​​​​​​El ferrocarril es el medio de transporte de pasajeros y mercancías más sostenible, y una apuesta de futuro clara para el conjunto de las instituciones europeas tanto desde el punto de vista de la seguridad como de la sostenibilidad. En la actualidad es el responsable del 0,4% del total de las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas al transporte en la Unión Europea, y, según datos del Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana, se ha convertido en el único medio que ha conseguido reducir tanto estas emisiones como su consumo de energía durante los últimos años.

Sin embargo, a pesar de que el ferrocarril es el medio más ecológico, el sector del transporte en general es el responsable de la cuarta parte del total de emisiones de gases de efecto invernadero de la Unión Europea. Por este motivo el Pacto Verde Europeo se ha marcado como objetivo, entre otros, reducir el 90% de las emisiones asociadas a este sector de cara al año 2050. Se trata de un ambicioso reto cuyo fin es optimizar la eficiencia energética y los costes de explotación del ferrocarril para lograr convertirlo en un medio de transporte más eficiente, seguro y respetuoso con el medio ambiente. Esta búsqueda de la eficiencia energética y de la sostenibilidad en el sector ferroviario se puede abordar desde tres prisma diferentes:

• A través de la optimización del consumo energético de los vehículos y sus sistemas durante la fase de diseño.
• Mediante la optimización del diseño de la infraestructura eléctrica y la aplicación de estrategias de recuperación de energía.
• Con un incremento de la eficiencia energética de las operaciones de forma holística.

Mientras las dos primeras estrategias exigen una gran inversión y deben implementarse durante la concepción de nuevos vehículos e infraestructuras (y sus sistemas), la tercera ofrece una ventaja sustancial: se puede acometer en las líneas y en el material rodante que ya se encuentra en funcionamiento, con una menor inversión. En este sentido, esta estrategia de búsqueda de la eficiencia debe ser una constante durante todo el ciclo de vida del sistema ferroviario, tanto desde el punto de vista del diseño de los vehículos como en la explotación de la infraestructura.

Vehículos más eficientes

La búsqueda de trenes más eficientes se debe acometer desde una perspectiva amplia que incluya sus elementos más sensibles, es decir, el diseño de los vehículos y sus sistemas, su consumo y el modo de propulsión más adecuado

Diseño

La flota ferroviaria debe incorporar materiales más ligeros que permitan reducir el peso total de los convoyes y optimizar así el consumo de energía. El complemento a este apartado es el aerodinámico. Según explica este estudio sobre el diseño de los vehículos y la eficiencia, la resistencia aerodinámica supone el 56% del consumo en alta velocidad de larga distancia; el 34% en alta velocidad media distancia, y el 25% en larga distancia. Estos datos sugieren la posibilidad de aumentar la eficiencia a través de la investigación de nuevos diseños más aerodinámicos. Por último, es necesario reducir el consumo de los elementos auxiliares y de confort de los propios trenes, como la climatización, los aparatos eléctricos y la iluminación, para conseguir un medio decididamente orientado a la eficiencia.

Consumo

El rendimiento y la operativa de los vehículos determinan su consumo; por esta razón, es necesario desarrollar estrategias de gestión energética relacionadas con la conducción. Los sistemas de asistencia a la conducción conectados (Connected Driver Assistance Systems (C-DAS) contribuyen a optimizar el rendimiento y el consumo durante la operación, en tiempo real, por ejemplo, mediante una velocidad de operación optimizada a la situación del tren y de la red, los perfiles de operación requeridos (velocidad y tiempo) y del estado de degradación de los activos. La eficiencia operativa también se puede conseguir en la fase de diseño con el establecimiento de perfiles de velocidad máxima, de horarios y de capacidad de la línea para optimizar el número de trenes que pueden circular a la vez y su consumo.

La combinación de estos elementos con las herramientas que aporta la digitalización permite incrementar el ahorro de energía en cada tren, optimizar el consumo en toda la flota e incluso mejorar la gestión energética a través de suministros personalizados teniendo en cuenta las necesidades puntuales de cada vehículo.

Propulsión

Cualquier paso en favor de la eficiencia energética y la sostenibilidad pasa por eliminar el consumo de combustibles fósiles, en este caso del gasóleo, y conseguir implementar nuevos métodos de propulsión más modernos y eficientes, tanto eléctricos como de otras fuentes renovables, como el hidrógeno, así como de nuevas tecnologías de almacenamiento energético.

Infraestructura más sostenible

La actualización y renovación de las infraestructuras ferroviarias es una condición básica para avanzar hacia la eficiencia en este sector. Y el primer paso en esta tarea pasa por completar la electrificación de las líneas férreas, tanto en España como en Europa y el resto del mundo. En nuestro país el 35% de las líneas férreas no está electrificada y requiere el uso de trenes con propulsión diésel. La electrificación progresiva es la opción más directa, pero requiere grandes inversiones de capital, tanto para la compra de material como para la gestión de la operativa. Para desarrollar una infraestructura ferroviaria más eficiente y sostenible es necesario llevar a cabo varias acciones:

• Incrementar el uso de energías renovables para la generación de energía de la que se alimenta la red.
• Utilizar tecnologías como los gemelos digitales (digital twins) y otras herramientas de simulación para conseguir un dimensionamiento más preciso de la infraestructura eléctrica, tanto durante la fase de diseño (optimización del diseño) como durante la operacional (optimización de la gestión).
• Realizar una gestión holística de la energía que aborde tanto los vehículos como la infraestructura para conseguir operaciones más eficientes en un doble plano:

1. El material rodante
La puesta en marcha de sistemas de conducción automática, sin la intervención del conductor, y la activación permanente del sistema de asistencia a la conducción (C-DAS) son dos agentes de eficiencia activa que contribuyen a reducir el consumo de energía.

2. Las operaciones
La recuperación de energía durante el frenado es una opción de aprovechamiento energético que permite ahorrar costes e incrementar la eficiencia de la operativa. Se calcula que un tren puede llegar a generar alrededor del 45% de la energía absorbida en el proceso de frenado. Además, la previsible implantación de las redes eléctricas inteligentes o smart grids permitirá gestionar la energía en tiempo real y establecer predicciones de consumo para priorizar las necesidades energéticas en el conjunto de la red.

La apuesta por estas iniciativas y su progresiva implementación contribuirá a aumentar la eficiencia energética del sector ferroviario como uno de los factores más importantes para consolidar su liderazgo como el medio de transporte sostenible por excelencia.​​​​​​

Para más información, te puedes descargar de manera gratuita nuestro ebook sobre ferrocarril: