías Tipo Busetón..................................................................................... 3-61 Figura 3-51 Diseño en Planta - Busetón .................................................................................. 3-61 Figura 3-52 Carrocerías Tipo Bus ........................................................................................... 3-63 Figura 3-53 Diseño en Planta - Bus ......................................................................................... 3-63 Figura 3-54 Carrocerías Tipo Padrón ...................................................................................... 3-65 Figura 3-55 Diseño en Planta – Padrón................................................................................... 3-65 Figura 3-56 Diseño en Planta – Padrón – Puerta Izquierda ..................................................... 3-65 Figura 3-57 Carrocerías Tipo Articulado .................................................................................. 3-67 Figura 3-58 Diseño en Planta – Articulado .............................................................................. 3-67 Figura 3-59 Diseño Interno de la Carrocería Autobús Articulado. ............................................ 3-70 Figura 3-60 Ubicación sillas Perimetrales. ............................................................................... 3-71 Figura 3-61 Diseño Interno de la Carrocería Autobús Tipo Busetón ........................................ 3-72 Figura 3-62 Diseño Interno de la Carrocería Autobús Tipo Padrón (sin puertas izquierdas) .... 3-74 Figura 3-63 Diseño Interno de la Carrocería Autobús Tipo Padrón (puertas izquierdas) ......... 3-75 Figura 3-64 Vehículo Mercedes para zonas de alta pendiente ................................................ 3-76 Figura 3-65 Vehículo para zonas de alta pendiente................................................................. 3-77 Figura 3-66 Vehículo Daihatsu para zonas de alta pendiente .................................................. 3-77 Figura 3-67 Vehículo Hino para zonas de alta pendiente ........................................................ 3-78 Figura 3-68 Vehículo NPR para zonas de alta pendiente ........................................................ 3-78

LISTA DE ANEXOS Anexo 1. Matriz Especificaciones Técnicas Autobuses Disponibles en el Mercado Colombiano Anexo 2. Especificaciones Autobuses del Sistema Integrado de Transporte

- Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-4

3

3.1

DISEÑO TÉCNICO SISTEMA INTEGRADO DE TRANSPORTE PÚBLICO

INTRODUCCION

La puesta en marcha del Sistema Integrado de Transporte Público de la Ciudad de Bogotá supone necesariamente el mejoramiento de las condiciones de servicio y funcionalidad del parque automotor. Para la estructuración técnica es necesario conocer en detalle todo el soporte técnico de las especificaciones de los autobuses de diferentes capacidades que se tendrán en cuenta para la elaboración del pliego de condiciones del nuevo sistema. 3.1.1

Objetivos

El presente documento tiene como objeto identificar los principales componentes, que en materia de tecnología vehicular, se deberán tener en cuenta para cumplir con los requisitos del parque automotor que van a ser incorporados al nuevo Sistema Integrado de Transporte de la Ciudad de Bogotá, SITP. 3.1.2

Objetivos Específicos

Verificar la inclusión de las Normas Técnicas Colombianas (NTC) o Internacionales en las especificaciones de cada unos de los componentes que conforman la carrocería y el chasís de los autobuses, que harán parte del nuevo Sistema Integrado de Transporte. Parte importante de dichas especificaciones técnicas son las relativas a las características dimensionales y funcionales de los autobuses que prestan servicios de locomoción colectiva urbana, las cuales encuentran incluidas en el presente documento y son tenidas en cuenta para la elaboración de los pliegos de licitación. 3.2

CARACTERÍSTICAS DEL PARQUE ACTUAL

En este numeral se presentarán las características técnicas más relevantes al desarrollar un estudio sobre la caracterización del parque automotor; para esto juega un papel muy importante la marca del vehículo, el tipo de combustible, el modelo según la marca y el estado físico del vehículo. 3.2.1

Distribución Por Tipo De Marca

Antes de analizar técnicamente las características de los vehículos que se encuentran en operación, se desarrollará una cuantificación de las marcas existentes en el servicio público de transporte de Bogotá de acuerdo con la siguiente tabla: - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-5

Tabla 3-1 Marca de vehículos según tipo de vehículo. MARCA AGRALE

BUS

BUSETA

MICRO

TOTAL

%

745

29

48

822

4,55%

64

64

0,35%

ASIA MOTORS AVIA

1

1

0,01%

CARPATI

1

1

0,01%

CHEVROLET

4.396

DAIHATSU

3.792

3.135

11.323

62,69%

181

1.158

1.339

7,41%

38

0,21%

1.289

7,14%

DINA

25

13

DODGE

270

1.018

ENCAVA

1

FIAT

1

1

0,01%

27

0,15%

182

1,01%

152

0,84%

49

0,27%

637

3,53%

89

126

0,70%

101

101

0,56%

83

160

243

1,35%

27

FORD

168

3

HINO

127

25

HYUNDAI

19

INTERNATIONAL

538

99

IVECO

21

16

KIA MAZDA

11 30

MERCEDES BENZ

472

18

9

499

2,76%

MITSUBISHI

186

35

254

476

2,64%

NISSAN

2

9

57

68

0,38%

NON PLUS ULTRA

7

15

136

158

0,87%

2

2

0,01%

3

0,02%

120

0,66%

341

1,89%

18.063

100%

SANFENG THOMAS

3

TOYOTA VOLKSWAGEN TOTAL

120 334

7

7.292

5.394

5.375

Fuente: Elaboración del consultor de acuerdo a la base de datos del SETT a octubre de 2007

En el parque automotor del transporte público de pasajeros de Bogotá se encuentra que las marcas predominantes en general son: Chevrolet con una participación del 62,69% (11.323 unidades), Daihatsu con 7,41% (1.339 unidades) y Dogde con 7,14% (1.289 unidades); a continuación se grafica la participación general de otras marcas.


3-6

Figura 3-1 Participación de marcas en el transporte público de Bogotá 69% 8%

8%

5% Agrale

Chevrolet

Daihatsu

Dodge

Interna.

3%

4%

3%

Mercedes

Mitsubishi

Fuente: Elaboración del consultor de acuerdo a la base de datos del SETT

Una vez analizado el parque automotor del servicio de transporte de pasajeros, se tiene que caracterizar de acuerdo con el tipo de servicio prestado; por ello se tomó el promedio ponderado de cada modelo de vehículo e igualmente para la marca. Esto sirve para determinar la tarifa al usuario de acuerdo con los grupos tarifarios establecido por la normativa, tal como se muestra en la siguiente tabla: Tabla 3-2 Modelos y Marca representativas según tipo de vehículo MODELO Y MARCA REPRESENTATIVA POR GRUPO TARIFARIO Tipo de Servicio

Modelo Repres 1 .

Marca Representativa

Base 2 Gravable

Valor Impuest 3 o

- Bus de seis años o mayor (2001 o menor)

1993

Chevrolet B-60

$ 18.085.000

$ 90.425

- Bus menor de seis años (2002 2007)

2004

Chevrolet

$ 51.238.000

$ 256.190

- Bus Ejecutivo

1990

Chevrolet B-60

$ 12.750.000

$ 63.750

- Bus Súper-ejecutivo

1991

Chevrolet CHR 580

$ 32.231.000

$ 161.155

- Buseta de seis años o mayor (2001 o menor)

1983

Chevrolet P-30 133

$ 4.290.000

$ 21.450

- Buseta menor de seis años (2002 2007)

2003

Chevrolet NPR

$ 90.415.000

$ 452.075

2003

Chevrolet NKR

$ 53.550.000

$ 267.750

- Micro bus – Colectivo Fuente: Elaboración del consultor

1 2

3

Este modelo representativo se determinó de acuerdo con la base de datos del SETT Valores establecidos por medio de la Resolución 005303 2006 del Ministerios de Transporte, de acuerdo al grupo del vehículo. Este valor se estableció de acuerdo al regulación del Ministerio de Transporte, cuyo valor es el 0,5% del valor de la base gravable. - Diseño Técnico de Detalle 3-7 Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

Figura 3-2 Fotos4 De Vehículos Por Grupo Tarifarío, Marca Y Modelo Representativo

Bus de seis años o mayor (2001 o menor)

Bus menor de seis años (2002 - 2007)

Bus Ejecutivo

Bus Súper-ejecutivo

Buseta de seis años o mayor (2001 o menor)

Buseta menor de seis años (2002 - 2007)

Micro bus - Colectivo

4

Fotos tomadas en trabajo de campo realizado en la ciudad de Bogotá. - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-8

3.2.2

Distribución Por Tipo De Combustible

La participación del tipo de combustible es muy importante dado que le permite a la Administración Distrital adelantar políticas ambientales que beneficien el estado del aire y mejoren la calidad de vida de los bogotanos; adicionalmente con este análisis se pueden adelantar estudios sobre el mejoramiento de la calidad de los combustibles y su impacto en la salud de las personas. Tabla 3-3 Utilización de tipo de combustible TIPO ACPM GAS GASOLINA TOTAL

BUS

BUSETA

MICRO BUS

TOTAL

%

7.084

4.966

4.241

16.291

90,2%

5

107

14

126

0,7%

203

322

1.120

1.645

9,1%

7.292

5.395

5.375

18.062

100%

Fuente: Elaboración del consultor de acuerdo a la base de datos de la Secretaria de transito

Se observa que el tipo de combustible de mayor utilización por el parque automotor del servicio Público de transporte es el Aceite para motor (ACPM – Diesel), con una participación del 90,2% y la gasolina con un 9,1%; estos vehículos, que utilizan como combustible gasolina, presentan el mayor numero de años de utilización, que van desde 1981 a 1988. Figura 3-3 Utilización de combustible en el transporte público de Bogotá. 90%

9% ACPM

GAS

1% GASOLINA

Fuente: Elaboración del consultor de acuerdo a la base de datos de la Secretaria de transito

3.2.3

Estado Actual

El Transporte Público constituye un servicio de primera necesidad para la ciudadanía, para lo cual le corresponde a la autoridad competente velar para que los usuarios tengan acceso a él con criterios de calidad, confiabilidad y seguridad. - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-9

Que el resultado del análisis de las características actuales de los vehículos, específicamente las relacionadas con las características dimensionales y funcionales de los autobuses que prestan servicios de locomoción colectiva urbana, se tengan en cuenta para establecer los requisitos mínimos que deben cumplir los autobuses que van hacer vinculados al Sistema de Integrado de Transporte Para esto se desarrolló un análisis, sobre las condiciones físicas de los vehículos que actualmente operan en el Sistema de transporte de pasajeros, con el fin de verificar el cumplimiento de las resoluciones del Ministerio de Transporte y las Normas Técnicas Colombianas (NTC), en cuanto a cada uno de los componentes que lo conforman en materia de seguridad y confort al usuario. Revisando el estado actual de los vehículos del sistema de transporte y que actualmente se encuentran en operación, se encontró que la mayoría no cumplen con los estándares óptimos de seguridad y confort esperados para un sistema de transporte de pasajeros y reglamentados en la normativa nacional. Estos estándares se encuentran establecidos por la Normas Técnica Colombiana NTC-5206 y la resolución del Misterio de Transporte No 7126, las cuales establecen ciertas condiciones de funcionalidad y seguridad que se deben cumplir para garantizar al usuario un sistema de transporte seguro y confiable, se tiene que los vehículos actuales que pretendan ser integrados al nuevo sistema deben como mínimo ser acondicionados en ciertos elementos al interior de la carrocería. Cabe resaltar que en la actualidad los estrictos requerimientos estructurales de la carrocería son conforme a normas internacionales como la R66 de las Naciones Unidas, referentes a los esfuerzos a los que será sometida la estructura en el caso de volcamiento o choque, para el caso de buses de alta capacidad (80 – 160 pasajeros) y la Norma Técnica NTC – 5206 en el caso de buses de mediana capacidad (40 – 50 pasajeros) Requisito que no cumple ninguna carrocería del sistema de transporte Público colectivo actual. Los elementos más significativos que se deben acondicionar, de acuerdo a las normas, para establecer unas condiciones aceptables de seguridad al usuario, son los siguientes: a) Asideros, tubos y soportes. Estos elementos son de esencial importancia en las adecuaciones que se deberán desarrollar en la carrocería, dado que le proporciona al usuario un agarre confiable en el caso de aceleración o desaceleración brusca; las condiciones actuales de estos elementos son indeseables para la seguridad del usuario. Adicionalmente es conveniente que estos elementos se encuentren cubiertos por un material plástico encapsulable para prevenir su prematuro deterioro por el sudor de las personas y garantizar una higiene al usuario. Estos elementos deberán ser instalados de acuerdo a las distancias, posición y altura recomendable por las normas técnicas para los usuarios que viajen de pie.


3-10

b) Claraboyas de Seguridad. Estos dispositivos brindan condiciones de ventilación y seguridad, dado que se permite la expulsión de este en caso de accidente, volcamiento o alguna circunstancia de emergencia del vehículo, se recomienda la inclusión o modificación de acuerdo a las normas técnicas establecidas para este tipo de dispositivos. c) Sillas con su respectiva estructura. Las condiciones actuales de las sillas de los vehículos evidencia una inadecuada presentación, ya que son construidas en materiales de tela o acolchamientos en espuma, los cuales son susceptibles a acciones vandálicas, además la utilización de tipos de acolchonamiento no es recomendable ya que no son retardantes al fuego y pueden presentar propagación del mismo en caso de accidente. Para lo cual se recomienda la inclusión de nuevos materiales de sillas para vehículos de transporte, como el polietileno; estas sillas presentan ventajas significativas ya que mitigan el impacto en situaciones de vandalismo, y fuego. d) Extintores. En general, los vehículos actuales carecen de extinguidores de incendios, siendo que estos elementos son reglamentados por la ley; hay casos en los cuales se presentan retrasada la fecha de recarga (vencidos). Se recomienda la inclusión de un número de extinguidores debidamente instalados y en sus lugares respectivos de acuerdo con las normas técnicas. e) Forrado Interno Antiflama. Como se ha visto, los vehículos mas propensos a sufrir un caso de incendio o atentado terrorista que acaba siempre en un incendio, son los vehículos de transporte público; por eso las entidades encargadas de reglamentar los elementos y materiales a hacer utilizados en el forrado interno exigen que este tipo de material sea retardante al fuego, lo que reduce la propagación de la llama. Este tipo de material viene incluido en vehículos relativamente nuevos, por ejemplo modelos 2004 en adelante. f) Limpieza de Vidrios. Los vehículos actuales cuentan con la superficie de los vidrios llenas de calcomanías o propagandas no autorizadas; esto incide en la seguridad al usuario, dado que las autoridades no se pueden percatar de posibles situaciones al interior del vehículo. Para los usuarios también es molesto ya que no permite identificar con facilidad el lugar de destino. Se recomienda la limpieza total de las superficies de los vidrios que cuenten con inclusiones no autorizadas. g) Luz interna y peldaños. Igualmente se encontró la carencia de sistemas lumínicos e intensidades (lúmenes) mínimas requeridas para este tipo de operación de acuerdo con las normas técnicas. Se recomienda hacer las adecuaciones pertinentes para dar cumplimiento con la intensidad lumínica y la instalación en los lugares recomendados. h) Piso Antideslizante y Madera para el piso. El estado del piso de los vehículos no se encontró en condiciones adecuadas de seguridad; la normativa no permite tener materiales metálicos como recubrimientos, porque estos pueden ocasionar lesiones al pasajero en caso de accidente. La normativa vigente exige que el material de los pisos sea antideslizante y auto extinguibles; son aceptados pisos de madera resistente al agua aplicados con resinas y cubiertos con material melamínico. Por esto se recomienda la inclusión de láminas de material melamínico. - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-11

i) Tableros de Instrumentos. La mayoría de vehículos presentan los instrumentos del tablero control en mal estado, lo que no permite ejercer un adecuado monitoreo de las variables de operación como; presión de los frenos, nivel de aceite, carga de la batería y demás avisos luminosos que indican posibles averías de un sistema; esto a su vez repercute en la seguridad al usuario. Se recomienda la sustitución de los sistemas de control que no presenten óptimas condiciones, incluidos en los paneles de control de acuerdo a la recomendación del fabricante. Cabe resaltar que la carencia de los elementos o sistemas descritos anteriormente se presentan en vehículos cuya edad excede los 6 años; por lo general, los vehículos más nuevos, menores a 6 años, presentan condiciones de seguridad aceptables y muchos de los elementos se encuentran en buen estado cumpliendo con la funcionalidad inicial. Para poder establecer igualdad de condiciones técnicas a los vehículos que van hacer incorporados al SITP se establecerán unos requisitos funcionales que deben cumplir todos los vehículos; igualmente se precisarán los elementos, materiales, espacios y demás lineamientos técnicos que permitan garantizar al usuario un sistema de transporte seguro y confiable. Es importante resaltar que la revisión del estado mecánico como; Alineación y balanceo; estado de pisos; Chasís; Dirección, Suspensión; Emisión de gases y contaminantes; Estado General de la Carrocería; Existencia de cinturones de seguridad; Existencia de defensas o bompers; Existencia de espejos retrovisores y guardabarros; Instrumentos de control y seguridad; Labrado de llantas; Limpia-brisas y velocímetro funcionando; Luces Generales; Puertas funcionando; Salidas de emergencia; Sillas; Sistema de freno y Sistemas de Combustible, se encuentran incluidos en las revisiones técnico mecánicas que ha reglamentado el Ministerio de Transporte. 3.3 3.3.1

