Trenes sin catenaria: cuándo elegir batería, hidrógeno o diésel moderno

Por qué existen los trenes sin catenaria

Una parte relevante de las líneas regionales europeas sigue sin electrificar. No siempre se debe a falta de ambición climática: tender catenaria continua exige obra civil, adaptación de gálibos, subestaciones, permisos, cortes de servicio y una inversión que puede ser difícil de justificar en ramales con baja frecuencia o trazados complejos. El problema es claro: el tren eléctrico con catenaria es muy eficiente, pero la red real tiene huecos donde hoy el diésel sigue prestando servicios de viajeros y maniobras.

La Unión Europea no presenta los trenes sin catenaria como sustitutos universales de la electrificación. El Reglamento (UE) 2023/1804 sobre infraestructura de combustibles alternativos habla de evaluar soluciones como trenes de hidrógeno o batería para tramos ferroviarios que no puedan electrificarse plenamente por motivos técnicos o de eficiencia de costes. Para tramos de la red TEN-T que no puedan electrificarse, los Estados miembros deben contemplar situación, perspectivas, medidas, hitos, financiación y necesidades de recarga o repostaje.

La Agencia Ferroviaria de la Unión Europea, en su informe ambiental ferroviario de 2024, también identifica los trenes de batería y los de pila de combustible de hidrógeno como opciones con potencial para sustituir diésel en parte de la red. La clave está en ese “en parte”: cada tecnología funciona bien en unos patrones de explotación y mal en otros.

• Idea básica: la catenaria sigue siendo la referencia cuando el tráfico y la obra lo justifican.
• El tren sin catenaria tiene sentido donde electrificar todo el trazado no es viable o no compensa.
• La decisión pública debe mirar línea, servicio, energía disponible, mantenimiento e infraestructura, no solo el tren.

Mapa conceptual: qué mueve a cada tren

Un tren diésel convencional lleva el combustible a bordo y produce la energía de tracción con motores térmicos. Su ventaja operativa es que no depende de catenaria ni de una infraestructura eléctrica ferroviaria continua, pero mantiene emisiones directas y consumo de combustible fósil si usa gasóleo convencional.

El tren eléctrico con catenaria toma energía de la línea aérea. Es la solución clásica para corredores de alta frecuencia, servicios intensivos y líneas donde la inversión fija se reparte entre muchos trenes. Su límite no es tecnológico, sino económico y de obra: electrificar cada kilómetro puede no ser razonable en todos los ramales.

El tren de batería, o BEMU, combina tracción eléctrica con baterías embarcadas. Puede circular bajo catenaria como un tren eléctrico y recorrer tramos no electrificados usando la energía almacenada. En muchos proyectos, la recarga se realiza bajo catenaria existente, mediante islas de catenaria en estaciones o con recuperación de energía de frenado.

El tren de hidrógeno utiliza una pila de combustible que genera electricidad a bordo a partir de hidrógeno. Alstom describe el Coradia iLint como un tren regional de pila de combustible que no emite CO2 directo en operación y cuyo escape es agua. A cambio, necesita producción, transporte o generación local, almacenamiento y repostaje de hidrógeno.

El tren híbrido mezcla soluciones. Puede ser batería más catenaria, hidrógeno más batería y catenaria, o diésel-eléctrico dual para ciertos usos. La ERA señala que, para locomotoras de maniobras europeas, una prioridad técnica es desarrollar locomotoras duales diésel-eléctricas que puedan moverse tanto por tramos electrificados como no electrificados.

• Batería: mejor cuando hay catenaria parcial o puntos de carga bien situados.
• Hidrógeno: interesante para rutas largas sin catenaria, siempre que el repostaje esté garantizado.
• Diésel moderno o dual: puede cubrir transición, maniobras o líneas donde aún no encajan las alternativas.

Batería: ideal para redes parcialmente electrificadas, no para todo

La batería es la opción más intuitiva cuando una línea ya tiene tramos electrificados. Siemens explica que el Mireo Plus B se carga mediante catenaria y recuperación de energía de frenado. En el pedido de Baden-Württemberg para la red regional Ortenau, el fabricante declaró una autonomía de unos 80 km en modo batería bajo condiciones reales. Ese contrato incluía 20 trenes, entrega prevista para junio de 2023 y mantenimiento durante casi 30 años.

Alstom declara para el Coradia Continental BEMU una autonomía de hasta 120 km, operación tanto bajo catenaria como en secciones no electrificadas, baterías en el techo y velocidad de hasta 160 km/h en modo batería. Stadler, por su parte, suministra unidades FLIRT Akku; en Schleswig-Holstein, NAH.SH encargó 55 unidades de dos coches en julio de 2019.

El caso de Schleswig-Holstein ilustra bien la lógica de la batería: no se trata de electrificar toda la red con catenaria continua, sino de usar de forma inteligente la catenaria existente y añadir infraestructura puntual. NAH.SH habla de hacer operativos unos 480 km de red sin tender catenaria continua, con islas de catenaria en andenes no electrificados como Tönning, Heide y Husum.

El límite aparece cuando los tramos sin catenaria son largos, los tiempos de parada son cortos, las pendientes o climatología elevan el consumo, o la demanda obliga a composiciones pesadas y muy frecuentes. También hay riesgo de diseñar una línea “al límite” de autonomía: cualquier desvío, retraso, baja temperatura o degradación de baterías reduce el margen.

• Checklist para batería: kilómetros sin catenaria entre cargas, tiempo de parada, potencia disponible, recuperación de frenado, reserva operativa y plan de mantenimiento.
• Fallo típico de planificación: comprar trenes con autonomía suficiente en catálogo, pero sin reforzar puntos de recarga ni márgenes horarios.
• Buen escenario: ramales regionales que conectan con corredores electrificados y tienen estaciones terminales aptas para carga.

Hidrógeno: más alcance, más infraestructura energética

El hidrógeno ferroviario cambia el problema. En lugar de instalar catenaria o recargas eléctricas frecuentes, concentra la infraestructura en puntos de repostaje. Alstom posiciona el Coradia iLint para líneas no electrificadas o parcialmente electrificadas y declara alcances de hasta 1.000 km. El 15 de septiembre de 2022, la compañía informó de un recorrido de 1.175 km sin repostar; conviene leerlo como hito de demostración, no como garantía de explotación diaria en cualquier línea.

La ventaja operativa es evidente en rutas largas sin catenaria, con diagramas extensos y pocos puntos donde sería práctico cargar baterías. Pero el sistema exige una cadena completa: hidrógeno producido, almacenado, comprimido o gestionado en condiciones ferroviarias, entregado al tren y disponible con fiabilidad todos los días.

Bremervörde, en Baja Sajonia, es el ejemplo europeo más citado. Linde inauguró el 24 de agosto de 2022 una instalación de repostaje diseñada para 14 trenes de pasajeros de hidrógeno, con capacidad total aproximada de 1.600 kg de hidrógeno al día y posibilidad de integrar en el futuro generación verde in situ.

El debate no termina en el escape del tren. Que en operación no haya CO2 directo no resuelve por sí solo el origen del hidrógeno ni las pérdidas energéticas de producirlo, almacenarlo y convertirlo de nuevo en electricidad. Por eso el hidrógeno suele tener más sentido cuando la electrificación completa es difícil, la batería no da margen suficiente y existe una estrategia energética local sólida.

• Checklist para hidrógeno: número de trenes a repostar, consumo diario, ubicación de la hidrogenera, origen del hidrógeno, redundancia y contratos de suministro.
• Fallo típico de planificación: tener trenes homologados pero una infraestructura de repostaje insuficiente o dependiente de una logística frágil.
• Buen escenario: red regional larga, poco electrificada y con una base de mantenimiento donde centralizar repostaje.

Diésel moderno e híbridos: transición, no carta blanca

Aunque la presión climática empuja hacia soluciones sin emisiones directas, el diésel no desaparece de un día para otro. En redes con poca densidad, material rodante aún útil o infraestructura alternativa no disponible, puede seguir apareciendo como solución temporal. La cuestión es evitar que lo “transitorio” se convierta en excusa para no planificar la sustitución.

Los híbridos ayudan a cubrir huecos. Siemens define el Mireo Plus B como tren híbrido de batería capaz de operar en rutas con o sin catenaria gracias a su accionamiento híbrido de batería. En otros planteamientos, la combinación puede apoyarse en catenaria allí donde exista alimentación externa y reservar la energía embarcada para los tramos sin catenaria.

En mercancías ligeras, maniobras o servicios auxiliares, las necesidades pueden ser distintas a las de un regional de pasajeros. Ahí encaja la observación de la ERA sobre locomotoras duales diésel-eléctricas para maniobras: vehículos capaces de usar tracción eléctrica donde exista alimentación y mantener capacidad fuera de ella. No es una solución de cero emisiones en todo momento, pero sí puede reducir dependencia del diésel puro y mejorar flexibilidad.

El criterio útil es preguntarse qué se está comprando: una reducción real de emisiones y consumo en un plan con fecha, o simplemente más años de dependencia del gasóleo. Sin calendario de infraestructura, financiación y renovación de flota, el diésel moderno puede bloquear alternativas mejores.

• Útil como transición: cuando hay una fecha para electrificar, instalar carga o desplegar hidrógeno.
• Riesgo: dimensionar la red alrededor del diésel por comodidad operativa y retrasar inversiones necesarias.
• Pregunta clave: ¿el tren híbrido usa energía externa limpia cuando puede o solo añade complejidad al sistema existente?

Infraestructura y costes: la decisión no está solo en el tren

Comparar trenes sin catenaria exige mirar el sistema completo. Electrificar una línea supone una inversión fija elevada, pero ofrece una alimentación continua y probada. Instalar cargadores o islas de catenaria puede ser más selectivo, aunque obliga a que horarios, potencia eléctrica y autonomía encajen. Montar una hidrogenera puede concentrar la inversión en uno o varios puntos, pero añade cadena de suministro de hidrógeno, almacenamiento y seguridad específica.

La regulación europea insiste precisamente en planificar infraestructura de recarga o repostaje para trenes de batería o hidrógeno en los tramos que no puedan electrificarse. No basta con comprar unidades nuevas: hay que asegurar que podrán cumplir los diagramas de servicio durante años, con mantenimiento, repuestos, personal formado y energía disponible.

Una regla práctica: cuanto más tráfico tenga una línea, más sentido gana la electrificación continua; cuanto más discontinuos sean los tramos sin catenaria y más cerca estén de red electrificada, más atractiva resulta la batería; cuanto más larga y aislada sea la red sin electrificar, más argumentos puede tener el hidrógeno, siempre que el suministro esté resuelto. El diésel o dual queda para transición, usos especiales o casos en los que todavía no hay alternativa madura para el servicio concreto.

• Variables decisivas: frecuencia, longitud sin catenaria, pendientes, clima, masa del tren, tiempos de parada, energía disponible, base de mantenimiento y vida útil contractual.
• Señal de alarma: elegir una tecnología por moda sin estudio de explotación línea por línea.
• Buena práctica: separar pruebas, pedidos firmes, entrada en servicio y rendimiento real antes de generalizar conclusiones.

Casos europeos y seguridad: qué está probado y qué sigue en evaluación

En Europa ya hay proyectos comerciales y pilotos, pero no todos significan lo mismo. Baden-Württemberg encargó 20 Siemens Mireo Plus B para Ortenau con autonomía declarada de unos 80 km en batería. Schleswig-Holstein encargó 55 Stadler FLIRT Akku y acompaña la flota con infraestructura específica de recarga. Alstom ofrece BEMU con hasta 120 km declarados y el Coradia iLint de hidrógeno con hasta 1.000 km en su aplicación de producto.

El caso de Bremervörde muestra una infraestructura ferroviaria de hidrógeno documentada: Linde inauguró el 24 de agosto de 2022 una instalación diseñada para repostar 14 trenes de pasajeros de hidrógeno, con capacidad total aproximada de 1.600 kg al día. En cambio, hitos como los 1.175 km del iLint sin repostar deben citarse como pruebas o demostraciones de autonomía, no como explotación normal generalizada.

La seguridad ferroviaria no se improvisa. Baterías, depósitos de hidrógeno, pilas de combustible, sistemas de carga y repostaje requieren homologación, mantenimiento específico y formación del personal. Para el usuario, lo importante no es conocer procedimientos técnicos, sino saber que estos trenes deben integrarse en el marco de interoperabilidad y seguridad ferroviaria antes de prestar servicio.

La conclusión es poco espectacular, pero útil: no hay un “tren sin catenaria” ganador para todo. Hay líneas donde una isla de catenaria y baterías resuelven el problema con elegancia; otras donde el hidrógeno evita electrificar muchos kilómetros; y casos donde el diésel dual o híbrido cubre una transición. La mejor tecnología es la que encaja con la red, no la que promete más en una ficha técnica.

• Disponible: pedidos, referencias e infraestructura documentada como FLIRT Akku, Mireo Plus B, Coradia Continental BEMU o Coradia iLint en redes concretas.
• En evaluación: demostraciones de autonomía que aún no equivalen por sí solas a despliegue masivo.
• Criterio final: verificar si existe infraestructura, energía, homologación, mantenimiento y financiación para toda la vida del servicio.