La mirada del mendigo

19 enero 2022

Eficiencia del transporte terrestre de mercancías

Filed under: Ferrocarriles,Tecnología — Nadir @ 22:35

Disculpen sus vuecencias la baja calidad de las entradas, pero lo cierto es que no tengo ni tiempo ni ganas de más.

Si la comparativa entre un coche y una estufa os pareció extraña, como la velocidad y el tocino, hoy os propongo otra con términos algo más semejantes: el tren de mercancías (con tracción Diesel) y el camión.

¿Cuál es más eficiente? La respuesta parece obvia, el transporte por ferrocarril es conceptualmente superior al reducir la fricción de rodadura y prácticamente eliminar la aerodinámica (es despreciable respecto al volumen transportado). Pero tenía curiosidad de saber cuáles eran los números en cada caso, y aquí os muestro mis hallazgos.

Primero, el dato más asequible, la autonomía de un moderno trailer. Por ejemplo, una tractora Actros que es de las más populares en las carreteras europeas.

Consumo en autovía, que es lo más parecido en carretera al rodar de un tren: 24,2 l/100km cargado con 40 toneladas de peso total del conjunto (27.785 kg de carga útil). Eso nos da 0,87 l/(t*100km).

Ahora, un dato más complicado de obtener, el consumo de una locomotora. No encuentro muchas referencias, pero cojo por ejemplo este artículo de una compañía de ferrocarriles gringa. Nos habla de 492 ton-miles per gallon de media para su flota. Pasando a nuestras unidades y forma de expresar los consumos: 0,48 l/(t*100km). Corregido para tomar en cuenta sólo el payload o carga útil, considerando que supone los 3/5 de la masa total del convoy: 0,8 l/(t*100km)

Acercándonos a nuestro terruño, he encontrado algún estudio que combina el consumo de tracción térmica y eléctrica, así que lo desecho, pero indagando en foros treneros llego a otro interesante documento con un párrafo que transcribo:

Como cifra orientativa puede darse el que una locomotora de alrededor de 3.000 KW de potencia, circulando a plena carga por un trayecto en rampa de 15 milésimas llega a consumir hasta 10 litros de gasóleo por kilómetro. En cambio, con esa misma carga en sentido descendente, no llega a consumir ni siquiera un litro por kilómetro. Entre estos consumos extremos, las publicaciones especializadas y los propios constructores suelen dar una cifra de consumo medio de 4,5 litros/km para una locomotora de 2.500 KW remolcando trenes de hasta 800 t por líneas ferroviarias de perfiles medios.

Bien, ya tenemos una cifra para el caso español (interesante, pues son convoyes mucho más cortos que los gringos). 4,5 l/km para un tren de 800 t, 428 t de carga útil, nos da un consumo de 0,87 l/(t*100km). Que es bastante coherente con el anterior resultado.

Así, resumimos:

Tren USA = 0,8 l/(t*100km)

Trailer = 0,87 l/(t*100km)

Tren España = 1,05 l/(t*100km)

¿Mucha o poca diferencia? Eso ya, que cada uno opine. Yo me esperaba una diferencia mayor, y creo que podría aumentarse trabajando sobre la eficiencia de las locomotoras. No en vano estamos enfrentando al tren a una tractora novísima que es la punta de lanza de la tecnología en motores de automoción pesados. Aunque por otro lado, el camión debe trabajar cumpliendo unas estrictas normas de contaminación (Euro VI, para camiones) que aumentan leve pero perceptiblemente el consumo, mientras que las locomotoras pasan olímpicamente del tema. De hecho, que yo sepa, ni siquiera usan un gasóleo desulfurado, y por supuesto ni hablar de EGR, inyecciones de urea o filtros antipartículas. El transporte por ferrocarril es, como habíamos previsto y ahora comprobado, más eficiente que el transporte por carretera. Ahora, en emisión de sustancias nocivas, está en niveles de los camiones de hace 40 años. Es una máquina de contaminación masiva (y los aviones, otra, y los barcos ya ni te cuento incluso ahora que han prohibido el bunker al acercarse a costa).

