ferrocarril tradicional y alta velocidad

Universidad Popular Carmen de Michelena de Tres Cantos

FERROCARRIL TRADICIONALY

ALTA VELOCIDAD

LEONARDO DAIMIEL PÉREZ DE MADRIDIngeniero de Caminos, Canales y Puertos

FERROCARRIL TRADICIONAL Y ALTA VELOCIDAD

ÍNDICE:

1. Introducción2. Plataforma: desmontes, terraplenes,

túneles, viaductos3. Vía: carriles, balasto, traviesas4. Electrificación5. Señalización6. Comunicaciones7. Material rodante y Servicios ferroviarios

ÍNDICE:

1. Introducción2. Plataforma 3. Vía4. Electrificación5. Señalización6. Comunicaciones7. Material rodante y Servicios ferroviarios

FERROCARRIL TRADICIONAL Y ALTA VELOCIDAD1. Introducción

• El ferrocarril tradicional tuvo sus comienzos en el Reino Unido en el primer cuarto del siglo XIX: la primera línea se inauguró en 1825 entre las ciudades de DARLINGTON y STOCKTON.

• La alta velocidad comenzó su desarrollo en Japón, y la primera línea se inauguró en abril de 1964, entre TOKIO y OSAKA.

• También se encuentra en servicio un ferrocarril de levitación magnética, único en el mundo, entre la ciudad de Shanghái y su aeropuerto, de 30 km de longitud.

TREN DE LEVITACIÓN MAGNÉTICA entre Shanghái y su aeropuerto

Lázaro Carreter, eminente académico de la lengua (R.A.E) y experto en refranes, cuando utilizó la línea Madrid-Sevilla en 1992:

“AVE: exhalación ferroviaria que permite ir y volver a Sevilla, sin perder la silla”.

TALGO I (1.942)

BASTIDOR TRIANGULAR, TALGO I

ALEJANDRO GOICOECHEA Y PROTOTIPO TALGO

111111

TALGO 350

121212

TALGO 350

131313

FERROCARRIL TRADICIONAL Y ALTA VELOCIDAD1. introducción

SINGULARIDAD ESENCIAL:

• EL TRANSPORTE FERROVIARIO DE ALTA VELOCIDAD ES UN SISTEMA INTEGRADO: los distintos subsistemas (vía, electrificación, comunicaciones, etc.) están íntimamente integrados entre sí, y entre la infraestructura y el material rodante.

• La consideración de un subsistema de forma aislada puede llevar a importantes disfunciones del sistema en su conjunto, siendo especialmente importante la interacción con el material rodante.

141414

RED EUROPEA DE ALTA VELOCIDAD

RED ESPAÑOLA DE ALTA VELOCIDAD en servicio. Marzo, 2013

RED ESPAÑOLA DE ALTA VELOCIDAD en servicio, construcción o proyecto. Marzo, 2013

181818

El nombre Shinkansen, el conocido como tren bala, se usó formalmente por primera vez en 1940,

en un proyecto de línea de pasajeros y mercancías entre Tokio y Shimonoseki,

con velocidad media de 150 km/h (un incremento de 50% sobre el tren más veloz de esa época),

con velocidades máximas de 200 km/h (más del doble de la velocidad del tren japonés más rápido de aquel entonces).

191919

• El Tōkaidō Shinkansen entre Tokio y Osaka se inauguró el 1 de abril de 1964, justo a tiempo para la celebración de los Juegos Olímpicos de Tokio.

• Fue un éxito inmediato, llegando a los 100 millones de pasajeros en menos de tres años y a los mil millones de pasajeros en 1976, en menos de 13 años.

• La Expo’70 de Osaka dió un nuevo impulso a la demanda, y se introdujeron 16 trenes adicionales.

202020

Las velocidades que alcanzan los trenes de alta velocidad requieren de técnicas específicas, en estos cuatro principios básicos:

• Infraestructura

• Estructura del tren

• Señalización de la línea

• Mecánica del tren

212121

VELOCIDADES MÁXIMAS REGISTRADASTIPO DE TREN VELOCIDAD FECHA LUGAR MODELO DE TREN

MÁXIMA, km/h----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------• Tradicional:

- vapor 202 3-7-1938 Inglaterra Loc.Mallard

- diesel 256 12-7-2002 España Talgo XXI

- eléctrico 331 29-3-1955 Francia Loc. BB-9004

• Alta Velocidad 574 3-4-2007 Francia Alstom V-150

• Levitación magnética 581 2-12-2003 Japón Siemens MLX01

222222

232323

Locomotora Mallard

242424

252525

TALGO XXI

262626

TALGO XXI y TALGO 350

272727

VELOCIDADES MÁXIMAS REGISTRADAS

TIPO DE TREN VELOCIDAD FECHA LUGAR MODELO DE TRENMÁXIMA, km/h

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------• Tradicional:

282828

Locomotora BB-9004

292929

• Alta 574 3-4-2007 Francia Alstom V-150Velocidad

303030

TGV Alstom V-150

RÉCORD TGV: 574, 8 km/h

323232

• Levitación magnética 581 2-12-2003 Japón Siemens MLX-01

333333

MAGLEV MLX-01

343434

MAGLEV MLX-01

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Tren experimental M-497 de propulsión diesel conmotores a reacción procedentes de un

bombardero Convair B-36, en 1966.

363636

ÍNDICE:

túneles, viaductos3. Vía: balasto, traviesas, carriles…4. Electrificación5. Señalización6. Comunicaciones7. Material rodante y Servicios ferroviarios

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• Infraestructura:

- plataforma

- vía

• Superestructura:

- electrificación

- instalaciones de señalización

- instalaciones de comunicación

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FERROCARRIL TRADICIONAL Y ALTA VELOCIDAD2. PLATAFORMA

Elementos principales de la plataforma:

- desmontes

- terraplenes

- túneles

- viaductos.

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TRAZADO DE ALTA VELOCIDAD

404040

Vía doble de alta velocidad

414141

CABINA DE CONDUCCIÓN DE UN TREN DE ALTA VELOCIDAD

OBRA DE CONSTRUCCIÓN DE PLATAFORMA CON TÚNEL

FERROCARRIL TRADICIONAL Y ATA VELOCIDAD

CONSTRUCCIÓN DEL TÚNEL DE GUADARRAMABoca norte, lado Segovia

INTERIOR DE TÚNEL CONSTRUÍDO CON TUNELADORA

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En relación con los túneles, una característica fundamental en el caso de alta velocidad ferroviaria es

La aerodinámica

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Modelo de tren de alta velocidad en el interior de la cámara de ensayos aerodinámicos

474747

MAQUETA DE TREN para estudio AERODINÁMICO

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EL AIRE SE COMPRIME EN EL INTERIOR DEL TÚNEL, GENERANDO SOBREPRESIONES

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PARÁMETROS QUE INFLUYEN EN LA AERODINÁMICA DE TÚNELES

‣Velocidad del tren‣Sección transversal y longitud del tren‣Sección transversal y longitud del túnel‣Forma de la cabeza y cola del tren‣Forma y rugosidad de la superficie exterior

del tren e interior del túnel‣Condiciones de presión y temperatura

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VIADUCTO SOBRE EL RIO PIEDRASLínea de alta velocidad Córdoba-Málaga

En el proyecto de los viaductos de las líneas de alta velocidad españolas han participado casi todos los grandes proyectistas de estructuras, Ingenieros de Caminos españoles.

VIADUCTO SOBRE EL RIO PIEDRASLínea de alta velocidad Córdoba-Málaga

VIADUCTO SOBRE EL ARROYO DEL VALLELínea de alta velocidad Madrid-Valladolid

VIADUCTO SOBRE EL EMBALSE DE CONTRERASLínea de alta velocidad Madrid-Valencia

Construcción del arranque del arco central, lado Madrid

Construcción del arranque del arco central, lado Valencia

VIADUCTO SOBRE EL RIO ULLALínea de alta velocidad Orense-Santiago

Construcción del arco central

VIADUCTO DEL EBROLínea de alta velocidad Madrid-Barcelona

VIADUCTO DE VILLORALínea ferroviaria Cuenca-Valencia

VIADUCTO DE ENGUÍDANOSLínea ferroviaria Cuenca-Valencia

VIADUCTO SOBRE LA RAMBLA DEL PAPAMLínea ferroviaria Cuenca-Valencia

PRUEBAS DE CARGA CON CAMIONES EN Viaducto del EMBALSE DE CONTRERAS

PRUEBAS DE CARGA CON TRENES EN Viaducto del ARROYO DEL VALLE

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ÍNDICE:

DIFERENCIA ENTRE ANCHOS DE VIA(Museo del Ferrocarril de Madrid)

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ESQUEMA DE VIA: CARRILES, BALASTO Y TRAVIESAS.

