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ANTEPROYECTO FÓRMULA SENA ECO

EQUIPO SENA DE DISEÑO AUTOMOTRIZ ESDA

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE

SENA REGIONAL ATLANTICO

CENTRO INDUSTRIAL Y DE AVIACION

BARRANQUILLA

2012


ANTEPROYECTO FÓRMULA SENA ECO

JORGE RESTREPO NAME – DIRECTOR REGIONAL ATLANTICO RAFAEL EDUARDO DE LA ROSA MERCADO – SUBDIRECTOR CENTRO INDUSTRIAL Y DE AVIACION EQUIPO SENA DE DISEÑO AUTOMOTRIZ ESDA

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE

SENA REGIONAL ATLANTICO

CENTRO INDUSTRIAL Y DE AVIACION

BARRANQUILLA

2012 2


CONTENIDO

INTRODUCCION ..............................................................................................................................5 ANTEPROYECTO ............................................................................................................................7 INFORMACION GENERAL .................................................................................................7

1.

1.1.

Regional ..........................................................................................................................7

1.2.

Centros Participantes ...................................................................................................7

1.3.

Nombre del Equipo: ......................................................................................................7

PLAN DE PROYECTO ...................................................................................................... 10

2.

2.1.

Integrantes del proyecto ............................................................................................ 10

2.2.

Plan de Trabajo .......................................................................................................... 17 Objetivos del proyecto ........................................................................................... 17

2.2.1. 2.2.1.1.

Cronograma ........................................................................................................ 18

2.2.2.

Estrategias de Mercadeo. ..................................................................................... 21

2.2.3.

Estrategia comercial .............................................................................................. 22

2.2.4.

Estrategia de operación ........................................................................................ 22

2.2.5.

Estrategias Administrativa y Financiera .............................................................. 23

2.2.6.

Sistema integrado de gestión SENA “Calidad con Calidez” ........................... 23

3.

Diseño .............................................................................................................................. 45

3.1. 3.1.8 3.2

Metodología de Diseño.............................................................................................. 45 Carrocería y Aerodinámica ................................................................................... 58 Propuesta de Diseño del vehículo y sustentación técnica................................... 61 3


4.

Programas de Formaci贸n.............................................................................................. 66

5.

Video ................................................................................................................................ 74

4


INTRODUCCION

Durante muchos millones de años, el clima de la Tierra se ha mantenido a una temperatura media relativamente estable, lo que ha permitido el desarrollo de la vida.

Los

gases

invernadero

han

conservado

su

equilibrio

gracias,

fundamentalmente, a la acción de la lluvia y de los árboles, que regulan las cantidades de dióxido de carbono en la atmósfera. Sin embargo, en los últimos 50 años, las concentraciones de gases invernadero están creciendo rápidamente como consecuencia de la acción humana. El uso generalizado de los combustibles fósiles, el debilitamiento de la capa de ozono y la destrucción de las masas forestales están favoreciendo el aumento de la temperatura de la Tierra, provocando cambios drásticos en el clima mundial y haciéndolo cada vez más impredecible. Ante esta perspectiva, los gobiernos acordaron en 1997 el Protocolo de Kioto del Convenio Marco sobre Cambio Climático de la ONU (UNFCCC), que marca objetivos legalmente obligatorios para que, durante el periodo 2008-2012, los países industrializados reduzcan un 5,2 % –sobre los niveles de 1990– las emisiones de los principales gases de efecto invernadero. Y cada uno de nosotros podemos contribuir en alcanzar esta meta, utilizando energías renovables y fomentando el ahorro energético. El mundo está más preparado para los vehículos eléctricos. Los motores eléctricos están utilizándose por todas partes. Siempre habrá un motor eléctrico funcionando donde haga falta un servicio silencioso, eficiente y de confianza. Los motores eléctricos elevadores, líneas de ensamblaje industrial, unidades de ventilación y

5


aire

acondicionado;

refrigeradores,

secadoras,

lavadoras,

ordenadores

e

impresoras, lectores de CD. A continuación presentamos el anteproyecto de la fabricación del ANGUILA F13, vehículo eléctrico tipo fórmula que será construido por la escudería ESDA para la participación en Fórmula Sena 2013.

6


ANTEPROYECTO

1. INFORMACION GENERAL

1.1. Regional Este anteproyecto es presentado por el SENA Regional Atlántico.

1.2. Centros Participantes Los centros de la Regional Atlántico participantes en este proyecto son: 

Centro Nacional Colombo Alemán

Centro Industrial y de Aviación

Centro de Comercio y Servicios

Centro para el Desarrollo Agroecológico y Agroindustrial

1.3. Nombre del Equipo:

7


El nombre del Equipo de trabajo es ESDA, EQUIPO SENA DE DISEÑO AUTOMOTRIZ, escudería colombiana con sede en el Atlántico, fundada en el año 2010, por el SENA Regional Atlántico, reconocida por el diseño, desarrollo, construcción y puesta en marcha del MARTILLO F10, vehículo monoplaza tipo fórmula de combustión interna, el cual ocupó el segundo lugar a nivel nacional en el año 2010. Ante el nuevo reto de la construcción de un vehículo eléctrico de carreras tipo fórmula, la escudería ESDA 2012 convocó a la comunidad SENA Regional Atlántico a participar en la selección del nombre del vehículo mediante la campaña Haz parte Fórmula SENA ECO1.

Como resultado de la convocatoria, y después de evaluar todas las alternativas propuestas por la comunidad SENA Regional Atlántico, el equipo ESDA inicia en 1

Formulario de la encuesta ubicado en https://docs.google.com/a/misena.edu.co/spreadsheet/viewform?formkey=dDI5a2JvRHNFRHdW UnVsQWVSOXg5VlE6MQ#gid=0 8


el 2012 la construcción del ANGUILA F13, vehículo eléctrico de carreras tipo fórmula.

La Anguila eléctrica es un pez característico del norte del Atlántico que emite descargas eléctricas. Lo cual la relaciona con el proyecto de construcción de un vehículo de propulsión eléctrica y además vive en el océano Atlántico. La idea principal del nombre es darnos cuanta que sin necesitar una fuente de energía derivada del petróleo podemos movilizarnos al igual que este pez, lo cual nos convierte en una escudería eficaz capaz de enfrentar cualquier reto. La anguila se identifica con los caracteres F13 que representan F= Fórmula y 13= el año de finalización de construcción y competencia. La silueta identifica el monoplaza.

El rayo en la parte posterior representa la

movilidad utilizando energía eléctrica. La rueda trasera simboliza un interruptor de encendido ON.

9


2. PLAN DE PROYECTO 2.1. Integrantes del proyecto

La Estructura Organizacional del equipo

está

conformada por: DIRECTOR REGIONAL ATLANTICO: Jorge Luis Restrepo Name. SUBDIRECTOR DE CENTRO: Rafael Eduardo De La Rosa DIRECTORA DEL PROYECTO:

Rosa Elena Goenaga Pinto.

Ingeniera Industrial especialista en Gerencia de proyectos de ingeniería, Master en Sistemas de Producción. Lider de Gestión de Proyectos de la Regional Atlántico. Líder Regional de WorldSkills. Directora de proyectos de grado en la Universidad Industrial de Santander. Autora del proyecto Maestro de Taller de la Metalmecánica.

20 años Instructora del Centro Nacional

Colombo Alemán impartiendo formación a técnicos y tecnólogos. JEFE ADMINISTRATIVO Y COMERCIAL: Betty Eduviges Ripoll Lora.

Administradora de Empresas Especialista en Gerencia del Talento

Humano.

Líder

Administrativo

de

Fórmula

SENA

2010.

Líder

de

Emprendimiento, Empresarismo y Fondo Emprender del Centro. 1er puesto en Gestión Administrativa del Proyecto Fórmula SENA. 30 años de servicios del Centro Industrial y de Aviación. JEFE DE RECURSOS HUMANOS:

Cargo por asignar. Aprendiz

Técnico de Recursos Humanos en la etapa productiva, encargado de Coordinar, evaluar y controlar los procesos de selección, ingreso, inducción y capacitación del recurso humano, alineándolos hacia el logro de los objetivos 10


del proyecto, con el diseño e implementación de programas de motivación e integración para el personal del proyecto. JEFE DE COMUNICACIONES: Cargo por asignar.

Comunicador

social encargado de elaborar artículos, noticias, reseñas y reportajes acerca del avance, desarrollo e impacto del proyecto ANGUILA F13 para los medios de comunicación, coordinar y ejecutar ruedas de prensa, y entrevistas. JEFE DE INGENIERIA: Isabel Cristina Niño Camacho. Ingeniera Metalúrgica. Master en Gestión del ciclo de vida del producto.

Líder Técnico

Fórmula SENA 2010. Especialista en Acreditación de laboratorios Norma NTC 17025. 12 años Instructora Ensayos de Materiales. COORDINADOR

DE

METALMECANICA:

Cargo

por

asignar.

Tecnólogo en soldadura y/o metalmecánica con experiencia en el desarrollo de productos y control y coordinación de procesos metalmecánicos de mecanizado, soldadura y ensayos de materiales. COORDINADOR DE CAD:

Efren Humberto Garcia Clavijo.

