Camión con pantógrafo circulando bajo una catenaria en una autopista alemana.

El fracaso de las catenarias sobre carreteras

Parecía una buena idea: ¿por qué no instalar catenarias sobre las autopistas y pantógrafos en los camiones para electrificar el transporte por carretera? Los camiones podrían moverse sin emisiones y no tendrían que embarcar toneladas de baterías. Todo ventajas. Y sin embargo, esta es la historia de un fracaso, aunque por todas las razones incorrectas. Voces muy relevantes del sector profetizaron que el sistema no llegaría a ninguna parte. Y el gran proyecto en el que se embarcó Siemens, eHighway, se encontró con mil y una dificultades.

Pero los motivos detrás de las predicciones no fueron, al parecer, todo lo desinteresados que podrían haber sido. Y pocas de las dificultades encontradas en la ejecución del proyecto fueron debidas a problemas que surgieran de la tecnología. ¿Qué se dijo, qué ocurrió y por qué motivo podría haberse predicho el fracaso del sistema?

La predicción de Daimler

En 2021, Martin Daum, director de Daimler Truck, empresa desgajada de Mercedes-Benz para especializarse en el segmento del transporte de mercancías por carretera, afirmaba que:

No debemos enredarnos y seguir investigando todas las vías de desarrollo posibles. Las catenarias necesitarían una infraestructura a escala europea que abarcaría miles y miles de kilómetros. Los procedimientos de planificación asociados serían muy complejos, largos y cargados de incertidumbre. Esto hace que esta tecnología sea prácticamente inviable. Las catenarias también privarían a los transportistas de lo que es tan importante para ellos en sus tareas diarias de transporte: la flexibilidad. Por ello, los responsables políticos no deberían invertir más dinero en costosas pruebas piloto. El tiempo y el dinero son escasos y se necesitan urgentemente en otra parte.

[Gomoll 2023]

Daum estaba dejando meridianamente clara la estrategia de su compañía, que incluye el desarrollo de vehículos eléctricos de baterías (BEV, Battery Electric Vehicles) y de pila de hidrógeno (FCEV, Fuel Cell Electric Vehicles), pero, enfáticamente, no vehículos eléctricos alimentados por catenaria (BCEV, Battery Catenary Electric Vehicles).

Sin embargo, en sus argumentos hay algunos huecos. Para empezar, es cierto que dotar de catenarias a las carreteras requeriría miles de kilómetros de nuevas infraestructuras, pero su planificación no sería diferente de cualquier otra obra pública. Es decir: muy compleja y larga. La incertidumbre podemos dejársela a los países anglosajones, donde el arte de la planificación de la obra pública parece haberse perdido; no hay más que ver la reciente cancelación de la Fase 2 de la segunda línea de ferrocarril de alta velocidad de Reino Unido para un ejemplo sangrante. En el resto del mundo, cuando el interés público existe y hay viabilidad presupuestaria, la obra se aprueba, se planifica y se ejecuta.

Para continuar: ¿eliminarían las catenarias la flexibilidad, esa gran ventaja del transporte de mercancías por carretera? A la vista está que no: un camión dotado de pantógrafos como los mostrados por Siemens en su proyecto eHighway puede bajarlos y circular por una vía sin catenaria. ¡Incluso puede adelantar, bajando el pantógrafo y cambiando de carril! Desde el punto de vista de la infraestructura, el argumento funciona igual: la existencia de la catenaria sobre un carril de autopista no impide que un camión no habilitado para usarla circule por él. No hay tal pérdida de flexibilidad. O, dicho con una pincelada de ironía, los queridos camiones de Daimler no se transformarían en odiosos trenes eléctricos de la noche a la mañana.

Vídeo: Siemens Mobility.

Por último, el tiempo y el dinero son siempre escasos. Nadie quiere que se malgasten en proyectos de los que no va a poder beneficiarse.

Miedo, incertidumbre y dudas

Otra de las voces del sector, Gerrit Marx, director de Iveco —y por tanto competencia de Daimler— dijo en declaraciones al Frankfurter Allgemeine Zeitung:

Las baterías de los grandes camiones serían muy sensibles a interrupciones en la corriente de carga debidas a las irregularidades del firme. Además, los hilos de contacto se desgastan demasiado y, por último, un vehículo de pruebas con pantógrafo, batería y motor diésel cuesta actualmente 1,5 millones de euros.

