Guía de Capacitación en Conducción Eficiente - Aspectos teóricos y prácticos

Capacitación Conducción

EficienteAspectos teóricos y prácticos

La Agencia Chilena de Eficiencia Energética (AChEE) es una fundación de derecho privado, sin fines de lucro. Es un organismo autónomo, técnico y ejecutor de políticas públicas en torno a la Eficiencia Energética, que recibe financiamiento público y privado. Actualmente está operando con recursos obtenidos a través del Convenio de Transferencia con la Subsecretaría de Energía, perteneciente al Ministerio de Energía, y al Convenio de Financiamiento establecido con el Banco Interamericano de Desarrollo (BID), agencia implementadora del Fondo proveniente del Global Environment Facility (GEF).

© Agencia Chilena de Eficiencia EnergéticaCapacitación de Conducción Eficiente Aspectos Teóricos y Prácticos

Primera Edición: Febrero de 2014

La “Guía de Capacitación de Conducción Eficiente Aspectos Teóricos y Prácticos”, es un proyecto desarrollado por la Agencia Chilena de Eficiencia Energética (AChEE) en el marco del programa “Mejoramiento de la Eficiencia Energética en el Transporte de Carga“, y es financiada por el Ministerio de Energía.

Titularidad de los derechos: Agencia Chilena de Eficiencia Energética (AChEE)

Autor:Francisco Unda, Aristo Consultores Ltda.

Revisión y edición: Gabriel Montero, Aristo Consultores Ltda. Claudio Gavilán, AChEE

Diseño gráfico: Víctor Vinagre, AChEE Empresa colaboradora: Aristo Consultores Ltda.

Derechos reservados Prohibida su reproducción

INDICEIntroducción 7

Parte 1: Funcionamiento del vehículo

El motor de combustión interna 9

Potencia, esfuerzo y velocidad 14

Tren de propulsión y esfuerzo en las ruedas 17

Parte 2: Elementos que afectan al consumo

Rendimientos y consumos de combustible 23

Aplicaciones y especificaciones de vehículos 25

Resistencia al rodado 27

Aerodinámica 30

Cantidad de movimiento 37

Peso del vehículo y de la carga 39

Velocidades y uso del tacómetro 42

Conducción en subidas y bajadas 46

Ruedas y neumáticos 47

Prevención de riesgos y accidentes 50

El conductor y su actitud 54

Operación en ralentí 55

Mantenimiento de flotas 58

a. Alistamiento 59

b. Mantenimiento preventivo 62

c. Mantenimiento predictico 62

d. Mantenimiento correctivo 63

Claves de la conducción eficiente 64

Conclusiones 65

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Agencia Chilena de Eficiencia Energética AChEE

IntroducciónEl estilo de conducción es uno de los factores más decisivos del consumo energético en el transporte automotriz, y lo seguirá siendo en el futuro predecible, por lo que es fundamental considerarlo tanto desde el punto de vista privado como de política pública.

El objetivo central de la Agencia Chilena de Eficiencia Energética (AChEE) es desarrollar e implementar medidas destinadas a reducir la intensidad de la demanda energética y por ello ha estado trabajando en esta materia por varios años, focalizando su esfuerzo en la capacitación de conductores y en la implementación de procedimientos de gestión de uso del combustible en la industria del transporte. Bajo la dirección de la AChEE se han realizado numerosos cursos, talleres y seminarios, dirigidos tanto a conductores como a monitores que puedan posteriormente operar como multiplicadores en la difusión de los principios y prácticas de conducción eficiente que se discuten en los cursos. El ámbito de este esfuerzo realizado ha sido amplio, cubriendo desde pequeñas empresas con flotas de unos pocos vehículos que operan al nivel local a grandes empresas de cobertura nacional.

En el curso de estas actividades se ha desarrollado un interesante conjunto de materiales que incluye presentaciones diseñadas como apoyo para los relatores de los cursos, seminarios y talleres y una serie de guías que examinan diferentes aspectos de la eficiencia energética en el transporte, las que se han publicado tanto en soporte digital como impreso. Esta publicación se inscribe en el mismo objetivo que ha inspirado los desarrollos que la preceden: facilitar el acceso de todo tipo de usuarios a los principios de la eficiencia energética en el transporte.

Existen buenas razones de política pública para minimizar el consumo de energía a nivel nacional, que se vinculan principalmente a nuestra dependencia del exterior para el suministro de combustibles y a los efectos de las emisiones de gases contaminantes. Sin embargo, los principales y más directos beneficiarios de reducciones en los consumos son los operadores privados de transporte, ya que ellas se traducen en incrementos significativos de los márgenes que genera el negocio. Es a estos operadores a quienes está dirigido principalmente este material, en especial a las personas que asumen el rol de capacitar conductores y que deben tener conocimientos un poco más detallados sobre las materias que típicamente se tratan en cursos de conducción eficiente. Sin perjuicio de ello, los contenidos del material que se presenta son útiles a toda persona interesada en la eficiencia energética y para los conductores de cualquier tipo de vehículos, incluyendo los vehículos livianos de uso particular.

Es conveniente incorporar aquí el concepto de “eficiencia energética”, que se refiere al mejoramiento de la relación entre la energía consumida por cierta actividad y los productos y servicios finales que se obtienen. En transporte carretero de carga, por ejemplo, el producto de la actividad es el traslado de ciertas cargas entre determinados pares origen/destino: una operación será más eficiente energéticamente en la medida que pueda realizar los mismos traslados de material con un menor consumo de combustible. Para mejorar la eficiencia energética existen distintas medidas, entre las cuales una de las más importantes es la capacitación de los conductores, actor de relevancia principal en este tema, pues mediante su accionar de los controles del camión, se determina cuánto combustible se utiliza. Usualmente, para capacitar a los conductores se requiere de la figura de un monitor, como se denomina

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Conducción eficiente en transporte de carga

usualmente a la persona encargada en la empresa de capacitarlos en las técnicas de conducción eficiente necesarias para mejorar su desempeño.

La conducción eficiente, además del beneficio obvio de ahorrar combustible, tiene otros aspectos positivos: disminuye los riesgos de accidentes, reduce las necesidades de mantenimiento de los vehículos y ayuda a preservar la calidad del medioambiente.

Este libro incluye contenidos sobre aspectos técnicos del funcionamiento de los motores y los vehículos y recomendaciones para minimizar los consumos de combustible que genera la acción de conducir, así como recomendaciones para la organización de actividades de capacitación. Esta presentación, que combina asuntos teóricos y prácticos, proviene de la convicción de que es preciso implementar dos líneas de acción para mejorar la eficiencia energética en el transporte. Por una parte se requiere que los conductores tengan un mínimo de comprensión de la manera como se produce el movimiento de los vehículos y de la relación que existe entre el combustible consumido y el movimiento. Por otra, es indispensable que los conductores entiendan que los consumos están determinados por las acciones físicas que ellos realizan personalmente a bordo de los vehículos. Además, la publicación aborda temas complementarios atingentes a la conducción eficiente como peso, carga y estiba; uso del tacómetro; ruedas y neumáticos; prevención de riesgos; mantenimiento, y alistamiento. En la tercera y última parte del libro, se entregan recomendaciones que ayudarán al monitor a llevar a cabo cursos de capacitación que no sólo entreguen los contenidos adecuados, sino que también se desarrollen de una manera interesante y atractiva para los participantes.

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El motor de combustión internaEl ámbito de este libro es la eficiencia energética aplicada a vehículos equipados con motores de combustión interna, por lo que conviene comenzar considerando aspectos del diseño y funcionamiento de estos motores.

Desde el punto de vista de la eficiencia energética, y al margen de su construcción mecánica, conviene entender el motor como una unidad cuyo propósito es generar movimiento empleando la energía contenida en un combustible; recuérdese que en términos físicos la energía es la capacidad de realizar trabajo, es decir, de mover una masa sobre una distancia. Más precisamente, se puede entender que el motor “convierte” en movimiento la energía química contenida en el combustible. El proceso que hace posible dicha conversión es la “combustión”, que esencialmente consiste en quemar el combustible, es decir en combinar sus componentes químicos con oxígeno en condiciones que generan calor, gas y luz, lo que se percibe como el fenómeno llamado “fuego” o “incandescencia”. El motor de combustión interna se puede entender entonces como un aparato que por una parte recibe combustible y aire, y por otra entrega gases, calor y movimiento.

El uso del término “quemar” tiene una intención y un sentido literal. En el interior de los motores el combustible se quema de manera tan real como se quema un fósforo al encenderlo, como se quema el gas en una cocina o como se quema la pólvora de un cartucho de perdigones al disparar una escopeta, solo que de manera más eficiente y más potente. El funcionamiento del motor está organizado de tal manera que al producirse el encendido de la mezcla de aire y combustible al interior de una cámara cilíndrica, se genera una expansión muy rápida de gases incandescentes, la que fuerza el movimiento de un dispositivo denominado “pistón”, el que por medio de dispositivos mecánicos genera “torque”, que es la capacidad de hacer girar un cuerpo.

El punto de partida es que los conductores entiendan que: a) entre todos los pequeños actos que ellos ejecutan al conducir, el acto de quemar combustible es el más significativo y b) ellos están básicamente en control de dicho proceso: el combustible no se quema espontáneamente en los motores, se quema como resultado de acciones muy precisas que realiza el conductor.

Parte 1 Funcionamiento del vehículo

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Modelo esquemático de un motorEl motor de combustión interna se puede entender como un aparato que recibe combustible y aire y entrega gases, calor y movimiento.

Existen dos tipos principales de motores de combustión interna, el de encendido por chispa y el de encendido por compresión. En el primero existe un dispositivo que proporciona una chispa en el momento adecuado para producir el encendido y la expansión de la mezcla; estos motores emplean combustibles como la gasolina, el gas licuado de petróleo GLP y el gas natural y se conocen genéricamente como “motores Otto”. En el segundo grupo el encendido y expansión de la mezcla se produce espontáneamente cuando ella ha alcanzado una presión y una temperatura muy altas, lo que ocurre debido a las propiedades del combustible que usa, que se denomina “diésel”.

Hemos dicho que el motor de combustión interna convierte la energía del combustible en movimiento, el que en términos físicos no es sino otra forma de energía que se denomina “energía mecánica”. Esto da lugar a una relación entre la cantidad de energía mecánica obtenida y la cantidad de energía química contenida en el combustible que se ha quemado para generarla, relación que se conoce como “eficiencia térmica” y que se acostumbra expresar como un porcentaje. Por muchos años la eficiencia térmica de los motores a gasolina estuvo muy por debajo del 20 %, pero importantes mejoramientos en su diseño la han elevado a aproximadamente un 25 %. Entre los motores diésel para aplicaciones automotrices hasta hace algunos años la eficiencia era de alrededor del 30 %, pero actualmente se observan valores del orden del 35 % y se anticipa que en el futuro próximo probablemente se alcance el 40 %. Nótese entonces que el motor diésel es inherentemente más eficiente que el de gasolina en el uso de la energía que emplea para producir movimiento.

Estas cifras significan que en motores de gasolina, de cada $1.000 de combustible que ingresan al estanque del vehículo el uso efectivo equivale a unos $250 y el “desperdicio” a los otros $750. En los motores diésel la relación es de $350 de uso efectivo de $650 de desperdicio.

Es natural preguntarse qué ocurre con el remanente de la energía que llevaba el combustible al ingresar al motor para producir la combustión. La respuesta es que se convierte en calor en los diferentes sistemas y componentes del vehículo, como el mismo motor; el sistema de enfriamiento, especialmente el radiador; el sistema de escape para evacuación de los gases

COMBUSTIBLE

AIRE

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remanentes de la combustión; los sistemas de auxiliares de apoyo, como las bombas de fluidos y los inyectores; las unidades de generación de electricidad, etc. El calor generado se disipa hacia la atmósfera aumentado la temperatura del ambiente circundante, sin que esta proporción de la energía del combustible contribuya a la generación del movimiento del vehículo.

Los rangos de eficiencia térmica citados son teóricos, en cuanto se refieren a motores en condiciones ideales de funcionamiento. La mayoría de los motores en operación práctica tienen eficiencias menores a las indicadas en los párrafos precedentes, en ocasiones bastante menores, ya que tratándose de sistemas complejos formados por numerosas piezas y partes, muchas de ellas movibles, naturalmente en el curso normal de su uso el desempeño se deteriora. Entre las causas de este deterioro se pueden mencionar a modo de ejemplo desgaste de componentes; fallas de estanqueidad de las cámaras donde se produce la combustión, lo que genera pérdidas de presión; insuficiente precisión en la oportunidad en que se inyecta el combustible; desajustes y holguras inadecuadas entre las diferentes piezas empleadas para generar el movimiento; quema incompleta del combustible inyectado; y presencia de partículas residuales de carbón que dificultan la combustión.

Los motores de combustión interna, entonces, son esencialmente ineficientes y su operación trae aparejado un desperdicio importante de la energía que hay en el combustible. Y a pesar de que los nuevos diseños continúan incorporando mejorías, no hay señales de que esta situación vaya a mejorar significativamente en el corto o mediano plazo. Por ello, las medidas de mejoramiento de eficiencia que se adopten se deben entender como un esfuerzo para minimizar el inevitable desperdicio y para mejorar en la medida de lo posible una situación que en todo caso es altamente desventajosa desde el punto de vista del uso de recursos. Estas ideas deben estar en la fundación de todo esfuerzo para lograr mejoramientos de eficiencia en el uso del combustible en transporte.

Hemos mencionado anteriormente que el movimiento causado por la expansión de los gases de la combustión, que es un movimiento en línea recta de un pistón al interior de un cilindro, se convierte por medio de dispositivos mecánicos en “torque”, que es la capacidad de hacer girar un cuerpo. En realidad el movimiento del pistón en el cilindro es un proceso cíclico complejo que ocurre en varias etapas, durante las cuales se ingresa aire, se lo comprime, se inyecta combustible, se produce la combustión seguida del movimiento del pistón causado por la presión que ejercen los gases en expansión y se expulsan los gases remanentes, para dar lugar al inicio de un nuevo ciclo. El pistón está conectado por medio de una pieza llamada biela a un mecanismo denominado cigüeñal, construido de tal manera que el movimiento lineal del pistón causa que el cigüeñal adquiera un movimiento continuo de rotación. La velocidad de rotación se mide en revoluciones por minuto (rpm) y depende de la cantidad de combustible que se queme en los cilindros; mientras más combustible se quema más rápido gira el cigüeñal.

La rotación del cigüeñal se captura en un disco localizado en el exterior del motor que se denomina volante. El volante es la pieza que en efecto recibe y transfiere el torque que genera el motor.

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Esquema de las fases de un motor de cuatro tiemposEl movimiento del pistón en el cilindro es un proceso cíclico de cuatro fases: a) admisión, b) compresión, c) expansión y d) expulsión. (CC) Eric Pierce,

Inicio del ciclo a) Admisión: descenso del pistón aspira aire (en el caso de un motor diésel) o una mezcla de aire y combustible (motor de gasolina). La válvula de escape está cerrada y válvula de admisión abierta.

c) Explosión y expansión: en el caso del motor diésel se inyecta el diésel a través del inyector, que se autoinflama por la presión y temperatura existentes en el interior del cilindro. En el caso del motor de gasolina se inflama la mezcla de aire y combustible a través de una “chispa” producida en una una bujía. La explosión aumenta la presión y empuja el pistón, haciéndolo descender. Ambas válvulas están cerradas.

d) Escape: ascenso del pistón empuja los gases de la combustión que salen a través de la válvula de escape que permanece abierta, mientas la de admisión se encuentra cerrada.

b) Compresión: ascenso del pistón comprime el aire o la mezcla de aire y combustible. Ambas válvulas están cerradas.

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La generación de torque es en definitiva el propósito de operar el motor de un vehículo, pues el torque se puede aplicar a las ruedas para que el vehículo se mueva. Lo que interesa destacar en este punto es que la magnitud del torque generado está en relación directa con la cantidad de combustible que se haya quemado al interior del motor, mientras más combustible se queme más torque se genera y queda disponible para mover el vehículo.

Para hacer posible el movimiento de un vehículo, a medida que se incrementa el peso que se transporta se necesitan cantidades crecientes de torque, ya que el peso adicional hace más difícil poner las ruedas en movimiento y mantenerlas girando. Lo mismo ocurre para incrementar la velocidad de un vehículo que ya está en movimiento, porque hacer girar las ruedas más rápidamente requiere más esfuerzo que mantenerlas girando a velocidades más bajas. Queda claro entonces que una consecuencia de la manera como operan los motores de combustión interna es que para mover vehículos más pesados o para moverlos más rápidamente es necesario quemar cantidades crecientes de combustible.

