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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
2
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
3
CONTENIDO
INTRODUCCION ............................................................................................................................ 5
ANTEPROYECTO........................................................................................................................... 7
1. INFORMACION GENERAL ............................................................................................... 7
1.1. Regional ........................................................................................................................ 7
1.2. Centros Participantes .................................................................................................. 7
1.3. Nombre del Equipo: ..................................................................................................... 7
2. PLAN DE PROYECTO ..................................................................................................... 10
2.1. Integrantes del proyecto ........................................................................................... 10
2.2. Plan de Trabajo .......................................................................................................... 17
2.2.1. Objetivos del proyecto ........................................................................................... 17
2.2.1.1. Cronograma ........................................................................................................ 17
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. Metodología de Diseño ............................................................................................. 45
3.1.8 Carrocería y Aerodinámica ................................................................................... 58
3.2 Propuesta de Diseño del vehículo y sustentación técnica ................................... 61
4
4. Programas de Formación ............................................................................................. 66
5. Video ............................................................................................................................... 74
5
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
6
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.
7
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:
8
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
1Formulario de la encuesta ubicado en https://docs.google.com/a/misena.edu.co/spreadsheet/viewform?formkey=dDI5a2JvRHNFRHdWUnVsQWVSOXg5VlE6MQ#gid=0
9
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.
10
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
11
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
12
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 Seminario
Internacional INWENT en Energías Alternativas (Alemania). 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 DE ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA: Jose
Eusebio Gualdron Altamar. Tecnólogo Automotriz. 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. Certificación
13
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. Plan estratégico de Mercadeo y
Asistencia técnica para el mejoramiento de procesos operativos y
administrativos, manejo ambiental y esquemas asociativos de 10
microempresas del sector maderas del Atlántico. 2 años Instructora Gestión
Empresarial.
14
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:
15
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 y Nuevas
Tecnologías de Batería
Falta de equipos robustos para diseño y simulación en CAD
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
18
El cronograma de actividades para la ejecución, seguimiento y control del proyecto
se presenta a continuación.
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.
22
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.
23
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
24
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.
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
PRODUCTO
EQUIPO ESDA
INSTALACIONES
ENTORNO AMBIENTAL Y
PREVENCIÓN
Y CONTROL DE LA
CONTAMINACIÓN
CALIDAD
AMBIENTE SEGURIDAD
Y SALUD EN
EL TRABAJO
25
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 la calidad, oportunidad, pertinencia y calidez, en la
prestación de los servicios de formación, a través de programas y
ofertas que respondan a las necesidades y expectativas de aprendices y
del sector productivo.
2.Aumentar las oportunidades de generación de ingresos y
empleabilidad, para la incorporación y el desarrollo de las personas
2 Fuente: www.sena.edu.co (Avances en la ruta del sistema integrados de gestión-S.I.G.)
26
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 clase mundial.
4. Fortalecer la aplicación de 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 acciones que contribuyan a la compensación ambiental.
6. Incrementar la generación de conductas amigables con el 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 los colaboradores de la entidad.
10. Incrementar la capacidad, el desarrollo y buen uso de las
tecnologías de información y comunicación.
12. Fortalecer los controles que garanticen la preservación,
confidencialidad e integridad de la información institucional.
13. Incrementar la integración de la 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.)
27
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 proyecto4
4 Fuente: Norma OHSAS 9001:2000
28
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.
29
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 con la
aplicación de ciclo PHVA 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.
30
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
31
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
OBJETIVOS Y PROGRAMAS: 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.
TIPO DE NORMA
NÚMERO, FECHA Y TEMA
ARTICULOS, PARAGRAFOS, NUMERALES
OBLIGACIÓN, DESCRIPCIÓN (EXPRESIÓN Y TIEMPO)
CUMPLIMIENTO EVIDENCIA, DOCUMENTOS
SI NO
32
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.
33
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.