DESCRIPCION DE LOS ELEMENTOS QUE CONFORMAN EL CHASÍS PARA LA DEFINICION DEL LOS AUTOBUSES DEL SITP. Chasís

De la conformación técnica de un autobús de transporte urbano se encuentra que la parte principal es la parte motriz denominada chasís; ésta se encuentra conformada por diversos elementos que brindan seguridad, confort y beneficios ambientales en un sistema de transporte; a continuación se presenta una breve descripción de cada uno de los elementos que lo conforman y sus características principales. 3.3.2

Motor

Este elemento es el actor principal del movimiento de la cadena cinemática que compone el tren motriz de un autobús; existen diversos tipos de motores de acuerdo con la tecnología disponible; algunos utilizan como combustible el Diesel; éstos, a través del tiempo, han - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-12

evolucionado en materia ambiental y tecnológica hasta convertirse en motores mas amigables con el medio ambiente, al estar compuestos de sistemas electrónicos de inyección que mejoran la combustión; esta mejora exige la utilización de combustible con bajo contenido en azufre; los motores diesel son los más usados para vehículos de transporte urbano dada la sencillez en su mantenimiento, la disponibilidad comercial y su bajo precio. Por otro lado existen motores que utilizan como combustible el Gas natural; estos motores han existido desde hace varias décadas pero su uso en el transporte de pasajeros no es muy frecuente, debido, entre otros aspectos, a su alto costo de fabricación, adquisición y mantenimiento, aún con un combustible de precio moderadamente bajo; estos motores ambientalmente tiene muchos beneficios ya que el combustible no contiene azufre, aromáticos y demás elementos que generan problemas respiratorios en los seres humanos. Más adelante del documento se ampliará la información sobre los combustibles alternativos y su uso en el transporte urbano. Funcionamiento del Motor Un motor Diesel es un motor de combustión interna del tipo de pistón en el que se supone (caso ideal) que el proceso de combustión ocurre a presión constante. Este tipo de motores también es conocido como de baja velocidad de encendido por compresión. Su funcionamiento está basado en el hecho de que si se logra una rápida compresión del aire a presiones elevadas, puede elevar su temperatura hasta el valor necesario para que el combustible dentro de la cámara de combustión encienda espontáneamente. Los motores con ciclo Diesel son similares a los que funcionan a partir del ciclo de Otto (volumen constante, encendidos por chispa, gasolina), pero éstos deben tener un relación de compresión mucho más alta y admite solamente aire en lugar de la mezcla de aire combustible durante la admisión. Los motores Diesel deben ser construidos con materiales o procesos que le permitan soportar esfuerzos mucho mayores a los motores a gasolina por lo que pueden resultar mucho más pesados.

Figura 3-4 Motor Diesel

Fuente: archivo del consultor


3-13

Diferentes configuraciones y diseños de motores que funcionan mediante el ciclo Diesel se encuentran en operación actualmente. Se pueden encontrar motores que trabajan en dos ciclos o en cuatro ciclos. Aquellos que trabajan con dos ciclos son motores muy grandes de aplicaciones marinas o de generación de energía. Los motores más pequeños para diversas aplicaciones como camiones y autobuses utilizan cuatro tiempos. Primer Tiempo: Carrera de Admisión. Comienza con el pistón en el punto muerto superior y termina en el punto muerto inferior. Durante el movimiento del pistón se abre la válvula de admisión y se admite aire dentro del cilindro. Segundo Tiempo: Carrera de Compresión. Mientras las dos válvulas están cerradas el aire dentro del cilindro es reducido a una fracción del volumen inicial. Al comprimirse el aire la presión y temperatura aumentan. La temperatura del aire debe alcanzar valores superiores al de la temperatura de ignición del combustible. Tercer Tiempo: Carrera de Expansión. Durante la primera parte de la carrera de expansión se presenta la inyección de combustible. La inyección se da muy rápido de tal manera que la presión se mantiene constante. La combustión genera gases a una muy alta presión y temperatura que ejercen fuerza sobre el pistón, hasta que llegue al punto muerto inferior, y hacen que el cigüeñal gire. Durante esta carrera se genera aproximadamente cinco veces más trabajo que aquel requerido durante la carrera de compresión. Durante esta carrera las dos válvulas se encuentran cerradas. Cuarto Tiempo: Carrera de Escape. Durante esta carrera la válvula de escape se abre y los gases de escape son expulsados por diferencia de presiones y por el movimiento del pistón hacia su punto muerto superior. El diseño de los motores Diesel está ligado de manera muy cercana con el tamaño pues para alcanzar diferentes requerimientos puede ser necesario utilizar pistones con diferentes formas geométricas o patrones de inyección particulares. En algunos motores antiguos se utilizaban precámaras de combustión para realizar una premezcla de combustible aumentándole la temperatura para luego ser inyectadas en la cámara principal. Actualmente se utilizan precalentadores (pequeñas bujías o resistencias). Si se utilizan bujías precalentadoras hay una para cada cilindro y éstas trabajan dentro de la cámara. Si las condiciones climáticas son extremas se utilizan resistencias en el múltiple de admisión para lograr que el aire aumente la temperatura necesario para una buena operación. A continuación se presenta una tabla con las aplicaciones más comunes para motores Diesel de diferentes tamaños.


3-14

Tabla 3-4 Aplicaciones de Motores Diesel CLASE

APLICACIÓN

POTENCIA kW

TIEMPOS

Livianos

15-75

4

Comercial medianos

35-150

4

Comercial pesados

120-400

4

Agricultura

3-150

2-4

Movimiento de tierra

40-750

2-4

Militar

40-2000

2-4

Ferrocarril

Vehículos riel

150-400

2-4

Ferrocarril

Locomotoras

400-3000

2-4

Marino

In borrad

4-750

4

Marino

Naval liviano

30-2200

2-4

Marino

Barcos

3500-22000

2-4

Marino

Auxiliar barcos

75-750

2-4

Estático

Servicio edificios

7-400

2-4

Estático

Generación de energía

35-22000

2-4

Vehículos de Carretera

Vehículos fuera de carretera

Fuente: elaboración propia del consultor

Elementos principales de un Motor El bloque, el cual generalmente es fabricado en hierro fundido, sirve para mantener fijos los cilindros; tiene ductos u orificios a través de los cuales se transporta refrigerante o lubricante a los cojinetes principales. Estos ductos son fabricados mediante corazones en el momento de la fundición del bloque. Los cilindros pueden ser maquinados directamente en el bloque o pueden utilizarse camisas de acero endurecido o nitrurado. Para motores de trabajo pesado se utilizan camisas de hierro gris con adiciones de níquel, cromo y molibdeno. Estas camisas pueden ser húmedas dependiendo de si tienen o no ductos de enfriamiento. Uno de los daños más frecuentes en estas camisas se da por ralladuras por fricción entre los diferentes elementos y causado por diferentes razones como operación a baja temperatura o mala lubricación. Para evitar los desgastes por fricción se lleva a cabo un recubrimiento superficial con estaño, cadmio y cromo en elementos críticos como, cilindros, levanta válvulas, pistones y anillos. El cigüeñal está fabricado en acero forjado y es soportado en el bloque por los cojinetes principales. El número de cojinetes depende de las cargas a las que se somete el motor. En servicio pesado el número de cojinetes puede alcanzar el número de pistones mas uno. El cigüeñal tiene muñones para cada uno de los pistones a los que este conectado. Estos muñones se conectan a la biela del pistón mediante cojinetes. Los pistones tienen como función principal la transmisión de la fuerza generada en la combustión a su correspondiente biela. Son fabricados en aluminio, acero fundido o hierro. El movimiento angular de la biela genera esfuerzos adicionales de un lado del pistón sobre el - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-15

cilindro. Estos esfuerzos generalmente son soportados por el faldón del pistón, es decir la parte que se encuentra mas abajo que los anillos. Los anillos que se encuentran en la parte superior son conocidos como los de compresión pues su función es mantener los gases de combustión dentro de la cámara y no permitir que en las diferentes carreras estos se filtren hacia el carter perdiendo potencia. Los anillos inferiores son conocidos como los reguladores de aceite pues remueven los sobrantes de aceite de las paredes del cilindro y los transportan al cárter a través de los ductos que tienen tanto los anillos como el pistón. La biela fabricada de acero forjado y conecta el pistón con el cigüeñal. Generalmente es fabricada con conductos para transmitir y atomizar lubricante hacia el carter o hacia la unión entre el pistón y la biela. El mecanismo de las válvulas consta de uno o más ejes con levas incorporadas, conocidos como árboles de levas, los cuales son impulsados por el cigüeñal mediante engranajes o correas. Cada una de las válvulas del motor es impulsada por una leva independiente la cual mediante diferentes elementos como impulsores, levanta válvulas y balancines obligan a las válvulas a seguir el movimiento de las levas. Adicionalmente existen resortes que retornan a las válvulas a su posición original luego de ser abiertas por las levas. La necesidad de utilizar diferentes elementos para lograr la apertura y cierre de las válvulas depende de la configuración del motor (posición del árbol de levas con respecto al bloque entre otros). Las válvulas de admisión son fabricadas en aleación de acero con cromo y níquel. Sistemas de Inyección Electrónica En los sistemas de inyección electrónica, la cantidad de combustible que se inyecta es función de la masa de aire que aspira el motor, la cual se mide mediante un sensor. Una sonda especial de temperatura también informa al procesador para calcular el tiempo de apertura de los inyectores y su frecuencia, en función de la velocidad de giro del motor, generando mayor eficiencia en el consumo de combustible y reduciendo el nivel de emisiones causadas por la mala combustión (relación aire-combustible). Este sistema es el encargado de inyectar el combustible dentro del cilindro en el momento adecuado en cada ciclo del motor. En general el sistema de inyección debe cumplir los siguientes requerimientos: 

Inyectar la cantidad de combustible requerida por la carga aplicada al motor y mantener esta cantidad constante en cada cilindro y ciclo del motor.



Inyectar el combustible en el instante justo del ciclo en cada uno de los cilindros y dentro de todo el rango de velocidades del motor.



Lograr la proporción adecuada entre aire y combustible inyectado.



Lograr una atomización adecuada del combustible de tal manera que este sea distribuido a través de toda la cámara de combustión. - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-16

Los sistemas de inyección relativamente modernos utilizan básicamente tres tipos de mecanismos para lograr su objetivo. 

El primero consiste en un dosificador y bomba de compresión para cada uno de los cilindros.



El segundo posee una sola bomba para comprimir y dosificar el combustible y un divisor para repartirlo a los diferentes cilindros.



El tercero posee una sola bomba para comprimir pero elementos dosificadores independientes en cada uno de los cilindros.

En todos estos sistemas se utiliza una bomba de baja presión adicional para transportar el combustible, y filtros para remover impurezas del combustible que pueden llegar a dañar las piezas con pequeñas tolerancias. El sistema a utilizar se escoge a partir de las necesidades del motor y las consideraciones económicas. El poseer cuatro bombas independientes es más costoso y exige tolerancias mucho mas limitadas. En general la presión de inyección debe aumentar al cuadrado de la velocidad y esto se regula a partir de engranajes entre el motor y la bomba de inyección y levas que le ayudan a la bomba a entregar el combustible en el momento adecuado. Turbo Cargador Los parámetros de rendimiento de un motor son directamente proporcionales a la masa de aire inducido por ciclo. Este factor depende principalmente en la densidad del aire en la admisión del motor. Si se comprime el aire antes de introducirlo en la cámara se puede entonces mejorar su rendimiento. Un método para lograr este objetivo es utilizando un turbo cargador. En los motores naturalmente aspirados la limitación de potencia generalmente se presenta por los niveles de emisión de humos (controles ambientales) permitidos mientras que para los motores turbo cargados la limitación generalmente se presenta por los niveles de esfuerzos que se presentan en ciertos componentes críticos. Estos niveles de esfuerzo limitan la presión máxima que puede ser tolerada dentro del cilindro en una operación normal. Las altas temperaturas y sus efectos térmicos sobre los componentes también limitan al motor. A medida que se aumenta la presión los esfuerzos y los efectos térmicos sobre las partes van aumentando proporcionalmente a menos que el diseño del motor sea modificado. Un turbo cargador logra aumentar la densidad del aire mediante un compresor centrífugo que es accionado por los gases de escape del motor. De esta manera se utiliza energía desperdiciada como calor o ruido. Utilizar turbocargadores es común en este tipo de motores ya que la cantidad de combustible que se puede quemar y la cantidad de potencia generada están directamente relacionadas - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-17

con la cantidad de aire que se pueda introducir en la cámara. El turbocargador logra aumentar la densidad del aire en la admisión logrando inyectar mayor cantidad de aire en la cámara logrando quemar más combustible generando más potencia y evitando fenómenos como el humo negro en el escape, además las ventajas de turbo-cargar un motor diesel son: Menor tamaño, Menor peso, Mejor economía de combustible, Más potencia, Compensación por altitud, Reducción o eliminación de humos, Menos ruido, Menores emisiones, Menor temperatura de operación, Supresión automática de partículas incandescentes. Estas ventajas se obtienen por razones directamente relacionadas con el funcionamiento del motor turbo cargado. Al obligar el paso de más aire dentro de un motor, permite que se queme más combustible, aumentando así la potencia. De esta manera para la misma potencia de salida se podrá utilizar un motor mas pequeño reduciendo paralelamente el peso total. Los motores Diesel naturalmente aspirados son calibrados (con respecto a altitud y temperatura ambiente especifica) para operar con una mezcla ligeramente pobre de combustible para evitar que humeen en exceso. Con el aumento de altura de operación el aire se va volviendo menos denso, y la mezcla se va volviendo más y más rica en combustible. Aproximadamente a 300m de altura la mezcla ya será rica en combustible y el motor naturalmente aspirado empezara a humear. Al utilizar un motor turbo cargado puede compensar el aire menos denso a mayor altitud porque esta introduciendo un excedente de aire con respecto al valor de calibración a nivel del mar y porque la presión manométrica dentro del sistema se mantiene casi constante a pesar de la altitud. Figura 3-5 Sistema de Turbo Cargador en Motores Diesel


Emisiones De Gases La lucha contra las emisiones contaminantes de los motores Diesel se centra principalmente en la reducción de óxidos de nitrógeno (NOx) y de partículas sólidas. Los primeros son generados durante la combustión tanto en los motores de gasolina como en los Diesel. Para su formación es necesaria, entre otras cosas, una cierta concentración de - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-18

oxígeno libre tras la combustión. Por eso representa un problema especialmente grave en motores que funcionan con exceso de este gas, como el Diesel. Las partículas (hollín) generadas por un motor Diesel son perceptibles por el denso humo negro que deja tras de sí un vehículo propulsado por este tipo de motor en plena aceleración. El gasóleo está formado por cadenas de hidrocarburos muchos mayores y pesadas que la gasolina.

