Factibilidad para la introducción de buses híbridos en sistemas BRT en América Latina: el caso de Transmilenio de Bogotá

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1 IIIEE Theses 2012 Factibilidad para la introducción de buses híbridos en sistemas BRT en América Latina: el caso de Transmilenio de Bogotá Sebastián Lema Supervisor Mårten Karlsson Tesis para la obtención del titulo Master of Science in Environmental Management and Policy Lund, Suecia, Septiembre 2012 Beneficiario Cofuturo 2011

2 You may use the contents of the IIIEE publications for informational purposes only. You may not copy, lend, hire, transmit or redistribute these materials for commercial purposes or for compensation of any kind without written permission from IIIEE. When using IIIEE material you must include the following copyright notice: Copyright Sebastian Lema, IIIEE, Lund University. All rights reserved in any copy that you make in a clearly visible position. You may not modify the materials without the permission of the author. Published in 2012 by IIIEE, Lund University, P.O. Box 196, S LUND, Sweden, Tel: , Fax: , ISSN

3 Agradecimientos Una vez completado este proceso de investigación que sin duda alguna ha sido una valiosa experiencia profesional no solo por los conocimientos adquiridos sino también por la oportunidad de vincularme a esta inmensa red de trabajo de transporte sostenible, debo iniciar agradeciendo a Walter Acosta quien fue la persona que inicialmente me propuso realizar esta investigación para Transmilenio, de igual manera a Mårten Karlsson y Fábio Lorençon quienes a pesar de su ocupada agenda me brindaron valiosos comentarios, fuentes de información y sugerencias durante todo este proceso de investigación. Durante la fase de recolección de información debo agradecer a todas las personas que de manera gentil dedicaron parte de su tiempo para atenderme durante mis visitas a Barcelona, Bogotá, Curitiba, Rio de Janeiro, Sao Bernardo, Sao Paulo y Nueva York; con quienes también entendí la importancia de que exista colaboración voluntaria para que las experiencias exitosas en transporte urbano puedan replicarse de unas ciudades a otras. Durante este año en Lund agradezco a todos los profesores y personal administrativo del IIIEE que contribuyen a hacer de este programa EMP uno de los mejores en su tipo alrededor del mundo y así mismo, a todos mis compañeros que convirtieron este año no solo una experiencia académica sino también en una inolvidable experiencia de vida. También agradezco a Margareta quien permitió que Lund y su casa se convirtieran en mi segundo hogar. Durante mi estadía en Bogotá agradezco a mis amigos y especialmente a María Elsa quienes con su cariño y compañía hicieron mucho más agradables las extensas jornadas de escritura de este documento, e igualmente a José Visbal por su eficiente colaboración con las traducciones realizadas. Por último y no menos importante agradezco a mi familia por su apoyo, pero especialmente a mi padre y a mi madre por enseñarme a creer en mis sueños. 3

4 Abstracto Los sistemas BRT (buses de transito rápido por sus siglas en inglés) han sido reconocidos alrededor del mundo por combinar las eficiencia de los sistemas de metro o tranvía con la flexibilidad y el bajo costo de los sistemas de bus convencionales. Aunque la introducción de estos sistemas ha contribuido a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y mejorar la calidad del aire, una de las mayores críticas a estos sistemas es que los buses suelen ser propulsados con diesel, que es un combustible fósil contaminante y no renovable. Bajo este escenario, este estudio evalúa la factibilidad de introducir buses híbridos eléctricos para sistemas de BRT en América Latina. Encontrando que los buses híbridos tienen beneficios comprobados como un 20% a 45% en ahorro de combustible y reducciones de hasta el 90% para algunos contaminantes atmosféricos locales con respecto a los autobuses diesel convencionales. Sin embargo, hay algunas limitaciones para su introducción como la falta de disponibilidad comercial de autobuses híbridos articulados, el mayor costo en el ciclo de vida de esta tecnología y la falta de información para determinar si los ahorros de combustible de los buses híbridos se vería afectada al transitar en altas velocidades. Por último, este estudio sugiere un conjunto de políticas para fomentar su introducción en Bogotá, como créditos blandos, políticas específicas para la disposición final de los autobuses, la introducción de normas regulatorias para promover tecnologías limpias y el establecimiento de un marco regulatorio para monetizar los impactos ambientales de los sistemas de propulsión para buses. Palabras clave: buses híbridos eléctricos, bus rapid transit, tecnologías transporte de bajo carbono, transporte sostenible. 4

5 Resumen ejecutivo A pesar de los múltiples ventajas ofrecidas por los sistemas BRT uno de los aspectos que sigue siendo objeto de análisis y constante mejora por parte de los operadores de los buses y autoridades públicas de transito es la contaminación generada por los motores diesel. En el caso de Bogotá donde los primeros buses introducidos en su sistema BRT conocido como Transmilenio ya están completando su vida útil de un millón de kilómetros, se ha generado un creciente interés en evaluar otras alternativas de propulsión para reemplazar los buses actuales, dentro de las cuales los buses híbridos son una de las opciones a considerar gracias a su potenciales ahorros de combustible y reducción de contaminantes atmosféricos. Bajo este escenario y utilizando como marco analítico la teoría de innovación de sistemas para la introducción de tecnologías de transporte de bajo carbono desarrollada por E4Tech, esta investigación busca determinar si es conveniente introducir buses híbridos para sistemas BRT en América Latina y así mismo, sugerir un conjunto de políticas que pudieran favorecer su introducción en la ciudad de Bogotá como caso de estudio. Para evaluar la conveniencia de buses híbridos se debe tener en cuenta que un sistema BRT como el de Bogotá utiliza dos tipos de buses, por un lado buses alimentadores que tiene características similares de tamaño y operación a un bus convencional y por otra parte los buses troncales, que son buses articulados y biarticulados de gran capacidad, transitan por carriles exclusivos y tienen una mayor velocidad promedio de operación con respecto a un sistema de bus convencional. Los resultados obtenidos con buses híbridos varían significativamente entre los diferentes casos de estudio analizados; por ejemplo, Nueva York implementó los primeros buses híbridos en 1998 y actualmente tiene 1,777 buses híbridos de los 5,560 que componen su flota, pero en este momento han decidido detener su implementación debido a los mayores costos de mantenimiento y poca confiabilidad que han obtenido con respecto a un bus diesel convencional moderno; por otra parte, Barcelona cuenta con un total de 1,064 buses de los cuales 60 son buses híbridos y esperan ampliar este tipo de tecnología al 30% de su flota, gracias a los resultados obtenidos en la operación pero también a la existencia de políticas de apoyo para promover tecnologías limpias de transporte. En el caso de Latinoamérica la introducción de tecnología hibrida se limita a experiencia de pruebas piloto en algunas ciudades y a las recientes pruebas realizadas por la Fundación Clinton en Curitiba, Sao Paulo, Rio de Janeiro y Bogotá. En términos generales los resultados de estas pruebas han sido positivos en cuanto a ahorros de combustible y reducción de contaminantes atmosféricos. Sin embargo, la opción de introducir este tipo de tecnología varía de acuerdo a las condiciones particulares de cada ciudad, por ejemplo, en el caso de Sao Paulo y Curitiba ya se ordenaron las primeras unidades de buses híbridos marca Volvo, mientras que en Rio de Janeiro están optando por buses Euro V potenciado con diesel de caña ya que para ellos la evaluación financiera resulta más favorable que la de un bus híbrido. En el caso de Bogotá existe un gran interés por pate de la administración pública para llevar a cabo la introducción de estos vehículos; sin embargo, su costo en el ciclo de vida sigue siendo mayor que un bus convencional, por lo cual su introducción solo podrá llevarse a cabo en la medida que existan las políticas necesarias que permitan compensar los extra costos en que deben incurrir los operadores de los buses. Con base en la información obtenida es posible afirmar que la conveniencia de introducir buses híbridos para BRT varía de acuerdo a los tipos de vehículos utilizados en el sistema, 5

6 por un lado el uso de buses híbridos para rutas troncales aún resulta incierta, pues la oferta de buses híbridos articulados y biarticulados aún es muy limitada y así mismo, no existen datos de pruebas que permitan estimar cuales serían los ahorros de combustible a altas velocidades de operación como las de una ruta troncal. Por otra parte, en los buses alimentadores su implementación resulta factible puesto que ya hay una oferta consolidad de buses híbridos de tamaño estándar, la madurez de la tecnología ya genera confianza en los operadores y los resultados de las pruebas han sido positivos. Sin embargo, el aspecto financiero se constituye en la mayor limitación para introducir los buses híbridos en las diferentes ciudades de América Latina, pero teniendo en cuenta que es una tecnología de transporte de bajo carbono que aún se encuentra en etapa de desarrollo, resulta totalmente factible la introducción de políticas de apoyo para favorecer su introducción. En el caso de Bogotá las principales políticas sugeridas son: créditos blandos con condiciones preferenciales de financiación para la compra de los buses, políticas específicas para la disposición final y venta de buses usados, la introducción de normas regulatorias para promover tecnologías limpias de transporte y el establecimiento de un marco regulatorio que permita monetizar los impactos ambientales de las diferentes tecnologías de propulsión para buses. 6

7 Tabla de Contenido AGRADECIMIENTOS... 3 ABSTRACTO... 4 RESUMEN EJECUTIVO... 5 TABLA DE CONTENIDO... 7 ABREVIACIONES INTRODUCCIÓN DEFINICIÓN DEL PROBLEMA PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN METODOLOGÍA ALCANCES Y LIMITACIONES AUDIENCIA BRT - BUS DE TRANSITO RÁPIDO ANTECEDENTES INFRAESTRUCTURA PARA BRT Corredores viales Estaciones Sistemas de transporte inteligente (ITS) Validación del tiquete VEHÍCULOS PARA BRT Dimensiones Altura del piso Puertas Capacidad de pasajeros Estética Propulsión CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES DE LOS BRT ESQUEMA PARA LA TOMA DE TOMA DE DECISIONES BUSES HÍBRIDOS ELÉCTRICOS ANTECEDENTES TECNOLOGÍA HIBRIDA ELÉCTRICA Híbrido en serie Híbrido en paralelo CARACTERÍSTICAS DE LOS BUSES HÍBRIDOS ELÉCTRICOS Aspectos ambientales Aspectos financieros Aspectos operacionales OFERTA DE BUSES HÍBRIDOS EN AMÉRICA LATINA Agrale Eletra Foton MAN Mercedes Benz Scania Tatsa Volvo Youngman

8 3.5 VIABILIDAD DE BUSES HÍBRIDOS ELÉCTRICOS PARA BRT CASOS DE ESTUDIO BARCELONA CURITIBA SAO PAULO RIO DE JANEIRO NUEVA YORK BOGOTÁ Transmilenio Combustibles utilizados ANÁLISIS Y DISCUSIONES MARCO ANALÍTICO-TEORÍA DE INNOVACIÓN DE SISTEMAS Madurez de la tecnología y políticas IMPLEMENTACIÓN DE LA TEORÍA DE INNOVACIÓN DE SISTEMAS EN LA INTRODUCCIÓN DE BUSES HÍBRIDOS EN AMÉRICA LATINA Etapas del proceso de innovación tecnológica Políticas para la introducción de tecnologías de transporte de bajo carbono POLÍTICAS ESPECÍFICAS PARA LA INTRODUCCIÓN DE BUSES HÍBRIDOS ELÉCTRICOS DISCUSIÓN CONCLUSIONES BIBLIOGRAPHY LIST OF INTERVIEWS

9 Lista de Tablas Tabla 2-1 Clasificación de las vías por nivel de segregación Tabla 2-2 Configuraciones de buses para BRT en América Latina Tabla 2-3 Comparación de sistemas de transporte masivo Tabla 3-1 Principales aspectos ambientales, financieros y operacionales de los buses híbridos Tabla 3-2 Oferta actual y potencial de buses híbridos eléctricos en América Latina Lista de Figuras Figura 1-1 Etapas del proceso de investigación Figura 2-1 Países que actualmente cuentan con sistemas BRT en operación Figura 3-1 Diagrama de un vehículo híbrido en serie Figura 3-2 Diagrama de un vehículo híbrido en paralelo Figura 4-1 Comparación de contaminantes atmosféricos y consumo de combustible entre un bus diesel Euro III y un bus híbrido en la ciudad de Curitiba Figura 4-2 Comparación de contaminantes atmosféricos y consumo de combustible entre bus diesel e híbrido en la ciudad de Sao Paulo Figura 5-1 Etapas en la Innovación de Sistemas Figura 5-2 Penetración del mercado y madurez de la tecnología Figura 5-3 Políticas de apoyo para tecnologías de transporte de bajo carbono Abreviaciones BRT BHE CCI GNC MCI ITS I&D MTA RIT TMB VHE Bus de Transito Rápido Bus Híbrido Eléctrico Iniciativa Climática Clinton Gas Natural Comprimido Motor de Combustión Interna Sistemas de Transporte Inteligentes Investigación y Desarrollo Metropolitan Transit Authority Rede Integrada de Trasnporte Transports Metropolitans de Barcelona Vehículo Híbrido Eléctrico 9

