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ASAMBLEA DE LA PLATAFORMA TECNOLÓGICA
FERROVIARIA ESPAÑOLA
X ANIVERSARIO
10 AÑOS/10 HITOS DE I+D+i EN
EL SECTOR FERROVIARIO
ESPAÑOL.
Dr. Ing. Ignacio Jorge Iglesias
Director Adjunto
Laboratorio de Interoperabilidad Ferroviaria.
CEDEX. Centro de Estudios y Experimentación del Ministerio de Fomento
8 de Octubre de 2015
SUMARIO: 10 HITOS de I+D +i +10 Reflexiones sobre la I+D+i…
1.
Hito 1: Civia III: Ultima generación de trenes de cercanías.
2.
Hito 2: Desarrollos de Talgo: Avril, Tren de Arabia, tren híbrido…
3.
Hito 3: Desarrollos innovadores en gestión de energía: SSEE reversibles,
almacenadores de energía…
4.
Hito 4: Tecnologías de cambio de ancho. Nuevos trenes y cambiadores de ancho.
5.
Hito 5: Desarrollo e integración de tecnologías propias en nuevos vehículos
ferroviarios de CAF.
6.
Hito 6: Primera línea automática de metro en España. Convergencia ERTMS-CBTC .
7.
Hito 7: Logros en la construcción de Infraestructura Ferroviaria: Túneles,
Viaductos, montaje de vía. El Cajón de Ensayos Acelerados.
8.
Hito 8: Mejoras en las prestaciones del sistema ferroviario: Mantenimiento
inteligente, explotación y aerodinámica ferroviaria.
9.
Hito 9: El ERTMS. Despliegue en España como pioneros de Europa. La
Interoperabilidad Ferroviaria.
10.
Hito 10: Tecnología española para la Línea de Alta Velocidad Meca-Medina.
11.
Y 10 reflexiones sobre la I+D+i ferroviaria española……..
1: Civia III: Ultima generación de trenes
de cercanías
Los nueve puntos básicos de los Civia
1. Los Civia no son un tren específico, sino una plataforma
tecnológica desarrollada por Renfe.
2. La primera remesa de Civia se encarga en el año 2000.
3. Los Civia I eran 14 trenes, 3 de la serie 462 y 11 de la serie
464.
4. En junio de 2003 inicia las pruebas el primer tren Civia.
5. En octubre de 2003 Renfe encarga 83 trenes Civia II: 29 (463)
, 20 (464) y 34 (465). 43 trenes los fabricarán CAF-Siemens y
otros 40 Alstom.
6. El día 20 de enero de 2004 entran en servicio comercial los
primeros Civia en la red de Cercanías de Madrid.
7. En enero de 2006 Renfe encarga otros 80 trenes, los Civia III,
40 a CAF-Siemens y otros 40 a Alstom. 51 trenes de la serie
465, 28 trenes de la serie 464 y un tren 463.
8. Adicionalmente al anterior pedido, Renfe adquiere 25 coches
más para convertirlos de la serie 464 a la 465, por lo que la
configuración final de Civia III será de 76 trenes de la serie 465,
3 de la 464 y 1 de la 463.
2: Desarrollos de Talgo: Avril, Tren de
Arabia, tren híbrido…
2: Desarrollos de Talgo: Avril, Tren de
Arabia, tren híbrido…
Tren AVRIL (Alta Velocidad Rueda Independiente
Ligero)
 Tren concebido como una plataforma flexible:
 Adaptable a diferentes anchos fijos
(1435, 1520 ó 1668) o ancho variable.
 Cuatro tensiones de alimentación
eléctrica o diesel-eléctrica.
 Gálibo ancho o estandar.
 Modificación del nº de coches.
 Velocidad máxima 380 km/h
 Anchura de los coches de 3.200 mm.
 Hasta 600 viajeros en tren de 200m.
 Reducción de tara del 15%.
 Tracción desarrollada por Talgo, concentrada
en la parte baja de los coches extremos
(concepto de tracción concentrada y
pasajeros distribuidos).
 Mejora de un 21% del coeficiente
aerodinámico (con respecto al 112).
 Reducción de un 20% del consume energético
 Asientos 3+2.
SSEE reversibles
3: Desarrollos innovadores en gestión de
energía:SSEE reversibles, almacenadores
de energía…
Desarrollo de SSEE-DC bidireccional capaz de devolver a red la energía de frenado. Basadas en
convertidores bidireccionalesde IGBTs. La energía devuelta puede variar entre el 8-25%.
