El Departamento de Investigación y Desarrollo (I+D) de la planta de Zaragoza de Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles (CAF) ha desarrollado un sistema de almacenamiento de energía que permite la circulación de un tren ligero o tranvía sin la necesidad de que exista un tendido eléctrico de alimentación o catenaria, fijando entre sus previsiones que en marzo de 2010 el Metrocentro de Sevilla ya incorpore ese sistema en los cinco vehículos que lo requieren.

El sistema Acumulador de Carga Rápida (ACR) está diseñado especialmente para trenes ligeros y tranvías y, en particular, para recorridos urbanos en los cascos históricos. Con este sistema se puede eliminar el impacto visual de los tendidos eléctricos de alimentación, manteniendo la catenaria en otros tramos. CAF, cabe recordarlo, resultó adjudicataria del contrato relativo al suministro de los tranvías del Metrocentro sevillano gracias al consorcio creado con la factoría automvilística de Santana Motor, en Linares (Jaén).

Este prototipo ha sido presentado hoy en la factoría zaragozana por el director industrial y el responsable del Departamento de I+D, de CAF Zaragoza, Fernando Anoro y Eduardo Gálvez, respectivamente, y por el director comercial de CAF, Luis Terradillo.

El prototipo ha sido desarrollado íntegramente por dicho departamento y ha contado con la colaboración de la Universidad de Zaragoza y el Instituto Tecnológico de Aragón (ITA). Los condensadores serán fabricados y comercializados también a otras firmas por la empresa Trainelec, perteneciente al Grupo CAF, según indicó Terradillo.

Básicamente, el sistema consiste en la sustitución del tendido eléctrico de alimentación por catenaria rígida que se instalará en las diferentes paradas de pasajeros. En el tiempo de parada, se carga desde esa catenaria fija un acumulador que dota al tranvía de autonomía suficiente hasta la siguiente parada. El proceso de carga del ACR se realiza en unos 25 segundos.

CAF ha concluido con éxito en Zaragoza las pruebas de banco y de fábrica de este prototipo en un vehículo del tranvía de Sevilla (Metrocentro Sevilla), empresa que solicitó una solución para eliminar la catenaria del centro histórico de la ciudad.

Actualmente el prototipo se encuentra en fase de pruebas en vía, cuyo plazo de finalización está marcado para marzo de 2009. Después se harán las pruebas de validación ante el cliente en un centro de pruebas ubicado en Málaga. Luis Terradillo señaló que la previsión de CAF es que en marzo de 2010 Metrocentro Sevilla ya incorpore ese sistema en los cinco vehículos que lo requieren.

El director comercial de CAF añadió que la compañía ofrecerá a sus clientes este sistema de forma opcional con su último desarrollo de tranvía, el URBOS 3, pero que también puede incorporarse a anteriores modelos de tranvía de CAF -de hecho, el de Sevilla es del modelo URBOS 2- e incluso a otros vehículos de otras casas fabricantes, con una adaptación mínima del sistema eléctrico de los coches.

Eficiencia energética

Los módulos ACR se sitúan en la parte superior del tren, desde donde nutren a los diferentes motores de tracción del tranvía. Cuando el tren se detiene, la energía que producen los motores en el proceso de frenado realiza el camino contrario cargando parcialmente los condensadores. Los trenes por catenaria sólo consiguen recuperar y devolver a la red parte de esa energía de frenado por lo que ACR aumenta la eficiencia y el ahorro energético, según explicó el responsable de I+D de CAF Zaragoza, Eduardo Gálvez.

Además, en los tramos donde el tranvía opera con catenaria, el acumulador permite reducir los picos de energía, ya que puede almacenar o suministrar al tren de esa energía, produciéndose también una mayor eficiencia.

Autonomía

En la demostración celebrada hoy en Zaragoza, el prototipo ha realizado cuatro tramos de 200 metros sin necesidad de carga de acumuladores manteniendo más de un tercio de la misma. El recorrido medio entre paradas para la instalación de Sevilla es de 400 metros, por lo que ese sistema está pensado para tener autonomía suficiente, incluso si debe detenerse entre estaciones (por imperativos semafóricos, paradas de seguridad, u otros motivos) y volver a ponerse en marcha con el consiguiente pico de energía que eso demanda.

Eduardo Gálvez manifestó que el ACR está diseñado para llevar hasta cuatro supercondensadores en cada vehículo, aunque lo ideal es adaptar el número de condensadores a las necesidades específicas del proyecto.

Desarrollo del ACR

La compañía valoró cuatro sistemas de alimentación para el diseño de un sistema de tracción de tranvía sin catenaria que fueron los siguientes: baterías, supercondensadores, volante de inercia y alimentación por el suelo mediante un tercer raíl, apostilló Luis Terradillo.

La compañía se decantó finalmente por los supercondensadores, un sistema que permite una carga más rápida que, por el momento, las baterías, y ser más seguro que los volantes de inercia. El sistema de tercer carril también presentaba mayores dificultades en la seguridad y, sobre todo, resulta muy caro para la adaptación a líneas ya existentes.

No obstante, Luis Terradillo refirió que el ACR podría en un futuro adaptarse a otro sistema de acumulación de energía, si por ejemplo, se desarrollara una batería que permitiera la carga en menos de 30 segundos.

En ese sentido, apuntó la posibilidad de que el ACR llegue a alimentarse con pilas de combustible de hidrógeno, sistema que en el desarrollo actual no se ha valorado porque esta tecnología no está suficientemente desarrollada, pero que ya se ha tenido en cuenta con vistas al futuro.