34
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
35
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
AMBIENTAL
TIPO DE NORMA
NÚMERO, FECHA Y TEMA
AUTORIDAD ARTICULOS, PARAGRAFOS, NUMERALES
OBLIGACIÓN, DESCRIPCIÓN (EXPRESIÓN Y TIEMPO)
CUMPLIMIENTO EVIDENCIA, DOCUMENTOS
SI NO
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.
36
IMPLEMENTACIÓN Y OPERACIÓN:
Recursos, funciones, responsabilidad y autoridad: Se asignaran recursos
humanos, financieros, tecnológicos e infraestructura para desarrollar el sistema de
gestión ambiental.
ETAPAS ACTIVIDADES IMPACTOS AMBIENTALES MEDIDAS DE
MANEJO
FASE CONCEPCIÓN
FASE DE FABRICACIÓN
FASE ENSAMBLE
ELABORACIÓN DE PROGRAMAS
AMBIENTALES
DE ACUERDO A LA ACTIVIDAD
DEL PROYECTO
DE ACUERDO A LA ACTIVIDAD
DEL PROYECTO
METODOLOGIA DE
VALORACIÓN
IMPLEMENTACIÓN DE
PROGRAMAS
AMBIENTALES
COMPONENTES DEL
PIGA
FASE PUESTA A PUNTO
DE ACUERDO A LA ACTIVIDAD
DEL PROYECTO
FASE CIERRE Y
ABANDONO
DE ACUERDO A LA ACTIVIDAD
DEL PROYECTO
37
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
38
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
39
Documentación8:
Los documentos que permitirán asegurar la eficacia del sistema son:
8 Fuente: www.icontec.org Esquema de planificación del control operacional.
40
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.
41
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
42
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
SEGUIMIENTO
TIPO DE
NORMA
AAC OBLIGACIÓN
(Especificaciones)
CUMPLIMIENTO EVIDENCIA
SI 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.
43
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.
44
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.
45
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
46
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 en términos de su
funcionalidad, forma, principios 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
47
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:
48
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
49
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
50
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.
51
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
52
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
53
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.
54
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.
55
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
56
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.
57
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 Gran consumo de corriente, dividido en
tres faces
Varían entre 8H y 30 HP Varían entre 8H y 50 HP (con peaks de
200 HP)
Controlador de bajo precio Controlador Completo y Costoso
Mantenimiento y confiabilidad buena Mantenimiento y confiabilidad
excelente.
El diseño e implementación del sistema eléctrico se logrará mediante el
cumplimiento de las siguientes actividades:
58
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.
59
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
BASTIDOR (Chasis):
Monocasco Compuesto de estructura metálica diseñado
para montar el motor eléctrico y sistemas del vehículo
Estructuras anti-impacto
Motor Eléctrico
Cuatro polos de inducción, diseño de alta frecuencia con
controlador inversor flujo magnético.
Dimensiones: 245 mm de diámetro x 350 mm de largo
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
60
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: 590 Kg. (incluido piloto)
Transmisión: Por Cadena y juego de excualizacion
Suspensión
delanteros:
Suspensión delantera: doble brazo articulado
amortiguador operado por pushrod y barra
estabilizadora
Suspensión trasera: Suspensión trasera: doble brazo articulado amortiguador
61
operado por pushrod y barra estabilizadora.
Frenos: Pinzas,discos ventilados y pastillas de fibra de carbono o
en lo posible además freno regenerativo
Ruedas: Delanteras y Traseras ring 13 ruedas
Neumáticos: Pirelli 165/60R13
Carrocería: Fibra de carbono composite. Cubierta del motor,
pontones y suelo. Frontal estructural
Cinturón de
seguridad
con cinco puntos de arnés
Habitáculo: Cubierta interna con asiento anatómico desmontable y
panel de instrumentos.
Dimensiones
Distancia entre ejes: 1610 mm
Longitud total: 2400 mm
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
62
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
63
necesidad de un estudio profundo de las normas de la fórmula SENA ECO,
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).
64
65
66
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
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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
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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
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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: Selección, ensamble y montaje de los
componentes de los sistemas seguridad activa del 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.
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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.
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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 y montaje de los
componentes del sistema de transmisión de 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
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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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