PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA SAE J1321 Y NCh

3331

Métodos de prueba para tecnologías para la eficiencia energética en vehículos

de carga en condiciones reales de manejo

Mayo 2016

Elaborado por:

Matías Aresti, Martín Tanco, Daniel Jurburg, Diego Moratorio

Participantes:

Proyecto FSE_1_2014_1_102484

Financiado por la Agencia Nacional de Investigación e Innovación (ANII) a través del Fondo

Sectorial de Energía 2014

CINOI_2016_1_2

CONTENIDO

1 Introducción .................................................................................................................................... 4

2 Comparación de Procedimientos SAE J1321 y NCh 3331 ............................................................... 5

2.1 Puntos en común .................................................................................................................... 5

2.2 Diferencias .............................................................................................................................. 6

2.2.1 Vehículos ......................................................................................................................... 6

2.2.2 Medición del consumo de combustible .......................................................................... 6

2.2.3 Trayecto .......................................................................................................................... 7

2.2.4 Dispositivos de medición de clima .................................................................................. 8

2.2.5 Conductores y Observadores .......................................................................................... 9

2.2.6 Ejecución de la prueba .................................................................................................... 9

2.2.7 Procesamiento de datos de la prueba .......................................................................... 10

3 Situaciones particulares en la implementación de los procedimientos SAE J1321 y NCh 3331. .. 11

3.1 Introducción .......................................................................................................................... 11

3.2 Pruebas en autódromo Víctor Borrat Fabini (SAE J1321) ..................................................... 11

3.2.1 Condiciones de manejo ................................................................................................. 11

3.3 Pruebas en Ruta (NCh 3331) ................................................................................................. 13

3.3.1 Selección de tramo de ruta a utilizar ............................................................................ 13

3.3.2 Condiciones de manejo ................................................................................................. 14

4 Consideraciones para un procedimiento de prueba (normativa) nacional .................................. 16

4.1 Trayecto de prueba ............................................................................................................... 16

4.2 Condiciones climáticas .......................................................................................................... 16

4.3 Tiempos de trayecto y salida de vehículos ........................................................................... 17

4.4 Kilometraje de vehículos ....................................................................................................... 17

4.5 Estructura de la norma o procedimiento .............................................................................. 17

5 Conclusión ..................................................................................................................................... 18

1 INTRODUCCIÓN

La gran disponibilidad de dispositivos para el ahorro de combustible para vehículos pesados de carga

genera la necesidad de disponer de métodos confiables para cuantificar su impacto de manera de

generar datos científicos que permitan discernir entre aquellos que realmente son efectivos para

tipologías determinadas de vehículos, y los que no.

Existe una gran diversidad de metodologías de prueba para cuantificar el efecto de distintos

componentes de mejora de la eficiencia energética para vehículos de carga por carretera,

dependiendo de la naturaleza del mismo. Algunos se utilizan para medir el impacto en las emisiones

(que puede ser trasladado al consumo de combustible); otros para medir el cambio de alguna

propiedad del vehículo, como puede ser la resistencia a la rodadura o el coeficiente de fricción

aerodinámico; y otros dan como resultado el impacto porcentual generado por el componente en el

consumo de combustible.

En el marco del estudio de componentes realizado en el proyecto “Evaluación de Tecnologías para la

Eficiencia Energética para el Transporte Automotor de Carga” se utilizaron métodos de prueba en

condiciones reales de manejo, con el vehículo entero circulando. Este tipo de procedimientos de

prueba tienen una gran versatilidad ya que permiten evaluar el impacto en el consumo de combustible

debido al uso de cualquier componente, y tienen además un relativo bajo costo en cuanto a la

necesidad de infraestructura. Para el estudio se utilizaron los procedimientos SAE J1321 y NCh 3331.

El primero fue desarrollado por la Asociación de Ingenieros Automotrices de Estados Unidos (SAE) y

el segundo por el Instituto Nacional de Normalización (INN) de Chile. Se trata de procedimientos de

prueba con el vehículo entero circulando en condiciones reales de manejo en un circuito previamente

diseñado para adecuarse a las condiciones habituales de operación de los vehículos que quieren ser

probados.

La norma NCh3331 está basada en la americana, en cuanto a que toma los mayores puntos positivos

de la misma y hace algunas modificaciones de requisitos para adaptarla a las condiciones de aplicación

de Chile y Latinoamérica. Eso se debe principalmente a dos factores. Primero, al hecho que,

habitualmente, las condiciones de infraestructura de los países latinoamericanos hacen difícil

identificar circuitos aptos para las pruebas en donde se cumplan todos los requisitos; y segundo al

hecho que resulta importante disponer de normativas locales, ya que esto permite una mayor

capacidad de control sobre la correcta utilización de las mismas.

En la primera sección del presente documento se presentan los puntos en común y las diferencias

entre los procedimientos SAE J1321: Joint Tmc/SAE Fuel Consumption Test Procedure-Type II y NCh

3331: Método de prueba para la determinación del consumo de combustible para vehículos de

transporte terrestre. En la segunda sección, se presentan medidas particulares que fueron tomadas

para cumplir con sus requisitos en el transcurso de las pruebas, que pueden servir como guía para

futuros investigadores que deseen utilizar estos procedimientos en el futuro. Finalmente, en la tercera

sección, se presenta una serie de consideraciones basadas en las experiencias realizadas para el

desarrollo de una normativa uruguaya de pruebas, similar a los dos procedimientos utilizados, pero

con adaptaciones para la mejor adecuación a la realidad local.

2 COMPARACIÓN DE PROCEDIMIENTOS SAE J1321 Y NCh 3331

2.1 Puntos en común

Ambos procedimientos tienen como objetivo principal cuantificar el impacto en el consumo de

combustible debido a la adición, remoción o modificación de algún componente o sistema del

vehículo. Los vehículos contemplados son camiones de carga pesados1, entendiéndose por estos a

aquellos camiones cuyo peso bruto vehicular2 supere un determinado peso, que es distinto según el

procedimiento que se considere.

Ambos procedimientos poseen una estructura similar. Esto se debe mayoritariamente a que el

procedimiento desarrollado por el Instituto Nacional de Normalización (INN) de Chile ha tomado como

base para el desarrollo de su procedimiento el procedimiento SAE J1321.

Para determinar el impacto del uso de uno o más componentes en el consumo de combustible los

procedimientos establecen realizar experimentos controlados en pista o en ruta y se hace uso de dos

o más vehículos: uno, que se mantiene sin modificar durante toda la duración del período de prueba

y que sirve para proveer datos de referencia de consumos, y otro(s) modificado(s) durante la prueba

con el elemento que se desea implementar, para medir su efecto. El objetivo de utilizar el vehículo de

control es que se asume que cualquier factor externo que pudiera afectar en beneficio o deterioro del

consumo de combustible estaría afectando a ambos vehículos. En este sentido, el vehículo de control

actuaría como testigo del impacto de las condiciones externas de la prueba, minimizando, de esta

manera, la obtención de resultados sesgados por factores que no son el factor de interés, es decir el

componente que se está estudiando.

La prueba consiste de un segmento base y de un segmento de prueba. Cada uno de ellos consta de al

menos tres trayectos en un circuito diseñado previamente y con una longitud definida, que será

distinta dependiendo del procedimiento y de las condiciones en la cual se realicen los experimentos

(pista o ruta). El segmento base se utiliza para determinar el cociente de consumos de los vehículos

sin que ninguno de estos haya sido modificado, mientras que en el segmento de prueba se determina

este mismo cociente habiéndose modificado únicamente uno de los vehículos, pudiéndose comparar

estadísticamente estos resultados para obtener el impacto en el consumo.

Se deberá contar con un punto de inicio y final del trayecto que se encuentren próximos

geográficamente en donde se establecerá el equipo de trabajo y se realizarán las tareas necesarias

sobre los vehículos.

Dentro de estas tareas, la más importante es la determinación del consumo de combustible del

vehículo en el trayecto. Para hacer esto la medida se puede hacer de dos modos, por gravimetría o

por flujo de fluido, siendo el primero el recomendado por el procedimiento SAE J1321 y el único

aceptado por el procedimiento NCh 3331. Para poder obtener estas medidas, se deben equipar los

vehículos con un tanque de combustible removible que será el que se utilizará durante las pruebas.

En el caso de medición por gravimetría, el tanque se carga con combustible antes de comenzar el

trayecto, se mide su peso y se coloca en el vehículo. Al completar el trayecto, el tanque se descarga

1 Heavy Duty Vehicles (HDV) 2 Peso total de un vehículo con carga máxima de transporte

del vehículo y se mide su peso nuevamente, siendo la diferencia de peso el consumo de combustible

en el trayecto.

Los resultados son presentados en forma de porcentaje de ahorro y de mejora, cada uno con su

intervalo de confianza correspondiente. Si el valor de la mitad del intervalo de confianza es superior

al valor nominal, no se puede decir que exista un ahorro estadísticamente justificado. A modo de

ejemplo, si se obtiene un ahorro de la forma 2% ± 2.5%, no se puede afirmar que se produzca un

ahorro. En este caso el valor nominal es 2%, y la mitad del intervalo de confianza es 2.5%.

Finalmente, ambos procedimientos contienen un listado de consideraciones y exigencias para la

condición mecánica de los vehículos que van a ser utilizados en las pruebas. Se detallan revisiones y

modificaciones mecánicas que deben ser hechas a los vehículos tanto antes de comenzar la prueba

como durante la misma.

Además, ambos exigen que se verifique que toda la instrumentación utilizada para las diferentes

tareas a realizar (pesaje, medición de las condiciones climáticas, etc.) se encuentre en condiciones

correctas de funcionamiento, y que se documente el instrumental utilizado.

2.2 Diferencias

Cada procedimiento presenta requisitos particulares para la realización de las pruebas. En algunos

casos estos son similares o idénticos, pero en otros se aprecian diferencias. Un detalle de los requisitos

específicos se presenta a continuación.

2.2.1 Vehículos3 Para lograr determinar el impacto deseado, ambos procedimientos exigen el uso de un vehículo de

control (utilizado para proporcionar datos de referencia de consumo) y uno o más vehículos de prueba

(a los que se les realizarán las modificaciones). El procedimiento SAE J1321 determina de manera

explícita que las pruebas no pueden ser utilizadas para determinar diferencias de consumo entre dos

vehículos distintos, mientras que el procedimiento NCh 3331 no lo hace, siendo esta una primera

diferencia entre estos. Si no se desean probar vehículos distintos, los mismos deben ser idénticos,

teniendo los mismos contornos externos, neumáticos y ruedas, configuración aerodinámica,

propulsión y condición operacional y física.

Otra diferencia que presentan los procedimientos es que en el procedimiento NCh 3331 no se detalla

ningún requisito de kilometraje mínimo para los vehículos, mientras que en el SAE se especifica que

estos deben tener un mínimo de 805 km recorridos si la prueba está siendo realizada por el fabricante

del equipo en cuestión, y de 16.100 km en caso contrario. Adicionalmente, ambos procedimientos

detallan diferencias máximas de kilometraje para los vehículos, dependiendo del total recorrido por

los mismos. Estas especificaciones son las mismas en ambos.

Los neumáticos de los vehículos deben ser los mismos para ambos vehículos, exigiéndose un mínimo

de 805 km rodados en el procedimiento SAE J1321 y de 1000 km en el NCh 3331.

2.2.2 Medición del consumo de combustible4 El método para la determinación del consumo de combustible está especificado en ambos

procedimientos. En el procedimiento SAE J1321 se plantean dos métodos: por gravimetría o mediante

3 Sección 4.2.2 del procedimiento SAE J1321 y 5.2.1 del procedimiento NCh 3331 4 Sección 5.1 del procedimiento SAE J1321 y 6.2 del procedimiento NCh 3331

el uso de un medidor de flujo volumétrico, siendo el primero el preferido. En el caso del procedimiento

NCh 3331, el método de medición por gravimetría es el único aceptado.

