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Articulo de referencia

Autobús eléctrico con carga en movimiento

Van Hool Exqui.City con IMC desde la catenaria en Ginebra Trolza -5265 "Megapolis" en modo batería El autobús eléctrico con carga en movimiento ( IMC ) , [ 1 ] también conocido ...

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Van Hool Exqui.City con IMC desde la catenaria en Ginebra
Trolza -5265 "Megapolis" en modo batería

El autobús eléctrico con carga en movimiento ( IMC ) , [ 1 ] también conocido como trolebús de batería o trolebús con autonomía extendida , es un vehículo de transporte público eléctrico que obtiene energía de una red de catenaria mediante troles mientras carga simultáneamente una batería de tracción a bordo. Esta tecnología permite que el vehículo funcione de forma continua: obteniendo energía y cargándose mientras está bajo los cables aéreos, y funcionando como un autobús eléctrico de batería en tramos de la ruta que carecen de esta infraestructura. [ 2 ]

Este concepto es una evolución del trolebús tradicional , que ha pasado de vehículos con pequeñas unidades de potencia auxiliar para uso de emergencia a sistemas modernos donde los vehículos pueden cubrir distancias significativas de forma autónoma, a menudo entre 15 y 70 kilómetros (9,3 a 43,5 millas) . 

Los sistemas IMC se están implementando activamente en las principales metrópolis (por ejemplo, Pekín , San Petersburgo , Ciudad de México ) y en las redes de transporte de países desarrollados (por ejemplo, Suiza , Alemania , Países Bajos ). Los modernos sistemas de carga en movimiento pueden ofrecer ventajas de costos significativas en comparación con las redes de autobuses totalmente eléctricos. [ 3 ]

Los estudios indican que la modernización de la infraestructura de trolebuses existente a IMC puede reducir [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] los costos de capital para el material rodante en aproximadamente un 50 % y disminuir los gastos operativos en alrededor de un 20 % durante un ciclo de vida de 15 años en comparación con nuevas flotas de autobuses eléctricos de batería. [ 7 ] Al construir un sistema IMC desde cero con líneas aéreas parciales, los gastos de capital aún pueden ser menores que un sistema totalmente basado en baterías, debido a los requisitos de capacidad de batería reducidos, [ 8 ] un tamaño de flota más pequeño [ 9 ] y la eliminación del tiempo de inactividad durante la carga. [ 10 ]

Terminología

El término Carga en Movimiento (IMC) fue introducido como concepto de marca por Erik Lenz de Vossloh Kiepe (ahora Kiepe Electric) en 2014 durante la conferencia trolley:motion en Hamburgo . [ 11 ] La terminología tenía como objetivo mejorar la percepción pública de los trolebuses al resaltar su principal ventaja sobre los autobuses eléctricos de carga estática: la capacidad de recargar las baterías mientras transportan pasajeros, eliminando los tiempos de carga estacionaria.

En Alemania , algunos operadores también utilizan el término BOB ( Batterie-Oberleitungs-Bus , Battery-Overhead-Bus), como en Solingen . En Arnhem (Países Bajos), el concepto se conoce a menudo como Trolley 2.0 .

En Rusia y los países de la CEI , estos vehículos suelen denominarse trolebús con funcionamiento autónomo extendido ( ruso : Троллейбус с увеличенным автономным ходом , abreviado como TUAH ) o electrobús con carga dinámica . [ 12 ]

Historia

Autobús bimodal propulsado por gasolina o diéseles

Un autobús de doble modo que funcionaba como trolebús en el túnel de transporte público del centro de Seattle en 1990.

El concepto de un trolebús que funcione sin catenaria se remonta a principios del siglo XX. Si bien la palabra trolebús tiene su origen en 1882, cuando Werner von Siemens presentó un vehículo eléctrico primitivo, la idea de la capacidad de funcionar sin catenaria evolucionó para permitir flexibilidad.

En Estados Unidos, la Public Service Company of New Jersey , en colaboración con la Yellow Coach Manufacturing Company , desarrolló los "Vehículos de Servicio Total" (ASV, por sus siglas en inglés) entre 1935 y 1948. Se trataba de los primeros tranvías sin raíles, capaces de funcionar como autobuses de gas y electricidad cuando no disponían de catenaria.

Antes de la maduración de las baterías de litio de alta capacidad (que permiten la carga en movimiento moderna ), el término autobús de modo dual se utilizaba para vehículos sin catenaria que empleaban cables aéreos para la energía eléctrica y un motor diésel independiente de tamaño completo para la circulación por tierra. Algunos ejemplos notables fueron:

Desde la década de 1980 en adelante, los sistemas comenzaron a comprar trolebuses equipados con unidades de potencia auxiliar (APU) —pequeños motores diésel o baterías— para permitirles sortear bloqueos de ruta o recorrer distancias cortas sin líneas aéreas, con adoptantes notables como Muni en San Francisco , TransLink en Vancouver y Pekín . Ejemplos incluyen los aproximadamente 300 vehículos en San Francisco [ 16 ] y los trolebuses utilizados en el sistema inaugurado en 2005 en Roma , Italia, [ 17 ] que pueden recorrer distancias cortas con energía de batería antes de necesitar recargarse, y los vehículos de Roma usan baterías solo en los últimos 500 metros de una ruta de 11,5 km. [ 17 ] Estos vehículos generalmente no se consideran autobuses de modo dual, pero también son los precursores de IMC.

Cambio a IMC

Con el desarrollo de la tecnología de baterías (específicamente de iones de litio ) en los últimos años, el enfoque pasó de las unidades auxiliares diésel a la autonomía puramente eléctrica. En Shanghái , comenzaron los experimentos en 2006 con autobuses eléctricos de "almacenamiento de energía capacitiva" que se cargaban en las paradas. En la década de 2010, se estableció el "proyecto TROLLEY" en Europa Central para promover estrategias sostenibles de trolebuses, lo que llevó a la adopción generalizada de la carga en movimiento para extender las rutas sin instalar cables aéreos adicionales. [ 18 ] En 2018, Solaris Bus & Coach presentó el "Trollino 24", un autobús IMC de 24 metros con doble articulación diseñado para rutas de alta capacidad, estableciendo un referente para el futuro transporte eléctrico tipo BRT. [ 19 ]

Autobús eléctrico IMC en Dayton , EE. UU.

Tecnología

Carga de baterías en movimiento en Palmovka, Praga.

Los trolebuses IMC están equipados con una batería de tracción de alta capacidad adaptada a las necesidades específicas de cada ruta. El vehículo suele funcionar con una combinación de conexión por cable y alimentación por batería (por ejemplo, el 60 % del tiempo conectado a la red eléctrica y el 40 % con la batería).

  • Carga: La carga se produce mientras el vehículo está en movimiento bajo los cables aéreos existentes. La transferencia de corriente puede alcanzar niveles de potencia de hasta 500  kW (por ejemplo, el sistema IMC500). [ 20 ]
  • Alcance: Las unidades modernas pueden recorrer distancias significativas sin conexión a la red, a menudo superiores a 15 kilómetros (9,3 millas) . [ 21 ] 
  • Ventajas: A diferencia de los autobuses eléctricos con carga estacionaria (carga de oportunidad o carga nocturna), el IMC no requiere paradas de carga prolongadas en terminales ni la construcción de estaciones de carga dedicadas en espacios públicos. [ 22 ] Permite la electrificación de las rutas de autobús mediante la extensión de las líneas de trolebuses existentes.

Comparación con otros autobuses eléctricos

Se han detectado algunos problemas operativos en sistemas como los de San Petersburgo y Barnaul , donde puede producirse un sobrecalentamiento del cable de contacto debido a las altas corrientes de carga si el vehículo se mueve demasiado despacio o está parado durante la carga.

Cableado y descableado automático

Sartenes de recogida en Zúrich
El primer IMC ya se ha conectado a la red cableada, mientras que el segundo está esperando hasta que los "wiredrops" estén libres. San Petersburgo .
No se requiere intervención manual del conductor: las barras se colocan automáticamente en el lugar correcto. San Petersburgo .

Una característica clave de los sistemas IMC modernos es la capacidad de alternar entre el modo de catenaria y el modo de batería sin que el conductor abandone la cabina. Mientras que los sistemas antiguos requerían la manipulación manual de los troles (mediante cuerdas), los vehículos modernos utilizan colectores de corriente automáticos.

  • Desconexión: El conductor puede retraer los troles en cualquier momento, normalmente mientras el vehículo está en movimiento. Sistemas neumáticos o hidráulicos bajan los troles hasta una posición de bloqueo en el techo.
  • Cableado: Para reconectarse a la red eléctrica, el vehículo normalmente se detiene o reduce la velocidad en un punto específico equipado con guías de conexión (también conocidas como "bandejas de recogida", "puntos de conexión" o Einfädeltrichter en alemán). El conductor activa el sistema y los postes se elevan automáticamente; las guías de conexión dirigen los electrodos colectores hacia los cables de contacto.

Algunos ejemplos de esta infraestructura en funcionamiento son:

  • Solingen : El cableado automático se realiza en paradas específicas como Burg Seilbahn y la estación de autobuses de Aufderhöhe , donde se instalaron embudos de carga para apoyar la extensión de la red sin cableado continuo. [ 23 ]
  • Zúrich : Los vehículos en rutas como la línea 83 utilizan embudos de enhebrado para reconectarse a la red después de funcionar con energía de batería a través de intersecciones complejas como Albisriederplatz. [ 24 ]
  • Nápoles : El sistema utiliza dispositivos conocidos localmente como tegolini (pequeñas baldosas) para guiar los postes sobre los cables bifilares después de que se activa el mecanismo de elevación automático. [ 25 ]
  • Otras ciudades donde se utilizan este tipo de dispositivos son San Petersburgo , Praga y otras.

Estrategias de implementación y modelos operativos

Existen dos enfoques fundamentalmente diferentes para la implementación de la IMC, dependiendo de si la ciudad cuenta con una red de catenaria para trolebuses.

Redes de cables aéreos existentes

Extensión de ruta

Este es el punto de entrada más común para la tecnología IMC. Los operadores de transporte público utilizan las redes de cables aéreos existentes para cargar los vehículos y luego bajan los postes para extender el servicio a nuevos barrios, suburbios o urbanizaciones donde la instalación de cables es difícil o demasiado costosa. Este modelo permite el crecimiento orgánico de la red utilizando la infraestructura existente.

  • Arnhem : Como parte de la iniciativa "Trolley 2.0", la ciudad holandesa utilizó la tecnología IMC para ampliar su servicio a nivel regional sin necesidad de construir nuevas infraestructuras fuera del centro urbano. En la línea 352, que conecta Arnhem con Wageningen , los autobuses circulan bajo catenarias durante el primer tramo para cargar sus baterías y, posteriormente, se desconectan para cubrir el resto del trayecto interurbano hasta la estación de autobuses de Wageningen con energía eléctrica.
  • Bobruisk : En 2023, se puso en marcha la Ruta 4 utilizando tecnología IMC para dar servicio a un nuevo microdistrito. Los autobuses se cargan mientras circulan por la antigua red urbana y cambian a la alimentación por batería para cubrir el tramo no electrificado de la nueva zona residencial, lo que supone un ahorro significativo en costes de infraestructura. [ 26 ]
  • Gdynia : El operador utilizó IMC para extender la línea 31 hasta el Ergo Arena y la línea 29 hasta el distrito de Fikakowo, zonas anteriormente inaccesibles para el transporte eléctrico debido a la falta de cableado. [ 4 ] [ 27 ]

Sustitución del diésel

En este modelo, los operadores identifican rutas de autobuses diésel que se superponen significativamente con las líneas de trolebuses existentes. Al utilizar vehículos IMC en estas líneas, el autobús puede circular bajo los cables durante el tramo compartido del trayecto (para cargar la batería) y operar de forma autónoma en el tramo único de la ruta que no está conectado a la red eléctrica. Esto elimina las emisiones de diésel sin necesidad de nueva infraestructura.

  • Pekín : Entre 2015 y 2016, varias líneas de autobús de tránsito rápido (BRT) se convirtieron de trolebuses diésel a trolebuses de doble fuente. Los vehículos se cargan mientras circulan por los carriles exclusivos del BRT y utilizan baterías para sortear intersecciones complejas o moverse entre depósitos. [ 28 ]
  • Esslingen am Neckar : La ciudad integró las líneas de autobús 113 y 118 a la red eléctrica. Los autobuses utilizan la catenaria existente en el centro de la ciudad y cambian a energía de batería para dar servicio a los distritos de Berkheim y Zollberg. [ 29 ]
  • Minsk : La ciudad ha adoptado una política sistemática de sustitución de las rutas de autobuses diésel por trolebuses IMC para aprovechar su extensa infraestructura existente. Por ejemplo, en 2021, las rutas de autobús 56 y 90 se convirtieron a operación de trolebuses utilizando vehículos con autonomía extendida, y en 2022, la ruta de trolebús 22 se amplió para sustituir a las rutas de autobús 38 y 123. [ 30 ]
  • Zúrich : El operador de transporte público de la ciudad, VBZ, convirtió la concurrida línea de autobuses diésel 83 a eléctrica en 2020 utilizando trolebuses eléctricos. Los vehículos circulan bajo catenarias para recargarse entre Milchbuck y Hardplatz, y luego funcionan completamente con energía de batería hasta llegar a la estación de tren de Altstetten , eliminando así la necesidad de autobuses de combustible fósil en este corredor. [ 31 ]

Reelectrificación y nuevos sistemas

Algunas ciudades que anteriormente habían abandonado los trolebuses están volviendo a esta tecnología a través de la comunicación multimedia integrada (IMC), ya que requiere menos elementos visuales (menos cables) y una menor inversión de capital que los sistemas tradicionales.

  • Praga : Tras desmantelar su red original en 1972, Praga comenzó a electrificarla nuevamente en 2017 utilizando el modelo IMC. Se instalaron catenarias en las vías principales y en pendientes pronunciadas (donde el consumo de energía es mayor) y en los centros de carga, mientras que el resto de la ruta funciona con energía de batería. Esta estrategia se utilizó para electrificar la línea de autobús al aeropuerto (Línea 59) con autobuses IMC biarticulados de alta capacidad. [ 32 ]
  • Trambus (Şanliurfa) : Inaugurado en abril de 2023, este es uno de los sistemas de trolebuses más modernos del mundo. La  línea de 7,7 km (Línea 63) opera en el centro de la ciudad. Se realizaron pruebas públicas sin conexión a la catenaria para demostrar las capacidades de la batería antes de su lanzamiento oficial. Se suma a otros sistemas modernos de "Trambus" en Turquía que utilizan autobuses eléctricos de alta capacidad con infraestructura de carga aérea. [ 33 ]

Sistema de Autobuses de Tránsito Rápido ( BRT )

El sistema IMC se utiliza cada vez más en corredores de alta capacidad y alta frecuencia. La combinación de catenarias (para garantizar el suministro eléctrico durante la aceleración y el ascenso de pendientes) y baterías (para mayor flexibilidad) convierte al IMC en un fuerte competidor del tren ligero. Los sistemas BRT utilizan tecnología de trolebuses para reducir la contaminación atmosférica y las emisiones de ruido en comparación con los vehículos diésel; si bien la instalación de líneas aéreas supone un coste de capital, este puede compensarse con menores costes energéticos y beneficios medioambientales. [ 34 ]