Debido a las altas presiones a las cuales trabaja, el motor diésel en general es más robusto y pesado que el motor Otto, característica que en gran medida ha determinado las aplicaciones de cada uno de ellos. En aplicaciones de vehículos pesados el motor diésel ha sido preponderante por muchas décadas y continúa siéndolo, sin perjuicio de que en años recientes se han introducido motores Otto para aplicaciones pesadas que usan gas natural, principalmente debido al descubrimiento de grandes yacimientos de “shale gas”, especialmente en Norte América; esto ya venía ocurriendo en segmentos específicos, como los buses de transporte urbano y los camiones livianos de reparto, especialmente como una manera de reducir las emisiones de gases contaminantes.

Los motores Otto de gasolina han sido históricamente dominantes en vehículos livianos, pero el uso de alternativas diésel para este propósito se ha expandido debido a su economía, ya que este tipo de motor no solo es más eficiente en su uso de combustible, sino que además el precio del diésel es menor que el de la gasolina.

Como el combustible se quema en el interior de las cámaras cilíndricas que forman el componente principal del motor, se entenderá intuitivamente que para quemar más combustible a fin de generar más torque hará falta que el motor tenga cilindros adicionales o bien cilindros de mayor volumen. A lo largo de la evolución de los motores de combustión interna para aplicaciones automotrices, que ya supera los cien años, se han construido y probado en condiciones reales de funcionamiento muchos diseños diferentes.

En vehículos diésel pesados el diseño que ha llegado a ser dominante es una evolución que lleva seis cilindros dispuestos en una línea, de entre 1.800 y 2.500 cc de volumen cada uno, dando lugar a un volumen total de entre 11 y 15 litros, es decir, entre 11.000 y 15.000 cc. También se han usado soluciones de más cilindros, como el histórico V-8, que llevaba ocho cilindros dispuestos en dos grupos de cuatro cada uno, todos convergiendo a una línea común, de tal manera que se formaba una estructura con forma de V. Actualmente muchos vehículos livianos se construyen con motores de cuatro cilindros y volúmenes totales de entre 1.000 y 3.000 cc, pero también existen otras configuraciones que permiten mayores volúmenes, entre ellas el V-6, que sigue el concepto del antiguo V-8 pero a una escala más reducida. Es costumbre referirse al volumen total disponible para quemar combustible en un motor como su “cilindrada”.

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Potencia, esfuerzo y velocidadEn la discusión de los fundamentos de los motores de combustión interna se mencionó que en física la energía se entiende como la capacidad de realizar trabajo. El trabajo, por su parte es el acto de mover una masa sobre una distancia. Teniendo el concepto de trabajo presente, se puede pasar a considerar el concepto de “potencia”, que es la cantidad de trabajo o esfuerzo que se puede realizar por unidad de tiempo. En otros términos, la potencia incorpora la idea de la “rapidez” con que se puede ejecutar un cierto esfuerzo físico. En general, mover un peso mayor en un intervalo de tiempo predeterminado o mover un mismo peso más rápidamente requerirá más potencia.

Históricamente la potencia se ha medido en “horsepower” o “hp”. El origen de esta unidad se atribuye al ingeniero escocés James Watt, de quien se dice que alrededor del año 1780, observando a los caballos que se ocupaban para mover la rueda de los molinos industriales de la época, estimó que un caballo desarrollaba una potencia equivalente a la necesaria para levantar un peso de unos 4.500 kilos a 1 m de altura en 1 minuto, o lo que es igual, para levantar un peso de 75 kilos a 1 m de altura en 1 segundo, estableciendo de esta manera el “caballo de potencia” como unidad estandarizada para medir potencia. Otra unidad usada a menudo es el “caballo de vapor” o “cv”, inventada en Francia para su uso en el sistema métrico. Las dos unidades son virtualmente equivalentes, 1 cv es igual a 0,98 hp.

Esquema del significado de un hpJames Watt estimó que un caballo desarrollaba una potencia equivalente a la necesaria para levantar un peso de unos 4.500 kilos a 1 m de altura en 1 minuto, o lo que es lo mismo, para levantar un peso de 75 kilos a 1 m de altura en 1 segundo, estableciendo de esta manera el “caballo de potencia” como unidad estandarizada para medir potencia.

75Kg

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Típicamente los vehículos pesados de carga para uso en carreteras desarrollan entre 250 hp y 400 hp. Para tener un concepto de lo que esto significa en términos de capacidad de realizar trabajo, considérese que la potencia de una persona bien entrenada físicamente se estima en entre 0,10 y 0,15 hp, de manera que para proporcionar con seres humanos la potencia equivalente a la de un vehículo de 250 hp se necesitarían entre 1.700 y 2.500 personas.

En la operación de un vehículo el esfuerzo que interesa considerar es el torque que se aplica a las ruedas para obligarlas a rotar, lo que produce como resultado el efecto de mover el vehículo. Para aplicar más torque a las ruedas, sea para transportar mayor peso o para transportar un mismo peso más rápidamente, se requerirá que el motor proporcione más potencia, lo que se logra quemando más combustible. La potencia máxima que es capaz de producir un motor depende de varios factores, entre los cuales el espacio disponible para quemar el combustible, es decir la “cilindrada” que se mencionó en la sección precedente, es uno de los más importantes; en general para incrementar la potencia máxima disponible será necesario emplear motores más grandes. El tópico potencia es muy relevante en el contexto de la eficiencia energética y conviene considerar dos asuntos: la determinación de la potencia máxima necesaria en los vehículos y el uso de potencia en el curso normal de la conducción.

Es preciso tener presente como cuestión básica que la potencia no es en sí misma un factor indicativo de “calidad”: los vehículos más potentes no son necesariamente “mejores”. La potencia máxima apropiada depende de las características y circunstancias de las operaciones que se realizan con el vehículo. La tendencia a asimilar potencia a calidad suele tener la consecuencia de emplear vehículos más grandes y pesados de lo que realmente es necesario, con un impacto significativo en los costos de operación y desde luego en los consumos energéticos.

En el curso normal del funcionamiento del motor la potencia generada depende de la cantidad de combustible que se quema en sus cilindros. Velocidades de viaje más altas y, por sobre todo, aceleraciones fuertes y repentinas producen consumos adicionales de combustible muy significativos. La idea que la generación de potencia está completamente bajo el control del conductor, quien la determina por medio de la presión que ejerce sobre el pedal de aceleración, es uno de los conceptos fundacionales de todo programa de eficiencia energética en el transporte. En definitiva, los consumos de combustible están determinados principalmente por el estilo de conducción.

Existe la opinión que la incorporación a los vehículos de tecnologías de control de los consumos de combustible, especialmente en vehículos para uso particular, estaría haciendo el estilo de conducción cada vez menos relevante a la eficiencia energética, ya que dichas tecnologías simplemente impedirían que se haga “uso ineficiente” o “mal uso” del combustible, independientemente de las acciones del conductor. No es imposible que algo así ocurra y, de hecho, han emergido y siguen emergiendo tecnologías de este tipo, pero no existe ninguna certeza de que se generalicen en el futuro inmediato. Un buen ejemplo que ilustra las dificultades de anticipar los efectos de determinadas tecnologías es el caso de la evolución de los tamaños, pesos y potencia de las camionetas y SUV’s en las dos últimas décadas. A medida que se fueron introduciendo tecnologías de uso más eficiente del combustible la industria fue haciendo crecer los tamaños y pesos de tales vehículos, con el sólido y entusiasta apoyo del mercado. De hecho, algunas de las camionetas disponibles en la actualidad seguramente son las más grandes y pesadas para uso particular que se han construido en la historia de la

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industria, bien por sobre los tamaños y pesos que se observaban desde los años 50 y hasta bien entrados los años 70, cuando surgió el concepto de “vehículo compacto”, precisamente en respuesta a una crisis energética global. Esto significa que en las dos últimas décadas, contrariamente a lo que hubiese sido razonable esperar, los mejoramientos de eficiencia no se tradujeron necesariamente en ahorros netos en los consumos agregados de combustible, sino que al menos en alguna medida se emplearon para hacer posible el uso de vehículos más pesados con consumos similares a los que existían anteriormente.

En resumen, el uso de la potencia disponible de una manera apropiada a las circunstancias de cada viaje es elemento central de todo esfuerzo orientado a mejorar la eficiencia energética de una operación de transporte y fundamentalmente depende de la actitud del conductor y de su estilo de conducción. Las velocidades demasiado altas, las aceleraciones bruscas, los cambios frecuentes de régimen de marcha, los cambios de pista repentinos, la ejecución demasiado rápida de virajes pronunciados, y las secuencias de detenciones y partidas no indispensables son algunos ejemplos de estilos de conducción que se traducen en uso innecesariamente intenso de la potencia disponible y que en consecuencia incrementan los consumos de combustible; el hecho que un motor sea capaz de entregar un cierto nivel de potencia no significa que se deba ocupar la totalidad de esa potencia en cada sector o tramo de cada viaje. El uso juicioso de la potencia disponible es uno de los principales factores que distinguen la conducción eficiente y se relaciona con un aspecto específico de ella, que el conductor debe adoptar una actitud de atención deliberada al funcionamiento del vehículo, de tal manera que perciba de manera consciente y explícita que existe una cierta potencia disponible en su vehículo y que la parte de ella que efectivamente emplea es una decisión y una responsabilidad que queda completamente en sus manos. Esta decisión debe resultar de una evaluación continuada de las condiciones de conducción, las que sirven como datos de entrada para tomar cientos de pequeñas decisiones que en su conjunto integran la actividad de conducción.

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Tren de propulsión y esfuerzo en las ruedasEl torque que genera el motor se recibe y almacena en un disco metálico llamado volante, que se localiza en el extremo posterior del motor. El volante gira a una velocidad de rotación que se mide en revoluciones por minuto (rpm) y que como ya se ha explicado depende de la cantidad de combustible que se queme en los cilindros del motor, cantidad que el conductor controla por medio del pedal de aceleración.

Motor diéselEl torque que genera el motor se recibe y almacena en un disco metálico llamado volante, que se localiza en el extremo posterior del motor.

El volante está acoplado a un sistema llamado “tren de propulsión” o “tren de transmisión”, cuyo propósito es transmitir el torque a las ruedas para generar el movimiento del vehículo. El primer componente de este sistema se instala conectado directamente al volante y se conoce como “caja de velocidades”, “caja de engranajes” o “transmisión”; en lenguaje coloquial en Chile se la denomina “caja de cambios”. En los diseños convencionales de transmisión trasera, desde la caja de velocidades sale una pieza llamada “eje cardán”, la cual gira en sentido transversal al eje longitudinal del vehículo y cuya función es transferir la rotación del volante a un componente llamado “diferencial”, desde donde el giro se transmite a las ruedas.

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Esquema del sistema de transmisiónEl volante del motor está acoplado a un sistema llamado tren de propulsión, cuyo propósito es transmitir el torque a las ruedas para generar el movimiento del vehículo.

La caja de velocidades o transmisión esencialmente es un ensamblaje de engranajes, cuyo propósito es determinar la velocidad de rotación de los componentes del tren de propulsión. El montaje de dichos engranajes hace posible transferir el movimiento de tal manera que la velocidad de giro del cardán a la salida de la caja sea distinta de la velocidad de giro del volante a su entrada. La conversión de la velocidad de rotación que se produce en la transmisión depende de los engranajes que se usen para acoplar la rotación de entrada con la rotación de salida, más específicamente del diámetro y número de dientes de dichos engranajes. La relación entre el número de giros que realiza el engranaje que recibe la rotación (de entrada) y el que realiza el que la entrega (de salida) se denomina “relación de transmisión” o “relación de engranajes”. Por ejemplo si la relación de transmisión es de 2:1 el engranaje de entrada ejecutará dos giros por cada giro que ejecute el engranaje de salida.

EngranajesLa conversión de la velocidad de rotación que se produce en la transmisión depende de los engranajes que se usen para acoplar la rotación de entrada con la rotación de salida, más específicamente del diámetro y número de dientes de dichos engranajes. Isparku (CC)

Motor Transmisión Eje cardán Diferencial

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La función de conversión de velocidades de la caja de engranajes es importante porque el esfuerzo que realizan las ruedas está relacionado con su velocidad de giro. Dado un cierto rango de velocidad de rotación del volante, es decir un cierto nivel de potencia disponible como resultado de la quema de combustible en el motor, las ruedas serán capaces de realizar un mayor esfuerzo si se las hace girar a velocidades más bajas que si se las hace girar a velocidades más altas.

En las transmisiones automotrices típicamente se ensamblan parejas de engranajes que tienen diferentes relaciones de transmisión, lo que permite que la transmisión opere a diferentes “velocidades”, cada una asociada a diferentes niveles de torque. Los engranajes de diámetros mayores se usan para pasar al cardán y a las ruedas una capacidad de realizar mayores esfuerzos a velocidades menores, mientras que los de diámetros menores se usan para hacer que las ruedas giren más rápidamente, pero con menor capacidad de realizar esfuerzo.

Los engranajes de diámetros mayores se usan para pasar al cardán y a las ruedas una capacidad de realizar mayores esfuerzos a velocidades menores mientras que los de diámetros menores, para hacer que las ruedas giren más rápidamente, pero con menor capacidad de realizar esfuerzo.

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Salida

Caja de engranajesEn las transmisiones automotrices típicamente se ensamblan parejas de engranajes que tienen diferentes relaciones de transmisión, lo que permite que la transmisión opere a diferentes “velocidades”, cada una asociada a diferentes niveles de torque.

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Desde el punto de vista de su manera de operar, existen tres tipos principales de transmisión: mecánicas o manuales, mecánicas de accionamiento automatizado y automáticas hidráulicas. En las transmisiones manuales el conductor selecciona la relación de engranajes a usar por medio de una palanca. En las transmisiones mecánicas de accionamiento automatizado el conductor selecciona la relación de engranajes, pero el acoplamiento de ellos se realiza por medio de un mecanismo automatizado. En las transmisiones automáticas hidráulicas la selección de la relación de engranajes a usar se determina en base a la posición del pedal de aceleración, las rpm a que está funcionando el motor y el peso del vehículo, sin intervención del conductor que no sea la presión que ejerce sobre el pedal de aceleración.

Mando de distintos tipos de transmisionesEn las transmisiones manuales el conductor selecciona la relación de engranajes a usar por medio de una palanca. En las transmisiones mecánicas de accionamiento automatizado el conductor selecciona la relación de engranajes, pero el acoplamiento de ellos se realiza por medio de un mecanismo automatizado. En las transmisiones automáticas hidráulicas la selección de la relación de engranajes a usar se determina sin intervención del conductor.

El asunto a destacar desde el punto de vista de la conducción eficiente es que la transmisión es una herramienta que el conductor emplea para aplicar a las ruedas el torque necesario para lograr el movimiento deseado bajo las condiciones de conducción existentes. En las transmisiones mecánicas el conductor adquiere un control virtualmente total del torque que se aplicará a las ruedas. En las transmisiones hidráulicas automáticas, el control de conductor se ejerce fundamentalmente a través de la presión que el aplica al pedal de aceleración, ya que ésta determina las rpm de funcionamiento del motor.

El diferencial también es un ensamblaje de engranajes y en diseños convencionales de transmisión trasera va localizado al extremo del tren de propulsión opuesto al de la transmisión, es decir, frente a las ruedas motrices. Su rol principal es transformar la rotación del cardán que ocurre en sentido transversal al eje longitudinal del vehículo en la rotación de los ejes de las ruedas que ocurren en sentido longitudinal al mismo, lo que ocurre por intervención de dos piezas, el piñón de ataque y la corona.

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DiferencialEl diferencial se compone de las siguientes partes: 1) Corona 2) Piñón satélite 3) Eje cardán 4) Piñón de ataque 5) Eje derecho 6) Piñón planetario 7) Eje izquierdo

Una función adicional del mecanismo es hacer posible que las ruedas a cada uno de sus costados giren a velocidades distintas, lo que es necesario para recorrer las curvas sin inconvenientes, ya que en ellas la distancia que debe recorrer la rueda exterior es mayor que la distancia que debe recorrer la rueda interior. Esto se consigue por medio de la acción de cuatro engranajes cónicos, denominados planetario y satélite.

Diferencial libre y bloqueadoEl torque del eje cardán se aplica a la corona (azul), que gira completa y está conectada a ambos extremos (rojo y amarillo), conocidos como satélites, sólo a través del engranaje planetario (verde). En trayectoria recta la resistencia de ambos satélites es equivalente, por lo que el planetario se traslada sin rotar y ambas ruedas giran a la misma velocidad. Si la resistencia de uno de los dos lados es mayor, por ejemplo en una curva, la diferencia se compensa con el movimiento del planetario que, además de trasladarse, rota. (CC) Eric Pierce.

Marcha en trayectoria recta Marcha en trayectoria curva

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Al igual que la caja de velocidades o transmisión, el diferencial tiene una relación de engranajes, la cual indica cuantos giros deben realizar el cardán y el piñón de ataque para que la corona y en consecuencia las ruedas completen un giro, relación que se conoce como “reducción”. En el diferencial, sin embargo, esta relación es fija para cada diseño y está calculada para conseguir un efecto multiplicador, es decir para incrementar el torque que desde el cardán se transfiere a las ruedas, de tal manera que estas sean capaces de hacer el esfuerzo necesario para mover el vehículo en las condiciones de operación que debe enfrentar.