Figura 3-6 Cadenas de Hidrocarburos en el combustible Diesel


Cuando el motor trabaja a cargas medias y bajas se inyecta muy poco combustible en comparación con el aire introducido en los cilindros, de modo que en todo el volumen de la cámara hay una gran cantidad de oxígeno para completar la combustión. Sin embargo, cuando se hace trabajar el motor a plena carga (por ejemplo, en una aceleración), puede ocurrir que una parte de la gran cantidad de combustible inyectada no encuentre en sus inmediaciones un volumen suficiente de oxígeno como para terminar la oxidación, haciendo que queden tras la combustión largas cadenas de hidrocarburos parcialmente oxidadas, que tienden a reagruparse y formar el hollín. El principal peligro de estas partículas es que tienden a depositarse sobre el tejido pulmonar cuando son inhaladas, bien por si solas (partículas secas), o bien con cadenas de hidrocarburos en estado líquido (partículas húmedas). El material particulado nace de una molécula de combustible, como se observa en la gráfica, que se une con moléculas de aire producto de una combustión incompleta siendo precursores de moléculas de hollín. Las partículas de menor tamaño (< 2 nm) son formadas por moléculas de combustible producto de procesos tales como la fragmentación, condensación y polimerización. La unión de varias partículas pequeñas forma partículas de mayor tamaño. Al clasificar las partículas por el tamaño se puede destacar la división entre el MP10 y MP2.5 cuyos diámetros equivalentes son iguales o inferiores a 10 µm ó 2.5 µm respectivamente. El MP10 es considerado respirable debido a que ingresa al sistema respiratorio produciendo trastornos sanguíneos y por defecto enfermedades cardiovasculares, no obstante el MP2.5 - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-19

penetra desde los bronquios secundarios, bronquios terminales hasta los alvéolos en el pulmón. La muestra la caracterización de las partículas de MP por tamaño y penetración que ésta tiene en el pulmón. Cuando el diámetro del MP alcanza los 5.8 - 4.7 µm, las partículas penetran en la faringe, luego a la traquea (diámetro 4.7 – 3.3 µm), bronquios (diámetro 3.3 – 1.1 µm) y finalmente a los alvéolos (diámetro 1.1 – 0.65 µm) en los pulmones. Al llegar a los pulmones (diámetro < 2.5 µm), el MP puede producir daños cancerígenos y mutaciones.

Figura 3-7 Penetración de Partículas en el cuerpo humano


Por lo tanto, una gran diferencia entre el tamaño de las partículas, es que las partículas de mayor tamaño caen producto de la gravitación y las partículas de menor tamaño tienden a viajar grandes distancias. Las restrictivas normas anticontaminantes vigentes en la actualidad, y de próxima entrada en vigor, fuerzan a buscar nuevos métodos de reducir estas emisiones. Hay formas de mitigarlas en su origen, durante la combustión en el interior del cilindro, pero esto no es suficiente e implica importantes sacrificios en cuanto a potencia y prestaciones se refiere. Por ello, se hace necesario el recurso a procesos de tratamiento de los gases de escape una vez generados, más allá aún de lo que permiten los actuales convertidores catalíticos. Entre los nuevos métodos destacan las trampas o filtros de partículas y de NOx (óxidos de nitrógeno).


3-20

Sistemas De Post-Tratamiento Para los motores propulsados con combustible diesel o gas natural existe sistemas de Post tratamiento de los cuales podemos distinguir: convertidores catalíticos, sistema EGR, sistema PCV y trampas o filtros de material particulado. Los convertidores catalíticos modernos consisten en un substrato del panal del monolith cubierto con el catalizador del metal del grupo del platino, empaquetado en un envase del acero inoxidable. La estructura del panal con muchos canales paralelos pequeños presenta una alta área de contacto catalítica gas de escape. Pues los gases calientes entran en contacto con el catalizador, varios agentes contaminadores del extractor se convierten en sustancias inofensivas: bióxido y agua de carbono. El catalizador diesel de la oxidación se diseña para oxidar el monóxido de carbono, los hidrocarburos de la fase de gas, y la fracción de SOF de la materia de partículas diesel a CO2 y a H2O: Figura 3-8 Convertidor Catalítico


Las trampas de material particulado retienen en su interior las partículas originadas en el proceso de combustión, evitando que sean expulsadas a la atmósfera. Pero, como evidentemente la capacidad de estas trampas no es ilimitada, es necesario proceder a su limpieza. Esto se hace de forma periódica y automática durante el funcionamiento normal del autobús, sin que el conductor pueda notar nada.


3-21

Figura 3-9 Corte del convertidor catalítico


Esto se consigue provocando la oxidación espontánea de las partículas retenidas aumentando la temperatura de los gases de escape, generalmente mediante una pequeña postinyección de combustible durante la carrera de expansión. Sin embargo, las temperaturas mínimas necesarias para provocarlo rondan los 650ºC, excesivas para asegurar la integridad del sistema de escape, por lo que es necesario buscar formas de provocar esta reacción a menores temperaturas. Para conseguirlo se recubren las caras internas del filtro con ciertos catalizadores químicos que facilitan la oxidación de las partículas retenidas a unos 500 ó 550ºC. Uno de los principales inconvenientes de estos sistemas radica en la alta concentración de azufre que presentan la mayor parte de los combustibles actuales, que tiende a depositarse en los convertidores catalíticos y puede afectar el funcionamiento de estos filtros. Eliminar los óxidos de nitrógeno de los gases de escape implica separar los átomos de nitrógeno y oxígeno, obteniendo como productos de la reacción N2 y O2. Esto, que es una de las reacciones que tienen lugar en los catalizadores. La transformación de los NOx en N2 y O2 se realiza en dos fases. En la primera de ellas el NO es oxidado con la ayuda de ciertos catalizadores químicos a NO2. Este gas será captado y retenido por el filtro, en cuyo interior se encuentra depositado un óxido de un metal alcalinotérreo, como pueda ser el bario. En una segunda fase, y al igual que ocurre en las trampas de partículas, este proceso se mantiene hasta que la capacidad del filtro se va agotando, momento en que debe procederse a una regeneración del mismo. Esto se consigue creando durante unos segundos una atmósfera con baja concentración de oxígeno; hay una pequeña postinyección de - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-22

combustible, cuya oxidación agotará el O2 todavía existente en los gases de escape. De este modo, los NOx, almacenados en el filtro en forma de nitratos, son liberados y reducidos a N2, reacción que puede tener lugar como en un catalizador de reducción tradicional gracias a la ausencia de oxígeno. El uso del combustible para eliminar el O2 implica un aumento del consumo que se cifra por debajo del 1%. Los resultados obtenidos con estas trampas de NOx son esperanzadores, alcanzan reducciones del volumen de emisiones en torno al 90%. Por desgracia, son extremadamente sensibles a la existencia de azufre en el combustible. Esto se debe a las similares propiedades reactivas de los óxidos de nitrógeno y de azufre, que hace que sea el azufre lo que queda fijado en el filtro en lugar de los NOx. Por si fuera poco, la eliminación de los sulfatos así formados exige temperaturas por encima de los 600ºC, por lo que se requiere un proceso de regeneración específico, paralelo al destinado a eliminar los NOx almacenados, que somete al sistema de escape a un severo castigo. Por ello los fabricantes claman por un gasóleo con una menor concentración de azufre, que aumentaría el periodo en que se deben limpiar de los sulfatos depositados. Teniendo en cuenta la política del gobierno nacional sobre el mejoramiento de la calidad del combustible diesel, reduciendo el contenido de azufre a 50 ppm para el año 2012, se puede pensar en la utilización de este tipo de dispositivos, ya que su funcionamiento con este de combustible seria el adecuado. Para la tecnología de los motores de los autobuses del SITP, se debe garantizar que estos cumplan con unos estándares a nivel internacional, del nivel de emisiones contaminantes, de acuerdo con las normas europeas (como mínimo, EURO III) o las normas americanas (como mínimo, EPA 98), descritas en las siguientes tablas. Tabla 3-5 Estándares Europeos de emisiones contaminantes (EURO). Regulación

Ciclo Prueba

Emisiones (gr/km) HC

NOx

CO

PM

1999/96/EC (Euro III)

ESC & ELR

0.66

5.0

2.1

0.10

ETC

0.782

5.0

5.45

0.16

1999/96/EC (Euro IV)

ESC & ELR

0.46

3.5

1.5

0.02

ETC

0.552

3.5

4.0

0.03

1999/96/EC (Euro V)

ESC & ELR

0.46

2.0

1.5

0.02

ETC

0.552

2.0

4.0

0.03

Fuente: Comunidad Europea


3-23

Tabla 3-6 Estándares Americanos de emisiones contaminantes (EPA) Regulación

Emisiones (gr/kw) THC

NMHC

NOx

CO

PM

HCH

1991

1.73

NR

6.7

20.7

0.33

NR

1994 (1993 Bus)

1.73

1.61

6.7

20.7

0.13

NR

1994 Urban Bus

1.73

1.61

6.7

20.7

0.09

NR

1996 Urban Bus

1.73

1.61

6.7

20.7

0.07

NR

1998 Truck/Bus

1.73 1.73

1.61 1.61

5.3 5.3

20.7 20.7

0.13 0.07

NR NR

2004 Truck/Bus

NR NR

20.7 20.7

0.13 0.07

NR NR

2007

NR

0.195

0.275

20.7

0.013

NR

2010

NR

0.19

0.27

20.7

0.013

NR

3.22 3.22

Fuente: EPA

3.3.3

Transmisión

En cualquier automotor se encuentra con un motor de explosión. Este motor produce un continuo movimiento giratorio, y es en última instancia el encargado de que el vehículo se desplace. Para lograr el desplazamiento es preciso transmitir el ya mencionado movimiento giratorio del motor hasta las ruedas, que son las que están en contacto con el suelo y que al girar provocan el desplazamiento del vehículo. “Durante el funcionamiento normal de un motor convencional éste gira entre cero y 6000 vueltas por minuto: Cero con el motor parado y 6000 antes de entrar en la zona de riesgo de del motor. Podemos establecer que en un régimen normal (se llama régimen a la velocidad de giro del motor), el motor gira a 3.000 vueltas o revoluciones por minuto (RPM.). Si el motor estuviese directamente acoplado a las ruedas, éstas no tendrían más remedio que girar también a 3.000 vueltas por minuto, esto implicaría que recorrerían cinco kilómetros y medio cada minuto, obteniéndose una velocidad de desplazamiento del vehículo de 325 kilómetros por hora.” Teniendo en cuenta que los vehículos no alcanzan esta velocidad, es fácil deducir que entre el motor y las ruedas debe haber una serie de mecanismos que reduzcan y adapten la velocidad de giro del motor a la velocidad real que se desee transmitir a las ruedas. La velocidad de giro del motor varía en función de la mayor o menor mezcla que suministra el sistema de alimentación, y esto depende de cuánto se pise el pedal del acelerador. El mecanismo fundamental encargado de regular la velocidad de giro que se transmite a las ruedas, en función de la velocidad del motor, es la caja de cambios. Es necesario establecer el régimen del motor para mantener un aceptable nivel de potencia que permita superar una inclinación en la vía. Por medio de la “caja de cambios” se - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-24

establece el nivel de potencia. Esto se realiza al acoplar un engranaje de mayor tamaño al eje de salida del motor. Para una misma velocidad de giro del motor las ruedas producirán un desplazamiento menor cuanto mayor sea el nuevo engranaje acoplado. Dicho de otra manera, se mantiene la misma velocidad de desplazamiento con mayor régimen del motor y, por lo tanto, con más potencia. La caja de cambios no es más que una caja donde se encuentran una serie de piñones o ruedas dentadas cuyo fin es el de reducir la velocidad de giro de las ruedas con respecto a la de giro del motor, para adecuarla a las necesidades de cada momento. Figura 3-10 Transmisión Automática


El elemento fundamental de una caja de cambios automática es, sin duda, el convertidor de par. Este tipo de dispositivos se basa en principios hidrodinámicos para amplificar el par de entrada a cambio de reducir la velocidad. El convertidor de par no es más que un embrague hidráulico con algunas modificaciones y basa su funcionamiento en la transformación de energía mecánica en hidráulica y viceversa. Figura 3-11 Convertidor de Torque



3-25

Este mecanismo se utiliza en las transmisiones automáticas en sustitución del embrague, y realiza la conexión entre la caja de cambios y el motor. En este sistema no existe una unión mecánica entre el cigüeñal y el eje primario de cambio, sino que se aprovecha la fuerza centrífuga que actúa sobre un fluido (aceite) situado en el interior del convertidor. Consta de tres elementos que forman un anillo cerrado en forma toroidal (como un "donuts"), en cuyo interior está el aceite. Una de las partes es el impulsor o bomba, unido al motor, con forma de disco y unas acanaladuras interiores en forma de aspa para dirigir el aceite. En el interior está el reactor o estátor, también acoplado al cambio. Cuando el autobús está parado, las dos mitades principales del convertidor giran independientes. Pero al empezar a acelerar, la corriente de aceite se hace cada vez más fuerte, hasta el punto de que el impulsor y la turbina (es decir, motor y cambio), giran solidarios, arrastrados por el aceite. Los autobuses urbanos equipados con transmisiones automáticas proveen al pasajero un mayor grado de confort al suprimir por completo los movimientos bruscos relacionados con los cambios de relación de transmisión de velocidades, típicas en las transmisiones mecánicas, a su vez disminuyendo los esfuerzos producidos por una mala relación de transmisión, prolongando la vida del motor y demás componentes del autobús. Las transmisiones automáticas permiten obtener mayores capacidades de aceleración bajo un régimen óptimo, sin golpes y ninguna interrupción en la tracción. Por otro lado las transmisiones automáticas permiten al conductor encargarse exclusivamente en su función de guiar y maniobrar el autobús, lo cual contribuye en la seguridad de los pasajeros. Opcionalmente se puede contar con el retardador integrado cuya función es suministrar potencia adicional al frenado, incluso en marchas más bajas, de manera uniforme y consistente. El retardador integrado, que opera sin ningún desgaste mecánico; está ubicado entre el convertidor de par y la transmisión planetaria. Funciona con la velocidad del motor y es eficaz en todas las marchas. Él es accionado por el pedal de acelerador (33%) y pedal de freno (67%), el retardador es activado antes de los frenos de servicio, y aumenta, de esta forma, la durabilidad de las cintas de freno. “Es probable que el embrague de los autobuses sufra un desgaste excesivo con una caja de cambios manual. La transmisión automática supera completamente el problema, reduciendo el coste de operación y facilitando la conducción.” 3.3.4

Suspensión

La suspensión neumática permite la no inclinación del autobús durante el giro en una curva, consiguiendo así que el conductor no pierda visibilidad y el control del autobús. - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-26

La capacidad de controlar el reparto de carga entre los ejes permite un mejor manejo del autobús. Esto es posible debido a que el control de cada rueda es independiente, distribuyendo las fuerzas de compensación necesarias a cada una de las ruedas y manteniendo el mismo nivel entre los ejes. Este efecto es especialmente necesario en situaciones críticas en la conducción, en las que se necesita una seguridad en el control de la dirección. Así mismo, gracias a que la carga está distribuida en las todas las ruedas del autobús. La tendencia a sobrevirar y a subvirar disminuye. Figura 3-12 Suspensión Neumática


Ya que cada rueda es controlada individualmente. Esto permite una mejora en la conducción cuando el autobús se encuentra sujeto a excitaciones asimétricas. El efecto resorte del sistema de suspensión es proporcionado en parte por la elasticidad del volumen de aire contenido en los fuelles y parte por la elasticidad de la goma de la pared de los fuelles. Además, los fuelles están conectados a un sistema de aire comprimido exterior que automáticamente aumenta la presión en los fuelles cuando la carga aumenta y viceversa. 3.3.5

Dirección Asistida

La caja de dirección transfiere los movimientos del volante a través de la barra de tracción, brazo de dirección y barra de dirección. Al mismo tiempo, la fuerza de giro es reforzada por la presión hidráulica de la bomba servo. Para reducir la sobrecarga, el sistema tiene una válvula reductora que reduce la presión hidráulica inmediatamente antes que el volante alcance el giro máximo. Las características de un sistema de dirección se ven influenciadas por factores tales como la geometría de las ruedas, el tipo de neumático y la distribución de pesos. Estos tipos de sistema de dirección asistida brindan ciertas características tales como: 

Buena estabilidad, para que el autobús tienda por sí mismo a seguir en línea recta, pero sin que la dirección oponga demasiada resistencia. - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-27



Amortiguar las fuerzas que actúan sobre las ruedas de modo que el conductor no pierda la sensación de contacto con el camino, pero sin necesidad de parar cada irregularidad con el volante.



