Diseño e implementación de un sistema electrónico de alerta hacia el comportamiento de conducción

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“Diseño e implementación de un sistema electrónico de alerta al conductor hacia el comportamiento óptimo de manejo en un auto aveo emotion modelo 2019” PRAXIS CAPITAL Introducción Con el transcurrir del tiempo, se dio la aparición del automóvil, el cual únicamente solía cumplir la función de transportar personas así como instrumentos y herramientas para trabajo, por otro lado su sistema mecánico no era sencillo, además que no lograba brindar el mayor confort para el usuario, así como su respectiva seguridad, es por ello que con el desarrollo de la sociedad mundial, se han venido efectuando modificaciones en sus sistemas mecánicos, optimizando su rendimiento vehicular, conjuntamente con el nivel de satisfacción del usuario.

A partir de la década de 1970, se produce la evolución de la era digital, donde de la electrónica surge la denominada “autotrónica”. Esta nueva especialización se enfoca en analizar y desarrollar nuevos sistemas que promuevan mayores beneficios para conducir un vehículo, creando además un ambiente económico, seguro y que se adecúe al confort requerido por el usuario.

La conducción automovilística demanda de una gran atención, ya que ello en caso de no considerarla se puede generar efectos graves, sobre todo para la vida del conductor, sus acompañantes y de los transeúntes. Hay varios aspectos que reducen dicha capacidad, los cuales permiten evitar posibles catástrofes como accidentes. Hoy en día, los sistemas de seguridad de los automóviles se enfocan en el análisis y desarrollo de la mecánica rígida y control, y no visualizan a profundidad el sistema preventivo, así como el automatizado.

En el marco de dichos sistemas automatizados y preventivos, está involucrado el sistema de aceleración y freno, lo cual restringe los niveles de 2

velocidad al momento de conducir, además se produce que el volante tenga la capacidad de regular la dirección.

En cuanto a las estructuras, se ha analizado implementar un sistema que emita mensajes de alerta, a fin que el conductor tome las respectivas medidas, considerando la disminución de la velocidad los cambios de marchas. Es así que se hace uso de sensores de resistencia variable sobre cada eje de los pedales de mando, así como sobre la barra de dirección.

La velocidad del volante hace uso de la señal emitida al tablero a modo de indicador del límite máximo de velocidad, además debe acatar lo presentado por la normativa de la ANT (Agencia Nacional de Transito), existe regulación sobre las velocidades máximas que puede alcanzar un automotor según el lugar donde realice su recorrido.

Para lo cual dentro de esta investigación se busca mejorar e implementar este sistema como un mecanismo que indica al conductor cuando excede o está fuera de los límites de buen manejo, reduciendo de esta forma los riesgos y peligros de accidentes de tránsito por mal manejo.

1.1. TECNOLOGÍAS

Y

CONTROLADORES

DE

VELOCIDAD VEHICULAR De acuerdo al historiador Arthur Sims (Sims, 2013, pág. 91), los primeros sistemas utilizados para el control de velocidad de crucero fueron creados en el año de 1910 por la industria constructora de autos de lujo Peerlees. Pero esta tecnología fue creada por James Watt y Matthew Boulton en 1788 para controlar un motor de vapor en el cual el governor ajustaba la posición de la mariposa a medida que la velocidad del mismo variaba bajo cargas diferentes. Los controladores de velocidad modernos fueron inventados en 1945 por el inventor ciego e ingeniero mecánico Ralph Teetor, así el primer vehículo con el sistema de Teetor fue el Chrysler Imperial en 1958 como se puede observar en la siguiente figura.

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Figura 1: Chrysler Imperial de 1958 www.arizonacollectorcars.com

Este sistema calculaba la velocidad sobre la carretera basándose en las rotaciones del velocímetro y usaba una bobina para variar la posición de la mariposa de aceleración según fuera necesario.

Así llega la segunda generación de este sistema, el Tempomat, que es un sistema adicional que se lo puede implementar y su funcionamiento consiste básicamente en que la columna electrónica de dirección registra las señales de los mandos de control del volante (incluido el Tempomat figura 2) para evaluarla y transmitirla a través del BUS CAN confort a la unidad de control para la red de abordo, transmitiéndose adicionalmente a través del Gateway (incorporado en el cuadro de instrumentos) a los BUS de Información y Moto propulsor.

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Figura 2: Paleta Tempomat www.auditt-web.com

Gracias a el módulo de conmutadores de la SMLS (módulo de conmutación para la columna de dirección) se puede instalar el Tempomat sin necesidad de cablear manualmente ninguna señal, simplemente se conecta y se recodifica por software.

La última generación de este sistema es el Adaptative Cruise Control (figura 3), el sistema de control de velocidad está presente en los vehículos de alta gama como Audi, Mercedes Benz, Wolkswagen, Honda, Citroen, Volvo, BMW, entre los constructores más innovadores e importantes del mundo.

