Las claves para un futuro sobre (ruedas) raíles

La tecnología híbrida con baterías llega al sector del ferrocarril como una de las grandes vías del futuro.

Todos nosotros somos conscientes de que nuestra sociedad vive inmersa en una transformación revolucionaria que afecta no solo al ámbito industrial, sino a nuestra vida diaria. Un cambio que redefinirá desde cómo comeremos hasta cómo trabajaremos o nos moveremos en los próximos años.

La incuestionable necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero ha provocado un cambio en el transporte, que se enfrenta al reto de disponer de soluciones respetuosas con el medio ambiente, con un menor consumo de energía, emisiones contaminantes y una alta fiabilidad.

El ferrocarril, el medio de transporte más eficiente y que ha acompañado el crecimiento económico durante más de un siglo, resulta un elemento clave para conseguir una mejora en el transporte de personas y mercancías, reduciendo la huella de carbono.

Desde 1891, ABB ha estado presente en el corazón de la industria ferroviaria, proporcionando la energía y el equipo necesario para transportar personas y mercancías a través de países y continentes.

El futuro del ferrocarril necesita soluciones sostenibles y digitales

Este crecimiento en el ferrocarril seguirá en los próximos años con la apertura del mercado del ferrocarril europeo a operadores privados, lo que probablemente dinamizará el sector, pasando de una explotación de alta velocidad para viajes de negocios a una nueva de viajes de placer para todos los usuarios, con un precio más ajustado. De esta forma  veremos cómo una familia podrá realizar un viaje a Sevilla, Barcelona, Valencia o Madrid con un precio más económico que un depósito de gasolina de un coche.

Sin embargo, este rápido crecimiento del ferrocarril deberá obligatoriamente venir acompañado de un aumento de la fiabilidad del material gracias las tecnologías digitales IoT. Y es que la mayor conectividad actual de la sociedad permite que tengamos datos en tiempo real de los equipos instalados a bordo del material rodante, lo que sumado al machine learning permitirá reducir las averías y, por tanto, incrementar la fiabilidad de los equipos de tracción. En esta línea, ABB ha creado la plataforma digital, ABB AbilityTM, que permite a los clientes conocer los problemas o averías, antes de que están aparezcan, permitiéndonos  ser muy ágiles a la hora de dar respuesta y solución a  nuestros clientes.

Por otra parte, y como resultado de la demanda, ABB ha comenzado a trabajar en una línea nueva de productos, los “paquetes de baterías” para trenes, cuyo objetivo es contribuir a la descarbonización del medio ambiente hibridando los trenes diésel o incluso realizando trenes completamente eléctricos gracias a estos paquetes de baterías.

Pero ¿cómo van a ayudar estas baterías en el transporte, más concretamente en el ferrocarril? Existen dos posibles vías: a través de trenes híbridos o mediante trenes puramente eléctricos con baterías.

Trenes híbridos: estaciones con aire limpio

Uno de los proyectos de los cuales nos sentimos realmente orgullosos dentro de ABB, es el proyecto Ecotrain para la principal empresa ferroviaria de Alemania, Deutsche Bahn (DB). Ecotrain es un proyecto de modernización de un tren diésel – hidráulico reconvertido en diésel – eléctrico con baterías. Para comprender mejor la modificación y realizando una analogía a los coches, el proyecto consiste en transformar el equivalente de un coche diésel a un coche híbrido, como los que nos podemos encontrar circulando por la calle a día de hoy.

El objetivo que perseguía el cliente en este proyecto era, por un lado, reducir el consumo de combustible fósiles y, por otro, eliminar los gases de combustión del motor en las estaciones de origen o destino mientras el tren se encuentra estacionado esperando a que los pasajeros aborden el tren. Así, en este caso particular, la incorporación de las baterías en los trenes diésel DMU (Diesel Multiple Unit) permitió a Ecotrain conseguir un ahorro a DB de entre el 9 y el 11% del consumo de diésel en un trayecto tipo.