DiferencialDibujo realista de un diferencial. (CC) Dr. Junge

Las características del diferencial son importantes desde el punto de vista de la operación y también desde el punto de vista de la eficiencia energética. En lo operacional hay que tener presente que la reducción (relación entre la velocidad de giro del cardán y de la corona y la de las ruedas) determina la velocidad que se puede lograr con el vehículo y el torque que llega a las ruedas. Por ejemplo, en un camión para faenas de construcción la reducción puede ser de 4,3:1, mientras que un camión de carretera puede ser 7,01:1, de manera que el vehículo faenero podrá moverse en condiciones de terreno muy exigentes, pero no podrá alcanzar las velocidades que alcanza el tractor carretero, el cual por su parte difícilmente podría operar en sitios de construcción. El diferencial es relevante como factor de eficiencia energética, porque para alcanzar una cierta velocidad a reducciones más altas el motor funciona a mayores rpm de lo que sería necesario a reducciones más bajas, lo cual significa que se emplea más potencia y por lo mismo se generan mayores consumos de combustible. La reducción es una característica del diferencial que es poco práctico y costoso modificar, por lo que determina límites bien definitivos a los usos a los cuales se pueden poner diferentes vehículos.

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Parte 2 Elementos que afectan al consumo

Rendimientos y consumos de combustibleEn la discusión de los motores de combustión interna se enfatizó que su capacidad para convertir la energía química del combustible en energía mecánica en aplicaciones automotrices, es decir su eficiencia térmica, está limitada a cerca del 25 % en el caso de los motores a gasolina y del orden del 35 % en el caso de los motores diésel. Interesa ahora entender con un poco más de detalle el impacto que esta baja eficiencia térmica tiene sobre el desempeño de los vehículos en las condiciones operacionales prácticas de la industria del transporte.

Conviene tener presente en primer lugar que el consumo de combustible de un motor en sí mismo es algo bien diferente del consumo de combustible de un vehículo equipado con ese motor. El consumo de un motor se expresa como la cantidad de combustible que se utiliza para producir una potencia determinada durante un cierto período de tiempo, se denomina BSFC (“brake specific fuel consumption”) y se mide en laboratorios de prueba con protocolos especializados, en unidades tales como gr/hp-hora. Este tipo de información es técnicamente interesante, pero de muy poco o ningún uso para los fines y propósitos de los operadores de transporte, aún menos para los conductores.

Por otra parte, el consumo de un vehículo se define como la cantidad de combustible que se debe quemar para que el vehículo recorra una cierta distancia y típicamente se mide en litros por cada 100 kilómetros. El rendimiento es el inverso del consumo, se define como los kilómetros que un vehículo recorre con un litro de combustible y se mide en kilómetros por litro. Algunas cifras referenciales que conviene manejar: una combinación tractor-semirremolque de antigüedad promedio, en razonable estado de mantenimiento, operando en carretera con una carga de unas 20 toneladas probablemente rinda unos 2,5 km/l, lo que significa que consumirá unos 40 litros para recorrer 100 kilómetros; tractores de última generación en muy buen estado bajo las mismas condiciones de operación pueden tener rendimientos por sobre los 3,0 km/l, lo que significa que solo emplean alrededor de 33 litros para recorrer 100 kilómetros. Los motores a gasolina de vehículos livianos pueden rendir desde unos 5 km/l a

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más de 25 km/l, dependiendo del tamaño, el tipo de motor que llevan y otras características. Los furgones y vans diésel livianos probablemente rinden unos 12 km/l.

Es importante hacer explícitamente la distinción entre el consumo de un motor y el consumo o rendimiento de un vehículo, porque en la industria a menudo se observa una tendencia entre los operadores y conductores a relacionar el desempeño energético de sus vehículos casi exclusivamente con el desempeño del motor. Como consecuencia de esta aproximación es frecuente que no se identifiquen y, de hecho, se pierdan oportunidades de aplicar medidas de eficiencia energética que pueden tener un impacto tanto o más significativo que el del motor. Por cierto, los operadores pueden y deben tomar importantes medidas para asegurar el mejor desempeño energético que sea posible de sus motores y todas ellas esencialmente consisten en actividades de mantenimiento. Pero esto está muy lejos de cubrir todo el universo de las acciones de eficiencia energética que se pueden adoptar en la industria del transporte.

Es crucial entender que además de depender del tamaño, características y estado de mantenimiento del motor los consumos de combustible dependen de muchos otros factores, entre los cuales se pueden mencionar la calidad y limpieza del combustible; las condiciones climáticas, tales como la ocurrencia de viento, lluvia, nieve y hielo; las características de la vía, su trazado, su gradiente, su carpeta de rodado y su estado de mantenimiento; el peso del vehículo y de su carga, así como su estado de mantenimiento; el estado y nivel de inflado de los neumáticos; las características aerodinámicas de la carrocería y de la disposición de la carga; el régimen de marcha o secuencia de aceleraciones, velocidades y detenciones que componen el viaje; la velocidad de crucero y la velocidad máxima del viaje; y por supuesto el estilo de conducción, factor de extrema importancia.

Esta gran cantidad de factores explica que los rangos referenciales disponibles sobre estimaciones de consumo sean en general tan amplios que llegan a ser inservibles para adoptar planes de acción prácticos. De ello surge un asunto de decisiva importancia para el éxito de todo programa de mejoramiento de eficiencia energética: la única manera de disponer de datos útiles, usables y confiables sobre los consumos y rendimientos es medirlos en las condiciones prácticas de cada operación, vehículo a vehículo, viaje a viaje y conductor a conductor. Cualquier empresa que se decida a gestionar su flota considerando sistemáticamente la incorporación de principios de eficiencia energética debe encontrar la forma de contar con ese nivel de datos. La información ocasional y recolectada informalmente no es útil para este propósito y generalmente lleva a conclusiones inciertas o definitivamente equivocadas. Todo proceso de recolección y procesamiento de datos está sujeto a errores, de manera que aún con un programa de medición de consumos bien diseñado es preciso incorporar sensibilizaciones y validaciones de consistencia a los cálculos, de tal manera que se asegure la validez de los resultados. También es importante tener presente que si bien las cifras promedio tienen un uso para evaluar el desempeño global de las flotas, no son suficientes para desarrollar acciones efectivas que generen reducciones permanentes de consumo, ya que suelen ocultar numerosas situaciones de potencial de ahorro que ameritan acción para materializar mejorías. A menudo, las acciones a tomar para lograr mejoramientos necesitan ser específicas para determinados vehículos, rutas, tipos de viajes y conductores. En un programa exitoso, la persona responsable obligatoriamente debe ser capaz de rastrear sus datos agregados, por ejemplo el consumo total de combustible y el kilometraje total recorrido, al nivel elemental de los datos, cada vehículo, cada viaje y cada conductor.

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Por cierto la recolección y procesamiento de datos puede ser costosa y en ocasiones ofrece dificultades técnicas no menores. Suele ser necesario hacer inversiones en equipamiento computacional y de seguimiento satelital o terrestre de los vehículos, en software, en contratación de personal, en adquisición de asesoría especializada experta. Toma tiempo llegar a la operación satisfactoria de sistemas que generen rutinariamente los datos necesarios para el control y seguimiento estricto de consumos y rendimientos, por eso este es un curso de acción inescapable para empresas que se aproximen seriamente a la gestión de sus consumos energéticos.

Sin la generación continuada de datos de buena calidad es imposible establecer sistemas de seguimiento que rindan frutos en la forma de reducciones de consumos. Al respecto, la evidencia nacional e internacional sobre la materia muestra sin lugar a dudas que los ahorros generados en los consumos de combustible no solo pagan dichas inversiones, sino que además los pagan en períodos sorprendentemente cortos, generalmente entre unos cuantos meses y un par de años.

Para evaluar el impacto de estos desarrollos en casos particulares no se necesitan técnicas o indicadores matemáticos complejos, basta con considerar estimaciones de costo del desarrollo del sistema que se requiere y compararlas con un rango razonable de ahorros potenciales debido a reducciones de consumo de combustible que generará la disponibilidad de datos de buena calidad. Como en la mayoría de las empresas el combustible representa alrededor del 30 % del costo total de la operación, generalmente el resultado del ejercicio indica que existe espacio más que suficiente para financiar las inversiones involucradas y recuperarlas en plazos razonables. Además, virtualmente en todas las empresas los recursos de hardware computacional tales como redes de comunicación, servidores, estaciones de trabajo, impresoras, etc., existen por otras razones, de manera que el desarrollo de sistemas de seguimiento de eficiencia energética casi nunca requiere inversiones adicionales de este tipo.

Aplicaciones y especificaciones de vehículosEl término “aplicación” se emplea para referirse al uso que se hace de los vehículos e incorpora elementos tales como la distinción entre transporte de carga y de pasajeros; el medio ambiente en que se ejecutan los viajes, su temperatura y su altura sobre el nivel del mar, por ejemplo zonas costeras, mediterráneas templadas, desiertos, montaña, llanuras altiplánicas, etc.; las condiciones climáticas que típicamente ocurren durante los viajes, tales como viento, lluvia, nieve y hielo; la naturaleza urbana o rural de las operaciones; el trazado horizontal de la vía, es decir la secuencia de tramos en trayectorias rectas y curvas; su trazado vertical, es decir la existencia de sectores planos y de subidas y bajadas fuertes o suaves; el tipo de carpeta de rodado, por ejemplo arena, tierra, ripio, adoquín de piedra o mortero, macadam, mejoramiento bituminoso, pavimento de hormigón o de asfalto, etc.; las características de la carga que se transporta, muy especialmente su peso y su relación peso-volumen; el régimen de marcha o secuencia de aceleraciones, detenciones y velocidades a las cuales típicamente se viaja; etc.

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Es evidente que las características que deben tener los vehículos para lograr desempeños operacionalmente satisfactorios y energéticamente eficientes dependen de la aplicación, lo que significa que cada aplicación tiene sus propios requerimientos. A modo de ejemplo, no sería razonable esperar que un mismo vehículo fuese igualmente apropiado para trabajar en faenas de extracción de trozas desde los bosques que típicamente se localizan en sectores cordilleranos de regiones frías que para realizar viajes interurbanos sobre carreteras y autopistas en regiones templadas.

La tarea de definir y seleccionar el vehículo óptimo para cada aplicación se conoce como “especificación” o “configuración” y es un proceso complejo que involucra muchos factores y que requiere de ajustes para equilibrar objetivos a veces contrapuestos. Desde luego, es preciso tener presente que los vehículos no se especifican considerando asuntos teóricos e ideales, sino en relación a los componentes y características que concretamente ofrecen los fabricantes, lo que significa que especificar consiste en medida importante en seleccionar entre componentes que se pueden incorporar a diferentes versiones de un mismo vehículo o en seleccionar entre diferentes vehículos. Al respecto los fabricantes normalmente ofrecen un conjunto de opciones, las cuales están disponibles para que los compradores seleccionen entre ellas, de tal manera que puedan “construir” sus propias versiones de los vehículos, en base a numerosas alternativas de componentes disponibles. Desafortunadamente, en los mercados más pequeños donde no se construyen sino que se importan los vehículos, el rango de opciones disponibles suele ser bastante limitado; es más, las alternativas ofrecidas generalmente no llegan al nivel de componentes sino que se limitan a unas pocas versiones de los vehículos que los importadores y distribuidores de marca especifican de acuerdo a lo que ellos entienden son las necesidades y preferencias del mercado y por supuesto a sus propios intereses comerciales. Esta realidad no debe desalentar a los operadores de empresas mayores que suelen hacer inversiones en flotas por sumas del orden de millones de dólares anualmente, ya que cuando se hacen compras de volumen significativo y plazos apropiados, es posible persuadir a los importadores y distribuidores que emitan al fabricante órdenes de compra que reflejen exactamente el producto que el comprador solicita.

Como una manera de entender el proceso, considérese que para especificar correctamente un vehículo de carga puede ser necesario estudiar alternativas respecto de ítems tales como chasis; motor; equipamiento auxiliar de motor; sistema eléctrico; transmisión; retardador; convertidor de torque; caja de transferencia; eje delantero; freno de motor; suspensión delantera; frenos delanteros; dirección; eje trasero y reducción; suspensión trasera; frenos traseros; ruedas y neumáticos; control de inflado de neumáticos; equipamiento del chasis; sistema de aire comprimido; quinta rueda; estanque de combustible; cabina y su equipamiento; ventilación, climatización y aire acondicionado; instrumentación; luces y señales; pintura; dimensiones y pesos; e indicadores de desempeño.

A pesar de las limitaciones de oferta que enfrenta un comprador en mercados pequeños, la especificación es un proceso indispensable para asegurar que los vehículos a adquirir sean tan apropiados para la aplicación como sea posible en términos de desempeño, costos de operación y eficiencia energética. Como se puede entender del listado precedente, éste es un proceso que puede requerir una aproximación bastante técnica, por ejemplo para calcular la potencia de motor óptima o para determinar la reducción de diferencial más apropiada, pero que por otra parte en muchos casos se puede simplificar a la consideración de las alternativas

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disponibles y a su comparación en relación a la aplicación que se estudia. En cualquier caso, trabajar en las especificaciones de su flota de una manera sistemática es algo que se debe hacer en todas las empresas de transporte a fin de asegurar que se usen los vehículos más adecuados para cada operación desde los puntos de vista operacional, técnico y de eficiencia energética. Es interesante notar que a menudo este proceso involucra reconsiderar las prácticas operacionales, con un potencial de mejoramiento de eficiencias que suele cubrir varios aspectos del negocio. Sus beneficios se reflejan en mejores desempeños operacionales, menores costos de operación y mantenimiento, y por cierto en mejor eficiencia energética.

En general la debida especificación de las flotas conduce a grados más altos de especialización de las mismas, como manera de asegurar grados crecientes de eficiencia. Una temática a menudo mencionada en las empresas de transporte es la necesidad de disponer de “flexibilidad”, con lo que se quiere decir que el ideal es que los vehículos sirvan para un rango muy amplio de aplicaciones. Es entendible que esta sea la aproximación de pequeños empresarios que operan en diversos mercados a fin de asegurar continuidad en su negocio. Sin embargo, la práctica muestra que muchas empresas de transporte, grandes y pequeñas, operan en mercados bastante restringidos en términos de los materiales que transportan y de las rutas sobre las que viajan, de manera que en realidad no requieren de esa flexibilidad, ya que hay suficiente volumen de operación en cada mercado para justificar el uso de una flota dedicada, que como tal se debe especificar para el uso especializado que corresponda. En general, mientras más especializado es un vehículo para una aplicación, más económica y eficiente será su operación, incluyendo por cierto la eficiencia energética. La experiencia de muchos países muestra que en el largo plazo, a medida que la industria del transporte se moderniza, la especialización es inevitable y en este proceso inescapablemente se deberá establecer una práctica creciente y cada vez más sistemática de procesos serios de especificación de flotas.

Resistencia al rodadoEn secciones precedentes se han discutido la generación de potencia y torque en el motor y su transmisión a las ruedas para generar el movimiento del vehículo. Ahora conviene incorporar a esta discusión un fenómeno que condiciona dicho movimiento, que consiste en la existencia de fuerzas que se oponen al movimiento, las que se agrupan genéricamente bajo la denominación de “resistencia al rodado” y que se examinan a continuación.

Una primera fuerza a considerar es la resistencia que opone al movimiento el peso del vehículo, debido esencialmente a la gravedad de la tierra. Como es bien sabido, la gravedad solo actúa en dirección al centro del planeta, o lo que es igual, siguiendo una línea que llamamos vertical. Por esta razón, si un vehículo se mueve sobre una vía completamente horizontal, la gravedad no se opone directamente a su movimiento. Sin embargo, si el vehículo se mueve sobre una vía que tiene un gradiente, lo que llamamos una “subida”, entonces la gravedad se proyecta sobre la línea del movimiento y da origen a una fuerza que es necesario vencer continuamente para mantener el movimiento, generando gastos de energía que se obtiene por medio de la quema del combustible en el motor. La magnitud de esta fuerza depende del ángulo del

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gradiente, subidas más pronunciadas es decir de ángulos mayores respecto de la horizontal originan esfuerzos más fuertes de resistencia al movimiento.

Efecto del peso sobre la resistencia al rodadoSi el vehículo se mueve sobre una vía que tiene un gradiente, entonces la gravedad se proyecta sobre la línea del movimiento y da origen a una fuerza que es necesaria vencer continuamente para mantener el movimiento (flecha roja). La otra componente de la gravedad (flecha azul) se conoce como fuerza normal y se relaciona con el roce dinámico.

Resistencia al rodado

debido al peso

Peso

Componente del

peso que afecta al roce

En bajadas la gravedad actúa en el sentido contrario, es decir contribuye a mantener el movimiento, razón por la cual a menos que se apliquen fuerzas para frenarlo, el vehículo tiende a acelerar. La aplicación de estas fuerzas de frenado para contrarrestar el efecto de la fuerza de gravedad también origina gastos de energía, de manera que es apropiado considerar el fenómeno en términos de “potencia de frenado”.

