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UNIVERSIDAD DE CUNDINAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERIA INDUSTRIAL ANALISIS DE ALTERNATIVAS DE USO DE COMBUSTIBLES BIOLÓGICOS ENFOCADO AL HIDROGENO PARA MEJORAR LA EFICIENCIA Y COSTOS EN VEHÍCULOS DE BAJA GAMA DE MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA EN EL PARQUE AUTOMOTOR USADO DE SOACHA. SIMON LESMES MARQUEZ

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UNIVERSIDAD DE CUNDINAMARCAFACULTAD DE INGENIERÍAINGENIERIA INDUSTRIAL

ANALISIS DE ALTERNATIVAS DE USO DE COMBUSTIBLES

BIOLÓGICOS ENFOCADO AL HIDROGENO PARA MEJORAR LA

EFICIENCIA Y COSTOS EN VEHÍCULOS DE BAJA GAMA DE MOTOR

DE COMBUSTIÓN INTERNA EN EL PARQUE AUTOMOTOR USADO DE

SOACHA.

SIMON LESMES MARQUEZ

SOACHA2013

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UNIVERSIDAD DE CUNDINAMARCA

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERIA INDUSTRIAL

ANALISIS DE ALTERNATIVAS DE USO DE COMBUSTIBLES

BIOLÓGICOS ENFOCADO AL HIDROGENO PARA MEJORAR LA

EFICIENCIA Y COSTOS EN VEHÍCULOS DE BAJA GAMA DE MOTOR

DE COMBUSTIÓN INTERNA EN EL PARQUE AUTOMOTOR USADO DE

SOACHA.

Anteproyecto de investigación para optar al título de ingeniero industrial.

PRESENTADO POR

SIMON LESMES MARQUEZ

RICARDO JAVIER BUITRAGOIngeniero electrónico

Especialista en informática y automática industrial

SOACHA

2013

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TABLA DE CONTENIDO

1 Marco general...........................................................................................5

1.1 tipo de proyecto..................................................................................5

1.2 linea de investigacion.........................................................................5

1.2.1 Objetivo........................................................................................5

1.2.2 Eje temático.................................................................................5

1.3 Palabras claves.................................................................................5

2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.......................................................6

2.1 Descripción y Antecedentes del problema..........................................6

2.2 Formulación del problema..................................................................9

3 JUSTIFICACION.......................................................................................9

4 OBJETIVOS............................................................................................11

4.1 Objetivo general................................................................................11

4.2 Objetivos específicos........................................................................11

5 Alcances y limitaciones...........................................................................12

6 MARCOS................................................................................................12

6.1 MARCO REFERENCIAL:.................................................................12

6.2 MARCO TEORICO O CONCEPTUAL..............................................15

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7 METODOLOGIA DEL PROYECTO - DISEÑO METODOLOGICO

(METODOLOGIA INGENIERIL)....................................................................17

8 PLANEACION Y ADMINISTRACION DEL PROYECTO........................18

8.1 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES................................................18

9 BIBLIOGRAFIA.......................................................................................19

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Análisis de Alternativas de uso de combustibles biológicos enfocado al

hidrogeno para mejorar la eficiencia y costos en vehículos de baja gama de

motor de combustión interna en el parque automotor usado de Soacha.

1 MARCO GENERAL

1.1 TIPO DE PROYECTO:

Proyecto De Ingeniería

1.2 LINEA DE INVESTIGACION

Desarrollo de la Gestión Administrativa, Económica y Financiera y de

producción y Operaciones Regional y Local.

1.2.1 Objetivo

Estudiar la aplicación e implementación de tecnologías más limpias para los

sistemas de producción de la región.

1.2.2 Eje temático

Tecnologías Limpias.

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1.3 PALABRAS CLAVES

Combustibles biológicos, Emisiones, Energías alternativas, Hidrogeno,

Tecnologías limpias, emisiones contaminantes, biocombustibles, leyes,

motores de combustión interna.

