Carreteras electrificadas para reducir las emisiones de CO2
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a carga mediante transmisión de electricidad tiene ventajas para el sector del transporte y es una tecnología que ya está presente tanto en vehículos en movimiento (vías electrificadas) como en vehículos detenidos (zonas de recarga rápida en el suelo)
Por Nacho Palou
La necesidad convertida en urgencia de reducir las emisiones contaminantes y asociadas al cambio climático obliga a casi todos los sectores a transformarse; incluyendo el sector del transporte por carretera, de personas y de mercancías. Esta transformación se basa en actualizar las infraestructuras actuales para que sea la carretera la que suministre electricidad a vehículos eléctricos e híbridos mientras circulan o durante las paradas de los vehículos, como en el caso de los autobuses de línea.
El objetivo es reducir las emisiones originadas por la quema de combustibles fósiles —principalmente dióxido de carbono, CO2— en el transporte por carretera; un sector clave para el desarrollo económico y social que solo en España representa el 79% del consumo final de energía y el 95% de las emisiones de CO2 asociadas al transporte, según datos del Ministerio para la transición ecológica
Métodos de construcción
Actualmente se trabaja en el desarrollo y ensayo de dos métodos principales para construir carreteras electrificadas: por inducción y por conducción.
- Por inducción consiste en la transmisión de electricidad sin cables, utilizando campos magnéticos que transfieren la energía desde el suelo hasta el vehículo sin que haya contacto físico entre ambos. Es la misma tecnología que se utiliza para cargar las baterías de dispositivos como teléfonos móviles o también los cepillos de dientes eléctricos.
- Por conducción puede ser a través de líneas aéreas (catenarias) parecidas a las que utilizan los trenes, o desde tierra mediante un rail conductor de electricidad igual que en los coches de slot, como el Scalextric.
La transmisión de electricidad por inducción supone una ventaja a la hora de cargar las baterías de los vehículos eléctricos mientras circulan o durante paradas breves, como las detenciones en los semáforos, al no haber partes móviles en contacto, pero su eficiencia es reducida incluso con el vehículo parados y el coste es alto.
Con este método las carreteras de carga inalámbrica dinámica (en movimiento) cuentan de una serie de bobinas de inducción colocadas bajo el asfalto. Estas bobinas transmiten la energía en forma de campo electromagnético. Otra bobina de inducción situada en los bajos del vehículo convierte esa energía electromagnética en electricidad, que se almacena en la batería del vehículo.
Los proyectos en marcha
Como parte del programa europeo Fabric, que explora la electrificación de las carreteras, el fabricante Qualcomm (que desarrolla también sistemas de carga inalámbrica) dispone de un tramo de carretera para ensayar la transmisión de electricidad ‘sin cables’ desde la carretera hacia los vehículos eléctricos.
El método por inducción es más eficiente y menos costosa, y su desarrollo está más avanzado. Actualmente Alemania ya prueba un tramo de carretera electrificada por contacto —un tramo de unos 10 kilómetros entre Weiterstadt y Langen, al sur de Fráncfort— mediante una línea aérea situada sobre el carril derecho. Esta línea suministra electricidad a camiones híbridos que disponen de un motor diésel convencional y de propulsión eléctrica.
Alemania ya prueba un tramo de carretera electrificada por contacto — unos 10 kilómetros entre Weiterstadt y Langen, al sur de Fráncfort— mediante una línea aérea situada sobre el carril derecho
De este modo, cuando los camiones especialmente adaptados acceden al tramo de autopista electrificada extienden automáticamente un pantógrafo -como el que tiene en la parte superior los trenes elétricos- que entra en contacto con la línea aérea. A partir de ese momento el camión circula en modo eléctrico y sin emisiones: el motor diésel se apaga y queda reservado para circular por vías convencionales, sin electrificar.
El mismo método de suministro por línea aérea se está probando también para autobuses eléctricos o híbridos enchufables en ciudades como St. Moritz (Suiza) o Hamburgo (Alemania) para cargar las baterías durante las paradas programadas para la recogida y bajada de los pasajeros. Así, al llegar a la parada el pantógrafo de la parada se acopla a la toma eléctrica situada en el techo del autobús electrico, en un proceso automático que incrementa su autonomía.
El método de carga por conducción desde tierra funciona de forma parecida, pero el proceso de carga sucede bajo el vehículo. Se trata de una tecnología desarrollada a partir de la tecnología tranviaria, ya probada y validada por diferentes organismos internacionales.
Este método se está probando ya en autobuses urbanos: Endesa, Alstom y Mansel han implementado en Málaga el primer prototipo de este método de carga rápida por contacto en suelo que permite recargar las baterías del autobús durante las paradas duplicando la autonomía del autobús sin incrementar su coste al reducir el tamaño y peso de las baterías.
El proyecto eRoadArlanda es otra propuesta en desarrollo que se basa en un carril conductivo desde el suelo, pero en este caso orientado a suministrar electricidad a vehículos eléctricos o híbridos enchufables mientras circulan, reservando la carga de la batería (o el uso del motor de combustión en el caso de los híbridos) para circular por vías convencionales, no electrificadas.
Según los promotores del proyecto eRoadArlanda, en Suecia, para distancias largas la propulsión eléctrica es la más adecuada y eficiente, y creen que si el sistema de carril conductor se implantara en Europa "sería posible conducir desde el Cabo Norte, en el norte de Noruega, hasta Málaga, en el sur de España, sin detenerse a repostar."
Las ventajas
Según los expertos, electrificar el transporte de mercancías por carretera reducirá en un 80% o 90% las emisiones asociadas a este sector, que representan en torno al 6% del total de emisiones de la Unión Europea y el 20% de las emisiones asociadas al transporte, y que actualmente depende casi en su totalidad de los combustibles fósiles. Y la previsión es que, a pesar de las mejoras en la eficiencia en estos vehículos, esas emisiones se incrementen en los próximos años debido al aumento del tráfico por carretera.
Entre las ventajas de la electrificación de las carreteras más allá de la eliminación de las emisiones contaminantes, está la potencial contribución de estas tecnologías en la transición energética en tanto sigue aumentando la presencia de fuentes de energía renovables en el mix energético de la UE, y también la mejora en la autonomía de los vehículos, esencial para incrementar su adopción entre los ciudadanos.
En lo que al transporte se refiere la Comisión Europea tiene como objetivo reducir las emisiones en un 20% hasta 2030 (en relación a las emisiones de 2008) y en un 60% en 2050 en comparación con las de 1990, con el objetivo “firme” de que para entonces las emisiones del transporte estén “próximas a su desaparición total.”
