Sostenibilidad: Un reto al que responder con nuevos avances tecnológicos

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El ferrocarril se ha convertido en una pieza clave en el transporte sostenible. Para responder a los nuevos retos medioambientales, la industria ferroviaria trabaja en el desarrollo de avances tecnológicos con los que contribuir a un menor impacto ambiental. En la actualidad, el transporte representa cerca del 23% de las emisiones de CO2 en todo el mundo. Además de causar contaminación atmosférica, acústica y paisajística.
Conscientes de la necesidad de implantar medios que garanticen un futuro más sostenible, desde las administraciones y la industria se trabaja en nuevos modelos en los grades centros urbanos o alternativas más ecológicas en el movimiento de mercancías o pasajeros en trayectos de medias y largas distancias.

En este esfuerzo conjunto, el ferrocarril desempeña un papel determinante; ya que representa sólo 0,7% de las emisiones totales de CO2. El cambio modal en favor del este tipo de transporte permitiría, además, una reducción de una serie de gases contaminantes (NOx y partículas) y medioambientales (ruido, luminiscencia, etc.).

Asimismo, tiene una serie de ventajas adicionales como un menor gasto energético, una alta capacidad y la flexibilidad del material rodante que hace que sea adaptable a la demanda prevista en cada caso.
Desplazarse en tren ahorra notablemente las emisiones de CO2. Por unidad transportada, en el caso de la carretera, produce entre 3 y 5 veces menos que los desplazamientos por carretera, mientras que en el caso del avión es entre 7 y 10 veces inferior.

Este medio será esencial en los próximos años ante la tendencia del crecimiento de las ciudades. Se estima que para el 2050 el 85% de la población mundial residirá en centros urbanos, especialmente en regiones como Europa y América. Este cambio estructural conlleva el desarrollo de nuevos conceptos como las Smart Cities; un cambio donde la sostenibilidad será clave. Para dar respuesta de forma planificada al incremento de desplazamientos, se apuesta como solución la implantación de redes de transporte público integrado. En ellas, destaca la presencia de sistemas ferroviarios urbanos e interurbanos, por sus numerosas ventajas: comodidad, rapidez, fiabilidad, alta capacidad, etc.
La importancia que tiene el medio ambiente en la movilidad en España se plasma en líneas de actuación como el “Plan de innovación para el transporte y las infraestructuras 2018-2020” del grupo Fomento. Dentro de este programa, el cuarto eje se dedica a la “Eficiencia energética y sostenibilidad” con propuestas que quieren conseguir un sistema de transporte energéticamente eficiente y respetuoso con el medio ambiente.

En línea parecida se sitúa el “Plan director de ahorro y eficiencia energética 2014-2020” del Administrador de Infraestructuras ferroviarias (Adif). Entre las principales iniciativas se potencia el uso de sistemas de generación de fuentes renovables o el aprovechamiento de la energía excedente para su autoconsumo o su reinversión a la red.

A la cabeza en I+D
Además, para responder a los retos medioambientales asociados a todos estos cambios, la industria ferroviaria española en colaboración con administraciones, universidades y centros tecnológicos, trabaja en el desarrollo de nuevos avances con los que contribuir a un menor impacto ambiental. Una apuesta que proporciona un valor añadido y contribuye a su posición de liderazgo en el mundo -tanto en fabricación, como en operación y mantenimiento- frente a nuevos competidores que tienen cada día más presencia en el mercado global.

La labor constante en innovación se traduce en la implementación de soluciones pioneras que aportan una mayor eficiencia energética en el funcionamiento de las distintas redes (alta velocidad, medias distancias, cercanías, transporte urbano o mercancías, etc.) y un modo de viajar o transportar mercancías con menor huella de carbono.

Las empresas españolas han diseñado sistemas vanguardistas para conseguir un consumo más eficiente.
En infraestructura y superestructura, su aportación ha hecho posible contar con una de las redes más modernas y eficientes, con de 3.240 kilómetros de alta velocidad, la segunda más extensa del mundo sólo después de China. Además, está a la cabeza en la implantación del sistema de señalización más moderno, el ERTMS (EuropeanTraffic Management System), con más de 2.000 kilómetros equipados con este sistema.

En este campo, Adif tiene una presencia también como tractor de tecnología para unas “infraestructuras eficientes de gran capacidad”, con actuaciones para conseguir una “Red Eléctrica Inteligente”, equipos más resistentes a las condiciones meteorológicas adversas, reducción de ruidos y costes de mantenimiento. En material rodante, se trabaja en la puesta a disposición del mercado de nuevos trenes con equipamientos más ligeros, con un diseño aerodinámico y dotados con tecnología de última generación. Los avances incorporados por compañías como Renfe Operadora, por ejemplo, permiten ahorrar ya un 30% de energía en la red, minimizando los efectos ambientales.