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Figura 3: Adaptative Cruise Control www.crankydriver.com

1.1.1. SENSORES Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, movimiento, pH, etc. Una magnitud eléctrica puede ser una resistencia eléctrica, una capacidad eléctrica como en un sensor de humedad, una Tensión eléctrica, una corriente eléctrica (como en un fototransistor).

Para el autor Carl Brutt (Brutt, 2013, pág. 103), un sensor es un tipo de transductor que transforma la magnitud que se quiere medir o controlar.

Pueden ser de indicación directa (e.g. un termómetro de mercurio) o pueden estar conectados a un indicador (posiblemente a través de un convertidor analógico al digital, un computador y un display) de modo que los valores detectados puedan ser leídos por un humano.

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1.1.1.1.

Clasificación

Aunque es un poco complicado realizar una clasificación única, debido a la gran cantidad de sensores que existen actualmente, los siguientes son las clasificaciones más generales. 

Según el tipo de señal de salida Analógicos.

Dan como salida un valor de tensión o corriente variables en forma continua dentro del campo de medida.

Digitales. Dan como salida una señal en forma de una palabra digital. 

Según la magnitud física a detectar

Posición, velocidad, fuerza y par, presión, caudal, proximidad, etc.

Tabla 1: Clasificación de sensores

Elaborado por: PRAXIS CAPITAL

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1.1.1.2.

Tipos de Sensores

Existen diferentes tipos de sensores, en función del tipo de variable que tengan que medir o detectar: 

De contacto.



Ópticos.



Térmicos.



De humedad.



Magnéticos.



De infrarrojos

1.1.1.2.1. Sensores de Contacto Se emplean para detectar el final del recorrido o la posición límite de componentes mecánicos. Por ejemplo: saber cuándo una puerta o una ventana que se abren automáticamente están ya completamente abiertas y por lo tanto el motor que las acciona debe pararse.

Los principales son los llamados fines de carrera (o finales de carrera). Se trata de un interruptor que consta de una pequeña pieza móvil y de una pieza fija que se llama NA, normalmente abierto, o NC, normalmente cerrado.

La pieza NA está separada de la móvil y sólo hace contacto cuando el componente mecánico llega al final de su recorrido y acciona la pieza móvil haciendo que pase la corriente por el circuito de control.

La pieza NC hace contacto con la móvil y sólo se separa cuando el componente mecánico llega al final de su recorrido y acciona la pieza móvil impidiendo el paso de la corriente por el circuito de control. Según el tipo de fin de carrera, puede haber una pieza NA, una NC o ambas.

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Figura 4: Sensor de contacto vehicular (Brutt, 2013, pág. 172)

1.1.1.2.2. Sensores ópticos Detectan la presencia de una persona o de un objeto que interrumpen el haz de luz que le llega al sensor. Según Alberto Campos (Campos, 2010, pág.

31), se debe recordar que se trataba de resistencias cuyo valor disminuía con la luz, de forma que cuando reciben un haz de luz permiten el paso de la corriente eléctrica por el circuito de control. Cuando una persona o un obstáculo interrumpen el paso de la luz, la LDR aumenta su resistencia e interrumpe el paso de corriente por el circuito de control.

Las LDR son muy útiles en robótica para regular el movimiento de los robots y detener su movimiento cuando van a tropezar con un obstáculo o bien disparar alguna alarma. También sirven para regular la iluminación artificial en función de la luz natural. El circuito que aparece en la siguiente figura (Figura 5), permitiría controlar la puesta en marcha de una alarma al disminuir la intensidad luminosa que incide sobre un LDR.

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Figura 5: Bloque de función de un sensor (Campos, 2010, pág. 120)

1.1.1.2.3. Sensores Magnéticos Detecta los campos magnéticos que provocan los imanes o las corrientes eléctricas. El principal es el llamado interruptor Reed; consiste en un par de láminas metálicas de materiales ferromagnéticos metidas en el interior de una cápsula que se atraen en presencia de un campo magnético, cerrando el circuito.

Figura 6: Sensor magnético vehicular El interruptor Reed puede sustituir a los finales de carrera para detectar la posición de un elemento móvil, con la ventaja de que no necesita ser empujado físicamente por dicho elemento sino que puede detectar la proximidad sin contacto directo.

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1.1.2. RELÉS 1.1.2.1.

Definición

Para el ingeniero del MIT Patrick Von Niel (Niel, 2014, pág. 175), los relés son interruptores o dispositivos de conmutación activados por señales, lo cual los hace extremadamente funcionales para que controlen cosas cuando se les manda una señal. Los relés están formados por un contacto móvil o polo y por un contacto fijo, pero también hay relés que funcionan como un conmutador, porque disponen de un polo (contacto móvil) y dos contactos fijos. Pueden ser de tipo electromecánico o totalmente electrónico, en cuyo caso carece de partes móviles.

