Línea de alta velocidad

Líneas de alta velocidad en Europa.
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 de 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.

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 debe ser grande, en función de las velocidades admitidas, varía desde 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. En España varía entre los 4.000 metros de la Madrid-Sevilla (con radio excepcional de 2.300), hasta los 7.250 (con radio excepcional de 6.500) en las de Barcelona, Málaga o Levante.
  • 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 rampas de 35 milésimas (milímetros de ascenso por metro horizontal recorrido),[4] 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 los 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 diferente 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 para su 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 grosor 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 ( China, Japón, Taiwán) 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 exclusivo de pasajeros. El tráfico conjunto de mercancías y viajeros (líneas de tráfico mixto) 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 por lo que se establecen limitaciones de velocidad. 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, pero evitar esas 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 clásicas, 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.
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