Las colosales locomotoras de carga son un elemento fijo del paisaje estadounidense, pero sus motores de 4400 caballos de fuerza queman colectivamente 3500 millones de galones de diésel al año, en un momento en que los usuarios de ferrocarriles y otros combustibles fósiles enfrentan presiones para reducir la contaminación y las emisiones de gases de efecto invernadero.

Sin embargo, con poca fanfarria, la industria ha comenzado a operar locomotoras que funcionan con energía eléctrica almacenada, avanzando hacia un futuro en el que las tiendas de juguetes no son la única fuente de trenes a batería. Las líneas de pasajeros estadounidenses también podrían verse transformadas por la tecnología, aunque los funcionarios ferroviarios de California dicen que no funcionará para el tren bala del estado.

En una prueba recién completada, BNSF hizo funcionar un tren de carga de Barstow a Stockton con una locomotora de batería experimental, junto con dos locomotoras diésel, y logró una reducción del 11 % en el consumo de combustible, junto con reducciones similares en las emisiones de óxidos de nitrógeno, partículas pequeñas y gases de efecto invernadero. Se espera que una futura versión operativa mejorada mejore la eficiencia del combustible en un 30 %.

La prueba fue un "momento decisivo para el tren de carga", que aceleró la industria hacia locomotoras de cero emisiones, dijo Eric Gebhardt, director de tecnología de Wabtec, que desarrolló el sistema en su centro de investigación cerca del lago Erie en el norte de Pensilvania.

Los trenes que funcionan con baterías y celdas de combustible de hidrógeno se encuentran entre las únicas opciones viables de la industria ferroviaria para reducir los gases de efecto invernadero. Cada locomotora a batería que reemplace a una diesel reducirá las emisiones de dióxido de carbono en 3000 toneladas por año, estima Wabtec.

Pero es poco probable que puedan reemplazar rápidamente los trenes que funcionan con diésel. Los ferrocarriles de carga de EE. UU. están inundados de locomotoras excedentes y nadie puede predecir cuánto costarán los sistemas que funcionan con baterías, en comparación con los diésel existentes de $ 3 millones.

"Las locomotoras de batería son factibles", dijo Michael Iden, un consultor que fue durante mucho tiempo director de ingeniería de locomotoras de Union Pacific. Iden compara el logro de Wabtec con el primer vuelo motorizado de los hermanos Wright:una prueba de concepto lista para el desarrollo. Se probarán pronto en los puertos y patios ferroviarios de California, anotó.

Dicho esto, "Estimar el costo de las locomotoras de batería disponibles comercialmente en producción es, en mi opinión, como pronosticar el precio de varias casas con garaje para tres autos y cuatro habitaciones completamente ajardinadas con piscinas enterradas en Marte", dijo Iden. "Es posible que algún día tales casas existan en Marte, pero eso está muy lejos".

Mucho dependerá del grado en que los reguladores estatales y federales presionen a los ferrocarriles para que limpien sus emisiones. Aquí en California, la Junta de Recursos del Aire del estado quiere que los ferrocarriles reduzcan o incluso eliminen los diésel en los próximos 14 años.

El sector del transporte representa el 29% de las emisiones de gases de efecto invernadero de EE. UU. Dentro de esa categoría, la industria ferroviaria, que mueve el 40 % de la carga de larga distancia, representa solo el 2 %, según datos de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. Pero los trenes de carga, así como los camiones, exponen muchos corredores urbanos poblados, especialmente los vecindarios cerca de los puertos de Long Beach y Los Ángeles, al hollín y la contaminación.

"Podemos hacer más", dijo Ian Jefferies, presidente de la Assn. de American Railroads, citando el potencial de los trenes que funcionan con baterías. "Es un buen negocio reducir las emisiones y reducir el consumo de combustible y refleja los objetivos de la sociedad". Al mismo tiempo, Jefferies y su organización se oponen a las regulaciones propuestas para eliminar los motores diésel y dicen:"No tiene sentido".

Severin Borenstein, experto en energía y profesor de la Escuela de Negocios Haas de UC Berkeley, dijo que es probable que los ferrocarriles no obtengan un pase libre en los problemas del cambio climático.

"El hecho de que los ferrocarriles ya sean la fuente de transporte más eficiente es excelente, pero todos debemos reducir los gases de efecto invernadero", dijo. "Los ferrocarriles son una fuente importante de gases de efecto invernadero".

Además de los trenes de carga, los trenes que funcionan con baterías y celdas de combustible prometen mejorar los trenes de pasajeros de EE. UU., que generalmente funcionan en rieles propiedad de los ferrocarriles de carga, como BNSF y Union Pacific. Estas empresas se oponen a las líneas eléctricas aéreas, como las que alimentan el tren ligero urbano, debido a la posible interferencia con las operaciones de carga. Las locomotoras con pilas de combustible y baterías eliminan ese conflicto potencial.

En San Bernardino, la autoridad de transporte del condado está esperando la entrega de un tren de pasajeros impulsado por celdas de combustible de hidrógeno, que entrará en servicio en 2024 en el sistema ferroviario suburbano Metrolink. El tren está siendo desarrollado en Suiza por Stadler, que también fabrica una línea de trenes de alta velocidad que funcionan con cables.

Además de reducir la contaminación, el tren Stadler puede acelerar y desacelerar más rápido que un diésel, lo que reduce los tiempos de viaje, al igual que los vehículos eléctricos que imitan a los autos potentes de la década de 1960, y es probable que atraiga a los pasajeros con fuertes creencias ambientales.

"Estamos al comienzo de un período de transición y hay mucho movimiento en la tecnología", dijo Guido Vogel, jefe de ingeniería de Stadler. "Hay un impulso político para alejarse de la propulsión diésel".