Diseñador Industrial - Especialista Tecnológico en PLM - Master en Gestión de la Innovación (En curso). Líder de diseño en la conceptualización del proyecto formativo Montacarga Eléctrico EPLM-01 de la Especialización Tecnológica de PLM. 3 años Instructor SENA Centro Colombo Alemán. JEFE TECNICO:

Jorge Arturo Benavides Duarte.

Tecnólogo

Mecatrónico. Técnico General Automotriz IMCE Venezuela.

Técnico en

Remanufacturación de Transmisiones automáticas. Técnico en Administración de Talleres automotriz.

Certificaciones Internacionales en Motores de

combustión interna, Sistemas de frenos, Certificación por competencias laborales en Mantenimiento de motores gasolina-gas. Certificación de Toluca México en apoyo para construcción de vehículos automotores. Líder Técnico 11


del proyecto Fórmula SENA 2010. 12 años Instructor Automotriz en el Centro Industrial y de Aviación. COORDINADOR DE SEGURIDAD Y CONTROL:

Rafael Angel

Juliao Bolaño. Tecnólogo en Mecatrónica. Certificación Internacional ASE Motor, Dirección, Suspensión y Frenos (USA). Certificación Internacional AATI Electricidad

y

Electrónica

Automotriz

(USA).

Certificación

Internacional INWENT en Energías Alternativas (Alemania).

Seminario

Instructor de

apoyo para el anclaje del motor en el bastidor, mecanismo de accionamiento de embrague y selección de velocidades, apoyo en pista de Formula SENA 2010. 14 años Instructor Automotriz en el Centro Industrial y de Aviación. COORDINADOR Eusebio Gualdron Altamar.

DE ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA: Tecnólogo Automotriz.

Jose

Especializado en

Electricidad. Líder de Electricidad y Electrónica Fórmula SENA 2010. 14 años Instructor Automotriz en el Centro Industrial y de Aviación. COORDINADOR DE GENERACION DE POTENCIA:

Antonio

Augusto Ovalle Cotes. Tecnólogo Forestal. Experto en diseño de turbinas eólicas para aerogeneradores y molinos de bombeo. Diseño y construccion de extractores y ventiladores industriales. Calculo, diseño y construccion de vehiculos aerodinamicos de efecto suelo (Hovergraft y Ekranoplanos). Asesoría a la empresa SEMAPI de Colombia en construcción de extractores y ventiladores industriales especiales y de grandes dimensiones para varias empresas de la zona franca y Aeropuertos del Caribe. 25 años Instructor SENA Energías Alternativas. COORDINADOR DE TRANSMISION DE POTENCIA: Ramón Elías Jaramillo Gómez.

Ingeniero Mecánico con Especialización en Edumática.

Técnólogo en Autotrónica. Técnico en Mantenimiento Motores Diesel. Certificación laboral en Mantenimiento Motores gasolina gas. 12

Certificación


Laboral internacional Electricidad básica automotriz. Certificación laboral en Mantenimiento Motores gasolina gas.

Certificación Laboral internacional

Electricidad básica automotriz. Certificado Actitud Profesional Instructor SENA. 18 años Instructor Automotriz Centro Industrial y de Aviación. COORDINADOR DE CARROCERIA: Oscar Ivan Orozco Donado. Ingeniero Mecánico. Tecnólogo en Mantenimiento Electromecánico Industrial. Especialización Tecnológica en Mantenimiento predictivo (en curso). Apoyo en el diseño del proyecto formativo Montacargas de EPLM-1. 9 meses Instructor Mantenimiento Industrial y Electricidad en el Centro Nacional Colombo Alemán. JEFE DE MEDIO AMBIENTE:

Jeimy Arlete Algarin Rodriguez.

Ingeniera Sanitaria y Ambiental. Especialista en Salud ocupacional. Auditora interna ISO 14001:2004. Participación en los Proyectos Generación de pensamiento verde en aprendices con la elaboración de productos a partir de elementos reciclables. Orientación en la formulación del proyecto formación sobre la evaluación de impacto ambiental en la empresa CAREY LEONES S.A. Apoyo al Plan Institucional de gestión Ambiental en el área de planeación a través del desarrollo de sus componentes. 9 meses Instructora SENA Gestión Ambiental GESTOR DE CALIDAD:

Marta Patricia Barrios Molina. Ingeniera

Industrial. Auditora interna de calidad. 10 años de Experiencia en Formulación y Evaluación de Proyectos. Dirección del proyecto mejora de la logística empresarial, mercadeo y comercialización de 9 empresas del departamento del Atlántico originarias del fondo emprender. Asistencia

técnica

administrativos,

para

manejo

el

Plan estratégico de Mercadeo y

mejoramiento

ambiental

y

de

procesos

esquemas

operativos

asociativos

de

y 10

microempresas del sector maderas del Atlántico. 2 años Instructora Gestión Empresarial. 13


INTEGRADOR CON LA MEDIA: Cargo Por asignar. Integrador con la media asignado por cada Centro, encargado de realizar las acciones de transferencia con los estudiantes de integración con la media, involucrando aprendices que hagan proyecto a escala del vehículo eléctrico en los colegios, y seleccionando los mejores para la participación en el proceso de construcción del ANGUILA F13. Aprendices:

Aprendices de formación Técnica o Tecnológica del

SENA, Estudiantes universitarios y estudiantes escolares de integración con la media, que participan en las áreas relacionadas con su formación. Dentro de estos se encuentran: Anthony Heinz Di Mare Pedroza. Aprendiz Tecnólogo Mantenimiento mecatronico de automotores. construcción de 2 Go Kart. Jairo Padilla Coba. Aprendiz Tecnólogo Gestión de ciclo de vida del producto. Técnico en publicidad y diseño publicitario. Técnico en Impresión Offset. Miguel Redondo. Aprendiz Tecnólogo en Automatización Industrial. Alexander López. Aprendiz Tecnólogo en Automatización Industrial. Jean Antonio Alvarez Sánchez. Aprendiz Tecnólogo Supervisión en Fabricación de productos metálicos soldados. Participó como operario soldador en Fórmula SENA 2010 con excelentes resultados y gran compromiso.

Las debilidades o puntos a fortalecer del grupo ESDA para el desarrollo del proyecto ANGUILA F13 son los siguientes:

14


Falta de mayor conocimiento de manejo de información y software de los componentes aerodinámicos

Falta de mayor conocimiento en utilización de Motores Eléctricos y Controladores

electrónicos

aplicados

a

motores

eléctricos

Tecnologías de Batería 

Falta de equipos robustos para diseño y simulación en CAD

15

y

Nuevas


2.2. Plan de Trabajo

2.2.1. Objetivos del proyecto

Objetivo General Diseñar y fabricar un bólido monoplaza eléctrico para competencia tipo formula de alto desempeño, a partir de la incorporación de criterios ambientales en las fases de construcción y desarrollo de cada uno de sus componentes con el propósito de disminuir los impactos ambientales en las diferentes etapas de su ciclo de vida bajo las exigencias del reglamento del concurso Formula SENA ECO, que redunde en el desarrollo de nuevas tecnologías en el mercado automovilístico en el periodo comprendido entre octubre 2012 y octubre 2013.

Objetivos Específicos Contribuir a la preservación del medio ambiente mediante el uso de energías limpias y renovables para la movilización de vehículos Propender a que los aprendices adquieran las competencias de conocimiento y destreza requeridas en el mundo exigente de la industria automotriz Integrar los diferentes centros de formación del SENA de la Regional Atlántico, con el concurso de las universidades locales y las instituciones educativas, para la formulación y ejecución del proyecto FÓRMULA ECO


2.2.1.1.

Cronograma

El cronograma de actividades para la ejecuci贸n, seguimiento y control del proyecto se presenta a continuaci贸n.

18


20


2.2.2. Estrategias de Mercadeo.

Las Estrategias de Mercadeo planteadas por ESDA son las siguientes: Fortalecer las alianzas estratégicas del sector productivo en la Región Caribe promoviendo un entorno competitivo para el desarrollo de productos

innovadores,

permitiendo

la

cooperación

para

competir

(Coopetencia) en mercados globales. Participar como invitados especiales en el programa La Casa 81 Live Show con el fin de realizar el lanzamiento oficial para la web la escudería ESDA 2013 con su proyecto ANGUILA F13. Realizar una campaña de expectativa en redes sociales con seguimientos con estrategias Social Media. Seguimiento continuo y montaje de avances a través de la página web www.anguilaf13.co donada por nuestro primer patrocinador La Casa 81 producciones. Comercialización de material POP de la escudería ESDA y ANGUILA F13, para generar un mayor posicionamiento del equipo y adquisición de recursos. Realizar exhibiciones del monoplaza MARTILLO F10 con el fin de mostrar los resultados alcanzados por el equipo ESDA en la competencia anterior, como base para la nueva consecución de patrocinios. Participación en Competencias en KARS (XTREME KARTS) Y CUARTO DE MILLA Pautar en medios de comunicación los avances y resultados obtenidos por ESDA en el desarrollo de la construcción del monoplaza ANGUILA F13.


2.2.3. Estrategia comercial

Establecer alianzas estratégicas en la venta de producción de los centros Industrial y Aviación,

Centro para el Desarrollo Agroecológico y

Agroindustrial que incluyan en el empaque

el logo del Monoplaza, en los

productos que comercializan. Realizar reuniones y visitas de contacto con empresas para presentarles el proyecto ANGUILA F13, y obtener patrocinios para el desarrollo del mismo, garantizándoles la publicidad en el monoplaza, uniformes y elementos usados por ESDA, de acuerdo a la política establecida por FORMULA SENA ECO (patrocinador Oro, plata y bronce).