10 1 Introducción El sistema de BRT (bus de transito rápido por sus siglas en inglés) es un sistema de transporte colectivo originado en Curitiba, Brasil en el año de 1974, cuya aplicación y desarrollo se ha extendido a diversas ciudades de Norteamérica, Centroamérica, Europa, Asia, Australia y Sudáfrica (Weinstock, Hook, Replogle, & Cruz, 2011). Su innovación radica en combinar algunas ventajas de los sistemas de metro pesado y metro ligero, con los menores costos de infraestructura y operación de los sistemas de autobuses tradicionales. Estos sistemas se diferencian de los autobuses tradicionales por características como: el uso de carriles exclusivos, sistemas de pago de tiquetes fuera del autobús, el uso de autobuses de alta capacidad y la mayor frecuencia de servicio; para ofrecer a los usuarios un sistema de transporte más rápido y eficiente, conservando la flexibilidad y los menores costos de los autobuses tradicionales. Los sistemas BRT pueden contribuir a mejorar la calidad del aire y reducir las emisiones de gases efecto invernadero, si se comparan con los sistemas de buses tradicionales o el uso del automóvil particular. Tal es el caso del sistema Transmilenio de Bogotá que fue certificado como proyecto MDL (Mecanismo de Desarrollo Limpio) ante la UNFCC por la reducción de 1.6 millones de toneladas de CO 2 equivalente entre el periodo (UNFCCC, 2012). Sin embargo, los BRT también han sido objeto de críticas porque los autobuses utilizados son usualmente propulsados por motores diesel, cuyas emisiones contienen elementos contaminantes como material particulado, precursores de ozono, benceno, arsénico, dioxinas, formaldehído, entre otros. Los cuales generan impactos negativos en la salud humana, siendo incluso clasificadas como emisiones cancerígenas bajo ciertos niveles de exposición que aún no han sido determinados (Ranganathan, n.d.). En respuesta a la necesidad de mejorar la calidad del aire, sumado a la necesidad de reducir las emisiones de carbono y disminuir la dependencia de combustibles fósiles; un creciente número de agencia de transporte a nivel mundial están evaluando diferentes alternativas de propulsión para sus flotas de buses, entre las cuales figuran el uso de biocombustibles, gas natural, pilas de hidrogeno, vehículos eléctricos y la tecnología hibrida eléctrica. Dentro de estas opciones, un estudio de Frost & Sullivan indica que la tecnología hibrida será la principal alternativa de propulsión para camiones de peso mediano y autobuses en el año 2020 (Kilcarr, 2011); así mismo, un reporte del Environmental and Energy Study Institute señala como un creciente número de agencias de transporte estan implementando buses híbridos electricos gracias a su menor consumo de combustible y reduccion de emisiones a la atmosfera (Ranganathan, n.d.) 1.1 Definición del problema El sistema BRT de Bogotá conocido como Transmilenio comenzó a operar en el año 2000 y actualmente es uno de los mayores sistemas de BRT del mundo, con una flota de autobuses, que transporta cerca de pasajeros durante las horas pico (Transmilenio, 2012). Teniendo en cuenta que los primeros buses introducidos en Transmilenio están completando su vida útil de un millón de kilómetros, es necesario evaluar distintas alternativas para sustituir a los actuales buses diesel, entre las cuales la tecnología híbrida eléctrica aparece como una de las opciones a ser consideradas. Si bien existen diversos estudios tanto sobre sistemas BRT, como sobre vehículos híbridos eléctricos, muy poco se ha escrito acerca de la factibilidad de introducir buses híbridos en sistemas BRT, lo cual es necesario si se tiene en cuenta que los vehículos utilizados en BRT 10

11 tienen características particulares como tamaño, diseño y velocidad de operación que requieren un análisis particular. 1.2 Preguntas de investigación Aunque un número creciente de fabricantes de buses en América Latina y otras regiones del mundo están incluyendo la tecnología híbrida en su portafolio de productos y algunas ciudades latinoamericanas ya han iniciado pruebas con buses híbridos. Aún existe un alto grado de incertidumbre sobre esta nueva tecnología y las políticas necesarias para favorecer su introducción. Con el fin de aclarar las incertidumbres para los fabricantes de autobuses, las autoridades públicas y los operadores de autobuses, este estudio responde a las siguientes preguntas de investigación: Es factible introducir buses híbridos para sistemas BRT en América Latina? Qué instrumentos de política pública pueden favorecer la introducción de buses híbridos en Bogotá como caso de estudio? 1.3 Metodología Teniendo en cuenta que la utilización de buses híbridos en sistemas BRT es un tema relativamente nuevo en la literatura académica, gran parte de la información recolectada corresponde a fuentes de información primaria cómo visitas y entrevistas realizadas en las ciudades de Bogotá, Sao Paulo, Rio de Janeiro, Curitiba Nueva York y Barcelona. Complementada con fuentes de información académica y reportes técnicos de los fabricantes de buses y las agencias de transporte. El cronograma de trabajo de esta investigación está dividido en las cinco fases descritas a continuación: Definición de alcance y marco analitico Revision de literatura Revision de casos de estudio Identificación de politicas para promover BHE Conclusiones y recomendaciones Figura 1-1 Etapas del proceso de investigación Una fase inicial para definir el alcance de la tesis y estructurar el marco analítico utilizado, que en este caso corresponde a la teoría de innovación de sistemas para la evaluación de tecnologías de transporte de bajo carbono. Aunque este marco analítico fue utilizado durante todo el proceso de investigación, esta será explicada en detalle en el capítulo de análisis y discusiones para facilidad del lector. La segunda fase corresponde a una revisión de la literatura existente sobre sistemas BRT, con el objetivo de conocer su desarrollo e implementación América Latina, así como también, para identificar las características particulares que podrían influenciar en la adopción de tecnología hibrida eléctrica. En esta fase también se llevó a cabo una revisión bibliográfica sobre la tecnología hibrida eléctrica para buses, enfocándose principalmente en las opciones disponibles a nivel comercial en América Latina, dejando en un segundo plano tecnologías que actualmente se encuentran en fase de investigación y desarrollo. 11

12 La tercera fase corresponde a la revisión de casos internacionales, para lo cual se visitaron las ciudades de Rio de Janeiro, Curitiba, Sao Paulo, Nueva York y Barcelona. Dentro de esta fase también realizaron visitas a las fábricas de buses Volvo y Eletra en Brasil, las cuales comercializan buses híbridos eléctricos. Complementariamente a la visita a Brasil, se llevaron a cabo entrevistas con diversos fabricantes de buses que cuentan con representación comercial en América Latina. La cuarta fase consiste en analizar las etapas del proceso de innovación tecnológica de los buses híbridos en América Latina, e identificar políticas que podrían promover su introducción. Como quinta fase, el conjunto de políticas previamente identificadas son evaluadas en el caso de Bogotá, con el fin de elaborar conclusiones sobre la conveniencia de introducir buses híbridos para sistemas BRT en América Latina y establecer algunas sugerencias para favorecer su introducción en Bogotá. 1.4 Alcances y limitaciones La evaluación de tecnologías de propulsión para buses urbanos se realiza usualmente mediante un análisis transversal donde se aplican los mismos criterios de evaluación para las diferentes tecnologías disponibles en el mercado, tales como, diesel, biocombustibles, gas natural, buses eléctricos e híbridos. Sin embargo, el alcance de este estudio está delimitado a evaluar la factibilidad de introducir buses híbridos para BRT, dejando de lado otras tecnologías potenciales que también deben ser tenidas en cuenta para futuros estudios. Las fuentes de información utilizadas para este estudio están delimitadas de acuerdo con el tipo de datos requeridos, por ejemplo, los buses híbridos evaluados corresponden a los modelos que actualmente están disponibles en el mercado latinoamericano o que podrían llegar a ser ofrecidos en un futuro próximo. Con respecto a los casos internacionales de estudio analizados, estos se limitaron a tres ciudades brasileñas que tienen condiciones similares a Bogotá y que ya han llevado a cabo pruebas con buses híbridos; así mismo, a Barcelona y Nueva York que ya tienen varios años de experiencia con la tecnología híbrida en su flota de autobuses. 1.5 Audiencia La audiencia prevista para esta investigación son los stakeholders involucrados en la oferta y demanda de buses en América Latina. En el lado de la oferta se encuentran los fabricantes y distribuidores de buses, mientras que en la demanda se encuentran las agencias de transporte, operadores de buses y gobiernos locales. Sin embargo, este estudio también puede ser de interés para la audiencia interesada en el transporte sostenible y en las tecnologías de transporte de bajo carbono. 12

13 2 BRT - Bus de Transito Rápido El bus de transito rápido o BRT por sus siglas en ingles es un sistema de transporte colectivo que busca combinar las características funcionales de un metro o tranvía con la flexibilidad y bajos costos de los buses (Deng, 2010). El concepto de BRT fue desarrollado en América Latina durante la década de los 70 s cuando el crecimiento de las ciudades demando la creación de sistemas de transporte masivo que pudieran ser desarrollados con una limitada cantidad de recursos financieros; y gracias a su éxito, estos sistemas se han extendido a más de 100 ciudades en casi todas las regiones del mundo (EvoBus GmbH, 2012). 2.1 Antecedentes El concepto moderno de BRT surge en la ciudad de Curitiba, Brasil en 1972 cuando el entonces alcalde Jaime Lerner incluyó en el plan de desarrollo de la ciudad un sistema de transporte conocido como Rede Integrada de Transporte, este sistema fue concebido como un metro sobre superficie que utilizaba buses en vez de rieles y vagones (Embarq, n.d.). Uno de los principales componentes del BRT es el uso se carriles exclusivos para los buses, aunque este concepto ya se había desarrollado previamente en la ciudad de Chicago en 1939 (Deng, 2010). Adicionalmente el sistema de Curitiba incorporó otros conceptos como el uso de estaciones con plataforma y la validación del tiquete antes de abordar el bus (Embarq, n.d.), lo que permite el abordaje de un gran número de personas en pocos segundos, tal como sucede en un sistema metro. El primer corredor de bus de Curitiba fue desarrollado en una zona de bajos ingresos y con alta demanda de transporte, posteriormente se incluyeron otros corredores y un sistema de buses alimentadores para ampliar el cubrimiento del sistema (Deng, 2010). Para permitir un mayor flujo de pasajeros, la Rede Integrada de Transporte cuenta con buses articulados para 170 pasajeros y biarticulados para 250 pasajeros y el abordaje se realiza en las denominadas estaciones tubo, tal como se observa en la imagen. Estación de BRT en Curitiba Otra de las ciudades que marcó un hito importante en el desarrollo del BRT fue la ciudad de Bogotá con su sistema Transmilenio que inició operaciones en el año A diferencia de Curitiba, Transmilenio incorporo carriles de sobrepaso para permitir el paso de rutas expresas y reemplazo las estaciones a los costados de la vía por estaciones centrales que permiten el abordaje en ambos sentidos. Este sistema llega a BRT en la ciudad de Bogotá transportar hasta 46 mil pasajeros por hora en cada sentido (Peñalosa, 2008) y ha sido denominado como el único sistema full BRT gracias a su amplia cobertura y características de servicio (Pardo, 2009). Eliminado: Bus station for BRT in Curitiba Con formato: Fuente: Cursiva, Español (España - alfab. tradicional) Eliminado: us rapid transit system in Con formato: Fuente: Cursiva, Español (Colombia) Con formato: Español (Colombia) 13

14 Tras la experiencia de Bogotá y Curitiba, los BRT se han ido consolidando como una opción eficiente para mejorar los sistemas urbanos de transporte, gracias a sus menores costos de infraestructura, rápida construcción, integración con los sistemas existentes y la posibilidad auto sostenibilidad financiera durante su operación; con lo cual se han ido extendiendo a otras ciudades de América Latina, Asia, Norte América, Europa, Oceanía y África; tal como se puede observar en la figura 2-1. Figura 2-1 Países que actualmente cuentan con sistemas BRT en operación. (Adaptado de EvoBus GmbH (2012)) 2.2 Infraestructura para BRT Es importante aclarar que el termino BRT surgió después de la implementación del primer sistema de este tipo en Curitiba. Por tal razón, no se puede hablar de un modelo inicial que haya sido llevado a la práctica, sino más bien de un conjunto de experiencias y aprendizajes de varias ciudades que han ido forjando y mejorando el concepto de BRT. Si bien no todos los BRT son iguales, es posible identificar ciertos elementos comunes como las vías utilizadas, las estaciones de autobuses, los sistemas de validación de tiquetes, el uso de tecnologías inteligentes de transporte y el tipo de vehículos utilizados; cuyas principales características serán explicadas a continuación: Corredores viales El tipo de corredor utilizado suele ser el componente más costoso para la introducción de un BRT y se constituye en un aspecto clave para la planeación y desarrollo de la ciudad. Hinebaugh (2004) identifica tres características de los corredores viales para un sistema BRT: la exclusividad de los carriles, la marcación las vías y la utilización de sistemas de guía. 14 Corredor vial para BRT en Bogotá Eliminado: Bus corridor for BRT in Bogotá Con formato: Fuente: Cursiva, Español (Colombia) Con formato: Español (Colombia)

