Industria del Transporte, Energía y Desarrollo Sostenible
La civilización humana tiene una dependencia innata de la energía, y el sector del transporte es uno de los más impactados.
Industria del Transporte, Energía y Desarrollo Sostenible
La visión moderna del mundo se construye en torno al concepto central de energía. La energía es una noción concordante que abarca no sólo las ciencias físicas y medioambientales sino también las disciplinas socioeconómicas. Los físicos definen la energía como la capacidad de realizar trabajo medida por la capacidad de realizar trabajo (energía potencial) o la conversión de esta capacidad en movimiento (energía cinética).
Por otro lado, en el concepto económico moderno, la energía se considera como combustible, una sustancia utilizada como fuente de energía. La energía tiene valor si es fácilmente convertible en trabajo útil, y la mayor parte de la energía convertible del mundo procede de los combustibles fósiles. Por eso el combustible es el factor más dominante, aparte de la alimentación, que afecta a la civilización humana.
El transporte es una parte importante de la economía nacional y de sus propósitos como base, proveedor de servicios y apoyo. Además, el uso de energía en el sector del transporte contiene la energía consumida en el traslado de mercancías y personas por aire, ferrocarril, agua, carretera y tuberías. El sector del transporte malasio, por ejemplo, consumió casi el 43,3% del uso total de energía del país en 2013.
Otro ejemplo: El uso de biocombustibles líquidos está creciendo sustancialmente en el sector del transporte, incluidos los vehículos pesados de carretera, la aviación y el transporte marítimo. La producción mundial de biocombustibles alcanzó los 126.000 millones de litros en 2014, de los que más del 75% se produjeron en Estados Unidos y Brasil. Otros productos bioenergéticos son el biogás, los pellets y el carbón vegetal. El biogás es esencialmente una mezcla de metano y dióxido de carbono producida por la digestión anaeróbica de la materia orgánica.
El sector del transporte comprende dos modos principales:
pasajeros
mercancías
Los tipos de pasajeros incluyen autobuses, camiones y coches ligeros, vehículos de dos y tres ruedas, trenes de pasajeros y aviones. Los tipos de carga se utilizan en el movimiento de productos acabados, intermedios y en bruto hacia los consumidores e incluyen camiones ligeros, medios y pesados; buques marítimos internacionales y buques marítimos nacionales; oleoductos y gasoductos; y ferrocarril. Véase también:
Cálculo basado en la clasificación energética del transporte
En este método, el consumo de energía se calcula según el consumo de energía del vehículo en el estado de la carretera y este método es más fiable y apropiado. En el proceso de consumo de energía se incluyen diferentes factores como el estado de la carretera, la aceleración de la velocidad del vehículo y el tráfico.
Consumo energético del sector del transporte por carretera no eléctrico
Nota: La influencia de las propiedades del coche en el consumo de combustible forma parte de esta cuestión, pero se desarrollará más adelante en otra subsección.
En concreto, el consumo energético de un vehículo se compone de:
la resistencia a la aceleración,
la resistencia a la pendiente,
la resistencia a la rodadura y
la resistencia al aire.
Sin embargo, durante los atascos, un vehículo en posición de espera también consume una cantidad trivial de energía que debería incluirse.
Los aspectos que influyen en el consumo instantáneo de combustible son los siguientes:
aceleración del vehículo (a), velocidad (v)
propiedades del motor
marcha
estado del motor y del vehículo (por ejemplo, temperatura del refrigerador del motor) y condiciones externas (temperatura, clima, estado de la carretera, etc.)
propiedades del vehículo como tamaño, peso, relaciones de transmisión y coeficiente (valor cd)
Influencia de las propiedades del coche en el consumo de combustible
Las propiedades relevantes del coche determinan cuánta potencia mecánica se necesita en función de la aceleración y la velocidad del vehículo. Los parámetros clave que influyen son los siguientes:
los consumidores eléctricos (como el aire acondicionado o las luces) necesitan una potencia de base
la resistencia aerodinámica, que da lugar a una fuerza relacionada con la velocidad al cuadrado
potencia para vencer la resistencia a la rodadura y la fricción de estado sólido de los neumáticos
potencia deseada para superar la fuerza de apatía al acelerar, o la resistencia gravitatoria al circular por una pendiente
Cálculo del consumo de energía de los vehículos eléctricos
Los vehículos eléctricos (VE) indican tanto los vehículos eléctricos alimentados por batería (BEV) como los vehículos eléctricos híbridos enchufables (PHEV). Los vehículos eléctricos alimentados por baterías dependen totalmente de éstas y proporcionan un desplazamiento total del petróleo para sectores definidos del vehículo.
