Este proyecto, aprobado por Fomento en marzo de 2015, es de gran importancia para la red ferroviaria española. Con su ejecución se conectan las líneas de alta velocidad del norte, sur y sureste de la península por un túnel de 6,8 kilómetros (7,7 incluyendo el túnel baipás) que, construido en ancho internacional, permitirá ahorrar tiempos de viaje de media hora, evitando que los trenes pasen por cambiadores de ancho. Cuando la futura estación pasante de Atocha esté construida, estarán conectadas las dos estaciones de alta velocidad de Madrid.

La cuadruplicación de la vía incrementará la capacidad de la infraestructura ferroviaria entre la estación Puerta de Atocha y Torrejón de Velasco, desde donde los trenes se desvían hacia el levante o el sur de la península. La puesta en operación de estas dos nuevas vías adicionales a las dos ya existentes permitirá descongestionar las saturadas líneas de acceso a Atocha y agilizar la circulación y una mayor densidad en el tráfico ferroviario, beneficiando a los corredores de alta velocidad de Levante y Andalucía, así como permitir que las rutas norte-sur existentes (tales como A Coruña-Alicante, Alicante-Gijón, Alicante -Santander, etc.) no tengan que pasar por varios cambiadores de ancho.

Esquema de vías de la nueva LAV Centro entre Atocha y Chamartín (situación provisional y futura).

Equipamientos para la AV

Los trabajos que Adif Alta Velocidad está finalizando incluyen el montaje de vía, la electrificación y las instalaciones de seguridad y comunicaciones, unas obras en las que Ineco ha colaborado con trabajos de consultoría y asistencia técnica de control y vigilancia.

Desde el punto de vista del montaje de vía, el tramo está dividido en dos subtramos: Chamartín-Atocha, montado en placa en su totalidad (8,21 kilómetros) salvo un pequeño tramo en balasto en la zona de transición de doble vía a vía única en el punto de bifurcación hacia la futura estación pasante y el túnel provisional, y Atocha-Torrejón de Velasco, donde la vía se ha montado en balasto (27,65 kilómetros). Las obras contemplan asimismo la ejecución de actuaciones en la estación de Chamartín, donde se ha construido la playa de vías en ancho internacional UIC en su cabecera sur.

En cuanto a la conexión en Torrejón de Velasco con las líneas de alta velocidad Sur y Levante, ha sido necesario adecuar dos vías de apartado, de unos 200 metros de longitud cada una, a los parámetros de alta velocidad.

El profundo túnel que atraviesa la capital

El túnel entre las estaciones de Madrid-Puerta de Atocha y Madrid-Chamartín es una infraestructura esencial para el desarrollo de una red vertebrada de ancho internacional en España, ya que permite la interconexión de las líneas de alta velocidad que pasan por Madrid, favoreciendo la interoperabilidad del tren de alta velocidad.

Túnel Atocha-Chamartín (Madrid). / FOTO_ELVIRA VILA

Según Adif, el túnel, cuya perforación finalizó el 11 de febrero de 2011, mejora el modelo de explotación de las dos estaciones madrileñas, pues estas pasarán de tener configuración en terminal a ser estaciones pasantes. Su puesta en servicio facilitará también el acceso de los trenes de alta velocidad a los talleres de Fuencarral (en el entorno de Chamartín) y Cerro Negro (junto a Atocha), indistintamente, para su mantenimiento.  Una vez construida la estación pasante de Atocha, Madrid disfrutará del privilegio de tener conectadas sus estaciones de alta velocidad, algo que otras grandes ciudades europeas aún no han conseguido. Los operadores podrán elegir sus estaciones de llegada o partida en alta velocidad a la capital, pudiendo optar por Chamartín o Atocha.