Un segundo grupo de fuerzas que se oponen al movimiento se relaciona con los roces internos en los componentes del vehículo, especialmente en el tren de propulsión. Como se recordará, la transferencia a las ruedas del torque que genera el motor para que estas puedan girar y mover el vehículo se hace por medio de ensamblajes de engranajes. El movimiento de estas ruedas dentadas en estrecho contacto unas con otras genera roces muy significativos. Muchos otros sistemas accesorios del motor y otros componentes del vehículo funcionan de maneras que causan roces entre componentes, por ejemplo el sistema de generación eléctrica y el sistema de enfriamiento emplean mecanismos y bombas que se operan por medio de correas de transmisión, las cuales rozan con las poleas que activan los sistemas. Todos estos roces constituyen fuerzas que en efecto se oponen al movimiento del vehículo en diferentes puntos de su estructura y de sus componentes, y de diferentes maneras, pero todas las cuales es necesario vencer para mantener la continuidad del movimiento.

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Piezas que sufren roce internoTodos los roces constituyen fuerzas que se oponen al movimiento del vehículo y que es necesario vencer para mantener la continuidad del movimiento.

Otra fuerza que se opone al movimiento del vehículo proviene del contacto entre la carpeta de rodado y los neumáticos que ruedan sobre ella y se relaciona con las deformaciones que estos últimos experimentan durante la rodadura. Esta fuerza es mayor cuando la rueda está detenida que cuando ya está en movimiento, de manera que el esfuerzo necesario para iniciar el movimiento es mayor que el esfuerzo necesario para mantenerlo. También cabe notar que ella existe en todas las vías y carpetas de rodado sobre las cuales se mueven los vehículos, en vías horizontales así como en subidas y bajadas.

Resistencia al rodadoLa resistencia al rodado proviene del contacto entre la carpeta de rodado y los neumáticos que ruedan sobre ella y se relaciona con las deformaciones que estos últimos experimentan durante la rodadura.

Peso

Resistenciaal rodado

Sentidode rodado

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La magnitud de la fuerza que se opone al movimiento debido al contacto entre los neumáticos y la superficie sobre la que ruedan depende de varios factores, entre los que se encuentran el peso que soporta el neumático, el cual a su vez depende del peso total del vehículo y su carga, del número de ruedas y de la gradiente de la vía; el grado de deformación que sufre el neumático, el que a su vez depende de su construcción y de su presión de inflado; el tamaño de la rueda, las ruedas más grandes ofrecen menor resistencia; y las características físicas de la superficies en contacto, es decir de la banda de rodado del neumático y de la carpeta de rodado. Este último factor, las características de las superficies en contacto, es muy relevante en la generación de la resistencia al rodado y explica que un mismo neumático sea objeto de diferentes magnitudes de resistencia a su movimiento según opere sobre superficies tales como pavimento de hormigón, pavimento de asfalto, ripio, tierra, barro, arena o nieve.

En relación con las características del contacto entre el neumático y la superficie de rodado conviene mencionar brevemente dos fenómenos. Uno es el caso en que una rueda gira pero no produce desplazamiento del vehículo; esto se debe a que el roce entre la superficie del neumático y la de la carpeta de rodado es demasiado débil, como ocurre por ejemplo cuando un vehículo se encuentra sobre nieve o hielo. El otro es el caso en que el giro de una rueda se bloquea por alguna razón y el vehículo continúa en movimiento con la rueda en deslizamiento (“patinazo”) en lugar de rodadura; el deslizamiento da origen a fuerzas y efectos distintos a los de la rodadura y desde luego no debe ocurrir bajo condiciones normales de operación de un vehículo.

El consumo adicional de energía que origina la resistencia al rodado de los neumáticos ha sido materia de considerable investigación y se ha establecido que el fenómeno más crítico del proceso es la ya mencionada deformación que sufren los neumáticos durante el rodado. En realidad lo que ocurre son ciclos en los cuales diferentes secciones del neumático se deforman y recuperan su forma inicial a medida que toman y pierden contacto con la superficie de rodado. En este proceso de deformaciones sucesivas, el neumático absorbe energía que se convierte en calor, proceso que se debe a las propiedades del material con que se ha construido el neumático y que se denomina “histéresis”. Los fabricantes de neumáticos han investigado el uso de diferentes diseños y diferentes materiales de neumáticos para minimizar estas pérdidas de energía y ello ha originado los llamados neumáticos de baja resistencia al rodado. En estos se han optimizado el perfil y tamaño del neumático, su estructura, la combinación de compuestos de caucho natural y sintético que se usan en su fabricación y su estabilidad dimensional, de tal manera que se generen ahorros significativos de energía al reducir las pérdidas causadas por la histéresis. El uso de estos neumáticos está muy lejos de haberse generalizado, entre otras razones debido a su costo, pero es indudable que se deberán ir incorporando al estándar de operación, ya que sus efectos sobre los consumos de combustible pueden ser importantes.

AerodinámicaEn la sección precedente se examinaron una serie de fuerzas que se oponen al movimiento de los vehículos, las que se agruparon bajo la denominación de resistencia al rodado. A éstas agregaremos ahora otro grupo de fuerzas, las que se originan en la oposición que presenta la masa de aire al movimiento de los vehículos, las que se conocen bajo la denominación global

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de “resistencia aerodinámica”.

El fenómeno subyacente de la resistencia aerodinámica consiste en que a medida que el vehículo se traslada desplaza aire desde el espacio que va ocupando su volumen y hacia el espacio que dicho volumen va dejando vacante. Estos desplazamientos forzados de masas de aire generan fuerzas y turbulencias que tienden a retardar el movimiento.

La resistencia aerodinámica es fundamentalmente dependiente de la velocidad. A velocidades bajas es prácticamente inexistente, pero desde un cierto punto cercano a los 60 km/h es crecientemente significativa y su magnitud llega a ser bastante más importante que la de la resistencia al rodado.

Consumo de potencia debido a aerodinámica, roce dinámico y accesoriosDe acuerdo a un trabajo de investigación de las Universidad de Southern California, en un tractocamión con semitrailer pesado (clase 8), la potencia requerida para contrarrestar la resistencia aerodinámica es mucho mayor a la requerida para vencer el roce dinámico y mantener los accesorios operando a velocidades altas. Viterbi School of EngineeringUniversity of Southern California.

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La internalización por los conductores de la relación entre los efectos aerodinámicos y la velocidad es algo a lo que conviene otorgar mucha y especial atención en las empresas de transporte, ya que este no es un fenómeno de conocimiento general. Pocos conductores incorporan explícitamente la idea misma de aerodinámica a su estilo de conducción y seguramente aún menos se dan cuenta que ellos pueden controlar y reducir estos efectos controlando la velocidad. Como se ha indicado previamente, la tendencia generalizada es a vincular la eficiencia energética con la eficiencia del motor, sin integrar otros aspectos que en muchas circunstancias pueden ser aún más significativos, como es el caso de la aerodinámica. Se debe lograr que el conductor incorpore el concepto de aerodinámica de manera que pueda aplicarlo intuitivamente en el proceso de conducción, percibiendo que su consumo de combustible depende de su velocidad no solo porque el motor usa más combustible a velocidades más altas, sino que también porque a ellas aumenta la resistencia que ofrece la masa de aire que rodea al vehículo.

Al mismo tiempo, el gerenciamiento de la empresa de transporte debe darse cuenta de situaciones donde la aerodinámica es totalmente irrelevante, justamente debido a las características de la operación, por ejemplo cuando los vehículos viajan a velocidades muy bajas. A modo de ejemplo sobre este último caso se pueden mencionar las operaciones de recolección y reparto de materiales en las ciudades, incluyendo la recolección de residuos domiciliarios y las operaciones de recolección de trozas desde los bosques para transportarlas al primer patio de acopio, lo que normalmente se hace sobre rutas de montaña de alta pendiente, carpetas de rodado sin pavimentar y muchas veces bastante precarias en su estado de conservación y mantenimiento, lo que obliga a viajar a bajas velocidades.

Otro factor que determina la magnitud de la resistencia aerodinámica es el tamaño de los vehículos. Esto es entendible ya que como se ha explicado, el fenómeno que origina esta resistencia es el desplazamiento de masas de aire a medida que el vehículo se mueve y los vehículos más grandes tendrán que desplazar masas de aire más grandes y pesadas que los vehículos pequeños, con mayores requerimientos energéticos. Por cierto el tamaño del vehículo no es algo que se pueda controlar durante la ejecución de los viajes y por lo mismo el conductor rara vez tiene responsabilidad en la materia. Pero sí es algo que se puede controlar a nivel de empresa, asegurando que en la generalidad de los casos no se empleen vehículos más grandes de lo necesario. Este asunto se relaciona con un tema que ya se ha discutido, la necesidad de especificar los vehículos para las aplicaciones a las que se dedican, tendiendo tanto como sea posible a la especialización de la flota. El hecho fundamental a tener presente es que el uso de vehículos innecesariamente grandes para la tarea que realizan en el mediano y largo plazo no puede ser conveniente, porque involucra desperdicio de combustible, desperdicio que en alguna medida anula los beneficios, utilidades o márgenes que genera el viaje.

La proyección de la superficie frontal que los vehículos presentan a la masa de aire durante su movimiento es otro factor de importancia en el efecto retardador que dicha masa genera. Este es un resultado bastante intuitivo que por lo demás es sencillo de experimentar moviendo un tablero en oposición a la dirección del viento. La AChEE ha desarrollado interesantes experimentos en esta materia, demostrando la conveniencia del uso de dispositivos aerodinámicos.

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Proyección frontal de un tractocamiónLa proyección de la superficie frontal que los vehículos presentan a la masa de aire durante su movimiento es otro factor de importancia en el efecto retardador que dicha masa general.

Lo relevante desde el punto de vista del transportista es que la superficie frontal referida al menos en alguna medida es controlable. Por ejemplo en pequeños camiones equipados con carrocerías furgón es frecuente observar que la carrocería llega a una mayor altura que la cabina del vehículo, generando una superficie de fuerte resistencia al aire. Algo similar ocurre en combinaciones de tractores y semirremolques, donde este último suele presentar una proyección a más altura que el tractor. Es posible que la naturaleza de la aplicación, por ejemplo la relación peso-volumen de la carga que se transporta justifique carrocerías de alta capacidad volumétrica y que no haya alternativa sino aceptar como parte inevitable de la operación los efectos aerodinámicos que ello involucra. Por otra parte, quizás ese no sea el caso y el volumen excesivo de la carrocería no sea en realidad necesario, en cuyo caso estaría generando un desperdicio de combustible que no tiene en realidad justificación.

Otro factor importante en la generación de efectos aerodinámicos retardadores es la forma de los vehículos y de sus componentes. Al respecto, los constructores han encontrado que el uso de líneas y superficies curvadas facilita los movimientos del aire alrededor de los vehículos y produce menos efectos retardadores que las formas angulares. Nótese que éste es un desarrollo que adquiere especial importancia a nivel masivo desde que, debido al crecimiento rápido y sostenido del precio de los combustibles, los usuarios se sintieron obligados a buscar y preferir de entre las alternativas que les ofrecía el mercado aquellas que prometían reducciones significativas de los consumos. El proceso ha continuado hasta ahora y es interesante comparar vehículos de diferentes décadas para observar la evolución de su geometría. Estos desarrollos alcanzan incluso a los remolques de carga; por ejemplo,

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las aristas de los furgones de carga de construcción reciente se terminan con perfiles de forma redondeada, a diferencia de los usados anteriormente, que eran definitivamente angulares.

La generación de turbulencia es otro factor que contribuye a generar efectos retardadores. Esta se produce en espacios que reciben flujos de aire y los “almacenan”, sin que existan salidas expeditas para dichos flujos. Estos efectos son típicos de espacios que ocurren en combinaciones tales como tractor-semirremolque y entre las cabinas y las carrocerías de vehículos de carga rígidos, pero también ocurren en espacios tales como la parte frontal o lateral baja de las carrocerías, alrededor de los estanques de combustible y bajo las plataformas de los remolques y semirremolques.

Los constructores han encontrado que el uso de líneas y superficies curvadas facilita los movimientos del aire alrededor de los vehículos y produce menos efectos retardadores que las formas angulares.

Extensas zonasde turbulencia

Baja adecuación aerodinámica Buena adecuación aerodinámica

Zonas de turbulenciasreducidas

Algunos de estos problemas ocurren en flotas que no han sido debidamente especificadas y en soluciones de carrocería que no han sido debidamente estudiadas. Es frecuente que se relacionen con el uso de carrocerías o semirremolques que fueron adquiridos para usarlos con tractores o camiones distintos de aquellos donde se han instalado, quizás en una operación de reciclaje.

También hay que mencionar entre los factores contribuyentes a la resistencia aerodinámica el efecto retardador que típicamente se produce en el extremo posterior de los vehículos de carga, especialmente aquellos con carrocerías cerradas y angulares como los furgones. Lo que ocurre en este caso es que a medida que el vehículo se mueve se genera un vacío provisorio en el espacio que el vehículo desocupa inmediatamente detrás de su carrocería. El fenómeno solo tiene una duración de un intervalo de tiempo muy breve en cada posición que ocupa el vehículo, pero es suficiente para retardar el movimiento, operando en efecto como un freno.

Otro asunto relevante para la aerodinámica es la disposición de la carga sobre el vehículo, ya que esta puede dejar espacios que faciliten la generación de turbulencias o bien operar como barrera a la circulación del aire alrededor del vehículo, dando lugar a efectos retardadores que pueden ser relativamente significativos. Por cierto, además de la aerodinámica hay otros

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factores a considerar al resolver como se dispone la carga sobre la plataforma, de entre los cuales la distribución del peso sobre los ejes del vehículo suele ser de especial importancia. Como en muchos otros aspectos de la actividad de transporte, es necesario resolver estas situaciones con debida consideración de todos los factores involucrados, haciendo los ajustes que sean necesarios para lograr el mejor resultado posible considerando objetivos que en ocasiones son contrapuestos.

Disposición de la cargaLa disposición de la carga sobre el vehículo puede dejar espacios que faciliten la generación de turbulencias o bien operar como barrera a la circulación del aire alrededor del vehículo, dando lugar a efectos retardadores que pueden ser relativamente significativos.

Otra práctica generadora de efectos aerodinámicos inconvenientes son las de transportar cargas de formas diversas en carrocerías abiertas y la de instalar carpas de protección sobre la carga, la que sigue sus formas y origina un cuerpo irregular que ofrece numerosos espacios para la formación de turbulencia. Hasta hace algunos años el uso de carpas de este tipo era generalizado para muchos tipos de cargas, pero ahora se han introducido soluciones mucho más efectivas desde el punto de vista de la aerodinámica, como las carpas sobre estructuras de formas definidas y, por supuesto, las carrocerías de cortinas.

Semirremolque con carrocería cortina Instalar carpas de protección sobre la carga que originen un cuerpo irregular ofrece numerosos espacios para la formación de turbulencia. Últimamente se han introducido soluciones más efectivas desde el punto de vista de la aerodinámica, como las carpas sobre estructuras de formas definidas y carrocerías de cortinas.

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La aerodinámica de los vehículos de carga se puede controlar con una variedad de dispositivos, cada uno diseñado para resolver alguno de los efectos que se han examinado en las secciones precedentes y cuyo propósito global consiste en modificar la forma del vehículo en puntos clave. Estos dispositivos incluyen deflectores, perfiles, alerones, molduras, visores, paneles de cubierta de componentes y cubiertas de varios tipos que se ha probado en la práctica que son efectivos para reducir la resistencia aerodinámica. En algunos casos se instalan en fábrica, casos en los cuales su diseño está totalmente integrado al diseño de la carrocería, lo que maximiza su efectividad. Se ha demostrado en numerosos estudios experimentales que la inversión necesaria para la instalación de estos dispositivos se puede recuperar en unos pocos meses de operación.

Vehículo con equipamiento aerodinámicoLa aerodinámica de los vehículos de carga se puede controlar con una variedad de dispositivos, cada uno diseñado para resolver alguno de los efectos que se han examinado en las secciones precedentes y cuyo propósito global consiste en modificar la forma del vehículo en puntos clave. (CC) Walmart Corporates

Deflector de aire

Cubierta inferiorde semiremolque

Cubierta de estanquede combustible

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Cantidad de movimientoEn esta sección examinamos un atributo que adquieren los cuerpos que se mueven, denominado cantidad de movimiento, la que se calcula como el producto de su masa por su velocidad. Es un concepto bastante intuitivo que sirve para dar cuenta de la diferencia que existe en los efectos que pueden producir diferentes masas que se mueven a una misma velocidad o masas iguales que se mueven a velocidades diferentes. Por ejemplo, no hay necesidad de recurrir a ningún cálculo para darse cuenta que el esfuerzo que hay que hacer para detener un tren en movimiento es mucho mayor que el esfuerzo que se necesita para detener el movimiento de un automóvil pequeño, aún si ambos se mueven a la misma velocidad. Es decir, la cantidad de movimiento de alguna manera refleja la dificultad de llevar al reposo una masa que está en movimiento.

Vehículos de distinta masa y velocidadLa cantidad de movimiento aumenta con la masa y con la velocidad del vehículo. (CC) Matthew Simantov, Keta, ScottDavis y Peripitus

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Una idea sobre esta materia que conviene tener presente en el contexto del transporte es que como la cantidad de movimiento depende de la masa del cuerpo que se mueve, al operar un vehículo grande se generará más cantidad de movimiento que al operar uno pequeño. De manera similar, como la cantidad de movimiento depende de la velocidad, mientras más rápido se haga viajar un vehículo, más cantidad de movimiento este adquirirá. Enseguida hay que considerar que como la masa de un vehículo es una magnitud fija, para incrementar su cantidad de movimiento es preciso aumentar su velocidad, lo que requiere que se aplique un esfuerzo adicional, que es lo mismo que decir que hace falta ejecutar trabajo y como se recordará energía es la capacidad de realizar trabajo. En suma, al incrementar la cantidad de movimiento se producen gastos adicionales de energía, lo cual significa en el contexto de un programa de eficiencia energética en el transporte, que es conveniente evitar cambios en la cantidad de movimiento de los vehículos tanto como sea posible.

Es crucial entender que los vehículos adquieren cantidad de movimiento por acción directa del conductor, quien se las incorpora por efecto del volumen de combustible que hace quemar en el motor. Una vez que un vehículo ha adquirido cierta cantidad de movimiento conviene mantenerlo sin variaciones, porque de esa manera se minimiza el consumo. Se entiende entonces que los cambios frecuentes de régimen de marcha sean altamente ineficientes, ya que involucran ciclos en los cuales se gasta combustible para llegar a un cierto nivel de cantidad de movimiento, la que se pierde al reducir la velocidad, solo para repetir el esfuerzo necesario para recuperarla poco después, con el consiguiente gasto adicional de combustible.

Como la conservación de la cantidad de movimiento minimiza el consumo de combustible, la estabilidad del régimen de marcha es una de las claves de la conducción eficiente. Por esta razón es sumamente importante que el conductor sea capaz de anticipar las condiciones de conducción, de tal manera que logre un régimen de marcha lo más uniforme que sea posible, recordando siempre que parte importante del gasto de combustible ocurre precisamente durante las salidas desde las detenciones y los cambios de velocidad, especialmente si estos son demasiado bruscos.

También es importante que el conductor tenga presente no solo que las velocidades más altas involucran que su vehículo y su carga adquieren mayores cantidades de movimiento, con gastos adicionales de combustible, sino también que siendo cierto que los consumos de combustible crecen con la velocidad del vehículo, además los consumos excesivos son más acentuados cuando las altas velocidades se combinan con masas vehiculares importantes, que es justamente el caso del transporte de carga, donde naturalmente se hace todo el esfuerzo posible para que los vehículos viajen cargados a su capacidad máxima. Entender el concepto de cantidad de movimiento y de su relación con la masa del vehículo y su carga y con la velocidad de viaje indudablemente contribuye a la capacitación de los conductores en materias de conducción eficiente. Es conveniente, sin embargo, que esta compresión se adquiera a un nivel práctico y no tan solo teórico, ya que así el conductor podrá aplicarlo intuitivamente en el curso normal de su conducción.

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Peso del vehículo y de la cargaComo se recordará, el peso combinado del vehículo y su carga interviene directamente en la generación de las fuerzas que se oponen a su movimiento, las que se agrupan bajo la denominación global de resistencia al rodado, tanto en su componente relacionado con la necesidad de vencer el efecto del gradiente de la vía como en su componente relacionado con el roce entre los neumáticos y la carpeta de rodado. Por lo demás, es evidente de la experiencia rutinaria que el esfuerzo necesario para mover objetos y materiales se incrementa a medida que aumenta su peso. Esto se traduce en una realidad inescapable, referida a que para mover vehículos más pesados hace falta aplicar más torque a sus ruedas, lo que a su vez requiere que se quemen en el motor cantidades mayores de combustible. En consecuencia el control del peso que se moviliza durante el transporte debe ser un componente a considerar cuidadosamente en el desarrollo de prácticas de eficiencia energética.

Una primera condición al respecto es asegurar que se usen los vehículos más livianos que sean apropiados para la aplicación. Es ineficiente desde el punto de vista energético emplear vehículos más grandes y pesados de lo estrictamente necesario para la carga que se transporta. En las carreteras se pueden observar frecuentes casos de uso de vehículos demasiado pesados para la tarea que están realizando, por ejemplo contenedores transportados sobre plataformas planas, incluso con barandas solidas de metal. Esto es difícil de entender ya que existen semirremolques especialmente diseñados y construidos para el transporte de contenedores, los que consisten en una estructura muy liviana, el mínimo necesario para recibir un contenedor, la cual incorpora un tren de rodaje, soportes y un perno real para acople a la quinta rueda de un tractor. Dependiendo del material de construcción, una plataforma de semirremolque puede pesar hasta varios miles de kilos, peso que es completamente innecesario para el transporte de contenedores, ya que estos son auto soportantes y solo requieren que se los apoye y asegure en sus esquinas. En casos como estos es inevitable preguntarse si se trata de algo que ocurre en respuesta a una situación circunstancial o si se trata de una tendencia establecida, caso en el cual el gasto innecesario de combustible puede llegar a ser muy significativo.

Semirremolque portacontenedorExisten semirremolques especialmente diseñados y construidos para el transporte de contenedores, los que consisten en una estructura muy liviana, el mínimo necesario para recibir un contenedor, la cual incorpora un tren de rodaje, soportes y un perno real para acople a la quinta rueda de un tractor. Foto de Thomas Berger.

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Hay una segunda recomendación de gran importancia respecto del impacto del peso sobre la eficiencia energética, referida a que los vehículos no se carguen más allá de sus capacidades nominales. Esto es igualmente importante si las rutas sobre las cuales se realizan los viajes son horizontales o si involucran gradientes, aunque en este último caso los efectos negativos del sobrepeso son más significativos. Es necesario tener presente que cada vehículo tiene una capacidad máxima en volumen y una capacidad máxima en peso y que el transporte se debe realizar en cumplimiento de ambas limitaciones, de tal manera que el hecho que sea posible posicionar un cierto volumen de carga sobre la plataforma no necesariamente significa que el vehículo sea apropiado para transportarla. El efecto de cargas demasiado pesadas para el desempeño del vehículo se hace evidente en la velocidad que se puede alcanzar, particularmente sobre topografía con gradientes. La incapacidad de un vehículo de alcanzar una velocidad razonable en el régimen de marcha establecido significa que el motor se está haciendo trabajar al máximo esfuerzo posible, a altas revoluciones que se reducen en la transmisión y el diferencial a fin de maximizar el torque que se aplica a las ruedas. A fin de sostener estas condiciones de operación el motor demanda grandes cantidades de combustible, haciendo caer decisivamente los rendimientos. Además, este tipo de práctica es definitivamente dañina para los componentes del motor que se obligan a trabajar continuadamente a solicitaciones extremas. Incidentalmente, los efectos de la sobrecarga de los vehículos no solo alcanzan a la eficiencia energética sino que normalmente involucran deterioro de otros sistemas del vehículo, por ejemplo la suspensión, los ejes de las ruedas y los neumáticos. En resumen, el peso admisible para un determinado vehículo se relaciona con el conjunto de su capacidad de desempeño, incluyendo desde luego las velocidades de viaje que es posible alcanzar y no es tan solo un asunto relacionado con el volumen que se puede posicionar sobre su plataforma.

También es oportuno mencionar que además de ser energéticamente ineficiente, la práctica de transportar sobrepeso es de dudoso beneficio económico, ya que si bien puede hacer posible la captura de viajes y tarifas que de lo contrario no estarían al alcance de los operadores involucrados, generando ingresos en lo inmediato, por otra parte no cabe duda que en el mediano y largo plazo se traduce en un deterioro creciente del vehículo, reduciendo su confiabilidad de operación quizás al punto de hacerlo básicamente inútil para operaciones comerciales.

Un factor relacionado con el sobrepeso es la estiba, es decir la correcta disposición y sujeción o trincado de la carga sobre la plataforma. Esta tarea normalmente la ejecuta personal especialmente designado para ello, no el conductor, pero es importante tener presente que tanto por razones de eficiencia energética como de prevención de riesgos, el conductor debe ser responsable en todos los casos por la decisión final sobre la aceptabilidad de la carga y de la manera como se ha dispuesto a bordo del vehículo. Es él quien se hará cargo de movilizar la carga a su destino y de las consecuencias que esto puede generar, incluyendo la posibilidad de pérdida o siniestro de algún tipo, de manera que lo correcto y apropiado es que él tenga la autoridad de aceptar o rechazar la carga como se le ha entregado.

Otro asunto a considerar se refiere a los materiales de construcción del vehículo y sus componentes, respecto de lo cual existe una gran variedad de alternativas, las cuales ofrecen importantes oportunidades para limitar su peso. Desde luego esto es especialmente relevante en el caso de los remolques y semirremolques planos, furgones y de propósitos especiales,

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en cuya construcción actualmente se incorporan el aluminio y una variedad de materiales sintéticos, precisamente con el objetivo de reducir su peso.

Un ítem que a menudo no se considera suficientemente es la capacidad y peso de los estanques de combustible. El criterio para resolver el tamaño del estanque es la distancia que los vehículos necesitan recorrer entre cargas de combustible, lo que determina el volumen que es necesario almacenar a bordo. No es posible hacer recomendaciones generales sobre esta materia pero sí es relevante focalizar la atención de los operadores sobre la materia y enfatizar la necesidad de establecer requerimientos sobre esta materia en base a cálculos y estimaciones sistemáticas referidas a las prácticas reales de la operación de la flota, tomando en consideración los procedimientos establecidos de abastecimiento de combustible. Por ejemplo, algunas empresas solo cargan combustible en estaciones que operan en sus propias instalaciones, a diferencia de otras que cargan en estaciones comerciales a lo largo de las rutas que recorren; en el primer caso posiblemente será necesario tener estanques de mayor capacidad que en el segundo. Una vez resuelto el asunto del volumen de almacenamiento necesario a bordo es preciso considerar el material de construcción del o los estanques, que en el pasado tradicionalmente había sido acero, pero que en vehículos más recientes crecientemente es aluminio o algún material sintético compuesto o reforzado. Estos criterios son por supuesto relevantes al considerar las especificaciones de vehículos que se puedan adquirir en el futuro o para hacer modificaciones a vehículos existentes.

Estanque de combustibleAlgunas empresas solo cargan combustible en estaciones que operan en sus propias instalaciones, a diferencia de otras que cargan en estaciones comerciales a lo largo de las rutas que recorren; en el primer caso posiblemente será necesario tener estanques de mayor capacidad que en el segundo.

Las llantas de aluminio constituyen una solución de uso cada vez más generalizado, ya que se estima que pueden ahorrar alrededor de 250 kilos de peso en un vehículo de 18 ruedas. Como en todas las iniciativas de optimización, es preciso evaluar alternativas en términos del largo plazo, evitando limitar el análisis a la consideración del desembolso inicial, el que a menudo en la industria se entiende como un “gasto” y no como una “inversión”. La pregunta a responder en este caso es cuanto combustible se puede ahorrar sobre un período de tiempo suficientemente largo si se usan llantas de aluminio en lugar de llantas convencionales de acero y comparar el valor de dicho volumen con el valor de las llantas.

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Llanta de aluminioLas llantas de aluminio constituyen una solución de uso cada vez más generalizado, ya que se estima que pueden ahorrar alrededor de 250 kilos de peso en un vehículo de 18 ruedas. Foto de TruckPR

De los comentarios precedentes sobre los estanques de combustible y las llantas emerge un asunto de importancia en gestión de flotas, que es la necesidad de desarrollar rutinariamente indicadores de muchos tipos que permitan entender lo que ocurre en sus particulares condiciones de operación. Esto involucra recolectar y procesar datos continuamente, asunto que ya se ha discutido en relación con la determinación de consumos y rendimientos de combustible con suficiente precisión. Esta necesidad de disponer de datos confiables y de procesarlos continuamente es una condición indispensable de la gestión profesional de flotas y es crecientemente importante para permanecer vigente en el negocio del transporte.

Velocidades y uso del tacómetroHemos utilizado varias veces el concepto de “régimen de marcha” para referirnos a la secuencia de aceleraciones, detenciones y velocidades que efectúa el vehículo durante su viaje. Como ha quedado en evidencia durante la discusión del concepto de cantidad de movimiento, la uniformidad del régimen de marcha es un objetivo a tener presente constantemente durante la conducción, ya que determina en un grado importante los consumos y rendimientos del vehículo bajo determinadas condiciones de operación. A fin de conseguir este objetivo, es conveniente que los conductores reciban capacitación que les facilite la internalización del concepto, de tal manera que éste se integre a una forma de comportamiento intuitivo a bordo del vehículo, es decir que el conductor tenga una percepción continuada de su régimen de marcha, tal como por ejemplo tiene una percepción continuada de los flujos de tráfico que rodean a su vehículo.

Una idea integrante del concepto de régimen de marcha es la de “velocidad de crucero”, que se refiere a una velocidad uniforme que idealmente el vehículo debe mantener durante su viaje y que en el contexto de un programa de eficiencia energética se entiende que está determinada de tal manera que los consumos de combustible sean los mínimos compatibles con los objetivos operacionales y de negocio de la empresa de transporte. El conductor debe hacer todo lo posible por alcanzar dicha velocidad y mantenerla por tanto tiempo como lo permitan las condiciones de conducción. Como es evidente, si se les pide a los conductores que viajen a la velocidad de crucero, será necesario definirla previamente. Esto significa que

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como parte importante de un programa de eficiencia energética el gerenciamiento de una empresa de transporte debe definir explícitamente la velocidad a la que idealmente deben viajar sus vehículos.

Hay varias razones que justifican que en las empresas de transporte exista una velocidad de crucero formalmente establecida y que ella sea determinada por el gerenciamiento de la empresa. La más importante es que la velocidad es un factor determinante de los consumos de combustible, por lo que es altamente recomendable adoptar un estándar que se pueda usar en las estimaciones de rendimiento y de los volúmenes de combustible a consumir en determinadas operaciones. Otra razón es que es preciso que los conductores tengan una velocidad de referencia uniforme, válida para todos ellos o al menos para todos los que ejecutan las mismas operaciones u operaciones similares; es conveniente y en realidad importante por sus efectos que la velocidad de viaje no sea una materia dejada a la decisión individual de cada conductor. Una tercera razón es que no se debe asumir que la velocidad a la cual deben viajar los vehículos en operación comercial es necesariamente la velocidad máxima que se permite legalmente en las carreteras, ya que puede ocurrir que esta velocidad genere consumos de combustible innecesariamente altos para las operaciones de la empresa. Todo esto sin perjuicio de entender que la velocidad de crucero es una referencia del ideal que se quisiera lograr como velocidad uniforme en las carreteras, lo que naturalmente a menudo no es posible debido a las condiciones de conducción. Es la velocidad a la cual el conductor desea o trata de viajar, un objetivo que constantemente se está tratando de conseguir, con más o menos éxito según las condiciones de tráfico en la vía.

Al considerar el tema de las velocidades de viaje es necesario tener presente la relación entre rendimientos de combustible y velocidades. Esencialmente el rendimiento es muy bajo a velocidades bajas, mejora sensiblemente a medida que aumenta la velocidad, hasta un cierto punto desde el cual se reduce rápidamente, si bien la relación exacta entre rendimiento y velocidad naturalmente varía de motor a motor y de vehículo a vehículo.

Rendimiento de combustible y velocidadEl rendimiento es muy bajo a velocidades bajas, mejora sensiblemente a medida que aumenta la velocidad, hasta un cierto punto desde el cual se reduce rápidamente. Gráfico desarrollado con datos del Argonne National Laboratory (2009), para una combinación de tractocamión con semirremolque de 36 t de peso bruto vehicular.

1.00

1.25

1.50

1.75

2.00

2.25

2.50

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Rend

imiento (km/l)

Velocidad (km/h)

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Debido a la forma de la relación es imperativo que como parte de todo programa de eficiencia energética se controlen las velocidades de los vehículos, particularmente en las zonas altas, donde pequeños incrementos de velocidad producen reducciones bien significativas de los rendimientos.

Otro aspecto del régimen de marcha que conviene tener presente es el número de detenciones que se realizan durante un viaje. Experimentos reportados en la literatura indican que los rendimientos promedio de los viajes pueden cambiar dramáticamente al aumentar o reducir el número de detenciones. Esto se entiende porque las detenciones involucran reducciones de velocidad, frenadas, movimientos a muy bajas velocidades, partidas y aceleraciones, todos procesos que se traducen en incrementos de consumos.

