Locomotoras eléctricas energizadas exclusivamente por baterías

La locomotora eléctrica 999 de la compañía Norfolk Southern Railway es la primera en Estados Unidos cuya energía proviene exclusivamente de baterías. Pero cuando una del millar de baterías de plomo-ácido que la energizan deja de funcionar, la locomotora es incapaz de hacer su trabajo. Para combatir este problema, un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania, en el mismo país, está desarrollando formas rentables de prolongar la vida de las baterías. La línea de investigación promete interesantes avances en el campo de las locomotoras eléctricas energizadas sólo por este sistema.

Las baterías de la locomotora 999, como ocurre con las de automóviles y vehículos similares, funcionan hasta que tras muchas recargas y descargas dejan de funcionar debidamente. Una causa principal de los daños y el agotamiento que sufren las baterías de plomo-ácido es la sulfatación, una degradación causada por su frecuente recarga y descarga, lo que crea una acumulación de sulfato de plomo.

En un estudio reciente, unos científicos se propusieron hallar mejores prácticas de explotación de las baterías. Los métodos que lo permitieran debían ser simples, baratos, no destructivos, y requerir tan pocos sensores, componentes electrónicos y piezas como fuera posible, pero manteniendo un nivel de eficiencia lo bastante bueno como para permitir identificar y disminuir la sulfatación.

El objetivo hacia el cual se puso a trabajar el equipo de Christopher Rahn, profesor de ingeniería mecánica, fue revertir la sulfatación para rejuvenecer la batería y devolverla al servicio activo.

El equipo de Rahn, Ying Shi y Christopher Ferone, puso en explotación una batería de plomo-ácido durante tres meses, de la misma forma en que se usaría en una locomotora. Utilizaron una técnica especial para identificar los principales mecanismos de envejecimiento, de entre los cuales destacó la sulfatación. Los investigadores diseñaron entonces un algoritmo capaz de recargar la batería y reducir la sulfatación, pero que también puede cesar la recarga antes de que actúen otras formas de degradación. El algoritmo redujo con éxito la degradación de la batería y su capacidad, que ya estaba menguando. A efectos prácticos, la batería fue rejuvenecida, pasando a funcionar más como una batería nueva que como una con su tiempo de servicio.

La Universidad Estatal de Pensilvania y la citada compañía ferroviaria, que opera en unos 34.000 kilómetros (unas 21.000 millas) de trazado ferroviario a través de 22 estados de EE.UU., empezaron a desarrollar la locomotora 999 en 2008, para evaluar el uso en locomotoras de la propulsión basada en baterías eléctricas, con miras a economizar la energía y reducir las emisiones contaminantes.

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