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