[Piller 2023]

Estas afirmaciones son ejemplos de manual de la táctica disuasoria conocida como fear, uncertainty and doubt: miedo, incertidumbre y dudas. La primera afirmación ignora que no es obligatorio cargar las baterías directamente a partir de la corriente captada por el pantógrafo: pueden usarse circuitos acondicionadores intermedios. Por su parte, naturalmente que los hilos de contacto de la catenaria se desgastan, igual que la propia carretera al paso del camión; sin embargo, quizá aquí haya algo que examinar con más cuidado. Por último: millón y medio de euros me parece barato, teniendo en cuenta que no se producen en masa.

Sección de catenaria de carretera en los EE. UU., mostrando los diferentes elementos componentes etiquetados. De arriba abajo: poste, hilo sustentador, aislador, ménsula, soporte de ménsula, brazo de atirantado, péndola, hilo de contacto y macizo.
Sección de catenaria de carretera en los EE. UU. (Imagen: Siemens AG)

Al final, solo uno de los grandes fabricantes de camiones (Scania, filial del grupo Volkswagen) se interesó por la tecnología. Pero el desarrollo experimental estuvo plagado de errores organizativos, incidencias técnicas e incluso incidentes.

Errores de gestión e incidencias de operación

El ministerio federal de Medio Ambiente (Bundesumweltministerium) no tenía todavía los camiones encargados al fabricante para cuando las tres rutas de catenaria de pruebas (en la A5 entre Fráncfort del Meno y Darmstadt, en la A1 entre Lübeck y Reinfeld, y en la B462 en Murgtal cerca de Rastatt) estaban ya listas, en diciembre de 2018. El primer camión se entregó, desmontado, cinco meses después. El último de los 15 camiones que contemplaba el encargo llegó en abril de 2022.

Los camiones, que costaron un total de diez millones de euros, resultaron ser propensos a las averías. Se detectó que debido a las imprecisiones propias del GPS, los pantógrafos tendían a subir demasiado tarde y se retraían demasiado pronto. Hubo retrasos en la configuración de las zonas de prueba y con las certificaciones de obra. Adicionalmente, la pala de una máquina excavadora invadió el gálibo de la catenaria y provocó que buena parte de la ruta de entre Fráncfort del Meno y Darmstadt no estuviera operativa durante gran parte de 2022.

Pantógrafo del camión de Scania. Se aprecian cuatro mesillas para los dos hilos de contacto.
Pantógrafo compuesto del camión de Scania. (Imagen: Siemens Mobility)

Hubo problemas serios con la telemetría de los camiones que impidió hacer una descarga puntual de los datos. Como (quizá sin pretenderlo) previó Marx, el desgaste de los hilos de contacto fue más rápido de lo esperado, lo que pudo deberse a una interacción no deseada del metal con la sal arrojada sobre el firme de la carretera durante las heladas invernales y pulverizada después por el paso de los vehículos. Más importante: esta misma sal provocó que los aisladores de la catenaria, los componentes que garantizaban que no hubiera derivaciones eléctricas de los hilos en tensión hacia el poste y, por tanto, ubicaciones potencialmente peligrosas para los usuarios de la carretera, fallaran, con los consecuentes problemas de alimentación eléctrica.

Magros beneficios medioambientales

El golpe de gracia, sin embargo, lo dieron las evaluaciones de los investigadores de la Technische Universität Darmstadt: estimaron que la disminución neta de gases de efecto invernadero producida por la introducción de los camiones bajo catenaria sería de entre un 16 y un 21 por ciento, con un posible máximo del 22 por ciento. Los camiones, híbridos, seguían utilizando sus motores diésel durante los adelantamientos y en las fases del transporte previas y posteriores al uso de la catenaria. Estas cifras solo serían efectivas si la electricidad utilizada para alimentar el sistema fuera de origen renovable, extremo que el proveedor de energía no aclaró. Naturalmente, un camión con baterías podría haber evitado estas emisiones, pero entonces la misma existencia de la catenaria podría verse comprometida.

El coste económico tampoco acompañaba. La campaña experimental salió por 191 millones de euros, y las estimaciones de Öko-Institut, una organización privada sin ánimo de lucro que realiza estudios sobre ecología aplicada, afirmaron que el coste de operación de un sistema extendido de 4000 kilómetros de catenaria, con su flota de camiones correspondiente, sería superior al de la tecnología diésel.

