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Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril Memoria Fernando Pérez Cuartero Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 1 ÍNDICE 0. OBJETIVO Y ALCANCE DEL PROYECTO 3 1. INTRODUCCIÓN 4 1.1. El problema y las soluciones de la diferente anchura de vía 5 1.1.1. Sistemas de cambio automático 8 1.1.2. La cuestión de las diferencias entre los cambiadores 10 1.1.2.1. Cambiadores polivalentes 10 1.2. Definición del ancho de vía 13 1.3. Anchuras de vía en el mundo 15 1.4. Anchuras de vía en España 16 1.5. Origen del ancho de vía estándar 17 1.6. La peculiaridad del ancho de vía español 20 1.7. El paso en España del ancho de vía 1.674 al de 1.668 mm. 21 1.8. Iniciativas para el cambio del ancho de vía en España 23 2. APARATOS DE VÍA 26 2.1. Cambios 28 2.1.1. Contraagujas 29 2.1.2. Espadines o agujas 30 2.1.2.1. El perfil del carril de las agujas 31 2.1.2.2. Rigidez transversal 32 2.1.2.3.El mantenimiento de la entrecalle aguja-contraaguja 32 2.1.3. Dispositivo de anclaje 33 2.1.4. Accionamiento 34 2.2. Cruzamientos 35 2.2.1. Fabricación 37 2.2.2. Definición de un cruzamiento 38 2.3. Asiento de los desvíos 40 2.4. Gama de desvíos 41 2.5. Clasificación de los desvíos 41 2.6. Otros aparatos de vía 43 2.6.1. Escape entre vías 43 2.6.2. Placas o puentes giratorios 44 2.6.3. Triángulos de vía 45 2.7. Representación de los aparatos de vía en los planos 46 2.8. Nomenclatura 48 3. TERCER CARRIL 50 3.1. Desvíos 51 3.2. Cambiadores de hilo 54 Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 2 3.3. Ejemplos de vías con tercer carril 57 4. CONEXIÓN ZARAGOZA-HUESCA EN ANCHO INTERNACIONAL 60 4.1. Introducción 60 4.2. Nueva vía en ancho internacional Zaragoza-Huesca 61 4.3. Tramo Tardienta-Huesca 62 4.4. Nueva variante de Huesca 64 4.5. Cambios españoles 67 5. CORREDOR MEDITERRÁNEO 72 5.1. Líneas 73 5.1.1. Corredor mediterráneo en ancho ibérico 73 5.1.2. Línea de alta velocidad en ancho europeo 74 5.1.3. Corredor de mercancías 75 5.1.4. Servicios 75 5.2. Importancia 76 5.3. Tramos 77 5.3.1. Frontera francesa-Tarragona 77 5.3.2. Tarragona-Valencia 80 5.3.3. Valencia-Murcia 85 5.3.4. Alicante-Almería 88 5.3.5. Almería-Algeciras 90 6. LÍNEAS: Zaragoza-Caspe-Reus y Zaragoza-Lérida-Tarragona 92 6.1. Historia 92 6.2. Presupuesto de una posible implantación del tercer carril 93 7. CONCLUSIÓN 95 8. BIBLIOGRAFÍA 97 Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 3 Objetivo y alcance del proyecto Como es sabido, en España, hasta la llegada de la alta velocidad, el ancho de vía utilizado en el ferrocarril es distinto del empleado en la mayoría de países europeos. Esto supone una pérdida de tiempo en los transportes internacionales de trenes de mercancías, pues en el caso de viajeros al construirse las líneas de alta velocidad con el ancho común europeo el problema ha desaparecido. En este trabajo se exponen los cambios necesarios que habría que efectuar en una línea ya instalada de ferrocarril convencional para que por ella pudieran circular además de trenes, fundamentalmente de mercancías con trenes con ancho internacional. Se evalúa a grandes rasgos el coste económico que ello supondrá y se comenta el caso particular que afectaría a las circulaciones que partiendo de Zaragoza llegasen a los puntos de Tarragona, Barcelona o bien continuasen a Europa a través de Francia. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 4 1. INTRODUCCIÓN El ancho de vía característico de la red ferroviaria española (1.668 milímetros entre caras internas de carriles) es diferente del ancho de vía normal o estándar de la mayor parte de la red ferroviaria europea y mundial (que es de 1.435 milímetros). El principal problema radica en que los trenes no pueden pasar desde una vía con ancho ibérico a otra con ancho internacional o UIC, por lo que la existencia de “fronteras” entre las redes de diferente ancho de vía ha sido un problema para la explotación de mercancías y de pasajeros, lo que tradicionalmente ha hecho necesario el trasbordo o cambio de tren con las consiguientes molestias y pérdidas de tiempo. En el caso de la red ibérica (tanto en territorio español como portugués se utiliza el mismo ancho de vía), los puntos de coexistencia de diferentes anchos de vía están situados en las fronteras con Francia, aunque también hay “fronteras” en estaciones españolas, ya que aunque predomina el ancho de vía 1668 milímetros, también existen en España líneas con ancho de vía inferior (1.000 milímetros y otros) dando lugar a otras fronteras interiores. El gobierno español viene estudiando desde hace tiempo la posibilidad de extender el ancho de vía estándar a otras líneas “convencionales”, al objeto de mejorar las comunicaciones y los tráficos de mercancías con el resto de Europa. Una eventual decisión en este sentido iría trasladando las fronteras actuales con Francia y con las líneas de alta velocidad hacia nuevos lugares. Además, probablemente aumentaría el número de puntos de transición de forma provisional o definitiva, según cual fuera el escenario final adoptado. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 5 1.1. Tipos de soluciones Para solventar ese problema, se han ensayado y aplicado en diversas épocas y en distintos lugares algunas acciones puntuales que pueden agrupar en tres tipos de soluciones: 1. Facilitar y hacer más económico y sencillo el trasbordo de los viajeros y de las mercancías y el cambio de vehículo (Fig. 1). Fig. 1 Durante años, el trasbordo de viajeros o mercancías ha sido la solución más empleada 2. Emplear vías de tres (Fig. 2) o de cuatro carriles para que los trenes de cualquiera de los dos anchos de vía puedan pasar de una red a otra y circular por ambas. Esta solución suele emplearse en corredores en los que es difícil ampliar el número de vías instalando en paralelo dos líneas de vía única o doble y de diferentes anchuras. Fig. 2 Vía de tres carriles que permite la circulación de trenes de dos anchos de vía (en este caso, de ancho ibérico 1.668 mm y de ancho estándar 1435 mm) Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 6 3. Aplicar sistemas que permiten a los trenes, o a algunos vehículos, cambiar el ancho de vía. Entre estos sistemas hay tres variantes: 4. a. Intercambio de ejes de los vagones o coches (Fig. 3) que suele aplicarse a vagones de mercancías. En España hay instalaciones de este tipo en Irún y en Portbou y ha habido instalaciones provisionales en las bases de construcción de las líneas de alta velocidad para permitir la entrada a éstas de trenes carrileros y de trabajos. Fig. 3. Instalación para el intercambio de ejes en los vagones de mercancías 5. b. Intercambio de los bogies (Fig. 4) completos de los coches de viajeros en una instalación especial. Este sistema suele emplearse para trenes de viajeros. Fig. 4. Intercambio de bogies de un coche de viajeros Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 7 3. c. Cambio automático de ancho de vía de un vehículo (Fig. 5) o de un grupo de vehículos sin que cambien sus ejes o bogies, variando únicamente la distancia entre las ruedas. Este sistema se aplica en España desde 1969. Fig. 5. Cambio automático de ancho de vía sin cambio de ejes o bogies Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 8 1.1.1. Los sistemas de cambio automático En este documento se trata de las soluciones implantadas en España de cambio de ancho automático, sin trasbordo ni cambio de ruedas. Estos sistemas se vienen aplicando sin problemas desde 1969, y permiten cada vez más prestaciones y mejores condiciones de explotación. Los sistemas automáticos de cambio de ancho de vía requieren la existencia de instalaciones fijas por las que pasan los trenes (que denominaremos en lo sucesivo “cambiadores de ancho” o “cambiadores”) y que en las que los trenes varían la distancia entre ruedas. En concreto, los sistemas españoles de cambio de ancho de vía permiten a los trenes pasar de una línea con un ancho de vía ibérico a otra con ancho de vía internacional –o viceversasin cambiar ejes ni bogies, de forma automática y mientras pasa el tren por la instalación. Nada impide que estos sistemas puedan adaptarse a otras parejas de anchos de vía, como por ejemplo el ancho estándar internacional (1.435 mm) y el ancho ruso (1.520 mm). Estos sistemas españoles se basan en que, al paso por el “cambiador de ancho”, las ruedas del tren se descargan de su peso, pasando el vehículo a estar apoyado sobre unos carriles laterales elevados. Una vez que las ruedas ya no soportan peso, se liberan los cerrojos que impiden durante la circulación normal el desplazamiento convergente o divergente que las llevan a su nueva posición, y finalmente se vuelven a encerrojar y a apoyar los vehículos sobre las ruedas. Todas estas operaciones se realizan de forma automática mediante guías fijas que encuentra el tren al avanzar linealmente por la instalación. El paso por el cambiador de ancho se realiza a una velocidad reducida (hasta 15km/h) sin necesidad de detener el tren, salvo en el caso de que deba cambiarse también la locomotora. En este caso, al cambio del ancho de vía del tren, hay que añadirle las operaciones necesarias para el cambio de locomotora. Dentro de los sistemas automáticos de cambio de ancho de vía existentes en el mundo, se pueden distinguir varias tecnologías:  Tecnología Talgo de Rodadura Desplazable (Fig. 6) que es la que cuenta con más experiencia en todo el mundo, pues viene funcionando ininterrumpidamente y sin problemas desde 1969. Primero se aplicó a los coches Talgo para los trenes de viajeros, y desde 1999 está disponible para locomotoras y vehículos motores. También existen ejes de ancho variable que pueden instalarse en vagones de mercancías, en sus bogies o en coches de viajeros. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 15 1.3. Anchuras de vía en el mundo El “ancho de vía estándar” de 1.435 milímetros es el ancho de vía más extendido en el mundo (Fig. 14). Es el ancho de vía predominante en la mayor parte de los países y equipa cerca del 50 por ciento de la red ferroviaria mundial. El ancho estándar es el predominante en la mayor parte de Europa (Francia, Alemania, Italia, Grecia, Inglaterra, Polonia, Suiza, Austria, Dinamarca, Suecia, Noruega, etc.). Además, es el más extendido en Estados Unidos, Canadá, Méjico y Norte de África. Anchos de vía mayores existen en Estonia, Letonia, Rusia y diversos países de la antigua unión soviética (1.520 mm); en Finlandia (1.524 mm); en Irlanda, Brasil y Australia (1.600 mm); en España y Portugal (1.668 mm, 1674 mm); en Argentina, Chile, Bangladesh y Pakistán (1.678 mm). Anchos de vía menores que el ancho de estándar existen en numerosos países del mundo, pero generalmente coexistiendo con el ancho normal del país. Una relevante excepción es Japón, donde (si se exceptúan las líneas de alta velocidad en ancho estándar) la red ferroviaria convencional nacional es de ancho de vía de 1.067 milímetros. En el caso del espacio continental europeo, puede observarse que se presentan tres grandes fronteras de ancho: Una en los Pirineos, entre el ancho estándar y el ibérico; otra frontera, entre Suecia y Finlandia; y la tercera entre centro Europa (Polonia, Rumanía, etc…) y antiguos países de la unión soviética con el ancho ruso (Lituania, Bielorrusia, Ucrania, etc…). Además, en España (y Portugal) existen fronteras integradas entre la red de alta velocidad y la convencional. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 16 Fig. 14. Anchos de vía en el mundo 1.4. Anchuras de vía en España En España, en la actualidad, hay tres grandes grupos de líneas con diferentes anchuras de vía (Fig. 15): 1. Líneas de ancho de vía ibérico (1.668 mm), que equipa la red básica española explotada por Adif; algunas líneas particulares (como las de Arcelor en Asturias, ramales a las centrales térmicas en Andorra o Meirama, acceso a Puertos ya a numerosas derivaciones particulares). También equipa la línea de Lleida a La Pobla de Segur, de la Generalitat de Cataluña. Este ancho es muy similar al existente en Portugal y en la línea 1 del Metro de Barcelona, por lo que e las fronteras con estas redes no se produce solución de continuidad del ancho. 2. Líneas con ancho de vía estándar (1.435 mm) que equipa las nuevas líneas de alta velocidad, una línea de Ferrocarriles de la Generalitat de Cataluña y metropolitanos y tranvías. En el Metro de Madrid el ancho de vía es muy similar (1.445 mm). 3. Líneas con ancho de vía métrico (1.000 mm), que es el característico de las líneas de vía estrecha en toda la red del Norte de España, línea de Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 17 Cartagena a Los Nietos (gestionadas por FEVE), así como en el resto de las líneas de los FGC y los Ferrocarriles Vascos. Fig. 15. Anchos de vía en España También existen en España en explotación regular algunos tramos de ancho de vía mixto, tanto en estaciones fronterizas (Irún, Portbou, Martorell…) como en tramos de mayor longitud (Olmedo a Medina del Campo, Tardienta a Huesca, Puerto de Barcelona a Papiol y Mollet y Girona a Vilamalla-Figueres). 1.5. Origen del ancho de vía estándar La cuestión del ancho de vía, quizás por su importancia en la explotación, es uno de los temas más debatidos en el ámbito ferroviario. Las conjeturas históricas se refieren con frecuencia a dos preguntas clave: ¿Por qué se escogió el ancho de vía de 1.435 mm como ancho estándar?, y ¿por qué el ancho de ibérico es diferente del existente de otros países? A la primera de las cuestiones con frecuencia se ha dado respuesta empleando “leyendas urbanas” que hacen alusión a la anchura de las partes traseras de los caballos en la época romana. Al respecto, se sabe que el dato de que casi todos los Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 18 caminos de la antigüedad con rodadura fija previos al ferrocarril, tenían anchura semejante entre sí, y además en el entorno de 1,44 metros. Así, se conoce que en las calzadas romanas la distancia entre los ejes de las rodadas es precisamente de 1,44 metros, lo que hace suponer que los carros estaban normalizados en cuanto a este parámetro. Ya en concreto sobre el origen del ancho ferroviario, nos remontamos a los carros de madera (Fig. 16) de la “escuela ferroviaria de Tyne”. Cuando en 1814 George Stephenson comenzó la construcción de la primera locomotora de vapor (Fig. 17), en las vías de la mina de Killingworth, el ancho de la vía preferroviaria allí existente era de 1.422 milímetros (4 pies y 8 pulgadas); y como era hombre eminentemente práctico, Stephenson no pone en cuestión el ancho de vía, asumiendo esta magnitud como un parámetro más los muchos que habría de tomar a consideración. Cuando más tarde continúa su carrera en el ferrocarril de Stockton a Darlington, sigue ya con el mismo ancho. Cuando es nombrado ingeniero del ferrocarril de Liverpool a Manchester incrementa media pulgada respecto a líneas precedentes, al objeto de aumentar el juego de la vía, ya que la distancia entre las ruedas de objeto de aumentar el juego de la vía, ya que la distancia entre las ruedas de los vehículos seguía siendo la misma que en líneas anteriores. Se puede decir que los Stephenson (padre e hijo), tienen un mérito indudable como fundadores e impulsores de la expansión ferroviaria iniciada en 1830, pero ello no puede impedir que lamente dos legados que califica de “desdichados”: uno de ellos el ancho de vía “normal”, fruto de la rutina y un mal entendido pragmatismo, más que un estudio serio y meditado; el otro es “la reducida entrevía que impide dar al gálibo la anchura necesaria para subvenir a las necesidades del transporte actual”. Así, que podemos afirmar que “las discusiones mantenidas en el siglo XIX ad nauseam sobre el ancho de vía carecen hoy de relevancia, pero la anchura del gálibo y su altura en ciertos caso constituyen hoy todavía una barrera infranqueable”. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 19 Fig. 16. El ancho de vía tiene su origen remoto en los primeros vehículos que circulaban por la vía remolcados por caballos Fig. 17. La Rocket de Stephenson Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 20 1.6. La peculiaridad del ancho de vía español Sobre el ancho de vía español (seis pies castellanos), se ha especulado que se adoptó por razones militares para evitar una invasión francesa. Sin embargo, se conoce que fue fruto de una cuestión técnica equivocada por José Subercasse. En efecto, para el ancho de vía vigente, se creó una comisión para informar las propuestas de concesiones para la construcción de nuevas líneas. Esta comisión envió el 17 de Octubre de 1844 un pliego de condiciones que sugería al gobierno que, no habiendo ley al respecto, podría servir de base para lo que el futuro se hiciese. Y así, el gobierno lo adopta en el Real Orden de 31 de Diciembre de 1844. Muchas de las prescripciones eran idénticas a las de los pliegos franceses, a la diferencia de ellos se fija el ancho de vía en 6 pies (1.674 milímetros) y la entrevía en 6,5 pies (1.810 milímetros). La cuestión del ancho de vía se justifica así: “En el artículo 6º se determina la anchura que deberá darse a todos los caminos de hierro que se concedan, así como la distribución de esta anchura total entre las vías y entrevías, señalando seis pies (1,67 metros) para las primeras entre los bordes interiores de las barras. Desde luego se ve la conveniencia de que todos los caminos de hierro tengan la misma anchura, y particularmente las vías, porque de lo contrario, cuando dos caminos lleguen a ponerse en comunicación, como ha sucedido con frecuencia, es imposible que las locomotoras y trenes del uno continúen su viaje por el otro, siendo necesario para el efecto transbordar las mercaderías y personas a otro tren del nuevo camino, lo que ocasiona dilaciones, gastos y otros inconvenientes de consideración, a no ser que una de las empresas prefiera reformar su camino dándole las anchuras de aquel con quien entronca”. “Demostrada ya la conveniencia de que haya uniformidad en las dimensiones transversales de todas las grandes líneas de caminos de hierro, es claro que deben adoptarse las que los principios teóricos, confirmados por el buen éxito de su aplicación a los caminos más recientes, designan como más ventajosos. En ancho de vía generalmente empleado hasta pocos años hace, y que se emplea en muchas partes, es de 5 pies 17 centésimas (1,44 metros), pero en un país virgen, donde se empieza a establecer un sistema de camino de hierro, debe adoptare una anchura que permita caminar por ello con toda la rapidez y seguridad que pueden obtenerse con las últimas perfecciones que han recibido las locomotoras”. “Para este efecto, conviene aumentar el ancho de las vías, y esta es la tendencia que generalmente se observa en el día. Así vemos en el camino de Londres a Yarmouth una vía de 5,45 pies (1,52 metros), en el de Dundee a Arbroath y de Arbroath a Forfar de 6,03 pies (1,68 metros), en el de Great Western de 7,64 pies (2,13 metros) y en el de Petersburgo a Tzárskoye Selo de 6,57 pies (1,83 metros). La Comisión del Parlamento inglés, encargada de informar sobre un sistema general de caminos de hierro en Irlanda, proponía 6,75 pies (1,88 metros)”. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 21 “Nosotros hemos adoptado 6 pies (1,67 metros), porque sin aumentar considerablemente los gastos de establecimiento del camino, permite locomotoras de dimensiones suficientes para producir en un tiempo dado la cantidad de vapor bastante para obtener, con la misma carga, una velocidad mayor que la que podría conseguirse con las vías de 4,25 pies (1,18 metros), propuestas por una de las empresas que ha hecho proposiciones al Gobierno, y mayor también de la que podría emplearse con las de 5,17 pies (1,44 metros) que más frecuentemente se han usado hasta ahora, consiguiéndose, además, que sin disminuir la estabilidad se puede hacer mayor el diámetro de las ruedas, lo que también conduce a aumentar la velocidad”. 1.7. El paso en España del ancho de vía 1.674 al de 1.668 milímetros El ancho ibérico de seis pies castellanos, fijado en 1844, corresponde a 1.674 milímetros. Sin embargo, en la actualidad el ancho de vía nominal oficial en España es el de 1.668 milímetros. Desde luego, ambos anchos de vía son compatibles, como lo prueba el hecho de que, aún en la actualidad (2013), hay líneas en España con ancho de vía de 1.674 milímetros por las que circulan los trenes de ancho ibérico sin ningún problema. A la vista de esta modificación cabe preguntarse: ¿Por qué y cuándo se cambió oficialmente el ancho de vía? La razón hay que encontrarla en el informe “Reducción del juego de vía”, recogido en un documento interno del Departamento de Estudios y Reconstrucción de Renfe, de Marzo de 1955, y que explica la necesidad de reducir el “juego de vía”, es decir, la holgura existente entre las pestañas de las ruedas y los carriles. Señala el citado documento que, al comprobarse que la reducción del “juego de la vía” hasta un cierto límite mejoraba las condiciones de rodamiento, se abandonan las vías de anchos de 1.440 y 1.445 milímetros que algunas administraciones (extranjeras) empleaban y se adoptó el de 1.435 milímetros (“Unite Technique”, redacción de 1903 y 1938). Con esta anchura de vía, el juego teórico (con pestañas nuevas) sin sobreancho ni sobreestrecho era de 9 milímetros (1.435 – 1.360 – 2x33). Apunta que los ferrocarriles franceses, para la renovación con traviesas de hormigón, habían decidido aplicar un “juego de vía” de 6 milímetros (Fig. 18). Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 22 Fig. 18. Relación entre el ancho de vía y distancia entre ruedas. (Fuente: “Reducción del juego de vía” Departamento de Estudios y Reconstrucción de Renfe, de Marzo de 1995) Después de analizar el informe se considera excesivos estos juegos, por lo que se propone unificarlo a 7 milímetros para todos los vehículos, resultando un juego de vía superior en 1 milímetro aprobado por la SNCF para la renovación de vías con traviesas de hormigón. Tras ello, se llega a la conclusión de que la “la reducción del juego de vía actual de Renfe a límites análogos a los hoy existentes en los ferrocarriles extranjeros puede lograrse disminuyendo en 6 milímetros la anchura de la vía, para que la separación entre bordes activos de carriles en alineación recta sea de 1.668 milímetros. El mantenimiento de esta cota en las travesías exigirá la reducción de su entrecalle a 41 milímetros y la modificación de la distancia de calaje en las locomotoras de vapor caladas a distancias inferiores a 1.588 mm”. Señala también que sería preciso unificar las cotas de anclaje del material motor y móvil, lo que llevará consigo el adelgazamiento de las pestañas de las ruedas centrales acopladas de las locomotoras de gran base rígida. La transformación del ancho de vía podría irse ejecutando al efectuar las renovaciones, y para ello será necesario reducir a 40 mm la entrecalle de los contracarriles que protegen las puntas de los corazones, fundiendo nuevos tipos de tacos y proyectar nuevas travesías con entrecalles de 41 milímetros. Añade que, adoptando 1.668 milímetros como anchura de vía, únicamente existiría una diferencia de 3 milímetros con la vía Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 23 portuguesa (1.665 mm) y esta medida disminuiría el juego de la vía a 7 milímetros. Efectivamente, como resultado del informe citado, se adoptó el ancho de vía oficial en España de 1.668 milímetros, que es el que se aplica en todas las renovaciones de vía desde que se aplican traviesas de hormigón bibloque y luego monobloque. Sin embargo, en las líneas en las que no se ha renovado la vía desde 1955 sigue implantado vigente el ancho de vía anterior de los seis pies castellanos. 1.8. Iniciativas para el cambio del ancho de vía en España Como se ha expuesto, ya desde el momento de implantación del ancho de vía ibérico, se discutía la conveniencia de reducirlo hasta el ancho estándar (entonces llamado “normal”). Sin embargo, al avanzar el siglo XIX la cuestión perdió fuerza debido a la extensión de la red (y por consiguiente, al aumento de los costes e inconvenientes que se derivarían de un eventual cambio); así en 1904 el ferrocarril alcanzó las últimas capitales de provincia peninsulares, quedando la parte fundamental de la red completada con el ancho de vía diferente al de Francia. Fig. 19. En la vía de tres carriles se puede apreciar la diferencia entre el ancho estándar (1.435 mm) y el ibérico (1.668 mm). La foto está tomada en Pozal de Gallinas, en el tramo de ensayos de Olmedo a Medina del Campo. Este problema fronterizo se “resolvía” con solapamiento de vía de ambos entre estaciones fronterizas (Irún-Hendaya y Port-Cerbere), transbordándose los pocos viajeros y las mercancías en tránsito internacional. Análoga solución se implanto (1922) en la frontera de Puigcerda la Tour de Carol. Luego, en Canfranc (1928) la vía única francesa llegaba hasta la estación española donde se producía el trasbordo de los viajeros y de las mercancías. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 24 Fig. 20. Mapa de los diferentes anchos de vía en España Sin embargo, en principios de siglo XX resurgió la idea de implantar en España el ancho de vía estándar, al preverse la construcción de una línea entre Algeciras e Irún en ancho estándar y se escribió mucho en los años siguientes sobre la posibilidad de transformar a dicho ancho de vía la línea ese Puigcerdá a Moncada, Barcelona y el Puerto de Barcelona. No fue, sin embargo hasta 1988 cuando se produjo un cambio importante al decidirse por el Consejo de Ministros (en diciembre de dicho año) que la nueva línea de alta velocidad de Madrid a Sevilla se construyera en ancho de vía estándar, y que así se haría en el resto de las futuras líneas de alta velocidad. En coherencia con ello, se construyeron más adelante con este ancho de vía las líneas de alta velocidad de Madrid a Barcelona y a Valladolid, de Córdoba a Málaga, de La Sagra a Toledo y de Madrid a Levante. En 2006 se ha comenzado un proceso de estudio para la transformación e toda o de una parte importante de la red española al ancho de vía estándar. Este estudio responde a dos necesidades:  Por una parte, a la conveniencia de integrar la red ferroviaria de mercancías con la francesa (y resto de Europa), lo que produciría una reducción importante de los costes de transporte; y por ello un aumento de la competitividad; por ejemplo, de los puertos y factorías españolas. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 31 sobre la contraaguja se mantiene mediante un dispositivo de seguridad, proceso que se denomina encerrojamiento. Durante su movimiento, las agujas resbalan sobre las placas engrasadas, llamadas cojinetes de resbalamiento o resbaladeras, hasta adaptarse perfectamente a la contraaguja correspondiente. 2.1.2.1. El perfil del carril de las agujas Las agujas comenzaron construyéndose a partir de carriles ordinarios, cepillando adecuadamente la cabeza y el patín. En la figura 8 se representa una aguja recta realizada a partir de carriles Vignole. Esto tenía el inconveniente de que se debilita la contraaguja al recortar su patín y por otra parte, las agujas así constituidas no ofrecen suficiente estabilidad y solidez para resistir tanto los choques laterales como las fuerzas verticales a que están sometidas, presentando una tendencia a entreabrirse, esto es, a separarse de su contraaguja. Fig. 8. Cortes de una aguja de carril Vignole Por esos motivos, pronto se vio la necesidad de emplear perfiles especiales para construir las agujas, en general de menor altura y mayor robustez. Si bien se ha llegado a emplear el carril Brunnel, lo habitual es emplear perfiles de sección tipo Vignole, es decir, carril de patín, pero de secciones de alma mayores (Fig. 9). Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 32 Fig. 9. Perfiles de tipo Vignole 2.1.2.2. Rigidez transversal Este aspecto es importante debido a las solicitaciones ejercidas por la pestaña cuando el eje toma la vía desviada y aún más cuando se produce un talonamiento. El momento de inercia transversal, Iy, debe ser suficiente para que la aguja no se deforme plásticamente y no se incline ni torsione durante su desplazamiento. 2.1.2.3. El mantenimiento de la entrecalle aguja – contraaguja Para que la aguja abierta no tome contacto con la pestaña de la rueda se necesita una entrecalle mínima entre la aguja abierta y su contraaguja adyacente. Este valor, r, es en función de: d, distancia normal entre planos interiores de ruedas; e, espesor de la pestaña; y a, ancho de vía. Así (Fig. 10): )( edar  Fig. 10. Parámetros para calcular la entrecalle mínima Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 33 Debiendo tomarse todas las tolerancias en el sentido más desfavorable, así como tener en cuenta el posible desgaste lateral de los carriles. Valores usuales de r están entre 55 y 65 mm. Las agujas se desplazan mediante la barra de maniobra. La carrera mínima de esta barra para obtener el valor elegido de la entrecalle de libre paso depende de la longitud y de flexibilidad de la aguja. Cuanto más larga y flexible sea la aguja, más grande deberá ser la carrera de la barra de maniobra, en el caso de accionamiento de ataque único. Precisamente debido al hecho de poder garantizar la entrecalle, en los cambios para Alta Velocidad es necesario disponer de varios puntos de accionamiento a lo largo del cambio, ya que la flexibilidad de las largas agujas no las garantiza. Por lo tanto, ya sea en los cambios cortos, donde se desea un ataque único, como en los largos para Alta Velocidad, donde se desea un número mínimo de puntos de accionamiento, se requiere que la rigidez transversal de la aguja Iy sea importante. 2.1.3. Dispositivo de anclaje Está destinado a fijar el espadín por su talón y además asegurarle una movilidad en el plano horizontal. La mejor disposición para el anclaje es la denominada de espadines elásticos, que consiste en utilizar una junta normal de carriles con bridas totalmente apretadas en A y debilitar el patín del espadín en puntos determinados C que le permitan una deformación en el plano horizontal (Fig. 11). Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 34 Fig. 11. Detalle y esquema de talón empotrado para aguja flexible 2.1.4. Accionamiento El accionamiento de las agujas puede realizarse a pie de aparato o a distancia. A pie de aparato: por medio de una palanca que actúa sobre el tirante de maniobra de la aguja y que, según tenga una o dos posiciones de equilibrio, se denomina de simple o doble efecto. Estas últimas utilizan unos contrapesos (quesos) para determinar su posición (Fig. 12). Fig. 12. Accionamiento a pie de aparato de doble efecto Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 35 A distancia pueden realizarse mediante las siguientes transmisiones: a) Rígida: a base de elementos metálicos articulados. b) Funicular: por medio de cables, fijados con contrapesos y guiados por poleas pequeñas. c) Fluida: utilizando aire o agua como vehículo impulsor. d) Eléctrica: cuando el accionamiento se realiza por medio de un motor eléctrico de baja tensión. Para asegurar la perfecta unión de la aguja y la contraaguja, y su inmovilidad durante la circulación se utilizan dispositivos de seguridad llamados cerrojos, que se ven complementados por indicadores de posición, que señalan la exacta posición de las agujas (Fig.13). Fig. 13. Ejemplo de accionamiento manual 2.2. Cruzamientos Es la parte del desvío, o travesía, que soluciona la intersección de carriles que ofrecen la superficie de rodadura en el mismo plano. La zona de intersección se denomina corazón. Para que la pestaña pueda pasar, los carriles han de ofrecer una solución de continuidad mediante el espacio vacío que se denomina laguna. Cuando tiene lugar el paso de una rueda por la laguna, la parte exterior de la llanta se apoya sobre la pata de liebre correspondiente, mientas que la otra rueda del eje es guiada por su carril y contracarril (Fig.14). Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 36 Fig. 14. Esquema general de un cruzamiento La parte más delicada de un cruzamiento es el corazón. La punta del corazón suele estar rebajada, para conseguir un ascenso suave de la rueda sobre él. Es la parte del cruzamiento que trabaja en condiciones más desfavorables, por los repetidos golpes que recibe; por ello se fabrica de aceros especiales con cromo o aleaciones austeníticas de manganeso. Denominaremos talón del corazón al extremo del corazón que coincide con el final del desvío (Fig.15). Fig. 15. Detalle del corazón Como resumen se puede indicar que:  Las patas de liebre soportan el peso de las ruedas cuando éstas pasan por la laguna.  El corazón representa la unión de los carriles de las dos vías que se cruzan.  Los contracarriles tienen por misión asegurar el guiado doble de la rueda de un eje al paso de la otra por la laguna. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 37  Las patas de liebre y los contracarriles están doblados en sus extremos hacia el interior, para evitar colisiones en las pestañas de las ruedas. Para resaltar la importancia de las patas de liebre se acompaña la figura 16 en la que se observa cómo se apoya la rueda en ella cuando ésta pasa por la laguna. Fig. 16. Paso de una rueda por el cruzamiento 2.2.1. Fabricación El método más primitivo consiste en emplear carriles, formándose la punta del corazón con dos de ellos convenientemente cepillados, unidos por roblones o pasadores, y de los cuales uno sólo se prolonga para formar la punta real. El otro, que encaja en el primero, se llama de contrapunta. Posteriormente estos carriles se fabricaron de acero más duro que el de la vía corriente, llegando hasta nuestros días bajo el nombre de corazones ensamblados (Fig. 17). Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 38 Fig. 17 Corazón ensamblado Modernamente se tendió a la construcción de corazones monobloque, moldeados en aceros al manganeso (Fig. 18). El acero de este tipo más extendido es el denominado Hadfield, con un 12 - 14% de manganeso. Pero estas aleaciones que se caracterizan por su gran resistencia al desgaste tienen el inconveniente de presentar estructura totalmente austenítica, que son inadecuadas para realizar soldaduras y, por tanto, impiden la incorporación de los cruzamientos al carril continuo soldado (barra larga). En la actualidad, este efecto se salva mediante la soldadura de unos cupones intermedios, de naturaleza bainítica, que son soldables a la estructura austenítica por un lado y a la ferrítica por el otro. Fig. 18. Corazón monobloque 2.2.2. Definición de un cruzamiento Los cruzamientos y los desvíos de los que forman parte se caracterizan por el ángulo de cruzamiento (α), que es el que forman los dos hilos de las vías que se cortan. También es conocido como ángulo del corazón. En los corazones curvos, este ángulo es el que forman las tangentes, en el talón del corazón, a dichos hilos. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 39 No es habitual definir un cruzamiento o desvío por su ángulo de cruzamiento, sino por el valor de la tangente de dicho ángulo. La tangente puede definirse numéricamente (0.11 por ejemplo) o por una relación tipo 1:n fácilmente recordable (1:9). En ciertas administraciones (DB, ÖBB por ejemplo), el número n recibe el nombre de índice o número del desvío; dicho número caracteriza el desvío. Los valores más utilizados por RENFE se muestran en la tabla 1. Tabla 1. Ángulos de cruzamiento Por otro lado, como se ha dicho anteriormente, los contracarriles tienen la misión de guiar el eje cuando éste atraviesa la laguna del corazón. Según esto, y siguiendo el esquema representado en la figura 19, para que la rueda que atraviesa el corazón no tome una falsa dirección ni choque con la punta del corazón, se deberá cumplir: edeedha  )2( 1 Es decir, )( 1edah  Los valores d y e serán los más desfavorables con arreglo a las tolerancias admitidas en los mismos. Asignados estos valores, la cantidad med  es conocida como cota mínima de protección de la punta del corazón. Por lo que se refiere al valor de h1, oscila generalmente entre 40 y 45 mm. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 40 Fig. 19. Parámetros influyentes al paso del corazón 2.3. Asientos de los desvíos El asiento de los desvíos se realiza por medio de unas riostras que se disponen transversalmente, de mayor longitud y sección que las traviesas, que abarcan la totalidad del aparato. Tienen una doble misión: como traviesas, para transmitir los esfuerzos y como cercha que fortalece el propio aparato. Estos elementos se denominan cachas o longrinas, y pueden ser de madera (más utilizados), hormigón o metálicos; también puede disponerse una losa única de hormigón armado. Es muy habitual utilizar longrinas de madera en las zonas de aparatos de vía. La razón fundamental de su utilización se basa en que la situación relativa de los carriles de un aparato de vía, de una traviesa a otra, varía, lo que hace que la situación de la sujeción sea distinta en cada traviesa de un desvío. Por ello se prefiere la madera que permite ser fácilmente cajeada y taladrada en función del aparato de que se trate. Un ejemplo muy significativo de su uso son los desvíos que se instalaron inicialmente en la línea de Alta Velocidad París - Sud Est del TGV, los cuales se asentaban sobre longrinas de madera. No obstante, los modernos sistemas de fabricación de longrinas en hormigón pretensado, junto con la adopción de controles más precisos en la dosificación y en el proceso de curado del hormigón, que permiten determinar su retracción, han hecho económicamente competitivas las longrinas de hormigón. Los desvíos del AVE, del TGV Atlantique, y de las NBS alemanas, entre otros muchos, se asientan sobre longrinas de hormigón, que por su mayor peso aumentan la estabilidad de la vía. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 47 Fig. 26. Esquematización de un desvío recto En los desvíos curvos (cambio curvo - corazón curvo) se modifica esta representación esquemática, ya que se representan los ejes curvos de la vía (Fig. 27). Con ello, se consigue diferenciar la representación esquemática de los desvíos sencillos de las de desvíos curvos. Fig. 27. Esquematización de un desvío curvo En la figura 28 se muestra la representación de otros aparatos: Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 48 Fig. 28. Esquematización de otros aparatos de vía 2.8. Nomenclatura Siguiendo la norma RENFE NRV 3-6-0.0., la leyenda con que se denomina un desvío incluye siete apartados que, de izquierda a derecha, determinan las siguientes abreviaturas: 1) Tipo de aparato de vía: Desvío sencillo: DS; DSI si el desvío es de ancho internacional; DSIH si, además, está asentado sobre traviesas de hormigón. 2) Tipo de desvío: A (Antiguo), B (Bueno), C (Calidad), V (Velocidad) y AV (Alta Velocidad). El tipo B se ha subdividido en B1, B2 y B3. 3) Clase de carril: 45 para el carril de 45 kg/m; 54 para el UIC 54 y 60 para el UIC 60. 4) Radio de la vía desviada: Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 49 Su valor en metros. 5) Tangente del ángulo de cruzamiento: En una sola cifra. 6) Tipo de corazón Corazón recto, CR; curvo, CC; de punta móvil, CM. 7) Desviación: A la derecha, D; a la izquierda, I; simétrico, S. El sentido se determina mirando el desvío situados en el comienzo del cambio y mirando hacia el cruzamiento. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 50 3. Tercer carril Añadir un tercer carril es la solución que permite que en una sola vía circulen trenes de dos anchos distintos. Si bien para tramos cortos en estaciones, puentes, túneles y otros puntos singulares es una solución adoptada con cierta frecuencia, la implantación del tercer rail en tramos más largos o incluso redes es algo de lo que no hay apenas ejemplos, pues abre problemas técnicos complejos. Hasta ahora las vías de 3 hilos se empleaban a baja velocidad en las zonas fronterizas de Irún y Port Bou. La instalación de un tercer hilo o carril adicional para permitir que por una misma plataforma de vía circule material rodante de ancho internacional UIC (1.435 mm) y ancho ibérico (1.668 mm) requiere la modernización de otros elementos íntimamente implicados: la adaptación de la infraestructura (ej. fig. ), desvíos, circuitos de vía, sistemas de señalización, catenarias polivalentes, traviesas de tres carriles, más potencia de electrificación, una nueva generación de enclavamientos; además de un complejo esfuerzo técnico y de gestión para garantizar la operación comercial de las circulaciones en las máximas condiciones de seguridad y eficiencia. Las líneas dotadas con vías de tres carriles conllevan asimismo una mayor complejidad, no solo por la coexistencia de distintos anchos de vía, sino también por la necesidad de compatibilizar tráficos muy densos, y de trenes de mercancías con más carga por eje y potencia eléctrica de tracción con tráficos de trenes más rápidos y ligeros, lo que exige a la infraestructura y a los sistemas de gestión de tráfico innovadoras prácticas de operación y explotación, sin precedentes a nivel mundial. En la construcción de las líneas de alta velocidad con ancho de vía internacional UIC (1.435mm) se contemplan en algunos trazados con tráfico mixto: viajeros y mercancías, es decir, el paso de trenes mercantes por vías de ancho internacional. Ante este escenario se ha planteado también diseñar vías de tres carriles de alta calidad que compatibilicen el paso de trenes de ancho convencional e internacional sobre una misma infraestructura. Con estas premisas se ha desarrollado una solución tecnológica novedosa: la instalación del tercer carril, que permite efectivamente la explotación de las vías en los dos anchos con altas prestaciones. El modelo de vía de tres carriles ya existía en el ferrocarril, la novedad que aporta el nuevo diseño que ha logrado el Administrador de Infraestructuras Ferroviarias (Adif), y que no se había desarrollado antes en ninguna parte del mundo, es que permite la circulación de trenes de viajeros y de mercancías, con grandes prestaciones, es decir, velocidades superiores a 200 km/h en ambos anchos. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 51 3.1. Desvíos En zonas de desvíos, la materialización del cruce de las vías de ambos supone en la mayoría de los casos una restricción técnica que limita la velocidad a 200 km/h en estos puntos. Un reto importante en el caso de anchos de vía próximos lo plantean los desvíos, pues solo se pueden hacer hacia uno de los dos lados (cada ancho hacia un lado distinto), puesto que, hacia el otro, el espadín interfiere en el rodamiento del tren. Este hecho complica la explotación en doble vía, por ejemplo para los escapes. Así, el desvío en ancho ibérico sólo es posible hacia el lado del tercer rail; en ancho estándar sólo hacia el otro lado. Por lo tanto es necesario instalar un cambiador de hilo para permitir desvíos hacia el lado contrario, que cambia el lado del tercer carril. Esta limitación se debe a la escasa diferencia de anchura entre el ancho ibérico (1.668 mm) y el ancho estándar (1.435 mm). Otras vías mixtas, por ejemplo con ancho estándar y ancho métrico (1.000 mm), sí admiten el desvío hacia ambos lados de la vía. Fig.1 Distribución de desvío hacia un lado determinado En el esquema anterior (Fig.1), se indica como la vía de ancho UIC solo puede desviarse hacia el carril común (azul) mientras que el desvío de ancho ibérico (rojo) lo hace en sentido contrario. Si queremos que se cambien los desvíos de lado es necesario por tanto que lo haga la posición del hilo común. Esto se hace con unos desvíos especiales que se denominan cambiadores de hilo. En este esquema se indica también en azul. Más adelante se describirá con más detalle este dispositivo. En el siguiente esquema (Fig.2) se explica cómo pasar de una configuración de vía doble con dos vías en ancho mixto con tercer carril y construir apartaderos Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 52 tanto en un ancho como en otro a ambos lados, siempre que se haya intercalado el correspondiente cambiador de hilo. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 53 Fig.2 Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 54 3.2. Cambiadores de hilo Cuando se circula por una vía de tres carriles y se va a cambiar de hilo, es decir el carril común va a pasar de estar situado a la izquierda a hacerlo a la derecha (o al revés), teniendo siempre presente que una de las dos composiciones tiene que experimentar reducción de velocidad y la otra no. Vamos a ver un ejemplo que lo aclare. Normalmente es la vía de ancho UIC la que cambia de hilo. En la figura 1a lb vía está preparada para que pase por el cambiador (que está inactivo) una composición de ancho ibérico. Observar que dicha composición seguirá su trayectoria normal sin experimentar ningún cambio de dirección y por eso las puntas de las agujas respectivas se encuentran pegadas a las contraagujas. Si en estas circunstancias pasara un tren de ancho ibérico podría descarrilar pues las pestañas de las ruedas chocarían con las agujas. En esta situación sólo puede pasar una composición de ancho UIC que al pasar por el cambiador de hilo las pestañas de las ruedas son obligadas a cambiar de dirección al encontrarse con la punta de las respectivas agujas. Por eso esta circulación sí que debe disminuir la velocidad. Fig. 1a. y Fig. 1b. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 55 A continuación en las figuras 2a y 2b se presenta un cambiador de hilo en el que la vía que no se ve afectada es la de ancho UIC. En la figura 2a el cambiador está inactivo y es la composición de ancho UIC la que puede pasar sin reducir la velocidad porque, como ya se ha apuntado en la situación anterior, no hay cambio de dirección. En la figura 2b el cambiador de hilo está activado y por lo tanto preparada la vía para que pase una composición de ancho ibérico que como tendrá que variar su dirección (las pestañas de las ruedas son obligadas a hacerlo por las puntas de las agujas respectivas) deberá, a su vez, reducir la velocidad. Fig. 2a. y Fig. 2b. A continuación se presenta un esquema (Fig.3) de un cambiador de hilo en el que es el ancho UIC el que cambia de lado. La presencia de cambiadores de hilo supone una limitación importante. La velocidad en ancho ibérico al paso por el intercambiador puede mantenerse en 200 km/h mientras que la de paso de las composiciones de ancho UIC se limita a 60 km/h (Fig.4). Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 56 Fig.3 Cambiador de carril Fig.4 Cambiador de hilo para 200 km/h (ancho ibérico) y 60 km/h (ancho estándar) de Adif. Caso particular Adif ha utilizado un cambiador de hilo en el que el ancho mayor es el que cambia de lado como en Zuera. En este caso (Fig.5 ) con vía mixta de ancho internacional/ancho ibérico, las limitaciones de velocidad debido a los cambiadores de hilo serían para el ancho ibérico mientras que en ancho internacional se podría circular a mayor velocidad. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 63 Fig.3 Cruzamientos simples de la vía ancha a la Harinera sobre las dos vías estándar de la estación de Huesca, que impone a éstas una limitación de 40 km/h. También fue necesario sustituir la catenaria existente para 3kV CC, por otra para 2x25kV 50Hz. Estos trabajos así como el diseño de la línea aérea de contacto en el tramo Zaragoza – Tardienta y la alimentación a 2x25kV en toda la línea con una subestación eléctrica en el término municipal de Gurrea de Gállego, en el punto kilométrico 46,6 de la línea, y cuatro centros de autotransformación separados entre sí unos quince kilómetros fue adjudicada por 22,6 millones de euros. Como consecuencia de la sustitución de la catenaria existente que había entrado en el servicio el 27 de enero de 2002, para electrificar a 25kV, los servicios en ancho ibérico se tuvieron que volver a realizar con tracción diésel después de pocos meses con tracción eléctrica. Cuando se construyó la Variante de Huesca se tuvieron que instalar cambiadores de hilo que se hacen notar por fuertes movimientos del tren. En cuanto al sistema de protección, el ancho internacional tiene sistema ASFA y las circulaciones en ancho ibérico funcionan sin protección. Esta disposición es posible por el bajo número de circulaciones y la longitud reducida del tramo con tercer carril. La operación de este tramo, la primera línea con servicio comercial con tercer carril presenta un cierto número de problemas. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 64 4.4. La nueva variante de Huesca y los experimentos con la vía de tres carriles El pasado 5 de diciembre de 2007 entró en servicio la variante ferroviaria de Huesca, que evita el paso del tren por medio de la ciudad. Fig.4 Variante de Huesca Esta variante (Fig.4) se inicia aproximadamente en el punto kilométrico (PK) 15,6 de la línea Tardienta-Huesca y finaliza en el PK 6,6 de la línea Huesca-Jaca. Dispone además de un by-pass para las circulaciones Huesca-Jaca-Canfranc (Fig.5) que se inicia aproximadamente en el PK 18,1 de la línea Tardienta-Huesca y finaliza en el PK 2,3 de la nueva variante que, por consiguiente, tiene una longitud de 10,2 km. en su recorrido principal, a los que hay que añadir 1,7 km. del by-pass. Dado que entre las ahora colaterales estaciones de Tardienta y Ayerbe hay más de 54 km., puesto que Plasencia del Monte ha pasado a ser un mero apeadero, ha sido necesario crear un puesto de adelantamiento y estacionamiento de trenes (PAET) entre los PK 2,8 y 4,0. Se le ha denominado PAET “Hoya de Huesca” y desde él se pretende Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 65 abrir un acceso ferroviario a la Plataforma Logística de Huesca Sur, en construcción. Se han creado así dos cantores, uno de 19 km. y otro de 35 km., aproximadamente. Fig.5 Vista del PAET, con el tren de trabajo en desviada y el “tamagochi” Canfranc-Zaragoza en vía directa El sistema de bloqueo Alstom instalado en la línea ha dado muchos problemas, sobre todo los primeros días tras la puesta en servicio. A pesar de que la variante fue inaugurada el 5 de diciembre, la vía desviada del PAET no entró en servicio hasta el día 15 del mismo mes porque no había sido nivelada. Mientras tanto, seguía grafiado por la mañana un cruce de “tamagochis” en la antigua estación de Plasencia del Monte. Así las cosas, estos cruces se hicieron “a la española”: el “tamagochi” ascendente llegaba al PAET y se detenía en la primera parte del andén, mientras que el “tamagochi” descendente entraba marcha a la vista en la misma vía, deteniéndose “a testa”, frente a su hermano, en la parte libre del mismo andén. Los viajeros y la tripulación de ambos trenes bajaban, se cambiaban de tren y seguían su camino, los viajeros en el mismo sentido y los trenes en sentido contrario. Ésa es la explicación de que en las figuras 6 y 7 se vea gente en los andenes del PAET que, desde entonces, ya no han vuelto a ser utilizados. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 66 Fig.6 Los viajeros esperan en el andén el cruce “a la española”. Fig.7 La misma situación, vista desde el otro lado. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 67 4.5. Unos cambios especiales Como esta variante se une en dos puntos a la línea Tardienta-Huesca, dotada de tres carriles, su construcción ha conllevado la instalación de aparatos de vía especiales, aptos para vía mixta de anchos ibérico y UIC. Exactamente han sido instalados dos desvíos y cuatro cambiadores de lado de carril común (el que comparten los trenes de uno u otro ancho), también llamados cambiadores de hilo. Estos aparatos de vía especiales vienen a sumarse a los otros siete que ya existían desde la construcción de la antena de velocidad alta Zaragoza-Huesca. Para situarnos, tomaremos como normal el sentido Tardienta-Huesca, estando así, pues, el carril común a la izquierda. Al llegar al PK 15,6, situado a algo más de 6 km. de la terminal oscense, lo primero que nos encontramos es con un cambiador de hilo, que hace que el carril común pase a estar a la derecha. Este cambio venía impuesto por las consideraciones antes mencionadas. Lo vemos en primer plano en la figura , en sentido Huesca-Tardienta. Fig.8 Primer cambiador de lado Como bien se aprecia en las figuras 8 y 9, los cambiadores de lado de carril común disponen de ocho motores, cuatro por cada espadín, lo que permite al tren atravesarlos a una velocidad elevada (hasta 100 km/h). Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 68 Fig.9 Sentido inverso Fig.10 Un “tamagochi”, sobre el primer cambiador de carril común. Inmediatamente después del primer cambiador (Fig.10) nos encontramos con el primer desvío, que marca el inicio de la variante y al que se entra de punta figura . Por él se desviarán los trenes directos Tardienta-Sabiñanigo-Jaca-Canfrac, mercantes en su práctica totalidad. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 69 Se trata de un desvío que dispone de vía mixta en directa, desviando el ancho ibérico a la izquierda, al lado contrario al carril común. Este desvío es el único que repite disposición, junto con el instalado el Tardienta, de entre los nueve desvíos especiales de la línea. Pese a ello son bastantes distintos, ya que el desvío de la variante posee un radio de curva en vía desviada de 250 m. y un motor de accionamiento, mientras que en el de Tardienta estas cifras aumentan hasta 1500 m. de radio en desviada y cuatro motores (Fig.11). Como los cambiadores de hilo limitan la velocidad a 100 km/h, no se han considerado necesarios unos desvíos de mayores prestaciones. Lo realmente extraño fue la colocación del “superdesvío” de Tardienta, muy infrautilizado. Fig.11 Fig.12 Nada más salir de este primer desvío de la variante volvemos a encontrarnos con un sorprendente segundo cambiador de lado, que sitúa de nuevo el carril común a la izquierda, que es su posición normal en esta línea. Y decimos sorprendente porque solamente dos kilómetros más adelante, en la conexión del by-pass HuescaJaca, entramos en un tercer cambiador de lado, que podemos observar en la figura 12, justo antes del segundo desvío especial. ¿Qué explicación puede tener la colocación de estos dos cambiadores de hilo contiguos en tan solo dos kilómetros? Nada que ver con razones técnicas, sino con el tiempo de corte de vía disponible para empalmar la variante. Una de las opciones era girar 180º todas las traviesas de esos dos kilómetros (unas 1380) y la otra instalar los dos cambiadores de hilo. Opción más rápida: la segunda. ¿Será también la más económica? El segundo desvío especial (Fig.13), que según el sentido que hemos establecido se coge de talón, dispone de vía mixta en directa, desviando el ancho ibérico a la derecha. Al igual que su compañero, tiene el carril común al lado contrario a la vía desviada. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 70 Fig.13 Sentido inverso. Para rematar la faena, adosado al segundo desvío se sitúa el cuarto y último cambiador de lado del carril común, que deja a éste definitivamente en el lado izquierdo, tal y como venía desde Tardienta. Vemos una imagen del conjunto cambiadordesvíocambiador en la figura 14. Fig.14 Vista del cuarto cambiador de lado de carril común Antes de las obras de construcción de la variante se podía circular en este tramo a 160 km/h; ahora, con la instalación de todos estos aparatos de vía especiales, sólo a 100. Además, con la puesta en servicio de la variante, la señal de entrada a la estación de tenido que desplazarse hasta, prácticamente, la localidad de Vicién. Así, los trenes con destino Huesca (estación término) deben reducir la velocidad desde esta señal avanzada, ya que deberán circular a una velocidad máxima de 30 km/h desde Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 71 la señal de entrada hasta su detención en la topera de Huesca; es decir, durante, al menos, seis kilómetros. Después de todo lo visto, se puede afirmar que no estuvo justificado el desguace de una vía recién renovada y electrificada (como era la Tardienta-Huesca de ancho ibérico) para instalar una vía mixta con tantas limitaciones. Hubiera sido preferible tender una segunda vía de ancho UIC, paralela a la existente, como se hizo entre Zaragoza (Miraflores) y Tardienta. Para hacer experimentos ya estaba (y seguirá estando, por cierto) la línea de pruebas de Olmedo. En la misma línea también se podría haber aprovechado la construcción de la variante para prolongar el by-pass procedente de Jaca hasta la misma estación de Huesca, en paralelo a la actual vía mixta, lo que hubiera permitido independizar el tráfico de los recorridos Tardienta-Huesca y Huesca-Jaca-Canfranc, mejorando mucho la explotación de la línea. También habría permitido independizar los haces de vías de uno y otro ancho en la estación de Huesca, que es un auténtico delirio del diseño de vía de tres carriles, más propio de una exposición en un museo ferroviario que para una explotación comercial. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 72 5. Corredor Mediterráneo El corredor Mediterráneo es un corredor ferroviario que discurre principalmente paralelo a la costa mediterránea, en el este de España. Su trazado abarca 4 Comunidades autónomas: Cataluña, Comunidad Valenciana, Murcia y Andalucía, y por 11 provincias que suponen:  el 18% de la superficie de España,  y cerca del 40% tanto de la población del PIB nacional, y genera la mitad (49%) del transporte terrestre de mercancías en toda España. Sobre el Corredor Mediterráneo entre la frontera francesa y Algeciras, de casi 1.300 kilómetros de longitud, se articula:  un sistema viario, con un grado de desarrollo elevado, ya consolidado,  un sistema ferroviario en plena transformación,  aeropuertos con gran volumen de tráfico, y  la mayor parte de los principales puertos españoles Barcelona, Tarragona, Valencia, Cartagena y Algeciras. El término se utiliza para describir varias líneas diferentes en el mismo corredor, tanto por su tipo (alta velocidad, línea convencional, línea de mercancías…), su situación (en servicio, en construcción, en proyecto, en planificación…), como su ámbito (desde Barcelona-Valencia a todo el Mediterráneo). Todas estas líneas están relacionadas entre sí al unir las mismas ciudades y compartir varios tramos y estaciones. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 79 Subtramos:  Perpiñán – Figueras: el tramo que conecta las redes de ambos países es una concesión privada a la empresa TP Ferro, la línea de alta velocidad Perpiñán – Figueras. Se encuentra en servicio desde 2010, tanto en mercancías como en viajeros. La línea convencional dispone de instalaciones en Portbou y Cerbère para el transbordo de mercancías entre las líneas españolas y francesas.  Figueras – Barcelona (Fig. ): la línea se encuentra finalizada. Existe continuidad en ancho europeo, ya que en los tramos no finalizados existe una conexión a través de tercer carril en las líneas convencionales. Esta conexión sólo es utilizada por trenes de mercancías, y finaliza en el puerto de Barcelona. Para atravesar Barcelona se encuentra en construcción un nuevo túnel y la estación de Barcelona – Sagrera. Fig. Un TGV en territorio español, en la estación de Figueras – Vilafant  Barcelona – Tarragona: las líneas de ancho europeo e ibérico se encuentran finalizadas, sin conexión entre ellas en la comarca de Tarragona. Este tramo de la línea de alta velocidad Madrid – Barcelona – Frontera Francesa no es apto para la circulación de trenes de mercancías. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 80 5.3.2. Tarragona – Valencia Entre Tarragona y Valencia se encuentra concluida la mayor parte de la línea en ancho ibérico planteada en 1987, quedando concluir el entorno de Tarragona.  Nudo de Tarragona: Es el tramo más complejo, y el que ha sido definido más recientemente. Las estaciones en la línea de ancho europeo (Camp de Tarragona) y ancho ibérico (Tarragona) están situadas a 10 km entre sí, sin que exista actualmente conexión entre ambas líneas. La solución elegida finalmente es la creación de un ramal perpendicular que una ambas líneas, con una estación intermedia situada entre Reus y Tarragona, junto al aeropuerto de Reus, denominada Tarragona – Central. Está previsto, dado que actualmente el Corredor Mediterráneo se encuentra en ancho ibérico y la LAV Madrid – Zaragoza – Barcelona – Frontera Francesa en ancho europeo, que el ramal entre ambas líneas disponga de un cambiador de ancho. Los trenes de mercancías de ancho fijo pueden continuar por la línea convencional mientras el Corredor permanezca en ancho ibérico.  Tarragona – Vandellós (Fig. ): En la actualidad supone un importante cuello de botella, al ser el único tramo entre Valencia y la frontera francesa en vía única. La nueva línea empieza al nudo de Tarragona y termina al lado de la Central Nuclear de Vandellós II. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 81 Fig. Descripción por tramos entre Tarragona - Vandellós Características particulares de este tramo: - Consta de 30 Km de vía doble - Nueva línea de doble vía - Ancho UIC - Apta para tráfico mixto (viajeros y mercancías) Para este tramo está proyectado un presupuesto de 318 M€ y se estima que su finalización sea en 2015. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 82 Fig. Estación de Mont-oig del Camp, en el tramo de vía única Tarragona - Vandellós Las obras para su reconversión según el plan de 1987 se encuentran muy avanzadas. El nuevo trazado circula en paralelo al anterior, algo más hacia el interior para evitar atravesar localidades como Cambrils, tal y como sucede actualmente. La nueva vía es apta para tráfico mixto de viajeros y mercancías, con traviesas preparadas para ser modificadas a ancho europeo.  Vandellós – Valencia (Fig. ): El tramo fue renovado en su mayor parte, en algunos tramos con la construcción de importantes variantes. Es completamente vía doble electrificada a 3 kVcc en ancho ibérico. Los tramos renovados disponen de traviesa polivalente, para permitir un sencillo cambio a ancho europeo. La zona donde se produjo un mayor cambio fue el cruce del rio Ebro, ya que anteriormente la vía daba un importante rodeo para cruzar al rio por la localidad de Tortosa, y no por la costa. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 83 Fig. Descripción por tramos entre Vandellós – Castellón Características particulares de este tramo: - Consta de 146 Km de vía doble y 12 Km de vía única - Cambio de ancho en la vía única a Tortosa - Construcción de 2 apartaderos de 750 m (estándar) Para este tramo está proyectado un presupuesto de 170,38 M€ y se estima que estará finalizado en 2015. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 84 Fig. Descripción por tramos entre Castellón - Valencia Características particulares de este tramo: - Consta de 103 Km de vía doble y 17 Km de vía única. - Castellón-Sagunto: Cambio de ancho en la vía lado montaña e implantación de ancho mixto en la vía lado mar. - Sagunto-Valencia Norte: Implantación del ancho mixto en la doble vía , Acceso en ancho UIC al Puerto de Valencia y transformaciones de línea C-6 de Cercanías a ancho UIC. Con esto se consigue que Madrid-Castellón un ahorro de 26 minutos sobre los tiempos actuales (2 h 50 m.). - Valencia FSL-Almussafes: Implantación del ancho mixto y acceso en ancho estándar a la Factoría FORD. - Construcción de 2 apartaderos de 750m. (mixto). Para este tramo está proyectado un presupuesto de 361,38 M€ y se estima que estará finalizado en 2015. Existen dos subtramos en los que se aprovechó completamente la infraestructura ya existente: el Castellón – Moncófar, con velocidad limitada a 160 km/h y el Cabañal – Sagunto, con velocidad limitada a 200 km/h y traviesas polivalentes. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 85 La saturación debido al tráfico de Cercanías entre Valencia y Castellón ha provocado que se prevea desdoblar parte de la línea mediante la construcción de una línea de alta velocidad Valencia – Castellón, cuya construcción fue licitada el 8 de Octubre de 2011 por 1.328 millones de euros. 