Desde luego, un punto que puede ser definitivo a favor del ferrocarril es la facilidad con que puede ser electrificado en comparación con el transporte por carretera (que tampoco sería ninguna proeza, y ya hay tramos en pruebas con catenaria para camiones). El camión tendrá siempre la baza de la flexibilidad en el origen y el destino, y la limitación de que se necesita un conductor, con sus tiempos de descanso, para cada «pequeña» carga de 32 toneladas.

Por cierto, recuerdo que el gasóleo para tracción ferroviaria no paga el Impuesto Especial sobre los Hidrocarburos que sí paga el camionero. Así que está generando unas externalidades en forma de contaminación que no le son imputadas, desvirtuando la competencia.

¿Conclusión? Pues la conclusión de siempre, que no hay conclusión, que en el mundo de la tecnología no hay santos ni demonios, que la física es tozuda y no entiende de favoritismos, y que al final unos y otros son diferentes modos de transporte y tecnologías que están a nuestro servicio para cubrir de forma conjunta una necesidad. Cuál sea más conveniente en cada caso no es una cuestión a la que se pueda responder de forma predeterminada. Dejemos los dogmas para la puta religión.

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NOTA: Consumos corregidos a raíz de la información aportada en el comentario 3, donde se da justificación de las taras consideradas en el cálculo. Recomiendo su consulta y debate.

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12 comentarios »

  1. Um.
    Ya veremos cómo cuadran estos números con la idea de que hay que cerrar cuanto antes los ferrocarriles «convencionales» y sustituir algunos -no todos, por supuesto- por esas fantabulosas Líneas Nuevas de Alta Velocidad que sirven para llevar pasajeros de unas megaciudades a otras.
    Ahora mismo, el espejo donde se miran las empresas ferroviarias americanas ya no es sólo uno. Ninguna compañía ha heredado el cetro de la Pennsy. Aún así, los espacios geográficos a comunicar en Norteamérica favorecen claramente al tren de carga de toda la vida, muy bien adaptado para mover contenedores.
    Seguiré dándole vueltas a las líneas que habríamos debido hacer en la península Ibérica si el objetivo de los poncios de turno hubiera sido «vertebrar» los territorios en vez de abastecer la capital.

    Comentario por Juan Manuel Grijalvo — 20 enero 2022 @ 0:09 | Responder

    • Con los nuevos resultados, que me gustaría revisaras con atención porque me parecen sorprendentes, lo que sospecho es que hay una clara falta de evolución tecnológica en el dominio del ferrocarril de mercancías. Por motivos que hemos comentado en alguna ocasión, ceteribus paribus el ferrocarril debe ser más eficiente que el transporte por carretera. Si esta ventaja se invierte, es que los fabricantes de camiones están haciendo las cosas muy bien, y los de locomotoras están, como decimos aquí, «a velas vir». Así que debería, como dicen los gabachos, se sortir les doigts du cul y ponerse las pilas.
      Ahora me explico mejor la interminable caravana de camiones que recogen las mercancías de la mitad occidental de la península y se reúnen en Aranda de Duero camino de la frontera de Behobia. Ese tráfico de larga distancia, de grandes ejes troncales, debería ser realizado por ferrocarril. Y se están haciendo muchas cosas muy mal para que la mayoría sea por carretera.

      Comentario por Nadir — 21 enero 2022 @ 23:08 | Responder

  2. Bueno, se va un 35% entre un tractor europeo y una locomotora. Porque sospecho que los yankis tienen mayores consumos incluso en vehículos de transporte pesado como pueden ser sus camiones Kenworth.

    un 35% no es una cifra deseñable si decidiésemos cambiar estructuralmente la forma en la que movemos mercancías.

    Asumiendo que un cuarto de la energía global se destina a transporte, esa reducción del 35%, a gran escala, podría acarrear, a ojo, un 5% de reducción en el consumo global de energía. Eso son muchos millones de personas saliendo de la pobreza, o mucho, mucho acero fabricado para infraestructuras.

    Yo creo que para nivelar algo más el cálculo, tendríamos que mirar a la energía que requiere construir y mantener tanto las vías de ferrocarril, como las carreteras, e imputar esa cantidad de energía, o de CO2, a las mercancías que se mueven sobre ellas. Igual es un valor ínfimo, y lo cierto es que la última vez que busqué datos para justificar la cantidad de CO2 que se utilizaba en la construcción de carreteras, no llegué a ningún sitio. Los números estarán ahí, pero no son fáciles de encontrar.

