Monografas EnerTrans

Monografa 2

Usos de la energa en el transporte

Energy utilizations in the transport sector

Alberto Garca lvarez

M del Pilar Martn Caizares

Usos de la energa en el transporte Energy utilizations in the transport sector

Alberto Garca lvarez M del Pilar Martn Caizares Fundacin de los Ferrocarriles Espaoles

http://www.enertrans.es Alberto Garca lvarez, M del Pilar Martn Caizares De esta edicin, Grupo Gestor del Proyecto EnerTrans, 2008 ISBN: 978-84-89649-25-5 Depsito Legal: M-6383-2008

Esta monografa ha sido redactada por sus autores en el marco del Proyecto de Investigacion Desarrollo de un modelo de clculo y prediccin de los consumos energticos y emisin del sistema de transporte que permita valorar la sensibilidad de los consumos a las decisiones de inversin en infraestructura y de poltica de transporte(EnerTrans). El proyecto EnerTrans ha sido desarrollado por los siguientes organismos: Fundacin de los Ferrocarriles Espaoles, Universidad Pontificia Comillas de Madrid, Universidad Politcnica de Madrid-INSIA; Universidad de Castilla-La Mancha; ALSA; Fundacin General de la Universidad Autnoma de Madrid; Fundacin Agustn de Betancourt; Fundacin Universidad de Oviedo. El proyecto EnerTrans cont con una ayuda econmica del Centro de Experimentacin de Obras Pblicas (CEDEX) dentro de su primer programa de ayudas (2006). El proyecto EnerTrans estuvo dirigido por su invesigador principal Alberto Garca lvarez con el apoyo de un Comit Cientifico del que formaron parte las siguientes personas: Alberto Garca lvarez (Fundacin de los Ferrocarriles Espaoles); Ignacio Prez Arriaga y Eduardo Pilo de la Fuente (Universidad Pontificia Comillas de Madrid); Jose Mara Lpez Martnez (Universidad Politcnica de Madrid-INSIA); Alberto Cillero Hernndez y Carlos Acha Ledesma (ALSA); Timoteo Martnez Aguado y Aurora Ruiz Ra (Universidad de Castilla-La Mancha); Jos Miguel Rodrguez Antn y Luis Rubio Andrada (Fundacin General de la Universidad Autnoma de Madrid); Manuel Cegarra Plan (Fundacin Agustn de Betancourt) y Rosa Isabel Aza y Jos Franciso Baos Pino (Fundacin Universidad de Oviedo). El coordinador del proyecto por parte del CEDEX fue Antonio Snchez Trujillano. The aim of the EnerTrans research project is to obtain an accurate model to find out the energy consumption (and associated emissions) of the Spanish transport system, according to the important variables on which it depends, and thereby avoid the need to extrapolate historical data series calculated with various methodologies in the European sphere for each mode of transport. The participants include various universities and foundations linked to different modes of transport: Fundacin de los Ferrocarriles Espaoles, Universidad Politcnica de MadridINSIA, Universidad de Castilla-La Mancha, ALSA, Universidad Pontificia de Comillas de Madrid, Fundacin General de la Universidad Autnoma de Madrid, Fundacin Agustn de Betancourt and Fundacin Universidad de Oviedo.

The project has involved constructing a model which can be used to explain and predict energy consumption (and associated emissions) in the Spanish transport system, using a coherent methodology for all modes, considering all energy utilizations (construction, operation, maintenance, movement) and the whole energy cycle from source to final use, thus allowing the effects of the results of infrastructure or transport policy to be anticipated and evaluated. As a secondary objective, the project will permit assessment of the impact of any type of technical or operational measure aimed at reducing this energy consumption, which will be useful for transport operators.

It includes innovations such as taking into consideration different routes between the same points for each one of the different modes of transport, or separating consumption from load or space utilization coefficients.

The published documents corresponding to the EnerTrans project fall into three categories: Monographs, Articles and Technical notes.

Con la subvencin del Centro de Estudios y Experimentacin de Obras Pblicas

(Ministerio de Fomento), nmero de proyecto PT-2006-006-01IASM.

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NDICE NDICE............................................................................................... 3

1. INTRODUCCIN .............................................................................. 5 1.1.Objeto....................................................................................... 5 1.2.Justificacin................................................................................ 6 1.3.Metodologa ................................................................................ 7 1.4.Terminologa ............................................................................... 7 1.5.Modos de transporte ...................................................................... 9

1.5.1 Carretera ......................................................................... 9 1.5.2 Ferrocarril ....................................................................... 10 1.5.3 Areo............................................................................. 11 1.5.4 Martimo ......................................................................... 12 1.5.5 Tubera........................................................................... 15 1.5.6 Cable y cinta .................................................................... 15 1.5.7 Resumen de modos de transporte ........................................... 16

2. CONSUMO Y FLUJOS DE ENERGA EN EL TRANSPORTE................................ 17 2.1.Actividades en el transporte que consumen energa ............................... 17

2.1.1 Energa necesaria para el mantenimiento y otros consumos indirectos 19 2.1.2 Comparacin de la energa empleada en la explotacin del transporte 19

2.2.Flujos de energa ......................................................................... 20 2.2.1 Esquema de flujos de la electricidad y el petrleo....................... 22

2.3.Prdidas de energa...................................................................... 23 2.3.1 Definicin de rendimientos y coeficientes de prdidas.................. 23 2.3.2 Clasificacin de las prdidas de energa ................................... 24

3. ENERGA TIL ............................................................................... 26 3.1.Clculo de la energa til ............................................................... 26 3.2.Energa til consumida para el movimiento del vehculo.......................... 27 3.3.Energa consumida por los servicios auxiliares ...................................... 27 3.4.Energa generada en el frenado ....................................................... 27 3.5.Energa consumida en fases complementarias del ciclo de transporte.......... 27

4. ENERGA FINAL.............................................................................. 27 4.1.Sistemas de propulsin .................................................................. 27 4.2.Vectores energticos .................................................................... 27 4.3.Orden de magnitud de rendimientos en el vehculo................................ 27

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5. ENERGA PRIMARIA ......................................................................... 27 5.1.Prdidas en traccin elctrica ......................................................... 27 5.2.Prdidas en traccin con derivados de petrleo .................................... 27

6. COSTES Y EFECTOS NEGATIVOS DEL USO DE LA ENERGA EN EL TRANSPORTE ... 27 6.1.Contribucin al agotamiento de las reservas naturales ............................ 27 6.2.Emisiones de contaminantes ........................................................... 27

6.2.1 Emisiones de gases de efecto invernadero................................. 27 6.2.2 Emisiones con impacto en la calidad del aire ............................. 27 6.2.3 Cuantificacin y variabilidad de las emisiones segn vectores energticos.................................................................................. 27

7. ESTANDARIZACIN DE LOS CONSUMOS Y EMISIONES .................................. 27 7.1.Unidades de referencia del consumo especfico .................................... 27 7.2.La cuestin de las diferencias entre trayectoria y desplazamiento.............. 27

BIBLIOGRAFA ..................................................................................... 27

ANEXOS ............................................................................................ 27 Anexo A. Unidades empleadas .............................................................. 27

Unidades de trabajo o energa........................................................... 27 Macrounidades energticas............................................................... 27 Unidades de potencia ..................................................................... 27 Unidades de longitud y velocidad ....................................................... 27

Anexo B. Poder calorfico de algunos productos ......................................... 27

LISTA DE TABLAS Y FIGURAS.................................................................... 27

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1. INTRODUCCIN El desplazamiento de una masa (