Con una longitud de 6,8 kilómetros, el túnel, cuya perforación se inició en 2010, discurre bajo las grandes arterias de la ciudad y edificios singulares como la Puerta de Alcalá o el Museo Arqueológico. Equipado con las más modernas técnologías ferroviarias en lo que a instalaciones de seguridad y protección se refiere, cuenta con vía en placa con carril embebido, catenaria rígida, nueve salidas de emergencia y los sistemas de señalización y comunicaciones de alto nivel de seguridad. Ineco participó desde sus comienzos llevando la dirección facultativa y ambiental de las obras para Adif, la asesoría técnica en geotecnia, inspección de edificios y auscultación. Posteriormente, se ha encargado de la asistencia técnica para el montaje de vía, electrificación y señalización.

Nueve salidas de emergencia

Construido a unos 40 metros de profundidad, el túnel cuenta con nueve salidas de emergencia, una por kilómetro: tres en Serrano y el resto en Atocha, la calle Espalter, la plaza de la República Argentina, y en las calles Hiedra, Alberto Alcocer y Concha Espina. En la imagen, la salida de emergencia a la calle Espalter.

Un edificio técnico singular

Los paneles de hormigón reforzado con fibra y una subestructura tubular de acero, en lugar de los muros de hormigón habituales, permiten optimizar la colocación del aislamiento de la fachada.

Edificio técnico Chamartín (Madrid). / FOTO_ ELVIRA VILA

El edificio técnico de la estación de Chamartín en el tramo Madrid-Chamartín-Torrejón de Velasco cuenta con dos plantas para ubicar los equipos de instalaciones (energía, baterías, telecomunicaciones y señalización) además de oficinas, almacenes, viales de acceso y una plataforma de carga y descarga. La UTE Siemens-Thales desarrolló el proyecto constructivo basado en un proyecto de Ineco, que además ha llevado las labores de asistencia técnica a la dirección de obra.

Frente al carácter industrial de este tipo de edificios técnicos se ha buscado un carácter más amable con el entorno urbano gracias a la elección de paneles prefabricados de hormigón GRC (hormigón reforzado con fibras) que requieren un espesor muy pequeño, otorgándole rigidez a la subestructura tubular de acero. El espacio ganado se utiliza para colocar el aislamiento que es continuo en toda la fachada, minimizando los puentes térmicos de fachada. Este sistema de paneles, al ser prefabricado permite una gran cantidad de tonos, texturas y dibujos. Con estos detalles se diferencian de los típicos muros de hormigón del ámbito de las infraestructuras y se acercan a acabados de arquitectura prefabricada de uso urbano.

Ojo al cálculo

La puesta en marcha del tramo de la línea de alta velocidad entre la estación de Madrid-Puerta de Atocha y Torrejón de Velasco en 2018 ha requerido la inspección de un total de 34 nuevas estructuras de 3,1 kilómetros de longitud total, un trabajo realizado por Ineco para Adif.

Ineco inició el pasado verano la realización de pruebas de carga e inspección de todas las estructuras del nuevo acceso ferroviario de Levante, tramo entre Atocha y Torrejón de Velasco, que atraviesa el sur de la capital y las poblaciones de Villaverde, Getafe, Pinto y Torrejón de Velasco. En total, las nuevas vías cuentan con 34 estructuras y más de 2,5 kilómetros de viaductos. Los trabajos a realizar en puentes, pérgolas y viaductos en este tipo de contrato incluyen las actividades completas de verificación del estado de las estructuras que conllevan la realización del inventario, inspección preliminar, instrumentación de puentes, realización de la prueba de carga, así como los cálculos del comportamiento del puente durante la prueba, terminando con la inspección principal de cada uno y cumplimentación de las A1 (comunicación de inspecciones al registro de inspecciones de puentes de FFCC) y A2 (acta de prueba de carga). Todo ello recogido y editado en el informe final de prueba de carga. Con ello se da obligado cumplimiento a la Instrucción sobre las inspecciones técnicas en los puentes de ferrocarril (ITPF-05), que regula tanto las inspecciones como las pruebas de carga a realizar en puentes de nueva construcción, como es el caso, e incluso a los de servicio.

Sus infraestructuras más singulares –además del túnel Chamartín-Atocha mencionado anteriormente– son el túnel provisional bajo la estación de Atocha, de 879 metros y vía simple, el falso túnel de Perales (390 m), y los viaductos sobre la calle Comercio y la línea C-5 (127 m), el viaducto de Abroñigal (149 m), el viaducto de Santa Catalina (429 m sobre la M-40, y un total de 649 m), el viaducto 1.1 sobre FFCC AV Madrid-Levante, ramal Sevilla (1.079 m) y la pérgola sobre la línea de alta velocidad Madrid-Sevilla (93 m).

Tres viaductos metálicos singulares

Dentro de las 34 nuevas estructuras destacan tres viaductos singulares, tanto por su ubicación, diseño y proceso constructivo:

• Viaducto de la calle ComercioSe trata de un puente de 129,5 metros con una estructura metálica y elementos auxiliares de 1.130.000 kg de acero que salva la calle Comercio y la línea de cercanías C-5 (Móstoles-Humanes). Su gran complejidad constructiva se debe al radio de curvatura variable de la estructura del viaducto. La estructura consiste en dos celosías metálicas laterales a ambos lados de la plataforma ferroviaria, unidas por vigas metálicas cada 3,50 m sobre las cuales se dispone el tablero de hormigón. Tiene una longitud total de 129,5 m, distribuida en 4 vanos continuos. La construcción del viaducto se realizó de forma que afectara lo menos posible tanto al viario público como al tráfico ferroviario.
  

  Viaducto de la calle Comercio (Madrid).

• Viaducto de Abroñigal
  El viaducto de Abroñigal está situado cerca de la estación de Atocha, junto a la línea de cercanías C-4. Tiene una longitud de 144,5 metros y está construido con tres vanos en una gran estructura metálica con elementos de sección armada en cajón, con todas las uniones soldadas, y conformando una celosía de gran canto en forma de velas, y con el tablero de hormigón armado sobre prelosas, unidos a las viguetas metálicas mediante conectadores metálicos. El trazado de la vía es en recta pero excéntrica hacia el lado izquierdo. El acceso al puente es exclusivamente por el estribo 1 (lado Atocha), encajado entre las vías del lado izquierdo y el terraplén hacia la calle Embajadores. Debajo de él están las vías de acceso al taller de Adif de Entrevías y el túnel de carretera de la calle Embajadores al mismo taller. Ello condiciona tanto la construcción como la propia prueba de carga y la inspección.
  

  Viaducto de Abroñigal (Madrid).

• Torrejón de Velasco: viaducto sobre FFCC AV Madrid-Levante
  El tramo entre Torrejón de Velasco y el ramal de conexión con la línea de alta velocidad Madrid-Andalucía discurre entre los términos municipales de Torrejón de Velasco (Madrid) y Yeles (Toledo), y se corresponde con el ramal de conexión de las líneas de alta velocidad Madrid-Castilla La Mancha-Comunidad Valenciana-Región de Murcia y Madrid-Andalucía. El trazado ferroviario tiene algo más de 7 kilómetros. Como elementos singulares de este tramo hay que destacar la construcción de un viaducto de 1.079 metros y una pérgola de 93 metros de longitud. En el caso de la prueba de carga, para no interferir con la vía inferior la medida de las flechas o deformadas verticales del tablero metálico, del vano 10, se efectúan mediante láser. Respecto a la inspección, tiene las dificultades habituales de su gran tamaño, señalando que los elementos metálicos no son visitables, salvo el propio tablero, que dispone de trampillas en la chapa inferior en los tramos 9 y 11 junto a la sección de unión al tablero de hormigón.
  

  Viaducto AV Madrid-Levante (Torrejón de Velasco).

  Instalaciones en el tramo Chamartín – Atocha – Torrejón de Velasco

  INSTALACIONES DE SEÑALIZACIÓN

  • Ampliación del enclavamiento electrónico de la estación Madrid-Chamartín Alta Velocidad, nuevo enclavamiento electrónico en Jardín Botánico y modificación del de Torrejón de Velasco.
  • Instalación de equipamiento de campo: circuitos de vía de audiofrecuencia, accionamientos electrohidráulicos, señales fijas luminosas de leds, etc.