5.3.3. Valencia – Murcia En esta zona es clave el nudo de La Encina (Fig. ), donde se une el Corredor Mediterráneo con el corredor Madrid – Levante, y donde se inicia el plan de 1987. Pertenece constructivamente a la línea de alta velocidad Madrid – Levante. En la mayor parte del recorrido está planteado una doble línea, una en ancho ibérico y una en ancho europeo de alta velocidad  Valencia: En Valencia se prevé la construcción de un nuevo túnel bajo esa ciudad, de modo que la estación Valencia – Norte deje de ser fondo de saco y tenga continuidad, por un lado hacia Almería y Madrid, y por otro hacia Barcelona. Se crearía una nueva estación subterránea donde actualmente se encuentra en superficie Valencia – Norte, denominada Valencia – Central (Fig. ). Fig. Estación de Valencia – Norte, a transformar en Valencia – Central  Valencia – Nudo de la Encina: Este tramo se encuentra en construcción actualmente como línea de alta velocidad en ancho europeo. Entre Játiva y el nudo de La Encina la línea discurrirá por la plataforma actualmente en servicio en ancho ibérico, que fue remodelada según el plan de 1987. Para dar Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 86 continuidad a los trenes en ancho ibérico, se construye una nueva línea paralela que aprovecha en parte los tramos de línea convencional que fue abandonada en la anterior remodelación. Fig. Descripción por tramos entre Valencia – La Encina Características particulares de este tramo: - Consta de 94 Km de vía doble. - Se trata de una línea nueva de doble vía. - Ancho UIC. - Apta para tráfico mixto (viajeros y mercancías) - Una parte de este tramo está en construcción. Para este tramo está proyectado un presupuesto de 510 M€ y se estima que estará finalizado en 2015. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 87 El tramo a migrar, que mide 42,2 km, admite actualmente 220 km/h y cuando sea migrado a ancho internacional permitirá con algunas modificaciones circulaciones a más de 300 km/h. Nudo de La Encina – Alicante/Elche: El tramo tiene forma de Y, ya que la estación de Alicante no es pasante y es necesario un ramal del Corredor Mediterráneo para entrar en ella. Actualmente es vía única, y se encuentra en construcción la línea de alta velocidad en ancho europeo paralela para permitir la llegada de los trenes de alta velocidad Madrid – Alicante. Fig. Descripción por tramos entre La Encina – Alicante Características particulares de este tramo: - Consta de 65 Km de vía única. - Implantación del ancho mixto en la vía única entre La Encina y Alicante. - Acceso en ancho estándar al puerto de Alicante. - Construcción de 2 apartaderos de 750 m. (mixto). Para este tramo está proyectado un presupuesto de 160 M€ y se estima que estará finalizado en 2016. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 88 5.3.4. Alicante – Almería Este tramo no pertenece a la concepción original de Corredor Mediterráneo planteada en el plan de 1987, aunque sí se encuentra recogida en algunas planificaciones futuras del corredor, y en cualquier caso forma parte del eje ferroviario que recorre el Mediterráneo español. La línea actual, que llega hasta las Águilas, es una línea única no electrificada (Fig. ) que no ha sido remodelada. La conexión con Andalucía de la línea convencional no se realiza con Almería, sino con Guadix. La línea fue clausurada en 1985 entre Almendricos y Guadix, permaneciendo en uso la red que discurre por la Región de Murcia. Como corredor de ancho europeo, es a su vez un tramo de la línea de alta velocidad Madrid – Levante, que se encuentra en construcción. Fig. Vía única sin electrificar entre Alicante y Murcia  Elche – Murcia (Fig. ): En la actualidad funciona como línea sin electrificar ni renovar en vía única. Se encuentra en construcción como una nueva línea de alta velocidad de vía doble de ancho europeo mixta. Se desconoce por el momento si la construcción de la nueva línea conlleva el desmantelamiento o el mantenimiento de la anterior. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 95 7. Conclusión Como ya se ha comentado, la vía de ancho mixto implica la instalación de un tercer hilo entre los dos carriles de una vía de ancho ibérico 1.668 milímetros, para permitir las circulaciones en ancho estándar. Uno de los dos carriles de ancho ibérico es común para los dos anchos, y el tercer carril se instala junto al otro de ancho ibérico. La elección de uno u otro para ser el carril común depende de las necesidades de explotación de los trenes de ancho estándar. La aplicación de líneas con tercer carril a tráficos de altas prestaciones, velocidades superiores a 200 km/h, con circulaciones en ambos sentidos y tráfico mixto de viajeros y mercancías en ancho internacional plantea distintos problemas. Además de la instalación del nuevo carril, son necesarias, fundamentalmente, la instalación de catenaria polivalente y una mayor potencia de electrificación, la modificación de los enclavamientos existentes, la actualización de los circuitos de vía, los sistemas de señalización, la modificación de los desvíos, la implantación de nuevas normas funcionales de gestión de la operación. Electrificación Los tramos de ancho mixto exigen, en primer lugar disponibilidad para las dos tensiones existentes en España, 3kV en continua y 25kV en alterna y la posibilidad de conmutación de otra. Para ello es necesaria la instalación de una catenaria polivalente e incrementar la potencia de las subestaciones que alimentan las secciones con tercer carril. La solución adoptada es la de la instalación de dos hilos de contacto, del sustentador y los conductores con la sección que demanda la alimentación a 3kV y los aisladores adecuados para 25kV. Los dos hilos de contacto se instalan con un descentramiento menor de lo habitual en ancho ibérico para permitir la circulación bajo catenaria a 3kV por vía de ancho estándar. Cambiador de hilo Los desvíos con ancho mixto exigen la instalación de un nuevo aparato de vías, el cambiador de hilo, ya que cada ancho sólo se desvía hacia un lado: el de ancho estándar hacia el carril común y el de ancho ibérico hacia el lado del tercer carril. El cambiador de hilo permite a los trenes de ancho estándar pasar de una circulación con su hilo específico a un lado a tenerlo al otro, sin que los trenes de ancho ibérico se vean afectados. El paso del tren estándar de un hilo a otro exige, como un cambio de vía convencional, un itinerario, el correcto enclavamiento, el encerrojamiento y la comprobación del estado. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 96 La detección de los trenes en un tramo de vía de ancho mixto exige la actualización de los circuitos de vía, de modo que se pueda detectar el ancho del tren que circula, estándar o ibérico, y comprobar la ocupación de cada cantón. La solución está en un circuito de vía multifrecuencia válido para los dos anchos, que vincula contadores de ejes situados en los dos carriles más próximos y que permiten la detección e identificación de trenes de ambos anchos. Los equipos de señalización también necesitan ser actualizados para admitir circulaciones de ancho mixto. Las balizas del sistema ERTMS deben asegurar la comunicación con el tren independientemente de su ancho, lo que exige una redefinición de las reglas de aplicación, instalación y uso de las eurobalizas. La solución pasa por una baliza estándar y única para ambos anchos colocada excéntrica a los ejes de vía de los dos anchos. La implantación de estos nuevos equipos (cambiadores de hilo, balizas, agujas mixtas, sistemas de detección de ancho…) exige la definición de una especificación funcional y el diseño de nuevos enclavamientos para tramos con tercer carril con una lógica de señalización modificada. Ventajas e inconvenientes del tercer carril En España existen en la actualidad tres tramos en funcionamiento en los que se ha adoptado la solución de ancho mixto para facilitar la circulación de trenes de diferentes anchos, 1.668 y 1.435 milímetros, sin cambiadores de ancho y trenes de rodadura desplazable. Se trata de los tramos, Tardienta-Huesca, Girona-Figueras y Puerto de Barcelona-Mollet (ya comentados anteriormente). El sistema de ancho mixto permite la coexistencia de trenes de los dos anchos, haciendo compatibles tráficos densos y circulaciones de características heterogéneas y facilitando la interoperabilidad entre las redes europeas y la española. En cuanto a la inversión necesaria para adaptar la infraestructura existente al ancho mixto, es sustancialmente más reducida que la de un tramo nuevo en ancho estándar, aproximadamente de unos 2,2 millones por kilómetro frente a unos veinte, según estimaciones de Alstom. Frente a la vía nueva, que exige nueva traza e implica un impacto ambiental, la adaptación a ancho mixto utiliza una traza existente y sólo exige la instalación de traviesas polivalentes, el nuevo tendido de cable y fibra óptica, la adecuación de la catenaria y el redimensionamiento de las subestaciones, la adaptación de los sistemas de señalización existentes y la instalación de nuevos sistemas de telecomunicación . Por el contrario, la capacidad de línea es inferior por las distintas velocidades de los trenes que compartirán la infraestructura, y la limitación de velocidad es la que impone el trazado preexistente, por lo general 160 km/h. Instalación del tercer carril en vías de ferrocarril 97 8. Bibliografía 1. «Mapas e ilustraciones» JIMENEZ VEGA, M; MERA SANTOS, L.E. «Fundación de los ferrocarriles españoles» 2. «Tratado de Ferrocarriles I» Editorial Rueda, 1977. OLIVEROS RIVES, F; LÓPEZ PITA, A; MEGÍA PUENTE, M. 3. FERROPEDIA 4. FERROPEDIA 5. FERROPEDIA, ADIF, MINISTERIO DE FOMENTO