2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

2.1 Descripción y Antecedentes del problema

El crecimiento de el municipio de Soacha ha aumentado en los últimos 10

años según el DANE (Gonzalez, 2003) por ende el consumo económico

también aumento; al igual que el parque automotor del municipio de Soacha

además de esto Soacha colinda con la principal ciudad Bogotá que es

suministrada por varios y principales combustibles, a razón de esto se han

generado problemáticas para los propietarios de vehículos ya hace algún

tiempo desde que se expidió la Ley 769 de 2002 dentro del Código Nacional

de Tránsito que determina: periodicidad y cobertura de la revisión de gases

(Diario ofiicial, 2002); también el Decreto 0019 del 10 de enero de 2012

establece que todos los vehículos automotores incluyendo las motocicletas,

deberán realizar la revisión técnico- mecánica y de emisiones contaminantes

anualmente (Secretaría Distrital de Movilidad, 2012).

Un principal problema evidente en usar gasolina es su alto costo, una de las

razones por las cuales se debe su elevado costo es la existencia de 17 ítems

que componen el precio de la gasolina, además de la tributación que se le

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impone por cada galón entre otras razones. El problema del precio de la

gasolina no sólo se limita a si somos competentes  o no, también afecta en el

diario vivir de millones de colombianos de estratos bajos que no pueden

movilizarse o trabajar con sus medios de transporte (Pineda, 2012).Además

se le puede añadir a este panorama que en el transcurso del 2011 la

variación porcentual del precio de la gasolina aumento 6.45%, y se le adjunta

que la variación porcentual del precio del ACPM-biodiesel aumento 11.78%

(Fendipetroleo, 2010).

Es notable que la gasolina sea un combustible fósil y otro problema es que

debido a la combustión interna, la composición de los gases de escape de

un vehículo siempre son los mismos monóxidos de carbono, óxido nítrico,

partículas de hollín o hidrocarburos que despiden los motores de gasolina.

Secundariamente los gases producidos por los autos recaen en efectos

sobre la salud perjudicando a las personas y al medio ambiente. Como en el

caso de la ciudad aledaña de Bogotá que durante los últimos años, la

contaminación del aire de la ciudad ha adquirido niveles que han influido

para que la frecuencia de enfermedades pulmonares en los ciudadanos se

haya disparado notablemente, por este motivo la administración distrital y el

departamento técnico administrativo del medio ambiente –(DAMA), han

emprendido acciones inclinadas a disminuir las emisiones de contaminantes

arrojados a la atmosfera, implementando estrategias para mejorar el flujo

vehicular y para promover el uso domestico e industrial de energéticos mas

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limpios refiriéndose a combustibles alternativos (Castaño & Patiño Jaramillo,

2003). Además causando una variedad de daños que se denotan en

cualquier auto sin un breve mantenimiento, que funcione con este tipo de

combustible. Esto con base a una infinita variedad de artículos que hablan

sobre esto. Como una forma para aportar a la ayuda de una mejor calidad de

vida, se han planteado diferentes interrogantes para la solución de este tipo

de problemas además se están abordando diferentes ideas sobre cualquier

aspecto relevante que minimice este problema por eso se plantea lo

siguiente; se deben proponer soluciones alternativas que mejoren los

problemas ambientales y disminuyan costos

Se tiene que se han impuesto diversas sanciones y decretos a los vehículos,

ya sea cuando no se realiza la revisión técnico-mecánica en el plazo legal

establecido o cuando el vehículo no se encuentra en adecuadas condiciones

técnico-mecánicas o de emisiones contaminantes, aun cuando porte los

certificados correspondientes, además el vehículo será inmovilizado de

acuerdo a la ley correspondiente (observatorio ambiental de bogota, 2002) al

Artículo 131. Multas de la LEY 1383 DE 2010 "Por la cual se reforma la Ley

769 de 2002 - Código Nacional de Tránsito, y se dictan otras disposiciones"

(Diario ofiicial, 2002) .“Para que un vehículo pueda transitar por el territorio

Nacional, debe garantizar como mínimo (...) cumplir con las normas de

emisiones de gases que establezcan las autoridades ambientales”

(Secretaria de transito y transporte, 2003).

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Otras infracciones ambientales detectadas son a razón de las normas para el

control de las emisiones en fuentes móviles resolución 909 (Diario Oficial,

1996)al momento de ser revisados en los operativos realizados por la

Autoridad Ambiental Distrital, Secretaría Distrital de Movilidad y Policía

Metropolitana de Bogotá.

