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Cerca del 25% del consumo de energía y el 30% de las emisiones de dióxido de carbono a nivel mundial son atribuidas a los vehículos que usan combustibles fósiles para transportar personas, bienes y materias primas. A menudo, el debate se dirige hacia el transporte particular al hablar de reducción de emisiones, sin embargo, la transición hacia una movilidad sostenible debe incluir también a los vehículos pesados si se desea lograr una disminución significativa en las emisiones dañinas para el planeta.

En lo que respecta al transporte por tierra, autobuses y camiones pesados son responsables de una cantidad significativa de emisiones de gases de efecto invernadero, y tan solo en la Unión Europea representan el 27% de las emisiones del transporte. Mientras que la red ferroviaria es una alternativa más eficiente desde un punto de vista energético, las locomotoras diésel siguen cubriendo muchas rutas del mundo debido a las dificultades a la hora de proporcionar una infraestructura eléctrica en zonas remotas.

Emisiones de CO2 generadas por el transporte por carretera en la UE en 2019
El transporte marítimo de personas y mercancías también contribuye de manera importante a las emisiones de gases de efecto invernadero y al consumo de energía. En la UE, representa aproximadamente el 3,6% de las emisiones de transporte, con un aumento del 32% en los últimos 20 años. Se espera que las emisiones del tráfico marítimo sigan aumentando entre un 50% y un 250% para 2050, debido al uso extendido de motores diésel en estas embarcaciones.

Conforme se ha ido conociendo más acerca de las deficiencias y riesgos asociados a las emisiones del diésel, ha surgido una creciente presión para hallar alternativas más eficientes y sostenibles. Actualmente, existen numerosas iniciativas destinadas a fomentar la descarbonización del transporte, incluyendo la Estrategia para una Movilidad Inteligente y Sostenible de la Comisión Europea, que tiene como objetivo reducir en un 90% las emisiones de gases de efecto invernadero en el sector del transporte para 2050.

Para ello, los trenes de potencia eléctricos son una opción comprobada y efectiva para reducir las emisiones y mejorar la eficiencia en el transporte terrestre, así como los sistemas de propulsión completamente eléctricos también pueden mejorar la eficiencia en el sector naval, especialmente para embarcaciones de tamaño pequeño a mediano.

Suministro de energía a vehículos pesados
La electrificación de los vehículos pesados es una tendencia en constante crecimiento en la industria automotriz, por ello, a medida que aumenta la conciencia sobre el impacto ambiental y se establecen regulaciones más estrictas sobre las emisiones, las empresas están explorando opciones más limpias y eficientes. Una transición que presenta ventajas que van desde la reducción de costes de mantenimiento y combustible hasta la mejora en la calidad del aire y la reducción de la huella de carbono.

Reducción de emisiones
Al emplear fuentes de energía renovable como la solar o la eólica, los vehículos eléctricos no emiten CO2, NOx, ni otras partículas contaminantes. Aunque utilicen electricidad generada por centrales de combustibles fósiles, en general, suelen producir menos emisiones y no contaminan el entorno. Por ejemplo, si se reemplaza el motor diésel de una excavadora de 24 toneladas con un sistema eléctrico de ABB que incluye una batería, un motor AMXE y un convertidor HES880, se podrían eliminar 48 toneladas de emisiones de CO2 al año.

Además, en una máquina en movimiento, como un ferri, los motores de combustión interna producen humo y calor que se disipan a través del tubo de escape y radiadores. Pero en un espacio cerrado, como una mina subterránea, se requieren sistemas de ventilación y refrigeración para eliminar el humo y el calor del área de trabajo, lo que puede representar hasta el 40% de los costes energéticos de la operación minera.

Para frenar este impacto, empresas como First Mode, una compañía especializada en tecnología espacial y robótica avanzada, ya están apostando por tecnologías de electrificación, como los sistemas de almacenamiento de energía, para propulsar una flota de camiones de transporte minero con cero emisiones; lo que demuestra el potencial de esta tecnología en una amplia gama de aplicaciones y sectores industriales, incluso en las operaciones más difíciles.

