Análisis energético de la implantación de un sistema de conducción eficiente en el transporte ferroviario de pasajeros

Abstract

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[ES] La escasez de petróleo, la inestabilidad de los países productores y la dependencia de las economías de este recurso convierten la búsqueda de la eficiencia energética en un objetivo de interés general. El consumo de estos recursos en el sector transportes se destina principalmente a la movilidad por aire y por carretera, de ahí su alta vulnerabilidad. Con el fin de mitigar esta dependencia y reducir las emisiones de CO2 se pretende impulsar el uso del transporte ferroviario, cuya electrificación es generalizada y se incrementa año tras año. Siendo el transporte en tren parte de la solución se deben centrar los esfuerzos en convertirlo en un modo de transporte eficiente, de modo que se consiga optimizar el consumo energético a la vez que se incrementan los servicios prestados y usuarios. El objetivo de este proyecto final de carrera es el análisis del ahorro energético que se puede conseguir al aplicar un sistema de conducción eficiente de trenes de pasajeros. Aplicar una conducción eficiente significa, en términos generales, conducir de forma más adecuada para reducir el consumo energético. En este proyecto se profundiza en su aplicación al transporte ferroviario, en concreto al de pasajeros en alta velocidad. Para ello, se han analizado las consignas de conducción más eficientes, teniendo en cuenta tanto la aceleración como la velocidad instantánea ya que influyen directamente en el consumo energético. Además también se ha tenido en cuenta la recuperación energética mediante el freno regenerativo. Ha sido necesario elaborar un modelo energético del tren que permitiera evaluar los consumos energéticos en diversos escenarios, y obtener las consignas de aceleración y velocidad más convenientes a aplicar. En una primera fase se han analizado diversas posibilidades aplicadas sobre tramos básicos, es decir, que no forman parte de un recorrido real, pero que permiten observar con mayor claridad la influencia de las consignas sobre el consumo energético. Gracias a ella se han podido determinar que variables son las más significativas y que patrones de conducción son los que tienen más influencia en el consumo de energía. En una segunda fase, a partir de los resultados de la primera fase, se aplican los patrones de conducción eficiente a un recorrido real, ajustando los parámetros para obtener un máximo de ahorro, dentro de los condicionantes propios de un servicio de transporte de pasajeros: horarios, ac elerac iones, estac iones,… La aplicación concreta se ha realizado para el t rayecto de Alta Velocidad Valencia- Madrid. Para este recorrido se ha logrado un ahorro de casi un 5% aplicando una aceleración máxima y reduciendo la velocidad constante combinada con una frenada en deriva, y teniendo en cuenta la recuperación energética en el momento de la frenada.