MON GRAFÍAS del FERROCARRIL INGENIERÍA / ARQUITECTURA

Transcripción

1 c o l e c c i ó n MON GRAFÍAS del FRROCARRIL INGNIRÍA / ARQUITCTURA MTODOLOGÍA D VALUACIÓN D LA FICINCIA NRGÉTICA DL MATRIAL MÓVIL FRROVIARIO Albero García Álvarez y Mª del Pilar Marín Cañizare (Coordinadore) 4ª edición, 2016 INGNIRÍA / ARQUITCTURA

2 Meodología de evaluación de la eficiencia energéica del maerial móvil ferroviario Albero García Álvarez Mª del Pilar Marín Cañizare (Coordinadore) Fundación de lo Ferrocarrile pañole Iniuo para la Diverificación y Ahorro de la nergía 4ª edición, epiembre de 2016 dición reviada y adapada a la TecRec Specificaion and verificaion of energy conumpion for railway rolling ock de UIC/UNIF

3 e documeno e el reulado de la reflexión de un grupo de rabajo coniuido en el eno de la Fundación de lo Ferrocarrile pañole (FF) para el dearrollo del convenio firmado enre la propia Fundación de lo Ferrocarrile pañole y el Iniuo para la Diverificación y Ahorro de la nergía (IDA). Ha ido dirigido por Albero García Álvarez con la colaboración de Mª del Pilar Marín Cañizare y han paricipado en él 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- Cercanía y Media Diancia; Jorge Blanquer Jaraiz, de Mero de Madrid; Rafael Fernández Pérez, de Ceren; Joep Llui Arqué y Joé Carlo Teré, de Ferrocarril de la Generalia de Caalunya; Ramón Vall Canoa, de Trambaix; y Ángel Cediel Galán, del IDA. Iluracione de porada: Oari (Gonzalo Rubio), AVRIL (Talgo), Mero de Palma de Mallorca (Albero García) y 331 de FGC (Aleix Coré) Meodología de evaluación de la eficiencia energéica del maerial móvil ferroviario dición 1. nero de 2010 dición 2. Agoo de 2010 dición 3. Mayo de 2011 dición 4. Sepiembre de 2016 ISBN: Depóio legal: M Fundación de lo Ferrocarrile pañole e documeno e propiedad de u auore

4 ÍNDIC 1 INTRODUCCIÓN Anecedene Convenio IDA-FF Reulado del rabajo Ámbio Objeivo Organización del eudio y meodología ASPCTOS GNRALS SOBR LA VALUACIÓN Y HOMOLOGACIÓN DL CONSUMO NRGÉTICO Y MISIONS N LOS TRNS Reflexione obre el indicador de conumo Tipo de indicadore Incidencia en el conumo de lo ipo de ervicio y la infraerucura CÁLCULO TÓRICO DL CONSUMO D UN TRN N UN SRVICIO TIPO l modelo Parámero de dieño del ren que inciden en el conumo de energía Cálculo de la energía conumida para el movimieno del ren Pérdida en la cadena de racción Cálculo de la energía conumida por lo ervicio auxiliare Cálculo y efeco de la energía elécrica regenerada por el freno regeneraivo Cálculo de la energía primaria y la emiione VALORACIÓN CONÓMICA DL CONSUMO 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 ANJO BIBLIOGRAFÍA

5 ÍNDIC D TABLAS Tabla 1. Parámero caraceríico del ervicio Tabla 2. Fraccione de parada equivalene por reducción de velocidad egún velocidad y de la limiación Tabla 3. Valore del coeficiene por equipo para la ayuda a la conducción económica Tabla 4. Parámero del ren empleado en el modelo Tabla 5. Parámero del ren calculado Tabla 6. Variable paramerizable coniderada independiene del ren Tabla 7. Rendimieno de la cadena de racción elécrica en elecrificación en corriene coninua Tabla 8. Rendimieno de la cadena de racción elécrica en elecrificación en corriene alerna Tabla 9. Rendimieno en el vehículo de racción diéel Tabla 10. Precio de la energía elécrica enre lo año 2012 y Tabla 11. Coe de la energía en cada año enre lo año 2012 y Tabla 12. Valor acual de la energía conumida cada año Tabla 13. Caraceríica de lo ervicio ipo Larga diancia Tabla 15. Caraceríica de lo ervicio ipo de Cercanía, FGC y Tranviario y mero

6 1 INTRODUCCIÓN l preene documeno iene por objeo preenar lo reulado del rabajo coordinado por la Fundación de lo Ferrocarrile pañole y u Grupo de udio e Inveigación de nergía y miione en el Tranpore, 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]. n el ámbio inernacional puede ciare el rabajo Work Package 2.2. del Proyeco Railnergy Sandard Service Profile Calculaion of rolling ock energy efficiency performance. Durane la fae de reviión del preene documeno, una vez concluido el eudio, la UIC publicó juno con UNIF la Recomendación Técnica Specificaion and verificaion of energy conumpion for railway rolling ock [3], que fue elaborada a parir de lo reulado obenido en el proyeco Railnergy. La Recomendación Técnica e aplicable a la epecificación y verificación del conumo de energía del maerial móvil ferroviario. l conumo de energía, al y como e eablece en el preene documeno, e la energía nea oal conumida bien en el panógrafo, bien en el depóio de combuible en un perfil deerminado de ervicio, que puede er el ervicio fuuro que realizará el ren o puede er acorde con un perfil caraceríico eándar, válido para la caegoría de ervicio epecífica del ren. o aegurará reulado direcamene comparable o repreenaivo de la operación real del ren. l objeivo general de ea Recomendación Técnica e proporcionar un marco que permia generar valore comparable de conumo de energía de rene y locomoora obre una bae común y aí poder realizar análii comparaivo y mejorar la eficiencia energéica de lo vehículo ferroviario. l propóio de la Recomendación Técnica no e permiir la comparación enre modo de ranpore, ni ampoco la comparación enre racción diéel y elécrica, pueo que ólo aborda el conumo de energía en el vehículo (p. 6). 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

7 l documeno de UIC/UNIF no eablece una meodología de cálculo del conumo de energía, ino olamene crierio de homogeneización. Sin embargo, la Meodología de evaluación del maerial móvil ferroviario ofrece, ademá, un méodo de cálculo del conumo y de la emiione. n ea ercera verión corregida y ampliada, la meodología e ha adapado a la Recomendación Técnica de la UIC, con la que reula compleamene compaible, i bien dearrolla apeco no deallado en la Recomendación UIC/UNIF Convenio IDA-FF l 9 de ocubre de 2008 e firmó un convenio de colaboración enre el Iniuo para la Diverificación y Ahorro de nergía (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 permian 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). 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 documeno de rabajo, aí como el dearrollo del imulador aociado. l preene documeno iene por objeo recoger lo rabajo realizado y lo 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 4

8 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. rene de viajero de oda clae de ervicio (ala velocidad, cercanía, mero, ranvía ); 2. únicamene rene auopropulado; 3. ano 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 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 CO2 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 precalculado 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 5

9 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 poder conocer el conumo que va a 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, ane 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 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 parió del eudio [1], comunicación preenada en el III Congreo de Innovación Ferroviaria, Tenerife, mayo de 2007; aí como del proyeco [2]; y de oro rabajo ciado en bibliografía, ingularmene [4], [5] y [6], relaivo a lo rendimieno de la divera cadena de racción 3. 3 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. 6

10 También e empleó 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 celebraron diez reunione de rabajo enre epiembre de 2008 y abril de n ella e dicuieron lo dao de ea 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. Poeriormene, en agoo de 2010, e procedió a la adapación del eudio conforme a la Recomendación Técnica de la UIC Specificaion and verificaion of energy conumpion for railway rolling ock. 7

11 8 Meodología de evaluación de la eficiencia energéica del maerial móvil ferroviario

12 2 ASPCTOS GNRALS SOBR LA VALUACIÓN Y HOMOLOGACIÓN DL CONSUMO NRGÉTICO Y MISIONS N LOS TRNS 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 objeivo 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. 2. 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 ano, al epecificar un conumo deeado para un ren debe indicare a 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 9

13 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 elecricidad, ec. Aun 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 o nea, 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. La Recomendación Técnica Specificaion and verificaion of energy conumpion for railway rolling ock ólo eablece como reulado el conumo neo (p. 6). 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 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 on fijo y conocido en alguno cao (por ejemplo, la canidad de CO2 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 4 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 reaprovechamieno 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. 10

14 la pérdida de energía en el ranpore de la elecricidad dede la alida de la cenrale de generación del iema elécrico 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. en racción diéel, lo liro de gaoil uminirado al vehículo [l/km]; 2. en racción elécrica in freno regeneraivo, lo kilovaio.hora de energía elécrica enregado en el panógrafo del ren [kwhpan/km.ren]; 3. en 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 [(kwhpan kwhgenerado)/km.ren)] 5. La emiione de 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 CO2 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 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, diina iuacione) para u reparo poerior enre lo kilómero comerciale recorrido por el ren 6. 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, 5 Como ya e ha indicado, en lo documeno [1] y [2] ólo e reaba la energía elécrica que efecivamene e aprovechaba por oro rene o que e devolvía a la red pública. a energía e calculaba a ravé de un coeficiene de aprovechamieno de la energía regenerada. 6 Lo conumo de lo rene en parado, fuera de u parada comerciale, no eran coniderado en lo documeno [1] y [2]. 11

15 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). 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/plaza_e x km]. - n racción elécrica in freno regeneraivo, lo kilovaio.hora de energía elécrica enregado en el panógrafo del ren por plaza eándar y kilómero [kwhpan/plaza_e 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 [(kwhpan kwhgenerado)/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 en [7]. Como unidad de capacidad o de ofera no e uilizará (alvo que en algún cao concreo ea preferible hacerlo aí) 7 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, 7 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 oro número de 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. 12

16 cabeza racora...) por un Índice de denidad de plaza y ervicio ( depende del ipo de ervicio. p ), que 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, o la deciión de reforzar o no lo ervicio en día puna o de programar má o meno parada; por ello, iene poco que ver con el dieño del ren. 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 el 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 p e el Índice de denidad de plaza y ervicio (plaza eándar/m 2 ). e índice e propio para cada ipo de ervicio 8. 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 p 8 n el documeno [7] e emplea ea fórmula para lo vehículo deinado a viajar de pie (ervicio urbano), mienra que en lo deinado a ervicio inerurbano e aplica una 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. 13

17 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 ( noúil Anchura y longiud úile S ). Sub Win_ l c1 c n úil _ coche S noúil W 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. in_ ub l ren S 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 inerior de lo eero viruale (no coniderando, por ano, como úil la zona de pao enre coche 9 ). n el cao del ren de la erie 103, la longiude úile de cada coche on la iguiene: coche exremo (1 y 8): 21,2 m; 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. noúil 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. 9 n el documeno [7] í e conidera como pare de la uperficie úil la iuada enre coche en lo rene de paillo coninuo. 14

18 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 Snoúil = 36,4 m 2 ). Por ano la uperficie oal úil de la erie 103 reulane e: S ub W in_ lren Snoúil,4 2,75 36, m 2 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 (ej.: 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 lo do pio, 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 uno de lo do pio 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 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; 15

19 Media diancia ala preacione; Larga diancia; 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 10. La Recomendación Técnica Specificaion and verificaion of energy conumpion for railway rolling ock indica que e pueden emplear do clae de perfile de ervicio. Perfile baado en dao reale de una o varia línea en la que el ren operará o perfile de ervicio ipo, diinguiendo: Suburban, Regional, Inerciy (iner-regional) y High Speed (pp. 8-9). n el Anexo B de la Recomendación Técnica eán definido lo valore eándar de lo ervicio ipo (pp ). l uuario puede emplear lo ervicio definido por la pecificación Técnica o en el cao de realizar un eudio del ferrocarril epañol puede er de mayor ineré emplear lo ervicio ipo aquí definido. Se muera a coninuación la correpondencia enre lo ervicio definido por la Recomendación Técnica y lo empleado en ee documeno: UIC Suburban Meodología de evaluación de la eficiencia energéica del maerial móvil ferroviario Cercanía Regional Media diancia convencional y Media diancia ala preacione Inerciy High Speed Larga diancia Regional de ala velocidad y Ala velocidad Cada uno de eo ciclo eórico de ervicio eá caracerizado por un conjuno de valore concreo de lo parámero que e recogen en la iguiene abla. Lo parámero e agrupan en caraceríica de la infraerucura, caraceríica del ervicio y caraceríica de lo periodo en parado. 10 n la forma de deerminar lo ciclo, la meodología propuea en ee documeno e apara ligeramene de la propuea conenida 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. 16

20 Tabla 1. Parámero caraceríico del ervicio Ca ra ce ríi ca de l a infrae ru cura L o ng iud km L l ínea L o ng iud d e ú ne le km L únel Fa co r d e ún el (Tf ) Te n ión d e a lime n ac ió n kv T ae T f Dife ren cia de l al i ud (Hd-Ho ) m A od Co ef icie n e de cu rva d an/ C c xce o ep ec ífico de a lu ra m m / km p V elo cida d m ed ia d e l vien o e xerio r km /h V ve Ca ra ce ríi ca del e rv ici o V elo cida d m áxim a de l e rvic io km /h V max V elo cida d m ed ia d e l ervicio (in p a ra d a) km /h V med ia % ap rov ech am ie no / pla za e án d ar % A pl_e De n id a d d e pla za y e rvicio Co ef icie n e de re ne va cío y in ervicio? p C v P ara da co m ercia le ( in co n ar la fin al) Nº N pc P ara da co m ercia le e q uiva len e Nº N pec P ara da écn ica pro gram a d a Nº N pp P ara da écn ica no p ro g ra m ad a Nº N pnp P ara da e qu ivale n e po r red ucc ió n de ve locid ad Nº N perv Tie m po m e dio pa rad a com e rcial m in T pc Ca ra ce ríi ca de l o peri odo fuera de erv ic io Tie m po a con d icio na m ien o p re vio m in T ap % de p o en cia ua d a e n a con dicio na m ien o pre vio% P ap Tie m po e n alle r y lim piez a m in T l % de p o en cia ua d a e n limp ieza % P l Tie m po d e e acio na m ie n o (h ibe rna ció n) m in T hi % de p o en cia ua d a e n h ib ern ac ió n % P hi Fuene: [1] y elaboración propia 17

21 La Recomendación Técnica Specificaion and verificaion of energy conumpion for railway rolling ock define como parámero requerido alguna caraceríica má del iema de elecrificación (corriene media en panógrafo y localización de la zona neura) (p. 23). Dicho parámero on neceario en el cao de calculare el conumo de energía por inegración, pero no lo on con el méodo definido en ee documeno. La Recomendación Técnica indica como parámero neceario: perfil de velocidade, perfil de gradiene y caraceríica de la curva. Para faciliar el raamieno de eo dao en ea meodología e definen lo parámero: parada equivalene, exceo epecífico de alura y reiencia equivalene de la curva. o 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 realiza una reducción de velocidad de 160 km/h a 100 km/h, el número de parada equivalene de ea reducción e 0, 39 f p 2 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: laboración propia 18

22 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 ,09 Se debe ener en cuena que la parada final e conabiliza como parada comercial equivalene. xceo epecífico de alura Si denominamo la pendiene de equilibrio pe a aquella en la que, para la velocidad máxima Vmax, 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 pe, e iene: p e A M B M V C M 2 max Tf V max l exceo epecífico de alura e define, enonce, como el umaorio de cada diferencia [en (mm/m)/km] enre la pendiene real (pr) 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 ólo 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)] 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)] y c=1,2x10-4 dan/[.(km/h) 2 ]. 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. 19

23 C c l curva L línea 800 R Siendo lcurva la longiud de cada una de la curva de la línea y Llínea la longiud oal de la línea. n línea de ancho de vía de mm, el valor de 800 e uiuye por el de 600. Aun 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. c 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 Aprovechamieno( Plaza _ e) plazareale. km plaza _ e km viajero. km plaza _ e. km A efeco de ee proyeco, el aprovechamieno e conidera 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. Se definen uno coeficiene ahorro poible por equipo de ayuda a la conducción económica que í dependen de lo equipo que incorpore el ren y que muliplican 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 reducire la energía regenerada. 20

24 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: laboración propia 21

25 3 CÁLCULO TÓRICO DL CONSUMO D UN TRN N UN SRVICIO TIPO 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: Y ello: nergía que enra al ren = nergía que ale del ren + Pérdida en 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: energía necearia para vencer la reiencia al avance en reca y en curva, energía perdida en el rendimieno de la cadena de racción y auxiliare, energía diipada en el freno, energía 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 rearle: energía 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 (en 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 de ee modo obener el conumo por plaza_equivalene.kilómero. 22

26 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. 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 A _ 0,08) 0,25 N A 7 A efeco prácico, y ólo para el cálculo de A, e coniderará una denidad de plaza y ervicio 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: B P ren S 243 ub p 1 0, ,034 e 23

27 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 Dimenione kv año 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) Krradiale Krlibre 24

28 Servicio auxiliare 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 Pclimaización Poencia de lo auxiliare écnico kw Pécnico 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 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 ub 243 p A pl _ e 0, ,034 1.c. Conane C del érmino dependiene de la velocidad al cuadrado 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. C ( Wex _ H ex _ max_ ) 0,00096 _ (2 H ex med _ Wex ) lren 0, , Pan 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 K 0,03( D 3) 0, 4 k rlibre eje 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. 25

