(01/03/2018) Las aplicaciones de respaldo de emergencia tienen generalmente dos propósitos específicos. El primero es proporcionar alimentación de emergencia a las operaciones críticas, como las de los sistemas de frenado de emergencia y de inclinación. El segundo consiste en proporcionar alimentación de respaldo para los sistemas de a bordo de baja tensión, incluidos el funcionamiento de las puertas, las funciones de comunicación y de control, la ventilación y la iluminación.

En un sistema de metro, la energía absorbida responde a las demandas inmediatas de potencia, como los picos de frenado en caso de emergencia, además de adaptarse en caso de huecos en la catenaria o en las estaciones electrificadas. En un sistema de metro, la energía absorbida responde a las demandas inmediatas de potencia, como los picos de frenado de emergencia, además de adaptarse en caso de huecos en la catenaria o en las estaciones electrificadas.

Cuestiones

Durante el análisis de las necesidades de una batería en el sector ferroviario, se deben formular varias preguntas:

•          ¿Qué se esconde detrás de la tendencia a la importancia del níquel-cadmio (Ni-Cd) en el sector ferroviario?

•          ¿Cómo lograremos el equilibrio ideal entre fiabilidad, costes de vida útil y prestaciones?

•          ¿Cuánto va a costar una batería?

De las tecnologías convencionales, la tecnología Ni-Cd es la única exenta a la muerte súbita, a diferencia de las de plomo-ácido. La estructura de acero rígida de los soportes de Ni-Cd admite el uso de electrodos sinterizados/PBE. Esto garantiza que una única celda no provoque un circuito abierto y que no tenga como consecuencia la corrosión de la estructura chapada de acero. Además de la ausencia de muerte súbita, el Ni-Cd ofrece al operador un mayor control sobre el envejecimiento de los materiales activos – es lento y predecible – y no hay problemas provocados por el desprendimiento de la materia activa.

Por ejemplo, los sistemas de baterías de gran potencia proporcionan alimentación de respaldo a los servicios que garantizan la seguridad y el confort de los pasajeros, como la iluminación, la ventilación, el control de las puertas, Wi-Fi y sistemas de comunicación. También asiste en el arranque del tren en modo a prueba de fallos. Su diseño compacto permite una mejor ubicación para la aplicación del transporte de pasajeros. Además, este sistema de baterías es conforme a los requisitos de los fabricantes de equipos (OEM) y de los operadores ferroviarios para el arranque instantáneo de motores diésel en locomotoras y unidades diésel múltiples (DMU).

El sistema de baterías MRX es compacto y ligero y está especialmente diseñado para proporcionar una potencia elevada y fiable para la señalización a bordo, el alumbrado de seguridad, las redes de comunicación, la ventilación, el aire acondicionado y el Wi-Fi. Su diseño es idóneo para la alimentación de respaldo de los trenes eléctricos modernos como el transporte urbano, regional e interurbano.

Elección de batería

En la elección de las baterías para su aplicación ferroviaria, las temperaturas elevadas de funcionamiento, los ciclos frecuentes y la tolerancia ante la sobrecarga o la sobredescarga son factores que se han de evaluar. La vida útil de una batería tradicional de plomo-ácido disminuye un 50 por ciento por cada incremento de 10 grados Celsius (50 grados Fahrenheit). En comparación, la vida útil de una batería Ni-Cd solo se reduce un 20  por ciento con el mismo incremento.

En lo referente a las bajas temperaturas, los diseños de las baterías tienen que prever un sobredimensionamiento para garantizar que se suministra la energía necesaria, incluso cuando funcionen en climas gélidos. Otra de las ventajas de las baterías Ni-Cd es que tienen una menor pérdida de capacidad por bajas temperaturas de funcionamiento, lo cual requiere un sobredimensionamiento menor. Al reducir la necesidad de un sobredimensionamiento, se facilita un diseño de un armario más pequeño, lo cual requiere menos baterías que mantener, ayudando a minimizar los costes.

Las baterías a bordo tienen que dar respaldo al arranque del motor en todas las condiciones, proporcionando una corriente constante. Generalmente, el motor necesita arrancar una vez al día. Posteriormente, la batería estará conectada a un cargador que la mantiene en “flotación” para garantizar que haya energía constantemente disponible.

Actualmente, los operadores tienden a utilizar múltiples habilidades de arranque, lo que permite que los motores se detengan durante paradas a lo largo del día. En consecuencia, se reducen las emisiones de ruido y de gas, y también se ahorra combustible.

Evaluación de costes

No hace falta decir que el coste generado por el fallo de un sistema como el de baterías, por lo general, supera con creces el coste total del sistema nuevo. Al evaluar el coste, es importante tener en cuenta el largo tiempo planificado para que el tren esté en servicio – a veces durante muchas décadas -, y el costo total de propiedad.

Un análisis del coste del ciclo de vida es una forma efectiva de evaluar los costes relacionados con la posesión de la batería durante un tiempo específico, necesario para evaluar con exactitud la vida útil del diseño con la vida útil real. Se consideran todos los costes, incluidos entre otros, el transporte, la instalación, la compra y la administración, la batería en sí misma y su reemplazo si fuera necesario, las inspecciones estándar, la prueba de descarga y el desmantelamiento / retirada. El análisis también incluye el coste del fallo repentino de la batería, igualmente importante para los costes predecibles.

Junto con un diseño y hardware fiables, la sociedad digital en la que vivimos actualmente promueve la necesidad de una conectividad abundante y visibilidad remota. Esta batería posee un sistema de monitorización llamado COMM Batt que responde a la necesidad de dar una mayor visibilidad en línea de todos los activos. El sistema de monitorización remoto en tiempo real para nuestras baterías de Ni-Cd para uso ferroviario, permite programar el mantenimiento requerido por la batería, prolongando la vida útil de la batería manteniendo los costes al mínimo.

Durante la recogida de datos de funcionamiento en tiempo real, se procesa la información y los algoritmos de modelización avanzados suministran una visión detallada del estado de la batería, lo que aumenta la eficiencia en todos los ámbitos.

Muchos factores demuestran la fiabilidad y la efectividad de las baterías de Ni-Cd para las operaciones ferroviarias. A pesar de que sea tentador considerar el coste de adquisición inicial como prioritario, es vital evaluar el coste total de la propiedad, en particular para un sistema que pueda permanecer en funcionamiento durante varias décadas. Es importante recordar que no hay una única batería que sea apropiada para todas las aplicaciones, la fiabilidad y las prestaciones deben evaluarse meticulosamente.

Pierre Prenleloup, By: Pierre Prenleloup, Saft Railway Market Manager

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