enginyeria ferroviària
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enginyeria ferroviària
II edició del curs d’especialització en: ENGINYERIA FERROVIÀRIA Del 7 de març al 20 de juny 2014 MÓDULO 1: GENERALIDADES TEMA 1: SISTEMA FERROVIARIO: Conceptos básicos e interrelaciones FECHA: 7 de marzo de 2013 PROFESOR: Pere Calvet Tordera Índice Presentación: el papel del ferrocarril en el mundo. Introducción histórica. Aspectos que impulsan el ferrocarril El futuro del ferrocarril Conclusiones Un apunte de vocabulario Ferroviario 1 Presentación: el ferrocarril en el mundo El transporte ferroviario es un elemento clave en el día a día de millones de personas y en el funcionamiento de la economía. Algunas magnitudes: 30.000 millones de viajes anuales 11.000 millones de toneladas anuales 120 millones de usuarios de metro diarios 190 sistemas de metro en el mundo 320 km/h en servicios comerciales 4.000 m. longitud trenes de mercancías 24 horas/7 días en algunos metros 18 millones € coste medio km. AVE Presentación: ferrocarril en el mundo Capacidad del modo ferroviario Tren de cercanías Metro Metro ligero Tranvía Autobús 0 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 70.000 Capacidad por hora 2 Presentación: ferrocarril en el mundo Panorama del ferrocarril en el mundo Este mapa muestra como está distribuida la red ferroviaria mundial según los datos obtenidos por el satélite de la US Geological Survey’s National Imagery and Mapping Agency Longitud de líneas (km) 2004 2005 2006 2007 349.695 352.364 360.169 356.058 56.099 57.517 57.779 58.582 América 391.720 389.199 386.945 381.884 Asia y Oceanía 213.209 215.632 216.851 215.492 Europa África Mundo estimación 1.010.723 1.014.712 1.021.744 1.012.016 Presentación: ferrocarril en el mundo Países con sistemas de metro Hoy en día 591 líneas con una longitud total que supera los 11.000 Km. y casi 10.000 estaciones. Tokio 8,7 millones de viajeros diarios Beijing 442 Km. de líneas. Londres inaugurado el 1863. Nueva York, 468 estaciones. Nueva York (1.355 Km. de vias). Shangai, construido a un ritmo de 14 estaciones/año desde 1995. 3 Presentación: ferrocarril en el mundo Metros automáticos Presentación: ferrocarril en el mundo Evolución del transporte de viajeros y mercancías por ferrocarril. 4 Presentación: ferrocarril en el mundo Transporte de viajeros: cuota de mercado por modos 9 Presentación: ferrocarril en el mundo Transporte de mercancías: cuota de mercado por modos 10 5 Presentación: ferrocarril en el mundo Transporte ferroviario de viajeros (viajero-km por habitante) – 2010 Fuente: The Eu in the world 2013. A statistical portrait. Eurostat, Statistical books. Presentación: ferrocarril en el mundo El Ferrocarril en distintos países Kilómetros de red por millón de habitantes en ferrocarril en algunos países europeos Suiza 644 Portugal 72 Austria 652 Italia 275 Francia 462 España Kilómetros de red por mil respecto a la superficie del país en km2 302 Alemania 512 Dinamarca Bélgica 100 200 300 30 Portugal 66 Austria 324 0 124 Suiza 570 400 500 Long (km)/ Población (Millones hab) 600 56 Italia 700 43 Francia 28 España Alemania 117 74 Dinamarca Fuente: Elaboración propia con datos de Eurostat y Administration fédérale admin.ch 117 Bélgica 0 20 40 60 80 100 120 140 Long (km) * 1000 / Superficie (km*km) 6 Presentación: ferrocarril en el mundo Fuente: The Eu in the world 2013. A statistical portrait. Eurostat, Statistical books. Presentación: ferrocarril en el mundo El ferrocarril en USA Porcentaje Reparto modal en % de toneladas‐millas por tramos de longitud de transporte (2007) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 00 00 ,0 00 99 ,4 0 2, ‐ 2 ‐ 1 99 49 99 e 00 00 9 7 d ás M 1 ,5 1 ,0 0 ‐ 75 0 ‐ 50 4 e 1 9 24 d os 0 ‐ 25 0 ‐ 10 en M Rangos de distancias (millas) Camión Ferrocarril Evolución del transporte de mercancías interior en USA (1960-2008). Fuente: Bureau of Transportation Statistics. Navegación Aéreo Múltiples modos por ferrocarril Tubería Otros/ desconocido Tonelaje en las autopistas, ferrocarriles y vías navegables (2007) 7 Presentación: ferrocarril en el mundo Evolución del tráfico de viajeros en Europa (viajeros-km) G1 - EUROPE 2008 450 400 350 300 without CIS countries 250 EVR, LDZ and LG from 1989 onwards 200 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 Presentación: ferrocarril en el mundo Evolución del tráfico de mercancías en Europa Evolución del tráfico intermodal en Europa en toneladas-km (toneladas-km) 75 G4 2008 69,5 70 71,3 G3 - EUROPE 67,4 2008 65,1 65 63,1 62,5 700 61,9 61,1 59,3 60 58,3 61,4 58,8 600 55 52,8 500 50 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 400 300 200 without CIS countries EVR, LDZ and LG from 1990 onwards 100 0 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 8 Presentación: ferrocarril en el mundo Evolución del tráfico de viajeros en Alta Velocidad en Europa 120 G2 - EUROPE 2008 102,6 100 80 2008 60 CD CP DB AG EUROSTAR UK FS NS RENFE SJ SNCB/NMBS SNCF VR 40 20 0 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Presentación: ferrocarril en el mundo El ferrocarril en España Pese a un desarrollo relativamente tardío, en las últimas décadas España se ha situado como país de referencia en ámbito ferroviario, en particular en el ámbito de viajeros: Líder mundial en el desarrollo de redes de alta velocidad Gran salto cualitativo durante los años 90 del siglo XX en la gestión de la movilidad suburbana, en particular los núcleos de cercanías de Madrid y Barcelona. Operadores de metro referencia a nivel mundial, tanto grandes operadores (Madrid y Barcelona) como sistemas más modestos como el metro de Bilbao. Las mercancías siguen siendo la asignatura pendiente del sistema ferroviario Español así como el desarrollo de la interoperabilidad y los servicios internacionales. 9 Presentación: ferrocarril en el mundo El ferrocarril en España (II) Unido al crecimiento de la red ferroviaria, la industria española se ha posicionado también en el sector. De forma más visible a través de la fabricación de material rodante También se ha desarrollado una industria auxiliar y de componentes. Las empresas constructoras han adquirido prestigio y experiencia a partir de proyectos ferroviarios de referencia. La ingeniería española se ha posicionado a nivel internacional tanto para la concepción como gestión de proyectos ferroviarios. Asimismo, se ha generado actividad de I+D+i en el sector ferroviario con desarrollos notables en algunos ámbitos como los cambiadores de ejes. Talgo y CAF son los fabricantes nacionales de referencia Compañías multinacionales disponen de factorias en España (Alstom, Siemens y Vossloh) Sin embargo, se requiere avanzar en este ámbito con mayor desarrollo de productos y patentes. La experiencia ha sido clave para la internacionalización Presentación: ferrocarril en el mundo El ferrocarril en Cataluña Además del sistema ferroviario estatal, en particular la nueva infaestructura de alta velocidad, en Cataluña hay tres operadores ferroviarios que hacen de Cataluña un referente en la explotación ferroviaria. Ferrocarrils de la Generalitat de Cataluña (FGC) Empresa ferroviaria integrada verticalmente que explota líneas de carácter suburbano en el entorno de Barcelona. Diversos estudios internacionales destacan su eficiencia en la operación de la red (en términos de aprovechamiento de la capacidad y disponibilidad de parque entre otros) así como la calidad de su servicio y accesibilidad casi universal. Ferrocarril Metropolità de Barcelona (FMB) El “metro” de Barcelona, con sus más de 400 millones de viajeros anuales constituye es un elemento clave en la movilidad urbana de la ciudad, en parte gracias a la integración tarifaria del conjunto de la región metropolitana. Destaca el nivel tecnológico vinculado a la línea 9 y las soluciones innovadoras adoptadas tanto desde el punto de vista de la construcción y diseño como, en particular, por la conducción automática. Tramvia Metropolità de Barcelona Es una referencia a nivel de desarrollo de un modo de transporte con iniciativa privada y estrechamente vinculado al desarrollo urbano integral y recuperación del entorno. 10 Introducción histórica Introducción histórica El ferrocarril: Una revolución 11 Introducción histórica Origen del ferrocarril En el siglo XVIII, los trabajadores de diversas zonas mineras de Europa descubrieron que las vagonetas cargadas se desplazaban con más facilidad si las ruedas giraban guiadas por un carril hecho con planchas de metal. Los dos principios mecánicos, guiado de ruedas y uso de fuerza motriz, fueron combinados por primera vez por el ingeniero de minas inglés Richard Trevithick, quien el 24 de febrero de 1804 logró adaptar la máquina de vapor, que se utilizaba desde principios del siglo XVIII para bombear agua, para que tirara de una locomotora que hizo circular a una velocidad de 8 Km/h arrastrando cinco vagones, con 10 t de acero y 70 hombres sobre una vía de 15 Km. de longitud de la fundición de Pen-yDarren, en el sur de Gales. Penydarren Introducción histórica Primeras líneas en explotación La primera vía férrea pública del mundo, la línea Stockton-Darlington, en el NE de Inglaterra, dirigida por George Stephenson, se inauguró en 1825. La primera vía férrea pública para el transporte de pasajeros y de carga que funcionaba exclusivamente con locomotoras de vapor, fue la de LiverpoolManchester, inaugurada en 1830 y que fue un gran éxito comercial, económico y técnico. El volumen de tráfico entre Liverpool y Manchester pronto demostró que el uso de una vía fija debía controlarse desde una central y que era preciso mantener una distancia segura entre los trenes mediante algún sistema de señalización. The Rocket, The Mechanics Magazine (1829) 12 Introducción histórica La expansión del ferrocarril La construcción de vías férreas se expandió con tal ritmo en la década de 1840 que al terminar la misma se habían construido 10.715 Km. de vía en Gran Bretaña, 6.080 Km. en los estados alemanes y 3.174 Km. en Francia. En 1914 ya existía casi, excepto en Escandinavia, la red de vías férreas que hoy tiene Europa, una vez terminados los túneles de la gran vía transalpina: el Mount Cenis (o Frejus) entre Francia e Italia en 1871, el San Gotardo en Suiza en 1881, el Alberg en Austria en 1883 y en Suiza también el Simplon en 1906 y el Lotschberg en 1913. Al cabo de pocos años, los ferrocarriles habían convencido a los comerciantes de su superioridad sobre los canales, no sólo por velocidad y por ser más directos, sino porque funcionaban con cualquier clima. Introducción histórica La expansión del ferrocarril (II) En 1850 el continente americano tenía ya 14.500 Km. de vías férreas y en la década siguiente un número cada vez mayor de empresas privadas construyó más vías férreas que en el resto del mundo, con lo que el total de Estados Unidos pasó a más de 48.300 Km.; Chicago, en el Medio Oeste, convertido de pequeña población a gran ciudad, fue la plataforma de una rápida expansión hacia el sur y el oeste. Distribución de población y principales líneas ferroviarias en los Estados Unidos (1850 y 1900) Font: http://www.lib.utexas.edu/maps/historical/ward_1912.html 13 Introducción histórica Primeras líneas en España La primera línea ferroviaria en España peninsular data de 1848, el proyecto fue promovido por Miguel Biada Bunyol, junto con José María Roca la línea BarcelonaMataró, que fue inaugurada el 28 de octubre de ese año. Un año después la reina Isabel II inauguraba la línea Madrid-Aranjuez, promoción de José de Salamanca, Marqués de Salamanca, tramo que suponía los primeros 45 Km. de la concesión de la línea Madrid-Alicante Tren del centenario. La "Mataró" y sus coches. No obstante en Cuba, a la sazón provincia española de ultramar hasta 1898 la línea ferroviaria La Habana-Güines que con una longitud de 16 leguas (unos 90 Km.) fue inaugurada el 10 de noviembre de 1837, por lo que resulta ser así la primera línea ferroviaria española. La línea estaba destinada al transporte de frutas y tabacos desde los campos del sur hasta la capital. El ferrocarril siguió extendiéndose en España de forma que en menos de dos décadas estaban concedidas, y varias en explotación, la mayoría de las líneas fundamentales de la red española. Introducción histórica Construcción de la red de ancho ibérico. Fuente: Miguel Artola, Los ferrocarriles en España. 1844-1943 (1978) 14 Introducción histórica Organización inicial del ferrocarril En 1855 se promulgó la “Ley General de Ferrocarriles” que: Permitía subvenciones Libre importación Garantías en caso de guerra Concesiones a 99 años Se crearon dos grandes compañías (capital francés): MZA (Madrid-Zaragoza-Alicante) que poseía las líneas Madrid-Alicante, Madrid-Sevilla y Madrid-Zaragoza. Norte (Caminos de Hierro del Norte de España) que inició su expansión en 1874 con la compra de la línea Alar-Santander y luego creció por Cataluña y el Cantábrico. 405 km en 1855 4.756 km en 1865 Crecimiento de la red ferroviaria en España hasta 1935 Introducción histórica Red ferroviaria de ancho ibérico (1900). Fuente: F. Comin et al (1998) 15 Introducción histórica Nacimiento de Renfe Las grandes empresas ferroviarias de la red de ancho ibérico, tras años de pérdidas, desaparecieron con su nacionalización y creación de Renfe en 1941. Los principales aspectos que condujeron a la creación de Renfe fueron: Infraestructuras ferroviarias completamente deterioradas por la Guerra Civil. Parque rodante en estado deplorable. Quiebra de la mayor parte de compañías ferroviarias. Incapacidad, por tanto, de las compañías ferroviarias para volver a normalizar el sector. Sin embargo los ferrocarriles de vía estrecha no fueron nacionalizados de forma generalizada en ese momento. Muchas explotaciones siguieron operando de forma privada (en régimen de concesión) hasta los años ’70 como es el caso de las compañías que darían origen a FGC. Todavía perviven un par de ejemplos de explotación privada en España: Ferrocarril minero de Ponferrada - Villablino, explotado en régimen de concesion por la empresa minera “Coto Minero Cantábrico” que efectúa transporte de carbón entre las minas y la central térmica de Compostilla II ubicada en Cubillos del Sil. Ferrocarril de Sóller, línea gestionada por la empresa Ferrocarril de Sóller S. A. Que actualmente sigue prestando servicio con el material original de 1912 Introducción histórica La historia del Ferrocarril en la primera mitad del siglo XX podria sintetizarse como sigue: El periodo de expansión de las redes de ferrocarril siguió en la mayoría de los países industrializados hasta inicios del siglo XX Dificultades económicas de las compañías en los años 20 Crack del 1929 y depresión económica de los años 30 agravaron aún más la crisis Nacionalización de compañías Inicio de un periodo difícil para el ferrocarril: Inversión muy reducida Irrupción del automóvil Fuertes inversiones en carreteras Desarrollo de la aviación comercial (aparición del reactor) Pérdida de protagonismo: “Si el ferrocarril no existiera, nadie lo inventaría” Sin embargo, el ferrocarril ha adquirido un nuevo impulso gracias a sus ventajas comparativas en varios ámbitos! 16 Aspectos que impulsan el ferrocarril Impulso económico Capacidad y prestaciones Competitividad Ambientales Seguridad Confort Fiabilidad Aspectos que impulsan el ferrocarril: Impulso económico Impacto del ferrocarril en la Economía (Siglo XIX) 0,5 tones 0,5 toneladas 15 15 km/dia km/día El ferrocarril contribuyó a la disminución del coste de transporte toneladas (x (x 2) 4) 22 tones 30 km/dia km/día (x(x4)2) 30 40 tones toneladas (x (x 80) 40 80) 200 km/día (x 13) 200 km/dia (x 13) Las mercancías se pueden vender más baratas Las personas pueden comprar estos productos El ferrocarril reduce el coste del transporte de mercancías CICLO DE PROSPERIDAD Se venden más mercancías: • Más demanda • Más producción Más trabajo implica más prosperidad y más poder adquisitivo Per producir más se necesitan más trabajadores 17 Aspectos que impulsan el ferrocarril: Competitividad Aspectos que impulsan el ferrocarril: Competitividad 18 Aspectos que impulsan el ferrocarril: Ambientales La sostenibilidad ambiental del modo ferroviario El ferrocarril es un modo eficiente en términos de consumo energético que puede ser propulsado por tracción eléctrica y que tiene unos impactos ambientales moderados. Actualmente el ferrocarril va ligado a los conceptos de “Modernidad” y “Sostenibilidad” http://www.railwaypro.com/wp/?p=736 http://blog.timesunion.com/opinion/americans-will-want-rail-to-be-secure/11234/modern-high-speed-train/ Aspectos que impulsan el ferrocarril: Ambientales y sobre todo… ecológico… (Britzer Garten on the edge of Berlin) http://www.flickr.com/photos/langkawi/143909381/ 19 Aspectos que impulsan el ferrocarril: Ambientales Sin embargo el ferrocarril también puede ser contaminante e ineficiente http://www.abc.net.au/news/stories/2010/06/23/2934406.htm?site=adelaide http://www.flickr.com/photos/jmurphpix/781994722/ Toda infraestructura tiene un impacto obras, mantenimiento… http://www.elperiodico.com/es/noticias/barcelona/20110209/tuneladora-del-aveavanza-otra-vez/698716.shtml Obras_linea_Ave_Fuente_Piedra_Antequera http://sindominio.net/ahtez/?q=es/node/42858 http://www.mndaily.com/2012/05/25/overnight-light-rail-construction-end SAGRERA http://www.myphotosbarcelona.com/2011/02/6-paseos-con-mi-amigo-manolo-margen.html 20 Y no hay nada menos sostenible que trenes vacíos… http://www.phantasrail.co.uk/class_90_06.htm http://www.jamiesinz.com/2009/07/subway-line-1-fujin-road-station/ http://www.flickr.com/photos/intercitygbrailsphotos/7510289674/sizes/o/in/photostream/ Aspectos que impulsan el ferrocarril: Ambientales Para transportar 200 personas se necesitan: 175 coches 2 autobuses Ocupación de espacio 1 tranvía Fuente http://ecomovilidad.net 21 Aspectos que impulsan el ferrocarril: Ambientales Congestión de las principales arterias Tráfico interurbano de viajeros y mercancías Aspectos que impulsan el ferrocarril: Ambientales Ocupación de espacio de las infraestructuras Ocupación de espacio (en media) Línea de alta velocidad 3,2 ha/km Autopista 9,3 ha/km Línea Colonia – Frankfurt, autopista A3 Fuente: UIC, 2008. Comparación en el uso del suelo Línea de alta velocidad Autopista Doble via 25 m 2x3 carriles 75 m 2x12 trenes/hora 2x 4.500 vehículos/hora 2x666 viatgers/tren 2x 1,7 viajeros/vehículo 2x8.000 viajeros/hora 2x7.650 viajeros/hora Fuente: UIC, 2008. 22 Aspectos que impulsan el ferrocarril: Ambientales 350.000 14 300.000 12 250.000 10 200.000 8 150.000 6 100.000 50.000 4 0 2 Rail Spatial Performance Rendimiento espacial de la carretera y el ferrocarril Surface used (m2/km) Capacity (t/km/day) Spatial Performance (t/km/m2/day) Road Fuente: Hofstra University Aspectos que impulsan el ferrocarril: Ambientales Consumo energético por modo de transporte en EU27 (Exa Joules) Exa Joules=1018 Joules 23 Aspectos que impulsan el ferrocarril: Ambientales Eficiencia energética en el transporte de viajeros Viajeros-km transportados por unidad de energía (1kwh=0,086kep) Eficiencia energética en el transporte de mercancías Fuente: UIC, 2012. Consumo de energía para transportar 100 toneladas de mercancías entre Basilea y el Puerto de Roterdam. Fuente: www.econtransit.org , 2008. Aspectos que impulsan el ferrocarril: Ambientales Consumo específico por tipo de servicio ferroviario y de tracción, 2005 (KJ/pkm) Fuente: Rail Transport and Environment, UIC, 2008. 24 Aspectos que impulsan el ferrocarril: Ambientales La sostenibilidad ambiental del modo ferroviario Impactos ligados a la infraestructura: Como toda infraestructura lineal, el principal efecto de una línea ferroviaria es el efecto barrera, sólo evitable parcialmente mediante soterramientos puntuales y pasos de fauna. Ligado a la infraestructura también hay que considerar los impactos durante la fase de construcción, tanto energéticos como territoriales. Pueden llegar a ser de magnitudes del mismo orden de magnitud que el resto de impactos durante la vida útil de la infraestructura. El ferrocarril presenta una ventaja y una desventaja claras respecto a la carretera en este ámbito: Menor ocupación de terreno a igual capacidad Menor flexibilidad geométrica lo que lleva a mayores movimientos de tierra y construcción de obras de fábrica Aspectos que impulsan el ferrocarril: Ambientales Hay que tener en cuenta también los impactos durante la construcción! Línea Hannover - Wüzburg Fase de construcción Fase de explotacion Línea Colonia - Frankfurt 25 Aspectos que impulsan el ferrocarril: Ambientales Hay que tener en cuenta también los impactos durante la construcción! Inicio de las obras Durante la construcción Línea París - Lyon Línea en servicio comercial Aspectos que impulsan el ferrocarril: Seguridad Evolución de los accidentes en Japón Carretera Ferrocarril Fuente: White paper on traffic safety in Japan, 2010 26 Aspectos que impulsan el ferrocarril: Seguridad Evolución de la seguridad del ferrocarril en EU-15 Viajeros fallecidos / miles de millones de viajeros-km 2,5 2,33 2 1,99 1,87 1,54 1,63 1,5 1,50 1,39 1,43 Classic railways 1,29 1,24 1,18 1,10 1 1,09 0,98 1,11 0,92 1,00 0,79 0,83 0,70 0,69 0,65 0,65 0,56 0,51 0,5 0,42 0,38 0,47 0,40 HS RAIL 0,36 0,38 0,30 0,22 19 70 19 71 19 72 19 73 19 74 19 75 19 76 19 77 19 78 19 79 19 80 19 81 19 82 19 83 19 84 19 85 19 86 19 87 19 88 19 89 19 90 19 91 19 92 19 93 19 94 19 95 19 96 19 97 19 98 19 99 20 00 20 01 20 02 0 Aspectos que impulsan el ferrocarril: Confort espacial Confort espacial Aspectes que impulsen el ferrocarril: Confort 27 Aspectos que impulsan el ferrocarril: Fiabilidad Fiabilidad El futuro del ferrocarril Perspectivas de futuro Principales retos del ferrocarril Técnicos Organizativos Económicos 28 Perspectivas de futuro Evolución en la percepción del ferrocarril F. Cambó (1921) “ La única solución posible...está en...el rescate de las grandes líneas ferroviarias por el Estado, concediendo