Figura 7: Estructura de un relé (Niel, 2014, pág. 177)

1.2. NEUMÁTICOS Y LOS SENSORES DE VELOCIDAD 1.2.1. SISTÉMAS NEUMÁTICOS La neumática es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. El aire es un material elástico y por tanto, al aplicarle una 11

fuerza, se comprime, mantiene esta compresión y devolverá la energía acumulada cuando se le permita expandirse, según la los gases ideales.

1.2.1.1.

Actuadores neumáticos

Para Francis Anderson (Anderson, 2013, pág. 61), un actuador es un dispositivo inherentemente mecánico cuya función es proporcionar fuerza para mover o “actuar” otro dispositivo mecánico. La fuerza que provoca el actuador proviene de tres fuentes posibles: Presión neumática, presión hidráulica, y fuerza motriz eléctrica (motor eléctrico o solenoide).

Dependiendo del origen de la fuerza el actuador se denomina “neumático”, “hidráulico” o “eléctrico”.

El actuador más común es el actuador manual o humano. Es decir, una persona mueve o actúa un dispositivo para promover su funcionamiento.

Con el tiempo, se hizo conveniente automatizar la actuación de dispositivos, por lo que diferentes dispositivos hicieron su aparición. Actualmente hay básicamente dos tipos de actuadores. 

Lineales



Rotatorios

En esta sección la investigación se centrará en los actuadores lineales debido a su importancia en el sistema de control de velocidad.

Figura 8: Cilindro de doble efecto (Anderson, 2013, pág. 73)

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Los cilindros neumáticos son unidades que transforman la energía potencial del aire comprimido en energía cinética o en fuerzas prensoras.

Básicamente consisten en un recipiente cilíndrico provisto de un émbolo o pistón. Al introducir un determinado caudal de aire comprimido, éste se expande dentro de la cámara y provoca un desplazamiento lineal. Si se acopla al embolo un vástago rígido, este mecanismo es capaz de empujar algún elemento, o simplemente sujetarlo. La fuerza de empuje es proporcional a la presión del aire y a la superficie del pistón (Ecuación 1: fuerza que ejerce el cilindro):

Dónde: F = Fuerza p = Presión manométrica A = Área del émbolo o pistón 1.2.1.2.

Cilindros de simple efecto

Uno de sus movimientos está generado por el aire comprimido, mientras que el otro se da por una acción antagonista, generalmente un resorte colocado en el interior del cilindro, entre el pistón y su tapa trasera (con resorte trasero).

Ejecuta trabajo aprovechable sólo en uno de los dos sentidos, y la fuerza obtenible es algo menor a la que da la expresión F = P x A, pues hay que descontar la fuerza de oposición que ejerce el resorte. Uno de sus movimientos está gobernado por el aire comprimido, mientras que el otro se da por una acción antagonista, generalmente un resorte colocado en el interior del cilindro. Este resorte podrá situarse opcionalmente entre el pistón y tapa delantera (con resorte delantero).

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1.2.1.3.

Consumo de aire en el cilindro

El cĂĄlculo del consumo de aire en cilindro neumĂĄtico es muy importante cuando se requiere conocer la capacidad del compresor necesario para abastecer la demanda de una instalaciĂłn. Puede calcularse con la siguiente fĂłrmula (EcuaciĂłn 2: Consumo de aire en cilindro neumĂĄtico) đ?‘„ = (đ?œ‹â „4). đ?‘‘ 2. đ?‘?. đ?‘›. đ?‘ƒ. đ?‘ . 10−6 DĂłnde: Q = Consumo de aire (Nl/min) d = DiĂĄmetro del cilindro (mm) c = Carrera del cilindro (mm) n = NĂşmero de ciclos completos por minuto P = PresiĂłn absoluta=PresiĂłn relativa de trabajo + 1 bar N = NĂşmero de efectos del cilindro N=1 para simple efecto, N=2 para doble efecto 1.2.1.4.

ProducciĂłn de aire comprimido

El aire comprimido, por el hecho de comprimirse, comprime tambiĂŠn todas las

impurezas

que

contiene,

tales

como

polvo,

hollĂ­n,

suciedad,

hidrocarburos, gĂŠrmenes y vapor de agua. A estas impurezas se suman las partĂ­culas que provienen del propio compresor, tales como polvo de abrasiĂłn por desgaste, aceites y aerosoles y los residuos y depĂłsitos de la red de tuberĂ­as, tales como Ăłxido, residuos de soldadura.

Estas impurezas pueden crear partĂ­culas mĂĄs grandes (polvo +aceite) por lo que dan origen muchas veces a averĂ­as y pueden conducir a la destrucciĂłn de los elementos neumĂĄticos.

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Es vital eliminarlas en los procesos de producción de aire comprimido, en los compresores y en el de preparación para la alimentación directa de los dispositivos neumáticos. Por otro lado, desde el punto de vista de prevención de los riesgos laborales.

1.2.1.5. 

Recomendaciones para el montaje de cilindros neumáticos

Los cilindros neumáticos están diseñados para transmitir esfuerzos axiales. La presencia de esfuerzos radiales o laterales sobre los vástagos conducirán a un desgaste prematuro de las guarniciones y de sus guías. Por lo tanto, deberán analizarse detenidamente los tipos de montaje más adecuados para cada aplicación a efectos de anular dichos esfuerzos.



Toda vez que se utilice un montaje basculante para el cilindro (en cualquiera de sus formas), deberá preverse un equivalente en el extremo del vástago. La combinación de montajes rígidos con basculantes resulta un contrasentido técnico que origina esfuerzos radiales sobre el vástago.



Debe evitarse el montaje rígido del cilindro con el elemento a mover.

En caso que sea inevitable, fijar suavemente el actuador y operarlo a baja presión de modo que entre y salga libremente y pueda auto alinearse.

1.2.2. ELECTROVÁLVULA Byron Cisneros (Cisneros, 2014, pág. 82), define de la siguiente forma, una electroválvula tiene dos partes fundamentales: el solenoide y la válvula. El solenoide convierte energía eléctrica en energía mecánica para actuar la válvula. Una electroválvula es una válvula electromecánica, diseñada para controlar el flujo de un fluido a través de un conducto como puede ser una tubería. La válvula está controlada por una corriente eléctrica a través de una bobina solenoide. Las electroválvulas resultan del acoplamiento de un sistema electromecánico (solenoide–electroimán de accionamiento).

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Estas válvulas se utilizan cuando la señal proviene de un temporizador eléctrico, un final de carrera eléctrico, presostatos o mandos electrónicos. En general, se elige el accionamiento eléctrico para mandos con distancias extremamente largas y cortos tiempos de conexión.

Las electroválvulas o válvulas electromagnéticas se dividen en válvulas de mando directo o indirecto. Al conectar el imán, el núcleo (inducido) es atraído hacia arriba venciendo la resistencia del muelle.

1.2.2.1.

Electroválvula 5/2 Vías Monoestable

Cumple las mismas funciones que la de 4/2 vías y simplemente tiene otro sistema constructivo. Este tipo es de tipo corredera a diferencia de las de tipo asiento.

Figura 9: Electroválvula 5/2 Vías Monoestable (Cisneros, 2014)

1.2.3. SENSOR DE VELOCIDAD Hay al menos dos sensores de velocidad distintos en un vehículo. El primero es un generador de señal magnética que, al girar, genera un impulso eléctrico que es utilizado por la computadora. El sensor de velocidad en una

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transmisión de unidad de llanta trasera se encuentra en el alojamiento de la cola trasera de la transmisión. Es impulsado por un engranaje situado en el alojamiento de la caja de transmisión.

En un vehículo de unidad de llanta frontal, el sensor de velocidad está situado en la parte superior del alojamiento diferencial sobre la transmisión, cerca del eje de accionamiento.

1.2.3.1.

Sensor tipo interruptor Reed Switch

El tipo de interruptor de línea es impulsado por el cable del velocímetro. Los componentes principales son un imán, interruptor de láminas, y el cable del velocímetro. Conforme el imán gira, los contactos de interruptor de láminas se abren y cierran cuatro veces por vuelta. Esta acción produce cuatro pulsos por revolución. Con el número de pulsos emitido por la VSS. No puede manejar grandes valores de tensión lo que provoca chispas en su interior que afectan su vida útil.

Figura 10: Sensor tipo interruptor Reed Switch (Niel, 2014, pág. 193)

Cuando el sensor falla provoca lo siguiente:

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

Marcha mínima variable.



Mucho consumo de combustible.



Pérdida de la información de los kilómetros recorridos en un viaje, el kilometraje por galón, todo esto pasa en la computadora.



El control de la velocidad de crucero pueda funcionar con irregularidad.

1.2.3.2.

Sensor de Velocidad Tipo VSS

1.2.3.2.1. Descripción del Sensor de Velocidad Tipo VSS El sensor de velocidad del vehículo VSS (Vehicle Speed Sensor) es un captador magnético, se encuentra ubicado en el eje de la salida de la corona. El VSS proporciona una señal de corriente alterna al ECM la cuál es interpretada como velocidad del vehículo.

Lo que hace este sensor es determinar por el número de vueltas del neumático la velocidad del vehículo. Se generan de 4 a 8 ciclos por cada vuelta del neumático, la Computadora determina mediante un algoritmo y de acuerdo al diámetro de la llanta la velocidad a la que va el vehículo.