2.2.4. Estrategia de operación ESDA utilizará los recursos físicos de los centros de la Regional Altántico como parte del trabajo colaborativo. Los recursos faltantes serán gestionados a través del manejo del fondo asignado por el SENA para la construcción de ANGUILA F13, y de los patrocinios obtenidos.

22


2.2.5. Estrategias Administrativa y Financiera

Los recursos recibidos por Patrocinio

de las empresas serán en especie

se

definirán las necesidades tales como: uniformes del piloto y de la escudería, carrocería, material del chasis, baterías entre otros. El manejo de proveedores se realizará teniendo en cuenta los procedimientos establecidos en la Entidad al igual que para compras, almacén entre otros. 2.2.6. Sistema integrado de gestión SENA “Calidad con Calidez”

En los últimos años la tendencia mundial se orienta hacia la integración de los sistemas de gestión (SIG) en las organizaciones, centrados en cubrir todos los aspectos de la organización, desde el aseguramiento de la calidad del producto, seguido por la satisfacción del cliente hasta el mantenimiento de las operaciones dentro de unas normas y acciones de prevención y control de la contaminación ambiental como también el control de los peligros de seguridad y salud en el trabajo. Se considera entonces que una organización gestiona con sistemas integrados cuando cumple los requisitos de las normas: ISO 9001:2008, ISO 14001:2004 y OHSAS 18001:2007 y se encuentran establecidos, implementados y mantenidos, dando como resultado una gestión eficaz en cada uno de sus componentes, desde el punto de vista de la competitividad y la aplicación de herramientas para el mejoramiento continuo y el aumento de su productividad. El equipo ESDA establecerá un Sistema Integrado de Gestión (SIG) que será ejecutado de forma correlacionada en materias de calidad, ambiente y seguridad y salud en el trabajo, de tal forma que se garantice la continua optimización del sistema. La integración de los sistemas se realizará progresivamente en cada una de las fases del proyecto (Concepción, fabricación, ensamble, puesta a punto y 23


cierre-abandono) donde el componente de la calidad se centrará en la generación de un producto basado en los criterios establecidos por FORMULA SENA-ECO, en materia ambiental se basará en el entorno (Medio ambiente), en la prevención y/o control de la contaminación ambiental y por último la seguridad y salud en el trabajo tendrá su radio de acción en las instalaciones y en el equipo de trabajo ESDA.

PRODUCTO

CALIDAD

AMBIENTE

ENTORNO AMBIENTAL Y PREVENCIÓN

Y CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN

SEGURIDAD Y SALUD EN EL TRABAJO EQUIPO ESDA

INSTALACIONES

Los Requisitos Del Sistema por cada área son las siguientes: EQUIPO DE TRABAJO La responsabilidad del SGI estará a cargo del Gestor de Calidad, quien contara con el apoyo del equipo de trabajo para los siguientes componentes del sistema. POLÍTICA INTEGRAL Se adoptara la promesa de valor del SENA como la política integral del equipo de trabajo de ESDA. PROMESA DE VALOR SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE – SENA

24


EL SENA a través del mejoramiento continuo de sus servicios de formación profesional integral, de generación de ingresos y empleabilidad para la incorporación y el desarrollo de las personas en actividades productivas, se compromete con sus clientes y equipos de interés a generar una cultura de Calidad con Calidez, mediante un Sistema Integrado de Gestión centrado en las personas, con las siguientes promesas de valor: Prestación de servicios con calidad, oportunidad, pertinencia, innovación y estándares internacionales e inclusión social que contribuyan al desarrollo social, económico y tecnológico del país. Aplicación de buenas prácticas ambientales, para la prevención de la contaminación y protección de los recursos naturales. Implementación de ambientes de aprendizaje y de trabajo, con condiciones que contribuyan a la seguridad y salud en el trabajo. Desarrollo y buen uso de las tecnologías de información y comunicación, para la prevención de la confidencialidad, integridad y disponibilidad de la información institucional.2

OBJETIVOS DEL SISTEMA INTEGRADO DE GESTIÓN 1.

Incrementar

prestación

de

la

calidad,

oportunidad,

los

servicios

de

pertinencia

formación,

a

través

y

calidez, de

en

programas

la y

ofertas que respondan a las necesidades y expectativas de aprendices y del 2.Aumentar empleabilidad,

sector las para

oportunidades la

productivo. de

incorporación

2

generación y

el

desarrollo

de de

ingresos las

y

personas

Fuente: www.sena.edu.co (Avances en la ruta del sistema integrados de gestiónS.I.G.)

25


con

enfoque

de

inclusión

social,

en

actividades

productivas.

3.Incrementar acciones de gestión del conocimiento que contribuyan a la

innovación,

competitividad,

excelencia

y

desarrollo

tecnológico,

que contribuyan al posicionamiento internacional del SENA como entidad de 4.

clase Fortalecer

la

aplicación

de

mundial.

buenas

prácticas

ambientales,

en

los

procesos, servicios y sedes de la entidad, para la protección de los recursos

naturales.

5. Incrementar el compromiso con la medición de huella de carbono y con 6.

acciones Incrementar

que la

contribuyan

generación

a

de

la

conductas

compensación

ambiental.

amigables

el

con

medio

ambiente, entre los colaboradores del SENA y los diferentes grupos de interés. 7. Fortalecer las acciones que generen crecimiento humano, valores y competencias para la vida, entre los grupos de interés de la entidad. 8. Mejorar las condiciones de seguridad y salud en el trabajo en los ambientes

de

trabajo

y

de

aprendizaje.

9. Controlar medidas que afecten el bienestar ergonómico y psicosocial de 10.

los Incrementar

colaboradores la

tecnologías

de

12.

los

Fortalecer

capacidad,

el

desarrollo

información controles

confidencialidad

e

integridad

13.

la

integración

Incrementar

de

que de de

y

buen

y garanticen la

la

la

entidad. uso

de

las

comunicación. la

preservación,

información

institucional.

información

de

los

diferentes

procesos y servicios de la entidad.3

3

Fuente: www.sena.edu.co (Avances en la ruta del sistema integrados de gestión-

S.I.G.) 26


1. SISTEMA DE CALIDAD La calidad se ha desarrollado como consecuencia del mercado competitivo que incita a las empresas a generar productos que satisfagan

y superen las

expectativas de sus clientes, partiendo de los ochos principios de la gestión de la calidad por tal razón el equipo ESDA aplicará cada uno de los principios de la norma ISO 9000 tomando como punto de partida el diseño de un vehículo de propulsión eléctrica que cumpla con los requisitos establecidos en la formula SENA-ECO (Cliente), en las partes interesadas (Patrocinadores-comunidad SENA) y como aporto un valor agregado que se enfatizará en mejorar la eficiencia del mismo desde el punto de vista ambiental. Quienes estarán encargados de velar por el cumplimiento de los criterios de la calidad y la participación continua por

parte del equipo ESDA serán los líderes de cada una de las áreas del

proyecto quienes deberán realizar el acompañamiento al equipo de trabajo. CARATERIZACIÓN DEL PROCESO Se elaborara un proceso macro que contenga cada acción o actividad, insumos, materiales, equipos, recursos humanos y técnicos para definir las líneas de los procesos y poder controlar de esta manera las entradas, salidas, productos, subproductos y emisiones que provengan de cada una de las actividades ejecutados. Además de la aplicación de las buenas prácticas de mano factura. Para lograrlo se propone el siguiente modelo que permite caracterizar el proceso de manera general con cada una de las acciones o actividades. Cuadro #2: Mapa de macro proceso de las actividades del proyecto 4

4

Fuente: Norma OHSAS 9001:2000

27


ETAPAS

PROCESO

ENTRADA

ACTIVIDAD

SALIDA

SERVICIO/ PRODUCTO (CLIENTE)

RESPONSABLES Y PARTICIPANTES

P H V A

DOCUMENTOS DEL SIG Los documentos que se establecerán, implementaran y se mantendrán son los siguientes:  Misión.  Visión.  Valores corporativos.  Políticas corporativas.  Objetivos estratégicos del equipo ESDA.  Estrategias competitivas.  Reglamento interno del equipo.  Organigrama del equipo. 28


 Cargos principales.  Control de documentos.  Control de registros.  Auditorias.  Acciones correctivas.  Acciones preventivas  Control del producto no conforme.  Manual de funciones personal técnico.  Manual especifico de funciones líder técnico.  Evidencias. MEJORA CONTINUA La mejora continua se convierte en el objeto permanente del sistema aplicación de ciclo PHVA

con la

para incrementar la probabilidad de aumentar la

satisfacción de los clientes y de las partes interesadas. Además de la medición de los procesos con el uso de indicadores y encuestas, que permiten realizar el seguimiento del avance del proyecto (vehículo eléctrico). Esta acción se ejecutara con el fin de aumentar la capacidad de cumplir con los requisitos establecidos en FORMULA SENA-ECO y optimizar el desempeño, con la aplicación del ciclo PHVA que en su planificación se establezcan objetivos y procesos necesarios para conseguir los resultados propuestos y cumplir con los requisitos exigidos. El hacer se basará en la realización de los procesos, su verificación y productos acorde con las políticas, objetivos, requisitos del producto (vehículo eléctrico) y se informara sobre los resultados obtenidos. SISTEMA SEGURIDAD Y SALUD EN EL TRABAJO Se aplicará un sistema de gestión en seguridad y salud en el trabajo que tendrá como prioridad eliminar y/o minimizar los peligros para el equipo ESDA y aquellas partes que se encuentren involucradas con las actividades que estos desarrollan. 29