Metro de Bilbao
3: Desarrollos innovadores en gestión de
energía:SSEE reversibles, almacenadores
de energía…
Sistema cinético de
almacenamiento de energía
3: Desarrollos innovadores en gestión de
energía: SSEE reversibles, almacenadores
de energía…
Scheme of KESS unit in Adif Power Systems Lab
Objetivo:
Desarrolo y construcción de un Sistema de
almacenamiento de Energía cinética de 200 MJ-350
kw para almacenar la energía de frenado de los
trenes en las líneas convencionales (3 kV DC)
Características básicas:
Motor conmutado de reluctancia
variable+convertidor IGBTs DC/AC.
Volante de inercia de 6T, levitado sobre cojinetes
cerámicos, en atmosfera de baja presión (1mbar)
Hitos mas relevantes:
Centro de ensayos de Adif (CETRAFF) equipado en
las cercanías de Atocha conectado a catenaries de 3
kV dc y 25 kV ac
El almacenador cinético se ha probado
inicialmente en los laboratorios del CEDEX y mas
tarde en el CETRAFF.
3 KV CC Catenary
CONVERTERS
KESS
4: Tecnologías de cambio de ancho.
Nuevos trenes y cambiadores de ancho.
4: Tecnologías de cambio de ancho.
Nuevos trenes y cambiadores de ancho.
PROYECTO UNICHANGER
Objetivos
Desarrollo de dos prototipos de cambiador en
plataforma única con partes móviles: TCRS3 para
tecnologías TALGO y CAF, y TCRS4 para todas las
tecnologías (las dos españolas más polaca y la
alemana)
Estudio de viabilidad de los sistemas de ancho
variable en el mundo; campo de aplicación
Hitos concluidos
Construcción del primer prototipo del TCRS3
(acuerdo TALGO –CAF)
Instalación del primer prototipo del TCRS3 en el
cambiador de Roda de Bará, en Mayo de 2010
Definición de Especificaciones del TCRS4
SUW2000
TALGO RD
Rafil/DB
CAF
5: Desarrollo e integración de tecnologías
propias en nuevos vehículos ferroviarios
de CAF
Un ejemplo a seguir de esfuerzo en I+D propio….
En la última década CAF ha desarrollado un ambicioso programa de I+D con el objetivo final del
desarrollo e integración de tecnologías propias que les permita ser autónomos en el exigente
mercado ferroviario actual.
CAF ha centrado sus esfuerzos en el "Desarrollo e integración de tecnologías propias en nuevos
vehículos ferroviarios" , mediante las cuales:
 Se han desarrollado nuevas familias de trenes como OARIS, URBOS, CIVITY, METROS, etc.
 Estos desarrollos se han basado en la utilización de tecnologías básicas ferroviarias como
dinámica, aerodinámica, etc…
 En estos trenes se instalan nuevos equipos embarcados propios en los que se implantan
desarrollos tecnológicos específicos:






Tracción
Señalización (vía y embarcada)
Control (TCMS)
Almacenamiento y gestión de energía embarcada.
Información sobre estado trenes etc…
Electrónicas propias de control (VEGA)
URBOS (Tren
Inversor de tracción y
auxiliares
Sistema de señalización
5: Desarrollo e integración de tecnologías
propias en nuevos vehículos ferroviarios
de CAF
urbano sin catenaria)
Sistema de
acumulación de
energía
Sistema de control y
monitorización de vehículo
5: Desarrollo e integración de tecnologías
propias en nuevos vehículos ferroviarios
de CAF
OARIS (Tren de alta Velocidad)
ERTMS Fijo y
embarcado
Ruido / dinámica
E
Aerodinámica
Control y monitorización de
vehículo
EMC
6: Primera línea automática de metro en
España.
Primera línea
automática de
España en 2009
6: Primera línea automática de metro en
España.
Convergencia
ERTMS-CBTC
7: Logros en la construcción de
Infraestructura Ferroviaria: Túneles,
Viaductos, montaje de vía. El Cajón de
Ensayos Acelerados.
Montaje de vía
FOTOS
Tren carrilero
Sistema para prescindir de vía
auxiliar, lanzando el carril sobre
las traviesas definitivas.
Descarga en vía directora
Descarga en vía paralela
7: Logros en la construcción de
Infraestructura Ferroviaria: Túneles,
Viaductos, montaje de vía. El Cajón de
Ensayos Acelerados.
Construcción de grandes túneles
Túnel de Guadarrama LAV Madrid- Valladolid (28km). Quinto mas largo del mundo.
Túnel de Pajares (25km). Sexto mas largo en Europa
Túnel de la Cabrera. Record del mundo de perforation con TBM: 90 metros día.
7: Logros en la construcción de
Infraestructura Ferroviaria: Túneles,
Viaductos, montaje de vía. El Cajón de
Ensayos Acelerados.
Construcción de grandes Viaductos
Viaducto del Ulla, Viaducto mas alto de España (Pila mas alta, 117 m)
Viaducto de Contreras: uno de los viaductos con mayor luz (261 m)
Viaducto sobre el río Almonte: La singularidad de este viaducto viene marcada por la
construcción de un elegante arco central de 384 m. Será record mundial de luz en
puentes de arco de alta velocidad.