15 Exclusividad de los carriles: es uno de los aspectos fundamentales del sistema, pues mientras más segregado esté el carril del bus con respecto a los demás vehículos, el BRT tendrá una mayor confiabilidad y velocidad de operación (Martínez, 2009). De acuerdo a Levinson (2003), se pueden identificar cinco niveles de segregación para las vías. Tabla 2-1 Clasificación de las vías por nivel de segregación. (Fuente: Levinson (2003)) Tipo Infraestructura Descripción I Túneles o viaductos elevados exclusivos para autobuses Vías exclusivas con un flujo vehicular ininterrumpido II Carriles exclusivos en autopistas Vías exclusivas con una limitada interrupción del flujo vehicular III IV Carriles exclusivos en vías arterias medianas Carriles de uso preferencial para buses Vías exclusivas separadas mediante una barrera física de los demás vehículo Vías de uso preferente para buses que no cuentan con una barrera física para su separación V Tráfico mixto Vías de uso compartido entre buses y vehículos particulares Marcación de las vías: evita la invasión de los carriles exclusivos por parte de los demás vehículos, para tal fin existen diferentes técnicas tanto físicas como visuales, las cuales pueden ser combinadas para lograr una mayor efectividad. Las barreras físicas incluyen bordillos, bolardos, pavimento rizado o carriles con diferente elevación; mientras que la marcación visual comprende señales de tránsito, líneas en las vías o pavimento de diferente color (Hinebaugh, 2004). Sistemas de guía: permiten controlar el movimiento lateral del vehículo de manera similar a los rieles de un tren. La mayoría de BRT no utilizan este tipo de sistemas y el control del vehículo depende únicamente de la destreza de conductor. Sin embargo, algunos BRT incorporan sistemas de guía como barreras físicas similares a los rieles o sensores ópticos o electromagnéticos que facilitan la conducción del bus (Hinebaugh, 2004) Estaciones Las estaciones de BRT pueden variar desde un simple paradero de bus que solo permite el acceso al bus a complejas estaciones de transporte intermodal que conectan a los usuarios con otros medios de transporte y brindan servicios adicionales de información y comercio (Hinebaugh, 2004). De acuerdo a Levinson (2003) las estaciones de BRT deben cumplir con ciertos requisitos como un diseño de alta calidad que enriquezca el paisaje de la ciudad, facilite la identificación del sistema y al mismo tiempo respete el entorno Estación de bus para BRT en Curitiba urbanístico y la comunidad que las rodea. Por su parte Hinebaugh (2004) identifica cinco aspectos que deben ser tenidos en cuenta para el diseño de las estaciones: Eliminado: Bus station for BRT in Con formato: Fuente: Cursiva, Español (Colombia) Con formato: Español (Colombia) 15

16 Estación base: el tipo de estaciones puede variar de acuerdo a su complejidad y comprenden: o estaciones simples que cuentan con una cubierta para proteger a los pasajeros de la intemperie; o estaciones mejoradas que a diferencia de las anteriores incluyen otras facilidades como paredes de vidrio, cestos de basura, teléfonos públicos o cajeros automáticos; o estaciones específicas para BRT, que incluyen plataformas de acceso elevado y servicios de información para el usuario; o y por último las terminales de transporte intermodal que son las más complejas pues permiten la transferencia de pasajeros del BRT hacia otros medios de transporte urbano e intermunicipal. Altura de la plataforma de abordaje: la altura de la estación con respecto a la puerta de acceso al vehículo determina el acceso de personas con movilidad reducida y la velocidad de abordaje. Su altura para buses de piso bajo suele estar entre los 15 a 25 cm y para buses con acceso elevado como los que operan en Curitiba y Bogotá la altura es de 90 cm (Moller, 2006), con lo cual se evita la operación de buses convencionales en las estaciones del BRT. La longitud de la plataforma puede ir desde 12 metros para permitir el abordaje de un solo bus convencional, hasta 90 metros o más para permitir el abordaje simultaneo de varios buses articulados. Facilidades de sobrepaso: una de las ventajas de los BRT con respecto a sistemas de metro es la posibilidad de tener líneas expresas que no se detienen en todas las estaciones, para llevar a cabo el adelantamiento entre los buses existen dos opciones: contar con sistemas de bahía en cada estación con lo cual el bus que se detiene no obstaculiza el flujo vehicular, o contar con carriles de adelantamiento a lo largo de los corredores viales (Fetranspor, 2010) Sistemas de transporte inteligente (ITS) Los ITS son una combinación de desarrollos tecnológicos que buscan mejorar la comodidad, seguridad y confiabilidad de los sistemas de transporte mediante la recolección, análisis y difusión de información en tiempo real (Deng, 2010). Los BRT s usualmente combinan diversas aplicaciones de ITS y en esta medida su óptimo funcionamiento dependerá de la adecuada integración y sinergia obtenida por diversas tecnologías, tales como las que se describen a continuación: Localización automática de vehículos: es una aplicación basada en tecnología GPS que determina la ubicación y velocidad de los vehículos. Esto permite optimizar el flujo vehicular y reaccionar ante imprevistos que alteren el normal funcionamiento del sistema. Así mismo, brinda información a los usuarios en tiempo real sobre tiempos de espera y rutas sugeridas. Control integrado de señales de tránsito: este sistema da prioridad a la circulación de los vehículos BRT en las intersecciones semaforizadas. Por ejemplo, se aumenta el tiempo en que el semáforo se mantiene en verde para dar prioridad a vehículos que se encuentran retrasados o se modifica el flujo vehicular bajo condiciones particulares que así lo requieran. Sistemas automatizados de despacho: los sistemas automáticos de despacho determinan el número de buses que deben estar en operación, de acuerdo a la programación establecida y a contadores automatizados de pasajeros en las estaciones. 16

17 Sistemas de apoyo: se pueden incorporar otros sistemas de soporte como cámaras de video, sistemas de comunicación o sistemas de alarma que contribuyen a mejorar la seguridad del BRT para usuarios y operadores Validación del tiquete El proceso de compra y validación del tiquete es fundamental para un sistema BRT pues determina el tiempo de abordaje y la complejidad de los servicios ofrecidos en las estaciones. A diferencia de los sistemas de buses convencionales la mayoría de BRT tienen sistemas de validación antes de abordar el vehículo, con lo cual se disminuye el tiempo de abordaje y se mejora la experiencia del usuario (Levinson, 2003). Para un mayor detalle, a continuación se explican tres diferentes sistemas de validación identificados por Hinebaugh (2004): Pago y validación a bordo: el usuario adquiere el tiquete mediante una caja registradora o sistema de validación de tiquetes al interior del bus. Aunque su costo es relativamente bajo, este sistema solamente es conveniente para atender rutas con una un bajo flujo de pasajeros, pues el tiempo de abordaje es relativamente alto, especialmente cuando se hace por una única puerta. Control de ingreso y/o salida de las estaciones: en este sistema el usuario debe comprar y validar el tiquete antes de ingresar al bus, para tal fin las estaciones requieren una infraestructura adicional como máquinas dispensadoras, torniquetes u operarios que vendan y validen los tiquetes. Aunque este sistema tiene mayores costos de infraestructura, su gran ventaja es la reducción en los tiempos de abordaje. Autoservicio o prueba de pago: en este sistema el usuario también debe adquirir el tiquete previamente, con la diferencia que no existe un sistema de validación que le impida su ingreso al autobús. Sino que está sujeto a un sistema de validación por parte de agentes que aleatoriamente suben a los autobuses para solicitar los tiquetes a los pasajeros. Su ventaja es el menor costo de infraestructura, aunque está sujeto a la evasión en el pago de la tarifa por parte de algunos usuarios. 2.3 Vehículos para BRT En un sistema BRT se identifican dos tipos de vehículos de acuerdo a sus funciones: por una parte los buses troncales que transitan por los corredores viales, se detienen únicamente en las estaciones del BRT y tienen una mayor capacidad de pasajeros; y por otra parte los buses alimentadores, cuya función es transportar a los pasajeros desde los corredores complementarios hacia las estaciones del BRT, suelen tener una menor capacidad de pasajeros y se asemejan a un bus convencional. Un bus adecuado para BRT debe reunir ciertas características como alta capacidad de pasajeros, adecuado nivel de confort, fácil accesibilidad, fácil identificación y uso de tecnologías limpias (Deng, 2010). A esto se suman otros aspectos funcionales como facilidades para personas con movilidad reducida, iluminación adecuada y el uso de calefacción o aire acondicionado si las condiciones climáticas así lo requieren (Martínez, 2009). A continuación se describen en mayor detalle las principales características de un vehículo BRT: Dimensiones La dimensión del vehículo suele estar limitada por las regulaciones locales de transporte y las características físicas de las vías en cada ciudad. Por lo general, el ancho de un bus es de 2.6 m y su altura es de 3 m aproximadamente. Sin embargo, la longitud del bus puede variar desde los 12 m hasta los 27 m, tal como se observa en la tabla 2-2. A su vez existe un amplio 17

18 rango de capacidad de pasajeros entre buses de la misma longitud, lo cual obedece principalmente a la configuración de las sillas que determina el número de pasajeros que viajan sentados o de pie y a las regulaciones de transporte en cada ciudad. Tabla 2-2 Configuraciones de buses para BRT en América Latina. (Adaptado de SIBRT (2012)) Configuración Longitud Ancho Capacidad de pasajeros Bus padrón 12 m 2.6 m Bus de tres ejes 15 m 2.6 m Bus articulado m 2.6 m Bus biarticulado m 2.6 m Además de los vehículos descritos en la tabla 2-2, también se pueden utilizar pequeños buses de 9 m de longitud o menos, los cuales suelen operar como buses alimentadores o en rutas de bus convencional interconectadas al sistema BRT. Bus troncal de 27,2 m Bus alimentador de 12m Altura del piso Actualmente la mayoría de buses utilizados para transito urbano en Latinoamérica, utilizan carrocería con piso alto, entrada baja y escalones en la entrada; lo que aumenta los tiempos de abordaje y limita el acceso para personas con movilidad reducida, aunque en algunos casos se pueden incorporar sistemas elevadores para sillas de ruedas. Desde la introducción del primer bus de piso bajo por parte del fabricante Denis en 1976 (MAN SE, 2010), esta configuración ha ganado popularidad en diversos países, gracias sus ventajas de accesibilidad para personas mayores, coches de bebe e incluso sillas de ruedas. Sin embargo, su limitación es la menor capacidad de pasajeros por el espacio que ocupan las ruedas y un mayor costo en la fabricación de la carrocería (Fioravanti, 2012). Eliminado: Trunk bus in Bogotá of Con formato: Fuente: Cursiva, Español (Colombia) Con formato: Español (Colombia) Eliminado: Feeder bus in Bogotá Con formato: Fuente: Cursiva, Español (España - alfab. tradicional) Eliminado: of Con formato: Español (España - alfab. tradicional) Una tercera configuración que ha sido bastante común en los BRT usados en América Latina, son los autobuses de piso alto con entrada alta, estos buses combinan las ventajas de ambos sistemas, pero requieren el uso de estaciones específicamente diseñadas para estos vehículos, pues las puertas de acceso están ubicadas a una altura de cm. 18

19 2.3.3 Puertas Además de la altura del piso, otro de los factores que influye en los tiempos de abordaje es el tamaño y número de puertas. Para un sistema con un alto flujo de pasajeros es preferible el uso de múltiples puertas de entrada, lo que a su vez requiere que el sistema de validación de tiquetes no sea realizado por el conductor. El número de puertas varía de acuerdo a la longitud del bus, por ejemplo los buses de 12 m pueden tener dos o tres puertas, los buses articulados tiene cuatro puertas y los biarticulados tiene siete puertas. Bus BRT con puertas y piso alto Con formato: Fuente: Cursiva, Español (Colombia) La posición de las puertas también puede variar de acuerdo a la configuración de los corredores viales, tradicionalmente las puertas se encuentran ubicadas en el lado derecho del vehículo, sin embargo en corredores como el de Bogotá o Curitiba las puertas pueden estar ubicadas al lado derecho o a ambos costados del vehículo (Levinson, 2003). Esto permite el uso de estaciones centrales que operan en ambos sentidos y se elimina la necesidad de tener estaciones en cada sentido de la vía Capacidad de pasajeros La capacidad total de pasajeros está determinada por la capacidad máxima de carga y la configuración interna del vehículo, que determina el número de pasajeros que viajan sentados y de pie. De acuerdo a Levinson (2003) en un metro cuadrado pueden viajar dos pasajeros sentados, mientras que en ese mismo espacio de pueden acomodar hasta cuatro o cinco pasajeros, por tal razón la capacidad total de pasajeros está determinada en gran medida por la configuración de las sillas del vehículo. Así mismo, el número de pasajeros también se puede ver limitado por las reglamentaciones locales para peso máximo de los vehículos, que suele estar expresado en número máximo de toneladas por eje. Esta limitación debe ser tenida en cuenta para la implementación de nuevas tecnologías de propulsión que aumenten el peso del vehículo. Por ejemplo, el peso adicional de las baterías de un bus eléctrico o híbrido podría reducir el número máximo de pasajeros con respecto a un bus convencional (González, 2012) Estética Además de los componentes mecánicos, el aspecto visual del vehículo también es importante, para facilitar la identificación del sistema y para mejorar la aceptación por parte de los usuarios. Para esto se utilizan carrocerías modernas con amplias ventanas y patrones de pintura que permitan distinguir los diferentes tipos de buses de acuerdo al tipo de operación o configuración del vehículo. En el interior el uso de materiales de alta calidad, la iluminación, sistemas de información al usuario y sistemas de control de temperatura contribuyen a mejorar la percepción del usuario (Hinebaugh, 2004) Propulsión El sistema de propulsión utilizado en los buses de BRT determina la aceleración, velocidad máxima, combustible utilizado, emisiones, autonomía y costos de mantenimiento de los 19 Eliminado: BRT bus with high door and high floor Con formato: Español (Colombia)