Para poder realizar la medida de consumo por gravimetría se debe instalar un tanque de combustible

externo al vehículo, del cual se suministrará al motor con el combustible necesario. Este tanque debe

contar con la capacidad de realizar trayectos completos de prueba sin que se produzca el riesgo de

ingreso de aire a los sistemas de distribución de combustible del mismo, y debe ser de fácil montaje y

desmontaje.

Al comienzo de cada trayecto, éste es cargado con combustible y pesado en una balanza.

Posteriormente este es instalado en el vehículo y se realiza el trayecto. Una vez terminado, se extrae

el tanque de combustible y se pesa nuevamente, siendo la diferencia de peso entre ambas medidas

el consumo de combustible en el trayecto. El exterior del tanque de combustible debe ser limpiado

previo a cada pesaje, y se debe utilizar siempre la misma balanza dentro de una misma prueba.

Los requisitos para la balanza son los mismos en ambos procedimientos y son presentados en la misma

sección en la que se especifica la instrumentación necesaria para la determinación del consumo de

combustible.

El segundo método de medición (medidor de flujo volumétrico), mencionado sólo en el procedimiento

SAE J1321, requiere la utilización de un dispositivo capaz de medir el flujo o volumen de combustible

para el rango total de carga del motor. Se debe verificar que este instrumento sea capaz de medir flujo

con una desviación menor al 0,5%. Como se mencionó previamente, este método es solo aceptado

por el procedimiento desarrollado por SAE, siendo de todos modos el menos recomendado.

2.2.3 Trayecto5 El trayecto es el recorrido diseñado para realizar la prueba. En el caso de realizarse la prueba en pista,

este consistirá de un número determinado de vueltas a un circuito. En el caso de realizarse pruebas

en ruta, el trayecto constará de un recorrido con un principio y un final dentro de una ruta

predeterminada con ciertos requisitos. Los puntos de comienzo y término de la prueba deberán ser

cercanos geográficamente (idealmente el mismo).

En cuanto a las diferencias entre ambos procedimientos, quizás la más notable sea el requerimiento

mínimo de kilómetros que deben ser recorridos en cada trayecto. El procedimiento SAE J1321, en su

versión 2012, establece una diferencia entre la prueba en pista y la prueba en ruta, siendo el mínimo

de kilómetros a recorrer 80,5km y 161km respectivamente. El procedimiento NCh establece un

recorrido mínimo de 64 km tanto para las pruebas en pista como para las pruebas en ruta, siendo este

el requisito presentado en la versión anterior (1986) del procedimiento americano.

Para la prueba en ruta la diferencia de espaciamiento máxima entre los vehículos es de 457 m (1500ft)

en el procedimiento SAE J1321 y de 9 minutos en el procedimiento NCh 3331. Además, el

procedimiento SAE J1321 prevé la realización de una prueba de velocidad constante, en la que se

establece un máximo de diferencia de velocidad instantánea para cada vehículo. Como en el

procedimiento NCh no se prevé este tipo de prueba, este requisito no está mencionado.

Ambos procedimientos prevén que la velocidad de los vehículos sea medida con una unidad GPS capaz

de medir velocidad con una exactitud de 1 km/h, en el caso del procedimiento NCh, y de 1 mph, en el

caso del procedimiento desarrollado por la SAE.

5 Secciones 4.1, 4.2.5 y 4.2.8 del procedimiento SAE J1321 y 5.1, 5.2.4 y 5.2.5 del procedimiento NCh 3331

2.2.4 Dispositivos de medición de clima6 Las condiciones climáticas (especialmente las condiciones de viento) pueden tener un gran efecto en

el consumo de combustible. Si bien se cuenta con un vehículo de control que cumple, entre otras

funciones, la de minimizar el efecto de estos factores en el resultado de la prueba, las condiciones

climáticas deben ser medidas y se debe asegurar que se encuentren dentro de un determinado rango

aceptable durante el transcurso de la misma.

Los rangos de temperatura del aire ambiente y la velocidad de viento son los únicos que pueden

determinar la no validez de un trayecto, pero sin embargo otros datos de condiciones climáticas deben

ser medidos y registrados, como ser la dirección del viento, la presión atmosférica y la humedad

ambiente. Si bien estos datos no pueden determinar la no validez de una prueba, pueden llegar a ser

utilizados como posibles causas de irregularidades en los resultados.

Los rangos aceptables de temperatura y velocidad de viento son los mismos para ambos

procedimientos, más allá de pequeñas diferencias debidas al redondeo por el sistema métrico

utilizado.

Los requisitos para la apreciación de los instrumentos de medición son presentados en ambos

procedimientos, siendo estos idénticos. La diferencia entre ambos procedimientos se encuentra en la

cantidad de centros de medición necesarios y la frecuencia con la que estos datos deben ser

registrados.

El procedimiento NCh 3331 establece, tanto para trayectos en pista como en ruta, que las condiciones

climáticas sean registradas al momento de finalizar cada trayecto, en el punto de inicio del mismo

(como mínimo). Esto significa que no hay requisitos para la velocidad de ráfagas de viento, sino que la

velocidad del mismo debe ser menor al límite especificado únicamente en el momento de medición.

Por su parte, el procedimiento SAE J1321 establece un criterio más duro en este aspecto. Para las

pruebas en pista, se debe contar con al menos una estación de medición con equipos capaces de medir

y registrar las condiciones climáticas con una frecuencia mínima de una medición cada 60 segundos.

Para la prueba en ruta se requiere de al menos tres estaciones de medición ubicadas en el lugar de

comienzo del trayecto, en el punto medio y en el final del mismo. Se recomienda que estos tomen

medidas con una frecuencia igual a la requerida para la prueba en pista durante todo el transcurso de

la prueba, estableciendo como mínimo que se tomen:

a. Cinco minutos de datos climáticos en la locación de comienzo de la prueba, al comenzar la

misma

b. Un minuto de datos climáticos en el punto medio del trayecto en la mitad de la prueba

c. Cinco minutos de datos climáticos en el punto final, al culminar la prueba

Según el procedimiento SAE J1321, también se puede optar por obtener datos de condiciones

climáticas de estaciones de medición permanentes cercanas al lugar de realización de la prueba. Los

requisitos establecidos para obtener datos de este modo son presentados en la sección 6.1.3.2.2 del

procedimiento.