  • Marrakech , Marruecos : En 2017, Marrakech inauguró un sistema BRT que utiliza trolebuses. El corredor de 8  km (5,0  millas) cuenta con solo 3  km (1,9  millas) de catenaria, lo que obliga a los vehículos a funcionar con energía de batería (IMC) durante la mayor parte del recorrido. [ 35 ]
  • Quito , Ecuador : El sistema MetrobusQ , inaugurado en 1995, fue uno de los primeros en adoptar el BRT eléctrico, utilizando trolebuses articulados para recorrer el terreno de gran altitud de la ciudad. [ 36 ]
  • Ciudad de México : La ciudad ha emprendido una renovación masiva de su flota con autobuses Yutong IMC. Un proyecto destacado es la Línea 11, un corredor BRT de alta capacidad que conecta Santa Marta con Chalco . Inaugurada en 2025, utiliza una flota de 108 trolebuses articulados que circulan por una ruta exclusiva que incluye un  viaducto elevado de 7,2 km para conectar la capital con el vecino Estado de México. [ 37 ] [ 38 ]
  • Pescara : La "Filovia di Pescara" (Línea V1) conecta Pescara con Montesilvano mediante una vía exclusiva (BRT) en gran parte del recorrido. El sistema fue diseñado específicamente para la operación de IMC: aproximadamente el 75% de los 8,15  km de la ruta está equipado con catenarias para la carga, mientras que las terminales en ambos extremos (terminal de Pescara y centro de convenciones de Montesilvano) no tienen cableado y funcionan con baterías. El sistema utiliza vehículos Van Hool ExquiCity. [ 39 ]

Adopción global

Asia

  • China: China ha sido líder en la adopción de trolebuses eléctricos. Pekín y Shanghái operan flotas extensas. En Pekín, las líneas BRT se convirtieron de trolebuses diésel a trolebuses de doble fuente entre 2015 y 2016. [ 40 ] La ciudad de Baoding lanzó un sistema basado exclusivamente en trolebuses eléctricos.

África

  • Marruecos: Marrakech opera trolebuses de alta capacidad en su sistema BRT. La infraestructura fue diseñada con electrificación parcial, utilizando la carga en movimiento para cubrir tramos importantes de la ruta sin catenaria. [ 35 ]

Europa

Alemania

  • Solingen : La empresa de servicios públicos municipal (SWS) probó cuatro "autobuses de carga aérea con baterías" (BOB) de Solaris y Kiepe Electric a partir de junio de 2018. Estos vehículos eran capaces de cargarse bajo cables aéreos y funcionar con energía de batería en tramos no electrificados, lo que permitió la conversión de líneas diésel a operación eléctrica. El viaje inaugural con pasajeros tuvo lugar el 16 de junio de 2018. [ 41 ] Estos autobuses se desplegaron en la Línea 695, una ruta de 14,3 kilómetros (8,9 mi) de la cual solo 2,8 kilómetros (1,7 mi) están electrificados. El servicio eléctrico de la línea 695 se puso en marcha oficialmente el 31 de octubre de 2019. [ 42 ] Tras este éxito, SWS encargó vehículos adicionales y, a principios de 2024, se introdujeron nuevos autobuses Solaris Trollino 12 en las líneas 691 y 694 (anteriormente diésel) y en las líneas 685 y 686. Para ello, se instalaron puntos de recarga en la estación de autobuses de Aufderhöhe para la recarga estacionaria intermedia. [ 23 ]  
  • Esslingen am Neckar : Con una renovación de la flota a finales de 2015, Esslingen integró la línea de autobús 113 en la red de trolebuses en mayo de 2016 sin construir nuevas catenarias. La línea opera en modo combinado de cable y batería; los autobuses cambian a energía de batería para dar servicio al distrito de Berkheim, utilizando infraestructura reactivada de antiguas líneas de autobuses dobles para el recableado. [ 29 ] De manera similar, la línea 118 se convirtió a operación IMC, lo que permite a los autobuses dar servicio a tramos que solo están cableados en una dirección funcionando con baterías para el tramo de regreso. La ciudad planea expandir la red a una movilidad 100% eléctrica para 2040, con expansiones adicionales planificadas para los distritos de Pliensauvorstadt y Zollberg. [ 43 ]
Solaris Trollino con IMC en Esslingen am Neckar , Alemania
  • Eberswalde también utiliza tecnología IMC.
  • Otras ciudades: En 2020, Berlín anunció planes para un nuevo sistema de trolebuses con 190 trolebuses de batería, [ 44 ] aunque los planes se modificaron hacia autobuses exclusivamente de batería a principios de 2023. [ 45 ]

Suiza

Zúrich , Ginebra y Lucerna cuentan con extensas redes. Por ejemplo, el tranvía "Swiss Trolley Plus" de Carrosserie Hess fue probado en Zúrich.

República Checa

Ciudades como Praga , Plzeň y Ostrava han integrado trolebuses eléctricos para extender rutas a zonas sin tendido eléctrico. [ 46 ] En Praga, la electrificación de la línea de autobús 119 al aeropuerto (renombrada como línea de trolebús 59) utilizando vehículos IMC de 24 metros es un proyecto destacado.

Italia

  • Lecce inauguró un sistema de modo dual en 2012.
  • Rimini opera el sistema BRT Metromare utilizando tecnología IMC.
  • Milán está actualizando progresivamente su flota con vehículos IMC (por ejemplo, Solaris Trollino) para cubrir tramos de ruta sin catenaria o durante desvíos.
  • Pescara puso en marcha su línea "La Verde" (V1) utilizando trolebuses Van Hool Exqui.City IMC.

América del Norte y del Sur

  • EE. UU. y Canadá: San Francisco ( Muni ), Seattle ( King County Metro ) y Dayton operan grandes flotas de trolebuses con capacidad de funcionamiento autónomo mediante baterías (en sustitución de las antiguas unidades diésel de doble modo). Vancouver también utiliza estos sistemas.
  • Argentina: Ciudades como Rosario y Córdoba han importado vehículos Trolza con capacidades autónomas para ampliar su alcance más allá de la cobertura de la red eléctrica.
  • México: La Ciudad de México ha expandido agresivamente su red de trolebuses, incluyendo la Línea 10 elevada, utilizando trolebuses de batería Yutong . [ 47 ]

Rusia y Bielorrusia

Trolza-5265 con IMC en San Petersburgo .

La región ha experimentado un rápido desarrollo de los "trolebuses con autonomía extendida" (TUAH, por sus siglas en inglés).

  • San Petersburgo: En 2017 se puso en marcha una importante iniciativa para ampliar la red sin instalar nuevas líneas aéreas. A finales de 2023, operaban más de 13 rutas y 200 vehículos, que conectaban las estaciones de metro con las nuevas urbanizaciones. [ 48 ]
  • Otras ciudades: Novosibirsk , Krasnodar , Cheboksary y Khabarovsk han adquirido y desplegado activamente vehículos de IMC para extender sus rutas a las zonas suburbanas.

Bielorrusia

  • Los fabricantes BKM Holding y MAZ producen autobuses IMC que se utilizan en el mercado nacional ( Minsk , Gomel , Vitebsk , Grodno ) y se exportan al extranjero. Minsk ha utilizado la tecnología IMC para restablecer el servicio de trolebuses en toda la Avenida de la Independencia . La ciudad de Bobruisk relanzó su Ruta 4 en 2023 con vehículos MAZ-203T70, lo que constituye un ejemplo de implementación exitosa de IMC en una ciudad pequeña para subsanar deficiencias en la infraestructura.

fabricantes

Entre los principales fabricantes de autobuses y sistemas de propulsión IMC se incluyen:

  • Kiepe Electric (Alemania/EE. UU.) – Suministra sistemas eléctricos para fabricantes de chasis.
  • Solaris Bus & Coach (Polonia) – Fabrica la serie Trollino , incluida la versión de doble articulación de 24 metros.
  • Carrosserie Hess (Suiza) – Produce la serie lighTram .
  • Van Hool (Bélgica) – Produce la serie Exqui.City .
  • BKM Holding (Bielorrusia) – Produce las series 32100D y Olgerd .
  • MAZ (Bielorrusia) – Produce la serie MAZ-203T .
  • PC Transport Systems (Rusia) – Produce la serie Admiral .
  • Yutong (China).
  • Trolza (Rusia) – Empresa desaparecida, anteriormente un importante proveedor de la serie Megapolis .

Véase también

Referencias

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