  
  SISTEMAS DE PROTECCIÓN DEL TREN (ERTMS Y ASFA)

  • Sistema de protección de tren ERTMS N1 y ampliación del ERTMS niveles 1 y 2, en toda la cabecera sur de la estación de Chamartín AV y sistema ASFA como segundo nivel de operación.
  • Nuevo puesto central de ERTMS, PCE.
  • Balizas fijas y conmutables de ASFA y ERTMS, implementación de las transiciones en los extremos de la línea entre los niveles que corresponda en cada caso (N2, N1, LZB).

  
  TELECOMUNICACIONES FIJAS Y SISTEMAS DE PROTECCIÓN Y SEGURIDAD

  • Red de fibra óptica completamente redundada a ambos lados de vía y sistema de supervisión de fibra óptica.
  • Sistema de telefonía automática.
  • Interconexión de las redes del tramo con las redes del CORE MPLS y los tramos Madrid-Valladolid y Madrid-Levante.
  • Sistema de videovigilancia, control de accesos y antiintrusión.
  • Integración de los sistemas de protección civil.

  
  SISTEMAS AUXILIARES DE DETECCIÓN

  • 21 detectores de caída de objetos (DCO).
  • 1 detector de cajas calientes (DCC).
  • Telemando de Sistemas Auxiliares de Detección (TSAD) para la integración y visualización de detectores del tramo.

  
  CONTROL DE TRÁFICO CENTRALIZADO (CTC)

  • Ampliación de los CTC de Madrid-Valladolid, Madrid-Sevilla y adaptación del CTC Madrid-Levante.

  
  SUMINISTRO DE ENERGÍA

  • Alimentación a los equipos de campo a través de la línea de 750 V desde los suministradores de la línea (edificios técnicos y casetas de señalización).
  • Acometidas eléctricas del túnel Chamartín –Atocha, edificios técnicos y subestaciones eléctricas de Villaverde y El Hornillo.

  
  EDIFICACIÓN

  • Nuevo edificio técnico singular en la cabecera sur de Chamartín.
  • Casetas técnicas en el Canal del Manzanares y el Cerro de los Ángeles.

  
  SISTEMAS DE PROTECCIÓN Y SEGURIDAD

Ineco colabora este año patrocinando la 6ª edición de las conferencias que organiza Adif en Madrid en colaboración con la Unión Internacional de Ferrocarriles (UIC). Los ingenieros de Ineco Ignacio Martínez, subdirector de Tecnologías de la Información, y Jorge Torrico, subdirector BIM, participan con dos ponencias.

Además, este otoño la compañía patrocina la gran cita sobre innovación y empresas emprendedoras South Summit (4-6 de octubre en Madrid) y participa en el Congreso Internacional de Alta Velocidad (4-6 de octubre en Ciudad Real) y, de la mano del ICEX, en Smart City World Congress (14-16 de noviembre en Barcelona).

Los trabajos de coordinación y supervisión técnica en el despliegue del Sistema Europeo de Gestión del Tráfico Ferroviario (ERTMS) que la Comisión Europea ha encargado a Ineco (ver IT53), han incluido en los últimos meses tres talleres informativos en Eslovaquia, Eslovenia y la República Checa.

Silvia Domínguez, Beatriz Sierra, Virginia Álvarez y Diego Sanz, de Ineco, han sido los responsables de este trabajo que pretende aportar el conocimiento de expertos ERTMS a los países de cohesión, para facilitar su implantación de una manera coherente, interoperable y conseguir proyectos exitosos.

Ineco también estuvo presente en la última conferencia internacional de ERTMS de la UIC, con un panel en el que se transmitía los objetivos y principales lecciones aprendidas durante el seguimiento funcional del sistema ERTMS. Los expertos de Ineco llevan, desde 2015 y hasta 2020, el control y seguimiento técnico del despliegue del ERTMS en los nueve corredores principales europeos.

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.

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