Otro requisito específico de este procedimiento es que los datos de velocidad de viento deben ser

ajustados a la misma elevación (10 ft) mediante la utilización de la ley de la 1/7ª potencia.

6 Secciones 1.2, 4.1, 5.2, 6.1.2.3 del procedimiento SAE J1321 y 5.1, 6.3 y 7.2.3 del procedimiento NCh 3331

2.2.5 Conductores y Observadores7 Ambos procedimientos recalcan la importancia de las capacidades y la motivación de los conductores

para lograr resultados imparciales en las pruebas. Otros factores como el clima y las condiciones del

vehículo pueden ser controlados para que afecten los resultados en la menor manera posible. Sin

embargo, la forma de manejo es propia de cada conductor y poco puede hacerse para modificarla. Se

debe mantenerlos motivados y conscientes del rol fundamental que ellos juegan en la prueba.

El procedimiento NCh 3331 exige que, además del conductor, viaje dentro del vehículo un observador,

que cumplirá la función de asegurarse de que el manejo dentro de cada trayecto se realice de la

manera más similar posible: detallando dónde se utilizan los frenos, dónde se hacen cambios de

marcha, tiempos intermedios e hitos a lo largo del circuito y más. Esto se hace con el objetivo de

minimizar la variabilidad que se pueda producir gracias a los ciclos de manejo.

El procedimiento SAE J1321, si bien prevé el uso de observadores, no lo exige. Se detalla la posibilidad

de utilizarlos en caso que el circuito de manejo sea complejo.

Ambos procedimientos exigen que tanto los conductores como los observadores (si se los utiliza, en

el caso del procedimiento SAE J1321) sean entrevistados al finalizar cada trayecto, registrando sus

comentarios y, en el caso de los observadores, los datos de tiempos parciales registrados para cada

trayecto.

2.2.6 Ejecución de la prueba8 En ambos procedimientos se describe la forma de ejecución de las pruebas. Esta descripción vuelve a

detallar requisitos para la pista o ruta seleccionada, dependiendo cual sea el caso, y para cada

segmento y trayecto en particular.

En esta sección se detallan requisitos para los tiempos que les lleva a los vehículos realizar un trayecto

de prueba.

En el caso del procedimiento NCh 3331, se debe verificar que, para cada vehículo, dentro de un mismo

segmento, los tiempos empleados para realizar los distintos trayectos se encuentren dentro de un

rango de repetitividad de ±0.5% con respecto al promedio del tiempo empleado para realizar los

trayectos anteriores.

El procedimiento SAE J1321 impone dos requisitos. El primero es que, para el primer trayecto, la

diferencia de tiempo empleada por los vehículos para realizar el trayecto deberá ser menor al 0.5%

del tiempo que le llevó realizarlo al vehículo que demoró más. El segundo requisito es que, para

trayectos posteriores, cada vehículo debe realizar el trayecto en un tiempo comprendido entre un

±0.25% del tiempo que le llevó realizar el primer trayecto, comparándose tiempos propios para cada

vehículo.

Posteriormente se detallan procedimientos operativos que deberán ser llevados a cabo al comienzo

de cada segmento (o set de trayectos), en las etapas de finalización de cada trayecto y en la finalización

de cada segmento. Estas consideraciones incluyen un detalle de cómo realizar el pesaje de los tanques

de combustible y cómo volverlos a colocar en el vehículo, así como diferentes datos que se deben

registrar, como por ejemplo la hora de comienzo de cada trayecto para cada vehículo, su hora de

detención (al finalizar la prueba) y la hora a la que se apagó su motor.

7 Secciones 4.2.11, 4.2.12, 6.1.4 y 6.1.5 del procedimiento SAE J1321 y 5.2.10, 7.2.4 y 7.2.5 del procedimiento NCh 3331 8 Sección 6.2 del procedimiento SAE J1321 y 7.3 del procedimiento NCh 3331

2.2.7 Procesamiento de datos de la prueba9 Ambos procedimientos exigen que todos los datos obtenidos en la prueba sean registrados, y proveen

formularios para realizar dicha tarea o para dar al usuario una guía de cómo realizar la documentación.

Una vez registrados los datos se procede al análisis de los datos para obtener el impacto en el consumo

de combustible y el porcentaje de mejora. La diferencia entre ambos indicadores es que están

referidos al promedio del cociente P/C (consumo del vehículo de prueba sobre consumo del vehículo

de control) del segmento base y del de prueba, respectivamente.

El análisis estadístico se realiza en una planilla Excel provista por la entidad creadora del

procedimiento. En el caso del procedimiento SAE J1321 la planilla está incluida en la carpeta provista

al efectuar la compra, mientras que en el caso del procedimiento NCh 3331 se debe enviar un correo

a la organización para pedirla. El correo al que se debe hacer el pedido está incluido en el

procedimiento en el Anexo D. En ambos procedimientos se incluye un instructivo para realizar el

análisis de forma correcta.

Los resultados se muestran, en ambos procedimientos, en la forma de un intervalo de confianza con

un nivel de seguridad de 95% en la diferencia de medias representada como porcentaje de

mejoramiento y porcentaje de combustible ahorrado. Un ejemplo se muestra a continuación en la

Tabla 1.

Nominal Intervalo de confianza

Combustible ahorrado 2.0% ±1.98%

Mejora 2.04% ±2.02%

TABLA 1: EJEMPLO DE RESULTADO DE PRUEBA PARA AMBOS PROCEDIMIENTOS

Por último, se detalla el formato y los requisitos para presentar los resultados de manera válida y

ajustada al procedimiento.

Un resumen de las principales diferencias entre los dos procedimientos se muestra en la Tabla 2.

SAE J1321 NCH 3331

Vehículos Idénticos Idénticos, a no ser que se quieran

comparar vehículos distintos

Kilometraje mínimo (km) 16,100 No especificado

Largo mín. de trayecto (Prueba en pista, km)

80,5 64

Largo mín. de trayecto (Prueba en ruta, km)

161 64

Método de medición de consumo de combustible

Gravimétrico, Medidor de flujo

Gravimétrico

Muestras de condiciones ambientales

1 muestra/60s 1 muestra/trayecto

Estaciones climáticas (Prueba en ruta)

3 1

TABLA 2: PRINCIPALES DIFERENCIAS ENTRE LOS PROCEDIMIENTOS SAE J1321 Y NCH 3331

9 Sección 6.3 del procedimiento SAE J1321 y 7.4 del procedimiento NCh 3331

3 SITUACIONES PARTICULARES EN LA IMPLEMENTACIÓN DE LOS PROCEDIMIENTOS SAE J1321 Y NCh 3331.

3.1 Introducción

Tanto el procedimiento SAE J1321 como el procedimiento NCh 3331 plantean una gran cantidad de

requisitos que deberán ser cumplidos para su correcta ejecución. De esta forma se busca que se

produzcan datos válidos que reflejen efectivamente el efecto que tiene la modificación hecha al

vehículo en el consumo de combustible, sin obtener resultados sesgados por factores que no son el

que se está estudiando.

Cumplir con estos requisitos puede resultar una tarea por momentos difícil, dependiendo de la

situación. El objetivo de este capítulo es identificar complicaciones que se presentaron previo o

durante la ejecución de las instancias de experimentación, así como también mostrar las medidas que

fueron tomadas para cumplir con los requisitos planteados en los procedimientos mencionados

anteriormente.

Se hará una división entre las situaciones referentes a la ejecución de pruebas en el autódromo Víctor

Borrat Fabini (en el Pinar), utilizando el procedimiento SAE J1321; y en la Ruta 1, utilizando el

procedimiento NCh 3331.

3.2 Pruebas en autódromo Víctor Borrat Fabini (SAE J1321)

3.2.1 Condiciones de manejo Para las pruebas en el circuito mencionado se definió mediante reuniones con el ente interesado en

la realización de las pruebas (ANCAP) que las condiciones de manejo fueran tales que el conductor del

vehículo se sintiera cómodo y que fueran además representativas de las condiciones habituales de

operación.

Las características del autódromo, con la presencia de curvas cerradas, significaron un desafío para la

determinación de las condiciones de manejo. Para lograr este objetivo, lo primero que se hizo fue

realizar tres instancias de pruebas piloto, en las que se asistió al autódromo con conductores y

vehículos de la flota de ANCAP para probar distintas situaciones. Las conclusiones obtenidas se

presentan a continuación.

3.2.1.1 Determinación inicial de condiciones de manejo La determinación inicial de las condiciones de manejo se hizo en la primera prueba piloto, que se

realizó el día 4 de marzo de 2015 y a la que se asistió al circuito con un conductor y un vehículo sin

ningún tipo de modificación ni uso de instrumentos que serían utilizados para la prueba oficial, salvo

un medidor de velocidad por GPS. Lo primero que se hizo fue indicarle al conductor que conduzca de

modo tal que se sienta seguro y en condiciones habituales de manejo. Se hicieron varias vueltas al

circuito tratando de determinar zonas de frenado y aceleración, sin dar indicaciones al conductor.

Luego de tener una mejor idea de las condiciones de manejo y las zonas de aceleración y frenado, se

definieron puntos de referencia que fueron comunicados al conductor, indicándole que hiciera su

mayor esfuerzo por respetarlos, para de esta manera determinar cuál era el nivel de variabilidad en

los tiempos de vuelta para el circuito con las referencias seleccionadas.

El resultado fue exitoso, obteniéndose tiempos de vuelta de precisión adecuada, por lo que se dio por

concluida esta primera instancia de pruebas piloto.

3.2.1.2 Sistema de guía para el manejo con banderas Luego de haber definido las condiciones de manejo en la primera prueba piloto, incluyendo cambios

de marcha, velocidades y zonas de aceleración y frenado, se debió idear un sistema para que estos

hitos fueran respetados de igual manera dentro de una vuelta y a lo largo de toda la prueba. La

solución adoptada fue el uso de banderas de colores colocadas en el borde de la pista que servían de

indicadores para el conductor para identificar zonas en las que debía realizar los cambios de marcha,

acelerar, frenar o mantener la velocidad constante.

Para esto se utilizaron banderas de tres colores: rojo, para indicar zonas de frenado; verde, para

indicar zonas de aceleración; y amarillo para indicar puntos donde se debían realizar cambios de

marcha. Estas últimas contaban además con un número indicando la marcha a la que se debía

cambiar. El posicionamiento de estas banderas será detallado en el ¡Error! No se encuentra el

origen de la referencia.. Una imagen de las banderas colocadas en posición se puede ver en la Figura

1.

En un principio, el sistema mostró ciertas dificultades para su uso por parte de los conductores de los

vehículos, pero luego de una serie de vueltas, estos se adaptaron al sistema mostrando resultados

satisfactorios, reflejados en la baja variabilidad en los tiempos de vuelta en el circuito que se logró

obtener. El período de calentamiento de los vehículos previo al comienzo de la prueba demostró ser

de gran importancia para la familiarización de los conductores con el circuito.

El sistema ha demostrado ser determinante para el éxito de las pruebas de esta naturaleza,

permitiendo asegurar que se logre una gran consistencia y homogeneidad en el manejo durante el

desarrollo de la experimentación.

3.2.1.3 Sistema de toma de tiempos y corrección de manejo El hecho de tener que realizar una gran cantidad de vueltas a un mismo circuito presenta la posibilidad

de establecer un punto de medición de tiempos de vuelta, para determinar si se están produciendo

anomalías en la forma de conducción y tomar acciones al respecto. Para hacer esto, se hizo uso de

una planilla de cálculo en Excel (Figura 2) en la cual mediante un botón se registraba el momento en

el cuál uno de los dos camiones pasaba por el campamento donde estaba instalado el equipo. Esto

permitió comparar resultados de tiempos parciales de un trayecto con los de trayectos anteriores,

para de esta manera determinar si se estaban cumpliendo las condiciones de tiempo o si, por otro

lado, el manejo estaba siendo distinto y se debía tomar alguna acción al respecto.

