La elección de la tecnología de propulsión adecuada
El accionamiento en el proceso de maniobra
A la hora de elegir la solución de maniobras adecuada, lo primero es aclarar las condiciones generales, como el país de uso, el clima y otras particularidades locales. En este sentido, resultan decisivas las respuestas a las preguntas básicas: ¿qué se va a cargar, descargar o maniobrar? ¿Qué tonelajes hay que prever? ¿Cómo se desarrolla el proceso operativo, dónde y, por supuesto, cuándo?
Técnica de maniobra para cada caso de aplicación
A partir de estos factores clave se pueden determinar los requisitos de rendimiento de la tecnología de maniobra que se va a planificar. Es evidente que ningún cliente tiene aquí los mismos requisitos. Estos deben determinarse y abordarse específicamente en cada caso concreto. Por ejemplo, en las refinerías no deben descuidarse las zonas ATEX, es decir, las áreas en las que se utilizan componentes con protección contra explosiones.
Tecnologías de propulsión: una comparación
Antes de analizar las distintas tecnologías de propulsión, echemos un vistazo a una tendencia interesante que ha cobrado gran importancia, especialmente en la última década: la demanda de sistemas de propulsión con bajas emisiones y respetuosos con el medio ambiente. Entre las razones que lo explican se encuentran, entre otras, las crecientes exigencias legales y normativas, especialmente en lo que respecta a la tecnología de gases de escape de los motores diésel, así como una mayor conciencia medioambiental en general. Otro aspecto importante son las tecnologías de bajo mantenimiento, que permiten reducir costes y cumplir con los requisitos de sostenibilidad.
No obstante, precisamente en el diseño de la propulsión es necesario considerar todos los componentes de forma integral. ¿Cuándo se amortiza, por ejemplo, una batería de propulsión, desde su fabricación hasta su reciclaje, en comparación con un motor diésel? La tendencia supone al mismo tiempo un gran reto para los sistemas híbridos inteligentes, ya que las proporciones porcentuales de las distintas tecnologías de propulsión deben adaptarse a las necesidades específicas de cada cliente.
Clásico: la propulsión diésel
En la propulsión diésel, la energía química almacenada en el combustible se transforma en varias etapas: en primer lugar, el proceso de combustión genera energía térmica, que se transmite al cigüeñal en forma de energía mecánica y, a continuación, se transforma en energía eléctrica mediante un generador. Los modernos vehículos de maniobra pueden equiparse con generadores de electricidad de diferentes niveles de tensión, lo que permite adaptarlos con flexibilidad a diversas necesidades.
Una ventaja fundamental de la propulsión diésel es su alta disponibilidad. Los vehículos pueden utilizarse independientemente de la infraestructura energética externa y alcanzan una gran potencia de propulsión directamente in situ. Los tiempos de inactividad se deben principalmente al repostaje o al mantenimiento programado, lo que constituye un factor decisivo para la fiabilidad de los procesos de maniobra.
Sin embargo, a pesar de los considerables avances en el tratamiento posterior de los gases de escape, no es posible un funcionamiento totalmente libre de emisiones. Además, entre las desventajas de este concepto de propulsión se encuentran una eficiencia relativamente baja, unos costes de funcionamiento y mantenimiento más elevados, así como el esfuerzo que supone la provisión de la infraestructura de repostaje.
Sin emisiones: la propulsión eléctrica
La propulsión eléctrica a batería ofrece una alternativa convincente a la propulsión diésel clásica y compensa muchas de sus desventajas. Permite un funcionamiento sin emisiones a nivel local y se caracteriza por unos requisitos de mantenimiento relativamente bajos. Los vehículos con propulsión a batería también pueden circular de forma autónoma por vías de conexión y, por lo tanto, no dependen de un suministro de energía externo durante su funcionamiento.
Sin embargo, la duración de su uso está limitada por la capacidad disponible de la batería. En la práctica, por lo general se puede realizar un funcionamiento en dos turnos antes de que sea necesaria una pausa para recargar. El tiempo de carga es de unas ocho horas. Además, la vida útil de la batería depende en gran medida del número de ciclos de carga: las baterías están sujetas a un proceso de envejecimiento natural, pero pueden reciclarse al final de su ciclo de vida.
Para su funcionamiento se requiere siempre una infraestructura de carga adecuada. El punto de carga correspondiente debe planificarse de tal manera que no afecte al resto de las operaciones de maniobra.
Precisamente en el sector industrial, las baterías de litio-hierro están ganando cada vez más popularidad, ya que la seguridad, la resistencia a los ciclos y la fiabilidad suelen ser más importantes que la densidad energética máxima. La tensión se mantiene estable durante mucho tiempo. De este modo, los dispositivos o vehículos ofrecen un rendimiento constante, incluso con un estado de carga bajo. Son mucho más estables térmicamente y menos propensas a incendiarse, además de ser resistentes a la descarga profunda y a los ciclos de carga frecuentes, y requieren menos mantenimiento.
Resistente: el accionamiento del carrete de cable
En el sistema de accionamiento con tambor de cable, el suministro de energía se realiza a través de un cable que se lleva a bordo y que se puede enrollar y desenrollar. El principio de funcionamiento se puede comparar claramente con un electrodoméstico con cable: el cable está permanentemente bajo tensión y se guía automáticamente a través de un tambor, independientemente de si el vehículo se aleja del punto de alimentación o vuelve hacia él.
Al igual que en la propulsión por batería, este concepto permite un funcionamiento sin emisiones locales y, al mismo tiempo, requiere un mantenimiento mínimo. Además de la mera transmisión de energía, el cable ofrece ventajas adicionales: por ejemplo, permite transportar datos de señal y vídeo a través de fibra óptica integrada. De este modo, se pueden reducir o evitar por completo vías de transmisión alternativas, como la radio.
Sin embargo, las ventajas también tienen sus limitaciones. La longitud de maniobra está limitada por el cable disponible, y el trazado del cable —especialmente sobre los desvíos— puede influir en el funcionamiento. En determinadas situaciones, el cable tendido puede obstaculizar a otros vehículos ferroviarios. Además, el sistema tiene límites físicos: para potencias de tracción más elevadas, la sección transversal del cable y la longitud máxima del mismo desempeñan un papel decisivo.
2 en 1: la propulsión híbrida
La propulsión híbrida combina dos tecnologías de propulsión diferentes para aprovechar al máximo sus respectivas ventajas. Para ello, pueden utilizarse tanto sistemas distintos —como la propulsión diésel y la eléctrica— como dos unidades similares de menor tamaño. Esta combinación inteligente permite utilizar la energía de forma más eficiente y, por ejemplo, reducir considerablemente la potencia reactiva.
Cuando la demanda de potencia es elevada, ambos sistemas pueden funcionar en paralelo y alimentar simultáneamente el tren de transmisión. Al mismo tiempo, el funcionamiento híbrido permite un uso más flexible de los distintos componentes, lo que reduce sus horas de funcionamiento y puede prolongar su vida útil.
Sin embargo, esto también conlleva mayores exigencias: la tecnología adicional suele suponer mayores costes de inversión, así como un mayor esfuerzo de mantenimiento. Además, se requieren sistemas de gestión de energía potentes y adaptados individualmente para controlar de forma óptima los flujos de energía y aprovechar al máximo las ventajas de la propulsión híbrida.