Viaducto de Catoira / Rio Ulla. Record del mundo de viaducto de tipología estructural
de celosía metálica. 1,620 m de longitud y vano mayor de 240 m.
7: Logros en la construcción de
Infraestructura Ferroviaria: Túneles,
Viaductos, montaje de vía. El Cajón de
Ensayos Acelerados.
Tecnología de vía de tres carriles
El tercer carril consiste en una vía que permite las circulaciones de trenes tanto en
ancho internacional como ancho ibérico, sobre las mismas vías.
7: Logros en la construcción de
Infraestructura Ferroviaria: Túneles,
Viaductos, montaje de vía. El Cajón de
Ensayos Acelerados.
El Cajón de Ensayos Ferroviarios del CEDEX
8: Mantenimiento inteligente ,Explotación y
aerodinámica ferroviaria.
Proyecto MIFFO : Monitorización de Infraestructura
Ferroviaria mediante Fibra óptica.
Proyecto SAEC :
Auscultación continua de la
plataforma ferroviaria
mediante Georadar
Proyecto VIADINTEGRA y
Fichas 2 y 9 CEDEX:
Monitorización inteligente del
comportamiento estructural de
Viaductos Ferroviarios y
secciones de vía.
Proyecto OPTIRAL (europeo):
Utilización de la “Inteligencia
Computacional” en la toma de
decisiones de mantenimiento.
Proyecto Giralda Rail :
Corrientes inducidas para la
inspección superficial de carriles.
8: Mantenimiento inteligente ,Explotación y
aerodinámica ferroviaria.
Proyecto GRAIL2 :
Proyecto Capacity 4 Rail:
Utilización del Galileo
para ERTMS L3.
Proyecto IFZONE:
Proyecto MERLIN:
Eliminación de las zonas
neutras en catenarias AC.
Gestión sostenible e
inteligente de la energía
para sistemas
ferroviarios inteligentes
Proyecto RIVAS.
Railway Induced
Vibration Abatement
Solutions
Incremento de capacidad de
las redes europeas mediante
mejoras de la infra y
optimización de las
operaciones.
CEDEX-ADIF: Subbalasto bituminoso,
zonas de transición, compactacion de la
plataforma, Tunel Regajal…
8: Mantenimiento inteligente ,Explotación y
aerodinámica ferroviaria.
Vuelo del Balasto:
Campañas de medida
y medidas
mitigadoras.
Campañas de campo para toma de datos reales (AEROTRAIN, AURIGIDAS)
Evaluación del riesgo de
levante de balasto
Proyecto CRUCE:
Investigación del efecto del
cruce de un tren de alta
velocidad con un tren de
mercancías
Medidas de Mitigación.
Traviesa aerodinámica
Sistema de Protección de Viento Lateral (SPVL)
Un sistema que predice el viento lateral en lineas de alta
velocidad y aplica las restricciones de velocidad requeridas
a los diferentes tipos de trenes.
9: El ERTMS. Despliegue en España como pioneros
de Europa. La Interoperabilidad Ferroviaria
More than 2000 Kms in commercial
operation with ERTMS with 17
interoperability cases tested .
L2 already in operation
Figueras-Perpignan
Ansaldo L1 2010 / L2 2015
Zaragoza-Huesca / Alstom
L1- 2009
Madrid-Lleida / Ansaldo
L1 2006 /
L2 Oct 2011
Orense-Santiago Thales
L1 2011 /
L2 2015
Madrid-Valladolid Thales
L1 2007 /
L2 2015
Madrid commuter lines Dimetronic-Thales
L1 2012- L2 2015
Bna-Figueras Thales
L1 2012 / L2 2015
Madrid-Valencia-Albacete
Dimetronic L1 2010 / L2 2015
La Sagra-Toledo Thales
L1 2008
Lleida-Barcelona Thales
L1 2008 /
L2 2015
The longest (1250 Kms) interoperable
HSL from Barcelona to Malaga:
Paradigm of interoperability ( 3 ETCS
suppliers plus STM LZB on track and a
different supplier for the EVC)
Córdoba-Malaga Dimetronic
L2 2015
L1 2007 /
Albacete- Alicante Alstom
Only L2 March 2014
Madrid-Sevilla LZB(1992)
ERTMS NSTM LZB (2007)
24
24
9: El ERTMS. Despliegue en España como pioneros
de Europa. La Interoperabilidad Ferroviaria
HIGH SPEED/ LONG DISTANCE/ MEDIUM DISTANCES TRAINS
Train supplier
25
Alstom
Talgo
Siemens
Alstom
362 train sets equipped with ETCS
CAF (Variable Gauge)
Talgo (Variable Gauge)
9: El ERTMS. Despliegue en España como pioneros
de Europa. La Interoperabilidad Ferroviaria
Interoperability cases: Cross ERTMS Interoperability table
CROSS INTEROPERABILITY
IN SPAIN
TRACK EQUIPMENT
Alstom
ON BOARD EQUIPMENT
Alstom S-100/104/114- 465
Ansaldo S-120/121
7
Dimetronic
9
14
1
Thales
8
STM-LZB
10
6
11
13
11
Dimetronic 450/446/447
Siemens S-102/103- 252
Bombardier
5
Bombardier S-130/730
Thales
26
15
Ansaldo
16
17
Pilot line
Mad. Comm.