Existen numerosas fuentes de energía en toda la naturaleza. Las fuentes de energía convencionales pueden clasificarse en no renovables y renovables. Los recursos energéticos no renovables, como el carbón, la energía nuclear, el petróleo y el gas natural, tienen reservas y suministros limitados debido al larguísimo tiempo que necesitan para reponerse en la naturaleza. En cambio, los recursos renovables se reponen continuamente o en un plazo muy corto. Los principales recursos energéticos renovables son la energía solar, la eólica, la hidráulica, la biomasa, la geotérmica y la marina u oceánica. Hay algunas fuentes no convencionales, como la conversión de residuos en energía (WtE), la captura y el almacenamiento de carbono, etc., que han ido surgiendo como fuentes de energía en los últimos años. En la actualidad, el almacenamiento de energía y la eficiencia energética también se consideran fuentes de energía.
Los vehículos eléctricos híbridos enchufables suelen tener un sistema de almacenamiento de energía de tamaño razonable y un motor de combustión interna para confirmar que la mayoría de los kilómetros están electrificados, al tiempo que recuerdan la capacidad de autonomía de los vehículos actuales con motor de combustión interna.
Para reconocer las características de consumo energético del vehículo eléctrico, es obligatorio reconocer las relaciones entre velocidad, potencia, pendiente de la calzada y aceleración. Además, las características del consumo de energía de los vehículos eléctricos también dependen de las autopistas y de la conducción en vías urbanas. En referencia a la teoría fundamental de la dinámica del vehículo, la potencia instantánea de los vehículos eléctricos se mide por la aceleración, la velocidad del vehículo y la pendiente de la calzada. Inicialmente, el esfuerzo de tracción necesario para que un vehículo eléctrico circule en condiciones definidas se mide por las resistencias clave.
Cálculo basado en la actividad de transporte
A falta de datos energéticos, es probable calcular el consumo medio de energía a partir de la actividad del transporte, es decir, a partir de la distancia recorrida, el número de pasajeros o la cantidad de mercancías transportadas, etc. El consumo energético varía según los tipos de transporte, como motocicletas, camiones, coches, motos, vehículos ligeros, transporte aéreo, autobuses, transporte por agua y ferrocarril, etc. En general, el transporte puede clasificarse en:
eléctrico
no eléctrico.
Consumo energético de los vehículos no eléctricos
Generalmente, todas las formas de energía, ya sean eléctricas o no eléctricas, se convierten en toneladas equivalentes de petróleo (tep). Así que para los vehículos no eléctricos, primero se calcula el consumo de combustible y después el combustible consumido necesario para convertirlo en tep.
El ahorro de combustible depende del tipo de transporte, el tamaño, la cilindrada del motor y la carga. La economía de combustible se mide por el consumo específico de combustible, expresado como: consumo unitario por 100 km para motocicletas o coches particulares; por pasajero-km para taxis de pasajeros, autobuses o ferrocarril, por pasajero por tonelada-km para vehículos de mercancías y para el transporte aéreo, etc. En los datos se presentan las economías medias de combustible de los diferentes modos de transporte según su cilindrada.
Consumo energético de los vehículos eléctricos
Por otro lado, hoy en día los vehículos eléctricos también contribuyen al sector del transporte, y la demanda de vehículos eléctricos está creciendo debido a los impactos medioambientales ecológicos.
El autor tiene una habilidad especial para hacer que el lector se interese y se sienta involucrado con el contenido. Es una lectura realmente atrapante.