El artículo 52 de la Ley 769 de 2002, Código Nacional de Tránsito determina:

periodicidad y cobertura de la revisión de gases (ministerio de transporte,

2002).

De modo que también existe otra ley que indica a cuanto se debe Según la

Ley 769 de 2002, la revisión técnico mecánica y de gases para los vehículos

particulares se debe hacer cada dos años, para lo cual se expidió la circular

MT-4500-1 17583 del 03 de abril de 2007, la cual en el numeral tres

determina: para los vehículos nuevos, la primera revisión unificada técnico

mecánica y de gases deberá realizarse, transcurridos dos (2) años contados

a partir de la fecha de matricula o registro inicial del vehículo automotor, de

acuerdo a lo anterior debe contar los dos años a partir de la fecha de

matricula. (ministerio de transporte, 2002)

2.2 Formulación del problema

¿Qué alternativas y como implementar tecnologías limpias en los vehículos

de forma económicamente viable?

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3 JUSTIFICACION

Este estudio tiene el fin estudiar la aplicación e implementación de

tecnologías más limpias, de establecer un mejoramiento en la combustión

de los vehículos, y un porcentaje de disminución en el uso de la gasolina que

para esta época se encuentra con un alto costo. Al generarse una

disminución de la gasolina se disminuirán la emisión de gases lo que

posiblemente facilitara el proceso del control de revisión de gases.

Se pretende implementar los conocimientos de la ingeniería aplicando

análisis de costos y de operaciones para encontrar las mejores alternativas

que sean eficientes y factibles para los resultados de la investigación.

Al establecer estos tipos de combustibles alternativos se quiere hacer

conocer este tipo de energías limpias, también se quiere despertar el

ingenio y el interés de los propietarios hacia estas innovaciones que han

logrado cambiar la visión de muchas personas hacia un horizonte mas

futurista.

Las nuevas alternativas de combustible son muy importantes para el

desarrollo de un ambiente sano que debemos cuidar y proteger para las

venideras generaciones que se darán de cuenta del porque de estas

acciones que nos benefician a todos.

Este tipo de estudio se efectúa a razón del proyecto de grado y a las líneas

de investigación de la universidad (…), es de vital importancia llevarlo a la

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realidad y lograr con todo lo establecido para aportar a la sociedad y a la

universidad para que sea de uso y apoyo para otros trabajos o proyectos

encaminados a estos temas, que son de interés y entretenimiento para todas

las personas.

Es importante investigar sobre nuevos sistemas de combustibles alternativos

en el sector del transporte, mas generalmente en el parque automotor de

Soacha y sus alrededores, ya que cada vez el mundo gira entorno a nuevas

tecnologías con visión a desarrollo sostenible; en donde lo que se busca es

reducir costos y mejorar la eficiencia de los vehículos, teniendo en cuenta

una perspectiva de la entrada al mercado de nuevos combustibles que están

cumpliendo con condiciones viables y ecológicamente racionales.

4 OBJETIVOS

4.1 Objetivo general

Analizar la mejor alternativa técnica, económica, operacional y

ambiental de combustibles biológicos para mejorar la

eficiencia y los costos en vehículos de baja gama, de motor de

combustión interna en el parque automotor usado de Soacha.

4.2 Objetivos específicos

Estudiar los diferentes métodos existentes de sistemas

alternativos de tecnologías limpias.

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Analizar los diferentes modelos de combustibles y su viabilidad

técnica.

Generar una propuesta viable sobre combustibles alternativos.

5 ALCANCES Y LIMITACIONES

La investigación en desarrollo tiene como alcance encontrar cual es el mejor

combustible alternativo que se adapte económicamente, operacionalmente y

ambientalmente a los vehículos de Soacha, sé tendrá en cuenta aspectos

como almacenamiento, manipulación, balance de emisiones, ventajas y

desventajas, mercado mundial etc., de los combustibles biológicos que están

referidos a mejorar el rendimiento, la eficiencia y los costos de aplicarlos.

