miércoles, 4 de julio de 2012

Estudio comparativo de consumos de combustible entre los modos automotor y ferroviario II

Siguiendo con la temática desarrollada en la nota:


La presente nota tiene como fin ampliar el estudio comparativo de consumos de combustible entre los modos automotor y ferroviario, esta vez para el transporte de cargas.

Limitaciones de ambos modos:

Es interesante destacar que una de las limitaciones de importancia que condicionan la capacidad de trafico (*) que ambos modos pueden realizar,  y que interesa resaltar, es la infraestructura.

En ambos casos la cantidad de carga que pueden transportar tiene un limite en función de la resistencia de la infraestructura, entendiendo que hay una relación directa entre costo de la infraestructura y la resistencia de la misma, es claro porque existen estas limitaciones.

Es de destacar también, que suele ser menos costoso, en cuanto a inversión, aumentar los flujos, mas cantidades de unidades circulando con menos carga (inversión en material rodante), que correr vehículos de mayor porte con mayor carga (inversión en infraestructura).

La carga máxima tolerada en el modo automotor, para circular es de 45 toneladas por vehiculo (en distintas configuraciones de cantidad de ejes simples y duales, de los cuales, estos últimos, pueden cargar como máximo 10,5 toneladas), esta limitación es legal.

En el modo ferroviario, tiende a estar mas unificado el criterio, la carga máxima tolerada, es de 18 toneladas por eje, y cada vagón de carga suele tener 4 ejes, por lo cual, podemos concluir que en el modo automotor la carga máxima es de 45 toneladas por camión (incluida la tara del vehiculo) y en el modo ferroviario es de 72 toneladas por vagón (también incluyendo la tara).

Es interesante destacar en primera instancia, que uno de los motivo que le permite al modo ferroviario generar mayor trafico por unidad tractora corrida es la mayor tolerancia de la infraestructura, la otra, es que la tara de la unidad tractora esta independizada de cada unidad traccionada, es decir cada camión carga el motor y toda la estructura complementaria, mientras que los vagones no.

Los datos de referencia para el análisis siguiente fueron extraídos del libro ‘‘La Republica que perdió el tren’’ de Jorge Ruben Contestí

El autor considera que para cargas, una locomotora de 1800 hp, con un consumo de 159 litros de gasoil por hora de marcha, puede remolcar tranquilamente una formación de 30 vagones con una carga neta de 45 toneladas por vagón lo que nos daría:

30 vagones/tren x 45 ton/vagón = 1350 toneladas/tren

En el caso del modo automotor, el autor, considera que un camión de 265 HP puede remolcar unas 27 toneladas netas, (descontada su tara y todos los implementos necesarios, chofer, herramientas combustible etc, de las 45 toneladas máximas), y que su consumo es de 22 lts de gasoil por hora de marcha.

En la actualidad, se puede observar en las paginas de los fabricantes de camiones que se esta tendiendo a fabricar camiones con mas de 265 hp de potencia, y por consiguiente con un mayor consumo de combustible.

Para simplificar los cálculos, las 27 toneladas mencionadas por el autor, las elevaremos a 30, lo que a su vez, favorecería al modo automotor en este estudio comparativo, aumentando el trafico efectivo que puede realizar por unidad tractora.

Por lo cual si la formación ferroviaria puede realizar el trafico correspondiente a una carga de 1350 toneladas, y cada camión de los considerados, solo puede transportar 30 toneladas, la cantidad de camiones necesaria para mover la carga de la formación ferroviaria es de:

1350 ton/tren / 30 ton/camión = 45 camiones / tren

Ahora bien, en general la velocidad comercial de una formación ferroviaria como la descripta es bastante inferior a la de un camión debido a la mayor masa a transportar, que en mayor medida, tiene que ver con cuestiones de seguridad por los mayores tiempos y distancias de frenado necesarias.

Consideraremos para este análisis, que la velocidad comercial de un camión es de 75 km/h, mientras que la de una formación ferroviaria como la descripta es de 30 km/h.

Si consideramos que la carga total de la formación, ferroviaria, quisiéramos llevarla a una distancia de 400 km, los tiempos que insumirían los recorridos para ambos modos, según sus velocidades comerciales son:

TMA (Tiempo modo automotor) = 400 km / 75 km/h = 5,33 horas (5 horas 20 minutos).

TMF (tiempo modo ferroviario) = 400 km / 30 km/h = 13,33 hs (13 horas 20 minutos).

Como el eje de esta nota es el consumo de combustible que realizan ambos modos para el mismo traslado de una carga, multiplicaremos la cantidad de unidades corridas necesarias de cada modo, por su consumo por hora de marcha y por el tiempo de marcha necesario.

Por lo cual para trasladar las 1350 toneladas a una distancia de 400 km el consumo de combustible es:

En el modo ferroviario (consumo de combustible en modo ferroviario CCF):

CCF = 1 tren x 159 lts/h x 13,33 h = 2120 lts

En el modo automotor (consumo de combustible en modo automotor CCA):

CCA = 45 camiones x 22 lts/h x 5,33 hs = 5276 lts

Por lo cual, la relación consumo automotor/consumo ferroviario es de:

5276 lts/2120 lts = 2,48 (realizando este calculo con las 27 toneladas consideradas por el autor, da 2,75, por lo cual de ahora en mas consideraremos 2,5 veces mayor el combustible necesario en el modo automotor).

El gasto en personal también es muy superior, una formación ferroviaria, necesita a lo sumo 2 maquinistas, y se le podrían agregar 2 o 3 o 5 asistentes, y/o técnicos, pero seguro serian menos de 10 trabajadores, mientras que el modo automotor, necesitaría, para conducir los 45 camiones, como mínimo 45 chóferes.

Ahora bien, hasta ahora podríamos tener dos conclusiones, para el ejemplo desarrollado, el modo ferroviario es 2,5 veces mas lento que el modo automotor, pero este, el modo automotor, consume 2,5 veces mas combustible que el modo ferroviario.

Des estas se desprenden otra que ira seguida de una pregunta.

Ambos modos trabajan sobre la base de la tecnología diesel, por lo cual los rendimientos de ambas maquinas térmicas son similares, y una evolución tecnológica que optimice los consumos las afectaría a ambas por igual, por lo cual no parece factible que la relación de consumos se altere sustancialmente.

Por lo cual es posible reducir la relación entre las velocidades?.

Es claro que lo que hace disminuir la velocidad relativa del modo ferroviario, respecto del automotor, es la gran cantidad de carga que lleva en comparación a este, pero podríamos reducir esa cantidad de carga y seguir siendo competitivos?, hasta que punto podría lograrse ello?. Tendería a aumentar la posible velocidad comercial a medida que disminuye la carga?.

Para ejemplificar, si a la formación de 30 vagones le quitáramos 3 vagones, la carga total transportada seria:

45 ton/vagón x 27 vagones = 1215 ton

Y para transportar esa carga en camiones harían falta:

1215 ton/tren / 30 ton/camión = 40,5 camiones (consideraremos 41), ya no los 45 necesarios para las 1350 ton.

Los consumos de combustibles para cada caso, suponiendo que el transporte de la carga se sigue realizando a 400 km y suponiendo que las velocidades se mantienen constantes, serian:

En el modo ferroviario (consumo de combustible en modo ferroviario CCF’):

CCF’ = 1 tren x 159 lts/h x 13,33 h = 2120 lts

En el modo automotor (consumo de combustible en modo automotor CCA’):

CCA’ = 41 camiones x 22 lts/h x 5,33 hs = 4808 lts

Y la nueva relación entre ambos es:

4808 lts/2120 lts = 2,26

Como se ve, la relación se redujo, pero sigue siendo considerablemente favorable al modo ferroviario, por lo cual podríamos afirmar que la cantidad de vagones (por ende de carga) de una formación ferroviaria como la descripta, podría seguir disminuyéndose, y seguir consumiendo pese a ello, el modo ferroviario, menos combustible que el modo automotor, y por ende tendiendo a ser mas rápido.

Cual seria el limite que se pretende buscar?, aquel en el que la distribución por modo automotor consuma la misma cantidad de combustible que la formación ferroviaria inicial.

Esto seria:

CCF = 1 tren x 159 lts/h x 13,33 h = 2120 lts

CCA’ = 1 camiones x 22 lts/h x 5,33 hs = 117,26 lts = (aproximando 117 lts)

Por lo cual 2120 lts / 117 lts = 18 camiones, consumirían los 2120 litros de combustible que consume la formación (para el traslado de 1350 toneladas a 400 km), manteniendo una velocidad comercial de 30 km/h.

Estos 18 camiones podrían transportar considerando 30 toneladas por camión:

18 camiones x 30 ton/camión = 540 toneladas.

Por lo cual si se quisieran adosar los vagones necesarios a la locomotora en cuestión para llevar estas 540 ton, considerando la carga efectiva por vagón de 45 ton, del inicio de la nota, la cantidad seria:

540 ton/ 45 ton/vagón = 12 vagones

O sea, para una misma distancia, 400 km, si utilizamos la locomotora y los camiones descriptos, que cargas podríamos transportar consumiendo los mismos 2120 lts en ambos modos, la respuesta es 540 toneladas corriendo 18 camiones (de 265 hp) o bien corriendo un tren cuya locomotora es de 1800 hp con 12 vagones.

Es decir que si mediante nuestro análisis buscamos igualar las cargas para una misma distancia y un mismo consumo de combustible, 2120 lts, esto implica o bien correr 18 camiones (de 265 hp), o correr la locomotora en cuestión (1800 hp) con 12 vagones.

Dejamos entonces abiertas algunas preguntas para una próxima nota:

1.- Si la carga disminuyo de 1350 ton a 540 ton, sigue siendo necesaria una locomotora de 1800 hp, o podría ser útil una de menor potencia y por ende menor consumo, que satisfaga la capacidad de tracción necesaria para el traslado de dicha carga?

2.- Al haber disminuido la cantidad de carga considerablemente, es posible aumentar la velocidad comercial de la formación ferroviaria?, de ser así que velocidades podrían alcanzarse?.

3.- La distribución intermodal de las cargas, debe adaptarse a la infraestructura que tenemos o por el contrario, la infraestructura debería diseñarse para estar adaptada a las necesidades de distribución del país?.

4.- La distribución de cargas debería adaptarse a la tecnología existente, o por el contrario la tecnología debería evolucionar en función de las necesidades del país?.




(*) Entiendo por trafico al transporte de una carga (peso) a lo largo de un trayecto (distancia), su calculo se logra mediante el producto de el peso de la carga x la distancia a la que dicha carga será transportado, y su unidad característica para transporte masivo de carga terrestre, es la tonelada.kilometro.

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