Prototipode modelo

japonésWIN 350.

LEVITACION MAGNÉTICA Y

El ferrocarra 550 kmIhLos desarrollos ferroviarios

actuales permitirán que los

trenes circulen a 550 km/h en

los primeros años del siglo XXI.

Los vehículos de levitación

magnética Maglev y Transrapid

serán los pioneros de la nueva

velocidad. A la vez, los trenes

clásicos de alta velocidad se

preparan para rodar a 360 y

400 km/h. En Europa se

construye el TGV-NG y el ICE de

la tercera generación,

mientras que en Japón se

desarrollan los modelos 300X,

WIN 350 y Star 21.La alta velocidad clásica se prepara para los 360 y 400 Km/h.

Las investigaciones ferrovia-rias de Japón y Europa hancoincidido en desarrollar

como tren de futuro el tren magné-tico. Es un tren que se sostiene en elaire por medio de la levitación mag-nética y que su mueve propulsadopor motores lineales de inducciónmagnética. En Japón el nuevo trense denomina Maglev mientras queen Alemania ha tomado el nombrede Transrapid. Estos trenes circula-rán a velocidades comerciales de500 km/h, aunque pueden alcanzarvelocidades máximas de 550 km/h.

Por otra parte, los trenes de altavelocidad que circulan sobre carri-les también conocen nuevos desa-rrollos tecnológicos. En Europa, elTGV-Nueva Generación se preparapara circular a velocidades comer-ciales de 360 km/h en 1997 y el trenICE evoluciona hacia una tercerageneración con nueva distribuciónde los motores a lo largo del vehí-

culo. En Japón se han construidoprototipos de tren de alta velocidad,denominados 300X, WIN 350 y Star21, para circular a 350 km/h con co-ches de menor peso y logrando re-ducir el ruido y las vibraciones.

Los trenes de levitación magnéti-ca permiten alcanzar velocidades de550 km/h con los conocimientostecnológicos actuales. Estos vehícu-los permiten reducir considerable-mente el ruido y las vibraciones enrelación a los trenes tradicionales

donde la adherencia entre la rueday el carril es esencial para lograr latracción de los coches. El corazónde los trenes magnéticos está consti-tuido por los electroimanes super-conductores que permiten sustentaren el aire los vehículos, a la vez quepropulsarlos.

Los electroimanes del sistema ja-ponés Maglev, formados por bobi-nas de superconductores, permiti-rán circular por la nueva línea ChuoShinkansen, entre Tokyo y Osaka, a

José Luis Ordóñez

4 Vía Libre DICIEMBRE 1994

500 km/h de velocidad comercial.Los imanes de superconductoresson instalados de forma que se al-ternen los polos Norte y Sur, tantoen los vehículos como en las pare-des laterales de la plataforma de lavía. La levitación y la propulsión selogran por la captación, en los ima-nes del tren, de la corriente induci-da por las bobinas de superconduc-tores instaladas en la vía. En las pa-redes laterales de la plataforma dela vía existen dos capas de electroi-manes de inducción, una destinadaa provocar la levitación y otra espe-cializada en la propulsión.

El motor lineal síncrono instala-do en los trenes propulsa los vehí-culos cuando la alimentación de lacorriente eléctrica llevada a los elec-troimanes de la vía se realiza de for-ma adecuada. La atracción entre lospolos de distinto signo y la repul-sión entre los polos de igual natura-leza magnética logran tanto la pro-pulsión del vehículo como la levita-ción. Las variaciones de frecuenciaen la corriente eléctrica de alimenta-ción provocan la aceleración de lapropulsión.

Cryostat. Los superconductoresjaponeses "Cryostat" aprovechan lapropiedad que tienen ciertos meta-les de no ofrecer resistencia al pasode la corriente eléctrica cuando seencuentran a muy bajas temperatu-ras. Los cuatro imanes supercon-ductores, instalados en cada bogiedel tren Maglev, están sumergidosen helio líquido, para mantener unatemperatura de 269 grados centígra-dos bajo cero. Los electroimanes su-perconductores de los vehículos serefrigeran por medio de la evapora-ción del helio. Las investigacionesactuales de la compañía ferroviaria

JR-Central pretenden mejorar la su-perconductividad de los materialesconstituyentes de las bobinas de loselectroimanes, además de desarro-llar nuevos refrigerantes.