PLANIFICACIÓN IDENTIFICACIÓN DE PELIGROSOS Para asegurar la seguridad y la salud en el trabajo se realizará:  Matriz de riesgos. (GTC 45 versión 2012)  Matriz de elementos de protección personal (Equipo de trabajo ESDA).  Plan de señalización de áreas.  Plan de evacuación.  Suministro de botiquín.  Ubicación de extintores de acuerdo a las necesidades de las áreas de trabajo.  Demarcación de áreas.  Plano de distribución de la zona de trabajo.  Plan de inspecciones.  Análisis de trabajo seguro (A.T.S.)  Registro de capacitaciones.  Inventario de materias primas, maquinaria y equipos.  Plano del área. REQUISITOS LEGALES Y OTROS REQUISITOS Las normas sobre seguridad y salud en el trabajo del equipo ESDA se establecerán a través de un procedimiento que me permita identificarlas. Para el cumplimiento de este requisito se mantendrán los documentos relacionados como:  Registro de capacitaciones.  Registro de entrega de EPP.  Matriz de peligros, entre otros.  Formato de investigación de accidentes e incidentes.  Matriz de requisitos legales  Requisitos internos del proyecto 30


 Códigos y directrices de mejores prácticas Normas extranjeras, nacionales, regionales o internacionales (legales y técnicas) Tabla #1: Modelo de identificación de requisitos legales y otros requisitos TIPO DE NORMA

NÚMERO, FECHA Y TEMA

ARTICULOS, PARAGRAFOS, NUMERALES

OBJETIVOS

Y

OBLIGACIÓN, DESCRIPCIÓN (EXPRESIÓN Y TIEMPO)

PROGRAMAS:

CUMPLIMIENTO SI

EVIDENCIA, DOCUMENTOS

NO

Prevención

de

lesiones

y

enfermedades Los objetivos y los programas serán enfocados a la prevención de lesiones y enfermedades laborales, y tendrán su origen en la valoración obtenida de la matriz de riesgos, en los compromisos establecidos en la promesa de valor y en los intereses de las partes interesadas. Esta información se encuentra en la página www.sena.edu.co, en el link de Sistemas integrados de gestión Calidad con Calidez y luego en Nuestro Sistema. Los programas van amarrados al cumplir los objetivos, se deben establecer actividades con un cronograma de cumplimiento y definir los recursos para llevar a cabo esas actividades. IMPLEMENTACIÓN Y OPERACIÓN Recursos, funciones, responsabilidad, rendición de cuentas y autoridad: Se asignaran recursos humanos, financieros, tecnológicos e infraestructura para la implementación de y operación del sistema en seguridad y salud en el trabajo. Definir personal encargado de la salud y seguridad en el trabajo durante la ejecución del proyecto. Definir las responsabilidades en salud y seguridad en el trabajo de cada uno de los integrantes del equipo.

31


Definir el organigrama de la organización. Desde la cabeza del proyecto se deben definir responsabilidades en el sistema de gestión en seguridad. Competencia, formación y toma de conciencia: Para cumplir con esto se establece la realización de talleres de capacitación diarios con una duración no mayor a 15 minutos, cursos básicos de seguridad y salud en el trabajo e inspecciones enfocadas a determinar las falencias de formación en esta materia. Se debe asegurar que los participantes tengan las competencias necesarias para el desarrollo de sus funciones para que realicen el trabajo con una probabilidad baja de sufrir lesiones o enfermedades por el desconocimiento de las labores. Se debe establecer perfiles de cargos, manual de funciones y programa de capacitación. Se deben realizar evaluaciones de desempeño para asegurarse que la persona conserva conocimientos en seguridad y cumple con los procedimientos seguros de trabajo y realiza ATS. Determinar las necesidades de entrenamiento y capacitación evidenciados en registros de capacitación. Comunicación, participación y consulta: Se establecerá la realización de charlas diarias sobre seguridad y salud en el trabajo, espacio que tendrán los integrantes del equipo ESDA para comunicar sobre los peligros, accidentes e incidentes como también emitir su punto de vista sobre el cumplimiento de los objetivos y las estrategias de planes de cumplimiento. DOCUMENTACIÓN: Algunos de los documentos a utilizar en el sistema serán los siguientes:  Registro de capacitaciones. 32


 Actas de compromiso.  Procedimiento de investigación y reporte de accidentes.  Matriz de riesgos, EPP.  Lista de chequeo como: orden y aseo, uso de EPP  Plan de evacuación y señalización.  Manual de salud y seguridad en el trabajo  Procedimientos de trabajo seguro  Listado maestro de documentos, entre otros SISTEMA DE GESTIÓN AMBIENTAL PLANIFICACIÓN Aspectos ambientales Requisitos legales y otros requisitos. Objetivos, metas y programas IMPLEMENTACIÓN Y OPERACIÓN. Recursos, funciones, responsabilidades y autoridad. Competencia, formación y toma de conciencia. Comunicación. Documentación. Control de documentos. Control operacional. Preparación y respuesta ante emergencias. VERIFICACIÓN Seguimiento y medición. Evaluación del cumplimiento legal. No conformidad, acción correctiva y acción preventiva. 33


Control de los registros. Auditoría interna. REVISIÓN POR LA DIRECCIÓN GESTIÓN DE LA SEGURIDAD DE LA INFORMACIÓN PLANIFICACIÓN DEL SISTEMA Aspectos ambientales: La identificación de los aspectos e impactos ambientales partirá de la elaboración del flujograma de procesos y/ o el diagrama de procesos de cada uno de sus micro procesos que contemplen las fases preliminar, fase de construcción y operación. Partiendo de los elementos de entradas, actividades y los elementos de salida con base a ellos se identificaran los aspectos e impactos ambientales asociados a cada uno de los micro procesos. Además se incluirá la descripción del área de influencia del proyecto en sus componentes biofísicos, culturales y sociales.5

Una vez consolidada la información de los procesos e identificado las acciones y los factores ambientales afectados presumiblenente por aquellas, se procederá a 5

Fuente: Manual de producción más limpia 34


la valoración de los impactos ambientales por medio de una metodología de valoración, para así obtener una apreciación de los mismos y con base a ello definir los planes de acción para los impactos. Requisitos legales y otros requisitos: La normatividad ambiental aplicable al proyecto se establecerá a través de una matriz y de un procedimiento que permita identificar los requisitos legales y su aplicación.

Tabla #2: Modelo de identificación de requisitos legales y otros requisitos componente ambiental. RECURSO COMPONENTE

TIPO DE NORMA

NÚMERO, FECHA Y TEMA

AUTORIDAD

ARTICULOS, PARAGRAFOS, NUMERALES

OBLIGACIÓN, DESCRIPCIÓN (EXPRESIÓN Y TIEMPO)

CUMPLIMIENTO SI

EVIDENCIA, DOCUMENTOS

NO

AMBIENTAL

Objetivos, metas y programas ambientales: Estos surgirán de los impactos ambientales valorados por la metodología seleccionada, se designaran objetivos, metas de cumplimiento y se correlacionaran con los programas ambientales, todo lo anterior bajo el principio de mejora continúa. Cabe anotar que el SENA posee un Plan Institucional de Gestión Ambiental (PIGA) que contempla cinco componentes ambientales los cuales serán de obligatorio cumplimiento.

Con el propósito de lograr una mayor explicación de las actividades ambientales y sus impactos correlacionados con los programas ambientales se aplicará el siguiente cuadro de relación.

35


ETAPAS

FASE CONCEPCIÓN

FASE DE FABRICACIÓN

ACTIVIDADES

IMPACTOS AMBIENTALES

MEDIDAS DE MANEJO

ELABORACIÓN DE PROGRAMAS AMBIENTALES

IMPLEMENTACIÓN PROGRAMAS AMBIENTALES

DE ACUERDO A LA ACTIVIDAD DEL PROYECTO

DE

METODOLOGIA DE VALORACIÓN

FASE ENSAMBLE

DE ACUERDO A LA ACTIVIDAD DEL PROYECTO COMPONENTES DEL PIGA

FASE PUESTA A PUNTO

FASE CIERRE Y ABANDONO

DE ACUERDO A LA ACTIVIDAD DEL PROYECTO

DE ACUERDO A LA ACTIVIDAD DEL PROYECTO

IMPLEMENTACIÓN Y OPERACIÓN: Recursos, funciones, responsabilidad y autoridad: Se asignaran recursos humanos, financieros, tecnológicos e infraestructura para desarrollar el sistema de gestión ambiental.

36


En la actualidad la institución cuenta con el área de planeación quien servirá de mediador para que los materiales, insumos y equipos del PIGA puedan ser utilizados en el desarrollo del sistema.