El sector de la minería se ha comprometido a alcanzar el objetivo de cero emisiones netas de gases de efecto invernadero para 2050 o antes de esta fecha.

En concreto, según First Mode, la sustitución de un solo camión diésel por un modelo eléctrico reduciría las emisiones de dióxido de carbono 2.700 toneladas métricas al año, aproximadamente lo mismo que retirar de la circulación 700 turismos.

Incremento de eficiencia energética
Las mejoras en eficiencia y ahorro energético en vehículos y embarcaciones eléctricas dependen de las tecnologías utilizadas y de la aplicación. Sin embargo, se pueden lograr mejoras significativas en vehículos industriales, transporte y embarcaciones marítimas, ya sean completamente eléctricos o no.

En vehículos pesados con sistemas hidráulicos, se pueden usar bombas eléctricas para accionar la hidráulica por zonas, lo que significa que las bombas no tienen que suministrar energía a todos los sistemas todo el tiempo y se traduce en un ahorro de energía.

En el caso de vehículos de transporte completamente eléctricos, como trolebuses alimentados por catenaria como los que circulan en ciudades como Zúrich, el uso de un sistema de almacenamiento de energía moderno, como el ESS BORDLINE de ABB, mejora la eficiencia del frenado regenerativo y puede lograr un ahorro energético del 15 por ciento respecto a los sistemas que vierten energía a la red.

Control preciso de la maquinaria y la productividad
El uso de este tipo de vehículos también proporciona un control más preciso de la maquinaria pesada gracias a los sistemas eléctricos, los cuales responden instantáneamente a las instrucciones del operario y le brindan una mayor conciencia sobre las acciones que realiza la máquina. Asimismo, puede aumentar la productividad en ciertas aplicaciones, debido a que los motores eléctricos son más eficientes y transmiten mayor potencia a las ruedas. Esta ventaja es especialmente relevante en situaciones en las que se deben transportar cargas pesadas, como en el caso de camiones mineros, que deben subir pendientes. En estas situaciones, cada unidad de energía genera mayor trabajo útil por tonelada, lo que permite al vehículo mantener la misma seguridad y velocidad, pero con mayor eficiencia. Si los vehículos además cuentan con sistemas de frenado regenerativo, pueden recuperar energía adicional.

Reducción de la contaminación acústica
Los motores diésel grandes producen altos niveles de ruido y vibraciones que pueden causar fatiga en los trabajadores, obligándolos a usar protección auditiva. Además, el ruido y las vibraciones también pueden ser una molestia para los transeúntes, lo que requiere una cuidadosa programación del horario de trabajo en áreas urbanas. En el caso de los motores eléctricos, éstos son mucho más silenciosos y generan menos vibraciones, lo que los hace más fáciles de manejar sin causar cansancio. Además, debido a su bajo nivel de ruido, las máquinas eléctricas pueden operar durante la noche en áreas altamente pobladas, lo que permite una mayor eficiencia en las horas de trabajo.

De esta forma, aunque el diésel sigue siendo el combustible predominante en la mayoría de los vehículos industriales y en el transporte marítimo, actualmente ya se están desarrollando soluciones de electrificación a un ritmo acelerado. Los trenes de potencia eléctricos, que utilizan baterías y catenarias como fuente de energía, y los vehículos híbridos diésel-eléctricos, han demostrado su eficacia y ventajas en cuanto a eficiencia y costes en el caso de vehículos pesados como trenes, trolebuses y autobuses eléctricos. Además, la tecnología y los conocimientos adquiridos en estos campos están siendo aplicados cada vez más en vehículos industriales, transporte y en el sector naval, creando una flota de transporte sostenible para garantizar el futuro de la movilidad en todos sus horizontes.