29 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: laboración propia Kcrodaje Variable paramerizable coniderada independiene del ren Ademá de lo parámero que definen lo rene y ervicio que e han expueo aneriormene, e han definido oro independiene del ren: e raa de uno parámero que on iguale para odo lo rene y que e conideran hipóei de imulación. n ee proyeco e han adopado lo valore que e indican en la abla, pero pueden cambiare en cao de coniderare neceario en un cao concreo. Tabla 6. Variable paramerizable coniderada independiene del ren Parámero Unidad Denominación Valor Muliplicador reiencia de curva para línea de ancho de vía de mm Muliplicador reiencia de curva línea de ancho de vía de mm Volumen de aire que e renueva para lo viajero para hora cálido y muy cálido. Volumen de aire que e renueva para lo viajero para hora normale, frío y muy frío. Incremeno emperaura media exerior y la emperaura de conigna-hora muy cálida Incremeno emperaura media exerior y la emperaura de conigna-hora cálida Coef. C 600 c _ 1435 Coef. C 800 c _ 1668 m 3 /perona y hora m 3 /perona y hora ºC ºC Q 15 Q 20 T MC 15 T C 10 26

30 Incremeno emperaura media exerior y la emperaura de conigna-hora normale Incremeno emperaura media exerior y la emperaura de conigna-hora fría Incremeno emperaura media exerior y la emperaura de conigna-hora muy fría ºC ºC ºC T N 2 T F 17 T MF 22 Hora muy cálida al año % Hora cálida al año % Hora normale al año % h 5 MC h 20 C h 60 N Hora fría al año % Hora muy fría al año % Rendimieno de lo equipo de ranformación de energía para lo ervicio auxiliare (equipo elécrico) Rendimieno de lo equipo de ranformación de energía para lo ervicio auxiliare (moore diéelelécrico) Facor de uo de lo auxiliare (a emplear a fala de oro dao) h 10 F h 5 MF ρauxelec 0.85 ρauxdiéel 0.35 x ρauxelec Radiación olar W/ m 2 Radolar 800 Renovación de aire hora muy cálida m3/viajero aire _ hmc Renovación de aire - hora cálida Renovación de aire - hora normale Renovación de aire - hora fría Renovación de aire - hora muy fría Incremeno de humedad epecífica-hora muy cálida Incremeno de humedad epecífica-hora cálida Coeficiene K del crial Velocidad máxima en deriva /Velocidad máxima del ervicio m3/viajero m3/viajero m3/viajero m3/viajero 15 aire _ hc 20 aire _ hn 20 aire _ hf 20 aire _ hmf H MC 11,77 H C 7,9 K 0.45 crial 0.9 Hora al día de funcionamieno del vehículo hora 10 Coeficiene del conumo de iluminación kwh/h m 2 k 0,05 oro Velocidad máxima en deriva km/h V max_deriva 0,09xV Fuene: laboración propia max 27

31 3.3. Cálculo de la energía conumida para el movimieno del ren l cálculo de energía para el movimieno del ren e hará por un kilómero medio, y e la uma de divero umando: 1. nergía empleada (kwh) para vencer la reiencia al avance en reca (en un kilómero medio): C kwhkm ( A dan B dan/ km hv mediakm h dan/ km h V mediakm/ h σv T f 1 ar T lkm 1) L km línea L línea 1 km 2. nergía requerida (kwh) para vencer la reiencia adicional al avance en la curva (en un kilómero medio): ac 1 / K línea arg crodaje 360 L kwh km L km M c ado C c dan / línea 1 km K crodaje e un coeficiene que depende del ipo de rodaje de cada ren y e igual o menor que 1. C c e el coeficiene equivalene de curva C c dan L R linea lcurva m n línea de ancho de vía de mm, el valor de 800 e uiuye por el de 600. c m 3. nergía cinéica diipada en la reduccione de velocidad, coniderando el efeco de la ayuda a la conducción económica (en un kilómero medio): 28 redv 1 kwh/ km [ N N N N M c argado M ro V origenpkm/ h ravd kwh] L 1 línea pc perv km 3,6 10 pp pnp 2 l uraendo en la expreión anerior correponde a la energía cinéica que e emplea para vencer la reiencia al avance durane el proceo de deceleración; y que, por lo ano, no e pierde en el freno. La expreión maemáica que permie u cálculo (iendo ravd d la deceleración del ervicio, en m/ 2 ) e la iguiene: f A kwh dan V origenpkm / h 2 d 1 N pc N perv N pp N pnp 3 3 f m / 2 3, B 3 V origenp C V origenp 3 d f 4 d Donde V origenp e la velocidad origen de la parada, que e calcula iguiendo el iguiene crierio: - Si la diancia enre parada (D p) e mayor que 10 kilómero: V origenp Min V max; V max - Si la diancia enre parada (D p) e menor que 3 kilómero: V origenp V media 0,25 V max V media f 2 4

32 - Si la diancia enre parada (Dp) eá enre 3 y 10 kilómero: V origenp V media 0,35 V max V media 4. nergía poencial diipada en el freno en la pendiene para no rebaar la velocidad máxima (en un kilómero medio)11: pend 2 kwh km M c argadokg gm excalmm m L km línea L 1 línea 1 km 3600 iendo excal el exceo epecífico de alura. e indicador e relaciona direcamene con la pare de energía poencial que e diipada en el frenado en la pendiene para no rebaar la velocidad máxima. preal pequilibrio excal mm m L línea l pendiene 5. nergía poencial conumida por diferencia de aliud enre lo exremo (en un kilómero medio) difal S kwh km M cargado g A od m L línea km nergía adicional para vencer la reiencia aerodinámica debida al vieno exerior (en un kilómero medio): vx kwh/ km C dan/ km h 2 V km/ h 2 0,43 L km ve línea L línea 1 km Sumando la expreione aneriore e obiene que la energía para el movimieno en llana (en un kilómero medio) e: MOV / km ar L línea ac L línea redv L línea pend L línea difal L línea vx L línea 3.4. Pérdida en la cadena de racción La pérdida de energía que e producen en la cadena de racción e deben umar, como e ha expueo, para calcular la energía conumida. l efeco de ea pérdida e modela a ravé del rendimieno, enendiendo por al el cociene enre la energía que ale del iema y la energía que enra al mimo, e decir: e e pérdida Conocido el rendimieno de la cadena de racción, e obiene la energía imporada en el panógrafo por kilómero: e 11 Véae para má dealle el documeno [2]. 29

33 Pan/ km MOV/ km b ar L línea ac L línea redv Se conideran pérdida en la cadena de racción la que e producen enre panógrafo y llana, pero no el conumo de lo auxiliare écnico del ren. L línea b pend L línea difal L línea vx L línea Rendimieno de la cadena de racción elécrica Como rendimieno de la cadena de racción e coniderará el produco del rendimieno de lo moore, del converidor y de la reducora. l rendimieno de moor e preumirá en función del ipo de moor, de u forma de alimenación y de la poencia nominal de cada moor de racción (no de la poencia oal del ren). Para el freno regeneraivo e upone el mimo rendimieno que para la racción. Se pare, como referencia, de lo rendimieno del moor ofrecido en [6] y en [4], ajuado con reoque obenido de medida de Mero de Madrid y Renfe-Cercanía. Lo valore adopado on lo recogido en la abla: Tabla 7. Rendimieno de la cadena de racción elécrica en elecrificación en corriene coninua Moor cc (500Kw) Síncrono Síncrono Moor cc ac ac (1500Kw) (500Kw) (1500Kw) Aíncrono ac Imane permanene Tranformador 0,99 0, Converidor 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 Moor 0,915 0,935 0,93 0,945 0,95 0,98 Reducora (2 eapa) 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 Rendimieno Toal 0, , ,8932 0,9076 0,9124 0,94119 Fuene: laboración propia Aunque lo moore de corriene coninua no ienen ranformador e neceario conemplar la pérdida en el filro, ya que éa no han ido coniderada en el converidor. e valor depende del dieño del propio filro y repercue en mayor o menor medida en divero facore que dan lugar a efeco conrapueo: peo de la inducancia, volumen ocupado, conumo de auxiliare para u refrigeración y pérdida en la inducancia. 30

34 Tabla 8. Rendimieno de la cadena de racción elécrica en elecrificación en corriene alerna Moor c.c. (500Kw) Moor c.c. (1500Kw) Síncrono c.a. (500Kw) Síncrono c.a. (1500Kw) Aíncrono c.a. Imane permanene Tranformador 0 0 0,943 0,943 0,943 0,943 Converidor 0 0 0,97 0,97 0,97 0,97 Moor 0 0 0,93 0,945 0,95 0,98 Reducora (2 eapa) 0 0 0,98 0,98 0,98 0,98 Rendimieno Toal 0 0 0,8337 0,8471 0,8516 0,8785 Fuene: laboración propia Para valore de la poencia de lo moore iuado enre lo indicado e inerpolará el valor enre lo do má próximo. Si e inferior al valor mínimo (500 kw) e figurará el valor del mínimo, y i e uperior al máximo (2.000 kw) e figurará el valor máximo. Rendimieno en el vehículo de racción diéel Para la racción diéel, e conidera como rendimieno de la cadena de racción el produco del rendimieno del moor diéel, de la ranmiión y de la reducora. Lo dao de parida e han omado del rabajo [5] en la pare correpondiene a la racción diéel. Se han ajuado, para ee proyeco, en la pare correpondiene a lo rendimieno de lo moore elécrico de racción en el cao de la ranmiione elécrica, a fin de lograr coherencia con lo rendimieno de lo moore elécrico en la racción elécrica. Lo valore que e preumen para lo divero ipo de ranmiión on lo recogido en la abla. Tabla 9. Rendimieno en el vehículo de racción diéel T. Mecánica T. Hidráulica T. lécrica c.c. T. lécrica c.a. Moor 0,38 0,38 0,38 0,38 Tranmiión 0,95 0,82 0,81 0,9 Reducor 0,98 0,98 0,98 0,98 Rendimieno Toal 0,3538 0,3054 0,3016 0,3352 Fuene: laboración propia 31