Al aumentar la velocidad del vehículo la frecuencia y el voltaje aumentan, entonces el ECM convierte ese voltaje en Km/h, el cual usa para sus cálculos. Los Km/h pueden leerse.

El VSS se encarga de informarle al ECM de la velocidad del vehículo para controlar el velocímetro, el acople del embrague convertidor de torsión (TCC) transmisiones automáticas, en algunos casos se utiliza como señal de referencia de velocidad para el control de crucero y controlar el moto ventilador de dos velocidades del radiador. Tiene en su interior un imán giratorio que genera una onda senoidal de corriente alterna directamente proporcional a la velocidad del vehículo. Por cada vuelta del eje genera 8 ciclos, su resistencia debe ser de 190 a 240 Ohmios.

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Figura 11: Ubicación del sensor de velocidad (Niel, 2014, pág. 193)

Si es del tipo Hall, por cada 8 inversiones de campo magnético significa una vuelta, la ECM determina mediante un algoritmo la velocidad a la que va el vehículo considerando el diámetro de la llanta.

El sensor de velocidad del vehículo se encarga en enviar la velocidad a la cual se desplaza el vehículo a la unidad de control. La mayoría de los nuevos sensores de velocidad de vehículos son del tipo de imán permanente, y la función es muy parecida a la del sensor del árbol de levas o el sensor del cigüeñal El VSS se encarga de informarle al ECM de la velocidad del vehículo para controlar Control de la rotación en marcha lenta, Enriquecimiento de combustible durante la aceleración, Corte de combustible durante la desaceleración.

1.2.3.2.2. Funcionamiento del Sensor de Velocidad Tipo VSS Los voltajes que proporciona el sensor a la computadora son interpretados para:

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

La velocidad de la marcha mínima



El embrague de convertidor de torsión



Información para que marque la velocidad, al tablero.



Para la función del sistema de control de la velocidad de crucero.

El VSS se encarga de informarle al ECM (Módulo de Control del Motor) de la velocidad del vehículo para controlar el velocímetro y el odómetro, el acople del embrague convertidor de torsión transmisiones automáticas.

La señal que emite este sensor también es utilizada para: 

Transmisión del auto



Frenos ABS



Componentes del tablero

Este sensor se encuentra ubicado en la caja de transmisión. Al inclinar uno de los neumáticos del vehículo en un ángulo de 20°, si conectamos un multímetro a las terminales del tacómetro este debe marcar un voltaje de salida de 3.2V. 1.2.3.2.3. Tipos de comunicaciones Los dispositivos o equipos industriales generan un patrón de pulsos desfasados en un ángulo de 90°, una representación de esta señal son los Encoder mediante este patrón de pulsos pueden informar la velocidad de rotación y el sentido de giro. Otro dispositivo menos conocido son las ruedas dentadas que se encuentran dentro de un mouse. Este circuito permite crear este mismo patrón de pulsos desfasados, para fines de prueba y simulación.

Se denomina señal a una tensión que varía su potencial en el tiempo, el medio por el que viaja o se propaga es un factor que ejerce una resistencia al paso de la señal, dependiendo del medio, así se verá influenciada la señal, llegando a disminuir hasta potencial cero, este efecto se llama atenuación, cuando se habla de trenes de pulsos, se refiere a una serie de

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pulsos continuados por un intervalo de tiempo. Dos factores muy importantes en un tren de pulsos, es la frecuencia de repeticiĂłn y su nivel.

Con estos dos factores, se puede conocer su frecuencia. La modulaciĂłn por ancho de pulsos (tambiĂŠn conocida como PWM, siglas en inglĂŠs de pulsewidth modulation) de una seĂąal o fuente de energĂ­a es una tĂŠcnica en la que se modifica el ciclo de trabajo de una seĂąal periĂłdica una senoidal o una cuadrada.

Figura 12: Tipo de Onda (Campos, 2010, pĂĄg. 196)

Según la ecuación 3: Ciclo de trabajo tenemos D= � /r D: Es el ciclo de trabajo T: Es el tiempo en que la función es positiva (ancho del pulso) r: Es el período de la función

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1.3. COMPORTAMIENTO

PARA

LA

CONDUCCIÓN

VEHICULAR EFICIENTE Según la Agencia Europea de Manejo (Agencia Europea de Manejo , 2014, pág. 172), la "conducción eficiente" es un nuevo modo de conducir el vehículo que tiene como objeto lograr: 

Un bajo consumo de carburante



Una reducción de la contaminación ambiental



Un mayor confort de conducción



Una disminución de riesgos en la carretera

Respecto a los modos convencionales de conducción, esta "nueva conducción" se rige por una serie de reglas sencillas y eficaces, que tratan de aprovechar las posibilidades que ofrecen las tecnologías de los motores de los coches actuales. En Ecuador, en el sector del transporte se quema más del 60% de todo el petróleo consumido en nuestro país. De la totalidad de la energía consumida en dicho sector, el tráfico rodado consume cerca de un 80%.

