Biomóvil

(b) móvil
Biomóvil
Marcos (b) móvil
Años de producción 2013 -
Motor y transmisión
Motor (es) Honda monocilíndrico de 4 tiempos
Desplazamiento 25  cm 3
Transmisión Tracción trasera, embrague centrífugo (tres mordazas)
Peso y rendimiento
Peso al vacío 25 kilogramos
Velocidad máxima Aproximadamente 60 km / h
Consumo mixto 0,12 l / 100 km
Chasis - Carrocería
Carrocería (s) Abacá, lino y celulosa
Marco Fibras vegetales y balsa
Dirección Trasera, con pivote virtual
Dimensiones
Largo 2950 milímetros
Ancho 620 milímetros
Altura 550 mm
Distancia entre ejes 1.430 milímetros
Carriles 500 mm

Biomobile es un proyecto cuyas primeras reflexiones comenzaron en 2000 y que se lanzó concretamente en Suiza en 2004 . A continuación, dio origen a una asociación homónima en 2008. Gira en torno al diseño y producción de vehículos de muy bajo consumo, con una huella ecológica minimizada. Sigue la propuesta de varios estudiantes del HES-SO y es parte de la continuación del proyecto Consomini iniciado por tres escuelas de ingeniería del HES-SO (Friburgo, Le Locle y Ginebra), cada una de las cuales ha desarrollado una parte de este primer vehículo.

La asociación ha producido varias generaciones de vehículos. El primero, "biomóvil" (el nombre del vehículo es el mismo que el de la asociación), luego "(b) móvil", dos vehículos de los que había varios modelos, y finalmente "(c) móvil", vehículo en curso de desarrollo en 2019.

En 2015, la asociación Biomobile y HEPIA diseñaron y produjeron un handbike en materiales de base biológica (fibra de lino , resina vegetal , haya ,  etc. ): la biobike, presentada en 2017.

Asociación

Histórico

La Asociación Biomóvil fue creada en 2008 por Michel Perraudin. Anclado en la Escuela Superior de Paisaje, Ingeniería y Arquitectura de Ginebra (HEPIA), se creó con el objetivo de simplificar ciertos trámites administrativos y ganar una capacidad de respuesta que no siempre hubiera sido posible en un estado estructurado.

Fue reconocida como de utilidad pública en 2011 por las autoridades federales y cantonales, y cuenta con alrededor de un centenar de miembros . Su comité está integrado por un presidente, un vicepresidente, un secretario y un tesorero. Varios miembros del comité constituyen la comisión técnica.

Metas

La idea inicial del proyecto se basó en el diseño y producción de vehículos que participan en competiciones como el Shell Eco-marathon o el desafío ÉducÉco , cuyo objetivo es recorrer el mayor número de kilómetros con una determinada cantidad de gasolina. . Rápidamente, este objetivo resultó ser limitado. A partir de entonces, el proyecto se reorientó hacia:

Modo de operación

El funcionamiento de la asociación Biomobile se basa exclusivamente en el voluntariado. Su financiamiento es proporcionado por el patrocinio y el apoyo de sus socios industriales e institucionales. No persigue ningún fin comercial. Colabora con varias escuelas, incluida HEPIA, donde se ubican sus instalaciones, y varios equipos que persiguen objetivos similares. La Asociación acoge periódicamente a becarios de diversas escuelas ( Suiza , Francia ) y participa en la formación de los jóvenes, sensibilizándolos sobre las dificultades medioambientales, económicas y sociales.

Puntos fuertes

A lo largo de sus actividades, la asociación ha adquirido reconocidas competencias en diversas áreas como:

Proyectos

Los proyectos de la asociación han evolucionado aportando nuevas tecnologías y nuevos desarrollos en cada etapa, tanto a nivel mecánico como estructural.

problemática Solución Vehículo Con fecha de
Sustitución de combustible Bioessence X41 de residuos biomóvil 2004
Sustitución de materiales Compuestos vegetales (b) móvil y biobike 2013
Ahorro de material Optimización topológica (c) móvil 2019

biomóvil

El primer automóvil, el biomóvil, es el vehículo destinado a las carreras. Es parte de la generación anterior, pero no es menos confiable y conocido. Su principal innovación fue el uso de biogasolina, un combustible elaborado a partir de residuos vegetales.

(b) móvil

El segundo automóvil, (b) móvil, es una especie de vehículo de “transición”. Queriendo acercarse al vehículo verde, innovó en particular por su carrocería de compuestos vegetales, así como su chasis, realizado inicialmente en tubos de carbono, luego en tubos de lino.