FIGURA 1: BANDERA INDICADORA DE FRENADO (IZQUIERDA), CAMBIO DE MARCHA (CENTRO) Y ACELERACIÓN

(DERECHA)

FIGURA 2: PLANILLA DE REGISTRO DE TIEMPOS PARCIALES DE VUELTA PARA PRUEBA EN PISTA

Es natural que en este tipo de pruebas se produzcan variaciones entre los tiempos parciales de

trayecto. En el caso de la experiencia realizada en el autódromo Victor Borrat Fabini, el control de

tiempos parciales se realizó una vez por vuelta al circuito (con una longitud de 1,6 km,

aproximadamente). En un principio, los tiempos parciales de vuelta eran comparados con el tiempo

en que se había realizado la misma vuelta en el primer trayecto del día de experimentación, para así

compararlos y ver si se estaba por debajo o encima del tiempo anterior, determinándose, además, la

desviación acumulada de tiempo.

Si bien este enfoque demostró ser de utilidad, se hizo una revisión del mismo y se decidió hacer un

cambio, para reflejar mejor las condiciones operativas de la prueba. El cambio que se hizo fue tomar

el promedio de tiempo de vuelta al circuito conseguido en el primer trayecto, y generar una columna

de tiempos de vuelta en condiciones ideales (todas las vueltas realizadas en igual cantidad de tiempo),

comparándose los tiempos parciales con esta serie de referencia.

Esto significa que, en todo momento, se están midiendo desviaciones en el tiempo de vuelta en

relación a un tiempo perfecto de vuelta, eliminando de esta manera resultados que no mostraban con

certeza las condiciones reales de la prueba. Esto es porque, a modo de ejemplo, si un vehículo

realizaba una determinada vuelta en un tiempo menor al promedio, y en otro trayecto realizaba la

misma vuelta en un tiempo mayor al promedio, esto mostraría una gran desviación en el tiempo

acumulado, que era algo que no se estaba produciendo en realidad.

3.3 Pruebas en Ruta (NCh 3331)

3.3.1 Selección de tramo de ruta a utilizar El tramo de ruta a utilizar para realizar estas pruebas debe tener como características principales:

condiciones de tráfico leve, puntos aptos para el retorno de los vehículos y la disponibilidad de una

zona donde instalar el campamento base para las funciones necesarias para la realización de las

pruebas.

3.3.1.1 Ruta a seleccionar Para la selección del tramo de ruta a utilizar se hizo foco únicamente en la Ruta 1, y la Ruta IB, por

tratarse de las únicas dos rutas del país con largas secciones de ruta de doble vía. La idea de utilizar la

Ruta IB fue posteriormente desestimada debido a posibles problemas de permisos de circulación que

pudieran surgir y la existencia de peajes y semáforos.

Lo primero que se buscó identificar fueron intersecciones viales en forma de trébol, para facilitar los

retornos que deben hacer los vehículos. Una recorrida de la ruta utilizando el programa Google Earth

Pro permitió determinar la inexistencia de este tipo de intersecciones, por lo que se identificó que los

retornos deberían ser realizados en forma de vuelta en “U”, para lo que se debieron tomar recaudos,

explicados en la sección 3.3.2.1 del presente capítulo.

Posteriormente, se marcaron en la ruta candidata tramos de longitud mayor a 32 km (para cumplir

con el mínimo de 64km por trayecto) con retornos en sus extremos, cumpliéndose además con la

condición de que no hubiera en ninguna zona intermedia presencia de semáforos o cruces

importantes, ni tampoco puestos de peaje, y se buscó en ellos posibles puestos para instalar el

campamento.

La ruta fue relevada en auto en su totalidad por miembros del equipo, identificando zonas de retorno

adecuadas para la realización de las pruebas.

3.3.1.2 Selección del puesto base La zona para instalar el campamento debe tener principalmente como características: el fácil acceso

de los vehículos, la presencia de una zona donde apoyar la balanza para el pesaje de los tanques de

combustible, el acceso a energía eléctrica y la presencia de baños. En un principio, se consideró la

posibilidad de realizar las paradas en puestos de peaje, pero esta probó ser una posibilidad complicada

y con necesidad de permisos especiales, que no son fácilmente adquiribles. Se optó, por tanto, por

utilizar una estación de servicio. Se identificó que la estación de servicio presente en el km 66 de la

ruta 1 contaba con una extensa zona para estacionar vehículos de carga, y que tanto el acceso como

la salida de la misma se podían realizar de manera simple y sin necesidad de realizar maniobras

complejas. El permiso por parte del encargado de la estación de servicio para su utilización fue

conseguido sin mayores complicaciones. Para esto resultó de gran importancia el apoyo de la empresa

ANCAP, que realizó el contacto con el encargado de la estación de servicio.

3.3.1.3 Selección final del tramo a utilizar Una vez seleccionado un tramo tentativo de la Ruta 1 y el puesto base, se procedió a realizar una

prueba piloto con un vehículo de los que se utilizarían en las pruebas. Los objetivos de la misma

fueron: determinar condiciones de manejo, relevar las condiciones de tráfico, seleccionar los puntos

de retorno y realizar pruebas de repetitividad de tiempos de trayecto.

Los puntos de retorno seleccionados para la prueba de aditivos (en ruta) se encuentran

aproximadamente en el km 47 y en el km 81, dando como resultado una longitud de trayecto

ligeramente superior a 68 km, que cumple con los requisitos presentados en el procedimiento NCh

3331, utilizado para estas pruebas.

Para la prueba de componentes de mejora aerodinámica se decidió utilizar un tramo más largo de la

misma ruta, desde el km 50 al km 89, resultando un recorrido de 79 km. El objetivo de utilizar un

segmento más largo de ruta fue disminuir la variabilidad, mediante el aumento en la cantidad de

combustible consumido, y obtener una mayor velocidad media de trayecto, ya que esta es

fuertemente determinante en el efecto de los componentes de este tipo.