20 vehículos (Hinebaugh, 2004). Aunque actualmente existe una amplia gama de sistemas de propulsión tanto en fase comercial como en etapa de desarrollo, el principal sistema de propulsión para buses sigue siendo el motor de combustión interna alimentado con diesel. A pesar de esto, un gran número de agencias de transporte están adoptando o evaluando otros sistemas de propulsión con el objetivo de reducir el impacto ambiental y disminuir la dependencia de combustibles fósiles. Si bien el alcance de esta investigación se encuentra limitado a los buses propulsados con tecnología hibrida eléctrica, a continuación se describen brevemente los sistemas de propulsión más comunes para buses. Motor de combustión interna El primer registro de patente para un motor de combustión interna fue en 1823 por parte de Samuel Brown y su primera utilización para un vehículo automotor se patento en 1886 por parte de Karl Benz. Su principio básico de funcionamiento es la conversión de energía química a energía mecánica, para tal fin se quema una mezcla comprimida de aire y combustible dentro de una cámara o pistón, esto genera un movimiento alternativo del pistón que posteriormente se convierte en un movimiento rotatorio que va conectado al sistema de transmisión del vehículo. Las fuentes más comunes de combustible utilizado para el motor de combustión interna se describen a continuación: Diesel: es un combustible fósil obtenido del petróleo, usualmente es más fácil de refinar que la gasolina, por lo cual su costo es menor pero contiene mayores compuestos minerales y azufre. Su principal ventaja es su bajo costo, bajo consumo y amplia disponibilidad; mientras que sus principales desventajas son las emisiones de CO 2 y contaminantes atmosféricos. Biodiesel: es un combustible con propiedades similares al diesel derivado del petróleo, con la diferencia que este es obtenido a partir de grasas de origen animal o vegetal. Puede ser mezclado con diesel convencional en diferentes proporciones que son denotadas por la letra B seguida de un número que indica la proporción de diesel en la mezcla. Por ejemplo B100, corresponde a 100% biodiesel o B50 que corresponde a 50% de biodiesel y 50% de diesel convencional (Rozo, 2012). Su principales ventajas son la reducción de emisiones de CO 2 frente a combustibles derivados del petróleo y que en la mayoría de los casos pueden operar directamente en motores diesel sin modificación alguna; entre sus desventajas figuran las mayores emisiones de NOx (Lorençon, 2012a) y la discutida afectación de la seguridad alimentaria debido a la expansión de la frontera agrícola por el uso de tierras agrícolas destinadas a los biocombustibles. Gas Natural Comprimido (GNC): el gas natural comprimido es un combustible de origen fósil compuesto principalmente de metano. A pesar de que el metano tiene un factor de emisión veinte veces mayor que el dióxido de carbono, al usarse en un motor de combustión interna suele tener menores emisiones de gases efecto invernadero (Nylund, Erkkilä, Lappi, & Ikonen, 2004). En cuanto a sus desventajas se encuentra el peso adicional de los cilindros de gas y las modificaciones que se deben realizar al vehículo y a las estaciones de combustible para suministrar el combustible a alta presión. Biogás: es un biocombustible generado por la descomposición anaeróbica de materia orgánica como residuos agrícolas, alimenticios o aguas residuales. Para ser usado en un motor de combustión interna, el biogás debe ser optimizado para eliminar materiales contaminantes y elevar la proporción de metano contenido en el gas. Su gran ventaja es 20

21 su balance neutro de CO 2, mientras que su mayor limitación es la disponibilidad regular de materias primas para llevar a cabo su producción a gran escala y de una manera economicamente factible (Dzene, 2009). Etanol: es un combustible obtenido a partir de la fermentación de azucares y levadura, puede mezclarse con gasolina en cuyos casos es denotado con la letra E seguida de la proporción de etanol en la mezcla, por ejemplo E10, E85 o E100. Su producción se obtiene principalmente a partir de plantas como la caña de azúcar y el maíz, lo cual al igual que el biodiesel ha generado controversia por el efecto sobre el precio de los alimentos. En cuanto a sus aspectos operacionales, el etanol demanda un mayor consumo de combustible y los motores requieren un mantenimiento más frecuente comparado con el diesel (Wilson, 2012). Motor eléctrico El principio básico de los motores eléctricos es transformar la energía eléctrica en energía mecánica, mediante la interacción de campos electromagnéticos que generan el movimiento circular de un rotor. Algunos motores pueden operar de manera inversa, transformando la energía mecánica en energía eléctrica, lo cual en vehículos se conoce como sistema de frenado regenerativo. Existen dos tipos principales de buses eléctricos, los trolebuses alimentados por cables externos de electricidad y los autónomos que cuentan con un sistema de almacenamiento de energía propia como baterías o ultracapacitores 1. Trolebús: estos vehículos han estado en operación desde finales del siglo XIX, en su mayoría son alimentados por cables de electricidad ubicados en la parte superior del vehículo, aunque algunos modelos también incorporan sistemas de almacenamiento de energía para operar por cortas distancias en caso que se presente algún bloqueo en las vías o una interrupción del suministro eléctrico. Las principales ventajas de este tipo de vehículos para un sistema BRT son su operación silenciosa, disminución de contaminantes locales, disminución de emisiones de CO 2 (cuando la electricidad provine de fuentes energías renovables) y un mayor torque que permite una mejor aceleración y desempeño en pendientes. Entre sus limitaciones están los cotos adicionales para la infraestructura eléctrica en las vías, la intrusión visual generada por los cables y la inflexibilidad de los buses, ya que su tránsito se ve limitado a las vías que cuenten con la infraestructura necesaria (Levinson, 2003). Autobús de baterías: La introducción de estos vehículos es mucho más reciente, pues solamente han estado en operación comercial desde la década de los noventa; sin embargo, han captado gran atención y recursos para su desarrollo gracias a sus potenciales beneficios, pues prometen combinar las ventajas de un vehículo cero emisiones con la flexibilidad de los buses propulsados por motores de combustión interna. Su mayor limitación es el desarrollo de las baterías, pues sus altos costos limitan su competitividad y la autonomía ofrecida aun no permite cubrir la distancia recorrida por la mayoría de buses de un sistema BRT (Callaghan & Lynch, 2005). Pila de combustible 1 Los ultracapacitores son dispositivos electroquimicos para el almacenamiemto de enrgía, pero a diferencia de las baterias convencionales tine una mayor vida útil,se cargan y descargan rapidamente y su capacidad de almacenamiento de enrgía es menor. 21

22 Los buses propulsados por pila o célula de combustible combinan hidrogeno y oxígeno para producir electricidad de manera directa y sin la necesidad de un generador eléctrico. El vapor de agua es la única emisión de este tipo de vehículo durante su operación y si el hidrogeno se obtiene a partir de fuentes de energías renovables, también contribuye a reducir la emisión de gases efecto invernadero (Levinson, 2003). A pesar de sus beneficios ambientales y silencioso funcionamiento, aún existen limitaciones en torno a sus altos costos y la obtención del hidrógeno puro a gran escala, lo que por el momento limita su introducción a fases de demostración y pruebas. Híbrido eléctrico Aunque este tipo de tecnología será explicada en mayor detalle en el próximo capítulo, el principio básico de los vehículos híbridos es combinar dos tecnologías diferentes para su propulsión, en este caso un motor de combustión interna con un sistema de propulsión eléctrico. 2.4 Características funcionales de los BRT El aumento de la población y su necesidad de transporte ha sido un factor común en la mayoría de ciudades durante las últimas décadas. Esto ha llevado a la introducción de diferentes sistemas de transporte colectivo, dentro de las cuales los sistemas BRT se han ido popularizando desde América Latina hacia otras regiones del mundo, gracias a los resultados obtenidos. Tabla 2-3 Comparación de sistemas de transporte masivo. (Adaptado de: 1 Wright (2011), 2 UITP (n.d.), 3 Peñalosa (2008), 4 Gonzáles (2012), 5 Géomez (2007), 6 Yarra Trams (2012)) Capacidad máxima (p/h/d) Costos de infraestructura (millones de USD) Velocidad promedio (km/h) Bus convencional Tranvía Metro Ligero Metro Pesado BRT 6, , , , , , En este sentido, resulta conveniente describir algunas de las características de los BRT con respecto a otros sistemas de transporte colectivo como buses tradicionales, tranvías, tren ligero o metro pesado. Pero más allá de caer en discusiones parcializadas para decir si un sistema de transporte es mejor que otro, lo importante es saber que cada sistema tiene sus ventajas y desventajas y por tal razón el éxito de la movilidad en una ciudad depende en gran medida de la integración y aprovechamiento de diferentes sistemas de transporte. Capacidad de pasajeros: una de las medidas utilizadas para determinar la capacidad de pasajeros de un sistema de transporte es el número de pasajeros transportados por hora en cada dirección (p/h/d), cuyo máximo valor es alcanzado durante las horas pico de operación. Actualmente Transmilenio es el BRT con mayor capacidad del mundo y llega a transportar hasta 46,000 pasajeros, cifra que de acuerdo a Peñalosa (2012) es mayor que la capacidad del 95% de metros en el mundo y que por otra parte podría ser ampliada hasta 50,000 p/h/d con la incorporación de ciertas mejoras. 22

23 Costos: uno de los aspectos que han favorecido la introducción de los sistemas BRT han sido sus menores costos de implementación con respecto a otros sistemas de transporte de ferrocarril. La tabla 2-3 presenta el rango de costos expresado en millones de dólares por kilómetro. Con base en estos datos se puede estimar que con los recursos utilizados para construir 426 km de BRT tan solo se podrían construir 14 km de riel elevado o 7 km de metro subterráneo (Wright, 2005). En cuanto a los costos de operación y a diferencia de la gran mayoría de sistemas férreos, los sistemas BRT pueden operar sin necesidad de subsidios, esto quiere decir que el valor del tiquete permite cubrir los gastos de operación del sistema, con lo cual se liberan recursos que pueden ser destinados a otros sectores como salud o educación (Pardo, 2009). Sin embargo, se debe tener en cuenta que los sistemas BRT tienen un subsidio a la infraestructura en la medida que las estaciones y corredores viales sean financiados con recursos públicos. Velocidad de operación: la tabla 2-3 presenta los rangos de velocidad promedio de operación comercial para diferentes sistemas de transporte, donde se observa como un sistema BRT puede llegar a tener velocidades similares a un tranvía pero no tan altas como un metro o tren ligero. Para estimar los tiempos de desplazamiento de los pasajeros también se deben tener en otros factores como los tiempos de abordaje, tiempos de conexión y desplazamiento desde y hacia las estaciones. Construcción: además de las diferencias significativas en los costos de infraestructura, los sistemas BRT requieren menores tiempos de construcción que los sistemas de riel, por ejemplo el tiempo requerido para construir un BRT puede ser hasta diez veces menor que un sistema metro. Pero por otra parte, se debe tener en cuenta que un sistema BRT requiere un mayor espacio de vía para su construcción con respecto a los sistemas de riel (Pardo, 2009). Aspectos ambientales: los sistemas BRT pueden contribuir a mejorar la calidad del aire y reducir las emisiones de gases efecto invernadero. Así mismo, el uso de buses de alta capacidad contribuye a mejorar el uso del espacio publico, ya que un bus biarticulado puede transportar la misma cantidad de pasajeros que 100 vehículos particulares, contribuyendo de esta manera a reducir los niveles de congestión y ruido. Tradicionalmente se ha considerado que los sistemas de ferrocarril reducen las emisiones de CO 2 y contaminantes atmosféricos en una mayor proporción que los BRT. Sin embargo, esto no siempre es cierto, ya que el impacto ambiental de los sistemas de ferrocarril dependerá en gran medida de la fuente de energía utilizada para producir la electricidad. Tal es el caso de un estudio del World Resources Institute, que demostró como la adopción de un sistema BRT para una línea de Maryland, USA tendría menores emisiones de CO 2 que un tren ligero, debido a que la principal fuente de energía en esa región son las centrales térmicas de carbón (Fuhs & Hidalgo, 2009). A pesar de los beneficios ambientales de los BRT, una de sus mayores críticas ha sido el uso de motores de combustión interna alimentados con diesel, cuyas emisiones contienen elementos tóxicos. Tanto así, que un panel de expertos de la Organización Mundial de la Salud aseguro que la exposición prolongada a las partículas provenientes de la combustión del diesel puede producir cáncer de pulmón y de vejiga (Gallagher, 2012). 2.5 Esquema para la toma de toma de decisiones Aparte de las características técnicas y de infraestructura, otro de los aspectos que pueden variar en un BRT o sistema de buses convencional es el modelo de negocio que determina los stakeholders y el proceso para la toma de decisiones para compra de buses. La figura 2-2 nos muestra cuatro diferentes modelos de negocios, donde cada círculo representa a los diferentes agentes como el gobierno municipal, las autoridades públicas de transporte, los 23