3
12
10
2
4
No On Board Unit from Thales in Spain
9: El ERTMS. Despliegue en España como pioneros
de Europa. La Interoperabilidad Ferroviaria
ERTMS reliability and punctuality in Madrid-Barcelona HSL
Kms between
incidences
35000
30000
Level 1
ERTMS works!!!
Level 2
Cumulative L1
25000
Cumulative L2
20000
Punctuality (delay <5’)
15000
10000
5000
0
Level 1 2006 2007 2008 2009 2010** 2011 2012***2013 2014
Level 2 2011* 2012 2013 2014
* L2 started in October 2011
** Line was extended in L1 up to Barcelona
*** Line was extended in L1 up to French border
100,000%
99,000%
98,000%
Level 1
97,000%
Level 2
96,000%
95,000%
Level 1
2006 2007 2008 2009 2010
Level 2
2011 2012 2013 2014
2011 2012 2013 2014
LIF del CEDEX
9: El ERTMS. Despliegue en España como
pioneros de Europa. La Interoperabilidad
Ferroviaria
RBC and OBU are integrated and tested in the lab connected to all the simulators reproducing: a) the real
train dynamics and b) track circuits occupancy, interlocking selected routes and balise telegrams.
Real RBC Dimetronic
Madrid – Levante Line
Real EVC ALSTOM
Simulators with real project data for:
• Interlockings
• Train dynamics,
• Train odometry
• Track circuits and switches
• Routes.
• Balise telegrams…….
10: Tecnología española para la Línea de
Alta Velocidad Meca-Medina.
Características principales
Longitud
450 Kms
Velocidad
300 km/h
Presupuesto
7.000 M€
Suministro
Montaje de vía (1435 mm)
Catenaria y SSEE (25 kV)
Señalización (ERTMS N2)
Telecomunicaciones (GSM-R)
Material rodante (33+23)
Explotación y Mantenimiento (12 años)
Estaciones
La Meca, Jeddah, Aeropuerto de Jeddah,
KAEC y Medina
Consorcio
Renfe Operadora (26,9%), Adif(21,5%),
Ineco (1,47%), Talgo (17,5%), OHL(6,21%),
Dimetronic (5,18%), Indra (4,63%), Copasa
(6,76%), Cobra (5,30%), Inabensa (1,40%),
Imathia (2,21%) y Consultrans(0,94%)
Talleres
Taller de mantenimiento de primer nivel
en La Meca
Taller de mantenimiento de segundo nivel
PK 125
Depósito en Medina
10: Tecnología española para la Línea de
Alta Velocidad Meca-Medina.
10 Reflexiones sobre la I+D Ferroviaria
1. Se debe continuar con el esfuerzo inversor que se hizo en la primera parte de estos 10 años y
que debido a la crisis se vio frenado.
2. La I+D “no se puede comprar”, se puede “invertir en I+D” pero se debe hacer paso a paso, basada
en el conocimiento y en esfuerzo continuado en el tiempo de formación de equipos.
3. Los proyectos megalómanos no conducen a ninguna parte. Es imposible saltar de repente al
primer puesto de la I+D mundial .
4. La I+D, como herramienta de riqueza de un país, debe necesariamente ser económicamente
rentable.
5. El “que inventen otros”, irónicamente dicho por Unamuno, y que aún permanece en el
subsconciente colectivo, debe ser necesariamente desterrado de nuestro país.
6. Es imprescindible el papel de las entidades públicas (Renfe y Adif) como tractores y posteriores
usuarios finales de la I+D ferroviaria.
7. La colaboración internacional es uno de los pilares de una I+D rentable.
8. La I+D se debe dirigir al incremento de las tecnologías de más valor añadido. El entorno
ferroviario debe potenciar la sinergia con otras áreas de conocimiento.
9. Tenemos una gran oportunidad en el ámbito ferroviario auspiciados por el gran éxito de la alta
velocidad española.
10. Un país sin I+D será necesariamente un país pobre ( ¡a no ser que encontremos petróleo!)
10 Reflexiones sobre la I+D Ferroviaria
I+D+i
If you think that knowledge
is
expensive, try ignorance
Derek Bok
Ex Presidente de Harvard University
Muchas gracias por vuestra
amable atención