(EN PARALELO SE CONSTRUYE LA CANALETA PARA CABLES)

SOLDADURA ALUMINOTÉRMICA DE CARRILES

ESQUEMA DE DESVÍO

FERROCARRIL TRADICIONAL Y ALTA VELOCIDAD3. VIA

TIPO DE LÍNEA LONGITUD del DESVÍO PESO del DESVIO

Tradicional 79 m 120 t(desvío tipo 200/100)

Alta velocidad 174 m 213 t(desvío tipo 350/220)

DESCARGA DE DESVIOS EN OBRA

DESVIO EN LINEA DE ALTA VELOCIDAD

VÍA BANALIZADA

VIA EN PLACA: no hay propiamente TRAVIESAS.Y, por supuesto, no hay BALASTO.

Los carriles apoyan en bloques embebidos en laLOSA DE HORMIGÓN

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TRAVIESAS DE HORMIGÓN MONOBLOQUE

777777

ÍNDICE:

FERROCARRIL TRADICIONAL Y ALTA VELOCIDAD4. ELECTRIFICACIÓN

Electrificación ferroviaria: conjunto de instalaciones necesarias para un sistema de tracción eléctrica.

Elementos fundamentales: • Centrales productoras de energía eléctrica.• Líneas de transporte en alta tensión.• Subestaciones • Línea Aérea de Contacto (Catenaria) • Cables de alimentación subestación-catenaria • Componentes propios del material rodante motor,

principalmente pantógrafos y motores eléctricos.

FERROCARRIL TRADICIONAL Y ALTA VELOCIDAD4. Electrificación

La potencia eléctricanecesaria para hacer circular un tren a alta velocidad es enorme, puede llegar a ser del orden de 12 megavatios, con valores medios entre 8 y 9 Mw.

4.ELECTRIFICACIÓN

CONEXIÓN DE LÍNEA DE TRANSPORTE CON SUBESTACIÓN

FERROCARRIL TRADICIONAL Y ALTA VELOCIDAD4.ELECTRIFICACIÓN

SUBESTACIÓN. TRANSFORMADORES

FERROCARRIL TRADICIONAL Y ALTA VELOCIDAD4. Electrificación

• En las líneas tradicionales se utiliza corriente continua a 3.000 voltios.

• En alta velocidad se utiliza corriente alterna a 25.000 voltios.

CATENARIA (se construye en zig-zag),y sus elementos: sustentación, postes, péndolas, contrapesos,… (la foto es de la línea Madrid-Sevilla, con postes de hormigón)

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ÍNDICE:

FERROCARRIL TRADICIONAL Y ALTA VELOCIDAD5. SEÑALIZACIÓN

Es necesario que el puesto de mando de la línea tenga localizados los trenes con exactitud y seguridad, conociendo de ellos en todo momento:

- posición en la vía- sentido de marcha - velocidad

- En los sistemas clásicos este control se realiza fundamentalmente con semáforos

- En los trenes de alta velocidad se aporta información directamente al tren para que:

- el conductor pueda leer los datos encabina y

- los sistemas automáticos puedan actuar en caso necesario.

INTERIOR de la cabina de conducciónDE UN TREN DE ALTA VELOCIDAD

FERROCARRIL TRADICIONAL Y ALTA VELOCIDAD5. SEÑALIZACIÓn

La protección de los trenes se realiza a través de las siguientes acciones principales:

1- Previniendo que el tren se salte un semáforoen rojo.

2- Controlando la velocidad del tren.3- Avisando con suficiente antelación al maquinista.

4- Activando los frenos de emergencia en caso de peligro.

El equipamiento técnico que se utiliza para el control de trenes se instala:

- en la vía, para transmitir información al tren (imanes, balizas, circuitos de vía...)

- a bordo del tren, para leer la información transmitida desde la vía, procesar los datos, informar al maquinista y, en caso necesario, frenar el tren.

• Existen prácticamente tantos sistemas como países y, al ser estos incompatibles entre sí, resulta complicada la circulación de trenes con itinerarios internacionales.

• Esta situación se resuelve con un sistema europeo interoperable.

• Así nació el sistema de gestión europeo de tráfico ferroviario, ERTMS (EuropeanRail Traffic Management System).

En el ferrocarril la Interoperabilidad, inexistente antes del ERTMS, se traduce en que ya no es necesario parar en las fronteras porque los sistemas de control de trenes (tanto el equipamiento de señalización embarcado en el tren como el equipamiento instalado en la vía) pueden ser de diferentes fabricantes y trabajar juntos.

FERROCARRIL TRADICIONAL Y ALTA VELOCIDAD5. Señalización

El ERTMS resuelve muy eficazmente dos importantes cuestiones:

- la señalización de la vía, (semáforos, pictogramas, carteles...), que no se aprecia bien cuando se circula a alta velocidad, queda sustituida por la señalización en cabina

- la información sobre la ocupación de la víapor delante del tren, mejorando los sistemas clásicos (contadores de ejes y circuitos de vía) .

FERROCARRIL TRADICIONAL Y ALTA VELOCIDAD6. COMUNICACIONES

• Bloqueo telefónico: comunicación de voz entre agentes de circulación de estaciones colaterales.

• Bloqueo automático, comunicación electrónica de distintos elementos repartidos en la infraestructura, mediante una lógica basada en microprocesadores.

Dos innovaciones importantísimas que se han introducido en España en las nuevas líneas de alta velocidad y que progresivamente se implantarán en toda la red:

- Sistema de comunicaciones llamado GSM-R

- Sistema de vigilancia por vídeo95

La construcción de líneas de alta velocidad ha supuesto la incorporación a España de las últimas tecnologías e innovaciones, situándonos en un lugar destacado en Europa, en materia de telecomunicaciones ferroviarias.

• Vídeo externo. MP4

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ÍNDICE:

túneles, viaductos3. Vía: carriles, balasto, traviesas4. Electrificación5. Señalización6. Comunicaciones7. Material rodante y

Servicios ferroviarios

FERROCARRIL TRADICIONAL Y ALTA VELOCIDAD7. MATERIAL RODANTE Y SERVICIOS FERROVIARIOS

Ley del Sector Ferroviario (desde 1-1-2005):

• Separación entre la gestión de la infraestructuray la gestión del transporte.

• Creación de dos entes públicos dependientes del Ministerio de Fomento:

- ADIF, administra la infraestructura (vías, estaciones, circulación...)

- RENFE OPERADORA, realiza las operaciones de transporte propiamente dichas

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- Plataforma: desmontes, terraplenes,túneles, viaductos,

- Estaciones- Vía: carriles, balasto, traviesas- Electrificación- Instalaciones de Señalización y Comunicaciones- Organización de la Circulación

RENFE OPERADORA:

- Material rodante - Servicios ferroviarios

TREN de alta velocidad, fabricado por Alstom

TREN de alta velocidad, fabricado por Siemens

EL AVE ALEMÁN, ALLÍ LLAMADO ICE

TREN de alta velocidad, fabricado por Talgo

AVE: ALTA VELOCIDAD ESPAÑOLA

PICTOGRAMA DEL SERVICIO AVE-

Algunas semejanzas AVE-AVIÓN:- mensajes bilingües (megafonía, trenes y estaciones)

- restauración en el asiento- control del billete-tarjeta de embarque

antes de acceder al tren- venta a bordo de artículos de regalo- denominación Preferente y Turista- Uso de escáner para equipajes- Separación de llegadas y salidas en

algunas estaciones.

ESTACIÓN PUERTA DE ATOCHA:

- TERMINAL NORTE (estación primitiva), para SALIDAS, con vestíbulo de dos plantas

- TERMINAL SUR (situada sobre las mismas vías, unos1.200 m hacia afuera), para LLEGADAS.

La capacidad operativa es de 36 millones de viajeros/año.

SALIENDO DEL CAMBIADOR DE ANCHO

INTERIOR DE UN CAMBIADOR DE ANCHO

0: Posición de entrada

1: Descarga de las ruedas

2: Liberación del bloqueo lateral de las ruedas

3: Desplazamiento de las ruedas hasta su nueva posición

4: Bloqueo lateral de las ruedas en su nueva posición

5: Carga de las ruedas

(La carga es transferida a las guías exteriores de deslizamiento)

(La carga es transferida desde las guías exteriores a las ruedas)

LOCOMOTORA TALGO 3000

LOCOMOTORA TALGO XXI

LOCOMOTORA TALGO 4000

DENOMINACIÓN DE ALGUNOS SERVICIOS DE RENFE:

- AVE- AVANT (*)

- ALVIA (*)- ALTARIA (*)

- ALARIS(*) Tienen rodadura desplazable

TREN TIPO AVANT(DOTADO DE RODADURA DESPLAZABLE)

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TREN TIPO ALVIA(DOTADO DE RODADURA DESPLAZABLE)

TREN TIPO ALVIA, llamado coloquialmente “el patito”

LOCOMOTORA DEL TREN ALTARIAEsta locomotora no cambia el ancho de ejes.

La composición remolcada, coches TALGO, sí.

TREN TIPO ALARIS(NO ES DE RODADURA DESPLAZABLE)

OUIGO = WE GO = VAMOS

En un futuro muy próximo (que ya ha sido aprobado en el consejo de ministros del viernes 22 de febrero, hace sólo 2 semanas) la red ferroviaria española de alta velocidad se abre a la competencia, y otras empresas pueden suministrar servicios en la red española, en competencia con RENFE.

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PROYECTO CHINO DE “NON-STOP TRAIN”

Y NADA MÁS,

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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