Cuando se trata de trenes que funcionan con baterías, lo primero que ve la persona promedio es un tren de juguete. Sin embargo, la tecnología ha recorrido un largo camino. La energía eléctrica ya es común en automóviles y camiones, y se está probando en aviones, helicópteros y buques portacontenedores. Ahora, las locomotoras ferroviarias también planean adoptar gradualmente la energía de la batería en lugar de los generadores diésel, que han estado impulsando los trenes durante más de un siglo.

La semana pasada, Union Pacific Railroad llegó a un acuerdo para comprar 20 locomotoras de carga a batería de Wabtec y Progress Rail. El acuerdo, que ha recibido la aprobación personal del presidente Biden, tiene un valor de más de 100 millones de dólares. Las locomotoras eléctricas de batería se utilizarán inicialmente para clasificar los vagones en los patios ferroviarios de California y Nebraska.

También el año pasado, Wabtec probó sus locomotoras FLXdrive en 18 recorridos entre Barstow y Stockton, California. Las pruebas se llevaron a cabo como parte de una subvención de $22 millones de la Junta de Recursos del Aire de California. La locomotora eléctrica a batería se ubicaba entre dos locomotoras diésel tradicionales y tiraba hasta 200 toneladas. El CTO de Wabtec, Eric Gebhardt, dijo que la combinación ahorra un promedio del 11 por ciento en combustible y emisiones. Wabtec dice que la locomotora de batería de próxima generación casi triplicará la capacidad de la batería a 7 megavatios-hora, casi 100 veces más que el modelo 3 de Tesla. Gebhardt dice que esto ayudará a reducir las emisiones en un 30 por ciento.

Cambiar a la energía de la batería reducirá las emisiones de gases de efecto invernadero y mejorará la calidad del aire local. Las locomotoras diésel emiten partículas y otros contaminantes tóxicos que son responsables de alrededor de 1000 muertes prematuras y $6500 millones en costos de atención médica por año solo en los EE. UU. Un portavoz de la Junta de Recursos del Aire de California dijo que el reemplazo de las locomotoras diésel "indudablemente tendrá un impacto positivo en la salud" y será "un paso para resolver un problema de justicia ambiental de larga data para las personas que viven cerca de las vías del tren".

El otoño pasado, los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y el Instituto para el Medio Ambiente y la Sostenibilidad de la UCLA predijeron que pasar de las locomotoras diésel tradicionales a las locomotoras a batería durante 20 años podría ahorrar $94 mil millones en costos de combustible y también evitar la emisión de sustancias contaminantes al aire. Los trenes en los EE. UU. son especialmente adecuados para tales mejoras porque la mayoría de las locomotoras utilizan un generador diésel para alimentar los motores eléctricos.

“Si alguien decide hacerlo, puede hacerlo en un mes”, dice el coautor Amol Fadke, que estudia vehículos eléctricos pesados ​​y baterías a escala de red. “Todo lo que tienes que hacer es agregar un automóvil que tenga baterías”.

La startup, que surgió el mes pasado, tiene otra idea: Parallel Systems quiere mover carga utilizando vehículos ferroviarios autónomos, no tripulados y alimentados por baterías. Los trenes se recogerán automáticamente y circularán sin conductor, sin maquinista y sin silbato. Si Parallel Systems tiene éxito, los vehículos autónomos totalmente autónomos podrían estar en los rieles antes que en las carreteras.

Parallel Systems fue fundada en enero de 2020 por un grupo de exejecutivos de SpaceX y sigue siendo en gran medida una idea. El CEO de Parallel Systems, Matt Soul, imagina pelotones de vehículos ferroviarios que se asemejan a robots Roomba gigantes que transportan de 10 a 50 contenedores de envío, pero hasta ahora esto se basa solo en modelos y simulaciones. Hasta la fecha, la empresa ha construido solo dos vehículos ferroviarios. El vagón de segunda generación se espera que aparezca a finales de este año.

Soule dice que Parallel está tratando de desarrollar un software que funcione con los ferrocarriles existentes e incluya las características de seguridad necesarias. “No estamos reemplazando trenes”, dice. "Se trata de trasladar más tráfico de mercancías al ferrocarril".

Cada uno de estos enfoques promete un medio ambiente más limpio, menores costos de combustible ferroviario y menos muertes prematuras por la contaminación del aire, pero carecen de lo mismo que ha obstaculizado la propagación de los vehículos eléctricos: una red desarrollada de estaciones de carga.Wabtech y BNSF Railway construyeron la primera estación de carga de locomotoras eléctricas de batería en el depósito de trenes en Stockton como parte de una prueba el año pasado. Usó una carga de cable de 400 kilovatios, pero los modelos FLXdrive posteriores de Wabtec se cargarían usando un pantógrafo cuando el soporte toca un contacto en la parte superior de la locomotora. Un portavoz de Wabtec dice que la empresa puede proporcionar la carga de la red, pero la carga desde la parte superior de una locomotora sería más fácil. Parallel Systems, a su vez, está desarrollando una plataforma de carga que se conecta debajo de los vehículos ferroviarios y se coloca entre las vías del tren.

Un estudio del Laboratorio Lawrence Berkeley y la Universidad de California, Los Ángeles, dice que una parte importante de los costos iniciales provendrá de la construcción de estaciones de carga. Los trenes de mercancías suelen recorrer 1.500 km o más, pero cada 250 km hacen paradas para cambiar de tripulación, lo que permite recargar las baterías. Una ventaja de construir estaciones de carga para locomotoras es que no tienen que estar en las ciudades, lo que también ayudará a mantener bajos los costos.

Otro posible beneficio es la capacidad de cargar baterías mientras los trenes pesados ​​de carga de varias millas de largo se desplazan cuesta abajo. El recinto de pruebas de Wabtec recorrió casi 600 km el año pasado. a través de California sin recargar porque el frenado regenerativo cargó las baterías a un 20 por ciento mientras conducía cuesta abajo. El sistema es similar a los sistemas de frenado que recargan las baterías de los automóviles híbridos, dice Gebhardt, y señala que los trenes arrastran mucho más peso detrás de ellos. Él cree que el frenado regenerativo podría reducir la cantidad de estaciones de carga necesarias para las locomotoras eléctricas de batería.

La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada del Departamento de Energía de EE. UU. lanzó el año pasado la Iniciativa Locomotora, que recopila modelos para predecir costos, rendimiento y emisiones de gases de efecto invernadero para locomotoras de energía alternativa operadas por los principales ferrocarriles. Bob Lodo, ​​director del programa, dice que el software puede ayudar a reducir el consumo de combustible y las emisiones de las locomotoras tradicionales. Con el tiempo, dijo, coordinar más actividad entre barcos, camiones y trenes será fundamental para descarbonizar toda la cadena de suministro.

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