Línea de alta velocidad

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Shinkansen Serie E5 de Japón.
Líneas de alta velocidad en Europa en 2011.
Francia: AGV.
Alemania: ICE-3.
España: AVE.
Italia: ETR 500.

Una línea de alta velocidad (LAV) es una línea ferroviaria construida especialmente para permitir la circulación de trenes de alta velocidad, a velocidades superiores a 250 km/h para líneas de nueva construcción o 200 km/h para líneas reformadas.[1]

La circulación a alta velocidad obliga a que la infraestructura tenga unas características especiales que le hacen distinguibles de las líneas convencionales.

La primera línea este tipo fue puesta en servicio en Japón en 1964 (Shinkansen). En Europa, la primera línea de alta velocidad fue la Direttissima Florencia-Roma, puesta en servicio en Italia en 1977.

Contenido

Características técnicas

La construcción de las líneas de alta velocidad se ha producido gracias a que se han desarrollado tecnologías que permiten circular a gran velocidad. Este tipo de tecnologías han evolucionado a lo largo de la historia de la alta velocidad ferroviaria, permitiendo pasar de los en torno a 250 km/h iniciales a los 300-350 km/h para los que se pueden construir las líneas actuales.

Vía

  • El radio de las curvas es grande, en función de las velocidades alcanzadas. Este radio va de los 2.500 metros de la línea de Shinkansen Tōkaidō abierta en 1964 a 210 km/h a los 7.500 metros de las líneas actuales. Algunos tramos, como es el caso de algunos de la LGV Est, alcanzan radios de 25.000 metros.
  • Las pendientes pueden, en el caso de líneas dedicadas a pasajeros, ser notablemente más altas que en otro tipo de ferrocarriles. Esto se debe a que la inercia cinética de un tren que circula a alta velocidad y su enorme potencia le permiten ascender rampas muy pronunciadas, sin penalizar en exceso el consumo energético. Algunas líneas actuales son diseñadas con ramapas de 35 milésimas (milímetros de ascenso por metro horizontal recorrido),[2] alcanzando la línea de alta velocidad Colonia-Fráncfort las 40 milésimas.[3] Esta característica facilita planificar el recorrido de las líneas y reduce el coste, al existir una gran libertad en el trazado del perfil.
  • El ancho de vía no puede ser estrecho, la vía métrica no permite superar los 200 km/h en servicio comercial. Mientras que en países que utilizan mayoritariamente vía ancha esto no supone mayor problema, en países como Japón o Taiwán ha obligado a que las líneas de alta velocidad hayan sido construidas con un ancho de vía deferente al del resto de sus ferrocarrilles. En el caso de la Península Ibérica la diferencia de ancho entre las redes clásicas y de alta velocidad no se debe a la estabilidad, sino en previsión de la conexión con el resto de líneas europeas.
  • Las vías deben disponer de características geométricas y mecánicas de gran calidad. Para las vías sobre balasto, el grosos de balasto ha de ser adaptado y se han de utilizar traviesas de hormigón. Los raíles han de ser más fuertes, siendo normalmente carriles largos, de soldadura continua y a partir de 60 kg/m. En algunos países (Japón, Alemania) es habitual el uso de vía en placa.
  • La distancia entre ejes de vías se aumenta (4,2 a 4,5 metros) para evitar el efecto de la succión en los cruces.
  • Todo el recorrido debe estar vallado para evitar el paso de animales o personas. El trazado no puede tener pasos a nivel, siendo todos los cruces por encima o por debajo de la línea. Existen sensores que detienen a los trenes si caen objetos sobre las vías. Algunas líneas incluyen sensores de viento lateral o hielo, que advierten a los trenes del peligro.

Túneles y viaductos

  • Los túneles y viaductos han de ser calculados al efecto, al ser mayores las cargas dinámicas.
  • Los túneles precisan de una mayor sección, en especial a la entrada, para evitar los cambios bruscos de presión al entrar y salir.

Señalización

  • Las líneas de alta velocidad disponen de señalización en cabina, que transmite los datos de tierra al tren, debido a la imposibilidad de que a alta velocidad los maquinistas puedan visualizar adecuadamente las señales laterales. Algunos de los sistemas de visualización usuales son el TVM o el LZB. En Europa se tiende a un sistema único para todas las líneas, el ERMTS, de modo que todas las líneas sean compatibles entre sí. Entre la información mostrada en cabina se incluye la velocidad máxima, la presencia de secciones neutras o el estado de las señales ferroviarias.

Tipo de tráfico

  • Las líneas de alta velocidad se dedican generalmente al tráfico masivo de pasajeros. El tráfico conjunto de mercancías y viajerso conlleva algunos problemas. La capacidad de la línea se reduce notablemente cuando circulan trenes de velocidades diferentes. El cruce de los trenes de alta velocidad y mercancías es arriesgado debido a la posibilidad de que la succión desestabilice la carga. Normalmente los trenes de mercancías y pasajeros circulan a horas diferentes, aunque esto se ve limitado debido a que las líneas de alta velocidad se cierran de noche para permitir los trabajos de mantenimiento.
  • Las fuertes rampas limitan mucho la masa remolcable de los trenes de mercancías. Evitar las rampas encarece a las líneas mixtas respecto de las exclusivas de viajeros.