    Igual, sólo igual, un sistema mixto donde los camiones dejan de hacer traslados de mercancías de alta distancia, podría ser una de las bases para construir un país más rico.

    Ahora bien, la máxima de este blog impera. Tenemos lo que nos merecemos. Si bien es cierto que a mi generación.. poco a poco, les van gustando menos los coches, y los compromisos financieros que estos acarrean.. Ya veremos como van las cosas. Yo, de seguro, no me compro un coche nuevo ni loco. Segunda mano y Euro 4, a poder ser. Ahora bien, también me parece una auténtica extorsión cuando Renfe me quiere clavar 180e por un billete Barcelona-Alicante.

    No sé si me esperaba más diferencia. un 35% ya es notable.

    Comentario por Don Juan — 20 enero 2022 @ 14:22 | Responder

    • Vaya, échale un ojo a los nuevos resultados, y discútelos si consideras procedente. Te aseguro que el primer sorprendido de los números que me salen soy yo, es contraintuitivo y me gustaría someterlos a vuestro criterio.

      Lo del coste energético de las infraestructuras… considerando su vida útil, yo creo que es completamente despreciable. Pero puede ser otra asunción errónea. Ya puestos, también habría que considerar el coste energético de la fabricación, mantenimiento y desguace del vehículo en cuestión. Y aquí creo que ganaría el tren, porque su vida útil es enorme.

      ¿180€ BCN-Alicante? Jodó. Si hay billetes Madriz-Ourense por 17€ (con mucha antelación y en Alvia, los de AVE a partir de 22€).

      Comentario por Nadir — 21 enero 2022 @ 23:01 | Responder

  3. Muchas gracias por tu blog.
    Sobre el tren español, creo que hay un error en el cálculo: 4,5 l/km para un convoy de 700 t de carga serían 0,64 l/(t*100km).
    Pero además, creo que en un convoy de 800 t no se pueden llevar 700 t de carga. Más bien creo que estará por las 500 t. Con lo que tendríamos 0,90 l/(t*100km).
    Me baso en los vagones que he visto aquí:

    Haz clic para acceder a CatalogoVagones2015.pdf

    Por otra parte habría que saber cuántos desplazamientos hacen de vacío los camiones y los vagones.
    Saludos

    Comentario por Martínez — 21 enero 2022 @ 12:05 | Responder

    • el MMC (60″ para llevar 40″ centrado) Carga máxima 58 toneladas, Tara 21. Cargados hasta arriba de contenedores de 31t (por interoperabilidad con Camiones) nos daría.. un 67% de carga efectiva.

      Y 31 toneladas no es, porque los traileres pesan. Vamos a suponer unos pesos de 28 toneladas, al límite de lo que lleva un contenedor de 40 pies. Nos vamos a un 57% de carga efectiva. Vamos que la realidad es que como mucho 500 toneladas y en un convoy de 800t muchas veces 400t de carga efectiva. A espera de saber cuando pesa una locomotora. Que seguro que el maestro Grijalvo nos podrá dar algún número.

      Menuda depresión. Imagino que los números dan mejor para tolvas.. pero no, no me lo imagino, según el link de Martínez el 50% de la masa máxima se destina a el propio coche/vagón, como se llame.

      Esto tiene que hacer caer la eficiencia bastante. Porque una unidad tractora + trailer rondan las 15t, sobrándoles 25t para carga, o lo que viene siendo lo mismo, un 62% de masa destinado a carga efectiva.

      Comentario por Don Juan — 21 enero 2022 @ 21:33 | Responder

    • ASÍ-DA-GUSTO.

      En serio, qué maravilla cuando se puede entablar una conversación con más datos que palabras.