Donde, el 40% de las emisiones totales de CO2 originadas por el consumo de energía proviene del transporte por carretera.

De la relevancia de estas cifras surge la necesidad de plantearse la utilización del vehículo automóvil de una forma más eficiente y racional. A lo largo de los últimos 20 años, el consumo de carburante de los coches nuevos ha ido disminuyendo progresivamente por la implantación de nuevas tecnologías, pero esto no es suficiente. La actitud del conductor y su estilo de conducción son también decisivos a la hora de reducir el consumo global de carburantes.

Las principales ventajas del nuevo estilo de “conducción eficiente” son: 1. Para el propio conductor: 

Mejora del confort de conducción y disminución de la tensión

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

Reducción del riesgo y gravedad de los accidentes

2. Para el vehículo: 

Ahorro económico de combustible



Menores costes de mantenimiento (frenos, embrague, caja de cambios, neumáticos y motor)

3. Globalmente: 

Reducción de contaminación urbana que mejora la calidad del aire respirado



Reducción de emisiones de CO2 y con ello mejora de los problemas del calentamiento de la atmósfera, ayudando a que se cumplan los acuerdos internacionales en esta materia



Ahorro de energía a escala nacional que incide en balanza de pagos y reducción de dependencia energética exterior

Figura 13: Beneficios de la conducción eficiente (Agencia Europea de Manejo , 2014, pág. 73)

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1.3.1. VENTAJAS DE LA CONDUCCIÓN EFICIENTE 1.3.1.1.

Mejora el confort

Además de todos los sistemas de mejora del confort que incorporan los vehículos modernos, se puede hacer que el viaje sea aún más cómodo mediante la conducción eficiente. Se trata de evitar acelerones y frenazos bruscos, con lo que los ruidos correspondientes procedentes del motor se pueden eliminar, mantener una velocidad media constante, realizar el cambio de marchas conveniente que mantenga funcionando el motor de forma regular, etc.

Ante todo, la conducción eficiente es un estilo de

conducción impregnado de tranquilidad y que evita el estado de estrés producido por el tráfico al que están sometidos los conductores, sobre todo en ciudad.

Figura 14: Índice de confort (Agencia Europea de Manejo , 2014, pág. 81)

1.3.1.2.

Aumento de la seguridad

El enorme progreso de las tecnologías ha permitido que los automóviles que hoy se conducen incluyan una serie de elementos que velan por la seguridad

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de los ocupantes. Pero aun así, las cifras de accidentes de tráfico no se reducen lo suficiente.

La conducción eficiente afecta a la seguridad al tener como principales enseñanzas: 

Mantener una distancia de seguridad superior a la habitual, para tener mayor tiempo de reacción en caso de incidencias en el tráfico.



Mantener una velocidad media constante, para reducir la velocidad punta que puede llegar a alcanzarse en un determinado recorrido.



Conducir con anticipación y previsión manteniendo siempre un adecuado campo visual.

Estudios realizados en países europeos donde la conducción eficiente lleva tiempo implantada demuestran reducciones en las cifras y gravedad de los accidentes de tráfico.

1.3.1.3.

Menor consumo

El conductor, con su comportamiento, tiene una gran influencia sobre el consumo de carburante en el vehículo.

Deberá tener especial cuidado en: 

El arranque del vehículo



La utilización del acelerador



El uso de las marchas de forma adecuada



La anticipación frente a situaciones imprevistas del tráfico

Intentará también mantener una velocidad constante y adecuada a cada situación, para que su consumo se mantenga dentro de los niveles que marca la conducción eficiente, optimizando de esta forma el gasto de carburante.

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Figura 15: Consumo de carburante (l/100 km) (Agencia Europea de Manejo , 2014, pág. 98)

Se ha evaluado que con la conducción eficiente se puede ahorrar de 10 a 25% de combustible.

1.3.1.4.

Menor coste

El efecto de reducción de consumo está asociado a un menor coste de combustible y a su vez a un menor coste en mantenimiento del vehículo.

Las pautas impuestas por la conducción eficiente provocan que todos los elementos del vehículo estén sometidos a un esfuerzo inferior al que soportarían en el caso de la conducción tradicional. Por ejemplo, la relación de marchas adecuada evita someter a la caja de cambios a esfuerzos innecesarios, y la anticipación y el uso del freno motor minimizan el desgaste del sistema de frenado.

1.3.1.5.

Disminución de emisiones

La reducción en el consumo de carburante lleva asociado directamente la reducción de emisiones contaminantes a la atmósfera.

La

contaminación

atmosférica

produce

enfermedades.

