METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA DEL MATERIAL MÓVIL FERROVIARIO

Transcripción

1 MTODOLOGÍA D VALUACIÓN D LA FICINCIA NRGÉTICA DL MATRIAL MÓVIL FRROVIARIO Fundación de lo Ferrocarrile pañole Iniuo para la Diverificación y Ahorro de la nergía Verión de marzo de 2010

2 e documeno e el reulado de la reflexión de un grupo de rabajo coniuido en el eno de la Fundación de lo Ferrocarrile pañole para el dearrollo del Convenio firmado el 9 de ocubre de 2008 enre la propia Fundación de lo Ferrocarrile pañole (FF) y el Iniuo para la Diverificación y ahorro energéico (IDA). n él han paricipado Albero García Álvarez, María del Pilar Marín Cañizare y efanía Sánchez Gómez, de la Fundación de lo Ferrocarrile pañole; Joé Anonio Jiménez Redondo, Ignacio Ribera Sánchez, Alfono Serrano Duque y Francico eban Caa de Renfe- Ala velocidad y larga diancia; Ramón Morale Arquero de Renfe- Cercania y Media diancia; Jorge Blanquer Jaraiz de Mero de Madrid; Rafael Fernández Pérez de CeTren; Joep Llui Arqué, de Ferrocarril de la Generalia de Caalunya; Ramón Vall Canoa de Trambaix; y Ángel Cediel del IDA. Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 1

3 Índice Índice Inroducción Anecedene Convenio IDA-FF Reulado del rabajo Ámbio Objeivo... 6 Conumo eórico precalculable Organización del eudio y meodología... 6 Organización del eudio... 6 Meodología Apeco generale obre la evaluación y homologación del conumo energéico y emiione en lo rene Reflexione obre el indicador de conumo Tipo de indicadore... 9 Objeo de la evaluación y comparación... 9 Conumo referido al kilómero recorrido Indicadore epecífico Cálculo de la uperficie úil brua Anchura y longiud úile Superficie a rear Cao de lo rene de do nivele Incidencia en el conumo de lo ipo de ervicio y la infraerucura Definición de lo ciclo eórico repreenaivo de lo ervicio Cálculo eórico del conumo de un ren en un ervicio ipo l modelo Dearrollo expoiivo del modelo Parámero de dieño del ren que inciden en el conumo de energía Parámero primario Obención de lo parámero del ren calculado Variable paramerizable coniderada independiene del ren Cálculo de la energía conumida para el movimieno del ren Pérdida en la cadena de racción Rendimieno de la cadena de racción elécrica Rendimieno en el vehículo de racción diéel Cálculo de la energía conumida por lo ervicio auxiliare Cálculo de la energía necearia para el cálculo del conumo del conumo de auxiliare. 30 Dealle del cálculo nergía oal necearia, por kilómero, para ervicio auxiliare Cálculo y efeco de la energía elécrica regenerada por el freno regeneraivo nergía elécrica diipable en el freno Cálculo de la energía primaria y la emiione Medida para la reducción del conumo en lo rene Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 2

4 4. Valoración económica del conumo La condicione de lo pliego Neceidad de conocer el valor económico de la energía conumida en el ciclo de vida Forma de cálculo del coe de la energía conumida Cálculo del valor acual del la energía conumida Bibliografía Anejo Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 3

5 1. Inroducción l preene documeno iene por objeo preenar lo reulado del rabajo coordinado por la Fundación de lo Ferrocarrile pañole y u Grupo de eudio e inveigación de energía y emiione en el ferrocarril, para la definición de una Meodología de evaluación de la eficiencia energéica del maerial móvil ferroviario Anecedene n el ámbio ferroviario on poco lo eudio obre la normalización del conumo 1 de energía y emiione del maerial rodane. n el enorno epañol puede deacare el rabajo Meodología para la evaluación y normalización de lo conumo energéico de lo rene de viajero 2 [1]. e eudio, en realidad, era un avance del proyeco de inveigación Meodología para la evaluación de la preacione y eficiencia de lo rene de viajero [2], iendo u auore Albero García Álvarez (Direcor), Albero Cillero Hernández, Rodolfo Ramo Melero, Fernando Puene Domínguez y María del Pilar Marín Cañizare 3. n el ámbio inernacional, puede ciare el rabajo Work package 2.2. del proyeco Rail nergy: Sandard Service Profile Calculaion of rolling ock energy efficiency performance Convenio IDA-FF Se firmó un Convenio de colaboración (9 de ocubre de 2008) enre el Iniuo para la diverificación y ahorro energéico (IDA) y la Fundación de lo Ferrocarrile pañole (FF) que enía como objeo la definición de la area que la pare deberían llevar a cabo para dearrollar un iema y una meodología (imilar a la ya exiene para lo auomóvile o elecrodoméico) que permia a lo operadore de ranpore ferroviario o a la auoridade pública que lician concuro de ervicio público, eleccionar lo rene energéicamene má eficiene de acuerdo con uno índice objeivo, o al meno fijar uno conumo máximo. Por lo ano, fabricane y dieñadore de maerial móvil ferroviario endrán un eímulo para reducir el conumo y aí lograr una poición compeiiva en el mercado, ademá de la mejora de la imagen que upondría el lograr una buena calificación energéica. Como e eñalaba ambién en el Convenio, la Fundación de lo Ferrocarrile pañole e IDA promovieron conjunamene la coniución de un grupo de rabajo obre eiqueado energéico en el ranpore ferroviario. A dicho grupo de rabajo e invió a expero involucrado en lo proyeco de inveigación nerran y lecrail, ademá de Renfe- Operadora, Mero de Madrid, Ferrocarril de la Generalia de Caalunya y DeTren (Trambaix y Trambeó de Barcelona). 1 l érmino conumo no e riguroamene exaco, ya que la energía al er empleada en el ranpore por ferrocarril e degrada, pero no deaparece. Sin embargo, al er un érmino de uo muy exendido y er el má comprenible para lo lecore e empleará en ee decueno en el enido de que e conume la uilidad de la energía. 2 Comunicación preenada en el III Congreo de Innovación Ferroviaria, Tenerife, mayo de e rabajo reuló ganador del VIII Premio Talgo a la Innovación Tecnológica, y uno de lo capíulo eaba epecíficamene dedicado a la normalización de lo conumo de energía de lo rene. Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 4