Régimen de marcha y rendimientos de combustibleEl rendimiento vehicular sufre un importante deterioro a medida que se aumentan las detenciones. De acuerdo a datos del Reporte Anual de la Industria Automotriz Europea 09/10, un camión de 40 t, moviéndose a 50 km/h presenta un rendimiento promedio de 3,57 km/l, que cae a 1,92 si el vehículo se detiene una vez por km y a 1,19 si lo hace dos veces por km.

Por cierto, si las variaciones de rendimientos de una operación específica debida a las detenciones son similares o no a las reportadas en la literatura es algo que cada operador tendría que determinar por medio de sus propios experimentos, los que por lo demás no son particularmente difíciles de planear y ejecutar. Pero si los resultados fuesen incluso solo en una proporción parecidos a los reportados, se justificaría que además de establecer una velocidad de crucero como ya se ha discutido, la empresa establezca regímenes de marcha que definieran las detenciones de los viajes.

Se recordará de la discusión del motor y del sistema de propulsión que el primero opera a altas rpm las que se reducen primero en la caja de velocidades y después en el diferencial, a

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fin de entregar a las ruedas el torque que éstas necesitan para mover al vehículo. Las rpm de operación del motor, el torque que se puede generar y los engranajes que se pueden acoplar en la transmisión están relacionados de tal manera que existe un régimen de rpm del motor óptimo para el acoplamiento de cada engranaje.

El tacómetro es un instrumento que asiste al conductor en la determinación del rango de rpm apropiadas a cada engranaje de la transmisión. En su diseño convencional el instrumento tiene un indicador que se ubica sobre una gráfica de color verde cuando las rpm a que funciona el motor como resultado de la aceleración que proporciona el conductor son adecuadas al engranaje acoplado en la transmisión. Si la aceleración es en exceso de la que conviene aplicar al engranaje acoplado, el indicador se mueve a una gráfica amarilla, o roja en casos extremos, y el conductor tiene la alternativa de reducir las rpm bajando la presión sobre el acelerador o de cambiar el engranaje acoplado, dependiendo de su percepción de la magnitud del torque que requiere en las ruedas para proporcionar al vehículo la tracción necesaria para mantener el movimiento. Por otra parte, si la aceleración no es suficiente para que el engranaje acoplado trabaje debidamente, el indicador cae a una zona blanca o gris, indicando que es conveniente incrementar la presión sobre el acelerador.

Marchas progresivasEl tacómetro asiste al conductor en la determinación del rango de rpm apropiadas a cada engranaje de la transmisión con un indicador que se ubica sobre una gráfica de color verde cuando son adecuadas.

0 20 40 60 80 100 120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Velocidad (km/h)

Marcha recomen

dada

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Conducción en subidas y bajadasNaturalmente las prácticas de conducción más apropiadas dependen de la topografía de las vías. Las carreteras de altos gradientes, sea que sobre ellas se conduce en subida o en bajada, requieren atención especial.

En las subidas, idealmente, el conductor debiera intentar mantener una velocidad constante y un poco menor a la velocidad de crucero asociada a la parte plana. Para ello, deberá inicialmente aumentar la presión sobre el acelerador (de modo de mantener las rpm), pero eventualmente esto no será sustentable y las rpm comenzarán a disminuir independiente de cuanto se presione el acelerador. Una vez que las rpm estén próximas a caer por debajo de la zona verde del tacómetro, será el momento de aplicar cambios de engranajes (o “marchas” en lenguaje coloquial), seleccionando un engranaje que proporcione menor velocidad pero suficiente torque para que la tracción en las ruedas sea suficiente para mantener el movimiento continuo del vehículo. Al completar la subida se debe retornar a la velocidad de crucero, seleccionando para ello el engranaje adecuado en la transmisión y la correspondiente presión sobre el acelerador.

Conducción en subida/bajadaLa conducción en subidas y bajadas requiere de especial cuidado. En subidas, se debe combinar velocidades y marchas que mantengan la transmisión en su torque máximo se deben emplear engranajes que proporcionen suficiente torque para mantener la velocidad deseada. En bajadas, se debe poner especial a mantener la velocidad dentro de un límite seguro, para lo cual se ocupan las marchas de la transmisión y no el freno deben emplear los engranajes adecuados, en ningún caso recurriendo a los frenos para establecer y sostener la velocidad de marcha.

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La conducción en bajadas presenta sus propias características y es especialmente importante discutirla en detalle porque al margen de su impacto en la eficiencia energética se relaciona muy directamente con aspectos de seguridad y prevención de riesgos. Al respecto el concepto relevante que es necesario instalar en los conductores es que en bajadas la velocidad del vehículo se controla seleccionando engranajes apropiados en la caja de velocidades, es decir el control de velocidad se realiza por medio de la transmisión, no del frenado. Si la aguja del tacómetro cae bajo la zona verde, se debe seleccionar una marcha más baja, asegurando siempre que el vehículo se mueva a la velocidad controlada que desea el conductor, para lo cual selecciona un engranaje apropiado, sin permitir nunca que el vehículo se mueva a velocidades demasiado altas debido a la selección incorrecta del engranaje acoplado. Mucho menos se debe permitir que el vehículo se mueva por movimiento libre de las ruedas sin el debido acople con la transmisión, o en circunstancias en que velocidad del vehículo sea la que determina la velocidad a que rotan los componentes de la caja de engranajes. Cuando es necesario emplear frenado, se debe realizar por medio del freno de motor o retardador de transmisión como freno principal. El uso de frenos de fricción en bajadas es ineficiente y suele ser peligroso.

Ruedas y neumáticosLas ruedas, neumáticos y su estado de mantenimiento, constituyen factores que influyen decisivamente en la eficiencia energética de los vehículos. Los temas prioritarios son las presiones de inflado, la profundidad de los surcos, daños a la banda de rodado o paredes laterales y la alineación y balanceo de ruedas.

La presión de inflado es importante porque gobierna la forma que toma el neumático y las dimensiones del área de contacto entre la superficie del neumático y la carpeta de rodado. Existe un tamaño óptimo para el área de contacto entre el neumático y la carpeta de rodado, las presiones demasiado altas la reducen y las presiones demasiado bajas la aumentan. El aumento del área de contacto que ocurre a bajas presiones incrementa a su vez la deformación que sufre el neumático durante el rodado. Como se explicó en la discusión de la resistencia al rodado, al deformarse el neumático se produce un fenómeno de absorción de energía que se convierte en calor, en un proceso que se denomina histéresis, que es la causa última de consumos de combustible innecesarios asociados con la operación de los neumáticos.

Inflado correcto e incorrecto de neumáticosLa presión gobierna la forma que toma el neumático y las dimensiones del área de contacto entre la superficie del neumático y la carpeta de rodado. Existe un tamaño óptimo para el área de contacto entre el neumático y la carpeta de rodado, las presiones demasiado altas la reducen y las presiones demasiado bajas la aumentan.

Baja presión

Presión correcta

Alta presión

Baja presión

Presión correcta

Alta presión

Baja presión

Presión correcta

Alta presión

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Se han desarrollado estudios experimentales al objeto de medir el impacto de las presiones sobre los consumos de combustible y los resultados que se reportan indican que dicho impacto es bien significativo, reducciones de rendimiento del orden del 1 % por cada 10 psi de pérdida de presión. Para poner estas cifras en contexto considérese que las presiones típicas empleadas en neumáticos de vehículos pesados de carga están en el rango de 100 a 110 psi.

Variación de rendimiento según presión de infladoEstudios experimentales desarrollados por Goodyear han mostrado que para un vehículo de 36 t de peso bruto vehicular circulando a 90 km/h, una pérdida de presión de 10 psi pueden reducir el rendimiento en más un 1%. Fuente: Factors Affecting Truck Fuel Economy (Goodyear)

En consecuencia, mantener los neumáticos con sus correctas presiones de inflado debe ser un objetivo central de todo programa de eficiencia energética en el transporte y al respecto conviene tener presente que todos los neumáticos sufren pérdidas de presión debido al escape paulatino de aire por el borde entre la llanta y el neumático, por la válvula e incluso a través de las paredes mismas del neumático, de manera que la verificación de presiones debe ser una actividad rutinaria y permanente, suministrando el aire que haga falta para restaurar la presión de trabajo apropiada a las condiciones de operación del vehículo. Un punto de especial atención es hacer ver que la única manera de verificar presiones debidamente es empleando un manómetro. La inspección visual y el ruido que se produce al golpear el neumático son totalmente inadecuados al efecto. Todos los conductores deben formar el hábito de usar un manómetro para hacer las verificaciones de presión, única manera de obtener resultados confiables y comparables a lo largo del tiempo.

Es interesante notar que a pesar de que la verificación y mantención de las presiones en su correcto nivel es un proceso bastante sencillo, en muchas flotas ello no ocurre, fundamentalmente debido a que no se ha establecido que los conductores deben hacer estas

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verificaciones como parte rutinaria de su trabajo. Hay cuatro acciones que se pueden tomar para implementar un mejoramiento substantivo en esta materia: a) establecer formalmente mediante una notificación publicada en toda la empresa las presiones a las cuales deben operar los neumáticos de los vehículos de la flota y la obligación de los conductores de cumplir con este requerimiento; b) hacer al menos una vez al año un levantamiento simultáneo y no anunciado de las presiones de la totalidad de los neumáticos de la flota, a fin de establecer una línea base para el trabajo que sigue; c) establecer en los contratos de trabajo de los conductores y en el reglamento interno de la empresa su obligación de mantener los neumáticos debidamente inflados; y d) designar una persona responsable a jornada completa, quien debe realizar verificaciones rutinariamente, fiscalizando el cumplimiento de la obligación de los conductores de mantener sus presiones al nivel correcto y en general observando la condición de los neumáticos, a fin de reportar y corregir falencias que se vayan identificando.

En conjunto con las presiones de inflado el seguimiento de los neumáticos de la flota debe considerar la profundidad de surcos y daños a la banda de rodado y las paredes laterales. Los surcos de los neumáticos tienen como función principal mejorar la adherencia del neumático a la vía, especialmente cuando está mojada, ya que permiten el neumático expulse el agua a medida que el vehículo se desplaza. Por supuesto el desgaste de la banda de rodado y la consiguiente reducción de la profundidad de surco es un fenómeno normal e inevitable, pero es importante hacer su seguimiento porque es inconveniente y riesgoso operar vehículos con profundidades de surco demasiado pequeñas. La profundidad mínima que se considera aceptable en las empresas de transporte varía y, entre otras cosas, depende de si los neumáticos se recauchan o no, porque si lo hacen conviene retirarlos de circulación con profundidades de surco mayores, ya que de esa manera se protege mejor la estructura interior del neumático. En todo caso, un mínimo de 5 mm se usa en muchas empresas y 3 mm se considera el mínimo absoluto que obliga a retirar los neumáticos de circulación.

En relación con daños a la banda de rodado es necesario tener presente que los neumáticos capturan y retienen cuerpos extraños entre sus surcos, tales como pequeñas piedras, trozos de madera y otros elementos. Estos materiales dañan la banda de rodado destruyendo partes o secciones de los surcos, lo que deteriora la adherencia del neumático a la vía, la seguridad de la conducción y el consumo de combustible. Como parte de la inspección de rutina de los neumáticos es necesario observar si existen cuerpos extraños y extraerlos para asegurar que la banda de rodado esté libre de ellos. Al mismo tiempo, se debe determinar si ya se ha producido daño a la banda de rodado, especialmente cuando haya pedazos de material faltantes que hacen perder la efectividad de los surcos. Respecto de daños a las paredes laterales, si bien ciertamente existen casos en que dichos daños han sido fortuitos e inevitables, es frecuente que estos daños se relacionen directamente con estilos de conducción descuidados en que no se otorga debida atención a situaciones que requieren evitar el contacto incontrolado con soleras, canaletas, baches en el pavimento, cambios de carpeta de rodado, etc. Es necesario hacer seguimiento detallado de todos los eventos de daño a los neumáticos, correlacionándolos con vehículos y conductores, a fin de tomar oportunamente las medidas correctivas que sean adecuadas, incluyendo naturalmente actividades de capacitación.

Otro tema relacionado estrechamente con el mantenimiento, durabilidad y eficiencia energética de los neumáticos es el alineamiento y balanceo de ruedas. En un vehículo en

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buen estado, todas las ruedas deben operar exactamente en la dirección del eje del vehículo. En el curso de las operaciones, las ruedas tienden a tomar posiciones oblicuas o diagonales, con pequeñas desviaciones hacia uno y otro costado. A esta condición se la denomina desalineación.

Alineación de ruedasEn un vehículo en buen estado (izquierda) todas las ruedas deben operar exactamente en la dirección del eje del vehículo. En el curso de las operaciones, las ruedas tienden a tomar posiciones oblicuas o diagonales, con pequeñas desviaciones hacia uno y otro costado, condición que se denomina desalineación.

La desalineación genera esfuerzos laterales que obligan al neumático a deslizarse en lugar de rodar, lo que aumenta el consumo de combustible y genera desgaste no uniforme de la banda de rodado. A menos que sea muy severa, la desalineación no se detecta a simple vista: requiere mediciones con instrumentos especialmente diseñados para ello.

Prevención de riesgos y accidentesEs una circunstancia afortunada que las condiciones necesarias para implementar prácticas de conducción energéticamente eficientes sean coincidentes con las condiciones requeridas para instalar hábitos de conducción orientados a la prevención de riesgos y accidentes, especialmente en lo relacionado con principios tales como estabilidad del movimiento, velocidades de viaje uniformes y prudentes, anticipación de los eventos que ocurren sobre la vía, ausencia de aceleraciones, frenadas y detenciones repentinas, etc., los cuales han sido discutidos extensamente en los capítulos precedentes. La conducción eficiente y la conducción segura son entonces dos objetivos que pueden y deben tratarse en conjunto, como miradas complementarias de un mismo fenómeno.

Como parte de este esfuerzo de conjugar eficiencia energética y conducción segura es conveniente apoyarse en el concepto de “condiciones de conducción”, es decir al conjunto del estado de la vía, la visibilidad, las condiciones climáticas, el tráfico vehicular circundante y la operación del propio vehículo. Es condición indispensable tanto a la eficiencia como a la seguridad que el conductor preste atención constante a estos factores, los cuales definen el ambiente en que se produce la conducción y determinan las acciones que el conductor debe tomar.

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Al considerar el primer elemento de las condiciones de conducción, el estado de la vía, es preciso tener presente que aquellas caracterizadas por trazados difíciles, altos gradientes o carpetas de rodado en mal estado, además de presentar condiciones riesgosas que pueden dar origen a accidentes, generalmente involucran altos consumos de combustible, sea debido al roce de los neumáticos con la carpeta de rodado o a que la conducción es discontinua, a velocidades demasiado bajas, con frecuentes aceleraciones y desaceleraciones y con desviaciones de la dirección del movimiento.

El siguiente componente de las condiciones de conducción es la visibilidad, el que tiene relación con varios aspectos del ambiente en que se produce el movimiento de los vehículos y que constituye un factor de primera importancia en la prevención de accidentes. Desde luego, es dependiente de la temporada del año, la hora del día o la noche y las condiciones climáticas en las cuales se ejecuta el viaje. Como es evidente, en la temporada de invierno se reducen las horas de luz natural y aumentan las de oscuridad nocturna, lo que en latitudes extremas puede significar una reducción significativa de las primeras. Casi es innecesario enfatizar que la conducción nocturna, que obviamente ocurre con iluminación artificial, es desde el punto de vista de la visibilidad una experiencia completamente diferente a la conducción diurna. En carreteras, la seguridad del viaje depende altamente de la iluminación que el propio vehículo genera, en cuanto hace posible que el conductor observe debidamente la vía y el tráfico circundante como también en cuanto hace al vehículo visible para otros usuarios de la vía. En ciudades, como es obvio, por eficiente que sea el sistema de alumbrado público, no proporciona ni remotamente la visibilidad de la luz natural. Además, en ambos casos el conductor queda sujeto al efecto de luces del ambiente o del tráfico que pueden limitar severamente su visibilidad, especialmente por encandilamiento. También hay que notar que las horas del crepúsculo, precisamente antes de la caída de la noche, suelen crear condiciones de visibilidad especialmente limitada, lo que al parecer se relaciona con ciertos atributos de la visión humana, la que en ausencia de plena luz natural pero con esta está todavía presente en algún grado, no percibe la iluminación artificial con la misma efectividad con que lo hace cuando ya el ambiente natural ha oscurecido.