Algunas limitaciones presentes restringirán la investigación como es la falta

de instrumentos para mediciones técnicas como para aspectos de balance

de emisiones, así que los datos que se obtengan serán datos aproximados y

no datos exactos por la practica, otra limitación son los modelos de autos que

dispongan de sistemas adaptados para nuevos combustibles los datos no se

obtendrán físicamente sino de otras fuentes, otras limitaciones son las

características de la muestra en donde se encuentran varias marcas de

autos y varios tipos.

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6 MARCOS

6.1 MARCO REFERENCIAL:

A continuación se describen algunos estudios y proyectos ya realizados

cuyos propósitos son similares a los seguidos en este estudio que se

tomaran de apoyo para seguir con la investigación.

En el documento de trabajo de grado de análisis jerárquico en la

comparación de los combustibles fósiles frente a fuentes de energía

alternativas para la toma de decisiones en el sector energético venezolano

se hace con el propósito determinar la viabilidad técnica, económica,

ambiental y operacional del uso de fuentes de energías convencionales,

asociadas a la producción y explotación de hidrocarburos y sus derivados,

frente a las fuentes de energías alternativas que se encuentran en proyecto

de desarrollo y construcción en Venezuela. (Hernández, 2012).

Otro estudio realizado por la Fundación Instituto Tecnológico Para la

Seguridad del Automóvil –FITSA de Madrid nos proporciona una perspectiva,

análisis y descripción de los combustibles y los sistemas de propulsión

alternativas algunos como el biodiesel, el bioetanol, combustibles sintéticos,

gas natural, hidrogeno etc. (FITSA, IDAE., 2008).

Según un estudio de la Universidad de los Andes los biocombustibles

constituye una alternativa importante para la demanda actual energética a

nivel nacional y mundial, por lo que ellos han producido algunos

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biocombustibles a base de diferentes subproductos los resultados

preliminares de estas investigaciones son muy interesantes, evaluaciones

económicas muestran costos relativamente importantes para estas

aproximaciones tecnológicas. Y su desafío es lograr mejores rendimientos

(González, Jiménez, & Rodríguez Susa, 2008).

En el estudio el consumo de combustible en Bogotá, una aproximación

macroeconómica de Camilo Herrera Mora Presidente de RADDAR se

menciona que la comprensión del consumo de combustibles en la ciudad de

Bogotá cercana a Soacha está claramente regida por tres factores

fundamentales; parque automotor, velocidad media en la ciudad y edad de

los vehículos, además se describe el consumo mensual de combustible de

Bogotá que evidencia el consumo per cápita anual de gasolina en 2.008 fue

de cerca de $270.000 pesos, lo que significan cerca de 38 galones, o 150

galones por hogar, es decir cerca de 12,5 galones por hogar promedio

mensual (Herrera Mora, 2009).

En el estudio la economía del hidrógeno – una visión global sobre la

revolución energética del siglo xxi, nos propone la Producción y

almacenamiento de hidrógeno, las maneras por las cuales se obtiene este

gas, y algunas de las barreras de implantar este tipo de (Botas, Calles, &

G.San).

Según un programa de análisis del departamento de energía de los estados

unidos expuesto por Sunita Satyapal, muestran las estadísticas de las

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emisiones de gases contaminantes siendo la gasolina el combustible con

mayor emisión de gases por su combustión y el hidrogeno siendo el

combustible con menor emisiones producidas (Satyapal, 2009).

Otra investigación llamada estudio de los factores que inciden en el

desempeño de motores de encendido provocado (MEP) convertidos a gas

natural hace referencia a como implementar el gas natural y se mencionan

algunos factores que inciden en el rendimiento del motor del vehículo

también menciona sobre el programa de movilidad limpia en Bogotá

(Castaño & Patiño Jaramillo, 2003) .

6.2 MARCO TEORICO O CONCEPTUAL

INGENIERÍA DE COSTOS

La ingeniería de costos se define como: “la disciplina que aplica

conocimientos empíricos, técnicos y/o científicos para resolver problemas de

estimación de costos, hacer cálculos de costos lo más reales posible, de un

proyecto, cualesquiera que sea, así como de su control durante la ejecución

del mismo”. Es un tema de gran actualidad y mucha relevancia. La Ingeniería

de Costos, proporciona conocimientos y análisis profundos para una eficiente

estimación, formulación del presupuesto y control de costos, a lo largo del

ciclo de vida de un Proyecto o Negocio, desde la planificación inicial hasta su

puesta en marcha (eafit).