6 IDA paricipó en el dearrollo de lo rabajo y llevó conjunamene con la FF el eguimieno écnico de lo mimo. La FF aumió la dirección y la ecrearía écnica del grupo de rabajo, incluyendo enre ea area, la coordinación, convocaoria y realización de aca, informe y lo documeno de rabajo, aí como el dearrollo del imulador aociado. l preene documeno iene por objeo recoger lo rabajo realizado y reulado obenido en el marco de ee convenio para alcanzar lo objeivo pereguido Reulado del rabajo Lo reulado o produco que e preendía obener con el rabajo derivado del Convenio FF-IDA eran báicamene do: 1. Cuanificación previa del conumo de un ren, expreado en canidad de energía por unidad de ofera para una combinación de ervicio e infraerucura. Debe er úil para que un operador pueda epecificar un conumo máximo para un ipo de ervicio. 2. ablecimieno de un valor de inercambio enre el conumo de energía y el coe económico aociado, con el objeo de que el operador pueda valorar diferene mejora en el maerial que podrían uponer un aumeno de la inverión inicial, pero que reducen el conumo de energía en la fae de exploación. También ee valor puede er úil para una evenual penalización en cao de incumplimieno de lo parámero objeivo que e aplicaron para la eimación del conumo. También e raan en el proyeco ema procedimenale: cómo e regula el proceo de cálculo; quién calculará el conumo de cada ren; o cómo e acualiza la normaiva Ámbio Para lograr un reulado úil, e ha eimado conveniene limiar el ámbio del análii a lo verdaderamene relevane para el objeivo preendido. Se eniende que una mayor generalidad podría ener uilidad en el ámbio académico o cienífico, pero haría la meodología meno prácica, lo que la alejaría del objeivo pereguido. Por ello, en ee enido, el eudio debe er válido para: 1. Trene de viajero de oda clae de ervicio (ala velocidad, cercanía, Mero, ranvía, ) 2. Únicamene rene auopropulado 3. Tano de racción diéel como de racción elécrica 4. Para u uo fundamenalmene en el enorno ferroviario epañol 5. Para ferrocarrile de adherencia 6. Para rene de nueva conrucción Mucho de lo elemeno del eudio podrían er aprovechable i en oro momeno e deea hacer un eudio análogo para rene de mercancía; o para rene remolcado por locomoora; o, en fin, propulado por ejemplo, por urbina de ga. Sin embargo, en ale cao, erá precio eudiar lo elemeno diferenciale. Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 5

7 1.5. Objeivo l objeivo de ee eudio e definir un méodo homogéneo y comúnmene acepable para aribuir a cada ren, en uno o en vario ipo de ervicio e infraerucura, u conumo de energía y la emiione de CO 2 aociada. e méodo permiirá a lo operadore de ranpore ferroviario y a la auoridade pública, eleccionar lo rene energéicamene má eficiene de acuerdo con uno índice objeivo; aí como epecificar, en lo Pliego de Condicione para la adquiición de nuevo rene o para la liciación de ervicio, el conumo máximo que acepan. Con ea herramiena, dieñadore y fabricane de maerial móvil ferroviario endrán un eímulo para reducir el conumo y aí lograr una poición compeiiva en el mercado. Aimimo, podrán mejorar la imagen de u produco ane la ociedad y lo compradore, al poder comunicar de forma fiable la mejora coneguida en ee campo. Conumo eórico precalculable muy imporane deacar que el objeivo principal que e preende alcanzar con el rabajo e eimular el dieño y dearrollo de rene energéicamene eficiene. Y ello, porque ofrece a lo operadore la poibilidad de epecificar un deerminado conumo, y a lo fabricane la oporunidad de adopar medida en la fae de dieño del ren para alcanzar ee conumo. Por ano, e prefiere el poder conocer el conumo que va ener el ren ane de que ea conruido (que denominaremo conumo eórico precalculado ), y aí poder adopar la medida correcora en la fae de dieño, má que conocer con gran exaciud el conumo real medido con el ren ya conruido. llo implica que, para el objeo pereguido, no e pueden hacer e en vía o en banco, de medida reale del conumo, ino que ée debe poder precalculare con el uo de ciero parámero de dieño del ren. Dede luego, en la medida de lo poible, el conumo eórico precalculado e deberá aproximar al conumo real (que, por ciero, erá diferene para un mimo ren egún la línea, ipo de ervicio, forma de conducción, ec). Por ello, podrá recurrire al análii de medida reale (ya ean de regiro regulare o de prueba epecífica) con el objeo de ajuar la fórmula de cálculo del conumo eórico precalculado, ano en el momeno de u definición inicial, como en corrección y evolución poerior Organización del eudio y meodología Organización del eudio Tra la inroducción y decripción de lo anecedene, objeivo y meodología (capíulo 1), el preene documeno coniene re capíulo fundamenale: 1. Un capíulo e refiere (capíulo 2 del documeno) a la conideracione generale que deben enere en cuena para la evaluación objeo del eudio. 2. Oro decribe (capíulo 3 del documeno) el procedimieno concreo de eimación del conumo eórico precalculado para un ervicio ipo. 3. Se complea con oro capíulo (número 4 del documeno) deinado a orienar obre la forma en que podría calculare el impaco económico del conumo del ren con el doble objeivo de evaluar, a lo efeco que procedan, la diferencia de Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 6

8 conumo obre lo previo; y analizar la viabilidad de la adopción de deerminada medida con un mayor coe pero que produzcan una reducción en el conumo. l final del documeno coniene referencia a la bibliografía empleada. Meodología Para la elaboración de lo diferene rabajo e ha parido del eudio ya ciado Meodología para la evaluación y normalización de lo conumo energéico de lo rene de viajero [1], comunicación preenada en el III Congreo de Innovación Ferroviaria, Tenerife, mayo de 2007; aí como del proyeco Meodología para la evaluación de la preacione y eficiencia de lo rene de viajero [2]; y de oro rabajo ciado en bibliografía, ingularmene lo de Joé Anonio Jiménez Redondo [3]; Juo Arenilla y Joé Lui López Gómez [4] y Francico Javier Olea [5] relaivo a lo rendimieno de la divera cadena de racción 4. También e han empleado la meodología y erucura del imulador de conumo de rene ALPI 2810 verión 6; que e adapa, en una verión implificada, para u uo como calculador aociado al preene proyeco. Sobre la bae de eo rabajo y con ea herramiena, e han celebrado diez reunione de rabajo enre epiembre de 2008 y abril de n ella e han dicuido lo dao de éa y ora publicacione, conraado con dao de divero informe inerno y experimeno parciale realizado, y pueo odo ello en relación con lo objeivo del preene proyeco. 4 Cuando e inroduzcan diferencia con lo expueo en eo rabajo o con oro documeno ciado como referencia bibliográfica, e hará noar en cada cao con una noa a pie de página. Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 7

9 2. Apeco generale obre la evaluación y homologación del conumo energéico y emiione en lo rene Se raa en ee proyeco, como e ha expueo, de definir uno indicadore eórico precalculable de conumo de energía y/o emiione, aí como una claificación de eficiencia energéica de cada ren; orienado ambo a la epecificación de lo rene en lo proceo de compra. n el preene capíulo e preenan alguna reflexione obre lo indicadore a emplear y la forma genérica de calcularlo, a fin de que ean úile para el objeo pereguido Reflexione obre el indicador de conumo l indicador de conumo de un ren debe poder er eimado a priori, e decir, ane de u conrucción, al objeo de que puedan adopare en la fae de dieño medida que mejoren el reulado. Por ello, el indicador de conumo debe er de conumo eórico precalculado: eórico, en el enido de que no e raa de un conumo real (que, por lo demá, erá diferene para el mimo ren en cada ervicio y ipo de operación); y precalculado, en el enido de que debe poder conocere ane de conruir el ren. l objeivo no e ano ayudar a elaborar un preupueo de gao de energía, ino que ea poible la comparación de rene y de u preacione para poder ener en cuena el conumo de energía, juno con oro facore, en la elección del ren má adecuado. Por ello, el conumo debe calculare por imulación, empleando un modelo público, conocido por odo lo agene implicado. La propiedade del modelo erán la iguiene: 1. La variable de cada ren para u uo en el modelo de cálculo deben er magniude propia del ren, objeiva y comprobable; ale como dimenione, peo, ipo de maeriale o ecnología empleada, ec La erucura del modelo no debe deincenivar la innovación. Por ello, en ciera variable e admiirá prueba en conra de la preunción que, obre el valor de la variable, ubyace en el propio modelo. 3. Para un mimo ren puede haber vario reulado de conumo, ya que el indicador de conumo depende de la línea y del ervicio que pree. Por lo ano, al epecificar un conumo deeado para un ren, debe indicare para qué ipo de línea y de ervicio eá aociado ee conumo. n el marco del proyeco e preenará una biblioeca con divero ciclo-ipo de infraerucura y ervicio. Por ejemplo, uno de ala velocidad, oro de ranvía, oro de cercanía... l operador puede cambiarlo para adaparlo a u cao paricular, aunque lógicamene deberá publicar lo valore que deea uar. También cabe la poibilidad de definir, para un cao concreo, un ervicio como una combinación ponderada de vario. 4. l modelo no debe ener en cuena facore diferenciale que no ean inríneco del ren, ale como el ipo de conducción, el porcenaje de energía de frenado aprovechado por oro rene, la pérdida de energía en la generación de Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 8

10 elecricidad, ec. Aún cuando ea variable inciden en la cuanía del conumo real, no on diferene de uno rene a oro, y por ello erán modelada de forma idénica para odo lo rene en el mimo ipo de ervicio e infraerucura Tipo de indicadore Lo indicadore relevane a ener en cuena pueden er el conumo de energía y la emiione de gae de efeco invernadero. n el cao del conumo de energía, pueden er diferene lo puno de medida de la energía (energía primaria, energía final, energía úil, ec.) Para la medida de la eficiencia de lo vehículo pueden, en el cao má general, empleare do ipo de indicadore: lo aboluo y lo epecífico. o úlimo on el reulado de dividir el conumo aboluo (medido en la unidade definida) por una unidad de ofera o de ranpore. Objeo de la evaluación y comparación l objeo de la evaluación del indicador puede er un ren diéel o un ren elécrico; y i e elécrico, funcionando a una deerminada enión predefinida. o e aí porque cuando un operador va a comprar un ren, ya abe i erá diéel o elécrico. Y i e elécrico ya abe a qué enión va a funcionar. La deciión obre el ipo de racción e de má alo nivel que la evaluación del conumo, y por ello e raa de evaluar rene de un ipo de racción concrea, y en u cao de comparar vario rene del mimo ipo de racción. Sin embargo la herramiena para ofrecer mayor verailidad, eá preparada ambién para poder comparar rene elécrico a diferene enione y con rene diéel, eniendo en cuena que en al cao habría que fijare en lo conumo de energía primaria para que la comparación fuee homogénea y conemplara lo facore de pérdida de energía y emiione que e producen agua arriba del propio vehículo. o facore en alguno cao on fijo y conocido (por ejemplo, la canidad de CO 2 emiida por cada liro de gaóleo conumido); pero en oro varían de un paí a oro e incluo en el mimo paí de un año a oro (como, por ejemplo, lo facore de emiione o de energía primaria por cada kilovaio.hora de elecricidad producido), finalmene, hay facore que varían egún la enión de elecrificación, ale como la pérdida de energía en el ranpore de la elecricidad dede la alida de la cenrale de generación del iema elécrico y haa el panógrafo del ren. No e objeo del modelo la comparación inermodal de lo conumo, por ejemplo de un ren con un coche o con un avión, ni an iquiera en el mimo ipo de ervicio. Indicadore aboluo adopado n coherencia con el objeo del análii y de la comparación, lo indicadore aboluo erán de ipo numérico y exprearán el conumo de energía por cada kilómero recorrido por el ren de que e rae. La unidade de conumo aboluo on: 1. n racción diéel, lo liro de gaoil uminirado al vehículo [l/km] 2. n racción elécrica in freno regeneraivo, lo kilovaio.hora de energía elécrica enregado en el panógrafo del ren [kwh pan /km.ren] 5 n ee crierio hay un diferencia con lo documeno [1] y [2] ya que en ello e conideraba la poibilidad de variar el parámero de conducción económica y ademá de conideraba un facor de re-aprovechamieno de la energía elécrica regenerada en el frenado. Aquí no e iene en cuena porque ni uno ni oro facor on caraceríico del ren, aunque í e iene en cuena la exiencia de dipoiivo en el ren de ayuda a la conducción económica. Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 9

11 3. n racción elécrica con freno regeneraivo, lo kilovaio.hora de energía enregado en el panógrafo del ren, meno lo generado por el freno regeneraivo depué de alimenar lo auxiliare [(kwh pan -kwh generado )/km.ren)] 6. La emiione gae de efeco invernadero no on, como e ha expueo, un indicador direcamene relevane a lo efeco de ee proyeco; pero, como referencia, ea emiione abolua e medirán en kilogramo de CO 2 equivalene emiido (en el vehículo o en la generación de elecricidad) por cada kilómero recorrido por el ren. Conumo referido al kilómero recorrido Como e acaba de exponer, odo lo conumo e refieren a lo producido en un kilómero medio de recorrido del vehículo. Sin embargo, hay conumo que no e producen en función del recorrido, ino del iempo de uo del vehículo., por ejemplo, el cao de lo conumo de lo ervicio auxiliare de confor de lo rene (calefacción, aire acondicionado, iluminación), que e producen por iempo de uo, y por ello ambién conumen energía en el iempo de la parada comerciale e incluo en lo allere o mienra lo rene on limpiado. Por ello erá neceario, para cada ipo de ervicio, definir el iempo en que el ren eá parado pero conumiendo energía (por ejemplo, el iempo de parada en cabecera, en eacione inermedia, en allere, ec.) Conociendo eo iempo e calculará la energía conumida por lo auxiliare en parado (diferenciando, en u cao, egún diina iuacione) para u reparo poerior enre lo kilómero comerciale recorrido por el ren Indicadore epecífico l indicador aboluo (energía conumida/km.ren) no da una medida de la eficiencia real del vehículo, pueo que en lo rene exie mucha diperión de capacidade, al conrario de lo que ocurre en lo auomóvile, en lo que la capacidad e imilar en uno y oro modelo. Aí, hay rene dede 56 plaza enada (como el auomoor diéel de la erie 596 de Renfe) haa má de plaza (ren de ala velocidad Max 4 de lo ferrocarrile japonene JRa). Puede enendere, por lo ano que el conumo por kilómero no apora mucha información: en el egundo de lo rene ciado el conumo por kilómero erá muy uperior al primero, pero ello no implica neceariamene una menor eficiencia energéica. Por ello, e conveniene definir, ademá de lo indicadore aboluo, uno indicadore epecífico, que on el reulado de dividir el valor de lo indicadore aboluo de conumo (y de emiione) por la capacidad del ren. l indicador relevane en ee proyeco erá el epecífico (conumo de energía por cada unidad de ofera). 6 Como ya e ha indicado, en lo documeno [1] y [2] olo e reaba la energía elécrica que efecivamene e aprovechaba por oro rene o que e devolvía la red pública. a energía e calculaba a ravé de un coeficiene de aprovechamieno de la energía regenerada. 7 Lo conumo de lo rene en parado, fuera de u parada comerciale, no eran coniderado en lo documeno [1] ni [2]. Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 10

12 La unidade de conumo epecífico en la que e exprearán lo reulado del proyeco on: - n racción diéel, lo liro de gaoil uminirado al vehículo por cada plaza eándar y kilomero [liro / plazae x km] - n racción elécrica in freno regeneraivo, lo kilovaio.hora de energía elécrica enregado en el panógrafo del ren por palza eándar y kilómero [kwh pan /plazae x km] - n racción elécrica con freno regeneraivo, lo kilovaio.hora de energía enregado en el panógrafo del ren, meno lo generado por el freno regeneraivo depué de alimenar lo auxiliare por plaza eándar y kilómero [(kwh pan -kwh generado )/plazae x km)]. Una complea y deallada definición de lo indicadore epecífico y de la meodología de homogenización de lo conumo de energía (incluo de divero modo de ranpore) puede vere la Monografía nertran/6 Mérica y eandarización de lo conumo y emiione en el ranpore [9]. Como unidad de capacidad o de ofera no e uilizará (alvo que en algún cao concreo ea preferible hacerlo aí) 8 el número de plaza reale del ren, pueo que podría alerare el reulado al variar, para un mimo ren, la dimenione de la plaza oferada (por ejemplo, cambiando la diancia enre aieno). Por ello, e empleará una capacidad eándar (medida en plaza eándar), que e calcula muliplicando la uperficie úil brua del ren (definida como la uperficie oal inerior meno la correpondiene a equipo écnico, cabina de conducción, cabeza racora...) por un Índice de denidad de plaza y ervicio ( ρ p ) que depende del ipo de ervicio. De ea forma, e podrían llegar a eablecer re indicadore epecífico en cadena, con la venaja de que e pueden eparar lo efeco de la deciione que ubyacen en cada uno de lo facore que on reponabilidad de acore diferene: l conumo por plaza eándar, e conecuencia direca de la arquiecura del ren, de u rendimieno y de u concepción; por lo que la mayor reponabilidad en ee indicador e iúa en lo dieñadore écnico del ren (ípicamene, el fabricane o ecnólogo del ren). l conumo por plaza real e obiene al muliplicar el conumo por plaza eándar por el cociene enre la plaza eándar y la plaza reale. e cociene (plaza eándar / plaza reale) e reponabilidad de quien decide obre el dieño comercial del ren (normalmene e el operador del ervicio), ya que e ve afecado por deciione como en número de clae, la diancia enre aieno, i hay o no cafeería, número y dimenión de lo aeo, i e precio epacio para galley, ec. l conumo por viajero kilómero e obiene al muliplicar el conumo por plaza real por el aprovechamieno (medido ée como lo viajero.km / plaza.km). l aprovechamieno e conecuencia de deciione de programación operaiva del ervicio: la políica adopada repeco al equilibrio enre frecuencia y aprovechamieno; la deciión de reforzar o no reforzar lo ervicio en día puna; de programar má o meno parada ; y por ello iene poco que ver con el dieño del ren. 8 Cuando e emplea la capacidad medida en plaza eándar, e eá indicando el conumo de energía ubyacene del vehículo, e decir el que puede ener con independencia de la configuración de plaza adopada para el cao concreo (y que de hecho podría ener la plaza eándar depué de una remodelación). Con ello, e independiza el conumo del modelo de ren (que debe er opimizado por el fabricane) de la deciione concrea de diribución inerior (que uelen er adopada por el operador del ervicio). También pueden empleare la plaza reale (obeniendo una cifra má real), aunque en ee cao hay que ener en cuena que e eá inroduciendo un ciero ego en la caraceríica del modelo de ren. Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 11

13 n el preene rabajo e empleará, por ano, el primero de lo re indicadore (conumo de energía / plaza eándar) ya que e el má relacionado con la ecnología y ipo de ren, y e má rígido a largo plazo. Con lo indicadore de plaza eándar / plaza reale y aprovechamieno, que on muy encillo de calcular, e pueden obener, para un cao concreo, i aí e deea, lo conumo por plaza real y por viajero.km. La plaza eándar de un vehículo e pueden definir de la iguiene forma: P = e S ub Donde: P e e el número de plaza eándar; S ub e la uperficie úil brua del vehículo (m 2 ); y ρ p e el Índice de denidad de plaza y ervicio (plaza eándar/m 2 ). e índice e propio para cada ipo de ervicio 9. Se incluye en el cálculo de la uperficie úil brua la uperficie que e emplea para aeo, plaaforma, cafeería y demá zona comune. La plaza inervienen en el cálculo del conumo a ravé de la maa de lo viajero (y en lo umando del conumo dependiene de ella); en el cálculo de la reiencia de enrada de aire en el vehículo (ya que el caudal de aire renovado para el confor de lo viajero podría variar dependiendo del número de viajero) y en la pérdida debida al calor enible y laene de la perona Cálculo de la uperficie úil brua Como e ha expueo, para el cálculo de la capacidad eándar del ren (divior del indicador epecífico) e pare de la uperficie úil brua ( S ) que e la uperficie en plana del vehículo que puede er empleada razonablemene por lo viajero y lo ervicio a éo, ano para que viajen enado o de pie, como para cafeería, reaurane, galley, plaaforma, aeo, ec. Para ilurar el cálculo de energía emplearemo en cada pao el ejemplo del ren AV de la erie 103 de Renfe (Velaro de Siemen) Para cada ren, e el reulado de muliplicar la anchura inerior del ren (W in _ ) por la longiud úil (l ren que e el umaorio de la longiude úile de cada coche, l úil_coche ) y rear la pare de uperficie no uilizable ρ p ub S ). = Sub = Win_ l c= ( noúil c n úil _ coche 1 S noúil = W in_ l ren S noúil Anchura y longiud úile Se eniende por anchura inerior de ren o anchura úil (W in_ ) la menor anchura inerior en lo coche en la zona iuada enre 0,5 y 1,5 mero obre el pio del coche. n el cao del ren de la erie 103, la anchura inerior úil e de 2,75 mero La longiud úil de cada coche (l úil_coche ) e la longiud enre la cara inerna de lo eero del coche. Incluo en coche con pao coninuo, e conidera haa la pare 9 n el documeno [9] e emplea ea fórmula para lo vehículo deinado a viajar de pie (ervicio urbano), mienra que en lo deinado a ervicio inerurbano e aplica un fórmula má compleja que e baa en el número de columna de aieno que e poible albergar en el vehículo. Al no er el preene eudio de aplicación a oro modo de ranpore diferene del ferrocarril, e aplica la fórmula má imple enunciada, que e baa en la uperficie úil brua y no en el número de columna de aieno en cada coche. Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 12

14 inerior de lo eero viruale (no coniderando, por ano, como úil la zona de pao enre coche 10 ). n el cao del ren de la erie 103, la longiude úile de cada coche on la iguiene: Coche exremo (1 y 8): 21,2m ; coche inermedio (2 a 7): 23,5 m. La longiud úil oal del ren reulane e de 183,4 m. No e conideran como pare de la uperficie inerior brua úil: cabina de conducción, locomoora, zona de moore. Por ello, en el ren de la erie 103 no e ha conado en la longiud indicada, la de la do cabina de conducción. Superficie a rear De la uperficie calculada como produco de la anchura inerior úil por la longiud inerior úil e precio rear deerminada uperficie para coneguir la uperficie inerior brua. n concreo, e rean la uperficie no úile (S noúil ) deinada a armario écnico y la de la zona en la que la alura libre e menor de 1,9 mero, excepo la zona de equipaje. Si un armario cuya uperficie deba er excluida no ocupa odo el ancho del vehículo, e excluye ademá la pare proporcional del paillo. n el cao del ren de la erie 103 e decuenan la iguiene uperficie, incluyendo la pare proporcional de paillo: Armario iuado en coche 1 : 4,1 m 2 ; en coche 2: 4,8 m 2 ; en coche 3: 4,1 m 2 ; en coche 4: 4,1 m 2 ; en coche 5: 4,1 m 2 ; en coche 6: 4,8 m 2 ; en coche 7: 4,8 m 2 ; en coche 8: 5,5 m 2 reulando S noúil =36,4 m 2 ). Por ano la uperficie oal úil de la erie 103 reulane e: S ub = Win_ lren Snoúil =,4 2,75 36,4 = m No e decuenan lo armario cuando u alura obre el uelo no upere lo 55 cm, y ademá u uperficie en plana ea menor de 0,5 m 2, ya que e eniende que en eo cao e pueden ubicar aieno obre ello. Tampoco e decuenan lo armario cuando u función ea comercial (j. rack de vídeo, inalacione de reauración, ec.) Aí, en el 103 no e ha deconado la zona dedicada a rack de iema de audiovídeo ni lo armario para equipaje, iuado ambo en el coche 4. Tampoco e decuenan la inalacione deinada a prear reauración a bordo. Cao de lo rene de do nivele Si el ren iene do nivele, para el cálculo de la uperficie úil brua, e uman la uperficie de la do cubiera, de acuerdo con lo crierio aneriore. Sin embargo, en ee cao, enre la uperficie a excluir e incluye la proyección en plana de la ecalera en cada una de la do cubiera n el documeno [9] í e conidera como pare de la uperficie úil la iuada enre coche en lo rene de paillo coninuo. Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 13

15 2.5. Incidencia en el conumo de lo ipo de ervicio y la infraerucura l conumo de energía y la emiione no dependen excluivamene del vehículo, ino ambién del ervicio que prea, ya que un mimo vehículo puede ener conumo muy diferene en diino ervicio. l ervicio eá caracerizado por una infraerucura concrea (velocidad máxima, perfil, únele,...) y por una forma de operación deerminada (número de parada, márgene de iempo, deceleración de ervicio, ec.) Un vehículo puede ener vario indicadore aboluo e indicadore epecífico de conumo y de emiione (aí como diferene clae energéica): uno para cada uno de lo ervicio que pueda realizar. Igual ocurre en el cao de lo auomóvile: para ello, e definen lo ciclo urbano, inerurbano o mixo. Aí, por ejemplo, un mimo ren podrá ener uno indicadore y clae para el ervicio de cercanía y oro diferene para ervicio de media diancia. Por razone prácica, la variable del ervicio (incluyendo ano la de la infraerucura y como la caraceríica operaiva) e eandarizarán en ciclo eórico. Definición de lo ciclo eórico repreenaivo de lo ervicio n el proyeco e definen uno ciclo eórico medio (de un kilómero de longiud) repreenaivo de cada uno de lo ipo de ervicio exiene en el ferrocarril, iendo éo lo iguiene: Tranvía; Mero; Cercanía; Media diancia convencional; Media diancia ala preacione; Largo recorrido; Velocidad ala (ancho variable); Regional de ala velocidad y Ala velocidad. Cada uno de eo ciclo eórico eá definido de acuerdo con la caraceríica reale de la infraerucura de divera línea epañola. De ea forma, lo enayo para la comprobación de lo conumo e podrían realizar en lo ramo reale definido para cada uno de lo ipo de ervicio y que on repreenaivo de lo parámero ípico 11. Cada uno de eo ciclo eórico de ervicio eá caracerizado por un conjuno de valore concreo de lo parámero recogido en la abla: 11 n la forma de deerminar lo ciclo, la meodología propuea en ee documeno e apara ligeramene de la propuea en [1], ya que allí e opaba por definir un ipo eórico, bucar una línea y ervicio reale emejane y redefinir lo parámero del ciclo eórico para que coincidan con la línea repreenaiva. n ee cao, e ha ido direcamene a bucar la línea repreenaiva, adopando u parámero como lo propio del ciclo eórico. Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 14

16 Tabla 1. Parámero caraceríico ciclo eórico de cada ervicio Parámero Unidad Denominación Caraceríica de la línea Longiud km Llínea Longiud de únele km Lúnel Facor de únel (Tf) T f Tenión de alimenación kv Tae Diferencia del aliud (Hd-Ho) m A od Coeficiene de curva dan/ C c xceo epecífico pendiene mm / km p Velocidad media del vieno exerior km/h Vve Caraceríica del ervicio Velocidad máxima del ervicio km/h V max Velocidad media del ervicio (in parada) km/h V media % aprovechamieno /plaza eándar % A pl_e Denidad de plaza y ervicio Coeficiene de rene vacío y in ervicio Parada comerciale (in conar la final) Nº Npc ρ p Parada comerciale equivalene Nº Npec Parada écnica programada Nº Npp Parada écnica no programada Nº Npnp Parada equivalene por reducción de velocidad Nº Nperv Tiempo medio parada comercial min T pc Tiempo de roacione min Tro Tiempo de aller y limpieza min Tyl Tiempo en laencia min Tla Fuene: [1] y elaboración propia Alguno de eo parámero requieren alguna explicación o aclaración obre el concepo que ubyace y la forma de u cálculo. Parada equivalene por reducción de velocidad Parada equivalene por reducción de velocidad (Nperv): cada reducción de velocidad (debida al perfil de velocidade eáica de la línea) que no ea para realizar una parada comercial o écnica, equivale a una fracción de parada, que e calcula como el cociene enre la pare de la energía cinéica diipada en la reducción de velocidad y la energía cinéica diipada en una parada pariendo de la velocidad máxima de la línea. e indicador (que puede obenere del perfil de velocidade máxima del ren en la línea) permie evaluar la energía generada o diipada en el freno por variacione de velocidad debida a caua diferene de la parada comerciale o écnica. Aí pue, cada reducción de velocidad (de V i a V f ) upone una fracción de parada equivalene que e calcula como 2 2 Vi V f p = 2 2 max f. V 0 Por ejemplo, i un ren cuya velocidad máxima eá limiada por la infraerucura a 200 km/h y realiza una reducción de velocidad de 160 km/h a C v Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 15

17 100 km/h, el número de parada equivalene de ea reducción e f p = = 0, Tabla 2. Fraccione de parada equivalene por reducción de velocidad egún velocidad y de la limiación. Fraccione de parada equivalene por reducción de velocidad egún velocidad del ren y de la limiación Vel.ren Limiacion 300 0, ,49 0, ,67 0,56 0, ,79 0,72 0,59 0, ,84 0,78 0,69 0,51 0, ,88 0,84 0,77 0,64 0,44 0, ,92 0,89 0,84 0,75 0,61 0,49 0, ,95 0,93 0,90 0,84 0,75 0,67 0,56 0, ,97 0,96 0,94 0,91 0,86 0,82 0,75 0, ,98 0,97 0,96 0,94 0,90 0,87 0,83 0, ,99 0,99 0,99 0,98 0,96 0,95 0,94 0,91 Velocidade en km/h Fuene: elaboración propia Parada comerciale equivalene Parada comerciale equivalene (Npec): cada reducción de velocidad para realizar una parada comercial equivale a una fracción de parada, que e calcula como el cociene enre la pare de la energía cinéica diipada en la reducción de velocidad y la energía cinéica diipada en una parada pariendo de la velocidad máxima de la línea. Se conidera como velocidad inicial la velocidad de pao por la eación i no e efecuara parada y como velocidad final 0. Por ejemplo, i un ren de ala velocidad efecúa parada en Córdoba, donde el pao por la eación eá limiado a 90 km/h la fracción de parada correpondiene e f p = = 0,09 Se debe ener en cuena que la parada final e conabiliza como parada comercial equivalene. Reiencia equivalene de la curva La reiencia equivalene de la curva (C c) e un coeficiene propio de la infraerucura que, muliplicado por la maa del ren, ofrece una fuerza equivalene coninua en odo el recorrido que e opondría al movimieno, y cuyo valor ería igual a la uma de la fuerza de reiencia en curva aplicada excluivamene a lo largo de la curva para cada una de ella. Obérvee que ee coeficiene e equivalene a la reiencia mecánica epecífica al avance en línea reca (a en dan/) a la que debe umare. C c = lcurva L línea 800 R c n línea de ancho de vía de mm, el valor de 800 e uiuye por el de 600. Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 16

18 Aún aí, para obener la reiencia del ren en la curva debe muliplicare el valor del produco anerior, ademá por una conane de reiencia en la curva por rodaje (K crodaje) que depende excluivamene de caraceríica del maerial rodane (i e raa de rueda libre o calada en un eje, longiud de la bae rígida del bogie, diancia enre eje, ec.) Al er ee coeficiene un parámero que depende del maerial, deberá er eimado o calculado para la caraceríica de cada ren. xceo epecífico de pendiene Si denominamo la pendiene de equilibrio p e aquella en la que, para la velocidad máxima V max e igualan lo valore aboluo de la reiencia al avance y la fuerza de gravedad, endremo: M p e = A + B V 2 max + C T f V max de donde, depejando p e, e iene: A B C 2 pe = + Vmax + Tf V max M M M l exceo epecífico de pendiene e define enonce como el umaorio de cada diferencia [en (mm/m)/km] enre la pendiene real (p r ) y la pendiene de equilibro en lo ramo en que la pendiene de equilibrio e mayor que la real, muliplicada por la longiud en que exie ea diferencia y dividido dicho umaorio por la longiud oal del recorrido. e indicador iene la uilidad de que e relaciona direcamene con la pare de energía poencial que e diipada en el frenado en la pendiene para no rebaar la velocidad máxima. Para implificar el cálculo, al hacer que el parámero olo dependa de la caraceríica de la infraerucura, e puede parir de la upoición de que lo coeficiene epecífico de la reiencia al avance (ólo a eo efeco) on emejane para odo rene convencionale, y que ambién on emejane enre í, aunque con un valor diferene, para lo de ala velocidad. Para el maerial convencional adopamo a=1,15 dan/, b=0,01 dan/[.(km/h) 2 ] y c=2,25x10-4 dan/[.(km/h) 2 ]; y para el de ala velocidad a=0,75 dan/, b=0,0065 dan/[/(km/h) 2 ] y c=1,2x10-4 dan/[.(km/h) 2 ] Aprovechamieno l Aprovechamieno (de la plaza eándar) del ervicio e eniende como el cociene enre lo viajero.km ranporado y la plaza eándar.km ofrecida. Conocer el aprovechamieno e neceario para calcular lo viajero del ren y, con ello, la maa del ren cargado y el conumo de lo ervicio auxiliare. También e neceario i e quiere calcular el conumo epecífico por viajero.km. l aprovechamieno de un ren e puede exprear aí: viajero. km plazareale. km viajero. km Aprovechamieno( Plaza _ e) = = plazareale. km plaza _ e km plaza _ e. km A efeco de ee proyeco, el aprovechamieno e conidera como una caraceríica del ervicio (A pl_e). l efeco de lo iema de ayuda a la conducción económica l eilo de conducción no depende de la caraceríica del ren y, por lo ano, no e conidera la conducción económica para calcular el conumo de energía del ren. Sí e iene en cuena, in embargo, que el ren pueda incorporar iema de ayuda a la conducción económica, ya que la exiencia de eo iema, puede permiir un ahorro de energía para un mimo ren y ervicio.. Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 17

19 Se definen uno coeficiene ahorro poible por equipo de ayuda a la conducción económica que í que dependen de lo equipo que incorpore el ren y que muliplican a la energía que e diipa en el frenado. Como el coeficiene e igual o menor que 1, ignifica que puede reducire ea energía diipada en el frenado con independencia de que en ocaione ambién puede reducir la energía regenerada. Tabla 3. Valore del coeficiene por equipo para la ayuda a la conducción económica Parámero Valore Velocidad forzada 1 Conducción manual no aiida 0,95 Velocidad prefijada in freno 0,8 ATO opimizado 0,5 Siema de envío de conigna fija 0,7 Siema de envío de conigna variable 0,6 Fuene: elaboración propia Tiempo epecífico de parada Lo divero iempo epecífico de parada aparecen como parámero referido a lo kilómero del ervicio. La eimación de lo iempo de parada comercial y roacione e encilla con el horario comercial y roacione programada. Se define el Tiempo de parada comercial y roacione (T pcr ) como la uma del iempo empleado en realizar la parada programada en el ervicio (incluida la parada écnica) y el iempo comprendido enre el final de un ervicio y comienzo del iguiene al llegar un ren a la cabecera de la línea o dede el final del ervicio y el pao a aller o vicevera. Durane ee iempo el ren e encuenra parado (velocidad =0 km/h) con odo lo ervicio auxiliare en funcionamieno porque en ee iempo hay o puede haber viajero. Lo iempo en aller y limpieza (T yl ) on iempo que el ren permanece en el aller para operacione de limpieza y manenimieno. Durane dicha operacione, alguno equipo auxiliare permanecen en funcionamieno (por ejemplo, la iluminación), y hay oro conumo por conexión de aparao (apiradore, ) aunque - por no haber viajero- no ería neceario, por ejemplo, que permanecieen encendido lo equipo de aire acondicionado y calefacción. l Tiempo de laencia (o hibernación) (T la ): e el iempo en que el ren e encuenra eacionado y in viajero, por lo que no e neceario que lo equipo auxiliare permanezcan encendido, aunque en alguno cao no inerea apagarlo oalmene. Se define en función del ervicio y no del maerial. Lo iempo en aller y limpieza, de parada comercial y en laencia on propio del ervicio y no del maerial. Se pueden eimar umando, en cada cao, el iempo en el que la oalidad del parque e encuenra en ea iuación durane un periodo deerminado (por ejemplo, un día) y dividiendo por el recorrido de oda la unidade de parque en ee periodo de iempo. Se define un Coeficiene ahorro climaización (allere, laencia) (K ahorroc ), que puede adopar el valor de 0 (cao normal) o de 1 i dipone de un dipoiivo que regula el conumo energéico del equipo de climaización cuando el ren e encuenra en la fae de aller o en la de laencia. e coeficiene implica que el equipo de climaización e apaga en eo periodo aunque igue funcionando la iluminación. También e define un Coeficiene ahorro iluminación (laencia) (K ahorroi ), i dipone de un dipoiivo que regule el conumo energéico del equipo de iluminación Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 18

20 cuando el ren e encuenra en la fae de laencia. n concreo, i dipone de ee equipo e upone que el ren no iene conumo de iluminación mienra eá en eado de laencia. Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 19

21 3. Cálculo eórico del conumo de un ren en un ervicio ipo Combinando lo parámero del ren con lo del ervicio de que e rae en cada cao, e pueden obener lo conumo eórico precalculado, egún el modelo cuya caraceríica e exponen a coninuación l modelo l modelo de imulación e baará en el balance de energía del ren: nergía que enra al ren = nergía que ale del ren + Pérdida Y ello: n un recorrido circular (con origen y final en el mimo puno y, por ello, in diferencia de aliud enre lo exremo del recorrido), Con la caraceríica del ciclo eórico de que e rae, y Con alida y llegada a velocidad de 0 km/h La energía que enra en el ren en el recorrido e la uma de: nergía necearia para vencer la reiencia al avance en reca y en curva nergía perdida en el rendimieno de la cadena de racción y auxiliare nergía diipada en el freno nergía conumida por lo ervicio auxiliare (incluyendo lo iempo de parada aociado al ciclo). n el cao de lo rene de racción elécrica con freno regeneraivo, a ea uma hay que rear: nergía elécrica generada en el freno, ano i e emplea para la alimenación de equipo, como i e devuelve a la caenaria o a la red, o i e diipa en la reiencia de frenado por no admiirla la red. Dearrollo expoiivo del modelo Seguidamene, e preenan lo parámero del ren que inciden en el conumo, y en u cao, la forma de precalcularlo. llo e neceario para exponer, a coninuación, la forma de cálculo de cada uno de lo umando de la función de conumo a parir de la caraceríica del ren que e eá evaluando y del ervicio en el que e preende evaluar dicho ren. (n la expreione maemáica e denoarán con el uperíndice la variable que on propia del ren, y con el uperíndice la que dependen del ervicio). Una vez calculado (de acuerdo con lo que e expone) el conumo de energía por cada kilómero recorrido por el ren, para obener el indicador epecífico e dividirá el conumo por kilómero.ren por la capacidad eándar, para obener el conumo por plaza_equivalene.kilómero. Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 20

22 3.2. Parámero de dieño del ren que inciden en el conumo de energía Lo parámero del ren que on neceario para realizar el cálculo de lo indicadore (aboluo y relaivo) de conumo pueden claificare en do grupo: primario, aquello que on inroducido por el uuario. calculado, que on calculado por el modelo a parir de lo dao inroducido por el uuario Seguidamene e expone cuále on uno y oro y la relacione enre lo primario y lo ecundario. Parámero primario Lo parámero primario del ren que inerviene en el conumo de la energía conumida, direcamene, o bien a ravé de lo calculado que e derivan de ello, on lo recogido en la abla 4. Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 21

23 Tabla 4. Parámero del ren empleado en el modelo Parámero Unidad Denominación Caraceríica principale Velocidad máxima km/h V max Poencia oal del ren kw Pren Maa en vacío M Maa roaiva equivalene M ro Ancho de vía mm Avía Tenión de funcionamieno Número de panógrafo en capación número Pan Plaza reale plaza Nplaza Vida úil del ren año Dimenione Anchura exerior (media) m Wex_ Alura exerior (máxima) m Hex_max_ Alura exerior (media) m Hex_med_ Longiud (oal) m Lren Anchura del habiáculo de viajero m Win_ Alura del habiáculo de viajero m Hin_ Longiud habiáculo de viajero m Luil_coche Superficie de venana (2 coado) m2 Sven2coado Longiud de puera (1 coado) m lpuera1co Tracción y freno Tipo de moor Poencia de cada moor elécrico de racción kw Pmo Tiene freno regeneraivo? booleano Fuerza máxima del freno elécrico kn Fmax_frelec Velocidad mínima del freno elécrico km/h Vmin_F Rendimieno Relación Rendimieno regeneración / Rendimieno en racción Rodadura Número de eje número Ne Diancia enre eje o rodale (vehículo in bogie) o diancia enre eje del mimo bogie m Deje Tiene lo eje radiale u orienable (Si=1; No=0) Tiene la rueda calada en el eje (Si=0) o iene rueda libre (1) Servicio auxiliare kv Krradiale Procedencia de la alimenación de auxiliare Tiene aire acondicionado? booleano Coeficiene de ranmiión de calor (K) W/m2 ºC K Poencia iluminación kw Piluminaicón Poencia oal evaporadore (climaización) kw Pevaporadore Poencia de lo compreore kw Pcompreore Poencia del cargador de baería kw Pcargador_baeria Krlibre Poencia de lo veniladore kw Pveniladore Poencia de lo equipo de refrigeración del ranformador kw Peq_refrig_veniladore Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 22

24 Caraceríica para el ahorro de energía Tiene dipoiivo que regula el aire en función de la ocupación real? booleano kenaire Coeficiene ahorro climaización (allere, laencia) booleano KahorroC Coeficiene ahorro iluminación (laencia) booleano KahorroI Poibilidad de climaización direca booleano Cdireca Tiene regulación de la venilación de lo moore en función de la emperaura booleano KVenMoor Modo de conducción económica Tiene el primer bogie carenado? booleano KprimerBogie Fuene: [1], [2] y elaboración propia Obención de lo parámero del ren calculado Lo parámero primario que no e pueden conocer de forma indubiada ane de la conrucción del ren e eiman (pariendo de oro parámero primario y/o de parámero ecundario) de la forma que e indica eguidamene. 1. Coeficiene de la reiencia al avance en reca Lo coeficiene A, B y C de la reiencia al avance e eiman de la iguiene forma (Nóee que A y B on diferene para lo divero ipo de ervicio, por er diferene el número de viajero que ranpora el ren en cada uno de ello): 1.a. Conane A, del érmino independiene de la velocidad (reiencia mecánica), en dan [( M + S ub p pl e ] ρ A _ 0,08) 0,25 + [ N ] A = 7 A efeco prácico, y olo para el cálculo de A, e coniderará una denidad de plaza y ervicio ρ p =1 (plaza/m 2 ). 1.b. Conane B, del érmino dependiene linealmene de la velocidad (reiencia a la enrada de aire) en dan/(km/h). 1.b.1. Si K enaire =0, que e el cao normal (no e puede regular la enrada de aire al ren en función del número de viajero reale), enonce la canidad de aire que enra e proporcional a la plaza de que dipone el ren, ya que al no poder regulare la enrada de aire, para aegurar la necearia renovación del aire hay que uponer el cao má defavorable, que e cuando el ren va lleno. nonce: P B = ren + S 1 0,14166 ub p 0, ρ 1.b.2. Si K enaire =1, (cao ideal en el que el ren dipone de regulación de la enrada de aire que le permie modificar el caudal en función del número de viajero reale), enonce la enrada de aire e proporcional al número real de viajero, y por ello a la plaza por el aprovechamieno: P B = ren + S _ 0,14166 ub p pl e 0, ρ A 1.c. Conane C del érmino dependiene de la velocidad al cuadrado e Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 23

25 La conane C iene do umando: uno derivado de la preión del aire obre el ren y oro de la fricción. La primera depende de la uperficie ranveral por lo que e iene en cuena la alura máxima del ren pueo que la morice y locomoora uelen ener mayor alura que el reo del ren. La reiencia de fricción depende de la piel del ren, por lo que e iene en cuena la alura media del ren. [(2 Hex med _ + Wex ) lren] 0, , Pan C = ( Wex _ Hex _ max_ ) 0, _ 0002 Y ea conane C e exprea en dan/(km/h) 2 2. Cálculo de la conane de reiencia en la curva por rodaje K crodaje La conane de reiencia en la curva por rodaje (que depende del ipo de rodaje del ren) y e adimenional, e calcula de la iguiene forma: K crodaje = 1 0,2 Krlibre + 0,03 ( Deje 3) 0, 4 k rradiale Si un ren iene divero K crodaje en u diferene vehículo, e calculará el K crodaje del ren como la media ponderada de lo valore de lo vehículo, ponderando por pare de eje o rodale. Tabla 5. Parámero del ren calculado Parámero Unidad Denominación Caraceríica principale Coeficiene A (reiencia mecánica) dan A Coeficiene B (reiencia enrada de aire) dan/(km/h) B Coeficiene C (reiencia aerodinámica) dan/(km/h) 2 C Rendimieno Rendimieno cadena de racción kwh/kwhe r Rendimieno de auxiliare kwh/kwhe r a Rendimieno del freno regeneraivo kwh/kwhe r b Rodadura Conane reiencia curva por rodaje Servicio auxiliare Conumo auxiliare iluminación por hora kwh/h Conumo medio anual aux. calef. a.a. por hora kwh/h Fuene: elaboración propia Kcrodaje Variable paramerizable coniderada independiene del ren Se han definido uno parámero del modelo (iguale para odo lo rene) que en ee proyeco e han adopado con valore que e indican en la abla, pero que pueden cambiare en cao de coniderare neceario en un cao concreo. Fundación de lo Ferrocarrile pañole - IDA 24