Cuanto mayor el trabado, mayor la relación de reducción. Con esto el volante queda más liviano y más fácil de girar en curvas amplias, como si estuviera conduciendo en una recta.

Con base en estas consideraciones se considera necesario que los autobuses que formarán parte del sistema integrado de transporte de Bogotá cuenten con sistemas de dirección hidráulica o algún otro sistema que haga sus veces. 3.3.6

Sistema de Frenos

El sistema de frenos de los autobuses viene conformado por una serie de elementos que garantizan la seguridad al usuario; la normativa colombiana establece que el sistema de frenos deben estar provistos de circuitos independientes que permitan reducir la velocidad del autobús y detenerlo en un desplazamiento máximo de 10,7 m cuando se desplace a una velocidad de 32 km/h. La normativa también contempla que exista un freno de emergencia en caso que fallen los frenos. El freno de mano o freno de estacionamiento puede cumplir esta función. El freno de mano debe ser capaz de mantener inmóvil un bus con su capacidad plena en una pendiente de 20%. Adicionalmente los sistemas de frenos cuentan tecnologías que le garantizan al conductor un óptimo control de su vehículo en condiciones anormales, dentro de estos elementos tenemos el más comúnmente llamado Sistema Anti-Bloqueo (ABS), el cual se describe a continuación: ABS Este dispositivo evita el bloqueo de las ruedas al frenar. Un sensor electrónico de revoluciones, instalado en la rueda, detecta en cada instante de la frenada si una rueda está a punto de bloquearse. En caso afirmativo, envía una orden que reduce la presión de frenado sobre esa rueda y evita el bloqueo. El ABS mejora notablemente la seguridad dinámica de los autobuses, ya que reduce la posibilidad de pérdida de control del autobús en situaciones extremas, permite mantener el control sobre la dirección (con las ruedas delanteras bloqueadas, los autobuses no obedecen a las indicaciones del volante) y además permite detener el autobús en menos metros. El sistema antibloqueo ABS constituye un elemento de seguridad adicional en el vehículo. Tiene la función de reducir el riesgo de accidentes mediante el control óptimo del proceso de frenado. Durante un frenado que presente un riesgo de bloqueo de una o varias ruedas, el - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-28

ABS tiene como función adaptar el nivel de presión del líquido de freno en cada rueda con el fin de evitar el bloqueo y optimizar así el compromiso de: 

Estabilidad en la conducción: Durante el proceso de frenado debe garantizarse la estabilidad del autobús, tanto cuando la presión de frenado aumenta lentamente hasta el límite de bloqueo como cuando lo hace bruscamente, es decir, frenando en situación límite.



Dirigibilidad: El autobús puede conducirse al frenar en una curva aunque pierdan adherencia alguna de las ruedas.

En conclusión el ABS mejora notablemente la seguridad dinámica de los autobuses, ya que reduce la posibilidad de pérdida de control del autobús en situaciones extremas. Permite mantener el control sobre la dirección (con las ruedas delanteras bloqueadas, los autobuses no obedecen a las indicaciones del volante). En la imagen siguiente se muestra un ejemplo (experimental) la reducción en la distancia de frenado de los autobuses con sistemas ABS. Figura3-13 Prueba De Frenado Volvo Full Carga5

Fuente: Diplomado en Transporte Masivo, Pereira - Risaralda

3.3.7

Tablero De Control

Es importante que los autobuses cuenten con una serie de elementos de control en el tablero de operaciones, ya que ésta información le brinda al conductor una información confiable sobre el estado actual de los parámetros de operación del motor y demás elementos asociados al sistema de control.

5

Fuente: Diplomado en Transporte Masivo, Pereira - Risaralda - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-29

En la siguiente ilustración se puede observar un ejemplo del tablero de control de un autobús.


3-30

Figura 3-14 Tablero de control


Con este panel podrá determinarse la velocidad límite, la presión del aceite, la del sistema de frenos y demás dispositivos; con este dispositivo el conductor podrá detectar una falla, y tomar medidas orientadas a mantener un servicio seguro y confiable a los pasajeros. 3.3.8

Posición Del Motor

Para el posicionamiento del motor no existe alguna restricción por normativa; lo que se ha podido identificar, en operaciones reales, es que los autobuses que sirven rutas alimentadoras de sistemas de transporte masivo tipo padrón, esta definición es muy importante, ya que al tener mayor espacio libre en la parte delantera los tiempos de parada se reducen, teniendo una mayor fluidez de los pasajeros a la hora de abordar el autobús. Los autobuses con motor delantero presentan un cuello de botella entre el motor y el primer asiento, lo que conlleva a demoras en la operación y el aumento en tiempo de parada. Figura 3-15 Entrada delantera (motor trasero)


3.4

CHASISES DISPONIBLES PARA EL MERCADO COLOMBIANO

De acuerdo con la disponibilidad de tecnología de chasises para el mercado latinoamericano, se encuentran aquellos que soportan carrocerías desde los 30 pasajeros hasta los 250 pasajeros; a continuación se presenta la clasificación de chasises disponibles para sistemas de transporte de pasajeros, para mas detalle ver el anexo 1. - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-31

3.4.1

Chasís para autobuses Bi-Articulados (220 -250 pasajeros)

Son autobuses de alta capacidad; poseen tres cuerpos y pueden transportar entre 220 y 250 pasajeros. Estos autobuses deben transitar por carriles segregados para obtener mejores resultados operacionales y por su compleja maniobrabilidad dificulta su mezcla con el tráfico mixto. El único chasís Bi-articulado disponible comercialmente es el Volvo B12M, el cual posee las siguientes características. Figura 3-16 Chasís Bi-articulado

Fuente: Información suministrada por los fabricantes

Tabla 3-7 Características Técnicas Chasís Bi-articulado Motor Potencia neta Par motor Capacidad

Tipo

Cilindrada

Electrónico

12000 cm

kw(cv)

rpm

250 (340)

@ 1800

Nm (kgfm)

rpm

3

1700 (173)

@ 1300

Pas de Pie

Pas Sentados

175 - 180

66

Combustible

Transmisión

Suspensión Capacidad Ejes (4)

Tipo

Tecnología

Diesel

Euro III

Tipo

No Marchas

Automática o Mecánica

6

Tipo

Amortiguadores

Neumática

Doble Acción

Sencillo (1)

Doble Llanta (3)

7.500 kg

12.500 kg


Chasís Disponibles. 

Volvo B12M - BIARTICULADO

3.4.2 Chasís para Autobuses Articulados (140 – 160 Pasajeros) Los autobuses articulados son de dos cuerpos y son considerados autobuses de alta capacidad. Pueden transportar entre 140 y 160 pasajeros. Al igual que los autobuses biarticulados, presentan mejores resultados operacionales trabajando en carriles segregados debido a su tamaño. Sus principales características se presentan a continuación:


3-32

Figura 3-17 Chasís Articulado


Tabla 3-8 Características Técnicas Chasís Articulado Motor

Tipo

Cilindrada

Electrónico

10000 – 11000 3 cm

Potencia neta

kw(cv)

rpm

250 (340)

@ 1700

Par motor

Nm (kgfm)

rpm

Capacidad

1700 (173)

@ 1300

Pas de Pie

Pas Sentados

112

48

Combustible

Tipo

Tecnología

Diesel – Gas

Euro III

Transmisión

Tipo

No Marchas


4

Suspensión

Tipo

Amortiguadores

Neumática

Doble Acción

Capacidad Ejes (3)

Sencillo (1)

Doble Llanta (2)

7.500 kg

12.500 kg


Chasís Disponibles.   3.4.3

Mercedes Benz 0400 UPA / OH 2836 Volvo B10M / B12M, Reno 280 GA. Y Scania K310.

Chasís para Autobuses 15 metros (90– 120 Pasajeros)

Estos autobuses son considerados autobuses de alta capacidad. Pueden transportar entre 90 y 120 pasajeros, presentan mejores resultados operacionales trabajando en carriles segregados o en carriles de tráfico mixto debido a su tamaño. Sus principales características se presentan a continuación: Figura 3-18 Chasís de 15 metros

Fuente: Información suministrada por los fabricantes - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-33

Tabla 3-9 Características Técnicas Chasís de 15 Metros Motor

Tipo Electrónico o Mecánico

Cilindrada 8000 cm

Potencia neta

kw(cv)

rpm

199 (270)

@ 1900

Par motor

Nm (kgfm)

rpm

Capacidad

Combustible

3

1250 (127)

@ 1400

Pas de Pie

Pas Sentados

80

30

Transmisión

Tipo

Tecnología

Diesel

Euro III

Tipo

No Marchas


5

Suspensión

Tipo

Amortiguadores

Neumática

Doble Acción

Capacidad Ejes (3)

Sencillo (2)

Doble Llanta (1)

7.500 kg

12.500 kg


Chasís Disponibles.  3.4.4

Mercedes O500 RSD y Scania K270

Chasís para Autobuses Padrón (80– 90 Pasajeros)

Los autobuses padrones cuentan con una capacidad entre 80 y 90 pasajeros. Su carrocería y características principales conservan gran similitud con los autobuses utilizados por Transmilenio S.A. para alimentación. Buscando alternativas flexibles para los sistemas de transporte en Colombia, se ha venido desarrollando una nueva característica en este tipo de autobuses que consiste en la adición de puertas al lado izquierdo a nivel de plataforma (90 cm.). De esta manera pueden ser utilizados en corredores de tráfico mixto y ser integrados a carriles segregados en algunos tramos de la ruta. Este tipo de operación permite la reducción de trasbordos de pasajeros y la simplificación de infraestructuras de intercambio. Figura 3-19 Chasís Padrón



3-34

Tabla 3-10 Características Técnicas Chasís Padrón Motor

Tipo

Cilindrada

Electrónico o Mecánico

6000 – 8000 cm

Potencia neta

kw(cv)

rpm

180 (245)

@ 2200

Par motor

Nm (kgfm)

rpm

900 (92)

@ 1600

Pas de Pie

Pas Sentados

55

30

Capacidad

Combustible 3

Tipo

Tecnología

Diesel - Gas

Euro II - III

Transmisión

Tipo

No Marchas


4

Tipo

Amortiguadores

Neumática o Mecanica

Doble Acción

Sencillo (1)

Doble Llanta (1)

7.500 kg

12.500 kg

Suspensión

Capacidad Ejes (2)


Chasises disponibles       3.4.5

Chevrolet ISUZU CHR-7.2 Hino RK1J 5950EE, Scania k270, International 300RE Mercedes Benz OF-1721, OH-1418, OH-1417 Mercedes Benz O500M Volkswagen 17210 Volvo B7R

Chasís para Autobuses tipo Bus (68 – 75 Pasajeros)

Los vehículos tipos Bus son autobuses con capacidad entre 68 y 75 pasajeros, configurados de tal manera que cuenta con solo dos puertas en el costado derecho. Estos autobuses operaran por corredores de relativa media demanda involucrados con el tráfico mixto de la ciudad. Sus principales características se presentan a continuación Figura 3-20 Chasís Bus



3-35

Chasises Disponibles   

Chevrolet ISUZU CHR-7.2 Hino RK1J 5950EE, International 300RE Mercedes Benz OF-1721, OH-1418, OH-1417 Tabla 3-11 Características Técnicas Bus

Motor

Tipo

Cilindrada


4000 – 5000 cm

Potencia neta

kw

Rpm

177

@ 2200

Par motor

(kgfm)

rpm

(69)

@ 1200

Pas de Pie

Pas Sentados

68

35

Capacidad

Combustible 3

Tipo

Tecnología

Diesel - Gas

Euro II - III

Tipo

No Marchas


4

Transmisión

Suspensión Capacidad Ejes (2)

Tipo

Amortiguadores

Mecánica

Doble Acción

Sencillo (1)

Doble Llanta (1)

5.000 kg

10.000 kg


3.4.6

Chasís para Autobuses tipo Busetón (48– 52 Pasajeros)

Los Busetónes son autobuses con capacidad entre 48 y 52 pasajeros con puerta delantera y trasera al lado derecho. Estos autobuses operaran por corredores de relativa baja demanda con el tráfico mixto de la ciudad. Sus principales características se presentan a continuación: Figura 3-21 Chasís Busetón



3-36

Tabla 3-12 Características Técnicas Busetón Motor

Tipo

Cilindrada


4000 – 5000 cm

Potencia neta

kw

Rpm

120

@ 2850

Par motor

(kgfm)

rpm

(33)

@ 1800

Capacidad

Pas de Pie

Pas Sentados

28

24

Combustible 3

Tipo

Tecnología

Diesel - Gas

Euro II - III

Transmisión

Tipo

No Marchas


4

Suspensión

Tipo

Amortiguadores

Mecánica

Doble Acción

Capacidad Ejes (2)

Sencillo (1)

Doble Llanta (1)

3.500 kg

7.500 kg


Chasises Disponibles       3.4.7

Npr 3830 / 4005 Agrale 3900 / 4200 Mitsubishi 3760 / 4200 Hino 3860 / 4300 Nissan 3795 / 4005 Volkswagen 3900 / 4200 y Mercedes 4250 / LO915

Chasís para Autobuses tipo Buseta (38– 42 Pasajeros)

Son los autobuses de menor capacidad; su utilización podrá darse sólo en rutas de baja demanda. Estos buses pueden transportar entre 38 y 42 pasajeros. Figura 3-22 Chasís Buseta



3-37

Tabla 3-13 Características Técnicas Chasís Buseta Motor

Tipo Electrónico o Mecánico

Cilindrada 4000 – 5000 cm

Potencia neta

kw

Rpm

120

@ 2850

Par motor

(kgfm)

rpm

(33)

@ 1800

Pas de Pie

Pas Sentados

21

20

Capacidad

Combustible 3

Transmisión Suspensión Capacidad Ejes (2)

Tipo

Tecnología

Diesel - Gas

Euro II

Tipo

No Marchas

Mecánica

5

Tipo

Amortiguadores

Mecánica

Doble Acción

Sencillo (1)

Doble Llanta (1)

3.000 kg

6.500 kg


Chasises Disponibles       3.5

Nissan 2900 / 3400 Nkr 2990 Mitsubishi 2750 / 3400 Daihatsu 3275 / 2490 Npr 71 3365 Agrale 2920 / 3300

DESCRIPCION DE LOS ELEMENTOS QUE CONFORMAN LAS CARROCERIAS PARA LA DEFINICION DE LOS AUTOBUSES DEL SITP.