A lo anterior hay que agregar que, como es obvio, la neblina, la lluvia y la nieve reducen severamente la visibilidad, tanto bajo luz diurna como bajo iluminación artificial nocturna. Pero el clima es un factor de gran importancia en la conducción no solo respecto de la visibilidad y a menudo contribuye decididamente a crear difíciles condiciones de conducción. El viento por ejemplo puede afectar la estabilidad lateral del vehículo, particularmente vehículos pequeños y livianos. La arena en suspensión y el hielo puede reducir el roce entre los neumáticos y la carpeta de rodado muy severamente, afectando la capacidad de los neumáticos para adherirse a la carpeta de rodado, generando resbalamiento en lugar de rotación (“patinaje”). Las tormentas pueden causar que toda clase de materiales caigan repentinamente sobre la vía o sobre los vehículos. Las salidas de los ríos de sus cauces naturales pueden causar inundaciones sobre las vías, etc. Es indispensable por lo tanto prestar debida atención a las circunstancias climáticas en que se produce o se puede producir la conducción. De hecho, operaciones que por necesidad deben ocurrir rutinariamente en ambientes de este tipo requieren como condición esencial la capacitación específica de los conductores para las condiciones que deben enfrentar.

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Las condiciones del tráfico, especialmente si hay congestión vehicular, es otro factor de primera importancia a tomar en consideración. Si bien las opciones abiertas al conductor una vez que se encuentra capturado en una situación de congestión son bien limitadas, no es menos cierto que en algunos casos hay maneras de evitar las vías y los horarios de mayor congestión, programando adecuadamente la actividad de transporte. Es importante tener presente que la congestión es un factor de importancia muy significativa en la eficiencia energética justamente porque crea condiciones de conducción caracterizadas por bajas velocidades y una sucesión de partidas y detenciones, régimen de marcha que incrementa los consumos de combustible.

Congestión vehicular

La congestión es un factor de importancia en la eficiencia energética porque crea condiciones de conducción caracterizadas por bajas velocidades y una sucesión de partidas y detenciones, régimen de marcha que incrementa los consumos de combustible.

El estado de mantenimiento del vehículo es por cierto un factor adicional altamente relevante para la prevención de accidentes, como lo es para la conducción eficiente. A menudo se encuentra que el mal funcionamiento de componentes tales como luces, frenos, neumáticos, señalizadores, limpiaparabrisas, etc. ha sido un factor contribuyente a la ocurrencia de accidentes. La inspección mecánica frecuente y el debido mantenimiento de las flotas es un factor de importancia decisiva en cualquier programa de prevención de accidentes, como lo es en cualquier programa de eficiencia energética.

Con todo, el factor finalmente determinante de muchos si no la mayoría de los accidentes es el comportamiento personal de los conductores y por lo tanto en esta área se debe realizar un especial esfuerzo de prevención. Es preciso tener presente que hay muchas iniciativas que se pueden tomar en las empresas para reducir la tasa de accidentes, pero finalmente buena parte de ellas se traducen en reglas de comportamiento personal. Es precisamente esta razón la que explica las severas dificultades que muchas organizaciones enfrentan para alcanzar mejoramientos significativos en esta materia. Conseguir cambios permanentes de comportamiento de las personas es un desafío extraordinariamente complejo que rara vez se consigue del todo y que es común a todo esfuerzo de prevención de riesgos y de eficiencia energética. La clave para obtener resultados aceptables es la persistencia y continuidad de acciones destinadas a reforzar constantemente la percepción o “conciencia” de las personas sobre estos asuntos. La prevención de accidentes, como muchos otros aspectos de la conducción, esencialmente depende de la actitud y comportamiento personal de cada conductor en cada viaje.

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Es una realidad inescapable que a pesar de todos los esfuerzos que se hagan para evitarlos, los accidentes ocurren y continuarán ocurriendo. Por lo tanto es necesario aprender de ellos a fin de tomar medidas que eviten su recurrencia. Una primera iniciativa aconsejable al respecto es adoptar la decisión de que todos los accidentes, sean grandes o pequeños, mayores o menores, se reporten e investiguen formalmente. El primer paso para implementar una medida de este tipo es la introducción de una definición corregida del término “accidente”, para incluir todas las colisiones que sufran los vehículos, por leves que sean. Bajo esta definición desaparecen los “topones” y emergen numerosos eventos que si bien en ciertos casos no revisten gravedad en cuanto a los daños producidos a las personas, los vehículos o la propiedad, igualmente involucran tiempos de vehículo y de conductor desperdiciados, gastos en reparaciones, pérdida de credibilidad y prestigio con los clientes y muchos otros inconvenientes para la operación y su eficiencia. La importancia de esta iniciativa es que crea las bases para que todos los conductores y de hecho el personal de la empresa en su totalidad, entiendan que su universo de acción en materia de prevención de riesgos ha cambiado radicalmente. Esto no es menor, es parte central de una estrategia orientada a lograr cambios radicales en el comportamiento de los conductores respecto de la prevención de riesgos y accidentes.

La etapa siguiente en el proceso es la implementación de una práctica formalizada de investigación de cada accidente, posiblemente por medio de un formato estándar. Dependiendo de la gravedad del accidente en la investigación se podrán involucrar personalmente, además del supervisor de operaciones correspondiente y del prevencionista de riesgos, niveles superiores de la organización, llegando incluso al gerenciamiento en caso de accidentes mayores. Entiéndase que la participación de estas personas no es solo una formalidad limitada a una visita al sitio del accidente. Se trata de hacer una investigación detallada de las causas del evento y de tomar o recomendar medidas de prevención y, si se justifica, de sanción a quienes resulten responsables. Todas las investigaciones deben quedar registradas en un informe escrito y se debe mantener una estadística detallada para comparar de año en año el desempeño de prevención de accidentes.

En los párrafos anteriores se ha insistido en que la prevención de riesgos y accidentes es algo que depende fundamentalmente de la actitud de las personas que forman la organización. De ello se desprende la conveniencia y necesidad de continuar recordándoles permanentemente los principios de la prevención de riesgos, ya que es una actitud generalizada olvidar asuntos que nos obligan a modificar comportamientos tan pronto como el mensaje o el incentivo se debilita o desaparece. Una manera de implementar este objetivo recordatorio es desarrollar campañas de prevención de riesgos, utilizando materiales como afiches, folletos, pequeñas reuniones semanales, quizás un evento anual de algún tipo. Las circunstancias y características de estas campañas naturalmente variarán de empresa en empresa, pero su propósito y objetivo es el mismo, mantener vigente el interés o al menos la curiosidad del personal sobre el asunto.

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El conductor y su actitudEl estado de salud, así como el estado de ánimo de los conductores, es un factor esencial para la eficiencia y seguridad de las operaciones de transporte. Casi está demás decir que es condición previa e indispensable para esto que el conductor se encuentre en buen estado de salud física y mental, así como libre del efecto de substancias intoxicantes. Al respecto hay que indicar que debe ser responsabilidad de los supervisores de operaciones la verificación rutinaria de que estos requerimientos se cumplen a cabalidad. Así como la empresa debe hacer responsables a los conductores de lo que ocurre con los vehículos y la carga durante los viajes, de la misma manera debe hacer responsables a los supervisores por la decisión de entregar un vehículo a un conductor para que ejecute viajes por cuenta de la empresa. Es de gran importancia tener presente que una vez que se le ha entregado un vehículo a un conductor, la empresa ha perdido totalmente el control sobre dicho vehículo y su carga, control que ha sido transferido al conductor, quien por la naturaleza de su función deberá operar autónomamente, de acuerdo a su mejor saber y entender.

Esta autonomía del conductor en el uso del recurso más crítico, delicado, costoso e importante que emplea la empresa en la generación de valor para sus clientes, es característico de la industria del transporte y definitorio de muchos requerimientos de gestión que la distinguen de otras industrias, en las cuales por lo general la planta de producción es estacionaria y por lo tanto está permanentemente a la vista y bajo el control del gerenciamiento. Es interesante notar que esta particularidad se ha traducido en los modos de transporte aéreo y marítimo en la tradición de otorgar a sus capitanes de nave un grado de autoridad básicamente absoluto. No deja de ser atingente a este trabajo recordar esta circunstancia, porque si bien los conductores de transporte terrestre no asumen ni remotamente la magnitud de responsabilidad de los capitanes de naves sobre equipamiento, propiedad y vidas humanas, por otra parte si se los compara con otras actividades, oficios y profesiones que requieren un perfil similar y reciben remuneraciones parecidas, el valor de los recursos que se ponen bajo su responsabilidad es muy substancial. Considérese por ejemplo que una combinación tractor-semirremolque puede tener un valor bien por sobre los ciento cincuenta mil dólares y que el valor de la carga en algunos casos puede llegar a ser del orden de un millón de dólares o más. El gerenciamiento de las empresas de transporte, así como los mismos conductores harían bien en reflexionar sobre esta circunstancia y sobre lo que probablemente significa en relación a la evolución que en el futuro próximo tenga la actividad de conductor de transporte de carga. En cualquier caso, está claro que la responsabilidad que adquiere un conductor al hacerse cargo del vehículo y la carga es substancial y por lo mismo todo lo relacionado con su perfil educacional, su capacitación y su actitud hacia la operación que ejecuta es de decisiva importancia para la industria.

La condición básica de comportamiento requerida de los conductores a bordo de sus vehículos es que adopten una actitud permanentemente activa en relación a las maniobras que realizan con sus vehículos y respecto del entorno y las condiciones de conducción. Ningún tipo de distracción es aceptable y es preciso recordarles tan a menudo como haga falta que la ocupación de conducir es de dedicación completa; no se debe conducir y hacer alguna otra cosa al mismo tiempo, como comer o beber, sostener un teléfono móvil para mantener una conversación, mucho menos intentar marcar un número o enviar un mensaje.

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El uso de teléfonos y de radios debe circunscribirse a aparatos especialmente diseñados para comunicaciones con conductores de vehículos, del tipo conocido como “manos libres”, que permiten que él mantenga toda su atención en la conducción. Toda actividad que requiera distracción de la conducción, por ejemplo la verificación de documentación de viaje, el estudio de mapas en papel o digitales, la ejecución de comunicaciones no automatizadas, etc. debe realizarse sólo una vez que el vehículo se haya detenido.

El concepto clave durante el movimiento del vehículo es la anticipación, tanto del ambiente físico inmediato (señales, condición de la vía, gradiente, vehículos detenidos, peatones sobre la vía o en sus bordes, animales, trabajos en la vía, etc.) como de las condiciones de tráfico. El conductor siempre debe pensar en cursos de acción alternativos ante la eventualidad que ocurran eventos riesgosos. Parte de la actitud de anticipación se traduce en la distancia a la cual el conductor debe observar el tráfico, que en ningún caso debe ser de menos de 400 metros y a menudo bastante más que eso. Esta distancia de observación permite anticipar maniobras y es un factor muy importante en la conservación de la cantidad de movimiento. En la medida que el conductor anticipa las maniobras que necesitará realizar, puede ejecutarlas con un mínimo de interferencia sobre el régimen de marcha de su vehículo, cambiando su velocidad marginal y gradualmente, sin necesidad de aceleraciones o frenadas bruscas. Este estilo de conducción se traducirá en minimización de riesgos y accidentes y en mayor eficiencia energética.

También es importante hacer ver a los conductores que deben focalizarse en los factores relevantes a la conducción, tales como estado de la vía, señales, tráfico circundante, peatones, etc. ignorando factores distractores, tales como avisaje comercial, actividades al borde del camino, vistas escénicas naturales, etc.

Otro elemento de importancia en la seguridad de la conducción que el conductor ha de tener presente es la distancia de separación con el vehículo que lo precede y el control de la distancia con el vehículo que lo sigue. Hacia adelante la distancia se mantiene controlando la velocidad y cambiando de pista de circulación cuando es apropiado, buscando mantener una separación no menor a 4 segundos con el vehículo precedente. La mantención de distancia de separación con el vehículo inmediatamente detrás es un poco más complicada porque depende del conductor de dicho vehículo. La práctica más apropiada cuando el vehículo que lo sigue se acerca más de lo prudente es reducir gradualmente la velocidad, quizás empleando las luces de freno como señal, a fin de incentivar al otro conductor a aumentar su distancia de separación o a cambiar de pista de circulación.

Operación en ralentí El ralentí es el funcionamiento de motores a bajas revoluciones mientras el vehículo se encuentra detenido. El consumo asociado en motores diésel es de entre dos y cuatro litros por hora, dependiendo del tamaño y tipo de motor. Asumiendo un período de ralentí de una hora por día, un recorrido anual de 100.000 kilómetros por vehículo y un rendimiento promedio de 2,5 km/l, el ralentí puede representar entre un 2 % y un 3 % del consumo total del vehículo. Estas últimas cifras representan por lo tanto el ahorro de combustible que las

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empresas potencialmente podrían lograr por medio del control del ralentí y son consistentes con las cifras de ahorro potencial que se reportan en estudios disponibles en la literatura. A un precio de 500 pesos por litro de diésel, este ahorro se acerca a medio millón de pesos por año por vehículo, cifra que no es insignificante en relación al margen de utilidad para la empresa que genera cada vehículo. Además el ralentí desgasta innecesariamente el motor, incrementa los costos de mantenimiento y genera contaminación del aire, con todos los daños ambientales asociados, incluyendo altas concentraciones de óxidos de carbono y material particulado en los estacionamientos de vehículos pesados en carreteras.

El ralentí ocurre principalmente cuando los vehículos se encuentran detenidos en flujos de tráfico bajo condiciones de congestión; durante detenciones de descanso de los conductores; en horas de la noche cuando los conductores permanecen en las literas de los camiones; durante entregas de materiales en servicios de distribución; y durante una variedad de otras circunstancias relativas al estacionamiento de los vehículos. El problema se ha estudiado extensivamente, especialmente en países donde existe mucho tráfico de carga de larga distancia, como Australia, Nueva Zelandia y Canadá. En este último país el ralentí además se relaciona con las condiciones climáticas muy frías que ocurren durante muchos meses del año. En todas estas investigaciones se han identificado soluciones técnicas al problema pero naturalmente la economía de su implementación depende de los volúmenes de tráfico y de las circunstancias particulares de cada país y, de hecho, de cada empresa.

Operación en ralentíEl ralentí es el funcionamiento de motores a bajas revoluciones mientras el vehículo se encuentra detenido. En este régimen de operación el motor consume entre dos y cuatro litros por hora sin generar valor para la empresa, desgastando innecesariamente el motor, incrementando los costos de mantenimiento y generando contaminación del aire.

Entre las razones mencionadas para justificar el ralentí se mencionan la ocurrencia de problemas al hacer arrancar los motores, sea debido a la baja carga de las baterías o a otros desperfectos del sistema de arranque; la conveniencia de “calentar” el motor antes de iniciar el viaje; la conveniencia de calefaccionar la cabina antes de abordarla y la de mantener la cabina calefaccionada, especialmente en detenciones nocturnas; y la necesidad de disponer de electricidad para activar aparatos tales como hervidores de agua y televisores. Aunque sin duda se pueden producir fallas ocasionales del sistema de arranque de los vehículos, es difícil imaginar que en una flota moderna estas sean tan frecuentes como para justificar el ralentí durante detenciones y si ese fuese el caso habría que tomar medidas para mejorar el mantenimiento. Respecto del uso de pequeños artefactos eléctricos es relevante notar que hay una inconsistencia fundamental en la práctica de operar un motor diseñado para generar cientos de hp para hacer funcionar artefactos que en el mejor de los casos solo requieren unos mil o dos mil watts, que equivalen a menos de 3 hp.

Una alternativa para proporcionar suministro eléctrico a esta escala es la instalación de

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pequeños generadores eléctricos auxiliares, instalados fuera de la cabina, operados con diésel o gasolina. El problema de calefaccionar la cabina es más complejo porque involucra un uso bastante más intenso de energía. Técnicamente, la mejor solución es la instalación de puntos de suministro de electricidad en los estacionamientos de camiones, pero esto tiene un costo que se justifica sólo en el caso de flujos muy fuertes de usuarios, además de que requiere circuitos adicionales en los vehículos. Otra alternativa es el uso de calefactores de fuego directo (“direct fire heaters”), los cuales suministran calor directamente desde una llama de combustión a un pequeño intercambiador de calor; son unidades pequeñas y livianas que se pueden usar sin alimentación eléctrica exterior que permiten calefaccionar pero no refrigerar la cabina, además de que se ha cuestionado la seguridad de su operación. Para refrigerar confiablemente la cabina se requiere de un sistema de aire acondicionado pero en este caso el generador auxiliar debe ser debidamente dimensionado y ya no podría ser tan liviano como se necesitaría solo para artefactos pequeños. También existen unidades de almacenamiento térmico, que reciben energía de calentamiento o enfriamiento desde del motor del vehículo o del sistema de aire acondicionado mientras estos están operando, para emplearla posteriormente para calefaccionar o refrigerar la cabina.