Además, esta modalidad aporta un beneficio intangible adicional ya que durante el tiempo que el tren se encuentra en la estación, al tener baterías, el diésel no está trabajando y por tanto las emisiones de Co2 o de No2 son inexistente; lo que contribuye a tener estaciones con un aire limpio y respirable sin contaminación.

Del mismo modo, el hecho de ser un tren híbrido permite que el motor trabaje menos horas, pues tanto el tiempo detenido en las estaciones, como cuando el tren se encuentra bajando una pendiente; el motor diésel se mantiene desconectado. Esta reducción del uso y desgaste del motor diésel incide directamente en una reducción de los ciclos de mantenimiento y una mejora de los índices de fiabilidad.

Por otra parte, la previsión a futuro de estos trenes con baterías es que día a día la capacidad de almacenamiento de energía se vaya incrementando y por tanto se prevé que cuando sea necesario sustituirlas la capacidad de las nuevas baterías será mucho mayor, siendo previsible recorridos de 100 km solo con baterías, en un plazo corto de tiempo.

En cuanto a fiabilidad, tenemos que tener en cuenta que el transporte ferroviario es un mercado en el que la experiencia del usuario final tiene una gran importancia. Y es que un usuario que tenga un retraso en cualquier medio de transporte buscará de inmediato otra alternativa y lamentablemente dejará de emplear el ferrocarril. Por ello, la apuesta por equipos eléctricos asegura una mayor satisfacción en la experiencia del usuario.

Trenes puramente eléctricos con baterías

Al igual que en el mercado del automóvil, las baterías están cada vez jugando un rol más importante para reducir el consumo de energía del material rodante e incluso empieza a despuntar la posibilidad de trenes con baterías para sustituir a trenes diésel en líneas sin electrificar.

En este punto, ABB ha desarrollado unos paquetes de baterías aptas para montar en el material rodante, capaces de dimensionarse de acuerdo con las necesidades del cliente.

Actualmente tenemos en marcha varios proyectos con este sistema. Uno de ellos se aplica a unas locomotoras de movimiento auxiliares para trabajos de mantenimiento. Estas permiten realizar trabajos nocturnos en el mantenimiento de vía o catenarias sin necesidad de emplear un motor diésel. Una solución que implica una gran ventaja, dado que actualmente cuando el material rodante diésel trabaja en túneles tiene limitado el tiempo de funcionamiento del motor para no hacer irrespirable el lugar de trabajo.

En la siguiente figura se puede observar un ejemplo de convertidor con baterías desarrollado por ABB:

 

 

En otro proyecto similar, nos hemos encontrado con que fue el cliente quien nos pidió que el tren fuera puramente con baterías, sin diésel, en una línea sin electrificar. En este caso, el cliente nos pidió realizar 70 km sin necesidad de catenaria o diésel. Un proyecto pionero en tanto que es el primero en el que se han empleado baterías para un tren de pasajeros. Para lograr este reto, ABB ha proporcionado una solución de baterías y la previsión es que este tipo de proyectos se multipliquen, pues día a día la capacidad de almacenamiento de energía de las baterías se incrementa hasta hacer inútil, en un futuro no muy lejano, la construcción de catenaria.

Tecnología híbrida o baterías: ¿qué opción se impondrá?

En un primer nivel, parece obvio pensar que el tren eléctrico es la mejor solución. Sin embargo, el hecho de que aún exista una flota importante de trenes diésel, complica  el panorama futuro.

Pese a ello, instalar baterías en estos trenes existentes permitiría reducir la emisión de gases de forma viable e inmediata, tal y como está sucediendo con los coches.

Por poner un ejemplo de la reducción de emisiones, la mitad del combustible que consume Renfe en los trenes diésel de pasajeros, lo hace parado en la estación, mientras espera a los pasajeros. ¿Podrías imaginar la reducción de consumo, de emisiones de CO2 que provocaría una hibridación de la flota?

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