Agentes

contaminantes como óxidos de carbono y de nitrógeno, hidrocarburos y

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partículas, se asocian a enfermedades como las dificultades respiratorias, los problemas oculares, las enfermedades cardiovasculares y las jaquecas.

También corroen materiales y atacan a todo tipo de vegetación.

Figura 16: Disminución de emisiones (Agencia Europea de Manejo , 2014, pág. 126)

1.3.2. REGLAS DE LA CONDUCCIÓN EFICIENTE Al fin de optimizar su conducción, y lograr dominar la "conducción eficiente", estas son las principales claves a tener en cuenta: 

Circular en la marcha más larga posible y a bajas revoluciones.



Mantener la velocidad de circulación lo más uniforme posible.



En los procesos de aceleración, cambiar de marcha: - Entre 2.000 y 2.500 revoluciones en los motores de gasolina.

- Entre 1.500 y 2.000 en los motores diesel.



En los procesos de deceleración, reducir de marcha lo más tarde posible.



Realizar siempre la conducción con anticipación y previsión.

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

¡Recordar que mientras no se pisa el acelerador, manteniendo una marcha engranada, y una velocidad superior a unos 20 km/h, el consumo de carburante es nulo!

Aplicando las anteriores reglas, se efectuará un menor número de cambios de marcha. En pruebas realizadas, se ha comprobado que circulando lo más posible en las marchas más largas se obtiene un ahorro comparativo del orden del 20% en el número de cambios realizados, lo que significa un ahorro en el uso del embrague, de los frenos, de la caja de cambios y del motor.

Se logra también con esta técnica un cambio de actitud en la conducción, creando un estilo de conducción menos agresivo, basado en la anticipación y en la previsión, que repercute en un menor grado de estrés para el conductor, y en una reducción del número de accidentes, como indican las cifras de los países europeos en los que está plenamente implantada la “conducción eficiente”.

Una recomendación importante a tener en cuenta por los conductores formados en las técnicas de la conducción eficiente consiste en llevar el control del consumo del vehículo a lo largo del tiempo. Este control se realizará mediante anotaciones de los kilómetros recorridos y litros de carburante consumidos cada vez que se procede a llenar el depósito.

Esta sencilla actuación incrementa la eficacia de las técnicas de la conducción eficiente en el ahorro de carburante y logra conservar la actitud de ahorro evitando que se pierda con el transcurso del tiempo. Resulta además de mucha utilidad a la hora de realizar detecciones de averías al alertar sobre variaciones significativas de consumo de carburante.

Entre las principales leyes de la “conducción eficiente”, y que tengan relación con el proyecto investigativos aquí planteado se referencia las siguientes.

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1.3.2.1.

Realización general de los cambios de marchas

Los cambios de marchas se realizarán: En los procesos de aceleración, cambiar de forma rápida hasta la marcha más larga en la que se pueda circular: Según las revoluciones: 

En los motores de gasolina: entre las 2.000 y 2.500 rpm



En los motores diesel: entre las 1.500 y 2.000 rpm

Según la velocidad: 

2ª marcha: a los 2 segundos o 6 metros



3ª marcha: a partir de unos 30 km/h



4ª marcha: a partir de unos 40 km/h



5ª marcha: a partir de unos 50 km/h

En los procesos de deceleración, cambiar lo más tarde posible, levantando el pie del acelerador y efectuando las pequeñas correcciones necesarias con el pedal de freno.

1.3.2.2.

El freno motor y las reducciones de marchas

Cuando se tenga que decelerar ante la disminución de la velocidad de circulación de la vía, o ante una posible detención, se utilizará: 

El "freno motor", si es posible sin reducción de marcha.



El freno de pié para realizar pequeñas correcciones puntuales necesarias para acomodar la velocidad, o para la detención final.

Es importante insistir aquí en el concepto de "freno motor", que consiste en dejar el vehículo rodar por su propia inercia, con una marcha metida y sin pisar el acelerador. Sólo cuando sea realmente necesario, se acompañará de una reducción de marcha. Así se logra que las ruedas, en vez de ser receptoras de par del motor, arrastren al motor en su movimiento de giro. La 29

resistencia del motor a girar actúa entonces como freno, provocando una reducción progresiva de la velocidad del vehículo. A mayores revoluciones del motor, es decir, con marchas más cortas, mayor fuerza de retención, y por tanto, mayor reducción de velocidad (Agencia Europea de Manejo , 2014, pág. 133).

Siempre que sea posible, se utilizará el proceso de deceleración definido por los siguientes pasos: 

Levantar el pie del acelerador.



Dejar el coche rodar por su propia inercia con la marcha engranada.



Posicionar el pie sobre el pedal de freno y efectuar las pequeñas correcciones necesarias para acomodar la velocidad

De esta forma se experimenta un frenado progresivo con un menor desgaste del embrague y de la caja de cambios, y, sobre todo, un menor consumo de carburante. Al no reducir de marcha, se evita pasar por el punto muerto en el cual el consumo de combustible no es nulo (motor a ralentí). Aunque el consumo provocado por un solo cambio de marcha no sea muy elevado, si se añaden los consumos de todas las reducciones de marcha inútiles en procesos de deceleración, se obtiene un consumo total de cierta relevancia (Agencia Europea de Manejo , 2014, pág. 151).

Ahora bien, si las condiciones de circulación de la vía lo requieren, se reducirá, a partir de que el motor baje de las 2.000 rpm, a una marcha inferior. Esta será siempre la marcha más larga en la que se pueda circular.

1.3.2.3.

La anticipación

A través de la anticipación, junto con una adecuada distancia de seguridad, es posible reconocer las características del tráfico y sus potenciales situaciones, con lo que se tendrá más tiempo de reacción ante posibles imprevistos derivados del entorno considerado. Permite advertir a tiempo las situaciones peligrosas y adoptar oportunamente medidas para esquivar situaciones inminentes.

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La conducción racional y anticipativa lleva de una forma generalizada a un considerable aumento de la seguridad en el estado del tráfico. Se ha de recordar que en la circulación nunca debe uno comportarse de modo que de ello resulte o pueda resultar peligro u obstáculo para otros partícipes del tráfico.

Además, también supone esta actitud anticipativa un descanso para el conductor, habitualmente sometido al estrés generado por las ciudades de tráfico denso y complejo, así como por la agresividad que pueden mostrar los conductores circundantes.

La anticipación se pone en práctica cuando: 

Se circula con un amplio campo de visión de la vía y de las circunstancias de la circulación. Un campo de visión adecuado es el que permite ver 2 ó 3 coches por delante del propio.



Se guarda una adecuada distancia de seguridad. Lograr y mantener un adecuado campo visual cuando se circula es de gran importancia a la hora de realizar una conducción basada en la anticipación. Se ha de prestar atención y examinar la situación del tráfico circundante mediante:



Una mirada hacia delante, a suficiente distancia (unos 200 m)



La modificación constante del campo visual, mirando detrás del coche, por los espejos retrovisores interiores y exteriores



Una mirada atenta, alternativamente a mayor o menor lejanía, que permite contemplar de forma más amplia la circulación de la vía Se debe mantener una posición adecuada, tanto de los espejos retrovisores como de los asientos del coche, siendo recomendable por tanto, no obstaculizar la visión con elementos como esterillas o cristales que impidan la visión a los vehículos que circulan detrás del coche que los lleva.

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Figura 17: Uso de los espejos (Agencia Europea de Manejo , 2014, pág. 178)

1.3.2.4.

La distancia de seguridad

La distancia de seguridad, espacio que se deja de margen entre el vehículo precedente y el propio, será: 

En ciudad, a 50 km/h, de 2 segundos ó 30 metros de distancia



En carretera, a 100 km/h, de 3 segundos u 80 metros de distancia

Dicha distancia de seguridad podrá aumentar si se presenta una visibilidad reducida de la circulación de la vía, ya sea por adversas condiciones meteorológicas, por mal estado o existencia de obras en la vía, porque preceda a nuestro vehículo otro que limite el campo de visión, etc.

Si se guarda esta distancia de seguridad, se logrará un menor uso de los frenos, y por tanto de las aceleraciones posteriores a las frenadas, y también un menor número de accidentes registrados al disponer de un mayor tiempo de reacción ante imprevistos.

Normalmente se evitarán los carriles rápidos en las vías, y se circulará asiduamente en el carril de la derecha. Al circular por la derecha es importante analizar la situación del tráfico y vigilar constantemente: 

Cómo es la estructura del camino (si está dividido o no en varios carriles de distintas direcciones y/o si dispone o no de carriles para bicicletas y peatones).

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

En qué clase de camino (autovía o carretera común) se encuentra.



Si el camino se encuentra dentro o fuera de la zona habitada.



Qué clase de balizaje, marcado o señalización existe.



De qué clase de firme se trata.



Que otras circunstancias se dan (congestión del tráfico, atmosféricas, visibilidad, etc.).

El conductor debe ocuparse constantemente de recoger cuanta información sea necesaria para poder tener una buena visión de la situación del tráfico y anticiparse debidamente. Es conveniente que de forma automática el conductor vaya controlando la situación y preguntándose: 

¿Lleva la velocidad conveniente para la vía en que se encuentra?



¿Mantiene una correcta distancia de seguridad?



¿Mantiene una posición correcta en la vía?



¿Puede adelantar en la zona en que se encuentra o es mejor esperar a otra?

Figura 18: Distancia segura a mantener (Agencia Europea de Manejo , 2014, pág. 227)

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