La problemática de los diferentes anchos de vía no es solo española, sino de alcance global. Según la Unión Internacional de Ferrocarriles (UIC, del francés Union Internationale des Chemins de Fer), solamente el 60% de la red ferroviaria mundial opera en ancho de vía estándar (1.435 mm de separación entre carriles), y además no está distribuida por continentes de manera uniforme. Por diversas razones históricas y económicas, el hecho es que en el 40% restante conviven más de una veintena de medidas diferentes que oscilan entre los 260 mm de algunos ferrocarriles turísticos de distintos puntos del planeta y los más de 1.600 de la red española, argentina o india, entre otras. En Europa, conviven principalmente cuatro anchos de vía diferentes: 1.000 mm (estrecho), 1.435 mm (estándar europeo), 1.520 mm (ancho ruso) y 1.668 mm (ancho ibérico).
Solamente el 60% de la red ferroviaria mundial opera en ancho de vía estándar (1.435 mm de separación entre carriles)
En España, la red ferroviaria mide 15.215 kilómetros, según datos de 2015 del Ministerio de Fomento. Está configurada en tres anchos de vía: los mayoritarios son de ‘ancho ibérico’ (1.668 mm) y estándar (1.435 mm), en el que a partir de los años 90 se construyeron todas las líneas de alta velocidad que, actualmente, suman 2.875 kilómetros. Una parte –613 kilómetros en total– operan en ancho ibérico, aunque están equipadas con traviesas polivalentes pensadas para adaptarse fácilmente al ancho estándar.
En la cornisa norte (Galicia, Asturias y Cantabria, principalmente), existe también la red de ‘vía estrecha’ construida en ancho métrico (1.000 mm), con un total de 1.269 kilómetros de longitud. Actualmente, se usa para cercanías y algunos servicios turísticos como el Transcantábrico o el Ferrocarril de la Robla. En todos los puntos de encuentro de estas redes dentro del país y en las conexiones con Portugal y Francia hay instalaciones que permiten el cambio de ancho.
Cuadrando el círculo
Existen varios métodos para solucionar el problema del ancho de vía: en mercancías, cambiar la carga de un vagón a otro o sustituir los ejes; en viajeros, el trasbordo a otro tren; o bien la solución desarrollada en España: el cambiador de ancho automático. Se trata de una instalación ferroviaria que permite a un tren dotado con un sistema de ejes o semiejes de ancho variable modificar automáticamente el ancho de rodadura mientras pasa a una velocidad constante (15 km/h, aproximadamente) y sin intervención humana.
España es pionera en estos sistemas de cambio de ancho automático desde 1968, cuando el fabricante Talgo comenzó a explotar servicios comerciales entre Madrid y París (cambiador de Irún) y Madrid y Zurich (cambiador de Portbou). Posteriormente, otro fabricante de material rodante, CAF, desarrolló su propia tecnología, lo que requería instalaciones diferenciadas para cada una. Actualmente, la tecnología ha evolucionado hacia una plataforma de cambio de ancho única.
Durante más de 20 años, Ineco ha participado en el diseño de la mayoría de las diferentes generaciones de cambiadores
La siguiente aplicación del cambiador de ancho automático surgió a partir de los años 90 con la primera línea de alta velocidad Madrid-Sevilla, construida en ancho estándar, donde se instalaron tres cambiadores de ancho (en Atocha, Córdoba y Majarabique) para conectarla a la red existente en ancho ibérico. A medida que se ampliaba la infraestructura de alta velocidad, se extendieron también los cambiadores de ancho automático, lo que ha permitido, además, alargar los itinerarios y reducir los tiempos de viaje en los trayectos de la red convencional, con una inversión relativamente baja.
Durante más de veinte años, Ineco ha participado en el diseño de la mayoría de las diferentes generaciones de cambiadores y ha prestado sus servicios tanto a Adif, el administrador de infraestructuras ferroviarias español, como a los fabricantes, en distintos aspectos del desarrollo e implantación de estas tecnologías (ver IT22): redacción de proyectos, asistencias técnicas, direcciones de obra y mantenimiento y explotación de más de una veintena de cambiadores de ancho automático de toda España. Actualmente, se ocupa del mantenimiento de los cambiadores de Cerro Negro y Fuencarral (Renfe), Chamartín, Atocha, Majarabique, Alcolea del Pinar, Albacete, Valencia, Plasencia del Jalón, Zaragoza-Delicias, Huesca, Medina del Campo, Medina del Campo AVE, Zamora, Valdestillas, Palencia y León.
A la hora de pasar a la fase de ejecución, es vital la coordinación y la retroalimentación entre los equipos de diseño y de obra a la hora de resolver con rapidez cualquier dificultad
Un caso práctico: los cambiadores de León
Con la llegada de la línea de alta velocidad Norte a León, se planteó la necesidad de instalar cambiadores para que los trenes pudieran conectar a partir de aquí con Asturias y Galicia sobre un ancho de 1.668 mm lo que, además, reducía los tiempos de viaje entre la capital de España y Gijón, A Coruña y Ourense.
En ese caso, se optó por instalar dos cambiadores en lugar de uno solo, ya que así se facilitaba el paso de las relaciones directas entre Madrid y Gijón sin parada en León, mejorando la fiabilidad y la capacidad con vista a futuros aumentos del tráfico. Además, con la doble instalación el tiempo de viaje entre destinos se redujo a 31 minutos, mientras que con un solo cambiador hubiera aumentado en 20 minutos.
Del diseño a la obra
Existen múltiples condicionantes a la hora de diseñar un cambiador de ancho automático, como la tipología del cambiador basado en las diferentes tecnologías existentes (Talgo, CAF, dual o universal), la elección del emplazamiento, la titularidad de los terrenos donde se construirán las instalaciones, la afección a diferentes servicios, la conexión entre líneas que no solo tienen anchos de vía distintos, sino también diferentes subsistemas de energía (3 kV, corriente continua y 25 kV, corriente alterna) y de mando y control (ASFA y ERTMS).
Asimismo, hay que tener en cuenta la coincidencia con playas de vías de diferentes titularidades administrativas, las longitudes mínimas de vía de acceso a los cambiadores y la ubicación de las acometidas de agua potable y electricidad. Si, además, como ocurre en León, se trata de un entorno urbano, la dificultad técnica se incrementa.
Un cambiador de ancho es una instalación ferroviaria que permite a un tren dotado de ejes o semiejes de ancho variable modificar automáticamente el ancho de rodadura sin intervención humana
A la hora de pasar a la fase de ejecución, la experiencia ha demostrado que es vital la coordinación y la retroalimentación entre los equipos de diseño y de obra a la hora de resolver cualquier dificultad en el menor tiempo posible. Así, por ejemplo, en el caso de León, el retraso en disponer de los terrenos necesarios para la construcción requirió un rediseño de las instalaciones. Otra muestra de la importancia de este trabajo conjunto es el que se refiere a los servicios afectados por las obras, tanto internos (canalizaciones de instalaciones y comunicaciones) como externos: gasoductos, red de saneamiento, distribución eléctrica, comunicaciones, etc. La recopilación de datos comienza en la fase de diseño y se completa durante la de ejecución.
Lucas Campillo
Experto en superestructura y sistemas de cambio de ancho
Un valioso intercambio de conocimiento
El diseño, redacción de proyecto, construcción y puesta en marcha de una instalación ferroviaria de alta tecnología como un cambiador de ancho automático requieren un conocimiento multidisciplinar en todos los subsistemas ferroviarios e industriales. Ineco cuenta con ese conocimiento, acumulado durante más de dos décadas: al intervenir tanto en la fase de proyecto como de las de construcción y mantenimiento, se ha generado un proceso de lecciones aprendidas que nos ha hecho expertos en el cambio de ancho automático. Desde el momento en que se adjudica el proyecto, el “saber hacer” adquirido tanto en la redacción de los proyectos como durante la etapa de construcción confluyen para hacer frente a los múltiples desafíos de ingeniería que plantea una instalación de esta complejidad técnica. Esta interacción es la clave para deshacer el nudo gordiano que en muchas ocasiones generan elementos como la ubicación de la futura instalación de cambio de ancho automático, los plazos de ejecución o la puesta en servicio. Pero este flujo de generación e intercambio de información no termina con la puesta en servicio. El trasvase de este valioso conocimiento entre los equipos de construcción y de proyecto es continuo, de manera que se logra una constante mejora que se refleja en cada nuevo proyecto, racionalizando y reduciendo el coste de las infraestructuras. Muestra del grado de especialización y conocimiento alcanzados es el apoyo técnico que la compañía presta al Ministerio de Fomento de España en la redacción de la futura norma IFI (Instrucción para el Proyecto y Construcción del Subsistema de Infraestructura Ferroviaria), que se prevé sea aprobada este mismo año 2016. Ineco participa activamente en el desarrollo, pruebas e implementación de las tecnologías de cambio de ancho automático, tanto las que ya están en explotación (TCRS2 y TCRS3) como en soluciones a escala europea: el proyecto Unichanger (TCRS4), aplicable a cualquier ámbito geográfico.
Hacia una tecnología universal
- La primera generación de cambiadores que se extendieron con el desarrollo de la alta velocidad solo podía diseñarse para una de las dos tecnologías de rodadura variable existentes en España: primero para la RD (Rodadura Desplazable) de Talgo, y a partir de 2000, la Brava (Bogie de Rodadura de Ancho Variable Autopropulsado) de CAF.
- Posteriormente, se desarrolló un cambiador apto para ambos sistemas, denominado dual, que requería menos espacio. El primero de este tipo, el TCRS2 vertical, se instaló en 2001 en el tramo Olmedo-Medina del Campo. En 2007, el sistema se mejoró con el modelo TCRS2 horizontal, al simplificar la estructura y las cimentaciones; el tiempo de cambio de tecnología pasó de siete a cinco minutos. El primer prototipo se instaló y probó en Chamartín (Madrid).
- En 2009, Adif puso en marcha el diseño y construcción del primer prototipo TCRS3 de plataforma única, donde se combinan las tecnologías de los fabricantes CAF y Talgo. Con ello se redujeron considerablemente las masas en movimiento durante el proceso de cambio de ancho y, en consecuencia, también su duración, que pasó de cinco a tan solo tres minutos. El primer prototipo se ensayó y validó en 2011 en el cambiador de ancho de Roda de Bará, Tarragona, mientras que las primeras unidades de serie se instalaron en León (línea de alta velocidad Madrid-Asturias) en 2015.
- A partir de 2009, con el respaldo del Ministerio de Ciencia e Innovación, se dio un paso más con el proyecto Unichanger de cambiador universal, denominado TCRS4, la cuarta generación. En 2011, Ineco redactó el proyecto constructivo en las instalaciones de ensayo y experimentación asociadas al Centro de Tecnologías Ferroviarias de Adif, en Málaga. Esta nueva generación permite, además de los cambios entre los anchos de vía españoles, el cambio con los sistemas alemán (Rafil) y polaco (SUW 2000), lo que hace de ella una tecnología exportable a otros países.
- Actualmente, la compañía está redactando el proyecto del cambiador de ancho de Vitoria y participa en la construcción del de Burgos.
Principales anchos de vía ferroviarios del mundo. / GRÁFICO_WIKIPEDIA
