Propuestas para aprovechar mejor la energía de frenado de los trenes de Metro

Hace pocos días, la Comunidad de Madrid y Metro anunciaban la apertura de la primera “metrolinera” de España, una instalación pensada para recargar vehículos eléctricos gracias al reaprovechamiento de la energía recuperada del frenado de los trenes. Esta “metrolinera” se sitúa frente a la estación de Sainz de Baranda y será gratuita hasta junio de lunes a viernes de 8.00 a 21.00 horas, coincidiendo con su periodo de pruebas.

Aunque es una iniciativa que puede parecer pionera (al menos así la vende la Comunidad de Madrid), la idea de recuperar parte de la energía de frenado no es nueva. Desde 2011, ya existen “ferrolineras” de ADIF que utilizan una tecnología relativamente similar. La idea consiste en que, durante el frenado, los trenes producen energía cinética, la cual se transforma en energía eléctrica. También existen tramos de líneas en que la energía se recupera para el propio uso del sistema eléctrico ferroviario (aunque en este sentido, he consultado a ingenieros industriales y me han dicho que se pueden producir inestabilidades del retorno en la catenaria, la cual además, debería ser bidireccional, con su consiguiente coste de implantación).

Esta energía es difícil de acumular durante un largo periodo de tiempo, por lo que se ha pensado en utilizarla en un uso relativamente “inmediato”: recargar coches eléctricos a través de un puesto similar al de las gasolineras tradicionales. Por estar en medio de la ciudad, se ha optado por una tecnología que permite una carga rápida de los vehículos usando corriente continua (tarda entre 20 y 30 minutos), frente a los largos periodos de varias horas de las instalaciones de corriente alterna. Por ello, será necesario que los vehículos estén preparados para recibir carga en corriente continua con conector CHAdeMO (es el modelo más común en los vehículos eléctricos). Se une así a los otros dos puntos de recarga rápida existentes en la Comunidad de Madrid: uno en Móstoles y otro en San Sebastián de los Reyes. El resto de postes de recarga que existen en el centro de Madrid son de corriente alterna y tardan horas en cargar.

Sin título

¿Cómo funciona el sistema?

Cuando un tren frena, produce energía cinética debido al cambio de velocidad. Esta energía se transforma en energía eléctrica, mediante el uso de frenos regenerativos o KERS (se basan en el principio de que un motor eléctrico puede utilizarse como generador eléctrico. El motor eléctrico de tracción se reconecta como generador durante el frenado y las terminales de alimentación se convierten en suministradoras de energía, la cual se conduce hacia una carga eléctrica). Esta energía eléctrica se almacena en acumuladores a la salida del circuito, permitiendo la carga de los coches en el momento en que estos paran en la “metrolinera” (podéis pinchar en la imagen para verla más grande).

Metrolinera

¿Qué proponemos para aprovechar mejor la energía de frenado de los trenes de Metro?

El proyecto, que ha contado con el apoyo de varias empresas, universidades, centros de investigación y del Ministerio de Economía y Competitividad, a través del programa INNpacto 2011 de ayudas a la I+D, tiene por nombre Train2Car. Este nombre evidencia el uso que pretendían darle a la energía recuperada, pero cabe preguntarse si es la mejor aplicación para ella. Sin embargo, cabe preguntarse si es la mejor aplicación posible si atendemos a que los últimos datos apuntan a que por la Comunidad de Madrid circulan únicamente 622 vehículos eléctricos enchufables.

Los planes de los impulsores del programa pasan por instalar en los próximos años hasta 150 metrolineras por toda la red de Metro, llevando estos postes de recarga a los municipios madrileños que tienen más de 20.000 habitantes a los que llega el suburbano. Por ello, con una red tan extensa, ¿por qué no propiciar un cambio más profundo? Por ejemplo, se nos han ocurrido las siguientes aplicaciones

– Carga de vehículos estacionados en aparcamientos disuasorios, exigiendo la vinculación de la carga con la cancelación de un título de transporte, fomentando así el Park&Ride. Incluso, se puede pensar en un modelo de Carsharing con vehículos de Metro de Madrid.