Si bien, el elemento principal que conforma como un todo el autobús, el cual ofrece todas las garantías de seguridad y confort en la prestación del servicio de transporte, es la carrocería; por esta razón unos de los principales temas para el estudio y diseño cuando se pretende conceptualizar un esquema de transporte, son las características estructurales y de funcionalidades que debe tener cada carrocería según su capacidad y servicio prestado. Si se analizan los requerimientos consignados en la normativa técnica colombiana, se evidencia la necesidad de cumplir con estándares internacionales, ya que el país va a la vanguardia en cuanto al diseño y fabricación de carrocerías para sistemas de transporte de pasajeros con un concepto de seguridad y confiabilidad del parque automotor asociado. 3.5.1

Diseño Estructural

Dentro de este requerimiento se encuentran diseños estructurales de la carrocería que van desde cumplimientos internacionales altamente exigente hasta fabricaciones sin ningún tipo de exigencia; la normativa más importante es el cumplimiento del método de ensayo establecido en el numeral 5 del documento Regulation No 66: de las Naciones Unidas, el cual consta de pruebas destructivas sobre carrocerías prototipos. La entrada de los Sistemas de Transporte Masivo en varias ciudades de Colombia exige una tipología de un parque automotor que cumpla con este tipo de características; ésto ha - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-38

contribuido a que las fábricas nacionales de carrocerías incorporen estándares internacionales en sus procesos y fabricación, garantizando en todo momento un adecuado comportamiento estructural de la carrocería en situaciones de colisión o volcamiento. Figura 3-23 Pruebas destructivas carrocería

Fuente: Imágenes suministrada por los fabricantes de carrocerías (Buscar S.A.)

Cabe resaltar que el cumplimiento de estas pruebas ha sido adelantado para autobuses tipo articulado (18 mts) y tipo alimentador o padrón (12 mts). Para los autobuses de baja capacidad (menor a 45 pasajeros) la normativa nacional establece anillos en la estructura o pórticos que deben ser diseñados, para soportar como mínimo, una carga estática horizontal al 15% del peso máximo admisible del autobús, distribuida uniformemente sobre cada uno de ellos, aplicada a al altura del dintel longitudinal del lateral. Sin que el mismo sufra un desplazamiento horizontal mayor de 140 mm. Dicha carga estática deberá mantenerse aplicada por un lapso de tiempo no menor a 5 minutos. Ángulos De Visibilidad Para garantizar una buena operación del autobús por parte del conductor el diseño de la carrocería debe garantizar que el conductor pueda tener los ángulos de visibilidad mínimos para poder desarrollar maniobras de seguridad al divisar un obstáculo o alguna eventualidad en la vía. Como siempre nos es posible cumplir al detalle estos ángulos, ya sea por razones de diseño o estructurales, los fabricantes deben garantizar por medio de espejos las zonas ciegas.


3-39

Figura 3-24 Visibilidad inferior y superior

Fuente: Norma Técnica Colombiana NTC 4901-1

Figura 3-25 Visibilidad lateral (Derecha e Izquierda)



3-40

3.5.2

Elementos De Carrocería

Dentro de la investigación sobre las nuevas tecnologías o tecnologías disponibles en el país, se tiene una gran variedad de tipos de autobuses, encontrando que cada fabricante ha querido satisfacer las necesidades de los clientes; la no regulación por parte de la autoridad competente obedece a la no estandarización de autobuses para sistemas de transporte de pasajeros, arrojando como resultado que en diferentes ciudades proponen autobuses con capacidades diferentes para satisfacer la movilidad de las personas. Sin embargo las capacidades de estos autobuses varían en función de la carrocería y no de su plataforma motriz (chasís), lo cual facilita para el Sistema Integrado de Transporte de la ciudad de Bogotá configurar el autobús mas apropiado en materia de seguridad y confort, cumpliendo las exigencias del nuevo sistema en cuanto al diseño operacional. A continuación se describen las características básicas de los elementos que componen una carrocería estándar y que satisface las necesidades de seguridad y confort al usuario: Acabados Internos El compartimiento de los pasajeros debe diseñarse de tal forma que se eviten salientes que pudieran producir accidentes a los pasajeros. Todos los elementos utilizados en el recubrimiento de paredes, paneles interiores, techos y sillas deben ser fabricados en materiales que sean retardantes a fuego, y el piso debe estar recubierto de un material antideslizante y auto extinguible, no se deben aceptar tapizados metálicos. Asientos Asientos para pasajeros. Este es el principal elemento de la carrocería que aporta la seguridad y confort durante el desplazamiento entre un origen y un destino, además sirve como un atractivo del sistema ya que el usuario va a tener un viaje placentero y seguro, las características mínimas y materiales son las siguientes: Características:         

Posición de sentado individual. Diseño ergonómico con soporte lumbar. Cerrados en el espaldar. Anclaje directo a la plataforma. Sin apoyabrazos. Sin ningún tipo de acolchado o tapicería. Textura antideslizante. Libre de filos, aristas o cualquier elemento corto-punzante. Asientos adyacentes al pasillo con pasamanos laterales para niños.


3-41

Materiales:   

Plástico. Lavable y Resistente al desgaste. Auto-extinguible y Retardante al fuego.

Las dimensiones de acuerdo a la normativa colombiana son las siguientes: Tabla 3-14 Dimensiones de las Sillas Figura

Dimensiones

Min. (mm)

Máx. (mm)

F

Ancho asiento

400

------

G

Espacio disponible para instalación Individual. Continua

500 450

------

J

Profundidad del asiento

400

------

I

Altura del asiento

350

450

L

Altura del espaldar

500

650

H

Separación entre sillas Sillas en la misma dirección

650

-------

Sillas enfrentadas

1300

-------

Espacio vació frente ala silla

350

K


Otra característica importante es el diseño estructural de la silla; este requerimiento ha sido probado por el grupo de investigación de la Universidad de los Andes en varios estudios que indican que los índices de inflamabilidad, desgaste y durabilidad son los correctos para este tipos de aplicaciones.


3-42

Figura 3-26 Ensayos de Durabilidad de las Sillas

Fuente: Universidad de los Andes

Asiento del Conductor. La silla para el conductor del autobús debe ser tipo acolchada con un recubrimiento que permita la transpiración del cuerpo y su textura debe ser antideslizante. Esta debe contar un sistema que permita la amortiguación y un apoya cabezas graduable. La silla debe permitir un desplazamiento de por los menos 120 mm en el eje longitudinal y 100 mm en el eje vertical, el ángulo de graduabilidad de estar comprendido entre los 0 y 20 grados respecto a la vertical. Esta a su vez debe contar con una altura mínima del espaldar de 550 mm y un ancho mínimo de 450mm, de acuerdo con lo establecido en la NTC-4901-2 Figura 3-27 Silla tipo para conductor

Fuente: Imágenes suministrada por los fabricantes de carrocerías (Superpolo S.A.)

Asideros Asideros de sujeción. La presencia de estos elementos es esencial para la seguridad del usuario y de las personas mayores y niños; hoy en día se encuentran autobuses que no cumplen con el número mínimo de estos elementos que no garantizan al usuario un apoyo seguro y firme dentro del autobús. Las características mínimas que deben cumplir estos elementos establecidas por la normativa nacional son las siguientes: Características: 

Material plástico encapsulado o acero pulido - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-43

   

Superficies sin filos o aristas cortantes. Puntas terminadas en curva y con tapones Tramos formados por elementos continuos Superficie antideslizante

Dimensiones y Altura:    

Sección Circular u Oval Diámetro: Entre 30 y 45 mm. Altura: Mínimo: 1750 mm. - Máximo: 1800 mm. Distancia entre los verticales: 1500 mm o cada dos filas de sillas.

De acuerdo con las normas internacionales de accesibilidad estos elementos deben ser de un color que genere un alto contraste con el interior del autobús, como se ve en la siguiente imagen: Figura 3-28 Color asideros (contraste)

Fuente: Imágenes suministrada por los fabricantes de carrocerías (Buscar S.A.)

Aislamientos Térmicos Y Acústicos Unos de los problemas mas frecuentes en los sistemas de transporte masivo, es la temperatura al interior del autobús, sabiendo que la regulación técnica indica que la temperatura interna debe estar en el orden de los 28 grados C. Las empresas fabricantes de carrocerías han adoptado soluciones para mitigar este impacto instalando sistemas de extracción e inyección de aire, lo que reemplaza el aire caliente del interior del autobús para el aire fresco del ambiente. La normativa también menciona que la temperatura en el interior del autobús no podrá ser superior a 38 grados por encima de las siguientes superficies: 

Encima de los radiadores, del motor, sobre el recorrido del exhosto, sobre la transmisión, del sistema de retardación, del convertidor catalítico.

El nivel de ruido al interior del autobús deberá garantizar un nivel acústico no mayor a los 90 db (A). Según Norma Técnica Colombiana NTC-4901, los cuales han sido mitigados debido a - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-44

la fabricación de la estructura de la carrocería, dado que algunos fabricantes la recubren de espuma de poliuretano, reduciendo así las vibraciones y la generación del ruido al interior. Iluminación De acuerdo con la normativa técnica sobre las condiciones de seguridad de los autobuses para Sistemas de Transporte de Pasajeros deberán tener iluminación interna fluorescente con la luminosidad media mínima en las siguientes áreas: 

140 lux medida a una altura de 1200 mm sobre la plataforma del autobús en un cuarto oscuro, incluidas las siguientes áreas: compartimiento de pasajeros y sección articulada del autobús.



30 lux medida a una altura de 1200 mm sobre la plataforma del autobús en un cuarto oscuro, incluidas las siguientes áreas: compartimiento del conductor, puertas de servicio y emergencia.



60 lux medida a una altura de 1200 mm sobre la plataforma del autobús en un cuarto oscuro, incluidas las siguientes áreas: primera fila de sillas (lados derecho e izquierdo) en el compartimiento de pasajeros inmediatamente atrás del conductor.

Estas intensidades de luz han sido consideradas de acuerdo con los valores internacionales como por ejemplo Brasil (Resolución Federal Conmetro No 01 de 1993). Al interior de la carrocería deben tenerse otras consideración tales como: 

La zona de conducción deberá tener un sistema de iluminación independiente de la iluminación interior del autobús, de forma que no refleje la luz en el vidrio panorámico y obstaculice la visión.



La zona de las puertas deberá tener sistema automático que ilumine el piso del autobús. Este sistema de iluminación se debe activar durante el periodo en el cual permanezcan abiertas las puertas, siempre y cuando el sistema de iluminación interior esté encendido.

En cuanto a la iluminación exterior los autobuses deberán estar dotados de los siguientes elementos:   

Faros delanteros. Luces delimitadoras: conjunto de luces delimitadoras de su contorno. Cocuyos: debe estar dotado de al menos dos luces delanteras y dos traseras.  



Las delanteras serán de color amarillo. Las traseras serán de color rojo.

Luces de frenado, Luces direccionales, Luces de parqueo y Luces de placa. - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-45

Todos los elementos deberán cumplir con lo establecido en la Norma Técnica Colombiana NTC-4901 numeral 3.1.13. Puertas De Servicio Puertas de servicio. El buen funcionamiento de este elemento es fundamental para la operación del sistema ya que reduce los tiempos de ascenso y descenso de los pasajeros, en las carrocerías pasadas estos elementos no requerían tanta exigencia; para los sistemas de transporte masivo estas exigencias han sido muy estrictas, como se puede ver a continuación:      

Tipo: Puertas dobles y sencillas Ubicación: Pueden ubicarse en el costado derecho e izquierdo del Autobús, según sea el tipo de autobús. Ancho libre mínimo: 1,100 mm. Altura libre: 1,900 mm. Tiempo de apertura: 3 segundos. Condiciones de Accesibilidad: Alarma auditiva y visual para personas con limitaciones visuales y personas sordas.

De acuerdo con el tipo de autobús utilizado se puede clasificar la utilización de puertas de la siguiente manera: 

Para autobuses articulados se consideran 4 puertas dobles, conforme a lo establecido por la Norma Técnica Colombiana.



Para autobuses de media capacidad (80-120 pasajeros) la norma considera dos puertas dobles como mínimo; si se tiene una capacidad hasta 100 pasajeros, debe considerarse una puerta adicional por cada 50 pasajeros.



Para autobuses de baja capacidad (menos de 60 pasajeros) se debe considerar una puerta doble y una puerta sencilla.

Para los autobuses de alta capacidad y media capacidad, se pueden ubicar las puertas en ambos costados, lo que posibilita un acceso a nivel de plataforma (costado izquierdo) y un acceso por escalera (costado derecho), esta combinaciones le brindan mayor flexibilidad a un sistema de transporte. Los autobuses que cuenten con motor trasero, el ancho de la puerta de servicio trasera se puede considerar una reducción en 100mm, de acuerdo con lo establecido en la Norma Técnica Colombiana NTC 4901-1 numeral 3.1.11.1.1.


3-46

Figura 3-29 Puertas Autobuses

Fuente: Imágenes suministradas por fabricantes de carrocería (Superpolo S.A)

Sistemas de Funcionamiento y control de puertas El sistema de funcionamiento de las puertas de los autobuses juega un papel muy importante en la operación de los sistemas de transporte, ya que permite reducir los tiempos de espera del autobús en la estación o paradero. Entre los sistemas actuales se encuentra que los tiempos de apertura y cierre no exceden los tres segundos. Los autobuses contarán con un sistema que permita abrir las puertas desde el interior o exterior del autobús en caso de emergencia. Este sistema dispondrá de al menos un punto para el accionamiento de las puertas desde el exterior, el cual debe estar debidamente señalizado para su fácil accionamiento. El sistema interno de accionamiento de emergencia debe estar claramente señalizado y protegido con tapas de policarbonato de color rojo traslúcido. Así mismo las puertas de servicio deben tener un testigo óptico o sonoro fácilmente identificable por el conductor sentado en su puesto de conducción, en cualquier condición de alumbrado ambiente, para advertir que una puerta no esta completamente cerrada. Este testigo debe encenderse o sonar cada vez que la estructura de la puerta se encuentre abierta. Los autobuses contarán con un sistema que impida la apertura de las puertas mientras el vehículo se encuentre en movimiento e impida la partida del mismo si alguna de las puertas de servicio o emergencia se encuentra abierta. Los mandos de apertura y cierre de las puertas de servicio, deben permitir que el conductor pueda invertir el movimiento de la puerta en todo momento en el curso de cierre o de - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-47

apertura. El sistema de apertura de las puertas de servicio debe impedir que los pasajeros puedan ser heridos o atrapados por la puerta cuando se accione. Ruteros Indicadores de Destino Externos. La información al usuario es de gran importancia para cualquier Sistema de Transporte, para lo cual deben de considerarse elementos que informen al usuario el origen y destino de la ruta que se encuentra prestando el autobús; estos elementos deben de cumplir con unas exigencias de tamaño y funcionalidad, garantizando la visibilidad de la información a cierta distancia, las posiciones y tamaños mas comerciales son los siguientes:   

Parte posterior superior del autobús: 1950 mm x 250 mm Laterales: 450 mm x 250 mm y 600 mm x 400 mm Parte anterior del autobús: 450 mm x 250 mm y 1950 mm x 250 mm Figura 3-30 Ruteros delanteros y traseros

Fuente: Imágenes suministradas por fabricantes de carrocería (Superpolo S.A)

Ventanas Ventanas. Este elemento es muy importante para garantizar la evacuación de las personas del interior del autobús en caso de alguna eventualidad o accidente; adicionalmente aporta visibilidad al usuario al exterior e interior del autobús permitiendo identificar su sitio de parada. Igualmente estos elementos deben cumplir con una serie de requerimientos los cuales se describen a continuación: Características:   

Altura Mínima del modulo: 30% de la altura total de la ventana. Altura Máxima del modulo: 40% de la altura total de la ventana. Modulo Inferior y superior: Corredizos y fijos a la carrocería con empaque o marco.

Materiales:     

Panorámico y Trasero: Vidrios Laminados. Laterales y Corredizos: Vidrios Templados. Elementos para fragmentación o expulsión: Martillos o Levas Color verde Transparencia: 70% - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-48



Sin publicidad salvo avisos de seguridad Figura 3-31 Alturas módulos inferior y superior


Condiciones De Accesibilidad Con base en la normativa nacional sobre las condiciones de accesibilidad que deben brindar los autobuses de un sistema de transporte se tiene en cuenta lo siguiente: 

Ubicar en los autobuses articulados y padrones (los que se destinen para tal caso) lo más cercano a la puerta de acceso, un espacio destinado y debidamente marcado específicamente para personas que se movilicen en sillas de ruedas.