Tabla # 3: Descripción de funciones, responsabilidad y autoridad por cargos. CARGO

FUNCIONES

RESPONSABILIDAD

AUTORIDAD

Competencia, formación y toma de conciencia: Competencia y formación: Se garantizará la competencia, la formación y toma de conciencia de los integrantes del equipo de trabajo de la fase de ejecución con el desarrollo de planes de capacitación basándose en aquellos aspectos ambientales significativos.

Elementos constitutivos de la competencia6

6

Fuente: www.icontec.org 37


Toma de conciencia: Se dirijan las actividades hacia el cambio cultural del equipo ESDA enfocándose en:  Liderazgo.  Empoderamiento de integrantes  Trabajo en equipo  Visión compartida al interior de los procesos y áreas.

Comunicación: Se plantea la realización de reuniones de tipo ambiental para comunicar al equipo de trabajo los logros y contra que se presenten en el desarrollo del proyecto con bases a los principios de la comunicación, con su respectivo cronograma de ejecución. Principios de la comunicación con calidez7 7

Fuente: www.icontec.org 38


Documentaci贸n8: Los documentos que permitir谩n asegurar la eficacia del sistema son:

8

Fuente: www.icontec.org Esquema de planificaci贸n del control operacional. 39


Control de documentos Se establecerá un procedimiento para garantizar la aprobación y actualización de documentos cuando sea necesario. Esta información se encontrara disponible en el servidor principal además de la documentación en físico que reposara en las instalaciones de ESDA los cuales contendrán el control de cambios generados por los continuos procesos de mejora continúa que surgen durante los diseños, modificación y optimización del producto, y estarán ubicados en la zona de control de registros. Control operacional Los procedimientos que hacen parte del control operacional serán documentados y contendrán información sobre operaciones asociadas a los impactos ambientales significativos.

40


Preparación y respuesta ante emergencias Para dar cumplimiento a lo establecido en la norma se establecerá, implementara y mantendrá un procedimiento aplicable a responder en caso de presentarse una contingencia de tipo ambiental donde se ve afecta el medio ambiental y la salud humana de los participantes del equipo ESDA. En el equipo de trabajo ESDA

nombrara un responsable con su relevo para

responder a las emergencias que se puedan presentar. VERIFICACIÓN Es conveniente realizar un seguimiento continuo de los resultados que se obtendrán y así de esta forma agilizar el trabajo con una metodología en la cual se incluya:  Resultados medibles.  Procesos medibles.  Satisfacción de las partes interesadas Verificaciones y balances enfocados en el alcance de las metas como el consumo de energía, agua, generación de residuos (Peligrosos-No peligrosos), incidentes, etc. Seguimiento y medición

41


Se diseñara un plan de monitoreo basado en los Sistemas de gestión medioambiental de David Hunt y en otros componentes. El plan de monitoreo brindara las herramientas para hacer seguimiento y medición (comparación de datos) de forma regular a aquellos que puedan generar impactos significativos de conformidad con los objetivos y las metas ambientales. En el seguimiento se utilizará indicadores enfocados en los aspectos ambientales significativos del proyecto para el cumplimiento de las metas establecidas. En caso de necesitar equipos para realizar el seguimiento de las variables ambientales, estos deben estar calibrados y los registros de calibración deberán asegurarse. Evaluación del cumplimiento legal La evaluación del cumplimiento legal se realizara por medio de una matriz que permitan valorar el grado de cumplimiento y se mantendrán los registros de las evaluaciones.

Tabla # 4: Modelo propuesto de Matriz de cumplimiento legal ACTIVIDAD

AA

RESPONSABLE DE

TIPO DE NORMA

AAC

OBLIGACIÓN (Especificaciones)

SEGUIMIENTO

CUMPLIMIENTO SI

EVIDENCIA

NO

No conformidad, acción correctiva y acción preventiva Para la identificación y corregir las no conformidades y tomar acciones para mitigar los impactos ambientales del proyecto ANGUILA F13 se empleara una matriz que integre:  No conformidades.  Problemas.  Impactos ambientales. 42


 Valoración. Con los valores obtenidos se determinara si la acción a aplicar es correctiva o preventiva y su respectivo tratamiento (Metodología de identificación de causas y solución de problemas). Control de los registros Los registros del sistema que permitirán demostrar la conformidad con los requisitos del sistema son los siguientes:  Matriz de valoración de impactos, requisitos legales y otros.  Plan de capacitación.  Matriz de cumplimiento legal.  Registro de avance en los planes de acciones establecidos para las no conformidades, acción correctiva y acción preventiva.  Registros de calibración, etc. Con la característica que deben ser legibles, identificables y trazables.

Auditoría interna Se realizaran auditorías internas de forma mensual para determinar la conformidad del sistema implementado con los requisitos de la norma, a través de un plan de auditoria. REVISIÓN POR LA DIRECCIÓN En busca de mejorar la gestión ambiental se creara un comité interno conformado por la alta dirección del equipo ESDA quienes tendrán como función realizar revisiones de:  Resultados de las auditorías internas.  Avance en el cumplimiento legal. 

Desempeño ambiental.

 Grado de cumplimiento de objetivos, metas y programas ambientales.  Estado de acciones correctivas y preventivas, además de su seguimiento. 43


GESTIÓN DE LA SEGURIDAD DE LA INFORMACIÓN Se establecerá un sistema basado en establecer, implementar, operar, mantener y revisar un sistema en búsqueda de manejar la seguridad de la información contra una gran variedad de amenazas con el fin de garantizar la continuidad del proyecto, minimizar el riesgo y maximizar las oportunidades de mejora por medio de códigos que le asignará a cada unos de los integrantes del equipo que permitirán tener acceso a la información. Pilares fundamentales de la información a aplicar Confidencialidad: la información debe ser accesible sólo a aquellas personas autorizadas. Integridad: la información y sus métodos de procesamiento deben ser completos y exactos. Disponibilidad: la información y los servicios debe estar disponible cuando se le requiera. La información producto del trabajo continuo del grupo ESDA se encontrará en un servidor que guardara la información conectado a una red de computadores, la información que reposara en estos contara con un sistema de respaldo “copía de seguridad o backup” que permite utilizar estas copias adicionales con la finalidad de ser usadas para restaurar el original después de una eventual pérdida de datos.

44


3. Diseño 3.1.

Metodología de Diseño

Cuando se habla del proceso de diseño de un monoplaza, precisamente del anteproyecto de un coche de competición y en este caso específico del FÓRMULA SENA ECO, se está hablando del mismo proceso utilizado en prácticamente todos los campos de la ingeniería aplicados en los automotores; evidentemente, los vehículos diseñados, son diferentes tanto en forma como en medio o contexto de utilización, pero intrínsecamente poseen parecidas peculiaridades, las cuales, hacen que el proceso de diseño sea menos parecido o análogo a algo ya diseñado. El primer paso en todo diseño es identificar la necesidad,

la

cual

corresponde

a

la

optimización y al grado de mejora alcanzable de algo ya diseñado; o al diseño para crear algo nuevo, con base en los objetivos a conseguir. Estas son las 2 necesidades básicas que todo diseño posee en un principio. Lógicamente, en el caso de diseñar algo nuevo, las funciones y requerimientos

han

de

ser

aquellas

que

conviertan al objeto a diseñar, en competitivo. Desde hace varias décadas se ha venido incrementando el interés en proveer tanto actividades intelectuales como físicas para anclar la práctica y el conocimiento de ingeniería en las mentes de los aprendices. La ingeniería inversa se ha utilizado satisfactoriamente para ayudar a estos a identificar relaciones entre fundamentos de ingeniería y el diseño de equipos, y provee actividades prácticas para acoplar 45


los principios de ingeniería con las actividades denominadas “aprender haciendo”, fomentando de esta forma el desarrollo de la creatividad, la proficiencia y habilidad manual, características deseables en los aprendices del SENA en las diferentes especialidades. La ingeniería inversa puede ser el inicio del proceso de rediseño de un producto, donde este es observado, desensamblado, analizado y

documentado

funcionalidad,

en

forma,

términos principios

de

su

físicos,

manufactura y ensamble, entre otros; sin embargo su práctica debe ser planeada apropiadamente para que se puedan obtener los resultados deseados y observando la tecnológica que se puede recopilar como información en los fórmula Ford ecoboost, fórmula student, fórmula SAE, entre otros. La metodología de diseño de Nigel-Cross, es un modelo racional y sistemático, el cual facilita la búsqueda de soluciones potenciales, el trabajo en equipo y la toma de decisiones (Cross, 2005). Esta metodología, sin embargo no representa la única respuesta y debido a que existen diferentes modelos que bajo su estructura lógica involucran otros criterios, se hace necesario adoptar una combinación que complemente los puntos débiles del modelo escogido. Un complemento, puede ser la metodología de Pahl&Beitz, gracias a que considera la retroalimentación en cada una de las etapas de diseño para verificar el cumplimiento de las especificaciones, además de involucrar la viabilidad económica como etapa fundamental del diseño (Pahl&Beitz, 2007).La búsqueda de soluciones potenciales (necesitamos resultado o producto) y la necesidad de complemento en los puntos 46


débiles del modelo escogido

es la razón de no seleccionar esta técnica

metodológica. No se usara el diseño automotriz que se lleva a cabo para concretar un producto de movilidad, desde la metodología de “investigación y desarrollo”, que pretende dar a conocer los aspectos básicos del proceso brindando al aprendiz, herramientas conceptuales para la construcción de un criterio de diseño de vehículo, a partir de un brieff (documento escrito que contiene o debe contener toda la información necesaria para encarar el desarrollo) de diseño. Tampoco se utilizara el Diseño metodológico, por ser particular de cada interventor, por corresponder más a la concepción de las personas. Como se sabe, un diseño metodológico es la forma particular como cada interventor/a organiza su propuesta de intervención. Por tanto, y después de analizar los beneficios que se obtienen por cada una de las metodologías, para el diseño, desarrollo y construcción del vehículo eléctrico FORMULA SENA ECOse decidió manejar una combinación metodológica conformada por la INGENIERA INVERSA como base para el inicio del proceso de diseño, acompañada por la INVESTIGACION Y DESARROLLO (I+I+I+D), que permita implementar mejoras en el proceso con el fin de alcanzar la máxima eficiencia, productividad, competitividad, innovación y eficacia.