la explotación a diversas Compañías en régimen de gestión interesada, después de una estructuración racional de las líneas rescatadas...” L. Armand (1964) “El ferrocarril será el modo de transporte del siglo XXI si logra sobrevivir al siglo XX” Años 90: La Alta Velocidad ha cambiado la percepción del ferrocarril “Si el ferrocarril no existiese habría que crearlo” 57 Perspectivas de futuro Las perspectivas de futuro del ferrocarril son de impulso y desarrollo de este sistema de transporte. Algunos aspectos que favorecen el crecimiento del ferrocarril en los distintos ámbitos son: Transporte Urbano: los sistemas de ferrocarril metropolitano y suburbano son uno de los ejes del transporte urbano sostenible por su eficiencia y capacidad. Transporte de viajeros interurbano: basado en la competitividad de los servicios de alta velocidad por lo que respecta al tiempo de viaje, confort, acceso al centro de la ciudad y precio. Transporte de mercancías: la sostenibilidad del sistema de transporte es el eje a partir del cual se prevé el impulso del transporte de mercancías por ferrocarril. En ese sentido, la Unión Europea apuesta por la creación del mercado único en el sector ferroviario. 29 Perspectivas de futuro Cross Rail (Londres) Probablemente el mayor proyecto ferroviario actualmente en Europa. Consiste en crear un nuevo servicio de cercanías en Londres con infraestructura que atraviesa el centro histórico (42 km de túnel) www.crossrail.co.uk Perspectivas de futuro Tren de Alta Velocidad Medina – La Meca Uno de los mayores contratos internacionales de la industria española ABC, 14 oct 2012 30 Perspectivas de futuro Metro de Dubai Perspectivas de futuro Projet Grand Paris 31 Perspectivas de futuro En construcción las líneas 3 y 6 del Metro de Santiago de Chile Perspectivas de futuro Sistemas ferroviarios de alta velocidad en el mundo (2009) Fuente UIC, 2010 32 Perspectivas de futuro Sistemas ferroviarios de alta velocidad en el mundo (2025) Fuente UIC, 2010 Perspectivas de futuro Inauguración de la línea de alta velocidad entre Beijing y Guanzhou el 26 de diciembre de 2012 33 Perspectivas de futuro Perspectivas de futuro 34 Retos del ferrocarril El Ferrocarril se enfrenta en los próximos años a una serie de retos, entre los que cabe destacar: Técnicos: Organizativos: optimización de la capacidad existente, introducción de la competencia en el ámbito de viajeros … Económicos: interoperabilidad, consumo energético, reducción impactos intermodalidad … mantenimiento de las redes existentes, desarrollo de nuevas infraestructuras Elementos del sistema ferroviario. 35 Elementos del sistema ferroviario El ferrocarril es un sistema complejo con interrelaciones entre múltiples disciplinas Infraestructura y superestructura Electrificación Material rodante Comunicaciones y señalización Planificación y análisis de la rentabilidad socio-económica Elementos del sistema ferroviario: Infraestructura La selección de los parámetros de diseño de una línea ferroviaria condicionará de forma muy importante su explotación: • Elección de rampas máximas y radios mínimos. • Elección de la ubicación de los PAETS y sus características. • Elección del gálibo de la línea. • Elección de la entrevía. • La sección y tipología de los túneles • La tipología de los viaductos • ... 36 Elementos del sistema ferroviario: Infraestructura Un ejemplo: El trazado en alzado Línia Köln-Frankfurt Perfil longitudinal de les líneas Hannover-Würzburg y Köln-Frankfurt Influye el sistema de explotación de las líneas 6000 La circulación de trenes de mercancías limita el valor de las rampas máximas (potencia y carga remolcada) 5000 Sin embargo, en el diseño de las líneas debe tenerse en cuenta la evolución de la tracción: 35 Potencia (kW) Rampa con tren de 600 t a 90 km/h 30 25 4000 20 3000 15 • Cada 21 años se duplica la potencia de las máquinas 2000 10 • Un tren de 600 t podía subir a 90 km/h 1000 En 1928: 5 mm/m En 1992: 30 mm/m 5 0 Fuente: A. García, 2009. 0 1928 1944 1955 1973 1980 1992 serie7100 serie7400 serie7700 serie269.0 serie251 serie252 Elementos del sistema ferroviario: Superestructura El diseño de la superestructura de la vía es un condicionante importante respecto al coste de construcción de la línea, a sus necesidades de mantenimiento y a su disponibilidad. • Vía balastada (diseño tradicional) Fuente: A. López-Pita i Paulo F. Teixeira (2001). • Vía en losa de hormigón Rheda 2000 37 Elementos del sistema ferroviario: Electrificación El diseño del sistema de electrificación tiene una incidencia en la eficiencia energética del ferrocarril. Estrategias posibles: Menor distancia entre subestaciones Mayor tensión de electrificación Mayores secciones de conductores Prever la posibilidad del freno regenerativo Elementos del sistema ferroviario: Material rodante El material rodante es un elemento caro y complejo. Sus características técnicas y su mantenibilidad condicionan la explotación de las líneas. Locomotora Locomotora BB 26001 Fuente: Bugarín, 2005 38 Elementos del sistema ferroviario: Señalización y comunicaciones La señalización y las comunicaciones son elementos fundamentales de la seguridad de las líneas ferroviarias y establecen su capacidad. ATP por códigos de velocidad ATP por distancia objetivo Explotación ferroviaria La explotación ferroviaria es un conjunto de procesos que deben encaminarse a ofrecer un servicio al cliente: • La infraestructura, superestructura, señalización y comunicaciones, entre otros, configuran el equipamiento físico de la línea. En términos informáticos se trataría del hardware. • En función de las necesidades del cliente es necesario integrar una serie de procesos, con objeto de ofrecer el servicio ferroviario en condiciones de calidad y seguridad: • Planificación de itinerarios. • Control del tráfico. • Atención al cliente. • Control y supervisión de las estaciones, • ... • La explotación se basa en las necesidades y el trabajo de las personas: • Necesidades de los clientes • Trabajo del equipo técnico 39 Conclusión El ferrocarril es un modo de transporte de futuro, imprescindible para la organización de la sociedad en aglomeraciones urbanas. Actualmente la industria española está bien posicionada a nivel internacional gracias a la experiencia y ejemplos de referencia desarrollados en España. En muchas partes del mundo se están desarrollando redes ferroviarias que requerirán de profesionales con una visión integral del sistema ferroviario. Tal y como se ha apuntado, el modo ferroviario está formado por un conjunto de sistemas complejos estrechamente interrelacionados. Este curso es una excelente oportunidad para, desde cada uno de los campos de experiencia previos, aproximarse a los distintos elementos que constituyen el sistema ferroviario. Sólo desde esta aproximación integral se puede adquirir la visión de conjunto que es imprescindible para desarrollar con éxito la actividad profesional en este sector de presente y futuro II edición del curso de especialización en: INGENIERÍA FERROVIARIA 2014 MUCHAS GRACIAS 40 Vocabulario ferroviario Instalaciones fijas Aparatos de vía Estaciones Vocabulario Ferroviario Fuente: Diccionari visual de la construcció 41 Vocabulario Ferroviario Fuente: Diccionari visual de la construcció Vocabulario Ferroviario Fuente: Diccionari visual de la construcció 42