La eficiencia del combustible en el transporte de mercancías es un tema crucial en Estados Unidos, dada la volatilidad en los precios de los combustibles y la dependencia del país respecto a fuentes extranjeras de petróleo. Además, la eficiencia del combustible es importante para la política ambiental. La quema de combustibles fósiles con fines de transporte genera emisiones de contaminantes atmosféricos tales como óxidos de nitrógeno, material particulado y compuestos orgánicos volátiles.

Según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés), el transporte es responsable del 27% de las emisiones totales de gases de efecto invernadero en ese país. Además, el transporte es la fuente de emisiones de gases de efecto invernadero que más rápidamente crece, representando el 47% del aumento neto en las emisiones estadounidenses desde 1990. Actualmente, el transporte es la mayor fuente final de dióxido de carbono (CO₂), el gas de efecto invernadero más prevalente. Dado que las emisiones aumentan con los galones de combustible consumidos, la eficiencia del combustible es una condición necesaria para mejorar la calidad ambiental.

Quizás la medida más común de eficiencia del combustible en el transporte sea la de millas-toneladas de ingreso por galón (RTM/G, por sus siglas en inglés), que indica la producción de transporte generada por un galón de combustible. Mide cuántas millas se puede transportar una tonelada de carga con un galón de combustible.

Sobre la base de esta medición, los ferrocarriles estadounidenses incrementaron su eficiencia del combustible del 283 RTM/G en 1985 al 457 RTM/G en 2008 (Figura 1.1), lo que representa un aumento del 61% en 24 años, o un crecimiento anual del 2,6%.

Un indicador complementario de eficiencia del combustible es el de millas-toneladas brutas de vagones y contenido (GTMC, por sus siglas en inglés) movidas con un galón de combustible. Además de las toneladas de carga, este indicador refleja los pesos de los contenedores, remolques y vagones de carga.

Como se muestra en la Figura 1.1, las millas-toneladas brutas de vagones y contenido producidas con cada galón de combustible (GTMC/G) han aumentado de 558 en 1985 a 806 en 2008, un incremento del 45% en 24 años, o un crecimiento anual del 1,9%.

Como sugieren estas tendencias, existen dos fuentes principales de ganancias en eficiencia energética:

1. Ahorro de combustible ferroviario: Debido en gran parte a eficiencias tecnológicas y operativas que han permitido mover una determinada cantidad de peso con menos galones.
2. Altos niveles de millas-toneladas de ingreso por galón: Atribuibles, al menos en parte, al hecho de mover más toneladas de carga en un solo vagón, es decir, incrementar la proporción entre peso neto y bruto.

Por cualquiera de las dos medidas (GTMC/G o RTM/G), el ahorro de combustible ferroviario ha aumentado dramáticamente en Estados Unidos desde 1980, cuando se desregularon los ferrocarriles, un cambio de política que ha permitido mayor flexibilidad operativa y ha impulsado innovaciones que han llevado a ahorros de combustible.

Con algunas excepciones notables, la mayoría de las comparaciones de eficiencia del combustible entre modos de transporte han utilizado promedios del sistema. Aunque estas generalizaciones son útiles, no distinguen entre diferentes tipos de operaciones, tales como trenes unitarios ferroviarios frente a envíos individuales de vagones.

El promedio de millas-toneladas de ingreso por galón ferroviario refleja todos los tipos de movimientos de trenes (trenes unitarios, trenes de carga mixta y trenes locales), así como las mercancías (a granel, neoagrupadas, contenedores, etc.). Como se mostrará más adelante, existen amplias disparidades en eficiencia del combustible dentro de estas categorías.

Los principales objetivos de este estudio son:

1. Realizar una evaluación analítica de movimientos utilizando ecuaciones de resistencia de tren y consumo de combustible.
2. Estimar un modelo de eficiencia del combustible ferroviario que describa las diferencias en economía de combustible entre clases de movimientos.
3. Comparar los resultados de los dos métodos entre sí y con otros estudios.
4. Comparar las eficiencias del combustible del ferrocarril, camión y vía fluvial.

Aunque se analizan envíos de contenedores, el enfoque principal está en los movimientos de mercancías a granel.

El resto del informe está organizado de la siguiente manera:

1. Se revisan los estudios anteriores más relevantes.
2. Se utilizan ecuaciones de resistencia para estimar los requisitos de horas-caballo (y los galones de combustible consumidos) para movimientos específicos de trenes.
3. Se estiman ecuaciones estadísticas a partir de datos de combustible y operacionales reportados por ferrocarriles a la Junta de Transporte en Carretera de Estados Unidos (STB, por sus siglas en inglés) en el informe R-1.
4. Se comparan los resultados de los métodos analítico y estadístico.
5. Se analizan las eficiencias del combustible relativas de las mercancías principales transportadas por ferrocarril utilizando la muestra de manifiestos.
6. Se comparan las eficiencias energéticas de ferrocarriles, camiones y barcazas para movimientos de mercancías a granel.

"El Instituto de Transporte de la Gran Llanura Superior (UGPTI, por sus siglas en inglés) es un centro independiente de la Universidad Estatal de Dakota del Norte que está guiado, en parte, por un consejo asesor compuesto por representantes de diversas organizaciones, industrias y agencias afectadas o que afectan al transporte."