La acción de suspensión y guia-do de los trenes es realizada desdelos laterales de la plataforma de lavía por medio de la inducción elec-tromagnética ejercida por las bobi-nas instaladas en las paredes latera-les de la vía sobre los imanes super-conductores instalados en el

vehículo. Esta acción es posibleporque la polaridad de la parte bajade los electroimanes colocados enel tren es la misma que la corres-pondiente a los imanes instaladosen las paredes laterales de la plata-forma. Este efecto simultáneo deatracción en la parte superior y re-pulsión en la parte inferior logra lalevitación del vehículo. El tren poseeruedas neumáticas verticales que so-portan el vehículo y ruedas neumáti-cas horizontales que lo guían, cuan-

rl tren magnético TransrapidEl parlamento alemán se ha pronunciado en 1994 a favor de la construcción deuna línea de tren magnético entre Hamburgo y Berlín. Tras varios años de in-vestigación y desarrollo, la tecnología de la levitación y propulsión magnéticaparece haber alcanzado el nivel necesario para ser puesta en práctica. El trenTransrapid alemán con una longitud de 100 metros recorrerá en menos de unahora los 284 kms. que separan las dos ciudades alemanas. La construcción de lainfraestructura necesaria para penetrar en las ciudades no es simple, pero es re-alizable. La financiación del proyecto ha sido asegurada por el Estado en cola-boración con las empresas industriales alemanas.

El elemento esencial del Transrapid está constituido por el dispositivo queintegra la levitación con la propulsión magnética. Los vehículos del tren mag-nético envuelven la vía monoviga de acero por los dos lados. Los electroima-nes instalados en el vehículo reciben las corrientes de inducción de los ima-nes superconductores instalados en la vía. En sentido horizontal, y debajo delas alas de la T formada por la monoviga, están colocadas las bobinas inducto-ras de la sustentación y propulsión. En sentido vertical y en los extremos delas alas de la T están situados los electroimanes inductores destinados al guia-do de los trenes.

La denominación Transrapid se debe a la firma Krauss-Maffei, y los ensayosde los diferentes prototipos de tren han sido realizados en el tramo de pruebas,de 31,5 km, denominado Transrapid Emsland. Esta infraestructura es explotadapor la Sociedad de Ensayos y Planificación del Tren Magnético, conocida por lassiglas MVP. En 1976, Thyssen-Henschel presentó el prototipo de tren denomi-nado HBM-2, primer vehículo con motor lineal síncrono cuyos equipos de sus-tentación y levitación estaban integrados en un sólo dispositivo. Más tarde se hadesarrollado un tren cuya levitación magnética se logra con la técnica inventa-da por Hermann Kemper en 1934 y la propulsión se hace con la tecnología de-sarrollada por Herbert Weh en 1976. Ahora Thyssen, como cabeza del grupo, seha reunido con Siemens y AEG en el proyecto de tren de levitación magnética,Transrapid. q

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1994 DICIEMBRE Vía Libre 5

Tren 300X del proyecto Shinkansen.

Segundo modelo del tren japonés 300X.

La nueva generación de TGV entrará en servicio en 1997.

y se logra por el cambio de polari-dad en los motores lineales. Al in-vertir la polaridad, los motores line-ales se transforman en generadoresde electricidad. La energía eléctricaprovocada por el frenado se envía alas subestaciones eléctricas dondese convierte en calor en las resisten-

das reostáticas o es reutilizada paraalimentar otras secciones de loselectroimanes de las instalaciones fi-jas. Otro tipo de freno utilizable esel correspondiente al freno aerodi-námico constituido por paneles quese pueden extender desde la super-ficie de los coches. Estos paneles