La industria ferroviaria de EE. UU. ha realizado transformaciones clave en el pasado, pasando de la madera al carbón y del carbón al petróleo, antes de su actual dependencia del diésel. Hoy opera lo que se considera el sistema de carga más eficiente del mundo.

Unas 23.000 locomotoras recorren la red ferroviaria del país todos los días. La mitad de ellos operan en California. A pesar de que son aproximadamente cuatro veces más eficientes en combustible que los camiones de plataforma grande, en términos de toneladas-milla transportadas, queman aproximadamente un galón de diésel cada 2000 pies.

Súmelo todo, y este uso anual de diesel de 3.500 millones de galones llenaría un río de 10 pies de profundidad y 25 pies de ancho desde Los Ángeles hasta Phoenix.

La Junta de Recursos del Aire de California, que ayudó a financiar la prueba Wabtec, cree que los trenes son una fuente demasiado grande de gases de efecto invernadero para escapar de una mayor regulación.

Los reguladores del aire comenzaron a tomar medidas drásticas contra los ferrocarriles de carga, específicamente BNSF y Union Pacific, en 1998, cuando firmaron un pacto voluntario que requería el uso de motores diesel más nuevos que produjeran menos contaminación. Pero el acuerdo comprometió a los ferrocarriles a usar incluso generaciones más nuevas de motores diésel. En la actualidad, los dos ferrocarriles operan solo 472 de los sistemas más modernos, conocidos como diésel de nivel 4, de los 11 217 que operan en California en un momento dado, según un informe anual a la junta aérea.

"No hay nada que los obligue a deshacerse de sus locomotoras Tier 0", dijo Ajay Mangat, supervisor de la sección de sistemas de carga de la junta aérea.

El personal de la junta aérea está preparando regulaciones complejas para eliminar las emisiones ferroviarias para 2035, aunque depende de la factibilidad técnica, dijo. La propuesta irá a la junta de aire para una votación el próximo año.

Jefferies, el jefe de la asociación ferroviaria, dijo que las regulaciones propuestas ignoran una reducción voluntaria del 70 % en las emisiones de California desde 2005. Más concretamente, la asociación afirma que la junta aérea no tiene jurisdicción legal porque los ferrocarriles están sujetos únicamente a la regulación federal, un derecho de larga data. .

Incluso si la junta aérea no logra imponer regulaciones estrictas, los ferrocarriles, al igual que otras industrias, enfrentan presiones de muchas direcciones:accionistas, clientes, empleados y grupos de defensa.

En Japón, Alemania, el Reino Unido y los EE. UU., aproximadamente media docena de fabricantes de equipos ferroviarios están desarrollando sistemas que operarían trenes con baterías o celdas de combustible de hidrógeno, según un informe de investigación de la industria.

Gebhardt de Wabtec dijo que el costo inicial de una locomotora a batería será mayor que el de una diésel tradicional, pero los costos de combustible con carga eléctrica serán menores. Dado que las locomotoras existentes utilizan motores diésel para generar energía que impulsa los motores de tracción eléctrica, solo se debe resolver la generación de electricidad.

"Tiene sentido desde el punto de vista económico, ya que las baterías mejoran exponencialmente", dijo Gebhardt.

En la prueba de California, las baterías se recargan cada vez que el tren frena lentamente, lo cual es frecuente en las rutas de carga. El tren Wabtec recargó sus baterías, a través del frenado regenerativo, en el empinado descenso de 4000 pies desde el Paso Tehachapi hasta el Valle de San Joaquín, por ejemplo.

Otra locomotora a batería anclará un proyecto de demostración de Pacific Harbor Line en los puertos de Los Ángeles y Long Beach. La locomotora de 3200 caballos de fuerza, fabricada por Progress Rail, una unidad de Caterpillar, puede transportar automóviles por el puerto durante 24 horas con una sola carga. Union Pacific acaba de comprar una locomotora a batería para usarla también en uno de sus patios de maniobras de California.

Carrie Schindler, directora de programas ferroviarios y de tránsito de la Autoridad de Transporte del Condado de San Bernardino, dijo que su tren de dos vagones Stadler se pondrá en servicio en una línea de nueve millas recién construida entre San Bernardino y Redlands, haciendo 16 viajes de ida y vuelta por día. a 79 mph.

Un tren eléctrico es más eficiente energéticamente que un automóvil eléctrico, por pasajero, dijo Vogel, jefe de ingeniería de Stadler.

Schindler dijo que el programa de $23 millones para el desarrollo de tecnología y conjuntos de trenes permitirá reducciones significativas de emisiones sin el enorme costo de construir líneas aéreas de alto voltaje. El sistema de pasajeros de Caltrain entre San José y San Francisco está pagando $2 mil millones por solo 50 millas de cables aéreos.

Por el momento, parece poco probable que la autoridad del tren bala de California adopte la tecnología. Cuando se le preguntó al respecto en una audiencia legislativa reciente, el presidente ejecutivo Brian Kelly dijo que los trenes inalámbricos propuestos no cumplirían con el mandato de velocidad de 220 mph, escrito en la ley. La autoridad ferroviaria está en proceso de emitir un contrato este año para un sistema cableado y trenes relacionados, aunque dijo que la autoridad monitoreará la tecnología de las baterías.

Los planes de la autoridad ferroviaria surgieron en negociaciones recientes con la Legislatura para obtener fondos adicionales, lo que generó preocupación sobre si el tren bala no está considerando el potencial de una tecnología revolucionaria. Los líderes legislativos se fueron sin ningún acuerdo para destinar más dinero, según una persona familiarizada con las conversaciones a puerta cerrada pero que no estaba autorizada a hablar públicamente de ellas.