Para la construcción

del vehículo tipo monoplaza de la Regional Atlántico –

ANGUILA F13 de la competencia FORMULA ECOpartimos de: 47


3.1.1. Bastidor (Chasis) y Habitáculo La parte inicial como la modelización y análisis del bastidor, que incluye el habitáculo, será mediante la ayuda de paquetes informáticos, y en una segunda parte la fase de construcción en la que se utiliza todos los conocimientos adquiridos en las diferentes áreas de la Tecnología e ingeniería automotriz, eléctrica, electrónica, mecánica y metalmecánica entre otras.. Para lograr el diseño final del Batidor o Chasis y HabitáculodelFORMULA SENA ECO son los siguientes: 1. Realizar un estudio del estado del arte, determinando aspectos fundamentales a tener en cuenta en el diseño y se estudian las distintas tendencias en los bastidores monoplaza

actuales. Al

mismo tiempo se realiza un estudio profundo de las normas de la FORMULA SENA

ECO,

donde

La

seguridad,

resistencia y eficiencia en el bastidor y habitáculoson los principales requisitos ya que se trata de una competencia de conocimiento aplicado en el desarrollo de un vehículo monoplaza 100% eléctrico con una velocidad aproximada de 150 km/H y una autonomía de 50 km, y por lo tanto son muchas las restricciones a las que el bastidor y habitáculo estarán sometido por parte de la organización para garantizar la seguridad de los participantes.

2 Realizar

el

diseño

del

bastidor

y

habitáculo partiendo de un modelo base formado por los componentes de la 48


estructuranormalizados. Una vez cumplida la normativa se introducirán los cambios en el diseño, probando nuevas ideas y analizando los resultados obtenidos. 3. Realizar el diseño paramétrico del bastidor y habitáculo, teniendo en cuenta la normatividad vigente aplicada en las fórmulas de competencias similares.

Normatividad

Propuesta

Prototipo CAD

El bastidor y habitáculo serán diseñados bajo un sistema CAD parametrizado que permitirá realizar cambios o ajustes a la configuración estructural, según las normas establecidas por la organización, con el objetivo de brindar la seguridad e integridad del piloto.

En cuanto a la adecuación habitáculotenemos que el panel de instrumentocomo todo sistema de control e información para el piloto del monoplaza, el vehículo eléctrico (VE)

debe ser capaz de proveer toda la

49


información necesaria. Esta información será lo más precisa, rápida y confiable que se pueda lograr. La información básica que debe suministrar el panel de control será: Velocidad: Una de las más elementales de todas las variables. El objetivo de ésta es simplemente entregar la rapidez del desplazamiento de VE.

Carga en la Batería: Sumamente interesante, su función es la de dar a conocer la cantidad de energía disponible en las baterías del VE. Haciendo una analogía con un automóvil convencional, esta medida correspondería al nivel del combustible en el depósito.

Corriente: Tener una buena medición de ésta nos permitirá conocer la eficiencia de VE, ya que, a menor corriente existe un menor esfuerzo tanto del motor como del controlador. Además en casos de VE con freno regenerativo sirve para cuantificar esta implementación.

Temperatura en el Motor: Esta medida tiene un carácter de seguridad, ya que, cuando un motor sobrepasa una cierta temperatura pierde efectividad, vida útil y hasta se puede dañar gravemente. Luego saber si ésta excede a ese valor extremo es indispensable.

RPM del Motor: La función de ésta es saber a cuantas revoluciones por minuto se encuentra el motor. Esto puede servir como otra variable de eficiencia, ya que, a mayor RPM, mayor es el voltaje luego menor es la corriente.

50


3.1.2. Estructura Anti-impacto

Para la Estructura Anti-Impacto del monoplaza 100% eléctrico, se diseñara un cono frontal que permite adsorber las fuerzas del impacto en caso de accidente, minimizando los daños al piloto y al mismo vehículo. Esta estructura será sometida a ensayos destructivos para determinar variables de resistencia y presiones. Por otro lado el diseño de esta estructura determinara la conformación aerodinámica de la parte frontal de la carrocería.

3.1.3 Suspensión y Dirección

Inicia con un estudio de los tipos y características de las suspensiones y dirección hasta llegar a concluir con las pruebas realizadas a los sistemas diseñados. Su proceso de desarrollo es el siguiente: 3. Consulta de las partes, tipos de suspensiones y dirección, conceptos básicos de la geometría que rige a estos sistemas y el análisis de su historia, características, ventajas y desventajas de los sistemas de suspensión de competencia PushRod y PullRod y dirección. 4. Desarrollo delCAD parametrizado de las partes de la suspensión y dirección, siendo éste el punto de mayor complejidad debido a su geometría. 5. Se toma los parámetros de diseño, se realiza cálculos de las diferentes situaciones de funcionamiento y se modela un bosquejo de los sistema de suspensión y dirección para aplicar las cargas calculadas mediante software CAE(SolidWorks). Más adelante se pasa a la construcción de las partes de estos sistemas que se realiza utilizando los planos y dimensiones obtenidos; así como también, un análisis de las diferentes pruebas para validarlos

51


sistemas

diseñados.

Por

último,

se

redactan

las

conclusiones

y

recomendaciones.

3.1.3.1

Suspensión

El sistema de suspensión a utilizar en la fabricación del monoplaza será del tipo de Suspensión independiente en donde Cada rueda está soportada por un par debrazos independientes montados en el bastidor del vehículo. Por tanto, lasruedas izquierda y derecha se muevenpor separado. Las característicasde las suspensionesindependientes son: • El peso no suspendido es bajo y laconducción es cómoda. • Como no hay ningún eje queconecte la rueda izquierda y larueda derecha, es posible bajar laposición de montaje del piso y elmotor. Esto significa que el centrode gravedad del vehículo estarámás bajo. • Esta estructura es más compleja. • La banda de rodadura y la alineacióncambian con los movimientosde arriba a abajo de las ruedas.

3.1.3.2 Dirección El tipo de sistema de dirección que

se

empleara

en

el

monoplaza 100% eléctrico será el tipo de “Piñón y Cremallera” ya

que

se

necesita

una 52


desmultiplicación pequeña para proporcionar respuestas rápidas, minimizar los daños posibles al piloto en caso de colisión, brinda una excelente estabilidad para que el vehículo siga por sí mismo en línea recta sin poner demasiada resistencia. Estructura, El piñón de dirección del extremoinferior del eje principal de direcciónse engrana con la cremallera dedirección. A medida que se gira elvolante, el piñón de dirección girapara mover la cremallera de direcciónhacia la derecha o la izquierda. El movimiento de la cremallera dedirección se transmite a los brazosde rótula a través de los extremos dela cremallera de dirección y de losextremos de la barra de acoplamiento.

Características  La estructura es compacta, sencilla y ligera ya que la caja de engranajes es pequeña, y la propia cremallera actúa como varillaje.  El acople de los engranajes es directo, de forma que la respuesta de dirección es muy inmediata.  Hay poco deslizamiento y resistencia rotacional y la transmisión del par es mejor, por lo que la dirección es muy ligera.  El conjunto de engranajes de dirección está completamente sellado, por lo que no requiere mantenimiento. La configuración geométrica del sistema de dirección que será proporcionada al monoplaza, permitirá: a. Recuperación sin problemas Mientras las ruedas del

vehículo giran, el piloto debe sujetarel volante con

firmeza. Sin embargo, una vez finalizadoel giro, la recuperación, es decir, el regreso delvolante a la posición original, debe producirse confacilidad a medida que el conductor relaja la fuerzacon la que está girando el volante. 53


b. Transmisión mínima de las sacudidas de la superficie de la carretera No debe producirse la pérdida del control delvolante ya que posee brazos articulados independiente. Excelente manejabilidad Cuando el vehículo toma curvas por una carreteraestrecha y retorcida, el sistema de dirección debeser capaz de girar las ruedas delanteras bruscamentepero, al mismo tiempo, con suavidad.