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Los japoneses realizanpruebas a 350 KmIh

Las compañías ferroviarias japonesas JR-Central, JR-Este y JR-Oeste están en plenodesarrollo de nuevas generaciones de trenesde alta velocidad. JR-Central desarrolla eltren denominado 300X. El prototipo seráprobado en los primeros meses de 1995. Esun tren diseñado para circular a 350 km/h yrepresentará un avance importante respectoa su predecesor el tren Nozomi, que se en-cuentra en servicio en la linea Tokaido Shin-kansen de JR-Central (Tokyo-Osaka), y en lalinea Sanyo Shinkansen de JR-Oeste (Osaka-Hakata). El nuevo tren 300X mejora el dise-ño aerodinámico, reduce el ruido e incorpo-ra mejoras en los bogies, frenos y sistemasde seguridad para poder circular en las con-diciones de explotación más desfavorables.

La compañía JR-Oeste está desarrollandopara la linea Sanyo Shinkansen el tren expe-rimental WIN 350, que se encuentra en prue-bas desde junio de 1992. En agosto de 1992el tren alcanzó la velocidad de 350,4 km/h.Los trabajos actuales están destinados a re-ducir el nivel de ruido provocado por el trencuando supera los 300 km/h, y a eliminarlos efectos aerodinámicos generados por elcruce de trenes en el interior de los túneles.Otras lineas de investigación se centran enalcanzar un mejor sistema para la suspen-sión de los vehículos, reducir el peso de lostrenes, mejorar la tracción y el diseño de loscarretones o bogies.

La compañía JR-Este tiene líneas de altavelocidad que se denominan Mini-Shinkan-sen, porque han mantenido el ancho de víatradicional en Japón, correspondiente a1.067 milímetros, en vez de construir lasnuevas líneas en ancho internacional de1.435 mm. Esta diferencia de ancho no per-mite la conexión directa entre las líneasSanyo Shinkansen y Tokaido Shinkansen,de JR-Oeste y JR-Central, respectivamente,con las líneas Tohoku Shinkansen y JoetsuShinkansen, ambas explotadas por JR-Este.JR-Este ha desarrollado el nuevo tren de altavelocidad Star 21, que alcanzó en diciembrede 1993 la velocidad de 425 lun/h. q

do se desplaza a baja velocidad oestá parado.

Frenado. El frenado de los tre-nes japoneses de levitación magné-tica se alcanza por medio de lacombinación de varios sistemas. Elfrenado de servicio es regenerativo

6 Vía Libre • DICIEMBRE 1994

generan una fuerte resistencia aldesplazamiento del tren por incre-mento del rozamiento de los cochescon el aire. A velocidades bajas,cuando las ruedas de guiado y desustentación han entrado en acción,también se puede emplear el frenoneumático con discos acoplados alas ruedas. Estos discos de freno sealientan hasta alcanzar el rojo-blan-co y necesitan una refrigeración es-pecial.

En 1962 comenzaron las investi-gaciones sobre el motor lineal y lalevitación magnética. En diciembrede 1979 el vehículo experimentalML-500 en la plataforma de ensayosMiyazaki, alcanzó la velocidad de517 km/h, sin embargo como el tra-mo de ensayos tenía sólo siete kiló-metros de largo, no pudieron reali-zarse los desarrollos industrialespertinentes. En 1987, un tren forma-do por dos coches, el MLU 001 al-

canzó los 400,8 km/h. En 1989 elMLU 002 alcanzó los 394 km/h. Esteaño de 1994, el MLU 002N ha alcan-zado la velocidad de 431 km/h.

Yamanashi. En la actualidad, lacompañía ferroviaria JR-Centralconstruye la línea experimental Ya-manashi de 42,8 km al oeste deTokyo. Es una línea destinada a ve-locidades comerciales de 500 km/h,con curvas mínimas de 8.000 metrosy máxima pendiente del 4 por 100.Los trece túneles que es necesarioejecutar sumarán una longitud de 35km. Se construirán dos subestacio-nes eléctricas de alimentación, uncentro de control y un depósito detrenes. Este tramo experimental serealiza en el trazado previsto para lafutura línea Tokyo-Osaka que se de-nomina Chuo Shinkansen.