GESTIÓN AMBIENTAL

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La gestión ambiental es un proceso que está orientado a resolver, mitigar y/o

prevenir los problemas de carácter ambiental, con el propósito de lograr un

desarrollo sostenible, entendido éste como aquel que le permite al hombre el

desenvolvimiento de sus potencialidades y su patrimonio biofísico y cultural

y, garantizando su permanencia en el tiempo y en el espacio.

Los combustibles alternativos son carburantes pensados para sustituir a los

combustibles fósiles o derivados del petróleo. Petróleo que es cada vez más

escaso y, por tanto, también más cara su obtención, a la vez que muy

contaminante (Sánchez Ortiz).

Otra explicación de combustibles alternativos es la siguiente combustibles

que contaminen menos el ambiente serán la mejor alternativa para los

vehículos. Entendiendo que esta alternativa tendrá como variables

independientes: La menor emisión de partículas contaminantes, accesibilidad

económica y conocimiento de los combustibles no contaminantes por parte

de la gente; y como variables dependientes: el nivel de impacto ambiental

producido por los combustibles: alternos (hidrógeno, metanol, etanol, etc.)

(diarioecologia).

Entre las emisiones contaminantes de los coches se encuentran el dióxido de

carbono (CO2), el monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx),

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hidrocarburos no quemados (HC), compuestos de plomo, anhídrido sulfuroso

y partículas sólidas.

Los vehículos de baja gama se refieren al mercado que su objetivo son

personas con un ingreso menores básicos y que nos brindan varias

prestaciones.

Para comprender mejor sobre estos avances de tecnologías limpias

debemos describir que es una célula de hidrogeno que esta compuesta por

celdas, las celdas de combustible convierten permanentemente sustancias

químicas en electricidad a través de una serie de reacciones químicas

(SEED).

7 METODOLOGIA DEL PROYECTO - DISEÑO METODOLOGICO

(METODOLOGIA INGENIERIL)

El estudio se inicio con la búsqueda de fuentes en internet, en documentos y

otras fuentes de información, tomando como referencia palabras claves para

tener una mayor claridad acerca de lo que se quiere hallar.

Luego de terminar con la recolección de datos se ha decidido detener la

búsqueda y organizar la información respectivamente y volver a buscar

información si en cuanto se considere necesario para complementar o

resolver alguna inquietud en el desarrollo de la investigación. En cada una de

las fuentes de información encontradas se realizo una lectura previa para

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comprender el tema, poder darlo a entender y poder escoger los archivos

que mostraban los aspectos más relevantes del tema y los que nos iban a

servir de más ayuda para la realización de la estructuración del documento.

Como resultado, se localizaron más de 50 referencias a sitios y documentos.

Y finalmente, se realizó un diagrama de actividades en donde se especifican

las actividades hechas en el desarrollo del semestre donde se incluye el

tiempo dedicado a cada una de ellas para la entrega del protocolo. De

acuerdo a la propuesta de investigación se determinaron diferentes ítems a

los que se quieren llegar y examinar en diferente cuestión, se aplico un

diseño de investigación documental, a partir de la consulta de diversos

modelos de búsqueda y bases de datos en línea, se aplico un análisis al

contenido temático de los documentos seleccionados y se identificaron los

aspectos mas importantes para la construcción de ideas (Igor Martín Ramos

Herrera, 2003).

La metodología que se va a utilizar para lograr encontrar la mejor alternativa

en cuanto a costos y eficiencia de los combustibles biológicos es por medio

de búsqueda de diferentes fuentes de información como primarias y

secundarias para después hacer un análisis sobre todo, en cuestión de

relaciones económicas para cada combustibles alternativo y hacer

comparación de diferentes tipos de graficas y de diferentes herramientas de

procesos.

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8 PLANEACION Y ADMINISTRACION DEL PROYECTO

8.1 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

9 BIBLIOGRAFIA

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