24 operadores de los buses y los proveedores de vehículos; mientras que las flechas muestran la jerarquía e influencia entre los diferentes agentes involucrados en las tomas de decisiones Figura 2-1 Modelo de negocio para la prestación de servicios de autobús (Adaptado de la UITP (2009)) En los casos de estudio analizados en Latinoamérica, como Bogotá, Curitiba, Sao Paulo y Rio de Janeiro, el modelo de negocio se caracteriza por la existencia de una autoridad de transporte público que actúa como intermediaria entre los intereses del gobierno municipal y los operadores de los buses, teniendo en cuenta que los buses no pertenecen a la autoridad de transporte sino a los operadores que son empresas privadas con ánimo de lucro; mientras que en las ciudades de Barcelona y Nueva York las autoridades de transporte público también son las propietarias de los buses. 24

25 3 Buses híbridos eléctricos 3.1 Antecedentes El desarrollo de la tecnología para vehículos híbridos eléctricos (VHE), se remonta al año de 1900 cuando Ferdinand Porsche presento el primer carro de este tipo durante la Exposición de Paris (Acosta, 2012), este vehículo utilizaba un motor de combustión interna (MCI) para hacer girar un generador eléctrico que transmitía electricidad a los cubos de las ruedas y contaba con una autonomía de 40 km (Hybridcars.com, 2006). Desde sus inicios estos vehículos contaban con tecnología regenerativa de frenado y eran reconocidos por combinar la operación silenciosa de un vehículo eléctrico con la autonomía de un vehículo de combustión a gasolina. Debido a su elevado precio el concepto del VHE desapareció de la escena automotriz durante la primera guerra mundial y solamente se volvió a considerar hasta el comienzo de la década de los setentas. En un principio los VHE s fueron desarrollados como una alternativa que permitiera mejorar la limitada autonomía de los vehículos puramente eléctricos y usualmente eran producidos por pequeñas fábricas de vehículos eléctricos. Sin embargo, en la actualidad estos vehículos son fabricados por las grandes marcas de vehículos de combustión interna y su actual auge obedece principalmente a la concientización ambiental generada por el uso excesivo de combustibles fósiles (Høyer, 2007). Aunque el primer bus híbrido se desarrolló en 1969 por Mercedes Benz, su producción a nivel comercial se remonta a la década de los ochentas cuando fueron introducidos los primeros buses híbridos en la ciudad de Londres para reemplazar los buses más obsoletos (Thomas, 2011). Durante esta misma década diferentes fabricantes de buses como Iveco, Scania y Vossloh Kieppe entre otros comenzaron las primeras pruebas con BHE s. Si bien los BHE s han llamado la atención de operadores y fabricantes de buses gracias a su desempeño ambiental y ahorro de combustible, su desarrollo ha sido más lento de lo que se esperaba, pues tal como menciona Anders Folkesson 2 Todo el mundo quiere probarlos... pero pocos quieren pagar lo que cuestan. Los híbridos aún no son suficientemente atractivos comercialmente. Prácticamente todos los híbridos que se venden hoy en día están fuertemente subvencionados (Scania AB, 2011). A pesar de esto, el futuro de los BHE s parece bastante prometedor, pues actualmente la mayor parte de los grandes fabricantes de buses ofrecen la tecnología hibrida eléctrica dentro de su portafolio de productos y/o se encuentran llevando pruebas con este tipo de tecnología; así mismo, un estudio de Frost & Sullivan indica que la tecnología hibrida será la principal alternativa de propulsión para camiones de peso mediano y autobuses en el año 2020 (Kilcarr, 2011); y un reporte del Environmental and Energy Study Institute señala como un creciente número de agencias de transporte están implementando BHE s gracias a su menor consumo de combustible y reducción de emisiones a la atmosfera (Ranganathan, n.d.). 3.2 Tecnología hibrida eléctrica Tal como se ha mencionado anteriormente, el VHE busca combinar las ventajas de la tracción eléctrica como su operación silenciosa, mayor torque y menores niveles de emisión; 2 Product Manager within Sustainable Systems at Scania Buses and Coaches 25

26 con la autonomía de otras fuentes de combustible. Un sistema híbrido combina la propulsión de un motor eléctrico con otra fuente de energía como un motor de combustión interna, una turbina o una pila de combustible y un sistema de almacenamiento de energía (Callaghan & Lynch, 2005). El combustible más utilizado para el motor de combustión interna es diesel de bajo contenido de azufre, aunque también se pueden utilizar otras fuentes de energía como gasolina, gas natural, biocombustibles o biogás. Para el sistema de almacenamiento de energía se utilizan baterías de plomo-ácido, níquel-hidruro metálico o ion-litio, aunque en algunos casos también se utiliza un ultracapacitor que a diferencia de una batería convencional tiene una mayor vida útil y provee una gran cantidad de energía pero por un corto periodo de tiempo. Uno de los mayores beneficios de la tecnología hibrida, que también aplica a los vehículos puramente eléctricos, es la recuperación de la energía cinética del vehículo. Esto se logra mediante el sistema de frenado regenerativo que transforma y almacena en forma de electricidad la energía que usualmente se disipa en forma de calor al detener el vehículo. Si bien existen otras tecnologías para aprovechar y almacenar esta energía, como sistemas hidráulicos o volante giratorio; el almacenamiento de energía en forma mecánica sigue siendo un tema bastante complejo para ser llevado a la práctica en vehículos comerciales (TCRP, 2000). Actualmente existen dos configuraciones para VHE s, en serie donde la tracción es únicamente generada por el motor eléctrico y en paralelo donde tanto el motor eléctrico como el de combustión van conectados al sistema de tracción. Si bien ambos sistemas ofrecen sus ventajas y desventajas, en términos generales es posible afirmar que el sistema paralelo se desempeña mejor en altas velocidades mientras que el sistema en serie ofrece ventajas en condiciones de operación con baja velocidad promedio y frecuentes paradas y arranques. Para un análisis más detallado a continuación se presentan las características básicas de cada uno de los sistemas, así como sus ventajas y desventajas Híbrido en serie Como se puede observar en la figura 3-1 un bus híbrido en serie es exclusivamente propulsado por el motor eléctrico, mientras que el MCI es utilizado exclusivamente para producir electricidad mediante un generador eléctrico; esta electricidad se utiliza para alimentar el motor eléctrico, así como también para almacenar energía en las baterías del vehículo y así mismo, brindar energía a los sistemas auxiliares del vehículo, como calefacción, aire acondicionado, iluminación, compresores de aire y dirección asistida, entre otros (Ranganathan, n.d.). Ventajas: El MCI puede operar a una tasa optima de rotación al no estar conectado a las ruedas, lo que significa una mejora en la eficiencia de hasta el 40% con respecto a los motores conectados a la transmisión (Callaghan & Lynch, 2005) y una mayor vida útil para el motor diesel (González, 2012). En algunos casos se puede eliminar el sistema de transmisión, gracias a que el motor eléctrico puede conectarse directamente a las ruedas, lo que significa una mejora en la eficiencia energética y reducción en el peso del vehículo. 26

27 Figura 3-1 Diagrama de un vehículo híbrido en serie Desventajas La energía que no se utiliza inmediatamente debe ser almacenada en las baterías y esto implica una pérdida aproximada del 20%, puesto que siempre se genera una perdida entre la energía que es cargada y la que posteriormente puede ser aprovechada (Callaghan & Lynch, 2005). Al tener que transformar toda la energía mecánica del MCI en electricidad para el motor eléctrico y posteriormente en energía mecánica para el sistema de tracción, se genera una pérdida de energía del 15% o incluso del 35% cuando la energía también pasa por el sistema de almacenamiento (Callaghan & Lynch, 2005). Al no contar con un sistema de transmisión directa desde el MCI, el sistema en serie requiere una batería y motor eléctrico más grandes para movilizar el vehículo (Lorençon, 2012a) Híbrido en paralelo El sistema en paralelo se diferencia del sistema en serie porque tanto el motor de combustión como el motor eléctrico están conectados a la transmisión mediante un acoplamiento mecánico (figura 3-2). El MCI es utilizado tanto para producir energía mecánica para el sistema de transmisión, como para generar electricidad para el motor eléctrico, el sistema de almacenamiento de energía y los sistemas auxiliares del vehículo. Ventajas: Se puede optimizar la generación de energía de los motores al alternar o combinar su funcionamiento; por ejemplo utilizando el motor eléctrico para el arranque, el motor de combustión durante velocidades constantes o utilizando ambos motores cuando se requiera mayor energía durante aceleraciones o pendientes (Ranganathan, n.d.). Con respecto al sistema en serie se reducen las pérdidas generadas durante el proceso de conversión de energía, ya que el MCI transfiere una parte de la energía generada directamente al sistema de tracción, evitando así su conversión y almacenamiento en forma de electricidad. En caso de una falla del sistema eléctrico de tracción, el vehículo puede continuar operando con el motor de combustión interna únicamente (Lorençon, 2012a). 27

28 Figura 3-2 Diagrama de un vehículo híbrido en paralelo Desventajas: Al igual que en buses convencionales y a diferencia del sistema en paralelo, siempre se requiere un sistema de transmisión que conecte el MCI y las ruedas, lo que significa perdida de la energía y aumento en el peso del vehículo. Este sistema no es compatible con sistema de motorización no mecánicos como una célula de combustible a hidrogeno, ya que se requiere una fuente de energía mecánica como el motor de combustión interna (Ranganathan, n.d.). 3.3 Características de los buses híbridos eléctricos Tabla 3-1 Principales aspectos ambientales, financieros y operacionales de los buses híbridos Aspectos ambientales Aspectos financieros Aspectos operacionales Reducción de gases efecto invernadero Reducción en la emisión de gases contaminantes locales a la atmosfera. Reducción del ruido Menor impacto ambiental desde el punto de vista de análisis de ciclo de vida del producto Las baterías contienen elementos tóxicos y requieren una disposición final adecuada. Se obtienen ahorros por disminución en el consumo de combustible. Incertidumbre respecto al costo general de mantenimiento de un BHE. El reemplazo de las baterías implica un costo adicional. El costo inicial del bus suele ser un 50% mayor frente a un bus diesel. El costo durante el ciclo de vida es mayor que en un bus convencional. La vida útil del bus se extiende en un 20% en promedio. Lo ahorros de combustible varían de acuerdo a la velocidad promedio. Son preferidos por los usuarios gracias a su menor ruido y vibración. En modo eléctrico pueden operar en túneles o estaciones subterráneas. Se reduce la dependencia de combustibles fósiles. La tecnología hibrida eléctrica es compatible con biocombustibles. Se requiere entrenamiento especial para su operación y mantenimiento. La reventa de BHE s usados se ve limitada por su limitado mercado. La introducción de una nueva tecnología como la hibrida eléctrica para buses, requiere la identificación de los aspectos que lo diferencian de la tecnología convencional y así mismo, determinar cuáles de estos factores podrían convertirse en aspectos positivos o negativos para usuarios y operadores de los buses. Para tal fin, a continuación se identifican y describen 28

29 los principales factores ambientales, financieros y operacionales de esta nueva tecnología frente a los motores diesel de combustión interna Aspectos ambientales Reducción de gases efecto invernadero: tal como se ha mencionado anteriormente los VHE s logran una reducción significativa en la emisión de CO2, para el caso de los BHE los ahorros están alrededor del 30% aunque pueden variar entre un 10% a 45% de acuerdo a la tecnología utilizada y condiciones de manejo. Para el caso del bus híbrido Volvo 7700 estos ahorros se logran principalmente por el sistema de frenado regenerativo, aunque también intervienen otros factores como el menor tamaño del motor diesel, el sistema stop & go que apaga el motor cuando el vehículo se encuentra detenido, mejoras en el sistema de transmisión del vehículo y optimización en el uso de la energía en los sistemas auxiliares eléctricos (Lorençon, 2012b). Reducción de gases contaminantes: además de la reducción de emisiones de CO2 los BHE s también logran reducciones significativas en la emisión de contaminantes atmosféricos locales como material particulado (PM), óxido nitroso (NOx), hidrocarbonados (HC) y monóxidos de carbono (CO). Estas reducciones se deben en gran medida al menor consumo de combustible de tecnología hibrida eléctrica, pero también se ven favorecidos por otras mejoras tecnológicas propias de los vehículos diesel más modernos, tales como motores más eficientes, instalación de filtros y sistemas posttratamiento de las emisiones. Reducción del ruido: un bus híbrido tiene una conducción más silenciosa, lo que aumenta la comodidad del usuario y reduce la contaminación acústica en las ciudades (Lorençon, 2012a). Análisis de ciclo de vida del producto: si bien no fue posible obtener análisis de ciclo de vida del producto para los diferentes modelos de BHE s disponibles en el mercado. En el caso de Volvo, al comparar un bus de tecnología hibrida, con otro diesel de características similares; el impacto ambiental del bus híbrido es menor al tener en cuenta las diferentes etapas de fabricación, uso y disposición final del vehículo (Jobson, 2010). Impacto ambiental de las baterías: desde el punto de vista ambiental las baterías representan un reto tanto por el uso de materiales tóxicos, como por su adecuada disposición final. Para la fabricación de baterías se ha ido sustituyendo el uso de plomo por otros materiales menos tóxicos como ion-litio. En cuanto a la disposición final, esta suele ser delegada a los fabricantes de buses, quienes venden las baterías usadas para sistemas de reserva de energía para computadores (Akashi, Oliveira, & do Nascimiento, 2012). Sin embargo, también se debe considerar cuál será la disposición final de las baterías una vez se agote por completo su vida útil Aspectos financieros Ahorros en combustible: uno de los aspectos financieros que más favorecen la introducción de BHE son los ahorros potenciales en combustible. Al igual que con la reducción de emisiones de CO 2, los ahorros pueden variar entre diferentes fabricantes, pero en promedio se pueden obtener un consumo de combustible 30% menor comparado con un bus convencional. Hacia futuro estos ahorros adquieren mayor importancia si se tiene en cuenta que bajo uno de los escenarios contemplados por la International Energy Agency (2011), el precio del petróleo continuaría en ascenso constante y para el año alcanzaría un precio pico de 150 dólares por barril (precios equivalentes año 2010), lo cual supone un aumento del 60% con respecto al precio actual del petróleo. 29

30 Costos de mantenimiento: si bien algunos fabricantes aseguran que los BHE s reducen el desgaste de algunos componentes mecánicos del vehículo, tal como el motor o el sistema de frenado; en la práctica aún resulta incierto determinar cuan significativos es la diferencia de mantenimiento con respecto a un bus convencional. Por ejemplo, en Nueva York que fue una de las primeras ciudades en introducir buses híbridos, los costos de mantenimiento de los BHE s han resultado mayores; mientras que en Barcelona los costos han sido similares con respecto a un bus convencional (González, 2012). En el caso de Latinoamérica, aun no es posible obtener información confiable, puesto que hasta ahora se están introduciendo los primeros buses con este tipo de tecnología. Costo inicial del bus: el precio de un BHE suele ser un 50% mayor con respecto a un bus diesel convencional, lo cual se convierte en una de las principales barreras para su introducción. Sin embargo, estos mayores costos son compensados de manera directa por el menor consumo de combustible y de manera indirecta mediante externalidades positivas como menores emisiones de CO2 y contaminantes locales, que significan ahorros para la sociedad por concepto de mitigación del cambio climático y disminución de enfermedades respiratorias, entre otros. Costo del ciclo de vida: aunque el ahorro de combustible y la mayor vida útil de los BHE s contribuyen a reducir sus mayores costos iniciales, el costo durante el ciclo de vida de un bus híbrido en América Latina, sigue siendo mayor con respecto a un bus diesel convencional. Por ejemplo, en Brasil el costo de un bus híbrido durante su ciclo de vida es 8% mayor que un bus diesel (Lorençon, 2012a) y en Bogotá esta diferencia es del 13% (Olivera, 2012). Costo de las baterías: las baterías resultan un componente fundamental en la fabricación de un VHE, tanto así que representan uno de los mayores costos del vehículo y uno de los componentes que aún requieren mayor desarrollo tecnológico (Miamoto, 2012). Adicionalmente, existe un alto grado de incertidumbre sobre su duración y por consiguiente su costo total a lo largo de la vida útil del vehículo; con el objetivo de reducir esta incertidumbre Volvo Latinoamérica ofrece un sistema de leasing para sus baterías, cuyo costo es de 0,15 USD por kilómetro recorrido (Lorençon, 2012a) Aspectos operacionales Vida útil: De manera similar a como sucede con los vehículos totalmente eléctricos, un VHE tiene una mayor vida útil comparado con uno convencional, para el caso de los buses la diferencia suele ser un 20% mayor, pasando de diez a doce años de vida útil en promedio. Esta mayor duración se debe al menor desgaste de algunas piezas; por ejemplo, el motor de un híbrido en serie extiende su vida útil gracias a que funciona a una velocidad optima de rotación que reduce su desgaste (González, 2012); adicionalmente, el andar más suave del vehículo alarga la vida útil de algunos componentes mecánicos. El ahorro de combustible varía con la velocidad media y la frecuencia de las paradas: ya que la mayoría del ahorro de combustible en un autobús híbrido se obtienen del sistema de frenado regenerativo, esos ahorros tienden a disminuir en la medida en que el bus tiene una mayor velocidad media e inferior número detenciones (González, 2012). Percepción de los usuarios: en términos generales los usuarios tienen preferencias por los BHE s, por ejemplo, en la ciudad de São Bernardo do Campo en Brasil algunos usuarios del transporte público llegan a esperar hasta 15 minutos adicionales para tomar un BHE en vez de uno diesel convencional (Akashi, Oliveira, & do Nascimiento, 2012). De acuerdo a Miamoto (2012) esta preferencia por los BHE s se ve influenciada por los siguientes factores: mayor suavidad en la marcha, menor nivel de ruido y una mayor concientización ambiental. 30

31 Dependencia de combustibles fósiles: Actualmente el sector transporte es altamente dependiente de los combustibles fósiles, por ejemplo, en Estados Unidos durante el año 2005 el 84% de los buses eran potenciados por motores diesel (Ranganathan, n.d.). Lo cual además del impacto sobre el medio ambiente, también genera una alta dependencia sobre un recurso no renovable. Operación en áreas cerradas: algunos modelos de buses híbridos pueden operar exclusivamente con el motor eléctrico por cierto periodo de tiempo, esto permite su operación en áreas cerradas como túneles o estaciones subterráneas, donde las emisiones de un motor diesel resultan altamente toxicas para los usuarios. Operación en áreas sin ventilación: teniendo en cuenta que algunos modelos de autobuses híbridos pueden funcionar únicamente con el motor eléctrico durante cierto período de tiempo, es posible utilizar BHE s en áreas sin ventilación como túneles o estaciones subterráneas, donde las emisiones de los motores diesel serían altamente tóxicas para los usuarios y conductores. Compatibilidad con diversas fuentes de combustible: una de las ventajas del sistema híbrido es su flexibilidad para usar diferentes tipos de combustible. Si bien el combustible más utilizado actualmente es diesel de bajo contenido de azufre, el sistema híbrido es compatible con diversas fuentes de energía como gas natural, biocombustibles o incluso células de hidrogeno. Sobre los modelos actualmente disponibles se pueden citar algunos ejemplos como el híbrido a gas desarrollado por la marca Tata y probado en la ciudad de Barcelona, el modelo Volvo 7700 que es compatible con biodiesel y el híbrido desarrollado por Scania que opera con etanol. Operación y mantenimiento: como cualquier nueva tecnología, el proceso de adaptación a los buses híbridos requiere un proceso de adaptación y aprendizaje, en este sentido se requiere entrenamiento específico tanto por parte de los conductores como de los encargados de mantenimiento. Por ejemplo, los conductores deben aprender a optimizar el potencial de los buses durante la arrancado y frenado del vehículo, aunque una vez adaptados a la nueva tecnología suelen tener preferencia por los BHE con respecto a los diesel (Akashi, Oliveira, & do Nascimiento, 2012). Así mismo, los encargados de mantenimiento deben establecer nuevos parámetros de mantenimiento de acuerdo a información provista por el fabricante y a los resultados obtenidos durante la puesta en funcionamiento de los buses. Venta de vehículos usados: usualmente los buses utilizados en transporte urbano suelen tener una vida útil proyectada en número de años o kilómetros recorridos, después de lo cual deben salir de operación. Sin embargo, en muchos casos estos buses usados pueden ser reacondicionados para que continúen en operación o se pueden vender para que continúen en operación en otros lugares. Para el caso de los buses híbridos, su reventa no están fácil ya que por sus condiciones particulares no son fácilmente adaptables a otras ciudades que no cuenten con la infraestructura necesaria para utilizar esta nueva tecnología. Frente a esto la marca Volvo en Latinoamérica ofrece el sistema de reconversión de los buses híbridos usados a buses diesel, con la idea que su reventa sea mucho más sencilla (Lorençon, 2012a). 3.4 Oferta de buses híbridos en América Latina Actualmente la mayor parte de los grandes fabricantes de buses a nivel mundial incluyen la tecnología hibrida eléctrica en su portafolio de productos, así mismo, existe un número considerable de fabricantes regionales que están ofreciendo este tipo de tecnología para nichos específicos de mercado. Este auge se debe por un lado al creciente interés de los operadores de buses por esta tecnología y a la relativa facilidad para la adopción de esta 31

32 tecnología por pate de los fabricantes de buses (Akashi, Oliveira, & do Nascimiento, Visit to Eletra bus factory, 2012). Para el caso de América Latina, la oferta de buses híbridos actualmente disponibles en el mercado es reducida. Sin embargo, algunos de los grandes fabricantes de buses que cuentan con representación en América Latina, están considerando ofrecer los buses híbridos en la región y así mismo, existen varios fabricantes locales que ya ofrecen buses con tecnología hibrida eléctrica. La tabla 3-2 presenta en orden alfabético las marcas que actualmente ofrecen tecnología hibrida eléctrica en América Latina o que por contar con representación en la región podrían llegar a ofrecer este tipo de buses en un futuro próximo. Tabla 3-2 Oferta actual y potencial de buses híbridos eléctricos en América Latina. Marca Modelo Longitud Configuración hibrida Ahorro de combustible Precio USD Disponibilidad América Latina Agrale Hybridus 12 m Serie 30% 295,000 Se encuentra en fase de prueba Eletra Eletra Foton MAN Mercedes Benz Scania Tatsa Híbrido eléctrico Híbrido eléctrico Hybrid City Bus Lion's City Hybrid Citaro BlueTec Hybrid OmniLink Hybrid Ethanol D12H chasis y carrocería D12H chasis 12 m Serie 10 20% 420,000 Disponibilidad comercial 18 m Serie 10 25% 650,000 Disponibilidad comercial 12 m Paralelo 30% n/d 12 m Serie 30% 400,000 Solo disponible en Europa 18 m Serie 30% Solo disponible en Europa 13.7 m Serie 25% n/d Se encuentra en fase de prueba 12 m Serie 30% Disponibilidad comercial Volvo 7700 Hybrid 12 m Paralelo 35% 300,000 Disponibilidad comercial Youngman n/d n/d n/d n/d 300,000 Disponibilidad comercial Agrale Agrale es una compañía brasilera fundada en 1962, que fabrica tractores, vehículos comerciales, vehículos militares y motores a diesel; además de Brasil también cuenta con representación en otros países de América Latina como Argentina, Chile, Colombia, Cuba, Uruguay y Venezuela. Su segmento tradicional de negocio han sido los tractores agrícolas, pero también cuenta con un amplio portafolio de buses urbanos e intermunicipales, usualmente potenciados con motores diesel Euro II, Euro III y Euro V (Agrale, 2012). 32