3.3.2 Condiciones de manejo Para la determinación de las condiciones de manejo se decidió optar por dos zonas de circulación a 15

km/h en la entrada y salida del puesto base, y sectores de circulación a 75 km/h en los tramos de ruta,

para el caso de las pruebas de aditivo, y de 80 km/h en el otro caso. Esta velocidad se fijó de acuerdo

a las condiciones habituales de operación de los vehículos.

La velocidad de fijada para los tramos de ruta fue controlada mediante el uso del control de crucero

presente en los vehículos. De esta manera se obtienen mejores resultados en cuanto al requisito de

diferencia de tiempos de trayecto, resultado que es además avalado por los resultados de otras

pruebas que se realizaron. Se hizo una prueba piloto para determinar la adecuación de la ruta a las

condiciones establecidas, verificándose principalmente que no se tuvieran problemas con el tráfico y

que los tiempos de trayecto fueran repetibles, cosas que se cumplieron.

3.3.2.1 Retornos y entradas a la ruta El hecho de no contar con retornos en forma de trébol significó que los retornos hayan tenido que ser

realizados en forma de vuelta en U. Más aún, la estación de servicio usada como base no contaba con

un acceso con carril extra a la ruta. Estos dos factores significaron que en el desarrollo de un trayecto

hubiera tres instancias en las que se tenía que ingresar a la ruta fuertemente determinadas por la

presencia o no de tráfico a la hora del ingreso.

Este problema se identificó previo al desarrollo de la primera prueba y la solución llevada a cabo tuvo

como base una recomendación planteada en la sección 8.2 del procedimiento SAE J1526, que es otro

procedimiento de prueba en ruta desarrollado por la SAE.

Se determinó que, a la hora de entrar a la ruta, ya sea por tratarse de un retorno, o la entrada luego

de salir del puesto de base, los vehículos se detuvieran por completo por un período de 10 segundos,

funcionando en ralentí. Una vez finalizados estos 10 segundos el observador notificaba al conductor

que se podía realizar el ingreso. Desde ese momento, se debía realizar el ingreso cuando no haya

presencia de otros vehículos y el mismo se pueda realizar de manera segura.

Cualquier tiempo extra que se tomara (sobre los 10 segundos) debido a la presencia de otros vehículos

era registrado por el observador a bordo del vehículo, quién registraba la suma de los tiempos extra

requeridos para los tres ingresos luego del último retorno. Esos segundos extra eran finalmente

restados del tiempo preestablecido de funcionamiento en ralentí al final de cada trayecto. De esta

forma se asegura que cada vehículo se encuentra la misma cantidad de tiempo funcionando en ese

modo (que tiene consumo casi despreciable de combustible) para cada trayecto, y los tiempos de

vuelta no se ven afectados.

4 CONSIDERACIONES PARA UN PROCEDIMIENTO DE PRUEBA (NORMATIVA) NACIONAL

Como se mencionó anteriormente, el desarrollo de normativas o procedimientos nacionales es muy

importante, tanto para la adaptación de requisitos no aplicables para el país, como para mejorar la

capacidad de control de la buena utilización de los procedimientos a la hora de realizar pruebas. A

continuación, se presenta una discusión de aplicabilidad de los procedimientos SAE J1321 y NCh 3331,

en la que además se presentan recomendaciones para la adaptación de requisitos para una normativa

local para Uruguay, basados en la experiencia obtenida.

4.1 Trayecto de prueba

El procedimiento SAE J1321 prevé una longitud de trayecto de 80,5 km para las pruebas en pista y de

161 km para las pruebas en ruta, mientras que el procedimiento NCh 3331 prevé una longitud de

trayecto de 64 km para ambos casos.

En caso de realizarse las pruebas en pista, estos requisitos no resultan en ningún problema en

particular, ya que ambos son similares y como resultado sólo se incurre en un mayor número de

vueltas al circuito.

El caso de la realización de pruebas en ruta, la realidad nacional implica que resulte difícil encontrar

un largo tramo de ruta en el que no haya presencia de grandes cruces, zonas pobladas o peajes, que

dificulten o imposibiliten la realización de pruebas. En este aspecto, el único procedimiento aplicable

a la realidad nacional sería el NCh 3331, ya que no se identificó ningún trayecto de ruta con una

longitud que cumpla los requisitos del otro procedimiento en el cual no haya presencia de este tipo

de impedimentos.

Se sugiere mantener los mínimos de longitud de trayecto de prueba en los límites establecidos en el

procedimiento NCh 3331. Estos son aplicables a la realidad local y han mostrado tener resultados de

precisión aceptable. El procedimiento no sería restrictivo en cuanto a la realización de pruebas de

mayor longitud, pero el establecimiento de largas longitudes de trayecto podría resultar en

condiciones desfavorables o la imposibilidad de realizar pruebas.

Sería interesante, además, que en el procedimiento local se recomienden circuitos utilizados

previamente y que hayan mostrado ser aptos para la realización de pruebas.

Otra recomendación que podría ser explicitada en el procedimiento es la de anotar el tiempo que se

está parado en puntos de retorno y acceso a la ruta (como se vio en la sección anterior) y restarlos de

un tiempo preestablecido de espera en ralentí al final de la prueba, por tratarse esta de una buena

práctica cuya inclusión en el protocolo de conducción de la prueba no resulta evidente.

4.2 Condiciones climáticas

Uruguay es un país caracterizado por la presencia de fuertes vientos en la gran mayoría del año, y esto

significa un problema para la realización de pruebas.

Se propone que se estudie la posibilidad de modificar los límites de velocidad de viento establecidos

en los procedimientos SAE J1321 y NCh 3331, estudiando cuál es el motivo por el cual la velocidad de

20 km/h es el límite en los mismos y realizando un estudio de velocidades promedio de viento en las

zonas aptas para pruebas en el país, de modo tal de encontrar uno que permita la realización de

pruebas de manera extensiva, desviándose lo menos posible de las condiciones presentadas en los

procedimientos ya mencionados.