Es seguro que un sistema de transporte por carretera descarbonizado tenga costes de capital y de operación superiores a los del diésel, y este no debe ser el argumento que impida avanzar en la adopción de sistemas de transporte más limpios. En estas comparaciones nunca se suele tener en cuenta, de forma inconsciente o deliberada, las externalidades de las emisiones de CO₂. Lo que sí es relevante, aquí, es que es posible que la catenaria sobre carreteras no sea la solución ideal. Las catenarias de la prueba alemana ya han sido desmontadas.

Chapuzas y parches

Más allá de los fallos organizativos que han conferido al proyecto alemán un aura chapucera, el concepto de catenarias en carreteras es problemático por una serie de motivos, y parte de ellos podían preverse. Para empezar, la sección típica de una catenaria en carretera, comparada con la equivalente ferroviaria, es considerablemente más pesada debido a sus mayores dimensiones tanto por anchura como por altura. Esto conlleva mayores costes de material. Por otro lado, la inexistencia de carril de acero obliga a tender dos hilos de contacto, como en las catenarias de los trolebuses, para cerrar el circuito. Con ello, el coste del cobre por kilómetro de ruta también es el doble que en el ferrocarril.

Por otro lado, y más allá de la desagradable sorpresa que supuso comprobar la interacción de la catenaria con la sal pulverizada —que, por supuesto, no existe en el entorno ferroviario—, los hilos de contacto van a estar sujetos a un desgaste por tonelada-kilómetro transportada muy superior con este sistema. Un tren de mercancías típico en Europa (de 750 metros) puede arrastrar alrededor de cuarenta vagones con uno o dos pantógrafos, en el caso de doble tracción. La catenaria para carretera tiene que soportar el paso de un pantógrafo para cada carga equivalente a un solo vagón ferroviario. Ni siquiera si hablamos de trenes de carretera, camiones articulados con longitud máxima de 16,40 metros de remolque y con los que no se hicieron pruebas, cambian las cifras significativamente. De modo que, en el caso de una implantación masiva de camiones con pantógrafo, estaríamos hablando de tasas de desgaste de los hilos decenas de veces más rápidas que las del ferrocarril, normalizando por el número de vehículos.

Llegado este punto, hay que preguntarse por qué insistir en ofrecer parches para soslayar las externalidades del sistema de transporte por carretera de larga distancia. Las catenarias sobre carreteras y los camiones con pantógrafo se han revelado como una medida bienintencionada de mitigación de emisiones que no es tan eficaz como se prometía y que plantea más problemas de los que resuelve. La legalización de los trenes de carretera (en España, en 2015) apenas ha impactado sobre las emisiones globales del transporte, aunque sí sobre las cuentas de los grandes operadores logísticos, que reducen sus costes de mano de obra y sobre la conservación del asfalto, cuyo desgaste crece con la cuarta potencia del peso por eje y, linealmente, con el número de ejes del vehículo.

¿Y si, simplemente, llevamos el tráfico al medio más eficiente, el tren?

Para leer más

[Gomoll 2023] Gomoll, W., y Viehmann, S. (17/08/2023). Desaster mit Ansage: Elektro-Lkw mit Oberleitung entpuppen sich als teurer Flop. FOCUS online. https://www.focus.de/auto/news/dafuer-hatte-man-2000-diesel-lkw-kaufen-koennen-190-millionen-versenkt-elektro-lkw-mit-oberleitung-sind-teurer-flop_id_201432050.html

[Nathusius 2023] Nathusius, I. (07/08/2023). Versuche mit Oberleitungslastern gescheitert? tagesschau.de. https://www.tagesschau.de/wirtschaft/energie/lkw-klimaneutral-lastwagen-100.html

[Piller 2023] Piller, T. (25/02/2023). Lastwagen der Zukunft: Welche Antriebsart macht das Rennen? FAZ.NET. https://www.faz.net/aktuell/wirtschaft/unternehmen/lastwagen-der-zukunft-welche-antriebsart-macht-das-rennen-18695738.html

Comentarios

6 respuestas a «El fracaso de las catenarias sobre carreteras»

  1. @blog En muchos países siguen usando trolebuses para el transporte público. No ha funcionado porque debe ser caro electrificar todas las carreteras del continente pero no sé ¡Más caro nos va a salir continuar con el zumo de dinosaurio!