35 3.5. Cálculo de la energía conumida por lo ervicio auxiliare n ee documeno, para el cálculo de la energía conumida por lo ervicio auxiliare e diinguen do procedimieno, uno epecífico para lo rene con una elevada longiud de puera por unidad de uperficie, ípicamene cercanía y meropoliano, y oro para el reo. Aí, la energía conumida para el funcionamieno de lo ervicio auxiliare para lo ferrocarrile que no efecúan mucha parada e calcula en re eapa: 1. n primer lugar e calcula el conumo de energía úil (por hora) para lo diferene uo. decir, la realmene perdida en lo uo aendido por lo ervicio auxiliare. 2. Seguidamene (una vez calculada la energía úil necearia) e calcula la energía necearia a la enrada del vehículo (por hora), que e el reulado de umar (a la energía úil) la energía perdida en lo divero proceo de ranformación de la energía denro del ren; e decir, la perdida por lo rendimieno de lo equipo que inervienen en la cadena de racción y en la alimenación de lo ervicio auxiliare (converidor, equipo de aire acondicionado, grupo moor-alernador, ec.). l coeficiene de pérdida e diferene egún la alimenación de lo equipo auxiliare ea direcamene de la caenaria o a ravé de un grupo diéel moor-generador (valore paramerizable). 3. Finalmene e calcula el conumo indireco de auxiliare, para lo que e muliplica la energía conumida por hora en cada una de la fae del ervicio del vehículo diferene del movimieno (parada comerciale, aller y limpieza, laencia) por el número de hora de la fae correpondiene y, en u cao, por lo coeficiene de ahorro. Para el cálculo del conumo de lo ervicio auxiliare de confor, la Recomendación Técnica Specificaion and verificaion of energy conumpion for railway rolling ock propone emplear la hora de funcionamieno de lo equipo y un porcenaje de uo de la poencia inalada (p. 13). a forma de cálculo e úil para obener un valor aproximado del conumo; in embargo, pueo que el conumo de lo equipo auxiliare en el ferrocarril e cada vez má relevane, parece inereane realizar ee cálculo con mayor preciión. Por ello, en la preene meodología e propone en méodo deallado para el cálculo del conumo de lo auxiliare comerciale. Cálculo de la energía úil para lo auxiliare La energía úil para lo ervicio auxiliare e divide en re umando: nergía necearia para calefacción y aire acondicionado la media ponderada de la conumida en cinco ipo de hora: hora muy cálida, hora cálida, hora normal, hora fría y hora muy fría. C auxcl / km k ac ( CauxC _ hmc hmc) kac( CauxC _ hc hc ) kac( CauxC _ hn hn ) ( CauxC _ hf hf ) ( CauxC _ 100 hmf h MF ) l facor kac del ren indica i iene aire acondicionado; en cao negaivo, no cuanifica el conumo de auxiliare de climaización de día muy cálido, cálido y normale. 32

36 Cada uno de ello e el umaorio del conumo de auxiliare de calefacción y aire acondicionado por hora ipo hx = ganancia radiación olar por hora ipo, ganancia de ranmiión por hora ipo, ganancia infilración y venilación por hora ipo y ganancia inerna por hora ipo, e decir, C auxc _ hx Q Q Q Q, r _ hx _ hx v _ hx i _ hx iempre que e rae de hora muy cálida, cálida y normale. Si la hora on fría y muy fría, el conumo de auxiliare ería como igue: C auxc _ hx Q _ hx Q v _ hx l dealle de ee cálculo e explica má adelane. La diferencia en conumo de auxiliare de calefacción y aire acondicionado en hora cálida, normale y fría, e deriva de la diferencia enre la emperaura exerior y la inerior (ΔT), que e diina para cada ipo de hora (valor paramerizable). La fórmula del conumo e la mima en hora muy cálida, cálida y normale (con valore diferene del ΔT); pero no aí en hora fría y muy fría, ya que durane ea hora en la ganancia inerna hay que ener en cuena que la emperaura de la perona e uperior a la emperaura exerior. Por ello, la energía aporada por el calor de la ganancia inerna (debida en u mayor pare al calor enible de lo viajero) hay que rearla en lugar de umarla. Por ora pare, en la hora fría y muy fría no e conidera el efeco de la radiación olar, que í e conidera en hora normale, cálida y muy cálida. Lo valore referene al caudal de renovación de aire e han omado de la Ficha UIC 553 ( Heaing, venilaion and air-condiioning in coache ): i la emperaura exerior eá comprendida enre 5ºC y +26ºC, e conidera un caudal de aire de enrada de 20m 3 / h por perona. Si la emperaura del exerior e uperior a 26º C, enonce el caudal de aire coniderado e 15m 3 / h por perona (valore paramerizable). Q i _ hx Lo cálculo para hora muy cálida, cálida y normale on: Ganancia radiación olar: (hora muy cálida, cálida y normale) Q L r _ hx úil _ ren S ( W ven2 co in_ ado K crial Rad Solar l 2 0,8 K ( T 25)) /1000 X úil _ coche H in_ S Ganancia ranmiión: (hora muy cálida, cálida y normale) Q _ hx S ven2 coado L úil _ ren H in_ S ven2 coado 2 L úil _ ren W in_ 0,2 L ven2 coado 2 úil _ ren W in_ K T X K T Ganancia infilración y venilación: (hora muy cálida, cálida y normale) Q v _ hx 16 X /1000 N A T 0,335) ( N A H 0,82) / 1000 ( aire _ hx plaza pl _ e X aire _ hx plaza pl _ e Ganancia inerna: (hora muy cálida, cálida y normale) Q i _ hx Po Po N A (69,38 46,36 )) / 1000 ilu min ación evaporador W Lo valore 69,38 y 46,36 perona una perona, repecivamene. e ( plaza pl _ e correponden al calor enible y al calor laene de X 33

37 Lo cálculo para hora muy fría y fría on: Ganancia ranmiión: (hora muy fría y fría) Q _ hx S ven2coado L úil_ ren H in_ S úil_ ren 2 2 L úil_ ren W in_ 0,2 L Ganancia infilración y venilación: (hora muy fría y fría) Q v _ hx úil_ ren W in_ N A T 0,335/ 1000 plaza pl _ e Ganancia inerna: (hora muy fría y fría)) Q i _ hx aire _ dx P P N A 69,38) / 1000 ilu min ación evaporadore X ( plaza pl _ e KT X /1000 n el cao de que la emperaura de conigna ea imilar a la emperaura exerior, lo rene podrían realizar lo que e conoce como enfriamieno o calenamieno grauio, e decir, climaizar direcamene el aire exerior. Si no diponen de ea caraceríica, al conumo oal de climaización e le umará la cuara pare del conumo en hora muy cálida, donde e 1 hora. C auxc C auxcl / km C auxc _ hmc 1 C Para rene con una elevada longiud de puera por unidad de uperficie, no e aplica el coeficiene érmico, pueo que el volumen de aire que enra y ale al vehículo en la parada e muy elevado. n ea verión el conumo de auxiliare de climaización e modela como un porcenaje de la poencia inalada de lo equipo auxiliare (66%). Se conidera que e neceario calcular el conumo de auxiliare de ee modo cuando e cumple que: Por ano: l puera1co S ub direca C auxc P auxcomerci ale nergía necearia para el reo de lo ervicio auxiliare comerciale (iluminación, cafeería, ec.): ea energía e modela como el produco de la uperficie brua úil del ren por un coeficiene, igual para odo lo rene y paramerizable. n ee rabajo e ha omado por defeco el valor 0,05 kwh/h m 2. nergía necearia para lo auxiliare écnico (veniladore de equipo de racción, compreore, cargador de baería, ec.): e modela como el produco de la poencia de lo ervicio auxiliare écnico de uo por lo moore en función de la emperaura. A dicho coeficiene e le aigna el valor de 0,6 i el moor dipone de regulación para u venilación, y 0,7 i no dipone de regulación (valore paramerizable). Lo equipo écnico que e han coniderado on el compreor, el cargador de baería, lo veniladore de lo equipo de racción y el refrigerador del ranformador. 34