(c) móvil

El tercer coche, (c) mobile, reúne los últimos desarrollos. Aparte del motor y las marquesinas, está fabricado íntegramente con materiales de origen biológico. Su principal innovación se refiere a la generalización de la optimización topológica a todos sus elementos.

La técnica

Bio esencia

La biogasolina (X41) se elabora a partir de residuos orgánicos transformados en bioaceite, que luego se destila de forma convencional, produciendo gasolina, queroseno y diesel. Solo se utiliza gasolina para alimentar los biomóviles.

A diferencia de casi todas las demás bioesencias, que son sustitutos de los combustibles fósiles, X41 es su equivalente físico y químico. Por lo tanto, no es un combustible sustituto, sino un combustible equivalente a la gasolina normal RON95 y puede alimentar cualquier motor de ciclo Beau de Rochas sin modificación constructiva o ajuste específico y sin influir en el rendimiento. La producción de esta bioesencia no compite con la producción de alimentos o forrajes, lo que resuelve el problema ético que plantean otros combustibles alternativos basados ​​en productos alimenticios.

Este combustible es casi neutro desde el punto de vista de las emisiones de dióxido de carbono  : su combustión solo libera CO 2 previamente absorbido por la planta.

Caracteristicas Normal 95 Bio esencia X41
PCI (kJ / kg) 43,500 46.000
Densidad (kg / l) 0,725-0,780 0,740
Número de octano > 92 > 90
Otro Rastros de azufre

Rastros de plomo

No sufre

Sin plomo

Motor

Originalmente, Biomobile estaba propulsado por un motor de desbrozadora Honda GX35 . Este motor de gasolina está basado en un ciclo de cuatro tiempos y tiene un rendimiento interesante considerando su origen y destino. La elección de un motor comercial se basa en el deseo de demostrar la universalidad de la biogasolina. Este motor es demasiado potente y funciona demasiado rápido; no es adecuado para este uso y ha sido reemplazado por el GX25 más pequeño del mismo fabricante, cambiando así de una transmisión de una etapa a una de dos etapas. También se han modificado algunos periféricos con el fin de mejorar la idoneidad del motor para el funcionamiento del automóvil. Está equipado con inyección controlada y encendido electrónico. Sin embargo, durante el diseño del (c) móvil, y debido a la evolución de los recorridos de competición en 2017-2018, se decidió abandonar el motor GX25 y volver al más potente GX35. Sin embargo, estará equipado con la inyección que impulsa la versión “biomóvil” del GX25.

Transmisión

Originalmente, el automóvil estaba equipado con un embrague en la mandíbula y un disco de embrague y una centrífuga controlada por embrague . Finalmente, el elegido es un innovador embrague centrífugo de tres mordazas donde la fuerza de retorno, que suele ser ejercida por muelles, se realiza mediante imanes permanentes.

Biomobile utiliza una rueda libre sofisticada que funciona con un principio de inercia . A diferencia de todos los dispositivos similares, no genera ningún rozamiento.

Parte del ciclo

Biomobile introdujo y difundió el concepto de una rueda trasera de dirección y conducción en máquinas de este tipo. Sin embargo, habiendo cambiado la evolución de las reglas de ciertas carreras, el volante trasero ahora está prohibido y el equipo biomóvil tuvo que cambiar sus planes para la realización del (c) móvil para intercambiar la dirección de las ruedas. De hecho, la rueda trasera direccional permite producir vehículos más estrechos y, por tanto, más aerodinámicos, pero al ser intrínsecamente inestables, dificultan la conducción.

Equipado inicialmente con una cuna que gira alrededor de un eje, tiene una dirección original con un centro de rotación virtual que se basa en una geometría deformable, basada en rótulas y bielas . Su geometría es tal que en las curvas, la rueda se inclina como la de una bicicleta y el coche se eleva, garantizando una alta estabilidad estática ( mínima energía potencial o teorema de Torricelli ).

El vehículo ha tenido tres generaciones de ruedas: ruedas de carbono lenticulares, luego ruedas ensambladas sobre la base de llantas de aluminio comerciales y luego ruedas fabricadas por Mavic , ligeras, resistentes, aerodinámicas y equipadas con neumáticos sin cámara. Estas llantas tienen mejor precisión geométrica que las ruedas lenticulares.

Posteriormente, un paso importante consistió en equipar el vehículo con llantas de lino, en línea con la voluntad de generalizar los composites vegetales.

Aerodinámico

La aerodinámica del vehículo se basa en ensayos aerodinámicos realizados, a escala 1, en el gran túnel de viento del CMEFE ( Grupo de Competencia en Mecánica de Fluidos y Procesos Energéticos ) de HEPIA, y en simulaciones de mecánica de fluidos computacional . Estas campañas permitieron determinar los campos de presión y las velocidades alrededor del automóvil en función de los ángulos de guiñada , balanceo y cabeceo . Se ha optimizado el posicionamiento de los órganos. También determinaron el ángulo de inclinación minimizando la resistencia inducida y mejorando la aerodinámica general del automóvil.

Cuerpo

La carrocería está disponible en tres versiones, siendo el conjunto de transmisión y motor idéntico.

El del biomóvil, azul y blanco, formado por fibras de carbono unidas por resina fósil.

El de (b) móvil, representa el primer paso hacia el vehículo verde cuya carrocería está hecha de celulosa sandwich , papel y abacá .

Un tercer vehículo, un demostrador de nuevas tecnologías, producido casi exclusivamente en materiales verdes,  excluyendo las marquesinas, las ruedas y el motor. Su cuerpo está formado por una piel de celulosa forrada de abacá , reforzada por mallas de lino unidas por una biorresina. El arnés de seguridad está hecho de lino; el soporte del asiento, la pantalla contra incendios, el soporte del extintor, los pasos de rueda se fabrican mediante el proceso Amplitex. El asiento es de espuma vegetal recubierto de cuero. Las resinas utilizadas tienen en cuenta las propiedades esperadas. Algunas piezas sometidas a grandes esfuerzos mecánicos, como el soporte de los ejes de las ruedas, están formadas por un sándwich formado por un núcleo compuesto multicapa y una piel metálica ( aluminio o titanio ). El segundo y tercer vehículo se conocen como (b) móviles, que se exhiben regularmente en Europa. La versión que se está desarrollando en 2019 es el (c) móvil, y tomará cada elemento de la planta implementado por uno de sus predecesores.

Marco

En la primera versión, el marco estaba hecho de tubos de acero de alta resistencia con un espesor de 0,5  mm .

Luego, Biomobile se equipó con un cuadro de carbono, luego un cuadro de lino y aluminio , dos veces más ligero que el anterior.

La versión más reciente adapta a un marco hecho principalmente de balsa, celulosa ( Porcher Industries ) y lino, unido por una resina en gran parte de base biológica. Tiene unas inserciones de acero .

Electrónica integrada

Para mejorar el rendimiento del motor y, sobre todo, para que sea más fácil tener en cuenta los parámetros de carrera, está equipado con inyección indirecta . Los mandos del inyector y del encendido son proporcionados por una caja Magneti Marelli . Sin embargo, está en proceso de ser reemplazado por un dispositivo artesanal.

La monitorización de la carrera y las lecturas de parámetros se llevan a cabo mediante el dispositivo Togodo (utilizado principalmente para diagnosticar problemas y mejorar el vehículo) desarrollado por Nicolas Schroeter de la Universidad de Ingeniería y Arquitectura de Friburgo . Este dispositivo con, entre otras cosas, un GPS , tres acelerómetros , un giroscopio tridimensional y un magnetómetro da información detallada sobre el comportamiento del vehículo, la transmisión y el conductor a lo largo de la carrera. También permite la proyección de la trayectoria seguida en Google Earth .

Con el fin de limitar el consumo de materiales en la realización de su último vehículo, la Asociación ha dado un nuevo paso al generalizar el diseño de sus componentes mediante la optimización topológica , como hace la naturaleza. El trabajo se centra en el diseño y dimensionamiento de la cuna del motor mediante un método de optimización topológica y el modelado de su comportamiento. Este enfoque se ha extendido a todos los componentes del vehículo.

La biobike

Un encuentro con Silke Pan, deportista discapacitado y vicecampeón mundial de handbike , llevó a biomóvil y a HEPIA a diseñar y construir, a partir de 2015, un nuevo handbike de competición, destinado a sustituir el equipamiento que Silke había utilizado hasta ahora.

El objetivo era diseñar y producir un handbike al menos tan eficiente como los mejores modelos actuales, pero fabricado con materiales biológicos (fibra de lino, resina vegetal, haya, etc.): la biobike. Finalmente, tenía que cumplir totalmente con las reglas de la UCI para ser aceptado en la carrera.

Siguiendo la filosofía del biomóvil, el proyecto requería el uso de materiales de base biológica para la construcción de la estructura del handbike, así como la optimización de la mayoría de sus elementos y su rendimiento técnico. Compuesto por una horquilla y un cuadro de fibra de lino, la biobike pesa solo unos doce kilos, y tiene varias características que maximizan sus capacidades a la vez que forman parte de la movilidad sostenible.

La biobike revoluciona la geometría del “vehículo”, los materiales utilizados y algunos de los periféricos especialmente optimizados para un uso óptimo en una handbike, respetando al máximo el medio ambiente.

El proyecto contó con el apoyo técnico de varios socios y, económicamente, de Terrévent, una fundación que apoya, en particular, la integración e integración de las personas con discapacidad en el mundo laboral. Las pruebas realizadas en velódromo muestran que el rendimiento obtenido es superior al de los mejores handbikes de competición. La biobike podría finalizar y presentarse en 2017.

Etapas del proyecto

Financiamiento de la asociación

La financiación de la asociación se basa íntegramente en el voluntariado , el mecenazgo y el patrocinio . Las fuentes son esencialmente privadas.

Si bien algunas entidades brindan asistencia exclusivamente financiera (patrocinio), la mayor parte del apoyo proviene del patrocinio. Este último a menudo se organiza como un trueque  : las empresas apoyan al biomóvil en su desarrollo, participan en la producción de ciertas partes del automóvil y proporcionan al biomóvil el beneficio de su conocimiento y experiencia; a cambio, biomobile proporciona servicios que corresponden a las habilidades de su equipo.

Eventos, exposiciones y distinciones

Por su orientación original y su adecuación a las inquietudes de la época, el proyecto biomóvil goza de una excelente visibilidad tanto a nivel nacional como internacional. Para mantenerlo y desarrollarlo, biomobile participa regularmente en presentaciones, exposiciones y otros eventos dedicados a la preservación del medio ambiente o la movilidad.

El proyecto de biomóvil recibió, entre otros, la subvención cantonal de desarrollo sostenible otorgada por el cantón de Ginebra en 2013, así como el certificado del Premio Suizo de Ética en 2013.

Socios y patrocinadores

Notas y referencias

  1. “  3 proyectos HES  ” , Etudiants.ch (consultado el 19 de marzo de 2019 ) .
  2. "  biomobile - projects - the biobike  " , en www.biomobile.ch (consultado el 11 de marzo de 2019 )
  3. Asunto de los proyectos de 2014 para los estudiantes de la Escuela Politécnica Federal de Lausana .
  4. Apoyo de Miss Suisse Romande 2013 - Le Matin .
  5. Séverine Alibeu, "  Ampliar en el Biomobile que se ejecuta en la planta de residuos  " , Caradisiac ,3 de marzo de 2009.
  6. "  Residuos de restaurante en el motor  " [PDF] , L'Hebdo , cmefe.ch,9 de junio de 2006.
  7. (in) "  Huntsman Create Bio Composite Materials for BioMobile Project  " , altairenlighten.com,28 de mayo de 2013(consultado el 11 de marzo de 2019 ) .
  8. "  Boletines de la Alianza: BioMobile albergará el stand de HES en el Foro de Innovación Suiza (Basilea, 5.11.2009)  " , newsletter.epfl.ch,octubre de 2009(consultado el 11 de marzo de 2019 ) .
  9. "  biomobile - News n o  18  " [PDF] , sitio oficial,enero 2018.
  10. "  Vehículo ecológico: los diseñadores del BioMobile intentan reducir su consumo de energía incorporada tanto como sea posible  " [video] , RTS ,2 de marzo de 2011 2  min  20  s .
  11. Elisabeth Tripod-Fatio, "  El BioMobile, ecológico del chasis al combustible  " [PDF] , Tribune de Genève ,26 de junio de 2013 (ver archivo).
  12. (in) "  Nuevo BioMobile Amplitex con power ribs  " , Bcomp (ver archivo).
  13. "  AmpliTex ™  " , Bcomp .
  14. "  La Biobike, una revolución en el handbike de competición  " , HEPIA ,agosto 2017(consultado el 11 de marzo de 2019 ) .
  15. "  Propulsión alternativa> estreno mundial: BioMobile  " , Salón Internacional del Automóvil de Ginebra ,2011 (ver archivo).
  16. (in) "  Los materiales de base biológica de Huntsman ayudan a llevar la movilidad sostenible al siguiente nivel  " , JEC Innovation Awards22 de mayo de 2013.
  17. “  Beca, premio y distinción cantonal para el desarrollo sostenible 2013  ” [PDF] , República y Cantón de Ginebra ,Junio ​​del 2013.

enlaces externos