Refuerzo en innovación
Los fabricantes ubicados en España, además, han reforzado en los últimos años el área de I+D para introducir conceptos innovadores como plataformas de alta velocidad de última generación; tranvías sin catenaria, trenes-tram o trenes de baterías eléctricas. Además, se han creado avances novedosos como los cargadores inductivos de baterías que no requiere ningún tipo de contacto eléctrico directo, como catenarias, cables o enchufes. También han contribuido a la eficiencia de las nuevas flotas de trenes, la investigación en relación a la vida útil de los materiales utilizados y su mantenimiento. El desarrollo de un nuevo sistema de tracción eléctrica, mediante un convertidor diseñado a partir de semiconductores de carburo de silicio (SiC), que permitirá disminuir en un 30% el tamaño de los dispositivos actuales.

Además, en el ámbito de las mercancías se trabaja en nuevas plataformas con alta potencia de tracción, con un funcionamiento económico y ecológico, que cuentan con sistemas capaces de reducir el consumo total de energía en un 5%. Otro paso más en este segmento es el trabajo que se realiza en torno al “vagón del futuro”, que, mediante la introducción de nuevos conceptos de propulsión ofrecerán servicios de carga ferroviaria más atractivos al maximizar la flexibilidad y la eficiencia y reducir los costes operativos y de mantenimiento.

La operación de trenes autónomos (ATO) es otro avance que aumentará la competitividad del transporte de pasajeros y mercancías por ferrocarril, mejorará la eficiencia operativa y optimizará el uso de los recursos. Los adelantos en sostenibilidad se desarrollan también en otros múltiples segmentos como en sistemas de gestión del tráfico, entre los que se encuentra Da Vinci, implantado en numerosos países del mundo, dada su gran capacidad de adaptación a otros tipos de tráfico.

Optimización energética
En optimización de recursos cabe destacar varias iniciativas pioneras en el mundo. Por una parte, las subestaciones reversibles en una red convencional de 3000 V cc. La energía producida en el frenado regenerativo de un tren, si no es aprovechada por otros trenes próximos, se devuelve y reinyecta en la red de suministro, propiciando un ahorro. Los resultados de este proyecto, Inverfer de Adif, ya son reales en la línea de Cercanías Málaga-Fuengirola.

La industria española también aporta grandes adelantos en este campo como el sistema de recuperación de energía procedente de la frenada regenerativa de los vehículos de tracción ferroviaria. Una mejora que permite utilizar esa energía para el consumo interno de las instalaciones, devolviendo la sobrante a la red de la compañía eléctrica.
En cuanto a la gestión y explotación de redes, las innovaciones españolas también son notables como los, sistemas avanzados de billetaje sin contacto (Smart Tickets).

Energías renovables
En este camino hacia la sostenibilidad, el empleo de las energías renovables es cada vez mayor. En la actualidad, el consumo de energía eléctrica permite a Renfe utilizar masivamente energías limpias a diferencia de otros modos de transporte dependientes del petróleo como la aviación, el transporte marítimo o la carretera. Por su parte, Adif tiene varias iniciativas innovadoras como la denominada “Ferrolinera”. Se trata de un sistema para recargar las baterías de vehículos eléctricos en estaciones y aparcamientos. El sistema consiste en aprovechar la electricidad procedente de las subestaciones que alimentan la catenaria, almacenar la energía limpia generada mediante la aplicación del frenado regenerativo de los trenes, y sumarla a la energía fotovoltaica recogida en las marquesinas de los aparcamientos de algunas estaciones, dotadas de paneles fotovoltaicos.

Otros sistemas, como Metro de Madrid proveen el 100% de calefacción y refrigeración a los andenes y oficinas subterráneas en algunas estaciones, como la de Pacífico, mediante la instalación de bombas de calor geotérmico.

Shift2Rail: nuevas tecnologías
En materia de transporte, Europa se ha marcado contribuir a una movilidad sostenible mediante el impulso del ferrocarril. En este contexto nace la iniciativa de I+D Shift2Rail, donde el trabajo de las empresas españolas es muy notable. El objetivo principal es desarrollar un nuevo concepto de trenes, más cómodos, silencios, ecológicos, etc. que operen de manera más fiable en una red de infraestructuras ferroviarias más innovadora.

Entre los numerosos proyectos en los que participa el sector ferroviario español se encuentra: Mat4Rail, Etalon, Optrail, INESS, Merlin, C4R, GRAIL2, RIVAS, SUSTRAIL, AEROTRAIN y Roll2Rail.

Las temáticas sobre las que se trabajan dentro de estas iniciativas son también diversas: Materiales y diseño interior inteligente, digitalización y automatización del transporte de mercancías, sistema de tracción eléctrica, inteligencia de mantenimiento, reducción del consumo de energía, nueva generación de comunicaciones inalámbricas robustas para aplicaciones de control y monitorización, etc. Las aportaciones españolas ponen de relieve el peso que para la industria tiene la I+D y los grandes recursos que le dedica con el fin de contribuir a conseguir un transporte más sostenible.