– Si de verdad es posible acumular la energía, podría usarse para alimentar parcialmente el sistema de iluminación o para las escaleras, reduciendo así los gastos de Metro. O para alimentar edificios de Metro, siguiendo con el modelo de utilización de energías limpias iniciado con el edificio de la Calle Cavanilles. O para que los usuarios de Metro pudieran recargar sus móviles. Incluso, fuera de la red de Metro, podría usarse para alimentar los semáforos o el alumbrado de alguna calle.

– En caso de que no sea tan fácil acumular la energía, la oferta no se ajustará a la demanda, desperdiciándose parte de la energía. Parece razonable pensar en usar la energía para un uso que se produce inmediatamente después del frenado: autoconsumo de los aparatos electrónicos del propio tren (apertura de puertas, iluminación, climatización, etc).

– Para recargar otros vehículos, como autobuses eléctricos (contribuyendo así dentro del propio sistema de Transporte Público) o las furgonetas de mantenimiento de Metro (actualmente son de tracción diesel, por lo que esta medida exigiría la adquisición de una nueva flota).

– O, ¿por qué no para recargar las bicicletas eléctricas del sistema de préstamo de la ciudad?

Por supuesto, aprovechando el tirón de la nueva campaña publicitaria de Metro de Madrid, estaría bien informar a los usuarios de la reducción sobre el ahorro energético que supone el sistema. Y no necesariamente con carteles. Pueden difundirse los valores estadísticos en tiempo real por Twitter, haciendo así partícipes del ahorro también a los usuarios.

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¿A quién beneficia esta medida?

La respuesta es clara: al vehículo privado. Eléctrico, eso sí. Y hay que tener en cuenta que es más limpio que el vehículo de combustión, pero no resuelve ninguna otra externalidad.

Como vemos en las propuestas anteriores, hay muchísimas aplicaciones para esta energía, ANTES que “entregársela” a los usuarios de vehículos privados porque sí. Y hasta junio, encima gratis. ¿Y qué se hará con los beneficios de la venta de energía cuando los haya? ¿Se dedicarán a los usuarios del transporte público o también a los del vehículo privado? Y mientras, ¿los costes de mantenimiento y la inversión en infraestructura quién los pagará? ¿Se repercutirán a los millones de usuarios anuales del sistema de transporte público, aunque actualmente no gozan de los beneficios de esa energía mientras que sí lo hacen 622 usuarios de vehículos privados eléctricos?

Otras propuestas, quizá algo más arriesgadas

Además, la acumulación de la energía no tiene por qué ser una de las más extendidas (química o eléctrica). Podemos pensar en acumuladores que no sean baterías. Por ejemplo, existen los acumuladores inerciales (almacenamientos de energía en forma de energía cinética, utilizando para ello un volante de inercia). Esta tecnología tampoco es nueva, ni siquiera dentro del mundo del transporte urbano: ya se ha aplicado como principio de funcionamiento de los girobuses.

Por último, guiado por la idea de reaprovechar toda la energía de la red, ¿no estaría genial aprovechar el efecto pistón que se produce en los túneles haciendo pasar el viento generado por turbinas?

Sobre el autor
Soy Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos por la Universidad Politécnica de Madrid. Estoy especialmente interesado en el impacto de la planificación territorial y urbana en el transporte y la movilidad (y viceversa).

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9 thoughts on “Propuestas para aprovechar mejor la energía de frenado de los trenes de Metro

  1. Si no me equivoco, el surtidor se ubica dentro de la parcela de las oficinas de Citroen en Sáinz de Baranda y además, se puede ver su logotipo en el frontal del surtidor. El hecho de que sólo conozca a 2 marcas de coches que tienen motores 100% eletricos (Citroen y BMW) me hace pensar que han tenido que llegar a algún acuerdo los de Citroen con Metro de Madrid para desarrollar e implantar el surtidor en la parcela de Citroen.

    Opino como todos vostros, deberían centrarse en reutilizar esa energía para alimentar el resto de las instalaciones y no coches, igual sean electricos o a caballos. Eso si sería autentica I+D

    Felicidades por el blog!

  2. Yo uso el transporte público por convicción o por necesidad, pero con mi uso beneficio al transporte privado para personas que dotadas de suficiencia económica se pueden permitir comprar coche eléctrico. Volvamos a una pregunta básica. ¿Qué quiere ser este país?, ¿qué dirección queremos seguir?
    Si fomentamos el uso del coche privado la ciudad seguirá teniendo problemas de tráfico, pero estaremos fomentando la transición hacia otros sistemas de uso de energía para contaminar menos. Perfecto, resolvemos un problema.
    Si fomentamos el uso del trasporte público. Reduciremos el tráfico y la contaminación. Es decir resolvemos dos problemas y probablemente usando menos recursos. Es decir con menos esfuerzo, resolvemos más. Pero claro, alguien se quedará sin su trozo de tarta.
    Mi conclusión es que la energía que se produce en la línea de metro, debería beneficiar a quien usa ese servicio. Creo que planteas varias alternativas muy interesantes, como la de Yo uso mi coche, lo aparco en un aparcamiento disuasorio, con beneficios por tener el abono transporte, uso el eficiente transporte público y a la salida me monto en una bicicleta eléctrica cargada con energía que produce la línea de metro, y que dejaré en otra estación de metro.

  3. En cierto sentido, aprovechar energía que se iba a «tirar» y usarla para cargar coches eléctricos es un modo de que éstos se muevan con energía verdaderamente limpia, así que dentro de lo que cabe no es de lo peor que podrían haberse inventado. Pero antes que eso, casi cualquiera de las ideas que habéis propuesto habría sido una mejor solución.

    Igual lo de una flota propia de coches de Metro para carsharing ya es un poco ciencia-ficción, pero me quedo sobre todo con la segunda idea porque es la que veo la más lógica. De hecho no entiendo por qué no es esa la que Metro ha pensado en primer lugar, es absurdo que después de cerrar vestíbulos para «ahorrar» utilicen electricidad para favorecer el coche privado en lugar de para mantener sus instalaciones. Claro que queda mejor en la foto ir al lado de una electrolinera nuevecita que posar al lado de una escalera mecánica o debajo de un fluorescente en un vestíbulo.

    Saludos.

  4. Tengo que dar las gracias a Francisco y Javier, que me han aconsejado con los temas de energía, que se salen un poco de mis conocimientos.

    1. Por cierto, hay un pequeño error en la redacción. Dices cuando un tren frena produce energía cinética que se transforma en energía eléctrica. En realidad el tren adquiere energía cinética cuando acelera, y es esa energía la que se transforma en energía eléctrica al frenar. Vendría a ser como poner una dinamo a una bici en marcha: en el momento en el que aplicas la dinamo la velocidad baja porque la energía cinética se transforma en energía eléctrica.

      Saludos.

    1. No tengo muy claro cómo se haría porque, con esta tecnología, la energía recuperada sale por la catenaria, pero supongo que sí que es una opción.

    2. El freno regenerativo ya se aprovecha en la aceleración… de otros trenes. De hecho se trata de la primera aplicación práctica que tuvo este tipo de sistemas que devuelven energía a la catenaria en lugar de disiparla en las resistencias de frenado.

      El problema es que para aprovechar esta energía tiene que haber un tren acelerando al mismo tiempo que otro frena, y además que circulen por la misma sección de catenaria. Si no, la energía se pierde irremediablemente, aunque hay algunos sistemas que permiten (o intentan) acumular esta energía.

      [+ info]http://comofuncionanlostrenes.blogspot.com/2013/01/electrificacion.html