33 La compañía presento en el año 2009 un bus híbrido en serie conocido como Hybridus desarrollado con tecnología Agrale-Siemens. Tanto el chasis como la transmisión y el MCI fueron desarrollados por la marca brasilera; mientras que el sistema de tracción eléctrica conocido como ELFA y que representa cerca del 35% del costo del vehículo fue desarrollado por la empresa alemana Siemens. El autobús tiene capacidad para 73 pasajeros y ofrece una reducción en el consumo de combustible del 30% comparado con un autobús diesel tradicional. El costo estimado del Hybridus era de USD en el momento de su lanzamiento (Investe São Paulo, 2010) Eletra Es una empresa brasilera fundada hace más de 30 años, especializada en la fabricación de buses con tracción eléctrica como: híbridos, híbridos plug-in, trolebús y totalmente eléctricos; utilizan diferentes versiones de carrocería como padrón (12 m), articulado (18 m) y biarticulado (27 m); con piso alto y piso bajo. Aunque su mercado principal es el estado de Sao Paulo en Brasil, algunos de sus buses han sido comercializados en otros países como México, Argentina y Nueva Zelanda (Eletra, 2012). La BHE s ofrecidos por Eletra son tipo serie, con baterías de plomo. Con respecto a un bus diesel convencional Euro III ofrecen una reducción en el consumo de combustible del 10% al 20%, aunque esperan alcanzar ahorros del 25% con las nuevas tecnologías que esperan incorporar en los próximos buses. En cuanto a la emisión de contaminantes ofrecen una reducción del 90% en material particulado (PM), 60% en Planta de producción Eletra en São Bernardo do Campo. hidrocarbonados (HC) y monóxido de carbonos (CO) y 25% en óxidos de nitrógeno (NOx). El precio de los BHE s ofrecidos por Eletra son de 420,000 USD para el bus padrón de 12 m equipado con un motor diesel de 90 HP y un generador eléctrico de 60 KW; para el articulado de 18 m el precio es de USD, el cual cuenta con un motor diesel de 160 HP y un generador eléctrico de 100 KW. Así mismo, ofrecen la opción de reconversión para transformar un bus diesel a híbrido, con un costo aproximado de 168,000 USD para el bus de 12 m y 260,000 USD para el bus de 18 m; claro está que a estos valores se deben sumar los demás costos correspondientes al reacondicionamiento mecánico y estético del bus (Akashi, Oliveira, & do Nascimiento, 2012). Eliminado: production plant i Con formato: Fuente: Cursiva, Español (Colombia) Eliminado:, Brazil Con formato: Fuente: Cursiva, Español (Colombia) Con formato: Fuente: Cursiva, Español (Colombia) Con formato: Español (Colombia) De acuerdo a la experiencia previa del fabricante, en el caso que se solicitara una orden significativa de buses para otro país, la mejor opción sería llevar el proceso de montaje del bus con una ensambladora ubicada en el país de destino del bus Foton Beiqi Foton Motor Co., Ltd es una compañía china de propiedad mixta pero cuyo mayor accionista es el Estado, fue fundada en 1996 y su portafolio de productos incluye buses, camiones y maquinaria agrícola. Esta compañía tiene catorce plantas de fabricación en China y cinco plantas de fabricación en el extranjero (Foton, 2012), para el año 2012 planea 33

34 inaugurar una nueva planta de ensamblaje en Colombia para atender la creciente demanda de vehículos comerciales en América Latina (EFE, 2010). Foton ofrece en su portafolio el Hybrid City Bus, este vehículo se desarrolló en asocio con American Eaton y cuenta con tecnología hibrida en paralelo. Está equipado con un motor diesel de 220 hp y un motor eléctrico de 44 kw, para el almacenamiento de energía cuenta con baterías litio de alta potencia. La carrocería es de 12 m con capacidad para 95 pasajeros y el fabricante asegura que se pueden obtener ahorros de combustible del 30% y disminución de gases contaminantes del 40% (Foton, n.d.). Desafortunadamente no fue posible conocer el precio del BHE ofrecido para América Latina, puesto que este aún no había sido definido por la compañía matriz en China MAN El grupo MAN SE es una industria automotriz alemana cuyo origen se remonta a 1758 durante la creación de las primeras fábricas de acero en la región del Ruhr al oeste de Alemania. Esta compañía es uno de los principales fabricantes de vehículos utilitarios en Europa, así como también líder mundial en motores diesel para barcos y estacionarios. Actualmente la marca se encuentra en un proceso de expansión hacia mercados emergentes como Europa del Este, Asia y América Latina; en esta última ya tiene una posición dominante con el mercado de camiones pesados en Brasil (MAN SE, 2012). Entre su portafolio de vehículos de pasajeros se incluye un BHE conocido como Lion's City Hybrid MAN, que ha estado en operación comercial desde el año 2010 en algunas ciudades europeas como Múnich, Paris y Barcelona. Este bus tiene una longitud de 12 m y puede acomodar hasta 93 pasajeros; tiene una configuración hibrida en serie y cuenta con un motor diesel de 220 HP y un generador eléctrico de 60 kw conectados a un ultracapacitor de 220 kw. El fabricante asegura que se pueden obtener ahorros de combustible de MAN Lion's City Hybrid en Rio de Janeiro hasta el 30%, aunque durante su operación en la ciudad de Barcelona los ahorros han variado entre el 20-30% (González, 2012), así mismo, permite reducir de manera considerable las emisiones de CO2 y de contaminantes a la atmosfera con respecto a un bus diesel convencional (MAN Truck & Bus, 2011). El precio de este bus en el mercado latinoamericano es desconocido puesto que aún no se encuentra en fase comercial, sin embargo, el valor estimado en el mercado europeo es de aproximadamente USD (González, 2012). Eliminado: i Mercedes Benz Mercedes Benz es una fábrica alemana de vehículos de lujo, buses y camiones perteneciente al grupo Daimler AG. Su origen se remonta a la creación del primer coche de gasolina en 1886 por parte de sus fundadores Daimler y Benz. De igual manera fueron los primeros fabricantes de un bus con motor de combustión en el año de 1895 por parte de Karl Benz y la utilización de tecnología hibrida eléctrica en buses se realiza desde el año de 1969 cuando se fabricó el primer vehículo de este tipo conocido como Mercedes-Benz OE 302 (Daimler AG, 2012). 34

35 La división de buses de Mercedes Benz está enfocada a los mercados de Europa, Asia y América Latina. Adicionalmente, el grupo automotriz Daimler AG cuenta con otras marcas de buses como Orion o Setra para atender otras regiones y que en conjunto lo convierten en el mayor fabricante de buses a nivel mundial (Daimler AG, 2012). Para el caso de Latinoamérica, Mercedes Benz cuenta con una planta de fabricación de buses y camiones en Brasil y plantas de ensamblaje en Argentina, y una reciente en Colombia la cual fue impulsada por la creciente demanda de buses que tendrá la ciudad de Bogotá en los próximos años (Dinero, 2012). La oferta actual de buses híbridos de Mercedes Benz incluye híbridos tanto eléctricos como con célula de combustible, sin embargo, estos modelos solamente se comercializan en algunos países europeos. El modelo Citaro BlueTec Hybrid presentado en el año 2007, es un bus articulado de 18 m con capacidad para 150 pasajeros, utiliza tecnología hibrida en serie con un motor diesel de 218 HP y cuatro motores eléctricos de 80 kw cada uno, conectados a una batería de ion litio con que proveen un máximo de 240 kw. Bajo condiciones topográficas ideales el Citaro BlueTec Hybrid puede transitar hasta 10 km utilizando únicamente la energía eléctrica almacenada en las baterías y se puede obtener un ahorro de combustible del 30% con respecto al modelo convencional (Daimler AG, 2012). Este vehículo solamente se encuentra disponible para el mercado europeo y su precio aproximado es de 635,000 USD Scania Scania AB es una empresa europea fabricante de buses, camiones y motores diesel para el sector marítimo y la industria. La empresa fue fundada en Suecia en 1891 y sus orígenes se remontan a la actividad siderúrgica. Actualmente, es parte del grupo automotriz Volkswagen AG y cuenta con representación en más de 100 países y varias plantas de fabricación en Europa y Suramérica (Scania AB, 2012). Desde el año 2009 y con apoyo de Swedish Energy Agency, Scania inicio pruebas operacionales con seis BHE s a etanol en la ciudad de Estocolmo. El bus utilizado para las pruebas era el OmniLink hybrid etanol, este vehículo es un híbrido en serie de 13.7 m, equipado con un motor diesel-etanol de 270 hp y un generador eléctrico de 220 kw, para el almacenamiento de energía cuenta con cuatro ultracapacitores de 125 voltios cada uno. El fabricante asegura que se puede obtener un ahorro del 25% de combustible comparado con bus convencional y a esto se suman los beneficios ambientales del etanol que permiten reducir emisiones de CO2 hasta en un 90% (Scania AB, 2009). A pesar de las pruebas con tecnología hibrida eléctrica, Scania no cuenta con BHE s en su actual portafolio de productos, pero el objetivo de la marca e promover su venta cuando buses híbridos sean rentables por sus propios medios, lo cual estiman será en un plazo de tres a cinco años (Scania AB, 2011) Tatsa Tecnología Avanzada en Transporte S.A. (Tatsa) es una fábrica argentina de autobuses y camiones fundada en el año 2005, actualmente cuenta con tres plantas de producción en Argentina, Estados Unidos y Uruguay; su representación se extiende a Suramérica, Centroamérica, el Caribe y Sudáfrica. En el año 2011 Tatsa estableció un acuerdo de cooperación con la empresa estadounidense Eaton Corporation, para la fabricación de buses híbridos en Argentina, el valor de este acuerdo es de más de 100 millones de dólares y esperan producir vehículos híbridos durante los próximos diez años (Tatsa, 2012). 35

36 El modelo híbrido desarrollado por Tatsa se denomina D12H, tiene configuración en paralelo, su longitud es de 12 m, cuenta con carrocería de piso bajo y está equipado con un motor diesel de 220 HP. El fabricante afirma que se pueden obtener un ahorro del 25% al 30% de combustible y una disminución del 40% en gases contaminantes (Tatsa, n.d.). Actualmente cuentan con seis buses híbridos en operación en Argentina; el precio del vehículo para el mercado latinoamericano es de USD solo chasis y USD con carrocería (Garcia, 2012) Volvo AB Volvo es una compañía sueca fundada en 1927 fabricante de camiones, buses y equipos de construcción; aunque también desarrolla componentes para la industria, transporte marítimo y sector aeroespacial. La subsidiaria Volvo Buses es uno de los fabricantes de buses más grande del mundo, cuenta con plantas de producción en Europa, Norteamérica, Suramérica, África y Asia; y su representación comercial se extiende a más de 80 países (AB Volvo, 2011). Planta de producción de Volvo en Curitiba, Brasil El bus híbrido que la marca sueca ofrece para el mercado latinoamericano es el Volvo 7700 Hybrid B215RH, este vehículo tiene una longitud de hasta 13,2 m y es ofrecido con piso alto y piso bajo. La configuración mecánica es hibrida en paralelo y combina un motor diesel de 216 hp con un generador eléctrico de 120 kw, para el almacenamiento de energía cuenta con baterías de ion litio cuya vida útil se estima entre tres y cinco años. EL fabricante ofrece ahorros de combustible de hasta el 35% y en las pruebas de operación comercial realizadas en distintas ciudades europeas y latinoamericanas se han obtenido ahorros de combustible entre el 29% al 43% y reducción de emisiones de NOx y material particulado del 80% al 90% comparado con el modelo diesel convencional (Lorençon, 2012b). Actualmente se encuentran en fabricación las primeras órdenes de este bus para el mercado brasilero, que incluyen 50 unidades para Sao Paulo y 60 unidades para Curitiba; el precio de venta de este BHE para el mercado colombiano es de 300,000 USD (Lorençon, 2012a). Con formato: Fuente: Cursiva, Español (Colombia) Eliminado: Brazil Con formato: Fuente: Cursiva, Español (Colombia) Eliminado: Volvo production plant in Con formato: Español (Colombia) Teniendo en cuenta la gran importancia que tiene el mercado de buses articulados en América Latina, también se espera que en un futuro próximo también ofrezcan el bus articulado de 18 m con tecnología hibrida. Este bus se encuentra en etapa de I&D, pero su fecha de lanzamiento se encuentra limitada a la disponibilidad de recursos y personal requeridos para tal proyecto; pero de acuerdo a Miamoto (2012) se esperaría que este modelo de bus esté disponible en el mercado en el año Youngman Youngman Automobile Group es una fábrica automotriz china fundada en el año 2001, desde sus orígenes la marca ha mantenido el liderazgo como el mayor fabricante de buses de lujo en la República Popular China. Esta marca ha realizado varios joint-venture con algunas compañías automotrices europeas para la fabricación o ensamblaje de automóviles y 36