Para el cumplimiento de las normas de accesibilidad en los autobuses padrones es necesario contar un dispositivo elevador para el acceso de las personas que se movilicen en sillas de ruedas, de acuerdo a la normativa colombiana en su decreto 1660 donde se estable que todo el parque automotor nuevo que se vincule para la prestación del servicio de transporte de pasajeros debe ser accesible con base en los requerimientos técnicos establecidos en la Norma Técnica Colombiana NTC 1447 Numeral 4.2 – 4.10. En resumen los autobuses articulados no tendrían problema en ser considerados como accesibles ya que su acceso único es por el costado izquierdo y es a nivel de plataforma; para que los autobuses padrones y de baja capacidad sean considerados como accesibles, deben contar con elevadores o rampas. Sin embargo se tienen inconvenientes financieros, técnicos y operacionales para el cumplimiento de la norma, 1) Financieros: El costo de estos dispositivos en el mercado se encuentra entre los $6.500 y $7.000 USD. 2) Técnicos: En los autobuses padrones no habría inconveniente en la instalación de estos dispositivos, caso contrario en los autobuses de baja capacidad, por que no se tiene el espacio adecuado para su instalación. Sabiendo que la única posibilidad de su ubicación es entre los ejes del autobús, y es allí donde se encuentra la puerta de servicio. 3) Operacional: de acuerdo a las experiencias el tiempo de utilización de estos dispositivos es demasiado elevado (aprox. 2 minutos), otra situación es el nivel de utilización de estos dispositivos por parte de las personas es muy bajo, en la experiencia de TransMilenio en sus autobuses alimentadores se tiene que su utilización es menor del 5%.


3-49

Figura 3-32 Elevadores en Autobuses Padrones

Fuente: Imágenes Transmilenio

Sin embargo existen soluciones técnicas para dar cumplimiento a esta norma, las cuales se presenta continuación.  Que la aplicación de la Norma no sea de manera directa al autobús, si no al sistema como un todo. Una de las recomendaciones es garantizar un nivel de servicio a las personas discapacitadas, expresado en una frecuencia, más o menos cada 15 minutos en cada ruta servida, lo que conlleva a determinar un porcentaje de autobuses que contaran con elevadores o rampas de acceso.  Para las cuencas de alimentación que son servidas con autobuses de baja capacidad, la recomendación es la utilización de vehículos especiales que puedan albergar más de dos pasajeros con su respectiva silla de ruedas, en experiencias internacionales como Sao Paulo cuentan con estos servicios Figura 3-33 Vehículos Especiales para el transporte de personas discapacitadas

Fuente: Imágenes servicio de transporte de la empresa SPTrans de Sao Paulo



Cada espacio tendrá un área 900mm de ancho x 1400mm de largo; el piso o superficie del autobús debe contener un espacio de giro donde se pueda inscribir un círculo de 1500 mm de diámetro.


3-50



El anclaje de la silla de ruedas se debe hacerse por su estructura (no por sus ruedas) y el piso del vehículo del vehículo mediante un soporte apropiado, el sistema tiene que ser, además de eficaz, rápido y simple, concebido para ser manejado en lo posible por las mismas personas con discapacidad, sin ayuda de herramientas ni de cualquier otro elemento.



El piso o superficie del autobús debe distribuirse de tal forma que permita el fácil acceso tanto a los pasajeros sin discapacidad como aquellos que tengan algún tipo de movilidad reducida, incluyendo a los que lo hagan en su propia silla de ruedas.



Deberá contar con cinturones de seguridad de tres puntos y ser fijados a la carrocería del vehículo y colocados a una altura del piso del vehículo de 680 mm aprox. Figura 3-34 Espacio para personas en sillas de ruedas




Se debe destinar un espacio adyacente al de la silla de ruedas para las personas con discapacidad visual y su perro de asistencia para quienes lo utilicen para su movilización. Figura 3-35 Sillas Especiales



3-51



Los mecanismos e instrumentos de accionamiento estarán instalados en lugares accesibles del compartimiento del autobús, comprendidos entre los 1250 y 1500 mm de altura del piso.



Los autobuses deben instalar en el dintel (interior y exterior) de las puertas de salida un instalar dos (2) señales luminosas y otra acústica (verde y roja), que indiquen que el vehículo esta parado o que va arrancar visibles de próximas paradas y de arranque para las personas con discapacidad visual y auditiva.

Como se describe anteriormente la normativa de accesibilidad, debe contemplar el sistema de transporte en general, y no aplicarse al vehículo, teniendo en cuenta estas consideraciones, la normativa nacional ha suspendido de manera transitoria la aplicación de la solución técnica, para ajustar la normativa y el rango de aplicación. 3.5.3

Dimensiones Externas

Las dimensiones de las carrocerías para los autobuses, varían según su configuración y están determinadas bajo las Normas Técnicas Colombianas. Autobuses Bi-Articulados Las dimensiones para los autobuses Bi-articulados están determinadas según la NTC-4901-1 (primera actualización), donde se establece lo siguiente: Tabla 3-15 Dimensiones de la carrocería para el autobús Bi-articulado. Autobús

Longitud Máxima

Ancho Máximo

Altura Máxima

Bi-Articulado

30 mts

2.60 mts

4.10 mts

Fuente: Elaboración del Consultor

Figura 3-36 Dimensiones Laterales Autobús Bi-Articulado

VOLADIZO TRAS. 3500mm

DISTANCIA ENTRE EJE 6200mm



VOLADIZO DEL. 2500mm

LONGITUD MAXIMA SEGUN NTC 4909-01 (PRIMERA ACTUALIZACION) 30.000 mm


Autobuses Tipo Articulados Las dimensiones para los autobuses articulados están determinadas según la NTC-4901-1, donde se establece lo siguiente: - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-52

Tabla 3-16 Dimensiones de la carrocería para el Autobús Articulado. Autobús

Longitud Máxima

Ancho Máximo

Altura Máxima

Articulado

18.5

2.60

4.10


Figura 3-37 Dimensiones Laterales Autobús Articulado LONGITUD CUERPO TRASERO 7027mm

VOLADIZO TRAS. 3500mm

LONGITUD PRIMER CUERPO 9228mm

920mm

DISTANCIA EJE TRASERO Y CENTRAL 6700mm

EJE CENTRAL Y DELANTERO VOLADIZO DEL. 5500mm 2500mm

LONGITUD MAXIMA 18300 mm


ALTO MÁX. AUTOBUS 3200mm

Figura 3-38 Dimensiones Frontales Autobuses Articulados

ANCHO MAX. AUTOBUS 2600mm


Autobuses 15 mts (90 -120 pasajeros) El Ministerio de Transporte a través del comité técnico viene adelantando la aprobación de una Norma Técnica (END 0043) que sirva para la homologación de los autobuses de 15 mts ya que estos vehículos por su configuración de un eje adicional (3 ejes) pueden cargar mayor número de pasajeros sin ocasionar daño en el pavimento, ya que su eje trasero se comporta con un eje tándem. Tabla 3-17 Dimensiones de la carrocería para el autobús 15 mts (90 -120 pasajeros) Autobús

Longitud Máxima

Ancho Máximo

Altura Máxima

15 mts

15.5

2.60

4.10



3-53

Figura 3-39 Dimensiones Laterales Autobús 15 Metros

VOLADIZO TRASERO 3390mm

DISTANCIA ENTRE EJES 5950mm



Autobuses Tipo Padrón Para los autobuses padrones las dimensiones inicialmente eran determinadas según la normativa NTC-4901-1; actualmente el Ministerio de Transporte a través del comité técnico viene adelantando la aprobación de una Norma Técnica que sirva para su homologación, en vista de su amplia utilización en las soluciones de transporte en las principales ciudades del país y por la versatilidad que ofrecen al poderse utilizar en carriles segregados y en corredores de tráfico mixto. Tabla 3-18 Dimensiones de la carrocería para el Autobús Padrón. Autobús

Longitud Máxima

Ancho Máximo

Altura Máxima

Padrón

12.5

2.60

4.10


VOLADIZO TRASERO 3490mm

DISTANCIA ENTRE EJES 5950mm

LONGITUD MAXIMA 12500 mm


300 - 450mm

Figura 3-40 Dimensiones Laterales Autobús Padrón



3-54

ALTURA DEL AUTOBUS 3200mm

Figura 3-41 Dimensiones Frontales Autobús Padrón

ANCHO MAX. AUTOBUS 2600mm


Autobuses Tipo Busetón Los Busetónes son autobuses con capacidad entre 48 y 52 pasajeros con puerta delantera y trasera al lado derecho. Estos autobuses operaran por corredores de relativa baja demanda con el tráfico mixto de la ciudad. Sus principales características se presentan a continuación: Tabla 3-19 Dimensiones de la carrocería para el Autobús Busetón. Autobús

Longitud Máxima

Ancho Máximo

Altura Máxima

Busetón

9.5

2.60

4.10


Figura 3-42 Dimensiones Laterales Autobús Busetón


3.6

CLASIFICACION E IMÁGENES DE CARROCERIAS DISPONIBLES EN EL MERCADO COLOMBIANO

Para tener un panorama mas en detalle sobre el tamaño y capacidad de la tecnología vehicular disponible en Colombia, a continuación se ilustra cada una de ellas.


3-55

Tabla 3-20 Clasificación de Carrocerías Disponibles Comercialmente. TIPO DE AUTOBUS

RANGO DE CAPACIDAD

Bi-Articulado

220 – 250 Pasajeros

Articulado

140 - 160 Pasajeros

Autobús de15 mts

90-120 Pasajeros

Alimentador o Padrón

80 a 90 Pasajeros

Bus

68 a 75 Pasajeros

Busetón

48 a 52 Pasajeros

Buseta

38 a 42 Pasajeros


3.6.1

Autobuses Bi-Articulados Figura 3-43 Carrocerías Tipo Bi-Articulado


3.6.2

Autobuses Articulados Figura 3-44 Carrocerías Tipo Articulado



3-56

3.6.3

Autobuses 15 Metros Figura 3-45 Carrocerías Tipo Autobús 15 metros


3.6.4

Autobuses Padrón Figura 3-46 Carrocerías Tipo Padrón


3.6.5

Autobuses tipo bus Figura 3-47 Carrocerías Tipo Bus



3-57

3.6.6

Autobús Busetón Figura 3-48 Carrocerías Tipo Busetón


3.6.7

Autobuses Tipo Buseta Figura 3-49 Carrocerías Tipo Buseta


3.7

COSTOS DE INVERSION SEGÚN TIPOLOGIA

Con base en lo visto anteriormente se mostrara los costos de adquisición tanto de autobuses como equipos adicionales.    

Autobuses Articulados con capacidad de hasta 160 pasajeros. Autobuses Padrones con capacidad de hasta 90 pasajeros. Autobuses Tipo Bus con capacidad de hasta 75 pasajeros Autobuses Tipo Busetón con capacidad hasta 52 pasajeros

A partir de acercamientos con los proveedores de vehículos (Mercedes Benz, Volvo, Scania, Agrale) de las anteriores tipologías, se ha llegado a los siguientes valores para Chasís y Carrocería.


3-58

3.7.1

Carrocería6 Tabla 3-21 Valores de Carrocería (en dólares) Padrón Bus Sin Con Carrocería Articulado puertas puertas Izq Izq Superpolo 99.412 46.980 51.330 42.300 Busscar 94.772 43.384 47.734 39.800

Busetón

27.376 27.724


Sabiendo que en el Sistema Transmilenio en su fase 1 las carrocería de los autobuses alimentadores (en este caso padrones), no se exigía el cumplimiento de la norma R66, la cual hoy en día la Normativa Técnica Colombia la hace de carácter obligatorio se procedió a cotizar el valor de la carrocería con todas esta especificaciones; igualmente con el diseño de las puertas del costado izquierdo, para permitir su operación en corredores troncales; a continuación se muestra el detalle del valor de cada una de estas especificaciones: Tabla 3-22 Carrocería (Complemento)(dólares) Características Padrón

R66 4.000

2 Puertas 4.350


Cabe resaltar que estos valores ya se encuentran incluidos en la primera tabla. Chasís7 Tabla 3-23 Chasís (dólares) Chasís Volvo - GM Mercedes Benz Scania

Articulado 168.780 170.827 181.410

Padrón8 92.800 93.000 86.472

Bus

Busetón9 30.062 38.010 31.500


Adicionalmente cada tipología de autobús depende de la tecnología que se requiera para el buen desempeño de vehículo en materia de seguridad y confort al pasajero, para esto, a 6

Estos valores son de acuerdo a las cotizaciones entregadas por los fabricantes, partiendo de la base de las especificaciones técnicas exigidas en los pliegos de licitación del Sistema de Transporte Masivo de la Ciudad de Cali 7 Estos valores son de acuerdo a las cotizaciones entregadas por los fabricantes, partiendo de la base de las especificaciones técnicas exigidas en los pliegos de licitación del Sistema de Transporte Masivo de la Ciudad de Cali 8 Este tipo de autobús incluye motor Euro III, suspensión neumática y caja automática, no incluye MEMO 9 En este tipo de Autobús el valor incluye, motor Euro II, suspensión neumática, no incluye MEMO - Diseño Técnico de Detalle 3-59 Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

continuación se detallan ciertos componentes que integran las especificaciones de cada topología.

Características Articulado y Padrón

Tabla 3-24 Chasís (complemento) Caja Motor Suspensión Automática Euro III Neumática 4.500

5.000

3.000

MEMO10 5.000


3.8

RESUMEN DE LAS CARACTERISTICAS PRINCIPALES DEL LOS AUTOBUSES PREVISTOS PARA OPERACIÓN EN EL SITP.

Unos de los factores principales en el diseño y caracterización de la flota que será vinculada o escogida para la operación del Sistema Integrado de Transporte, es la capacidad nominal de cada tipología, dado que este valor permite caracterizar las rutas y la cantidad de vehículos utilizados por el SITP. Para lo cual se parte de la base de la Tabla 3-25 utilizando un nivel de servicio Tipo “E”, para determinar la ocupación nominal del autobús, adicionalmente se utilizó una desviación en la capacidad total de pasajeros de +/- 5%, dado que las condiciones de fabricación de las carrocerías varían entre diferentes empresas, lo que no permite tener un valor igual para todas. Otro factor que se tomó en cuenta fue la cantidad de pasajeros sentados que tiene cada vehículo; cabe resaltar que la normativa colombiana, establece como mínimo el 20% de la capacidad total de vehículo para pasajeros sentados; para el Sistema Integrado de Transporte se estableció un valor porcentual según la tipología del autobús, lo cual permite ofrecer una calidad en el servicio de transporte de las personas. En la Tabla 3-25, se muestran los valores utilizados según la tipología empleada.

10

Modulo de Monitoreo, el cual permite integrar todas las señales de la carrocería y chasís (puertas, sensores de peso, on/off de luminarias, velocidad, frenado brusco, etc) para así poder realizar control de la operación del vehículo por parte del ente gestor - Diseño Técnico de Detalle 3-60 Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

Tabla 3-25 Capacidades de Proyecto para Flota Nueva VEICULO Especial Buseta Busetón Bus Padrón Izq. y Der. Articulado Izq. Articulado Izq. y Der.

Sentados

Área (m2)

21 24 24 37 39 51 48

NIVEL DE SERVICO C D E 3 4,5 6

A 0

B 1,5

F 7

0 3,0 4,6 5,7 8,4 14,5

21 24 24 37 39 51

29 31 46 52 73

33 38 54 64 94

38 45 63 77 116

42 52 71 89 138

45 56 77 98 152

13,6

48

68

89

109

130

143

Fuente: Elaboración Propia

3.8.1

Autobús tipo Busetón

Imágenes de la Carrocería Figura 3-50 Carrocerías Tipo Busetón


Diseño en Planta Figura 3-51 Diseño en Planta - Busetón

Fuente: Superpolo S.A. - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-61

Características Carrocería

Carrocería - Dimensiones Largo total de la Carrocería Ancho total - Peso Peso - Diseño Ocupación Nominal Máxima Minima Área útil estimada Sentados (mínimo) Pasajeros en pie (*) Tipo de silla Ancho del pasillo central Altura 1º escalón al suelo Cantidad de puertas Sistema de seguridad Ventilación interna Accesibilidad minusválidos

9.000 mm - 10.000 mm 2.600 mm

Valor

9.000 kg Pasajeros 52 54 49 28 24

5% 5% 4,6 45% 6 Urbano común o Urbano de espaldar Alto Minimo 650 mm 370 mm 2 puertas derechas de (700 mm) Bloqueo de Puertas Ventilación forzada Área para personas discapacitadas - Posibilidad de Ascensor

Características Chasís

Sistema Motriz - Motor Motor Cilindrada Potencia neta kw(cv) – rpm Par motor Nm (kgfm) – rpm - Posición del motor Posición - Limites de emisión Nivel de emisiones - Transmisión Tipo - Suspensión Delantera, central y trasera

Electrónico 4500 cm3 (119) @ 2850 (33) @ 1800 Delantero EURO III Mecánica o Automática Mecánica


3-62

3.8.2

Autobús tipo Bus

Imágenes de la Carrocería Figura 3-52 Carrocerías Tipo Bus


Diseño en Planta Figura 3-53 Diseño en Planta - Bus



Carrocería - Dimensiones Largo total de la Carrocería Ancho total - Peso Peso - Diseño

10.000 mm - 11.000 mm 2.600 mm

Valor

16.500 kg Pasajeros


3-63

Carrocería Ocupación Nominal Máxima Minima Área útil estimada Sentados (mínimo) Pasajeros en pie (*) Tipo de silla Ancho del pasillo central Altura 1º escalón al suelo Cantidad de puertas Sistema de seguridad Ventilación interna Accesibilidad minusválidos

71 75 68 35 33

5% 5% 5,7 45% 6 Urbano común o Urbano de espaldar Alto Mínimo 650 mm 370 mm 2 puertas derechas (1100 mm) Bloque de Puertas Ventilación forzada Área para personas discapacitadas - Posibilidad de Ascensor



3.8.3

Electrónico 6000 cm3 (202) @ 2800

Central y/o Trasero EURO III Mecánica o Automática Mecánica

Autobús tipo Padrón

Imágenes de la Carrocería


3-64

Figura 3-54 Carrocerías Tipo Padrón


Diseño en Planta Figura 3-55 Diseño en Planta – Padrón


Figura 3-56 Diseño en Planta – Padrón – Puerta Izquierda

Fuente: Superpolo S.A.


3-65


Carrocería - Dimensiones Largo total de la Carrocería Ancho total - Peso Peso - Diseño Ocupación Nominal Máxima Minima Área útil estimada Sentados (mínimo) Pasajeros en pie (*) Tipo de silla Ancho del pasillo central Altura 1º escalón al suelo Cantidad de puertas Sistema de seguridad Ventilación interna Accesibilidad minusválidos

12.000 mm - 13.000 mm 2.600 mm

Valor

16.500 kg Pasajeros 89 94 85 51 36

5% 5% 8,4 40% 6 Urbano común o Urbano de espaldar Alto Bloqueo de Puertas 370 mm 2 puertas izquierdas (1100 mm) y 3 puertas derechas (1100 mm) Bloque de Puertas Ventilación forzada Área para personas discapacitadas - Posibilidad de Ascensor



Electrónico 7000 cm3 180(245) @ 2200 900(92) @ 1600 Central y/o Trasera EURO III Automática Neumática


3-66

3.8.4

Autobús tipo Articulado

Imágenes de la Carrocería Figura 3-57 Carrocerías Tipo Articulado


Figura 3-58 Diseño en Planta – Articulado

Fuente: Superpolo S.A.


Carrocería - Dimensiones Largo total de la Carrocería Ancho total - Peso Peso - Diseño Ocupación Nominal Maxima Minima Área útil estimada Sentados (mínimo) Pasajeros en pie (*) Tipo de silla Ancho del pasillo central

18.000 mm 2.600 mm

Valor

30.000 kg Pasajeros 138 145 131 87 49

5% 5% 14,5 35% 6 Urbano común o Urbano de espaldar Alto Mínimo 650 mm


3-67

Carrocería Altura 1º escalón al suelo Cantidad de puertas Sistema de seguridad Ventilación interna Accesibilidad minusválidos

No Aplica 4 puertas izquierdas Bloque de Puertas Ventilación forzada Área para personas discapacitadas



Bloqueo de Puertas 8300 cm3 - 12000 cm3 250(340) @ 1700 – 1800 1700(173) @ 1100 – 1300 Delantera, Central y Trasera EURO III Automática Neumática

Para ver el detalle de las especificaciones técnicas de cada una de las tipología se anexa un documento donde se detalla las necesidades de cada vehículo. 3.9

SEGUIMIENTO Y CONTROL DEL CUMPLIMIENTO DE LAS ESPECIFICACIONES

La implementación del Sistema requiere la definición de mecanismos que aseguren la inclusión de los requerimientos técnicos descritos anteriormente y/o definidos por la autoridad competente. Para esto se debe desarrollar un protocolo, el cual verifique y regule el cumplimiento de los requisitos funcionales de la tipología necesaria para el Sistema; igualmente se debe incluir la necesidad de poder evaluar la estabilidad de los elementos a través del tiempo, cabe resaltar que el Ministerio de Transporte ha reglamentado la revisión técnico mecánica, en donde se incluye la verificación del cumplimiento de requerimientos técnicos de los autobuses, como se describe en este documento.


3-68

3.10 ANALISIS DE IMPACTOS SOBRE EL PAVIMENTO Esta característica es de las más importantes en el momento de considerar la distribución interna de las sillas y la capacidad en el tipo de autobús. A continuación se analiza en detalle la normativa técnica y los elementos que influyen en las cargas del autobús. Para entrar en el análisis en detalle, se debe definir el tipo de autobús a estudiar. Según la Norma Técnica Colombiana NTC-4901 numeral 3.3.1 los pesos máximos transmitidos por los ejes a los pavimentos de los autobuses articulados no podrán superar a lo establecido en la siguiente tabla: Tabla 3-26 Pesos máximos permitidos por eje según NTC-4901 TIPO DE EJE PESO MAXIMO Eje Sencillo 7,500 Kg. Eje Sencillo doble llanta 12,500 Kg. Fuente: Elaboración del Consultor

A continuación se ilustra un análisis del espectro de cargas del autobús articulado, con las siguientes consideraciones: 

Una carga por pasajero de 70 kg, la cual se aplica como una carga distribuida.



Una carga de la carrocería de aproximadamente de 425 kg/metro lineal; esta consideración se obtuvo de varias investigaciones con los fabricantes de carrocerías y de acuerdo con las exigencias estructurales para este tipo de carrocerías.


3-69

Tabla 3-27 Análisis de Pesos Autobús Articulado (volvo B12M) AUTOBUS DE 160 PAX. CON MOTOR CENTRAL ( VOLVO B12M) Cargas Puntuales por Eje Carga Distribuida de Pasajeros por metro Carga de la Carroceria

Peso / persona Carroceria Longitud

Adelante

70,0 Kg/Pax 425,0 Kg/m 18,3 m

Atrás

2,50 m

5,50 m

6,80 m

3,50 m

By

Ay

Cy 18,30 m

Peso Total

N

Q/Long.

Long Dist

Q Eqv

1er Eje 2do Eje 3er Eje

2.755 Kg 3.710 Kg 1.890 Kg

27.026,6 N 36.395,1 N 18.540,9 N

7.778 Kg

76.297,28 N

4.169,25 N / M

18,30 m

76.297,28 N

159 Mod.

11.102 Kg

108.910,62 N

6.295,41 N / M

17,30 m

108.910,62 N

48 Pax

MODULO 48,0 Pax 15,80 m^2 111 Pax 11.102 Kg

Centroide

Ubi. Eje X

Dist. Momento Dist. Momento B

Peso del Chasis

Peso Carroceria Peso Pasajeros

Pasajeros Sentados Pasajeros de Pie 111 Pax

27.026,55 N 36.395,10 N 18.540,90 N

2,50 m 8,00 m 14,80 m

0,00 m 5,50 m 12,30 m

5,50 m 0,00 m 6,80 m

9,15 m

9,15 m

6,65 m

1,15 m

8,65 m

9,65 m

7,15 m

1,65 m

PESO 1er Eje

PESO 2do Eje

74.069,25 N

97.181,04 N

PESO 3er Eje 95.920,15 N

7.550 Kg

9.906 Kg

9.778 Kg

TOTAL 159 Pax


Figura 3-59 Diseño Interno de la Carrocería Autobús Articulado.


En el diseño interior de la carrocería, se pueden considerar distribuciones de sillas perimetrales. A continuación se presenta un análisis sobre la utilización de las sillas perimetrales con respecto a las que están ubicadas en el sentido de la marcha; en un principio se observa que el espacio que se ganaría por la ubicación de la silla perimetral corresponde al espacio vacío necesario que se requiere al frente de cada sillas, de acuerdo con la Normativa Colombia NTC 4901 – 1 Tabla 1 Dimensiones de las sillas de los pasajeros. Se puede pensar que esta restricción sea modificada en una actualización de la Norma Técnica. - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-70

Figura 3-60 Ubicación sillas Perimetrales.


Si bien, se observa que estas modificaciones inicialmente reducirían el número de pasajeros sentados y no incrementaría el número de pasajeros de Pie. 

En los autobuses de baja capacidad (menores de 50 pasajeros) que su carga en el eje trasero no excede 8.200 kg no presenta mayor importancia a la hora de la evaluación de las cargas por ejes que se transmiten al pavimento, dado que 8.200 kg es considerado con la carga equivalente para determinar el factor daño. Tabla 3-28 Análisis de Pesos Busetón AUTOBUS TIPO BUSETON

EDy1

ETy CAy

Py

Cargas Puntuales por Eje Carga Distribuida de Pasajeros Carga de la Carroceria

Adelante

Ay

By

Bx

Peso / persona Carroceria Longitud

70,0 Kg/Pax 220,0 Kg/m 8,5 m

Atrás

1m

1,50 m

4,30 m 8,50 m

2,70 m 2,00 m Q/Long.

Long Dist

4,00 m

Peso Total

N

1.610 Kg 940 Kg

15.794,1 N 9.221,4 N

Q Eqv

Peso Carroceria

1.870 Kg

18.344,70 N

2.158,20 N / M

8,50 m

18.344,70 N

Peso Pasajeros

3.528 Kg

34.609,68 N

5.324,57 N / M

6,50 m

34.609,68 N

Pasajeros Sentados 21 Pax Pasajeros de Pie 29 Pax

MODULO 21,0 Pax 4,20 m^2 29 Pax 3.528 Kg

Centroide

Ubi. Eje X

Dist. Momento

1,50 m 5,80 m

0,00 m 4,30 m

4,25 m

4,25 m

2,75 m

3,25 m

5,25 m

3,75 m

Peso del Chasis 1er Eje 2do Eje

TOTAL

15.794,10 N 9.221,40 N

Peso 1er Eje

Peso 2do Eje

22.998,32 N

54.971,56 N

2.344 Kg

5.604 Kg

50 Pax



3-71

Figura 3-61 Diseño Interno de la Carrocería Autobús Tipo Busetón




Los autobuses de mayor cuidado son aquellos cuya capacidad excede los 80 pasajeros, dado que estos autobuses en condiciones de operación normales transmiten cargas a los pavimentos cercanas a los 12.000 kg, lo que puede ser perjudicial para el pavimento, dependiendo de las especificaciones con las que fueron construidas; es claro que en vías importantes para el transporte las vías deben cumplir con las exigencias de operación de este tipo de vehículos; una de las formas para mitigar estos impactos es obtener una distribución diferente de las sillas al interior del autobús, ya que un espacio vacío generaría mayor concentración de personas.

La determinación de los pesos en este tipo de autobuses es importante, ya que si se observa la resolución 4100 de 2004 establece que estos vehículos no pueden transmitir una carga mayor por eje de acuerdo con la siguiente tabla. Tabla 3-29 Pesos máximos permitidos por eje según Resolución 4100 de 2004 TIPO DE EJE

PESO MAXIMO

Eje Sencillo

6,000 Kg.

Eje Sencillo doble llanta

11,000 Kg.

PBV

16.000 Kg


Sin embargo la Norma Técnica Colombiana 4901-3, permite tener una carga en los ejes de acuerdo con la siguiente tabla: Tabla 3-30 Pesos máximos permitidos por eje según Norma Técnica 4901-3 TIPO DE EJE

PESO MAXIMO

Eje Sencillo

7.500 Kg.

Eje Sencillo doble llanta

12,500 Kg.

PBV

20.000 Kg

Fuente: Elaboración del Consultor - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-72

Con base en las características reales de peso en los ejes de este tipo de autobús, y de acuerdo a los criterios operacionales, los límites de peso por eje que se ajustan a este vehículo son los de la Norma Técnica 4901-3; sin embargo se recomienda que estos valores sean tenidos en cuenta para el diseño de los pavimentos de los corredores por donde este autobús prestará su servicio. Dado que el diseño operacional adopta dos tipos de carrocería para este vehículo, una carrocería con puertas a ambos costados (2 izquierdas y 3 derechas) y otra con solo puertas al costado derecho (3 puertas), se ha desarrollo un análisis de carga para cada situación. Tabla 3-31 Análisis de Pesos Autobús Tipo Padrón (sin puertas izquierdas) AUTOBUS PADRON Cay As P7y

EDy1 P10

P9y

P8y

2,84 m

P6y

P3y

P5y

5,90 m

10,50 m

9,50 m

8,50 m

7,50 m

Peso Total

N

1.259 Kg 4.251 Kg

12.350,8 N 41.702,3 N

6,50 m 12,50 m Q/Long.

P2y

68,0 Kg/Pax 450,0 Kg/m 12,5 m 7,0 Pax/m^2 P1y

3,57 m

Bx

By

Ay 11,50 m

Peso / pas Carroceria Longitud Densidad

Ety P4y

5,50 m

4,50 m

3,50 m

2,50 m

1,50 m

Long Dist

Q Eqv

Centroide

Ubi. Eje X

Dist. Momento

2,84 m 8,74 m

0,00 m 5,90 m

6,25 m

3,41 m

6,25 m

3,41 m

2.668,32 N 3.949,11 N 5.937,01 N 5.189,88 N 5.856,96 N 5.950,35 N 4.636,21 N 6.143,81 N 4.402,73 N 5.203,22 N

11,84 m 10,84 m 9,84 m 8,84 m 7,84 m 6,84 m 5,84 m 4,84 m 3,84 m 2,84 m

9,00 m 8,00 m 7,00 m 6,00 m 5,00 m 4,00 m 3,00 m 2,00 m 1,00 m 0,00 m

By

Peso

646.203,04 N

109.525,94 N

11.165 Kg

1,00 m

Peso del Chasis 1er Eje 2do Eje Peso del aire Peso de la carroceria

Peso de los pasajeros

Pax

1 Mod. 2 Mod. 3 Mod. 4 Mod. 5 Mod. 6 Mod. 7 Mod. 8 Mod. 9 Mod. 10 Mod.

0 Kg

0,00 N

5.625 Kg

55.181,25 N

272 Kg 403 Kg 605 Kg 529 Kg 597 Kg 607 Kg 473 Kg 626 Kg 449 Kg 530 Kg

2.668,32 N 3.949,11 N 5.937,01 N 5.189,88 N 5.856,96 N 5.950,35 N 4.636,21 N 6.143,81 N 4.402,73 N 5.203,22 N

159.171,96 N - Ay - By = 0

12.350,79 N 41.702,31 N 0,00 N 4.414,50 N / M

Ay

Peso

49.646,02 N

5.061 Kg

Limite Permitido Capacidad Tecnica

12,50 m

16.225 Kg

55.181,25 N

6.000 Kg 6.500 Kg

6,25 m


11.000 Kg 11.500 Kg

MODULOS Pax Sentados 33 Pax Pax de Pie 42 Pax TOTAL 75 Pax

10 5,0 Pax 0,40 m^2 3 Pax 530 Kg 5.203,22 N

9 1,0 Pax 0,80 m^2 6 Pax 449 Kg 4.402,73 N

8 2,0 Pax 1,03 m^2 7 Pax 626 Kg 6.143,81 N

7 1,0 Pax 0,85 m^2 6 Pax 473 Kg 4.636,21 N

6 5,0 Pax 0,56 m^2 4 Pax 607 Kg 5.950,35 N

5 5,0 Pax 0,54 m^2 4 Pax 597 Kg 5.856,96 N

4 4,0 Pax 0,54 m^2 4 Pax 529 Kg 5.189,88 N

3 4,0 Pax 0,70 m^2 5 Pax 605 Kg 5.937,01 N

2 2,0 Pax 0,56 m^2 4 Pax 403 Kg 3.949,11 N

1 4,0 Pax 0,00 m^2 0 Pax 272 Kg 2.668,32 N



3-73

Figura 3-62 Diseño Interno de la Carrocería Autobús Tipo Padrón (sin puertas izquierdas)


Tabla 3-32 Análisis de Pesos Autobús Tipo Padrón (puertas izquierdas) AUTOBUS PADRON Cay As P7y

EDy1 P10

P9y

P8y

2,84 m

P6y

P3y

P5y

5,90 m

10,50 m

9,50 m

8,50 m

7,50 m

Peso Total

N

1.259 Kg 4.251 Kg

12.350,8 N 41.702,3 N

0 Kg

0,00 N

5.625 Kg

55.181,25 N

272 Kg 524 Kg 867 Kg 462 Kg 462 Kg 462 Kg 736 Kg 653 Kg 524 Kg 530 Kg

2.668,32 N 5.136,52 N 8.505,27 N 4.536,14 N 4.536,14 N 4.536,14 N 7.217,81 N 6.410,64 N 5.136,52 N 5.203,22 N

6,50 m 12,50 m Q/Long.