Fuente: Manuales Digitales Toyota

3.1.4. Frenos Se analizaran disímiles tipos de frenos siguiendo unprocedimiento

general, que

comprenda

las

siguientes tareas: • Calcular, modelar o medir la distribución de la presión en las superficies de fricción. • Determinar relación entre la máxima presión y la presión en cualquier punto. • Emplear condiciones de equilibrio estático para obtener la fuerza de frenado o el par de torsión y las reacciones de apoyo. 54


Se instalara un sistema de frenos convencional con mecanismos de frenado tipo Disco en las cuatro ruedas del monoplaza. Adicionalmente en lo posible se implementara el sistema de frenado regenerativo, en donde un(os) motor(es) ya sea de corriente alterna o de corriente continua comienza a generar energía al frenar o desacelerar, el vehículo podría operar sin ningún inconveniente con este sistema de frenos dual. Para que esta energía pueda ser utilizada en un mejoramiento de eficiencia, se requiere de los dispositivos de control necesarios. Estos motores generan una carga o torque negativo al

sistema de transmisión de potencia creando una reducción del

desplazamiento del vehículo. 3.1.5 Generación de Potencia El sistema de generación de potencia es la combinación de Baterías, Controlador Electrónico del motor, modulador y motor eléctrico. Un controlador de corriente continua conectado a las baterías y al motor de corriente continúa, son los componentes básicos y fundamentales para el sistema de generación de potencia del Monoplaza. Si el piloto acciona el pedal del acelerador, el controlador entrega el voltaje de las baterías al motor.Si el piloto quita su pie del acelerador, el controlador entrega 55


cero voltios al motor. Para cualquier punto intermedio, el controlador hace entregas intermitentes del voltaje a miles de veces por segundo para crear una media tensión en algún punto entre 0 y el máximo voltaje entregado al motor de corriente continua o alterna. La fuente de energía para el sistema sería la energía acumulada en las baterías, dependiendo de la tecnología de baterías utilizadas influye directamente en la autonomía y eficiencia del monoplaza. La tecnología de batería a utilizar más recomendable seria las baterías de ion litio por su bajo peso y capacidad de reserva. El sistema controlador de corriente estará en la capacidad de administrar la carga de las baterías por medio de una fuente externa de corriente alterna domiciliaria u otra fuente de este tipo de energía. Un paquete en el sistema de controlador de corriente del sistema convertirá la corriente continua de las baterías en corriente alterna para ser entregado al motor AC en caso que el motor sea de este tipo. 3.1.6

Transmisión de potencia La transmisión de potencia recibirá la fuerza de movimiento del sistema de generación de potencia y esta será direccionada hacia las ruedas motrices,

generando

el

desplazamiento del monoplaza. Este sistema constará con un diferencial de giro con el cual serán acoplados un par de semiejes quienes le entregaran el movimiento a las ruedas del monoplaza. La transmisión de movimiento entre el motor eléctrico y el diferencial será por medio de cadenas de eslabones. 56


3.1.7

Electricidad y Electrónica

La administración de los procesos que incluye electricidad y electrónica es uno de los factores más importante en la construcción del monoplaza ya que de esta depende la eficiencia y autonomía en cuanto a desplazamiento. Al analizar las características de cada uno de los sistemas eléctricos descritas en la tabla comparativa que colocamos a continuación, el equipo ESDA se enfocará en diseñar e implementar un sistema de variación de velocidad de un motor de CD–CD puente completo analizando la conveniencia de tipo reductor o elevador o un sistema de variación de velocidad de un motor de CD–AC y aplicarlo en el accionamiento del vehículo monoplaza eléctrico FORMULA ECO. Tabla Comparativa Motor de Corriente Continua

Motor de Inducción Trifásico

Fácil Control

Difícil Controlarlo

Volumen Mediano

Volumen Pequeño

Compleja Construcción

Fácil Construcción

Precio Mediano

Precio Bajo

Gran consumo de corriente

Varían entre 8H y 30 HP

Gran consumo de corriente, dividido en tres faces Varían entre 8H y 50 HP (con peaks de 200 HP)

Controlador de bajo precio

Controlador Completo y Costoso Mantenimiento y confiabilidad

Mantenimiento y confiabilidad buena

excelente.

El diseño e implementación del sistema eléctrico se logrará mediante el cumplimiento de las siguientes actividades: 57


1. Diseñar una etapa lógica con un micro-contralador para que en función de una señal de entrada de referencia, genere diferentes señales PWM, las cuales controlarán los dispositivos semiconductores de potencia. 2. Diseñar una etapa de potencia formada por circuitos semiconductores que reciban las señales PWM generadas en la etapa lógica, logrando un control tanto de velocidad como de sentido de giro del motor. 3. Implementar una etapa de acoplamiento entre las etapas lógicas y de potencia. 4. Acoplar el sistema motriz en la estructura del monoplaza tubular FORMULA ECO. 3.1.8 Carrocería y Aerodinámica Cuando un automóvil se encuentra en movimiento constantemente se ve sometido a diferentes fuerzas que resultan del desplazamiento del mismo a través de un gas (el aire). El estudio de todos estos efectos sobre nuestra carrocería se realizará en Túneles de Viento a escala, donde estará sometido a pruebas pero en forma estática. El diseño errado aerodinámicamente puede causar los siguientes efectos negativos en el rendimiento y seguridad del vehículo: 

Alto consumo de energía

Disminución de la velocidad ya que los alerones aumentan el área frontal del vehículo.

Esfuerzo innecesario del motor y disminución de la eficiencia del sistema de enfriamiento del mismo

Disminución la capacidad de disipación de calor de discos de frenos o del motor, si también es utilizado como freno. 58


Generación de esfuerzos innecesarios de la suspensión sobre los resortes.

Inestabilidad en la conducción

Generación de vórtices (turbulencias)

que producen Ruido de Viento

(sonoridad). 3.1.9 Resumen Al analizar cada uno de los sistemas anteriormente planteados, se presenta la ficha técnica de ANGUILA F13 Monocasco Compuesto de estructura metálica diseñado BASTIDOR (Chasis):

para montar el motor eléctrico y sistemas del vehículo Estructuras anti-impacto Cuatro polos de inducción, diseño de alta frecuencia con controlador inversor flujo magnético. Dimensiones: 245 mm de diámetro x 350 mm de largo

Motor Eléctrico

Peso total: 50 kg (incluido. ventilador) Máximo rpm: 12.000 Aislamiento: Clase H, con doble aislamiento Enfriamiento: por aire forzado con control de velocidad Sensores: temperatura del bobinado, tacómetro

Características motor eléctrico

Salida en el eje del motor: 150 kW a 7.000 - 8.000 rpm 220 Nm @ 0 - 5.000 rpm

59


Eficiencia batería a eje:

91% de eficiencia pico

86% con carga por carretera Cargador unidad:

200 a 20.000 vatios

Voltaje nominal del sistema: 336 – 360 V - 240 V min, 450 V max Corriente 580 Adcmax (conduccion) 200 Adcmax (regeneración) Torque 220 Nmmax, 0 - 5,000 rpm (Conducción) 115 Nmmax (regeneration) Power 150 kW max, 7,000-8,000 rpm 50 kW continuos a 8,000 rpm torque y potencia a 336V DC entrada Efficiency: 91% peak (50 kW, 9000 rpm) 86% road load (8 kW, 8500 rpm) >93% recarga (240V line, 10 kW) Peso: Transmisión:

590 Kg. (incluido piloto) Por Cadena y juego de excualizacion Suspensión delantera: doble brazo articulado

Suspensión

amortiguador operado por pushrod y barra

delanteros:

estabilizadora

Suspensión trasera:

Suspensión trasera: doble brazo articulado amortiguador 60


operado por pushrod y barra estabilizadora.

Frenos:

Ruedas: Neumáticos:

Carrocería:

Cinturón de

Pinzas,discos ventilados y pastillas de fibra de carbono o en lo posible además freno regenerativo Delanteras y Traseras ring 13 ruedas Pirelli 165/60R13 Fibra de carbono composite. Cubierta del motor, pontones y suelo. Frontal estructural con cinco puntos de arnés

seguridad

Habitáculo:

Cubierta interna con asiento anatómico desmontable y panel de instrumentos. Distancia entre ejes: 1610 mm Longitud total: 2400 mm

Dimensiones

Altura total: 1100 mm Ancho total: 1500 mm

3.2 Propuesta de Diseño del vehículo y sustentación técnica

Nuestro objetivo es la planeación, el diseño, construcción y adecuación de un monoplaza de Formula SENA ECO para participar en esta competición a nivel nacional entre las diez regionales seleccionadas. El proyecto será desarrollado íntegramente por aprendices SENA de la Regional Atlántico y estudiantes de Ingeniería de las distintas Universidades que deseen participar en el proyecto. Es 61


bueno recordar que este es el segundo vehículo y competencia organizada por el SENA como institución de formación profesional integral para el trabajo. Buscamos patrocinadores que apoyen nuestro proyecto de forma económica, dotándonos de medios en los casos que sean posibles y en general cualquier apoyo que puedan ofrecernos. Pensamos que esté proyecto puede aportar buena imagen al SENA, las instituciones y las empresas implicadas ya que ayudan a la formación de futuros PROFESIONALES en las diferentes competencias desarrolladas. El proyecto que se describe a continuación forma parte de una serie de ideas que cubren la fabricación y estudio de los distintos sistemas que componen el monoplaza formula. En este proyecto se describen cuáles han sido los pasos dados en este anteproyecto para alcanzar el diseño final de un monoplaza adaptado a la fórmula SENA ECO y se presentan los resultados preliminares al analizarlo. En primer lugar, se determinaron los aspectos fundamentales a tener en cuenta en el diseño y se estudiaron las distintas tendencias en los monoplazas actuales (ver DESCRIPCIÓN DE LOS DISEÑOS). Al mismo tiempo se planteó la

necesidad de un estudio profundo de las normas de la fórmula SENA ECO, 62


cuando sean expuestas. La seguridad es uno de los principales requisitos ya que se trata de una competición estudiantil, y por lo tanto son muchas las restricciones a las que el monoplaza estará sometido por parte de la organización para garantizar la seguridad de los participantes. Para realizar el diseño del monoplaza se partió de un modelo base (ver representación gráfica y descripción de los diseños).

