Introducción

Wiener Linien es la entidad responsable del transporte público en la ciudad de Viena, capital de Austria. Con casi dos millones de habitantes, Viena es una de las ciudades más dinámicas de Europa.
En Octubre de 1865 el primer tranvía tirado por caballos llegó a Viena y desde entonces Wiener Linien ha sido responsable por el transporte público de esta ciudad, operando los tranvías, el subterráneo y los camiones que circulan diariamente por la ciudad.

A través de los años, la flota de Wiener Linien ha usado varios fluidos motrices, pues sus tranvías son eléctricos, los trenes subterráneos también emplean este fluido como transmisor de potencia y los autobuses empleaban diesel, pero en la actualidad, todo su parque vehicular de autobuses solamente emplea gas LP.

El personal técnico de Wiener Linien se enorgullece de su operación de autobuses a gas LP y, con mucha consistencia, narra la historia de cómo en 1963 se tenía una flota de 300 camiones diesel, que empezaron a convertirse gradualmente a gas LP. Entre 1963 y 1977 se convirtieron 350 camiones y desde 1975 se decidió trabajar con la empresa de motores MANN para desarrollar y fabricar un motor base diesel a gas LP. A partir de 1978 se compró el primer vehículo OEM (original de planta), con un motor MANN base diesel pero diseñado para operar a gas LP.

Los resultados de dicho proyecto han sido tan positivos, que Wiener Linien hasta 2008 no ha vuelto a comprar camiones con motor diesel y a la fecha opera una flota de 600 camiones en 60 rutas que sirven a 120 millones de usuarios al año, empleando Gas LP.

Objetivo

El objetivo de este trabajo de investigación, es el de presentar al lector con un enfoque que ha demostrado su valía precisamente en un esquema de competencia entre alternativas de combustible (diesel y gas LP), para flotas de alto desempeño sirviendo al transporte público. Este enfoque, dada la similitud de condiciones operativas, puede ser tomado en nuestro ámbito como estrategia de desarrollo para el futuro mercado del Gas LP Automotor.

Descripción de la Operación

La operación de Wiener Linien es una de las más tecnificadas del  mundo, todo el manejo del pasaje y del acceso está  automatizado y es intercambiable entre las distintas opciones de  tranvía, subterráneo y camión. Con este compromiso tecnológico  se tiene también una responsabilidad ecológica para la población,  por lo que Wiener Linien siempre está en busca de los avances  ecológicos entransportación pública y es de esta búsqueda y  ante las exigencias ambientales europeas EURO III y EURO IV,  que se pensó en el Gas LP Automotor.

De inicio los vehículos convertidos tenían un desempeño menor al de los vehículos originales para  diesel, inclusive enel proceso de desarrollo se probaron unidades que empleaban una mezcla de diesel  y gas LP (50% y 50%), con mejores resultados en desempeño, pero con problemas en emisiones por lo  que se desecho esta opción.

A partir del empleo de vehículos de fabricación original para uso de gas LP, el costo por pasajero  transportado descendió de manera significativa, poco a poco esta alternativa energética fue  desplazando a las demás y hoy en día la empresa Wiener Linien tiene un parque vehicular de más de  600 unidades que emplean gas LP en un motor diseñado para tal efecto a partir de un motor base  diesel. Estos vehículos circulan 365 días al año a través de una compleja red de rutas pre-establecidas  con constantes paradas y tráfico intenso, con excelentes resultados.

Es de remarcar el hecho que las temperaturas en Viena pueden sobrepasar los 40°C en verano, para  luego tener varios días de operación a -20°C durante el período invernal, por lo que la operación de  estos vehículos debe garantizarse en toda la gama de temperaturas y para un mínimo de 50,000  kilómetros por año para cada vehículo.

Aspectos Técnicos de la Operación

Para el proceso de selección del motor, se evaluaron diferentes alternativas y distintos fabricantes, pero  fue MANN quien a partir de un motor diesel de 6.9 litros de desplazamiento quien logró el mejor nivel  de desempeño y confiabilidad. A diferencia del motor de gasolina que funciona con una Lambda igual a  1.0, el motor MANN base diesel puede estabilizar su combustión con mezclas muy pobres, operando con  un Lambda igual a 1.4. Esta condición permite la versión gas LP de este motor obtenga el mismo  rendimiento que el registrado por la versión diesel de la misma fuente de poder.

Por razones de clima, se emplea una mezcla de gas LP de propano 80% y butano 20%, de esta manera,  se tiene presión para condiciones de arranque en frío. La mezcla descrita también ayuda a disminuir las  emisiones de CO2 debido a la simplicidad molecular del combustible.

Para Wiener Linien se tienen tres decisiones claves que definen su esquema técnico operativo; estas  decisiones se ilustran en la siguiente tabla:

Decisión Fundamento
Empleo de vehículos fabricados para Gas LP con el  diseño MANN para el motor 6.9L Eliminación de las mermas en desempeño propias de  vehículos convertidos a Gas LP, pero sin el diseño original
Utilización de Gas LP, en lugar de diesel o mezcla  de diesel-Gas LP Cumplimiento de los estándares de emisiones EURO IV,  mismos que era imposible cumplir con diesel
Selección del diseño MANN para operación del  motor con mezcla pobre (Lambda=1.4) Obtención de rendimientos equivalentes en ambas  versiones del motor (diesel y Gas LP)

El efecto principal del diseño a base de mezcla pobre es el  perfil de emisiones del combustible, el cual se ilustra en la  siguiente figura (copiada directo de archivos de Wiener  Linien):

formula Wiener Linien

Al analizar la gráfica, se aprecia que para un Lambda = 1.4, se tiene un alto nivel de NOx, mismo que  en un motor diesel no puede ser post-tratado; en cambio con un motor a gas LP y el empleo de un  convertidor catalítico de 3 vías, este problema se reduce en un 80 al 90%. Adicionalmente casi se  eliminan las emisiones de partículas PM10, así como las emisiones de gases efecto invernadero (GEI),  esto último derivado de la menor intensidad carbónica de las moléculas de propano y butano.

En Austria, el gas LP no tiene impuesto sobre productos de petróleo (MÖST), la gasolina y el diesel si lo  tienen; esto se deriva en una ventaja económica adicional del gas LP. Analizando todos los aspectos  económicos y ecológicos, la siguiente gráfica (también obtenida directamente de documentos de Wiener  Linien), muestra el efecto combinado de estas dos situaciones y de este las ventajas en costo y  emisiones del gas LP comparado con otros combustibles:

tabla-ventajas-en-costo-y--emisiones-del-gas-LP-comparado-con-otros-combustibles

Con un costo por kilómetro igual al 50% de aquel registrado  por el diesel, al tiempo de disminuir emisión de partículas PM10 en un 97%, la operación de los 600 camiones de  transporte público Wiener Linien que emplean a Gas LP, es  sin duda una historia de éxito!

 

Autor : Ing. César A. Rodríguez Belmar

Socio Responsable de la Práctica de Calidad y Eficiencia Energética  Cosmo Consulting®

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