Si el ralentí excesivo es algo que ocurre rutinariamente en sus operaciones, y en que magnitud, es algo que cada empresa debe investigar en sus particulares condiciones, por ejemplo realizando levantamientos no anunciados en los estacionamientos de carretera y otros puntos de detención de sus vehículos o preferiblemente por medios electrónicos que accedan a la información disponible en los computadores de los vehículos. Una vez que se haya determinado que existe un problema y que este haya sido debidamente dimensionado, se puede proceder a considerar un programa de mejoramiento que incluya soluciones como las que ya se han mencionado. Cualquiera sea el programa que la empresa decida adoptar, es indispensable incorporar a los conductores a su desarrollo e implementación, teniendo siempre presente que el ralentí ocurre lejos de la supervisión de la empresa, en condiciones de total autonomía de los conductores, de manera que para ser efectiva la solución necesariamente ha de contar con su colaboración. Por supuesto, siempre es posible diseñar e implementar un programa de incentivos y penalidades que le de soporte adicional al programa, pero aun así será indispensable trabajar sobre la materia con los conductores, haciéndoles entender los perjuicios que causa el ralentí, pero al mismo tiempo proporcionando soluciones a los problemas relacionados con las causas que lo generan.

Como en todo programa de mejoramiento de la eficiencia y la economía de una operación, es importante complementar las mediciones realizadas antes del programa con mediciones a realizar después del mismo, compararlas y dar a conocer los resultados a los involucrados, expresados en los términos más simples que sea posible, por ejemplo tiempos medidos de ralentí antes y después del programa, litros de combustible ahorrado, ahorros en el gasto de combustible, proyecciones anuales de ahorro, incrementos en los rendimientos de combustible, etc. Si los resultados son positivos se adquirirá una percepción bien sustentada de que el esfuerzo realizado se ha justificado. Si no lo son, corresponderá investigar las causas de la carencia de impacto o impacto limitado de las medidas adoptadas, para corregir el curso de acción hasta lograr las reducciones de consumo que deberían producirse de acuerdo a los datos disponibles sobre las horas de ralentí.

En lo posible conviene combinar las medidas específicas a tomar para reducir el ralentí con una

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campaña permanente de refuerzo de la idea que el ralentí es innecesario, dañino para la flota, costoso y que genera emisiones con efectos ambientales negativos. Este tipo de campaña puede seguir lineamientos similares a los que hacen falta en las campañas de prevención de riegos que ya se han mencionado y se pueden basar en ayudas tales como afiches, cartas abiertas, folletos, breves reuniones, etc., siempre con el objetivo de impedir que el asunto pase al olvido, buscando maneras de mantenerlo vigente a todos los niveles en la empresa. Mantenimiento de flotasTodos los vehículos requieren mantenimiento continuado para asegurar su debido desempeño, ya que sus componentes mecánicos se desgastan y en todo caso requieren lubricación y ajuste. El mantenimiento es por lo tanto parte integrante de la operación de transporte, responsabilidad compartida de todos sus participantes, incluidos los conductores. Prácticas de mantenimiento inadecuadas, tales como extensión del uso de componentes más allá de su vida útil, reemplazo tardío de lubricantes, filtros en mal estado, etc., a menudo dan origen a un pobre desempeño energético de los vehículos, reducen la confiabilidad de su operación y por lo tanto su capacidad generadora de valor y suelen contribuir a la ocurrencia de accidentes.

El concepto central de los programas de mantenimiento bien ejecutados es la inspección periódica de los vehículos, incluyendo una evaluación de sus condiciones de operación. El propósito de esta inspección es diagnosticar posibles fallas existentes o potenciales, necesidades de ajuste, deterioro de materiales, requerimientos de reemplazo de partes y piezas, etc. Sobre la base de ese diagnóstico se organizan las tareas a ejecutar, las que pueden requerir algún planeamiento, por ejemplo para asegurar el suministro de materiales, la disponibilidad de los espacios de taller necesarios y la disponibilidad del personal que tenga el conocimiento y la capacitación necesaria para realizar las reparaciones, incluyendo por supuesto los niveles técnicos de supervisión correspondientes.

El diagnóstico de la condición de un vehículo se puede realizar de muchas maneras, desde simples inspecciones visuales a la acción de “escuchar” el ruido del motor o algún otro componente, al uso de sistemas computacionales sofisticados para diagnosticar el funcionamiento del motor, a la remoción de algún componente para observar su interior, etc. Naturalmente la precisión y confiablidad del diagnóstico variará dependiendo del procedimiento empleado, del conocimiento y sobre todo experiencia de la persona que lo ha ejecutado. Qué procedimiento es apropiado, conveniente o necesario es algo que se debe resolver en terreno en cada caso.

La debida ejecución del mantenimiento de una flota requiere de un conjunto bien significativo de recursos, entre los cuales conviene mencionar una instalación o taller, equipamiento y herramientas, sistemas de lubricación, laboratorios de prueba, salas limpias para la apertura de motores y otros componentes principales, instrumentos especializados de medición, sistemas de diagnóstico computacional, inventarios de piezas y partes, neumáticos y componentes, sistemas de registro de la programación y ejecución del mantenimiento. A esto hay que agregar por cierto el recurso más decisivo, la fuerza de trabajo debidamente capacitada para ejecutar las labores de mantenimiento.

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Conviene organizar el mantenimiento en términos de cuatro niveles, como se explica a continuación.

a) AlistamientoEl alistamiento es un conjunto de procedimientos para determinar el estado y capacidad funcional del vehículo y para hacer ajustes menores si es necesario. Es una misión que debe ser parte integrante de las tareas de los conductores y esencialmente es un procedimiento de inspección y diagnóstico. En principio lo apropiado es realizar el alistamiento al menos diariamente; en ciertas operaciones lo recomendable es hacerlo incluso antes de cada viaje; y en todo caso es indispensable que se haga cada vez que un conductor se hace cargo de un vehículo, es decir, con cada cambio de turno.

El alistamiento es parte importante de un programa de eficiencia energética porque en muchos casos el funcionamiento defectuoso de sistemas o la existencia de defectos mecánicos o de carrocería se traducen en desempeños ineficientes que en definitiva involucran uso excesivo o innecesario de combustible. También es preciso notar que en general los componentes se desgastan o fallan gradualmente, de manera que es posible y conveniente detectar fallas tempranamente, antes de que sus efectos deterioren críticamente el desempeño global.

Es conveniente considerar las tareas de alistamiento en términos de cuatro áreas:

• Compartimiento del motor: Verificar condición general, posibles daños y estanqueidad del block; filtraciones de combustible, lubricantes o fluidos; limpieza; nivel, color y viscosidad del lubricante del motor; niveles de fluidos de enfriamiento y de limpieza de limpiaparabrisas; niveles de fluidos de la dirección y otros componentes principales; correas de transmisión; radiador, mangueras, grietas, desgaste filtraciones del sistema de enfriamiento.

• Carrocería y exterior: Mecanismo de acoplamiento de remolque o semirremolque; quinta rueda, perno real y cerradura de seguridad; conexiones de aire comprimido y electricidad; soportes de semirremolques, alineamiento y condición general de funcionamiento; amortiguadores, condición general del cilindro, filtraciones de fluido, uniformidad de altura; estanque de aire comprimido, drenaje; diferencial, frenos y transmisión, filtraciones de fluidos; estanque de combustible, montaje, seguridad, estabilidad, condición de soldaduras, filtraciones, condición y seguridad de la tapa; luces delanteras y traseras, señalizadores, luces de retroceso, condición general, limpieza daño al foco, lente o cubierta, condición de cables de alimentación, funcionamiento verificado visualmente, condición y limpieza de reflectores.

• Cabina: Bocina, alarma de retroceso, espejos interiores y exteriores, ajustes y posibles bloqueos de visibilidad, limpieza; cinturones de seguridad, montaje, daño o desgaste, mecanismo de ajuste; documentación, asegurar disponibilidad de documentos a bordo.

• Ruedas y neumáticos: Verificar presiones de inflado, filtraciones de aire, daños estructural, desgaste de banda de rodado y profundidad de surcos, daños a banda de rodado y paredes laterales. Remover materiales o cuerpos extraños entre neumáticos de rodados dobles o en los surcos. Verificar que los neumáticos en rodados dobles estén mutuamente ajustados.

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Como ya se ha indicado el alistamiento lo realizan los conductores en sus respectivos vehículos. Si se requieren sólo pequeños ajustes o acciones menores de algún tipo, como limpiar los cristales de las luces y señalizadores, ajustar la presión de los neumáticos, rellenar el depósito de alguno de los fluidos, etc., corresponde que lo haga también el conductor. Si se identifican fallas más complejas la misión del conductor es simplemente reportarlas para que el personal de mantenimiento se haga cargo.

Una manera de contribuir a la ejecución de las tareas de alistamiento es el uso de formularios que sirvan de ayuda memoria en la inspección del vehículo y posiblemente también como registro de las tareas realizadas.

Plantilla de alistamientoPlantilla que describe el conjunto de tareas de alistamiento.

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Plantilla de registro de alistamientoPlantilla para registrar la ejecución de las tareas de alistamiento.

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b) Mantenimiento preventivoEl mantenimiento preventivo se basa en el concepto que el mantenimiento debe adelantarse a las fallas o averías, para evitar hasta donde sea posible su ocurrencia, asegurando que el vehículo continúe operando con normalidad y que no se dañe ningún sistema principal. Su propósito específico es reemplazar lubricantes y componentes menores de fácil acceso que se deterioran natural e inevitablemente en el curso del funcionamiento del vehículo, cuya duración hasta requerir reemplazo es relativamente limitada y respecto de los cuales se sabe que a menos que se los reemplace oportunamente se producirá un deterioro de desempeño, posiblemente dando lugar a fallas posteriores de importancia en los sistemas principales.

El procedimiento ciertamente incluye todas las tareas del alistamiento que se han listado en la sección precedente, pero además involucra lubricación de todos los componentes principales, incluyendo cambios del volumen completo de lubricante cuando sea apropiado y el relleno parcial cuando haya déficit; si es necesario la inspección y ajuste del sistema de inyección de combustible y del sistema de encendido en los motores de gasolina o gas natural; el engrase de componentes, principalmente de la suspensión; el ajuste y reemplazo de piezas tales como las varias correas de transmisión que operan sistemas auxiliares como el de enfriamiento y el de generación de electricidad, incluyendo cuando corresponda la correa de distribución que trabaja al interior del motor; el reemplazo de filtros de aire, combustible y otros fluidos según sea apropiado; verificación de la condición de fusibles y en general del funcionamiento del sistema eléctrico, incluyendo luces y señalizadores; verificación del estado de los neumáticos, reparación y reemplazo según sea necesario.

c) Mantenimiento predictivoEn gestión de flotas se denomina mantenimiento predictivo a un procedimiento que pronostica el punto de falla de un componente nuevo de un vehículo, en términos del kilometraje a recorrer desde su instalación hasta el evento de falla, a fin de reemplazarlo tan cerca como sea posible del kilometraje al que se anticipa ocurriría la falla, pero antes de que el componente efectivamente falle.

Los principales beneficios del mantenimiento predictivo son que contribuye a maximizar el tiempo de uso efectivo de los componentes, a maximizar el tiempo de disponibilidad del vehículo, a minimizar los costos de mantenimiento y a planificar convenientemente el trabajo del taller de mantenimiento.

A fin de implementar prácticas de mantenimiento predictivo es necesario instalar un sistema de seguimiento detallado de la historia de fallas, reparaciones y reemplazos de los componentes de los vehículos de la flota, de tal manera que se genere una base de datos que haga posible un análisis estadístico de los eventos ocurridos durante un largo período, a fin de estimar la probabilidad de fallas futuras. Una condición esencial del mantenimiento predictivo es que se debe fundar en el análisis de datos que reflejen correctamente la historia de cada operación y cada flota en particular, ya que son las condiciones particulares de cada operación las que en definitiva determinan la vida útil de los componentes. Lo que ocurre en una flota dedicada a un cierto tipo de operación no implica que lo mismo ocurrirá en una flota dedicada a otro tipo de operación. Incidentalmente, esto explica que las estimaciones de duración de componentes generadas por los fabricantes rara vez se asemejan a la duración

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que se observa en la práctica.

Lo anterior deja en evidencia la gran importancia de mantener registros detallados de las actividades de mantenimiento, incluyendo los kilometrajes de los vehículos a los cuales se realizan las tareas de mantenimiento, la descripción de las tareas realizadas y por supuesto los componentes reemplazados. Además, es necesario complementar estos datos con información sobre las operaciones que realizan los vehículos, distinguiendo entre operaciones de diferentes tipos, tales como viajes de carretera de larga distancia, operaciones urbanas, operaciones de montaña, etc.

Queda entonces en evidencia que el volumen de datos necesarios para desarrollar un programa de mantenimiento predictivo efectivo es substancial, tanto debido a la naturaleza de la información requerida como al hecho que es necesario cubrir largos períodos de operación. La implementación de un sistema de mantenimiento basado en estos principios debe responder por lo tanto un plan de largo plazo, basado en un diseño cuidadosamente desarrollado para reflejar las condiciones específicas de cada operación.

d) Mantenimiento correctivoEl mantenimiento correctivo tiene por objeto reparar averías, fallas o desperfectos de funcionamiento de los vehículos a fin de retornarlos a condiciones normales de operación. Lo característico del mantenimiento correctivo es que se realiza después que ha ocurrido una falla, la que no había sido previamente anticipada. Esto significa que el mantenimiento correctivo en la mayoría de los casos se realiza sin planificación, en respuesta a la salida de los vehículos de sus operaciones por avería e incapacidad de funcionar debidamente, lo que a menudo se traduce en período de reparación o mantenimiento más largos de lo que estrictamente sería necesario.

La práctica del mantenimiento correctivo es dominante entre operadores que por una u otra razón continúan operando sus vehículos sin un mínimo de anticipación, hasta que en estos se producen fallas paralizantes. Sin embargo, el hecho es que rara vez las fallas de los vehículos se producen sin que antes de ello se hayan emitido señales de algún tipo. Como mínimo, los operadores deberían tomar acciones de mantenimiento correctivo en respuesta a estas señales, por ejemplo ciertos ruidos del motor u otros componentes, insuficiente potencia en subidas, desniveles de la carrocería debido a fallas en la suspensión, frenos inefectivos, etc. A modo de ejemplo, un observador experimentado notará que la emisión de humo negro refleja una combustión incompleta y pobre, es decir combustible que se quema sin que se convierta en movimiento; sus causas son variadas e incluyen factores tales como inyección incorrecta, exceso de combustible en el motor, válvulas en incorrectas condiciones, de operación, etc. El humo azul indica que se está quemando lubricante, lo cual significa que el lubricante entra a la cámara de combustión, por ejemplo debido a desgaste excesivo de componentes del motor, al uso de un lubricante inapropiado, o a la contaminación del combustible con el lubricante. El humo blanco ocurre cuando el diésel sale por el escape sin quemar y se puede deber a inyectores en mal estado, carencia de suficiente compresión, etc., o bien debido a la presencia de agua en la cámara de combustión, por ejemplo debido a empaquetaduras en mal estado.

En suma, el mantenimiento correctivo realizado sin anticipación o planificación alguna es reflejo de serias debilidades en los sistemas de gestión de flotas y esencialmente

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Evitar transportar peso innecesario

Mantener los neúmaticos en buen estado

Planificar el viaje considerando condiciones ambientales y de congestión

Conducir en la zona verde del tacómetro

Utilizar la marcha más alta permitida por las condiciones de conducción

Mantener la velocidad y cantidad de movimiento

Evitar aceleraciones y frenadas bruscas

Mantener distancia de separación

Evitar la operación ralentí

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no debe ocurrir en empresas que cuenten con el debido gerenciamiento. Si bien es entendible que muchas empresas no estén en situación de implementar un sistema de mantenimiento predictivo propiamente, al mismo tiempo todas deberían contar con procedimientos mínimos para anticipar fallas de componentes mayores, por ejemplo reportes rutinarios de los conductores e inspecciones periódicas de los vehículos. Claves de la conducción eficienteConviene completar este trabajo presentando un breve resumen de las acciones clave que contribuyen a la eficiencia energética de la conducción.

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CONCLUSIONESNo cabe duda que el rol del conductor es crucial en el desempeño de la empresa, y particularmente en el consumo de combustible que esta tenga. Como toda empresa sabe, el costo de combustible es típicamente el primer ítem de costo en importancia, por lo que dotar a los conductores de los conocimientos y técnicas que les ayuden a mejorar su desempeño debiera ser una tarea prioritaria.

En este libro se presenta una revisión de los principales temas que influyen en el consumo de combustible y de las técnicas para disminuirlo, trayendo además otros beneficios para el conductor y la empresa. Así mismo, se entregan algunas guías para la programación del desarrollo de actividades de capacitación basadas en la experiencia de los autores y la AChEE.

Con este material, más otros documentos preparados previamente por la AChEE, cualquier empresa debiera estar en condiciones de enfrentar un proyecto de capacitación de sus conductores y comenzar en el corto plazo a beneficiarse de los ahorros de combustible y dinero que se generen a partir de estas actividades.

Monseñor Nuncio Sótero Sanz n.º221Providencia, Santiago - Chile

(56-2) 2571 2200

/AChEEnergetica @AgenciAChEE

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Guía de Capacitación en Conducción Eficiente - Aspectos teóricos y prácticos

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