Alimentación eléctrica

  • Las líneas de alta velocidad son todas electrificadas. Aparte de los problemas de transportar el combustible necesario, la tracción térmica no permite alcanzar las potencias necesarias para un tren regular de alta velocidad. Salvo en el caso de la Direttissima, la tensión es elevada y de corriente alterna: 15 kV 16,7 Hz en Alemania, Austria y Suiza y 25 kV 50 ó 60 Hz en el resto.
  • La catenaria está más tensa que en las líneas cásicas, para que la velocidad de propagación de la onda mecánica (ondulación del hilo de contacto de la catenaria provocada por el contacto del pantógrafo) sea superior a la del tren. Si el tren circula a mayor velocidad que la onda, la deformación se acumularía en el pantógrafo o en los postes, un fenómeno que provocaría la ruptura de la catenaria. En una catenaria normal las ondas circulan a unos 350 km/h. Esta es una de las razones por las que los récords de velocidad se realizan en líneas nuevas, donde al sobretensar la catenaria hay menor riesgo de rotura debido a la menor fatiga. Durante el actual récord de velocidad de 574,8 km/h realizado en Francia el 3 de abril de 2007, la onda mecánica circuló a 620 km/h.

Costes

Teniendo en cuenta sus características técnicas, la construcción de líneas ferroviarias de alta velocidad implica un coste relativamente alto. El precio por kilómetro depende de diversos parámetros:

  • El relive de las zonas a atravesar
  • Túneles y viaductos a construir, e infraestructuras con las que cruza a reponer
  • Tipo de línea (mixta/viajeros)
  • Inserción en el paisaje y cumplimiento de las leyes locales en materia de medio ambiente

Comenzando en 2007, se estima el coste medio de un kilómetro de 17 millones de euros, para una afección de 40 metros y una plataforma de 14 metros de ancho. Es aproximadamente el triple del coste de construcción de una autovía de 2 carriles por sentido.[4] En ciertos países de relieve muy accidentado (España principalmente) el coste es muy superior. También interviene la densidad de la construcción, que obliga al soterramiento de grandes tramos de la línea (caso de Gran Bretaña).

Capacidad

La gran inversión que requieren las líneas de alta velocidad acaba siendo rentable si el número de pasajeros es suficiente.[5] RFF afirma que una línea de alta velocidad a su máximo potencial tiene la misma capacidad que una autovía de 5 carriles por sentido. La capacidad de la línea depende del número de trenes que puedan circular y de la cantidad de pasajeros que puede transportar cada tren.

El gobierno francés calculó en 2002 que la capacidad teórica máxima de su LGV Sud-Est es de más de 300.000 pasajeros diarios.[6] En Japón, la línea Shinkansen Tōkaidō transportó 413.000 pasajeros al día en 2007.[7]

Se han proyectado en algunas zonas, como al norte de París, la construcción de líneas paralelas a otras debido a la saturación de las líneas de alta velocidad.

Por infraestructura

El número de surcos depende de la cadencia máxima que admite la línea y de la amplitud de su horario.

Muchas líneas actuales admiten 12 trenes por horas. La adopción del ERTMS ampliará la capacidad a 16 trenes a la hora. La adopción de cantones móviles aumenta la capacidad de la línea a 19 surcos a la hora.[8] En comparación, una línea clásica admite de 20 a 25 surcos por hora,[9] llegando en algunas líneas de Cercanías a los 40 trenes a la hora.[10] La concentración de los pasajeros a ciertas horas punta (primera hora de la mañana, tarde, festivos...) hace que se gan capacidad con un sistema de tarifas dinámico, que beneficie con menores tarifas a quienes usen los trenes a las horas de menor demanda.[6]

Por los trenes

Los trenes como el TGV Duplex permiten transportar a 516 pasajeros por rama, actualmente el tren de alta velocidad de mayor capacidad. En Japón, el mayor gálibo permite que los trenes serie 700 de Shinkansen, con 5 asientos por fila, admitan hasta 1.323 pasajeros.

Los trenes de alta velocidad tienen una longitud de 200 metros, permitiendo que se utilicen composiciones dobles mediante andenes de 400 metros. Se ha rechazado la construcción de andenes de más de 400 metros, debido al coste y a la incomodidad para los pasajeros.[11]

Líneas de alta velocidad por país

Densidad de la red de alta velocidad en Europa (velocidad igual o superior a 250 km/h). En km por millón de habitantes (datos 2010).
Densidad de líneas de alta velocidad en el Este asiático (velocidad ≥ 250 km/h. En km por millón de habitantes (datos 2010).

La siguiente tabla muestra las líneas de nueva construcción que operan a velocidades superiores a 250 km/h, en servicio y en construcción, ordenadas por país, según la UIC.[12] [13] Las líneas en proyecto, con plazos de realización variables y construcción no garantizada, no se han incluido.

País En servicio (km) En construcción (km) Total País(km)
China 4234 6696 (aprox.) 10025 (aprox.)
España 1963 1781 3744
Japón 1906 590 2496
Francia 1872 234 2106
Alemania 1032 378 1410
Italia 923 92 1015
Turquía 235 510 745
Corea del Sur 330 82 412
Taiwán 345 0 345
Bélgica 209 0 209
Países Bajos 120 0 120
Reino Unido 113 0 113
Suiza 35 72 107

Notas

Véase también

Enlaces externos


Wikimedia foundation. 2010.

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