    1. La catenaria del trolebús funciona muy bien a velocidades medias de 30 km/h y máximas de 50. Es mucho más sencilla, fundamentalmente urbana, y apoyada con baterías permite acabar con el problema de la inflexibilidad de las rutas. Creo que el trolebús es una buena solución cuando un tranvía no se justifica por demanda. Por otro lado, creo que no me he debido explicar… Para nada estoy a favor de mantener el statu quo. Es solo que las catenarias en carreteras es una de las peores soluciones para la electrificación del transporte, que tendría que ser ferroviario (y eléctrico, naturalmente) siempre para largas distancias, y eléctrico de baterías para distancias cortas. Todavía no tengo claro si el hidrógeno tiene sentido como vector energético en el transporte terrestre, pero si lo tiene, es precisamente en camiones.

  2. @blog muy buena entrada. Mi primera impresión ha sido: Todo lo malo de un tren + todo lo malo de un camión.
    Tras leerlo, me queda aún más claro que efectivamente es así. Este tipo de tecnologías las veo mas interesantes para líneas cerradas, como los autobuses, pero, al final, siguen siendo peor que un tranvía, o un tren propiamente dicho en casi todos los aspectos.

  3. @blog Me quedo con la última frase, sin duda.

  4. @blog Todo lo que no sea híbrido o con un tiempo de carga aceptable no será. El gran problema de la electrificación es el tiempo de carga de las baterías y las dificultades vistas con las catenarias. Se debe mejorar en la carga de baterías o incluso en un sistema que para camiones es relativamente factible de cambio de baterías en ruta. Una llevando el propio camión la batería de repuesto cargada o la otra que al llegar al punto de recarga pueda dejar la descargada y conectar la cargada sin muchos problemas. Para flotas de empresas grandes no sería muy difícil. Un camión con un solo conductor puede aprovechar las paradas reglamentarias para cargar, pero un camión con dos conductores no puede permitirse el lujo de pararse y esperar.

  5. La respuesta, como de costumbre, es ¡muy complicada! Teniendo en cuenta que no voy a ser tan preciso como de costumbre, voy a intentar esbozártela.

    La red convencional, en España, puede absorber mucho tráfico. Las estaciones de carga también tienen capacidad sobrante, aunque aquí ya me tiro menos a la piscina: gran parte de las campas de intermodal, por ejemplo, son usadas por los operadores logísticos como almacén de material a largo plazo. Por ejemplo: recuerdo que cuando se cerró el tráfico de mercancías por el Directísimo de Burgos, Pascual se quedó con el uso de un buen pedazo de la estación de contenedores de Abroñigal como centro logístico de camiones (no sé si sigue siendo así, pero no me sorprendería). Respecto del material rodante, Renfe tiene un sobredimensionamiento prácticamente cómico. Aunque quien le ponga el cascabel al gato de cuántas locomotoras y cuántos vagones que hay clasificados como activos son, en realidad, chatarra tirada por vías de apartado de todo el país se merecerá todo mi respeto (aunque, probablemente, sea despedido instantáneamente por aquello de que será el mensajero quien se lleve la hostia más gorda). Por último, no hay, ni de largo, maquinistas suficientes para mover todo el material rodante en el caso de que estuviera en orden de marcha. Apenas hay suficientes para mover lo que hay: Renfe (y, sospecho, los operadores privados) han adaptado la plantilla a la demanda real, para recortar costes.

    Cualquier «salto adelante», por tomar prestada una terminología obsoleta, tendría que empezar por

    1. una estimación de capacidad de tráfico admisible,
    2. una reordenación de estaciones de mercancías y puertos secos,
    3. una auditoría de activos y
    4. un programa de formación de maquinistas.

    Como mínimo. 1 es cosa de Adif. 2, de Adif, Renfe cuando esté en encomienda de servicio y de cualquier operador logístico privado que tenga instalaciones. 3, de Renfe (esto se va a tener que hacer sí o sí si entra Medlog (MSC) en el capital; de hecho, me sorprendería infinito que no haya ahora mismo alguien tirándose de los pelos). 4, finalmente, es cosa de todos los operadores y de los sindicatos de maquinistas, que son quienes tienen de facto la llave de acceso.

    Si a esto le sumas que en el «otro lado», en el sector del transporte por carretera, hay como poco diez veces más personas (es mucho más intensivo en mano de obra, por motivos evidentes), tienes el cóctel perfecto. No basta con hacer obras que permitan ampliar la longitud de los trenes a 750 metros en todos los corredores (estamos en ello, pero falta por hacer). El compromiso es mucho más complejo y el potencial de generar un conflicto social que tire un gobierno, enorme. Al menos la reconversión industrial de los altos hornos fue un tema localizado, igual que el cierre de las minas de carbón.