      Lo primero, error tontísimo. Al final escribí 800 en la calculadora, y no los 700 que había calculado a ojímetro. Muchas gracias por apuntarlo. Pero es que ya lo siguiente es para nota. Yo quería hacer una primera aproximación, pero tú hilas mucho más fino y me obligas a refinar el cálculo. Te lo agradezco enormemente y te odio por ello, a partes iguales. 😛

      La cuestión es que mi ojímetro estaba mal calibrado, no sólo en el caso del tren, sino también en el del camión. Te cuento. La tractora del ejemplo pesa 8.225 kg, de ahí mis 32 toneladas. Pero es que el semirremolque no está hecho de éter. De hecho, y para mi sorpresa, pesa casi tanto como la propia tractora y, por lo tanto, no es nada despreciable. He mirado semis de 32 t y vienen pesando unas 7,5 t los de caja cerrada.
      http://www.servitrucks.com/detalle/327/SR-3E.html
      Pero para hacer la comparativa lo más equilibrada posible, escojo un semirremolque portacontenedores, y ya que vamos buscando la eficiencia, uno especialmente ligero (que, por lo tanto, permite más MMA):
      https://www.todotransporte.com/texto-diario/mostrar/3276502/kgel-lanza-portacontenedores-40-pies-menos-4000-kg-tara
      3990kg.
      Por lo tanto, al final, la carga útil (payload) de ese conjunto de 40 t serían 27.785 kg, y el consumo de 0,87 l/(t*100km)

      Y ahora, vamos con el tren. Hablan de un máximo de 800 t, al cual nos ajustamos. Pero hay que descontarle al menos el peso de la locomotora y los vagones. La locomotora, debemos escoger una de 2500 kW que comentan en la página. Si el señor Grijalvo no se opone, tomaré la 333 de Renfe, con una tara de 120t.
      https://es.wikipedia.org/wiki/Serie_333_de_Renfe
      Y para los vagones, gracias a tu fantástico enlace, escojo vagones portacontenedores, y dentro de ellos los más livianos en función de la carga, el tipo MMC. Para cargar 680 t, necesitaremos 12 de ellos, que suponen 252 t.
      Así que la carga útil de un tren de 800 t se queda en 428 t.
      El consumo reformulado, entonces, sería de 1,05 l/(t*100km).

      Y también habrá que reformular el caso gringo, pues me figuro que su cifra de consumo cuenta el peso total del convoy, y no el de la payload. Y realmente, lo útil es mover la carga de un sitio a otro, el peso de la máquina que empleemos para moverla no nos aporta ningún beneficio. Y la medida de eficiencia es siempre lo que obtienes (mover tal carga a tal distancia) entre lo que te cuesta (consumo de combustible). Por lo tanto, considero conveniente aplicarle un generoso coeficiente de 3/5, habida cuenta que los trenes gringos son más largos y, por lo tanto, la masa de la locomotora, por mucho que sea más grande y potente, se reparte entre más payload. Lo cual nos dejaría el consumo en 0,8 l/(t*100km).

      Procedo a corregir la entrada o, qué coño, a publicar los resultados corregidos en entrada nueva.

      Mil gracias a ti por tu comentario.

      Comentario por Nadir — 21 enero 2022 @ 22:37 | Responder

      • En mi opinión, aparte de tener en cuenta el gasto energético también habría que contar con el gasto de operación y mantenimiento.

        Es decir:

        – Si transportamos 428 toneladas en tren necesitamos 1 o 2 conductores y mantener 1 locomotora de 120 Tm y 12 vagones de 12 Tm
        – Si transportamos 428 toneladas en camión necesitamos 1 o 2 conductores (trayectos largos) y mantener 15 camiones de 8 Tm y 15 remolques de 4 Tm.

        Por lo tanto en cuanto a personal necesitaríamos 15 veces más usando camiones que usando trenes. Todas estas personas necesitan transporte, electricidad, calentarse en invierno, etc. lo que impacta indirectamente en el gasto energético.

        En cuanto a mantenimiento dudo mucho que mantener un mismo elemento en un tren (de 120 Tm) que en 15 camiones (15 * 8Tm = 120 Tm) cueste lo mismo. Probablemente el gasto en mano de obra el mismo en un tren que en un camión y el gasto en piezas sí pueda ser 15 veces más caro en el tren. Si consideramos el ratio 1-1 entre mano de obra y piezas tendríamos que el mantenimiento de 15 camiones cuesta 15X y el de 1 tren 7,5X + 1X = 8,5X

        En cuanto al mantenimiento de los remolques/vagones veo que has elegido remolques «ligeros» de 4 Tm que por lo que entiendo no es algo habitual. Probablemente sea porque necesiten una construcción más especializada y materiales más caros, con lo que tendrán un mayor mantenimiento. Suponiendo que los camioneros no son tontos (que no lo son) supongo que sólo los usarán en casos donde quieran llevar la mayor carga posible en el camión. Por eso a efectos de mantenimiento consideraré los remolques como de 8 Tm para compararlos con los vagones y su coste de mantenimiento, con lo que tendremos que cada vagón de 21 Tm tendría un coste de mantenimiento de 21 / 8 = 2,5 remolques. En total los vagones costarían 12 * 2,5Y = 30Y y los remolques 15Y

        En total:
        – Tren: 8,5X + 30Y
        – Camión: 15X + 15 Y

        Por lógica la X (mantenimiento cabeza tractora) debería ser mucho mayor que la Y (remolque), al menos 3 o 4 veces más, con lo que suponiendo:
        Si X = 3Y:
        – Tren: 8,5X + 30Y = 8,5*(3Y) + 30Y = 55,5Y -> ligera ventaja del tren
        – Camión: 15X + 15 Y = 15*(3Y) + 15Y = 60Y
        Si X = 4Y:
        – Tren: 8,5X + 30Y = 8,5*(4Y) + 30Y = 64Y
        – Camión: 15X + 15 Y = 15*(4Y) + 15Y = 75Y

        Teniendo en cuenta la cantidad de suposiciones que he hecho, que pueden provocar errores, parece que el gasto de mantenimiento de un tren debe ser menor que el de la cantidad equivalente de camiones pero no parece que sea una diferencia muy grande.

        Donde sí se ve mucha diferencia es en el gasto de personal, tanto de operación como de mantenimiento. Probablemente también en las instalaciones, ya que no ocupa lo mismo una locomotora que 15 cabezas tractoras. Lo mismo con los vagones/remolques.

        Mucho escribir para no llegar a nada decisivo, en fin…

        Comentario por JM — 22 enero 2022 @ 11:24 | Responder

        • A ver, el coste de que el conductor se caliente en invierno, relacionado con el consumo de un bicho de estos…

          Sí que es importante que un tren pueda ser llevado por un solo conductor, transportando la masa de 20 camiones. Pero la diferencia es en costes, pero yo me ceñía a la energía. Aunque está bien hablar de todo y, si echas un ojo al documento que aporta Don Juan, el coste de personal es el segundo capítulo más alto, detrás del combustible.

          El mantenimiento y la vida útil es otro de los parámetros que comentaba, que también pueden desequilibrar la balanza.

          Lo de los remolques ligeros: Como comentaba antes, he escogido la posibilidad más favorable para el camión, una especie de «hasta aquí puede llegar» a día de hoy. Que, con el tiempo, se irá generalizando y vehículos más eficientes llegarán. Estaría muy bien investigar el consumo de locomotoras diésel de nueva hornada, para que la comparación fuera justa, cada uno mostrando sus mejores armas.

          También es cierto que la orografía y la corta longitud de los trenes españoles no benefician en los cálculos.

          No, no llegamos a ninguna afirmación concluyente, pero vamos aportando ideas para acercarnos a un buen conocimiento de la situación, y eso está muy bien. Es un problema complejo que tiene muchas variables, algunas de las cuales desconocemos.

          Comentario por Nadir — 23 enero 2022 @ 2:33 | Responder

    • Y por cierto, muy inteligente tu última frase. Que al final viene a decir que… no es tanto el medio que se utilice, sino el uso que se le dé en cada caso concreto.

      Comentario por Nadir — 21 enero 2022 @ 22:54 | Responder

  4. […] Entrada nueva sólo para aportar los datos corregidos de los tres ejemplos que puse, al considerar con más exactitud la tara del propio vehículo (que se debe detraer del peso total del convoy para determinar la carga útil). La explicación detallada la encontraréis en el comentario 3 de la entrada original. […]

    Pingback por Eficiencia del transporte terrestre de mercancías (corrección) | La mirada del mendigo — 21 enero 2022 @ 22:46 | Responder

  5. […] continuación al transporte de mercancías, y tras el resultado inesperado, hago una primera aproximación al transporte de viajeros, […]

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