63


64


65


4.

Programas de Formación

Empleando la estrategia de formación por proyectos, los subproyectos generados para el diseño, la construcción, ensamble y puesta en marcha de ANGUILA F13 son los siguientes:

SUBPROYECTO: Diseño y Confección de Uniformes del equipo Programa de formación: Técnico En Trazo Y Corte En Confección Industrial Competencias a desarrollar: 

Manejo de Máquinas

Manejo de Módulos de confección

SUBPROYECTO: Fabricación de maquetas de equipos según diseño Programa de formación: Técnico En Elaboración De Muebles Contemporáneos Y Modulares Competencias a desarrollar: 

Diseñar y construir todo tipo de muebles en madera

SUBPROYECTO: Fabricación de carrocería Programa de formación: Técnico en línea de aviones 66


Competencias a desarrollar: 

Realizar mantenimiento especializado a las estructuras en materiales compuestos de las aeronaves de acuerdo con el programa, manuales de mantenimiento, al manual de reparaciones estructurales y normas vigentes SUBPROYECTO: Fabricación Del Chasis

Programa de formación: Trazado, Corte, Conformado Y Armado De Productos Metálicos Soldados Competencias a desarrollar: 

Trazar, armar, conformar y armar productos metálicos soldados

Programa de formación: Supervisión en Fabricación de productos metálicos soldados Competencias a desarrollar: 

Supervisar fabricación de productos metálicos de acuerdo a los diseños establecidos

Programa de formación: Inspección Y Ensayo De Piezas, Materiales Y Equipos Competencias a desarrollar: 

Inspeccionar piezas, materiales y equipos con la técnica de líquidos penetrantes

Inspeccionar piezas, materiales y equipos con la técnica de inspección visual 67


Programa de formación: Gestión de ciclo de vida del producto Competencias a desarrollar: 

Diseñar el producto según los requerimientos del cliente bajo la estrategia PLM

Programa de formación: Gestión De La Producción Industrial Competencias a desarrollar: 

Programación de la producción de acuerdo a los requerimientos del cliente

SUBPROYECTO: Sistema De Monitoreo Del Monoplaza En Pista Programa de formación: Automatización Industrial. Competencias a desarrollar: 

Visualización e interpretación de la información

para generar los ajustes

requeridos SUBPROYECTO: Ensamble y montaje de los componentes de los sistemas de control del vehículo monoplaza. (suspensión, y dirección) Programa de formación: Mantenimiento Del Conjunto Transmisor De Potencia Control Y Seguridad De Automotores Competencias a desarrollar: 

Prevenir fallas de vehículos automotores, de acuerdo a parámetros del fabricante y/o empresa 68


Corregir fallas del sistema de suspensión y dirección de vehículos automotores de acuerdo con parámetros del fabricante, normas de seguridad y ambientales.

Programa de formación: Mantenimiento Mecatrónico De Automotores Competencias a desarrollar: 

Integrar las actividades del servicio de mantenimiento de acuerdo con parámetros del fabricante y políticas de la empresa.

Controlar las actividades del servicio de mantenimiento, de acuerdo con directrices del fabricante, políticas de la empresa y normas vigentes.

Corregir fallas del sistema de suspensión y dirección de vehículos automotores de acuerdo con parámetros del fabricante, normas de seguridad y ambientales

SUBPROYECTO: componentes

de

los

Selección, sistemas

ensamble

seguridad

y

activa

montaje del

de

los

vehículo

monoplaza.(Frenos) Programa de formación: Mantenimiento Mecatrónico De Automotores Competencias a desarrollar: 

Integrar las actividades del servicio de mantenimiento de acuerdo con parámetros del fabricante y políticas de la empresa.

Controlar las actividades del servicio de mantenimiento, de acuerdo con directrices del fabricante, políticas de la empresa y normas vigentes.

69


Corregir fallas del sistema de frenos de vehículos automotores de acuerdo a parámetros del fabricante, normas de seguridad y ambientales

Programa de formación: Mantenimiento Del Conjunto Transmisor De Potencia Control Y Seguridad De Automotores Competencias a desarrollar: 

Prevenir fallas de vehículos automotores, de acuerdo a parámetros del fabricante y/o empresa

Corregir fallas del sistema de frenos de vehículos automotores de acuerdo a parámetros del fabricante, normas de seguridad y ambientales

Promover la interacción idónea consigo mismo, con los demás y con la naturaleza en los contextos laboral y social.

SUBPROYECTO:

Selección,

ensamble

y

montaje

de

los

componentes del sistema generador de potencia con su control electrónico del vehículo monoplaza.(Motor eléctrico y su control electrónico) Programa de formación: Mantenimiento Mecatrónico De Automotores Competencias a desarrollar: 

Integrar las actividades del servicio de mantenimiento de acuerdo con parámetros del fabricante y políticas de la empresa.

Controlar las actividades del servicio de mantenimiento, de acuerdo con directrices del fabricante, políticas de la empresa y normas vigentes. 70


Corregir fallas del sistema eléctrico y electrónico de vehículos Automotores, de acuerdo con parámetros técnicos y normatividad vigente

Programa de formación: Mantenimiento Eléctrico Y Electrónico En Automotores Competencias a desarrollar: 

Prevenir fallas de vehículos automotores, de acuerdo a parámetros del fabricante y/o empresa.

Corregir fallas del sistema eléctrico y electrónico de vehículos automotores, de acuerdo con parámetros técnicos y normatividad vigente

SUBPROYECTO:

Selección,

ensamble

componentes del sistema de transmisión de

y

montaje

de

los

potencia del vehículo

monoplaza.(Sistema de transmisión de potencia) Programa de formación: Mantenimiento Mecatrónico De Automotores Competencias a desarrollar: 

Integrar las actividades del servicio de mantenimiento de acuerdo con parámetros del fabricante y políticas de la empresa.

Controlar las actividades del servicio de mantenimiento, de acuerdo con directrices del fabricante, políticas de la empresa y normas vigentes.

Corregir fallas del conjunto transmisor de potencia de vehículos automotores de acuerdo con parámetros del fabricante, normas de seguridad y ambientales

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Programa de formación: Mantenimiento Del Conjunto Transmisor De Potencia Control Y Seguridad De Automotores Competencias a desarrollar: 

Prevenir fallas de vehículos automotores, de acuerdo a parámetros del fabricante y/o empresa.

Corregir fallas del conjunto transmisor de potencia de vehículos automotores de acuerdo con parámetros del fabricante, normas de seguridad y ambientales.

SUBPROYECTO: Selección ensamble, montaje e instalación de los componentes de seguridad pasiva, confort e instrumentos de control en el habitáculo del vehículo monoplaza. Programa de formación: Mantenimiento Mecatrónico De Automotores Competencias a desarrollar: 

Integrar las actividades del servicio de mantenimiento de acuerdo con parámetros del fabricante y políticas de la empresa.

Controlar las actividades del servicio de mantenimiento, de acuerdo con directrices del fabricante, políticas de la empresa y normas vigentes

Corregir fallas del sistema eléctrico y electrónico de vehículos automotores, de acuerdo con parámetros técnicos y normatividad vigente.

Corregir fallas de los sistemas de seguridad pasiva y confort de los vehículos automotores según parámetros del fabricante.

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Programa de formación: Mantenimiento Eléctrico Y Electrónico En Automotores Competencias a desarrollar: 

Prevenir fallas de vehículos automotores, de acuerdo a parámetros del fabricante y/o empresa.

Corregir fallas del sistema eléctrico y electrónico de vehículos automotores, de acuerdo con parámetros técnicos y normatividad vigente

Corregir fallas de los sistemas de seguridad pasiva y confort de los vehículos automotores según parámetros del fabricante

Transferencia del conocimiento y divulgación Tecnológica 

El equipo ESDA hará la transferencia del conocimiento y divulgación tecnológicos por cada uno de los grupos así:

A los aprendices de los centros de formación mediante la participación en el proceso de Inducción, en los eventos Buenos Días, Buenas Tardes o Buenas Noches

A los aprendices de integración con la media y de ampliación de cobertura mediante la participación en eventos de divulgación en estas instituciones

Al público en general, mediante la participación en ferias, especialmente en la semana Global del Emprendimiento y la Innovación

A los instructores mediante la participación en la semana de alistamiento y capacitaciones

A los Gremios mediante la participación en mesas sectoriales 73


Consolidación de la información Se va a documentar la información a través de las tecnologías de la información apoyados de software que nos permitan documentar y compartir en tiempo real la información, creando unas políticas de seguridad interna para el manejo y confiabilidad de la información. Articulación con la Educación Media Se realizarán acciones de transferencia con los estudiantes de integración con la media, involucrando aprendices que hagan proyecto a escala del vehículo eléctrico en los colegios, y seleccionando los mejores para la participación en el proceso de construcción del ANGUILA F13.

5.

Video

Se entrega anexo el video de presentación del proyecto.

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Ante esda