37 vehículos comerciales en China, tales como Neoplan 3, MAN y Lotus (Yougman, 2007). El portafolio la compañía incluye vehículos particulares, camiones y buses para los cuales también ofrece tecnología hibrida eléctrica. Aunque actualmente hay dos buses híbridos Foton que han sido probados en Bogotá y Cali, los representantes de la marca para Colombia no proporcionaron precios ni información técnica del bus híbrido ofrecido para el país. 3.5 Viabilidad de buses híbridos eléctricos para BRT Como fue explicado anteriormente los buses utilizados en un BRT deben cumplir ciertas características funcionales y de diseño que los diferencian de los sistemas convencionales de buses. Por tal razón es conveniente evaluar diversos aspectos como dimensiones, diseño, capacidad de pasajeros, desempeño y ahorro de combustible en los buses híbridos que se encuentran actualmente disponibles a nivel comercial en América Latina. Dimensiones: la flota de buses de un BRT puede incluir un amplio rango de vehículos que van desde microbuses o buses estándar que sirven como alimentadores hasta los buses articulados y biarticulados que viajan por las rutas troncales. Al evaluar la oferta de BHE s en América Latina, esta se ve limitada principalmente a buses estándar de 11m m los cuales son ofrecidos por las marcas Eletra, Foton, Volvo, Youngman; en cuanto a buses articulados de 18 m solamente la marca Eletra ofrece estos vehículos en la región, aunque se espera que para el año 2015 Volvo también los tenga disponibles (Miamoto, 2012); con respecto a buses biarticulados, se espera que en un futuro próximo estos sean ofrecidos por Volvo, aunque Eletra de Brasil también estaría en capacidad de producirlos actualmente pero su fabricación se ve limitada porque los chasis para biarticulados únicamente son producidos por Volvo, quienes limitan su venta para que otro fabricantes no pueda fabricar vehículos híbridos sobre esta chasis (Akashi, Oliveira, & do Nascimiento, 2012). De acuerdo a Miamoto (2012) los beneficios de la tecnología hibrida son mayores mientras mayor sea el tamaño del bus, por lo cual se esperaría que los buses articulados y biarticulados con tecnología hibrida tengan un mayor ahorro de combustible que un bus de tamaño estándar, bajo condiciones similares de conducción. También se debe tener en cuenta que en el mercado latinoamericano no se encontró ningún microbús con tecnología hibrida, lo cual según Akashi, Oliveira, & do Nascimiento (2012) se debe a que los ahorros potenciales en buses de menor tamaño no son suficientes para justificar los extra costos de la tecnología hibrida. Diseño: algunos sistemas BRT requieren características particulares de diseño en los buses, como la ubicación de las puertas o la altura del piso. En este sentido se puede decir que un BHE es totalmente adaptable a estos requisitos de diseño e incluso los buses de piso alto ofrecen una ventaja de costos y diseño puesto que al contar con un mayor espacio bajo el piso del vehículo, este podría ser utilizado para colocar los sistemas de almacenamiento de energía que usualmente se ubican en el techo o parte trasera del bus (Akashi, Oliveira, & do Nascimiento, 2012). Capacidad de pasajeros: los buses utilizados en BRT se caracterizan por tener una alta capacidad de pasajeros, el cual es uno de los aspectos tenidos en cuenta para determinar la capacidad del sistema y la rentabilidad obtenida por los propietarios de los buses. En este sentido se debe tener en cuenta que los BHE s tiene algunas características que 3 Neoplan es un fabricante alemán de buses y trolebuses, que hace parte del grupo MAN AG. 37

38 pueden disminuir la capacidad de pasajeros, por ejemplo, algunos BHE s tiene los sistemas de almacenamiento de energía ubicados en la parte trasera del vehículo con lo cual se reduce el espacio interior o en otros casos el peso adicional de las baterías puede disminuir la capacidad de carga de los buses (González, 2012). Estética: en términos generales la estética de un BHE es similar a la de un bus diesel convencional, exceptuando los casos en que el sistema de almacenamiento de energía es ubicado en el techo del vehículo. Aparte de esto se debe tener en cuenta que los vehículos híbridos suelen tener una imagen positiva entre los usuarios, quienes usualmente los identifican como vehículos de menor impacto ambiental; por tal razón, esta característica podría ser aprovechada por los operadores de los buses para mejorar la imagen de la ciudad mediante logos o colores que los distingan de los buses convencionales, tal como sucede con los buses híbridos de dos pisos que se utilizan actualmente en la ciudad de Londres. Desempeño: de acuerdo a la información suministrada por los diversos fabricantes, el desempeño de un bus híbrido puede cumplir con las mismas características como autonomía, aceleración y velocidad máxima de un bus diesel convencional para transporte urbano o BRT. Sin embargo, la única manera de verificar este desempeño es mediante pruebas reales de operación, pues en algunos casos las características particulares de cada ciudad como su topografía o altura, pueden incidir de manera significativa en las prestaciones del bus. Ahorro de combustible: De acuerdo a varios expertos consultados una de las principales limitaciones para introducir híbridos en sistemas BRT es que los ahorros de combustible pueden ser menores que en un sistema de bus convencional debido a la mayor velocidad de operación de los vehículos. Esto se debe a que el sistema regenerativo de frenado de un BHE obtiene su energía durante la detención del vehículo y en la medida que el bus tenga menores paradas, tal como sucede en un BRT la recuperación de energía también será menor (González, 2012). En este sentido Lorençon (2012a) indica que el menor ahorro a altas velocidades es aplicable a los buses híbridos en serie, pero en las pruebas realizadas con el bus híbrido 7700 este vehículo puede obtener ahorros cercanos al 25% incluso operando a velocidades similares a las de un BRT. Sin embargo, no fue posible acceder a datos de pruebas realizadas en Latinoamérica en este rango de velocidades, puesto que las pruebas de Iniciativa Climática Clinton realizadas con este bus, se hicieron simulando las condiciones de manejo de un sistema de bus convencional y no de un BRT, con velocidades promedio que no superaban los 20 km/h. 38

39 4 Casos de estudio Tal como se vio en el capítulo sobre BRT, es común que las experiencias exitosas en transporte tiendan a replicarse de unas ciudades a otras y que exista cooperación voluntaria entre las diversas organizaciones de transporte para la implementación y evaluación de nuevas tecnologías. Bajo este mismo principio de intercambio de información y gracias a la colaboración brindada por representantes de organismos de transporte de diversas ciudades, este capítulo recoge la experiencia de tres ciudades latinoamericanas que están llevando a cabo recientes procesos de evaluación y posible implementación de buses con tecnología hibrida eléctrica; así como también de las ciudades de Barcelona y Nueva York que ya tienen una experiencia de varios años con este tipo de tecnología en sus flotas de buses. 4.1 Barcelona La ciudad de Barcelona (España) y su área metropolitana comprenden una extensión de cuatro mil kilómetros cuadrados, con una población cercana a los cinco millones de habitantes, para una densidad poblacional de 1,250 habitantes por km 2. El principal operador de transporte público es Transports Metropolitans de Barcelona (TMB) que opera las diversas opciones de transporte público colectivo existentes en la ciudad, tales como 102 km de metro, 935 km de redes de bus convencional, 50 km de redes de bus turístico, 1.2 km de tranvía, 0.7 km de tranvía y 0.7 km de funicular (TMB, 2011). La red de autobuses de la ciudad de Barcelona es un sistema convencional no BRT y está compuesta por un total de 1,064 autobuses, de los cuales 600 son propulsados por diesel Euro IV y Euro V, 411 son propulsados por GNC y 60 cuentan con tecnología hibrida eléctrica. Los 60 BHE operados por TMB son 20 vehículos híbridos en serie de las marcas Denis y MAN con ultacapacitor, mientras que los otros 40 son vehículos diesel usados que han sido reacondicionados con tecnología hibrida eléctrica de marca Siemens. El proceso de Sistema de buses convencional en Barcelona retrofit de estos buses fue realizado directamente por TMB con un costo de EUR por vehículo (González, 2012). De acuerdo a Gonzáles (2012) director del área técnica de autobuses de TMB, los buses híbridos en serie como los utilizados en Barcelona pueden contribuir a disminuir el consumo pero solo en la medida que el bus tenga un frecuente número de paradas. Por ejemplo, al utilizar estos buses a una velocidad urbana de 12 km/h en promedio se obtienen reducciones del 25%, mientras que a una velocidad urbana ligera de 18 km/h este ahorro disminuye al 15% y a velocidades promedio de 25 km/h como las de un BRT los ahorros de combustible tan solo alcanzarían el 10%. Con formato: Fuente: Cursiva, Español (Colombia) Eliminado: Conventional bus system in Con formato: Fuente: Cursiva, Español (Colombia) En el caso de Barcelona que no cuenta con BRT sino con un sistema de bus convencional que opera a una velocidad comercial de 12 km/h, los buses híbridos en serie han logrado ahorros del 25% en el consumo de combustible y 25% de reducción de emisiones de NOx. Así mismo, sus costos de mantenimiento han sido relativamente menores que para buses convencionales, pero siempre y cuando operen con ultracapacitores, ya que estos no deben 39

40 ser reemplazados durante la vida útil del vehículo, tal como si sucede con las baterías, en cuyo caso los costos de mantenimiento podrían ser mayores (González, 2012). En cuanto a las limitaciones de estos vehículos, Gonzales (2012) resalta el peso adicional de los sistemas de almacenamiento de energía que puede disminuir la capacidad de del vehículo en aproximadamente 10 pasajeros. Y por otra parte el mayor precio de los vehículos se constituye en una barrera de entrada, la cual puede ser compensada gracias a los ahorros de combustible y al uso de los incentivos fiscales existentes en España, tales como, una subvención del 40% del extra coste de los buses híbridos o la aplicación directiva europea 2009/33 que establece la metodología para el cálculo de los costos ambientales de los vehículos de transporte público, con lo cual al momento de comparar diferentes tecnologías de propulsión para buses, los vehículos más contaminantes se ven afectados con un costo extra con respecto a otros vehículos de tecnologías limpias. Hacia futuro, la ciudad de Barcelona planea extender el uso de tecnología hibrida al 30% de su flota, combinándolo con vehículos a GNC, los cuales actualmente representan el 40% de la flota. Así mismo, continuaran implementando filtros para material particulado y NOx, que a un precio de 15,000 EUR por vehículo se convierten en una de las opciones más económicas para reducir este tipo de contaminantes en los motores diesel. 4.2 Curitiba La ciudad de Curitiba (Brasil) y su área metropolitana tienen una extensión de población de 3.2 millones de habitantes y una extensión de 15,400 km 2 para una densidad poblacional de 207 habitantes por km 2. Esta ciudad es reconocida internacionalmente por su innovador modelo de planeación urbana iniciado durante la década de los setenta, este modelo se basa en una red de BRT y corredores viales que determinan el crecimiento y densidad de la ciudad, de manera tal que las zonas de mayor densidad están ubicadas a los alrededores de estos corredores y al mismo tiempo se limita la expansión de la ciudad haca sus alrededores para tener una ciudad más compacta (Sepúlveda, 2011). El BRT de Curitiba se conoce como Rede Integrada de Transporte (RIT) y fue implementado en 1974 constituyéndose en el primer BRT a nivel mundial. La RIT comprende 81 km de vías y un total de 1,915 vehículos divididos entre buses articulados, biarticulados, padrones microbuses y buses de dos pisos para turismo (URBS, 2012); los combustibles utilizados para los buses son diesel S50 4 y B5 5. Curitiba siempre ha intentado estado a la vanguardia en cuanto a pruebas y uso de combustibles alternativos, pues desde 1995 han estado realizando pruebas con biocombustibles y el marco regulatorio actual establece que a diciembre de 2012 cada 4 Diesel que emite 50 partes por millón (ppm) de azufre. 5 Diesel convencional con un 5% de biodiesel Interior de una estación BRT en Curitiba Eliminado: nside Con formato: Fuente: Cursiva, Español (Colombia) Eliminado: station i Con formato: Fuente: Cursiva, Español (Colombia) Con formato: Fuente: 9 pto, Español (Colombia) Con formato: Fuente: 9 pto, Español (Colombia) Con formato: Fuente: 9 pto, Español (Colombia) Con formato: Fuente: 9 pto, Español (Colombia) 40

41 operador de buses debe tener entre un 5% a 10% de su flota operando con biocombustibles, aunque en este porcentaje también se pueden incluir los buses híbridos por ser considerados una tecnología de menor impacto ambiental (Karas, 2012). Como parte del programa de la Iniciativa Climática Clinton para la prueba de buses híbridos y eléctricos en varias ciudades de América Latina, en Curitiba se probó durante 20 días un bus híbrido Volvo Los resultados de dichas pruebas se pueden observar en la Figura 4-1, pero en términos generales el bus híbrido obtuvo muy buenos resultados en reducción del consumo de combustible y emisión de contaminantes atmosféricos con respecto al bus diesel Euro III. Vehículo NOx CO2 PM (1.5) Consumo combustible (g/km) (g/km) (g/km) (km/l) Bus diesel Volvo B7R Bus híbrido Reducciones 74% 36% 89% 35% 100% 80% Reducciones del bus híbrido con respecto al diesel 60% 40% 20% 0% 74% 89% 36% 35% NOx CO2 PM1.5 km/l Figura 4-1 Comparación de contaminantes atmosféricos y consumo de combustible entre un bus diesel Euro III y un bus híbrido en la ciudad de Curitiba. (Adaptado de Lorençon (2012b)) Gracias a los resultados obtenidos en las pruebas, esta ciudad incorporará 60 buses híbridos Volvo 7700 en los próximos meses y hacia futuro se espera que este tipo de tecnología adquiera una mayor participación no solo en Curitiba sino en todo Brasil. Con respecto al uso de buses biarticulados con tecnología hibrida, Curitiba espera incorporar los primeros buses de este tipo para el año 2014 y también de la marca Volvo (Karas, 2012). Con el objetivo de favorecer la introducción de los buses híbridos, cuyo precio suele ser mayor que un bus convencional, la vida útil durante la cual se pueden utilizar estos vehículos se extiende de diez a doce años (Karas, 2012) y así mismo, se pueden obtener opciones de financiamiento preferencial por parte del Banco Nacional de Desarrollo del Brasil (BNDES), con menores tasas de interés y mayores plazos de financiación (Fioravanti, 2012). Finalmente, otro de los aspectos a resaltar sobre la gestión de los buses es el proceso de disposición final de los vehículos usados. Usualmente los vehículos usados tiene un valor residual del 10% y son recibidos en parte de pago para la compra de nuevos vehículos, los cuales pueden ser chatarrizados o utilizados en otras ciudades para servicios complementarios como transporte escolar o en el caso de los buses articulados para otros 41

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