Esto se debe a que se han encontrado varias situaciones en las que los promedios de velocidad

superan los límites establecidos en los procedimientos, llevando a la eliminación de trayectos en

algunas pruebas. Se debe recordar que, si bien las condiciones ambientales (entre ellas el viento)

influyen en el consumo de combustible, el hecho de contar con vehículos idénticos circulando

simultáneamente en la misma ruta significa que los efectos no influyan en el resultado de la prueba.

4.3 Tiempos de trayecto y salida de vehículos

Se recomienda adaptarse a los requisitos de tiempo de vuelta presentados en el procedimiento NCh

3331, ya que en el mismo el requisito está planteado como una comparación del tiempo de trayecto

con el promedio de tiempo de trayectos para toda la prueba, cosa que resulta más natural que la

comparación únicamente con el primer trayecto de prueba.

De este modo no se deben eliminar resultados de trayectos posteriores si únicamente el primer

trayecto se realiza en promedio anormal, en comparación con los trayectos posteriores. De todos

modos, sí se recomienda incluir (cosa que no sucede en el procedimiento NCh 3331) algún requisito

para asegurar que los tiempos de trayecto entre los vehículos de control y de prueba sean similares,

ya que en este último procedimiento sólo hay requisitos de tiempo para un vehículo en comparación

consigo mismo.

4.4 Kilometraje de vehículos

Como se vio anteriormente, el procedimiento SAE establece kilometrajes mínimos para los vehículos

utilizados en las pruebas de componentes, mientras que el chileno no.

Se sugiere que se utilice el requisito del procedimiento NCh 3331 en este aspecto, ya que permite

probar vehículos nuevos, cosa que puede resultar de interés. Se deberá estudiar los fundamentos para

la existencia de distintos requisitos para el mínimo de kilómetros recorridos por los vehículos que se

utilizarán en la prueba en caso de tratarse del fabricante original del vehículo, o de un tercero. Y se

deberá también establecer si el requisito para el mínimo de kilómetros recorridos por los vehículos

sigue produciendo resultados acertados y, si este es el caso, mantenerlo.

4.5 Estructura de la norma o procedimiento

Habiéndose estudiado en profundidad ambos procedimientos, se ha concluido que la forma en la que

están estructurados no parece ser la mejor, ya que no hay un orden claro y distinto para cada uno de

los requisitos que se plantean, sino que algunos aparecen repetidos, y en zonas en donde no parecen

tener demasiado sentido.

Se plantea entonces que, en caso de realizarse un procedimiento nacional, el mismo esté estructurado

de manera distinta, separando claramente los requisitos para cada aspecto de la prueba (trayecto,

medición del clima, etc.) en capítulos separados y claramente diferenciados, para de esta manera

facilitar su identificación para la persona a cargo de la ejecución de las pruebas.

Además, se sugiere una sección de recomendaciones en la que se puedan incluir prácticas habituales

basadas en la experiencia. Algunas de estas recomendaciones podrían ser diseños típicos de tanques

portátiles de combustible, segmentos de ruta adecuados, buenas prácticas (como las mencionadas

anteriormente) y distintos dispositivos que han probado ser efectivos, para las diversas tareas a

realizar, entre otros.

5 CONCLUSIÓN

En este documento se ha presentado un análisis de los procedimientos SAE J1321 y NCh 3331,

identificando sus similitudes y diferencias, y analizando la conveniencia de uno o el otro para su

aplicación en Uruguay. Además, fueron presentadas recomendaciones y buenas prácticas a la hora de

implementar estos procedimientos, surgidas de experiencias realizadas, buscando dar

recomendaciones para futuras personas o entidades que quieran realizar pruebas de este estilo.

Finalmente, se realizó una propuesta de puntos a considerar para el eventual desarrollo de un

procedimiento de prueba nacional, considerando aspectos de conveniencia y aplicación propios del

país.

El uso y aplicación de tecnologías para la eficiencia energética en el transporte de carga esta

inevitablemente ligado a la disponibilidad de información en cuanto a la efectividad que estas tienen

para el objetivo que se busca. Es por eso que se deben realizar estudios para cuantificar el efecto que

estas tienen en el consumo de combustible. Los procedimientos analizados en este documento tienen

la ventaja de poseer una gran versatilidad para probar diferentes tipos componentes y de dar como

resultado el impacto directo en el consumo de combustible, que es, probablemente, la métrica de

mayor interés para los integrantes del sector transporte. El estudio de otros efectos o características

inherentes a distintos tipos de componentes (como, por ejemplo, la durabilidad de distintas

composiciones de ruedas) requiere de la realización de otro tipo de estudios específicos para los

mismos.

De las experiencias realizadas por el CINOI de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de

Montevideo se concluye que, para el caso de Uruguay, el procedimiento NCh 3331 es el más adecuado

para realizar pruebas de efectividad de componentes, ya que sus requisitos se adaptan mejor a la

realidad de las condiciones del país. Esto se debe fundamentalmente a que este procedimiento es una

adaptación del procedimiento SAE J1321 realizado por el Instituto Nacional de Normalización de Chile,

con requisitos modificados para su mejor aplicabilidad en las condiciones de dicho país, que son

similares a las de Uruguay. Esto no significa que el procedimiento SAE J1321 no sea aplicable a la

realidad de Uruguay, pero sus requisitos podrían significar complicaciones a la hora de un desarrollo

eficiente de las pruebas de componentes, lo que podría resultar en mayores costos, dificultades en la

ejecución e inclusive la imposibilidad de obtener resultados de validez, actuando en detrimento del

fomento del desarrollo de más pruebas.

De todos modos, se recomienda la realización de estudios para el desarrollo de un procedimiento de

pruebas local para Uruguay, considerando las propuestas realizadas anteriormente en este

documento. La creación de dicho procedimiento no solo resultaría en pruebas con un mayor reflejo

de las condiciones de operación para el país, sino que permitiría la homologación y auditoría de las

pruebas que se realicen en el futuro, permitiendo así la generación continua de datos de calidad

certificados por un órgano centralizado. Además, los cambios propuestos podrían resultar en un

procedimiento con mayor claridad en cuanto a las condiciones para la ejecución, lo que permitiría

fomentar que se realice un mayor número de pruebas, obteniéndose así más información de valor

para el sector.