En el tramo de ensayos Yama-nashi está previsto realizar diversaspruebas. Entre los ensayos más bá-

sicos se encuentran las correspon-dientes a la tracción de los vehícu-los, levitación de los trenes, acelera-ción y máxima velocidad alcanza-ble. Además, existen pruebasprevistas sobre los sistemas de con-trol y regulación del tráfico, tele-mando de las suhestaciones, aten-ción de las posibles incidencias, ca-pacidad de transporte de la línea,

En el 2.000 estarán en servicio 204 ICE.

respuesta fisiológica de los pasaje-ros, verificación del comportamien-to ofrecido por los equipos instala-dos en la plataforma de la vía,impacto ambiental, viabilidad eco-nómica y mantenimiento de los ni-veles de calidad que se han previs-to.

La nueva línea de transporte fe-rroviario entre Tokyo y Osaka pre-tende resolver la saturación de la lí-nea Tokaido Shinkansen y distribuirriesgos ante la eventualidad de unterremoto. Respecto al equilibrio te-rritorial la línea Chuo Shinkansenpretende evitar la excesiva concen-tración de habitantes en el área me-tropolitana de Tokyo, objetivo pro-movido por el cuarto programa ja-ponés de desarrollo integral. Esteprograma pretende, entre otras co-sas, distribuir la población y las acti-vidades productivas a lo largo delterritorio. q

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Los futuros trenesde alta velocidad en Europa

Francia espera circular a 360 km/h antes de finalizar el siglo XX. El TGV-NuevaGeneración es un proyecto puesto en marcha por GEC-Alsthom Transporte conayuda de la administración pública francesa. La nueva generación de trenes TGVpodrá entrar en servicio en 1997. Se trata de un tren de alta velocidad que per-mitirá unir en menos de tres horas todas las grandes ciudades francesas y la ma-yoría de las capitales de los Estados europeos. Este tren, a pesar de incrementarla velocidad desde los 300 a los 360 km/h, no aumenta el consumo de energía y,sin embargo, sí disminuye los impactos ambientales. El TGV-NG circulará a 360km/h y será compatible con todas las electrificaciones existentes en las redesferroviarias europeas.

Para no superar las 17 toneladas por eje, la cadena de tracción del TGV-NG esmás potente pero más ligera. GEC-Alsthom y los 45 equipos universitarios queestán trabajando en el TGV-NG han analizado en profundidad todos los fenóme-nos electrotécnicos, electrónicos o térmicos, logrando rebajar en un 30 por 100el peso de los motores. También se han desarrollado nuevos bogies y una cade-na de transmisión mecánica ubicada entre los ejes y las ruedas.

El TGV-NG estará dotado de una capacidad de frenado superior. El nuevo trencombina varias tecnologías de frenado eléctrico, discos de freno con mejoresprestaciones y frenos basados en las corrientes de Foucault. Estos nuevos siste-mas de frenado permitirán recuperar parte de la energía cinética de los trenes,transformada en energía eléctrica, de forma que podrá ser llevada hasta la cate-naria. Esta solución disminuye el consumo de energía de los nuevos trenes res-pecto a los TGV actuales.

En Alemania, la red ferroviaria cubierta por los trenes ICE tiene en la actuali-dad 2.300 km. Para el año 2000 estarán en servicio 1.000 km de líneas de alta ve-locidad aptas para circular a 300 km/h, y 2.100 km de lineas donde sea posiblerodar a 160-230 km/h con los nuevos trenes IC-NEI-TECH. En el año 2000 esta-rán en servicio 204 trenes ICE y, probablemente, 80 IC-NEI-TECH. Ese mismoaño los trenes de alta velocidad transportarán en Alemania unos 22.500 millo-nes de viajeros/kilómetro, que representarán el 50 por 100 del total de pasajerosque viajen en trenes de largo recorrido. q

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