38 Dealle del cálculo Cálculo de la energía úil de auxiliare de calefacción y aire acondicionado por hora l conumo de energía úil por lo ervicio auxiliare de calefacción y aire acondicionado, por hora, e calculará para cada hora ipo en función de: volumen de aire a acondicionar (dimenione caraceríica del maerial rodane); coeficiene de ranmiión del calor K (caraceríica de ailamieno del ren); uperficie del ren (de venana y parámero ciego en u diferene pare, e decir, coado, echo, exremo, ec.); número de perona en el ren (caraceríica del ervicio); volumen de aire que e renueva (Q, en m 3 /perona y hora), que e upone igual para odo lo rene y ervicio, y que a lo efeco de ee proyeco eimaremo en 15 m 3 /h por perona en hora muy cálida y cálida, y 20 m 3 /h por perona en hora normale, fría y muy fría (valor paramerizable); y diferencia enre la emperaura media exerior y la emperaura de conigna (ΔT, valor que e upone igual para odo lo rene y ervicio y que a lo efeco de ee proyeco e oma como ΔT=15ºC en hora muy cálida, ΔT=10ºC en hora cálida, ΔT=2ºC en hora normale, ΔT=17ºC en hora fría y ΔT=22ºC en hora muy fría, valore paramerizable). La energía necearia para la calefacción y el aire acondicionado e conidera diferene i el ren iene dipoiivo regulador de la enrada de aire en función de la ocupación o i no lo iene. Uauxca V L Linea S mediaconparada nergía para ervicio auxiliare de iluminación y oro ervicio auxiliare comerciale La energía úil necearia para alimenar la iluminación y oro ervicio auxiliare ( Uoro) e: Uoro V L Linea S mediaconparada nergía necearia para lo auxiliare écnico C auxc ( S 0,05) La energía úil necearia para alimenar lo auxiliare écnico, e decir, lo compreore, el cargador de baería, lo veniladore y lo equipo de refrigeración de venilación ( Uécnico) e: Uécni co Po auxtecni co K VenMoor ub ( V L Línea S mediaconparada Si exie regulación de la venilación de lo moore en función de la emperaura, K e igual a 0,6; i no, e conidera 0,7. VenMoor nergía para auxiliare necearia a la enrada del vehículo La energía necearia a la enrada del vehículo para proporcionar ea energía úil e eima de la iguiene forma: ) 35

39 AUX auxelec Uaux _ o _ auxdieel Uauxca auxelec Uoro _ o _ Uécnico auxdieel Donde ρauxelec o ρauxdiéel e el rendimieno de lo equipo de ranformación de energía para lo ervicio auxiliare. Se adopan en ee proyeco como valore paramerizable de dicho rendimieno lo iguiene valore: n lo vehículo de racción elécrica en lo que lo auxiliare e alimenan de la caenaria e adopa el valor ρauxelec = 0,85 (valor paramerizable). n lo vehículo en lo que la energía para auxiliare ea producida por moore diéel embarcado, ρauxdiéel= 0,85 x 0,35 (coeficiene paramerizable). nergía oal necearia, por kilómero, para ervicio auxiliare La energía oal conumida por lo ervicio auxiliare, por kilómero de recorrido comercial, e calcula umando lo produco de la energía conumida en cada una la fae del ciclo (movimieno, parada comerciale; roación, allere y laencia) y muliplicándolo por la duración de cada una de ea fae): AUX/ km ( T Uauxca pcr ( yl Uauxca aux la aux Uoro T T ) L Uoro L Linea Uécni co Linea Uécni co 1T ro ) K auxaller T yl K auxla T la nergía conumida por lo ervicio auxiliare en lo periodo fuera de ervicio Lo periodo fuera de ervicio on aquello en lo que lo rene permanecen parado en depóio o allere in ripulación ni viajero a bordo. Durane eo iempo alguno ervicio auxiliare pueden ear en funcionamieno. a. Se define el Tiempo de acondicionamieno previo (T ap) como el iempo previo a la ubida de lo viajero en el que e conecan lo equipo de climaización para alcanzar la emperaura adecuada. b. Lo Tiempo en aller y limpieza (T l) on iempo en lo 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. c. l Tiempo de eacionamieno (o hibernación) (T hi) 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. 36

40 d. l Tiempo de roacione (T ro) e el iempo comprendido enre el final de un ervicio y el comienzo de 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 hay o puede haber viajero. La Recomendación Técnica Specificaion and verificaion of energy conumpion for railway rolling ock indica valore para eo iempo por día (p. 14) que on lo que en ea meodología e emplearán en cao de no conare con valore reale. Parámero Tiempo acondicionamieno previo Tiempo en aller y limpieza Tiempo de eacionamieno (hibernación) Valor 30 min/día y 60 min/día para cercanía 60 min/día 24 hora en operación Tiempo de acondicionamieno previo Tiempo en aller y limpieza Según dicha Recomendación, el cálculo del conumo de lo equipo auxiliare en eo periodo e debe hacer en función de un porcenaje de la poencia inalada. Si no e ienen oro valore e pueden emplear: Parámero % de poencia uada en acondicionamieno previo % de poencia uada en aller y limpieza % de poencia uada en eacionamieno (hibernación) Valor Aunque la recomendación écnica eablece eo iempo por día, en ea meodología e prefiere hacerlo por ervicio. Se han definido do coeficiene que reflejan el efeco de lo dipoiivo de ahorro de energía: - Coeficiene ahorro climaización (allere, hibernación) (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 hibernación. e coeficiene implica que el equipo de climaización e apaga en eo periodo, aunque igue funcionando la iluminación. - Coeficiene ahorro iluminación (hibernación) (K ahorroi), i dipone de un dipoiivo que regule el conumo energéico del equipo de iluminación cuando el ren e encuenra en la fae de hibernación. n concreo, i dipone de ee equipo e upone que el ren no iene conumo de iluminación mienra eá en eado de hibernación. 37

41 3.6. Cálculo y efeco de la energía elécrica regenerada por el freno regeneraivo n el cao de que el ren cuene con freno regeneraivo hay que rear (de la energía recibida), la energía elécrica producida por el freno regeneraivo. Dede luego, no oda la energía e aprovecha, pue en la línea elecrificada en corriene coninua que no eán doada de ubeacione reverible que permien la devolución a la red, la energía excedene que no e aprovechada por oro rene e quema en el freno reoáico. Pero el hecho de que pare de ea energía e aproveche o no, e algo que no depende del ren, ino de que haya o no haya ubeacione reverible, y en el cao de que no la haya, de que haya oro rene demandando energía. Tal y como indica la Recomendación Técnica Specificaion and verificaion of energy conumpion for railway rolling ock, el cálculo de la energía conumida por rene de racción elécrica que diponen de freno regeneraivo e debe medir: - en línea elecrificada en corriene alerna: energía nea en panógrafo. La energía devuela (de igno negaivo) no debe ener má facore de reducción que el impueo por el equipo de racción (i, por ejemplo, una pare de la energía de freno regeneraivo e iemáicamene quemada en reiencia incluo en modo regeneraivo); - en línea elecrificada en corriene coninua: e deben realizar do cálculo: el primero en la mima condicione que en corriene alerna; el egundo, con oda la energía conumida en el frenado en el vehículo in coniderar la energía devuela. o do reulado correponden a frenado regeneraivo puro y a frenado reoáico puro (p. 13). nergía elécrica diipable en el freno Siguiendo el principio de que únicamene deben enere en cuena para el cálculo del conumo lo facore que dependen del ren y coniderando que el grado de aprovechamieno de la energía regenerada enderá a ubir en el fuuro, e rea la energía regenerada en u oalidad, ano i efecivamene e aprovechada por oro ren como i e devuela a la red o i e diipa en el freno reoáico 12. nergía cinéica y poencial diipable en el freno Tal y como e ha expueo, la oalidad de la energía cinéica y poencial diipada en el freno e obiene de la iguiene expreión: fr M 1 kwh [ N N N N M c arg ado M ro V origenpkm / h c arg ado pc perv pp pnp 2 kg gm excalmm m L km] b 2 línea precio recordar que no oda la energía cinéica perdida en el proceo de deceleración e diipa en el freno o e ucepible de er regenerada, ya que una pare de la deceleración e conigue con la reiencia al avance (el uraendo ravd en la fórmula anerior decuena ea energía que no e diipa en el freno). 2 ravd 12 n ee puno, como ya e ha indicado, la olución adopada en ee proyeco e epara de la ugerida en lo documeno [1] y [2], en lo que ólo e uponía aprovechada, en corriene coninua, una pare de la energía elécrica regenerada. 38

42 nergía diipable en freno neumáico a muy baja velocidad Pero no oda la energía diipada en el freno puede converire en elecricidad con el freno regeneraivo, ya que la energía diipada en el freno neumáico no e recuperable. Para eimar la pare que e recuperable, e upone que lo rene con freno elécrico emplean (al meno parcialmene) el freno regeneraivo haa una velocidad mínima (V minf_moorxx) a parir de la cual emplean únicamene el freno neumáico. La fórmula de la energía elécrica regenerable e conviere enonce en: fr M kwh [ N N N N M cargado M ro V max_derivakm/ h V min_ F km/ h cargado pc perv pp pnp 2 kg gm excalmm m L km ] b 2 línea iendo V min_f el límie inferior de velocidad que e ua en el freno elécrico. n ee proyeco e ha adopado, por convenio, 5 km/h para aquello rene con moore de corriene alerna, y 15 km/h para rene con moore corriene coninua, iendo ambo valore paramerizable. nergía diipable en el freno neumáico por encima de la muy baja velocidad Incluo por encima de la velocidad V minf, una pare de la energía diipada en el freno puede er diipada por el freno neumáico, ya que la fuerza del freno elécrico puede no er uficiene para lograr la deceleración de ervicio y, por ello, acúan a la vez el freno elécrico y el freno neumáico. La pare de la energía diipada por el freno elécrico puede expreare aí: fr M 1 ro max_deriva F c ado 2 2 kwh [ N N N N M arg M V km/ h V min_ km/ h cargado pc perv pp pnp 2 kg gm excalmm m L km b B, ] r 2 línea donde B, r e el porcenaje de la energía de freno que, por encima de la velocidad V minf, va al freno elécrico. B, r depende de la poencia del freno elécrico (que e propia del ren) y de la deceleración de ervicio ( d ) que e aplique al ren (que e propia del ipo de ervicio). B, r e calcula aí: f ravd ravd B, r F dl rlec max_ frlec fr ( M cargado M ro ) F 2 d f La fuerza máxima del freno elécrico e divide enre 2 para coniderar la fuerza media del freno elécrico, pue la fuerza máxima del freno ólo e aplica a baja velocidade, y en realidad la fuerza e creciene a medida que e reduce la velocidad. nergía regenerada aprovechada por lo ervicio auxiliare Se upone que una pare de la energía devuela va a alimenar lo ervicio auxiliare del ren. a pare e calcula muliplicando el iempo en el que el vehículo eá frenando por la poencia inalada de auxiliare y por un facor de uo de lo auxiliare a deerminar, pero fijo. n ee proyeco e adopa el facor de uo 0,5, pero e maniene como un parámero del modelo que puede cambiare. nergía oal conumida por el ren por plaza eándar.kilómero. 39

43 A la via de la expreione aneriore, el indicador de conumo de energía epecífico de un ren e el que reula de la expreión iguiene: pan donde e exprea en racción elécrica en kwh/plaza eándar.kilómero, y en racción diéel en liro de gaóleo/plaza eándar.kilómero. P aux e gen 3.7. Cálculo de la energía primaria y la emiione Una vez calculado el conumo de energía neo, e puede obener el conumo agua arriba muliplicando el reulado por lo coeficiene de pérdida correpondiene. De ee modo e puede calcular: - l conumo de energía a la enrada de la ubeación (racción elécrica) e la energía nea muliplicada por el coeficiene de pérdida en la red elécrica ferroviaria que depende de la enión de elecrificación. Para racción diéel e muliplica por 1. ub _ bga n C - l conumo en barra de la cenral de generación (racción elécrica) e el conumo a la enrada de la ubeación muliplicado por el coeficiene de pérdida en el ranpore y diribución de la elecricidad. n el cao de racción diéel e muliplica por 1. bc ub _ bga C - l conumo de energía primaria e el conumo en barra de la cenral de generación (racción elécrica) muliplicado por el coeficiene que relaciona lo kwh generado con lo primario. Para racción diéel e muliplica por la pérdida dede el pozo de peróleo a la enrada del vehículo. p bc C - l conumo de energía fóil en racción elécrica e la energía conumida en barra de la cenral muliplicada por el coeficiene que relaciona kwh primario de origen fóil con lo generado. n el cao de racción diéel oda la energía conumida e de origen fóil. f bc f p red yd C (racción elécrica) f p (racción diéel) - La emiione de CO2 e calculan en barra de la cenral de generación (racción elécrica) o a la enrada del vehículo (racción diéel) muliplicando lo kwh conumido por lo gramo de CO2 emiido por kwh. m CO2 bc C emi 40

44 Facore de emiión y de pérdida para homogeneizar la comparacione Tano para comparar rene diéel con elécrico, o rene elécrico de diferene enione, e ha recurrido a lo reulado de diferene monografía del proyeco de Inveigación nertran 13 : a) aí, en [8] e decribe el ciclo de la energía egún el ipo de racción y e incluye una explicación cualiaiva de la pérdida de energía y de la emiione, lo que permie idenificar cuále on lo facore que deben enere en cuena en cada una de la comparacione; b) en [9] e preenan lo facore de emiión del gaóleo (y de oro combuible derivado del peróleo y del ga), aí como la pérdida de energía que e producen ane de llegar al vehículo; c) en [10] e calculan lo facore de emiione y de pérdida en la generación de elecricidad (paricularizado para el cao epañol), aí como la pérdida de energía en el ranpore y diribución de elecricidad egún el nivel de enión en que funcione el ren. 13 l Proyeco de inveigación nertran (Dearrollo de un modelo de cálculo y predicción de lo conumo energéico y emiión del iema de ranpore, que permia valorar la enibilidad de lo conumo a la deciione de inverión en infraerucura y de políica de ranpore) uvo el objeivo de obener un modelo ajuado para conocer el conumo de energía (y u emiione aociada) del iema epañol de ranpore, en función de la variable relevane de la que depende. Con él e preendía uperar la neceidad de exrapolar erie hiórica y calculada con meodología divera en el ámbio europeo para cada modo de ranpore. n el proyeco pariciparon enidade de nauraleza divera y ligada a diino modo de ranpore: la Fundación de lo Ferrocarrile pañole, la Univeridad Poliécnica de Madrid INSIA, la Univeridad de Cailla-La Mancha, ALSA, la Univeridad Ponificia de Comilla de Madrid, la Fundación General de la Univeridad Auónoma de Madrid, la Fundación Aguín de Beancour y la Fundación Univeridad de Oviedo. l proyeco nertran conó con una ayuda económica del Cenro de xperimenación de Obra Pública (CDX) denro de u primer programa de ayuda (2006). 41

45 42 Meodología de evaluación de la eficiencia energéica del maerial móvil ferroviario

46 4 VALORACIÓN CONÓMICA DL CONSUMO Haa el capíulo anerior e ha deerminado excluivamene, y como objeo báico del proyeco, el conumo que va a ener en un ren medido en kilovaio.hora o liro de gaóleo por plaza eándar.kilómero. También puede obenere el conumo (en liro de gaóleo o en kilovaio.hora) por kilómero.ren, muliplicando el indicador anerior por el número de plaza eándar. o e uficiene para epecificar la preacione de lo rene en un proceo de elección del maerial y para comparar uno rene con oro. Sin embargo, hay ciero propóio que requieren conocer ambién el impore económico de la energía que va a conumir el vehículo en odo u ciclo de vida. Para enender mejor la razone de ea neceidad, e reume eguidamene, adapada al cao, la reflexión obre la condicione de lo pliego formulada en [2] La condicione de lo pliego Lo llamado pliego de condicione coniuyen un inrumeno báico para la configuración de la caraceríica del iema ferroviario, ano en lo que e refiere a la infraerucura como a lo vehículo y u exploación. Aí, en el ámbio de la operación de lo ervicio de ranpore, e redacan do ipo de pliego de condicione relevane: para la adquiición del maerial rodane (pliego redacado por lo operadore de ervicio de ranpore); para liciar lo concuro de exploación o de conceión de ervicio (pliego que redacan la auoridade pública). n ambo cao, lo pliego epecifican una deerminada condicione relaiva a lo vehículo y a u preacione. l crierio del mínimo/máximo y el crierio de la valoración La condicione y preacione que e eperan de lo rene e pueden coneguir (en diferene grado) de do forma: xigiendo en el pliego un valor mínimo o un valor máximo del indicador que mide la preación (por ejemplo, epecificando que el ren endrá una poencia mínima de kw, o una velocidad máxima de 300 km/h, que endrá al meno 320 plaza o que conumirá, como máximo, 0,05 kwh/plaza_e.km). ableciendo crierio de valoración (écnica y/o económica) de la ofera que incluyan lo diferene valore poible de eo indicadore y la ponderación que e le concede. Por ejemplo, precribiendo que la valoración económica del coe del ren e hará dividiendo el precio oferado por el número de plaza; o que en el coe del ren para la valoración económica e umará el precio de adquiición y el coe de la energía que va a conumir a lo largo de u vida úil. 43

47 Generalmene, en lo pliego de condicione para la adquiición del maerial rodane o para liciar lo concuro de exploación o de conceión de ervicio e opa cai excluivamene por eablecer un valor mínimo o máximo de ciero indicadore (aí, lo aieno deberán ener la eparación mínima eablecida en la ficha UIC o la poencia deberá er al meno de kw ). llo hace que, una vez alcanzado el valor mínimo o máximo que permie cumplir la condicione del pliego, no exien eímulo adicionale para mejorar el valor del indicador, por lo que el dieñador no iene crierio que le permian enconrar un equilibrio i eán en juego do ineree conrapueo. Un ejemplo muy cláico e el de la configuración de lo aieno de un ren: una vez que e han cumplido lo mínimo, el dieñador del ren iene mucho eímulo para aumenar en lo poible la denidad de plaza del ren, inalando cuano má aieno ea poible i, como e lo habiual, el coe del ren (a lo efeco de valoración de la ofera) e mide dividiendo el coe oal del ren por el número de plaza que ofrece. poible que ee indicador por í mimo (coe/plaza) ea inereane, pero ambién e poible que el ópimo pueda alcanzare con un mayor coe por plaza derivado de un mayor confor de cada plaza. Dede luego, la poibilidade on mucha, pero el modelo deberá poder recoger oda ella, y el iema de epecificar únicamene mínimo o máximo no parece el má adecuado para lograr lo objeivo globale. xie una alernaiva complemenaria en el cao del conumo de energía al crierio del valor máximo. Coniiría en que, una vez fijado el conumo máximo admiible (que jugaría como una cláuula de admiibilidad de la ofera), e eablezca una regla de valoración del conumo, de forma que la evaluación de la ofera, pudiera realizare de acuerdo con uno baremo objeivo que puedan recoger la riqueza de maice que uponen lo divero valore y la mejora que, por debajo del conumo máximo, puedan ofrecere en el conumo del ren Neceidad de conocer el valor económico de la energía conumida en el ciclo de vida A la via de lo anerior, e aprecia que exien cao en lo que e neceario conocer el valor económico de la energía que va a conumir un ren en el conjuno de u ciclo de vida. Aí puede ocurrir, por ejemplo, en re upueo: 1. Se quiere oorgar, en la valoración écnica de lo rene, una ponderación a la reducción el conumo de energía por debajo del máximo acepado. Comoquiera que la reducción del conumo e raduce en ahorro económico en el conjuno del ciclo de vida, una forma encilla de valorar la mejora que e ofrezcan obre un conumo máximo acepado ería converirla en el coe económico que el conumo upone en el ciclo de vida del ren. 2. n oro cao puede ocurrir que el conumo de un ren, una vez conruido, no ea el precalculado. Y no porque el modelo no refleje la realidad (lo que no ería impuable en ningún cao al fabricane), ino porque algún dao conrucivo del ren no e correponde con el dao que e eimó para evaluar u conumo (por ejemplo, la maa del ren reula, una vez fabricado, er mayor que la declarada). n al cao reula evidene que e produce un perjuicio económico al operador, ya que el ren va a conumir má energía 44

48 que la que juificó la elección en el momeno de la compra. Por ello, y i el operador juzgae conveniene o neceario fijar una indemnización para eo cao, el valor de la diferencia de energía (calculada como eguidamene e expondrá) podría er un buen crierio para fijarla. 3. Finalmene, en alguno cao puede er conveniene conocer el ahorro que, en érmino de energía, puede uponer una deerminada mejora en el ren (por ejemplo, adopar un maerial má ligero para pare del vehículo, pero que reula má caro de adquiición). n ale cao puede er neceario conocer el coe de la energía en el ciclo de vida en cada una de la alernaiva que e comparan, para que la comparación pueda ayudar en la oma de deciión. Por ejemplo, emplear un maerial má ligero produce un ahorro de energía, pero reula má caro. Para decidir haa cuáno obreprecio debe admiire para ahorrar energía, hay que conocer el valor económico de la energía ahorrada por al reducción del peo Forma de cálculo del coe de la energía conumida Se pare del dao del conumo eórico precalculado por plaza eandar.kilomero (CONSST_NGerv), que e conoce por el cálculo expueo en lo capíulo aneriore. Si a lo largo de la vida del vehículo ée va a hacer vario ipo de ervicio, e pare de cada uno de lo conumo eórico precalculado. Supongamo, por ejemplo, que para un ren de ala velocidad, el conumo de energía eórico precalculado para lo ervicio de ala velocidad larga diancia e: CONSST_NGavld=0,037 kwh/pl_e.km. Y que el conumo de energía eórico precalculado para lo ervicio de ala velocidad media diancia e: CONSST_NGavmd=0,026 kwh/pl_e.km. l primer lugar, e muliplica dicho conumo por el número de plaza eándar del ren, para obener el conumo por kilómero.ren: n racción elécrica ería: CONS_ NG ( kwh/ pl_ ekm. ) CONSST_ NG ( kwh/ renkm. ) Pl_ e Y en racción diéel ería: CONS_ NG ( l / pl _ e. km) CONSST_ NG ( l / renkm. ) Pl _ e / ren( pl_ e/ ren) / ren( pl _ e / ren) Si en el cao del ren del ejemplo, el número de plaza eándar para el ervicio de ala velocidad larga diancia e de 330, u conumo por kilómero en ee ervicio e CONS_NGavld= 0,037 x 330 = 12,21 kwh/kmrenavld; y i el número de plaza eándar para el ervicio de ala velocidad media diancia e de 380, el conumo por kilómero e CONS_NGavmd=0,026 x 380 = 9,88 kwh/kmrenavmd. Se oma depué el precio de referencia de la energía PR-NGref, que e fija, para el año 2009, de la iguiene forma: Para racción elécrica: Para racción diéel: PR _ NG ,085 / kwh PR _ NG2009 0,6 / lirogaóleo 45

49 Se eima eguidamene la ubida anual de precio de la energía anual (i). Se adopa como hipóei una ubida de lo precio energéico del orden de un 0,6% por encima de la aa de inflación (valor paramerizable). Tomando el 2% como valor de la aa de inflación, la ubida anual de lo precio de la energía ería de: i 0,026 a a A coninuación e calcula el precio de la energía en cada uno de lo año de vida del vehículo. PR _ NG a PR _ NG ( a2009 ) 2009 (1 i) n el cao del ejemplo, uponiendo que el ren fuee a ear en ervicio enre lo año 2012 y 2036, el precio de la energía paaría de 0,092 /kwh en 2012 a 0,17 /kwh en n cada año el precio (en moneda corriene) ería el iguiene: Tabla 10. Precio de la energía elécrica enre lo año 2012 y 2036 PRCIO D LA NRGÍA LÉCTRICA NTR LOS AÑOS 2012 Y 2036 ( /kwh) Año PR_NGa 0,092 0,094 0,097 0,099 0,102 0,104 0,107 0,110 0,113 Año PR_NGa 0,116 0,119 0,122 0,125 0,128 0,131 0,135 0,138 0,142 Año PR_NGa 0,146 0,150 0,153 0,157 0,161 0,166 0,170 Dao parida i= 0,026 Año refer PR_NGref=PR_NG2009= 0,085 c /kwh Fuene: laboración propia Para obener el coe económico de la energía en el año a (COST_NGa), e muliplica el precio de la energía en dicho año (PR_NGa) por el conumo de energía por km.ren (CONS_NG) y por la diancia (en kilómero) recorrida en el año a. Reula enonce: Para la racción elécrica COST_ NG ( / año) PR_ NG ( / kwh) CONS_ NG( kwh/ km) DIST( km/ año) a Y para la racción diéel COST _ NG a ( / año) PR _ NG a a ( / l) CONS _ NG( l / km) DIST ( km / año) n el cao del ejemplo, uponiendo que el ren durane u primero 17 año de vida hace ervicio de ala velocidad media diancia, recorriendo una diancia anual (DIST) de km; y en lo iguiene 8 año de via hace ervicio de ala velocidad media diancia, con un recorrido anual de kilómero, el conumo de energía por kilómero y la diancia recorrida en cada año on lo recogido en la abla. Muliplicando, para cada año, eo valore por el precio de la energía, e obiene el coe económico de la energía conumida por el ren en cada año de vida: 46

50 Tabla 11. Coe de la energía en cada año enre lo año 2012 y 2036 COST D LA NRGÍA N CADA AÑO NTR LOS AÑOS 2012 Y 2036 ( ) Año COST_NGa Año COST_NGa Año TOTAL VIDA COST_NGa Coe de la energía (COST_NGa) en de euro ( ) corriene en el año Fuene: laboración propia Cálculo del valor acual de la energía conumida Lo coe que e han poner en relación con el coe de la energía (el precio pagado por la adquiición del ren e el má imporane de ello) e producen en el momeno de la enrega del ren, al comienzo de u ervicio comercial. Por ello, lo pago anuale de la energía deben deconare haa ea fecha. Adopado como aa de decueno d, la fórmula que permie conocer el valor acual e: VALOR_ ACTUAL_ NG Un valor razonable para d e de 0,05. COST _ NG n n a1 (1 d ) a n el ejemplo, el valor acual en el momeno de compra del ren (2012) de la energía conumida a lo largo de la vida úil del ren erá de euro egún e deprende de la abla. Tabla 12. Valor acual de la energía conumida cada año VALOR ACTUAL D LA NRGIA CONSUMIDA CADA AÑO Año VACT_NGa Año VACT_NGa Año TOTAL VIDA VACT_NGa VALT_NGa en el año 2012 Taa Decueno Fuene: laboración propia llo ignifica que una acuación en la fae de dieño que, por ejemplo, permiiera reducir el conumo de energía del ren en un 1%, reula inereane económicamene i u coe eá por debajo de euro por ren. 47

51 48 Meodología de evaluación de la eficiencia energéica del maerial móvil ferroviario

52 ANJO Tabla 13. Caraceríica de lo ervicio ipo Larga diancia ST AV-Mad-Cdb- ST LD CONV - Mál. Mad-Caragena Línea Caraceríica de la línea Longiud km L línea Longiud de únele km L únel 36,73 2,37 Facor de únel (Tf) T f 1,50 1,80 Tenión de alimenación kv T 2x25kV CA 3kV CC (ráf.normal) ae Diferencia de aliud (Hd-Ho) m A 0,0 0,0 od Coeficiene de curva dan/ C c 0,097 0,400 xceo epecífico pendiene mm / km p 335, ,75 Velocidad media del vieno exerior km/h V ve Caraceríica del ervicio Velocidad máxima del ervicio km/h V max 300,00 180,00 Velocidad media del ervicio (in parada) km/h V media 194,62 107,82 % aprovechamieno /plaza eándar % A pl_e 0,61 0,58 Denidad de plaza y ervicio? p 1 1 Coeficiene de rene vacío y in ervicio C v 1 1 Parada comerciale (in conar la final) Nº N pc 1,00 3,00 Parada comerciale equivalene Nº N pec 1,09 1,96 Parada écnica programada Nº N pp 0,00 0,00 Parada écnica no programada Nº N pnp 0,10 0,10 Parada equivalene por reducción de velocidad Nº N perv 2,78 10,56 Tiempo medio parada comercial min T pc 2,00 1,00 Caraceríica de lo periodo en parado Tiempo acondicionamieno previo min T ro 0,00 25,25 Tiempo en aller y limpieza min T yl 0,00 50,50 Tiempo de eacionamieno (hibernación) min T la 0,00 793,25 Tiempo de roación min T ro 40,00 40,00 Fuene: ALPI

53 Tabla 14. Caraceríica de lo ervicio ipo de media diancia ST AVANT - Mad- Seg-Vld ST MD CONV - Mora-Bcn ST RX - Mad- Soria Línea Caraceríica de la línea Longiud km L línea Longiud de únele km L únel 43,60 13,22 1,12 Facor de únel (Tf) T f 1,50 1,80 1,80 Tenión de alimenación kv T ae 2x25kV CA 3kV CC (ráf.normal) 3kV CC (ráf.normal) Diferencia de aliud (Hd-Ho) m A 0,0-37,0 0,0 od Coeficiene de curva dan/ C c 0,093 0,387 0,390 xceo epecífico pendiene mm / km p 1.360, , ,27 Velocidad media del vieno exerior km/h V ve Caraceríica del ervicio Velocidad máxima del ervicio km/h V max 250,00 140,00 120,00 Velocidad media del ervicio (in parada) km/h V 139,09 69,23 86,33 media % aprovechamieno /plaza eándar % A pl_e 0,60 0,52 0,57 Denidad de plaza y ervicio? p Coeficiene de rene vacío y in ervicio C v Parada comerciale (in conar la final) Nº N pc 1,00 15,00 9,00 Parada comerciale equivalene Nº N pec 2,00 10,72 7,01 Parada écnica programada Nº N pp 0,00 1,00 0,00 Parada écnica no programada Nº N pnp 0,10 0,20 0,20 Parada equivalene por reducción de veloc. Nº N perv 0,61 6,81 5,50 Tiempo medio parada comercial min T pc 2,00 0,50 0,50 Caraceríica de lo periodo en parado Tiempo acondicionamieno previo min T ro 5,42 12,30 14,65 Tiempo en aller y limpieza min T yl 10,83 24,60 29,30 Tiempo de eacionamieno (hibernación) min T la 158,70 385,90 463,45 Tiempo de roación min T ro 20,00 20,00 20,00 Fuene: ALPI

54 Tabla 15. Caraceríica de lo ervicio ipo de Cercanía, FGC y Tranviario y mero ST Cerc - l Caleyo-S.Juan de Nieva ST Suburbano FGC MM Línea 10 ST TRANVIA - Trambaixx Línea 0 0 L10 T1 Caraceríica de la línea Longiud km L línea Longiud de únele km L únel 1,90 8,17 20,59 0,00 Facor de únel (Tf) T f 1,80 1,80 1,15 1,00 Tenión de alimenación kv T ae 3kV CC (ráf.normal) 1,5kV CC 1,5kV CC 0,75kV CC Diferencia de aliud (Hd-Ho) m A od 0,0 0,0 0,0 0,0 Coeficiene de curva dan/ C c 0,804 1,471 0,682 0,966 xceo epecífico pendiene mm / km p 2.475, , , ,83 Velocidad media del vieno exerior km/h V ve Caraceríica del ervicio Velocidad máxima del ervicio km/h V max 140,00 90,00 110,00 50,00 Velocidad media del ervicio (in parada) km/h V media 50,09 37,36 51,19 22,10 % aprovechamieno /plaza eándar % A pl_e 0,33 0,26 0,33 0,28 Denidad de plaza y ervicio? p 2,49 2,49 3 2,49 Coeficiene de rene vacío y in ervicio C v Parada comerciale (in conar la final) Nº N pc 14,00 9,00 19,00 19,00 Parada comerciale equivalene Nº N pec 6,34 4,96 8,40 16,69 Parada écnica programada Nº N pp 0,00 0,00 0,00 0,00 Parada écnica no programada Nº N pnp 0,20 0,00 0,00 0,00 Parada equivalene por reducción de velocidad Nº Nperv 1,16 2,70 3,07 4,21 Tiempo medio parada comercial min T pc 0,50 0,30 0,33 0,33 Caraceríica de lo periodo en parado Tiempo acondicionamieno previo min T ro 4,00 4,42 2,43 2,67 Tiempo en aller y limpieza min T T yl 8,00 8,83 4,87 yl 8,00 8,83 4,87 5,33 Tiempo de eacionamieno (hibernación) min T la 127,00 140,75 75,35 83,00 Tiempo de roación min T ro 5,00 5,00 5,00 5,00 Fuene: ALP

55 BIBLIOGRAFÍA [1] García Álvarez, A. (2007): Meodología para la evaluación y normalización de lo conumo energéico de lo rene de viajero, comunicación preenada en el III Congreo Nacional de Innovación Ferroviaria, Sana Cruz de Tenerife, mayo de [2] García Álvarez, A.; Cillero, A.; Ramo, R.; Puene, F.; y Marín Cañizare, M. del P. (2008): Meodología para la evaluación de la preacione y eficiencia de lo rene de viajero. Madrid: FF. [3] UIC y UNIF (2010): Technical Recommendaion Specificaion and verificaion of energy conumpion for railway rolling ock. [4] Jiménez Redondo. J. A. (2006): Dieño de la cadena de racción elécrica. Ponencia preenada en la I Jornada de ficiencia nergéica en el Ferrocarril (FF), Madrid. [5] Arenilla, J. y López Gómez, J. L. (2007): La racción en lo ferrocarrile epañole. La racción diéel. Madrid: Vía Libre, FF. [6] Olea Unamuno, F. J. (2008): Rendimieno de la cadena de racción elécrica. Monografía lecrail/2. [7] Cillero, A.; Bouzada, P.; García Álvarez, A.; y Marín Cañizare, M. del P. (2008): Mérica y eandarización de lo conumo y emiione en el ranpore. Monografía nertran/6. [8] García Álvarez, A. y Marín Cañizare, M. del P. (2008): Uo de la energía en el ranpore. Monografía nertran/2. [9] López Marínez J. M.; Sánchez Alejo, J.; Gómez, A.; y Fernández, A.: Flujo del peróleo y del ga naural para el ranpore. Monografía nertran/8. [10] Pilo de la Fuene,.; Pérez Arriaga, J. I.; Hierro Auín, I. de L.; y Jiménez Ocavio, J. (2008): Flujo de la energía de la elecricidad para el ranpore. Monografía nertran/9. [11] García Álvarez, A. (2007): Dinámica de lo rene en Ala Velocidad: documeno de exploación écnica y económica de ferrocarrile. 4ª edición. Madrid: FF. 52

56 c o l e c c i ó n MON GRAFÍAS del FRROCARRIL INGNIRÍA / ARQUITCTURA e documeno e el reulado de la reflexión de un grupo de rabajo coniuido en el eno de la Fundación de lo Ferrocarrile pañole (FF) para el dearrollo del convenio firmado con el Iniuo para la Diverificación y Ahorro de la nergía (IDA). Ha ido dirigido por Albero García Álvarez con la colaboración de Mª del Pilar Marín Cañizare y han paricipado en él 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-Cercanía y Media Diancia; Jorge Blanquer Jaraiz, de Mero de Madrid; Rafael Fernández Pérez, de Ceren; Joep Llui Arqué y Joé Carlo Teré, de Ferrocarril de la Generalia de Caalunya; Ramón Vall Canoa, de Trambaix; y Ángel Cediel Galán, del IDA. a publicación forma pare de la Colección Monografía del Ferrocarril, Serie Ingeniería / Arquiecura, que edia la Fundación de lo Ferrocarrile pañole. dia: Colabora: