Diseño ambiental en transporte ferroviario - Environmental design in rail transportation

El diseño ambiental es un tema emergente en la tecnología ferroviaria . Desde la década de 1980 hasta 2009, la eficiencia de combustible en las locomotoras diesel en los EE. UU. Ha aumentado un 85%, lo que permite que estos trenes vayan más lejos y muevan más carga con menos combustible. Los nuevos trenes eléctricos e híbridos de bajo impacto reducen las emisiones totales de carbono. Además, los fabricantes de trenes han comenzado a utilizar tecnología de hidrógeno para la propulsión, y las emisiones de carbono solo provienen de la fabricación del propio hidrógeno.

Aumento de la eficiencia mientras se reducen las emisiones

Trenes diésel

Tren diésel

Los trenes diésel reemplazaron la máquina de vapor a fines de la década de 1920 como una forma más limpia y eficiente de mover personas y mercancías. Desde 1980, la cantidad de carga transportada por los trenes diésel casi se ha duplicado, pero el consumo de combustible de los trenes prácticamente se ha mantenido igual. Las estimaciones han demostrado que se han ahorrado unos 170.000.000 metros cúbicos (45 × 10 9  galones estadounidenses) de combustible al aumentar la eficiencia de los trenes diésel. El Departamento de Energía de EE. UU. Informó que la intensidad energética de las aerolíneas comerciales era de 2352 kilojulios por kilómetro (3587 BTU / milla), los automóviles eran de 2327 kilojulios por kilómetro (3549 BTU / milla), mientras que la intensidad energética de los trenes de cercanías era de solo 1804 kilojulios por kilómetro (2751 BTU / mi), lo que indica que el transporte ferroviario es el más eficiente energéticamente de los tres. Union Pacific Rail Road ha implementado un filtro de partículas en sus motores diesel. Los bloques de carburo de silicio atrapan las partículas del escape cuando salen del motor, lo que reduce considerablemente las emisiones. ^

Trenes eléctricos

Los trenes eléctricos siempre no han tenido emisiones directas de carbono porque funcionan íntegramente con motores eléctricos internos. Sin embargo, el medio de generar la electricidad que se utiliza para hacer funcionar estos motores fue principalmente mediante la quema de combustibles fósiles o carbón, los cuales producen una gran cantidad de emisiones de carbono. Con el surgimiento de la generación de 'energía limpia', los trenes eléctricos en realidad funcionan con un impacto ambiental muy bajo. Por ejemplo, la propuesta para la línea ferroviaria de alta velocidad entre San Francisco y Los Ángeles en California tiene el potencial de cero emisiones de gases de efecto invernadero , con 3.350 GWh cada año generados por la extensa infraestructura de fuentes de energía renovable de California.

Trenes híbridos

Locomotora diésel-híbrida RailPower GG20B Green Goat .

Desde 1986, los ingenieros han estado desarrollando trenes "híbridos" eléctrico-diesel . Un tipo de tren híbrido implementa la energía de la batería cuando el tren está en ralentí y en movimiento a baja velocidad, y un motor diesel a velocidades más altas. Para recargar las baterías, se usa la energía del motor diesel, se carga utilizando el frenado regenerativo o una combinación de ambos. Según el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos , los trenes híbridos reducen las emisiones de carbono de los trenes diésel en un 19%. Otro tipo de tren híbrido, como el RailPower Technologies Green Goat , utiliza una batería grande y un pequeño conjunto de generadores ("grupo electrógeno") como fuente de energía. El grupo electrógeno funciona a una velocidad constante y está conectado a un generador para recargar la batería.

Hydrail

La propulsión de hidrógeno es una tecnología emergente y actualmente se está implementando en locomotoras. Los trenes propulsados ​​por hidrógeno llamados " Hydrail " emiten solo agua como subproducto de la combustión y tienen una emisión directa de gases de efecto invernadero cero. Sin embargo, el proceso utilizado para generar hidrógeno en una forma útil para los trenes de potencia produce una pequeña cantidad de gases de efecto invernadero. Mediante el uso de energía eólica y electrólisis, se producen 6,85 gramos de gases de efecto invernadero por MJ de LHV , que es una cantidad insignificante en comparación con las 22 libras de emisiones de gases de efecto invernadero de un galón de gasolina. Los trenes son los principales objetivos de la propulsión de hidrógeno debido a su capacidad para almacenar tanques masivos de hidrógeno.

Comparación de emisiones

El transporte ferroviario emite aproximadamente 0,2 libras de gases de efecto invernadero por pasajero milla (55 g / km) cuando cada vagón se llena con 50 pasajeros. Esta cifra aumenta a aproximadamente 0,5 libras por pasajero milla (140 g / km) cuando solo se llena con la mitad de esa cantidad. Estos números son aún mucho más bajos que los del transporte en Jet, alrededor de 1 libra por pasajero milla (280 g / km), y el de un conductor de automóvil solo, alrededor de 1,15 libras por pasajero milla (325 g / km). Incluso el Prius de bajo consumo emite más gases de efecto invernadero por pasajero y milla.

Las estimaciones han demostrado que si solo el 10% de la carga de larga distancia que actualmente se mueve en camión se trasladara en cambio en trenes diésel, la reducción de emisiones de carbono resultante sería equivalente a sacar 2 millones de automóviles de la carretera. Los resultados son más dramáticos cuando las figuras de trenes diésel se reemplazan por figuras de trenes híbridos y eléctricos.

La mayoría de las estimaciones no tienen en cuenta los recursos necesarios para la producción de trenes, la infraestructura necesaria (como vías de tren y estaciones de tren), el mantenimiento de estos y, en comparación con los automóviles, el transporte entre la estación de tren y el destino de los pasajeros. Cuando se asume que los trenes crecen en los árboles y se olvidan de toda la infraestructura necesaria, los trenes son realmente respetuosos con el medio ambiente. Si se realiza un análisis adecuado no de un solo viaje, sino de todo el ciclo de vida del tren y la infraestructura necesaria para ello, entonces la historia es completamente diferente. Un solo carro podría pesar entre 10 y 40 toneladas y la mayor parte es de acero; se necesita mucho carbón para producir un solo carro, ya que la industria del acero depende en gran medida del carbón. Lamentablemente, la tendencia general es que muchos vagones nuevos son incluso más pesados ​​que los antiguos, principalmente debido a las exigencias de seguridad y comodidad (aire acondicionado, baños más cómodos, redes informáticas, capas adicionales para reducir el ruido y mejorar la comodidad de conducción, etc.). La industria ferroviaria también es menos flexible a la hora de gestionar las conexiones de acuerdo con las necesidades de los pasajeros, lo que significa que muchos trenes vacíos viajan por todo el mundo (en muchos casos, los gobiernos locales han disminuido considerablemente para mantener felices a los votantes en algunas zonas rurales). Muchas veces se asume que todos los trenes eléctricos funcionan con energía verde cuando en la mayoría de los países los trenes funcionan principalmente con energía a base de carbón, es decir, 4,4 kg de dióxido de carbono por pasajero en el tren de París a Burdeos frente a 61,8 kg (14 veces más) en Gdansk. al tren de Katowice.

Ver también

Referencias

enlaces externos