P2y

68,0 Kg/Pax 450,0 Kg/m 12,5 m 7,0 Pax/m^2 P1y

3,57 m

Bx

By

Ay 11,50 m

Peso / pas Carroceria Longitud Densidad

Ety P4y

5,50 m

4,50 m

3,50 m

2,50 m

1,50 m

Long Dist

Q Eqv

Centroide

Ubi. Eje X

Dist. Momento

12.350,79 N 41.702,31 N

2,84 m 8,74 m

0,00 m 5,90 m

0,00 N

6,25 m

3,41 m

1,00 m

Peso del Chasis 1er Eje 2do Eje Peso del aire Peso de la carroceria

Peso de los pasajeros

Pax

1 Mod. 2 Mod. 3 Mod. 4 Mod. 5 Mod. 6 Mod. 7 Mod. 8 Mod. 9 Mod. 10 Mod.

163.121,07 N - Ay - By = 0

4.414,50 N / M

Ay

Peso

50.153,45 N

5.112 Kg


12,50 m

16.628 Kg

55.181,25 N

6,25 m

3,41 m

2.668,32 N 5.136,52 N 8.505,27 N 4.536,14 N 4.536,14 N 4.536,14 N 7.217,81 N 6.410,64 N 5.136,52 N 5.203,22 N

11,84 m 10,84 m 9,84 m 8,84 m 7,84 m 6,84 m 5,84 m 4,84 m 3,84 m 2,84 m

9,00 m 8,00 m 7,00 m 6,00 m 5,00 m 4,00 m 3,00 m 2,00 m 1,00 m 0,00 m

By

Peso

666.508,96 N

112.967,62 N

11.516 Kg

6.000 Kg 6.500 Kg

6,25 m


11.000 Kg 11.500 Kg

MODULOS Pax Sentados 28 Pax Pax de Pie 53 Pax TOTAL 81 Pax

10 5,0 Pax 0,40 m^2 3 Pax 530 Kg 5.203,22 N

9 0,0 Pax 1,10 m^2 8 Pax 524 Kg 5.136,52 N

8 1,0 Pax 1,23 m^2 9 Pax 653 Kg 6.410,64 N

7 2,0 Pax 1,26 m^2 9 Pax 736 Kg 7.217,81 N

6 4,0 Pax 0,40 m^2 3 Pax 462 Kg 4.536,14 N

5 4,0 Pax 0,40 m^2 3 Pax 462 Kg 4.536,14 N

4 4,0 Pax 0,40 m^2 3 Pax 462 Kg 4.536,14 N

3 4,0 Pax 1,25 m^2 9 Pax 867 Kg 8.505,27 N

2 0,0 Pax 1,10 m^2 8 Pax 524 Kg 5.136,52 N

1 4,0 Pax 0,00 m^2 0 Pax 272 Kg 2.668,32 N



3-74

Figura 3-63 Diseño Interno de la Carrocería Autobús Tipo Padrón (puertas izquierdas)


En resumen se tiene lo siguiente: Tabla 3-33 Resumen de pesos autobús padrón COMPARACIONES DE CARGAS TRANSMITIDAS POR LOS EJES A LOS PAVIMENTOS Peso por persona Densidad

68,0 Kg/Pax 7,0 Pax/m^2

TIPO DE AUTOBUS Autobus sin puertas Izq. Autobus con puertas Izq.

Carroceria Longitud

Pos. Motor

Peso Eje

Trasero Trasero

1.259 Kg 1.259 Kg

Q Eje Delantero 5.061 Kg 5.112 Kg

Diferencia MAXIMOS

450,0 Kg/m 12,5 m Peso Eje 4.251 Kg 4.251 Kg

Q Eje Trasero 11.165 Kg 11.516 Kg

52 Kg

351 Kg

5.112 Kg

11.516 Kg

Peso Total

Cant. Pax

Área Pax

17.082 Kg 17.915 Kg

75 81

5,98 m^2 7,54 m^2

833 Kg

6

1,56 m^2


Como se observa en los análisis anteriores, las cargas de este tipo de autobús son muy importantes en el diseño de pavimentos, ya que si se considera una menor carga de diseño la vida útil del pavimento se reduce, o puede originar fallas prematuras por fatiga. Cabe resaltar que estos análisis son netamente teóricos; en la práctica se ha consultado con los fabricantes y se encontró que este tipo de autobús y con las exigencias del Sistema de Transporte Masivo de la ciudad de Cali, que incluye aire acondicionado se tiene las siguientes cargas en los ejes Tabla 3-34 Cargas por ejes autobús padrón AUTOBUS EJE DELANTERO EJE TRASERO Padrón 5.800 kg 10,900 kg Fuente: Elaboración Propia


3-75

3.11 VEHÍCULOS PARA ZONAS DE ALTA PENDIENTE Dentro del alcance de este documento se encuentra la caracterización de los posibles vehículos y las características técnicas, que se encuentran disponibles en el mercado colombiano, los cuales prestarán el servicio en zonas de alta pendiente de la ciudad de Bogotá. Se debe tener en cuenta que esta clase de vehículos debe ser homologada por el Ministerio de Transporte. A continuación se ilustran los tipos de vehículos que servirían para el servicio de transporte de pasajeros en las zonas de ladera o montaña, teniendo en cuenta que este tipo de transporte es considerado como mixto (pasajeros – carga): Figura 3-64 Vehículo Mercedes para zonas de alta pendiente

Mercedes Benz Sprinter 313 -413 CDI Fuente: Información suministrada por los fabricantes

Tabla 3-35 Características Técnicas Vehículo Mercedes para zonas de alta pendiente Motor

Tipo

Cilindrada

Electrónico

2150 cm

Potencia neta

kw(cv)

Rpm

95 (129)

@ 3800

Par motor

Nm (kgfm)

Rpm

300 (31)

@ 1600

Capacidad

Combustible

3

Pas Sentados 14


Tipo

Tecnología

Diesel

Euro II

Tipo

No Marchas

Mecánica

5

Tipo

Amortiguadores

Ballestas

Doble Acción

Sencillo (1)

Doble Llanta (1)

2.300 kg

2.300 kg



3-76

Figura 3-65 Vehículo para zonas de alta pendiente

Agrale Fuente: Información suministrada por los fabricantes

Tabla 3-36 Características Técnicas Vehículo para zonas de alta pendiente Motor Potencia neta Par motor Capacidad

Tipo

Cilindrada

Combustible

3

Mecánico

4300 cm

kw(cv)

rpm

85 (115)

@ 2400

Nm

rpm

392

@ 1500

Pas de Pie

Pas Sentados

7

12


Tipo

Tecnología

Diesel

Euro II

Tipo

No Marchas

Mecánica

5

Tipo

Amortiguadores

Ballesta

Doble Acción

Sencillo (1)

Doble Llanta (1)

3.000 kg

4.850 kg


Figura 3-66 Vehículo Daihatsu para zonas de alta pendiente

Daihatsu V-126 Fuente: Información suministrada por los fabricantes

Tabla 3-37 Características Técnicas Vehículo Daihatsu para zonas de alta pendiente Motor

Tipo

Cilindrada

Combustible

3

Mecánico

2800 cm

Potencia neta

Hp

rpm

88

@ 3800

Par motor

Kgf

rpm

17

@ 2000

Capacidad

Pas de Pie

Pas Sentados

7

12

Transmisión

Tipo

Tecnología

Diesel

Euro II

Tipo

No Marchas

Mecánica

5

Suspensión

Tipo

Amortiguadores

Ballesta

Doble Acción

Capacidad Ejes (2)

Sencillo (1)

Doble Llanta (1)

----

------



3-77

Figura 3-67 Vehículo Hino para zonas de alta pendiente

Hino Fuente: Información suministrada por los fabricantes

Tabla 3-38 Características Técnicas Vehículo Hino para zonas de alta pendiente Motor

Tipo

Cilindrada

Mecánico

5300 cm

Hp

rpm

140

@ 2500

Potencia neta Par motor

Kgf

rpm

42

@ 1500

Pas de Pie

Pas Sentados

7

12

Capacidad

Combustible

3


Tipo

Tecnología

Diesel

Euro II

Tipo

No Marchas

Mecánica

5

Tipo

Amortiguadores

Ballesta

Doble Acción

Sencillo (1)

Doble Llanta (1)

2,500 kg

5.000 kg


Figura 3-68 Vehículo NPR para zonas de alta pendiente

Buseta NPR Fuente: Información suministrada por los fabricantes


3-78

Tabla 3-39 Características Técnicas Vehículo NPR para zonas de alta pendiente Motor

Tipo

Cilindrada

Combustible

3

Mecánico

4570 cm

Hp

rpm

119

@ 2850

Kgf

rpm

Potencia neta Par motor

33

@ 1800

Capacidad

Pas de Pie

Pas Sentados

7

12

Transmisión

Tipo

Tecnología

Diesel

Euro II

Tipo

No Marchas

Mecánica

6

Suspensión

Tipo

Amortiguadores

Ballesta

Doble Acción

Capacidad Ejes (2)

Sencillo (1)

Doble Llanta (1)

3.100 kg

6.600 kg


3.11.1 Vías de Alta Pendiente Las vías por donde circulan los vehículos asignados a las Rutas de alta pendiente, presentan unas condiciones exigentes de operación tales como un trazado sinuoso, pendientes longitudinales mayores de 30%, ancho mínimo de calzada de aproximadamente 4 m, dos carriles de circulación, uno por sentido, y curvas con radios de giro exigentes. Las siguientes son las características principales de la infraestructura disponible:    

Ancho de calzada de 4 m. Pendientes longitudinales mayores al 30 %. Pocas vías cuenta con pavimento en concreto rígido. Radios de Giro de 6 m.

Dentro de la caracterización se encontró que de acuerdo a la zona de operación así mismo es el tipo de vehículo, hay zonas donde se opera con vehículos de 19 pasajeros de diferentes marcas, con motores mecánicamente repotenciadas y adaptados a las condiciones del terreno. Se encuentran modelos de los años 1975 a 1980 en su mayoría marcas Dodge y Ford, cuyas adaptaciones constan principalmente de: 

Motor: Reparado, en algunos casos se encuentran motores Diesel adaptados.



Diferencial de alta relación (adaptado) y en algunos casos con bajo.



Suspensión reforzada (eje rígido y ballesta) y levantada. Es decir hay un incremento en la altura al piso, para aumentar el ángulo de salida del vehículo. También se encontró que en algunas busetas se instalan un tipo de protector (De golpes) en el carter del motor.



Frenos de aire adaptados.

En otras zonas se opera con vehículos tipo jeep, los cuales son cortos, de diferentes marcas y modelos, que van desde los años 1978 a 1980. En su mayoría son marca Toyota y en - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-79

menos cantidad Nissan. Eventualmente se encuentran vehículos tipo Chevrolet. La carrocería está compuesta por una cabina dura de tres puertas, con asientos laterales con capacidad hasta de ocho pasajeros. Con frecuencia los pasajeros utilizan esto vehículos como transporte de carga, lo que les permite transportar sus alimentos hasta el lugar de destino. A continuación se muestra una tabla donde se resumen las características de los tipos de vehículos utilizados comúnmente para el transporte de personas en estas zonas. Tabla 3-40 Caracterización de los vehículos utilizados en zonas de alta pendiente11 Tipo vehículo

Operación Actual

Especificaciones mínimas Recomendadas

Buseta

Jeep

Microbús

10 a 30 pasajeros

10 pasajeros

15 a 19 Pasajeros

Potencia (HP)

Variado

212

130 (Mínimo)

Torque (Kgm)

Variado

38

36 (Mínimo)

Relación 1ra

Variado

Variado

Relación de montaña (min 4.5:1)

Relación Final

Variado

Variado

>= 5.57:1

Bajo

Adaptado

Si

No requiere

Ruedas

Rin

15 – 16

15

16

Suspensión

Delantera

Rígida 3000 lbs adaptado

Variado

Eje rígido

5000 lbs adaptado

Variado

Eje rígido

Aire adaptado

Variado

Doble booster / aire

Capacidad Motor

Caja

Trasera Frenos Distancia Máxima entre ejes Distancia mínima al suelo Marcas Modelos

2900 mm

2490 mm – 3000 mm

250 mm adaptado

190 mm

Dodge y principalmente

Ford

1975 -1980

Toyota, Nissan

Mercedes, Hino, Daihatsu y NPR

1978 - 1980


3.11.2 Caracterización de las Rutas y Vehículos Para definir el tipo de vehículo a utilizar, se deben caracterizar las rutas en tres tipos así:

11

Elaborado con base al documento “Consultoría Análisis Financieros Proyecto Rutas Auxiliares - Diseño Técnico de Detalle Diseño Técnico, Legal y Financiero del Sistema Integrado de Transporte Público para la ciudad de Bogotá D.C.

3-80

 Rutas de alta montaña pavimentada.  Rutas de alta montaña no pavimentada.  Rutas de media montaña. La siguiente Tabla muestra las principales características técnicas que deben tener los vehículos en función de la zona de operación. Tabla 3-41 Caracterización del vehículo de acuerdo a la ruta CARACTERÍSTICAS DE LA RUTA

CARACTERÍSTICAS DEL VEHÍCULO

Alta montaña, con vías angostas, pavimentadas en concreto y curvas muy pronunciadas

Alta potencia, poca distancia entre ejes, frenos de trabajo pesado, alta relación de transmisión (Mayor Torque)

Alta montaña y las vías que en la mayor parte del recorrido no se encuentran pavimentadas

Alta potencia, frenos de trabajo pesado, alta relación de transmisión (Mayor Torque), suspensión para trabajo pesado, Mayor ángulo de salida.

Media montaña y la mayor parte de su recorrido se encuentra pavimentado

No requiere características especiales.


Dadas las diferentes características de las zonas donde se va a prestar el servicio, se requiere un vehículo que posea unas especificaciones técnicas que cumplan con las exigencias de cada tipo de ruta. Es decir se requiere un vehículo capaz de operar en zonas de alto polvo y huecos (terreno destapado), con una buena capacidad para arrancar en altas pendientes, pero que también sea cortó y pueda operar en vías angostas y curvas pronunciadas.


3-81

Características Técnicas de Vehiculos-STM

Recommend Documents