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Tecnología de carburo de silicio para unos ferrocarriles más eficientes

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En Roll2Rail IK4-IKERLAN colabora con CAF Power & Automation en el desarrollo de equipos de tracción eléctrica para trenes basados en semiconductores de carburo de silicio


13/12/2016

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La industria ferroviaria, en aras de una constante búsqueda de la innovación y mejora de los vehículos ferroviarios, desarrolla nuevas soluciones que le permitan reducir su consumo energético, mejorar su eficiencia y elevar su fiabilidad.

En este contexto se desarrolla el proyecto europeo Roll2Rail, una iniciativa coordinada por UNIFE y liderada técnicamente por el fabricante de vehículos ferroviarios CAF. El proyecto, que arrancó en 2015, se enmarca dentro de la iniciativa Shift2Rail para la investigación e innovación en el sector ferroviario europeo. En Roll2Rail el centro tecnológico IK4-IKERLAN colabora con CAF Power & Automation en el desarrollo de equipos de tracción eléctrica para trenes basados en semiconductores de carburo de silicio.

El carburo de silicio es un material que se caracteriza por unas prestaciones superiores a las de los dispositivos convencionales. Estas propiedades permiten reducir el volumen y el peso de los sistemas de tracción actuales, parámetros vitales para la mejora de la eficiencia del transporte ferroviario.

“Los semiconductores basados en carburo de silicio son dispositivos con una velocidad de conmutación superior y una mayor conductividad térmica, que nos permiten diseñar convertidores más eficientes, que trabajan por encima de los límites de los equipos convencionales, basados en tecnología de silicio. Además, esto nos permite emplear otras tecnologías que dominamos en IK4-IKERLAN, como las basadas en nuevos materiales magnéticos para los elementos inductivos del convertidor”, explica el responsable de este proyecto en el centro tecnológico, Alejandro Rujas.

Roll2Rail, que ha recibido una financiación total de 16 millones de euros a través del programa Horizonte 2020 de la Unión Europea bajo el paraguas de la iniciativa público-privada Shift2Rail, cuenta con la presencia del fabricante vasco CAF Power & Automation y de otras empresas de referencia en el transporte por ferrocarril.

En estos momentos, el uso del carburo de silicio en los equipos de tracción desarrollados en colaboración con CAF ha permitido reducir el volumen y el peso del núcleo de potencia en un 30% y el de los elementos magnéticos en un 80%. Además, las pérdidas del sistema de conversión se han reducido un 50%, hecho que ha aumentado su eficiencia de forma notable.

“Esta tecnología no sólo vamos a poder utilizarla en los sistemas de tracción, sino también en todas aquellas aplicaciones donde la eficiencia y el volumen del sistema juegan un papel crucial, como por ejemplo todos los sistemas de transporte, en especial los destinados a las nuevas generaciones de vehículos eléctricos”, precisa Rujas.

El investigador añade que el fabricante automovilístico Toyota, pionero en la investigación para la mejora de la eficiencia en vehículos desde hace más de 15 años, está empezando a aplicar estas innovaciones.

La aportación de IK4-IKERLAN

IK4-IKERLAN trabaja desde hace años en el campo de los semiconductores de nueva generación con carburo de silicio (SiC) y nitruro de galio (GaN) y desarrolla soluciones competitivas para distintos sectores industriales.

Con el objetivo de avanzar en este ámbito, el centro tecnológico colabora con empresas de referencia como CAF o el fabricante de sistemas de elevación Orona, con el que trabaja en el desarrollo de convertidores para ascensores más eficientes.

Además, IK4-IKERLAN participa en el proyecto europeo PowerBase, que busca generar convertidores de nitruro de galio para el sector fotovoltaico.

“Consideramos que los semiconductores de nueva generación son una tecnología emergente con un gran potencial para impulsar el desarrollo de nuestra industria, porque implica grandes ventajas en los sistemas de conversión eléctrica ubicados en importantes sectores como el transporte, la industria o la distribución energética”, afirma el director de la unidad de Energía y Electrónica de Potencia del centro, Unai Viscarret.

“Los semiconductores de nueva generación pueden aportar grandes ventajas en esos equipos mejorando la eficiencia y haciéndolos más competitivos, sobre todo en sistemas embarcados, en los que el tamaño y el peso son críticos”, concluye.

Sobre IK4-IKERLAN

IK4-IKERLAN es un centro líder en la transferencia de tecnología y en la aportación de valor competitivo a la empresa, debido entre otros aspectos a la especialización de sus investigadores. Ofrece soluciones integrales combinando diferentes dominios tecnológicos. Esto es posible debido a su alto grado de especialización en tres grandes áreas: Tecnologías de Electrónica, información y comunicación (TEIC), Energía y electrónica de potencia y Fabricación avanzada. Actualmente cuenta con una plantilla formada por alrededor de 290 personas.

Ficha del proyecto

Nombre: Roll2Rail
Entidad financiadora: Unión Europea
Financiación total: 16 millones de euros
Programa: Shift2Rail bajo Horizonte 2020
Contrato: 636032
Coordinador del proyecto: UNIFE
Líder técnico: CAF
http://www.roll2rail.eu/

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