El tren TALGO 250 Híbrido José Luis López Gómez Ex director de tecnología de Talgo. Actualmente asesor técnico de la presidencia de Talgo Desde los años sesenta del siglo XX, los ferrocarriles de los países más avanzados, tecnológicamente hablando, se han venido esforzando para desarrollar una mejora en la calidad de los servicios interurbanos de viajeros. Entre dichos países hay que destacar Japón, Francia, Alemania, etc. Hay que señalar que España no se quedó a la zaga, ya que en 1964 Renfe puso en servicio los trenes Talgo III fabricados por Patentes Talgo que fueron un hito tecnológico de la época, capaces de circular a 160 km/h, aunque por motivos de las infraestructuras, circularon a 140 km/h hasta 1980, y con las prestaciones más avanzadas en cuanto a calidad de marcha y confort de los viajeros. Patentes Talgo, fiel a sus principios, de ofrecer soluciones a los problemas del transporte de viajeros por ferrocarril, en 1968 construyó el primer tren del mundo con cambio automático de ancho de vía, que hizo el primer viaje entre Madrid y Paris sin trasbordo de viajeros en la frontera. Como es sabido, en la Península Ibérica tenemos distinto ancho de vía que en el resto de Europa. Nuestro ancho de vía es de 1668mm (figura 1) y el ancho estándar europeo es de 1435 mm. Esto supone que los trenes del resto de Europa no pueden pasar a España y viceversa. Por tanto, era imprescindible hacer transbordo de viajeros en la frontera con Francia. En 1969 entra en servicio el primer tren del mundo, con cambio automático de ancho de vía, entre Barcelona y Ginebra (figura 2). En éste tren desarrollado y fabricado por Talgo, las prestaciones fueron tales, que fue admitido en el prestigioso grupo de trenes Trans Europ Expres (TEE). Posteriormente, entraron en servicio otros trenes Talgo, que cruzan la frontera con Francia, haciendo automáticamente el cambio de ancho de vía, sin transbordo de viajeros, con destino a Paris, Zúrich, Milán, etc.  Hay que señalar, que el cambio automático de ancho de vía en los trenes, es un sistema “anti natura” en el ferrocarril, dado que, se modifica la distancia entre las ruedas de un mismo eje. Desde 1898, que consta la primera patente, se han llevado a cabo muchos intentos para modificar automáticamente el ancho de vía en los vehículos ferroviarios, pero sin éxito.
Fig. 1. Situación de los anchos de vía en Europa.
Arriba, Fig. 2. Tren Talgo TEE con cambio automático de ancho de vía. Abajo, Fig. 3. Locomotora Talgo eléctrica, primera en el mundo, con cambio automático de acho de vía.

Ante la situación del problema, en 1965 la Unión Internacional de Ferrocarriles (UIC) hizo un concurso de ideas para buscar soluciones. Talgo, con su sistema, se presentó fuera de concurso porque entonces solamente lo tenía desarrollado para rueda libre, que es la de los coches, recibiendo del jurado una mención especial, destacando su sencillez y su seguridad.

En los servicios internacionales, solamente era necesario que las ramas (coches de viajeros) tuvieran cambio automático de ancho de vía, dado que, ni locomotoras ni los maquinistas tenían, ni tienen, autorización para prestar servicio en los dos países. Las locomotoras por los equipos de señalización y los maquinistas por la autorización y especificaciones de cada país. Por ello, se cambia de máquina y de maquinistas en la frontera con Francia.

La complicación por la diferencia del ancho de vía fue aumentando, dado que, en 1989 se decidió construir la vía de Alta Velocidad Madrid-Sevilla en ancho estándar europeo y a partir de entonces todas las vías de la Alta Velocidad Española, AVE, se han construido con dicho ancho.

Para dar respuesta a esta situación, Talgo desarrolla y fabrica la primera locomotora del mundo con cambio automático de ancho de vía (figura 3), y así, ya dentro de España, tanto locomotoras como maquinistas podrían circular por ambas vías de Renfe, cambiando el tren completo de ancho de vía. Las mismas máquinas y maquinistas podrían circular por el ancho estándar de Renfe 1668 mm y por el ancho estándar de Alta Velocidad, que como hemos dicho, es el estándar europeo 1435 mm.

Una vez resuelto el problema del cambio de ancho para la locomotora, Renfe encarga a Talgo, en 2005, 18 trenes Talgo 250- S130 (bitensión 3.000 V y 25.000 V) (figura 4) de Alta Velocidad con capacidad para circular por los dos anchos de vía, con dos cabezas motrices, una en cada extremo de los trenes. Con esta solución ya podían llegar los trenes de Alta Velocidad a todas las ciudades españolas que tuvieran vía de ancho estándar Renfe o de Alta Velocidad, con toma de corriente de catenaria a 3.000 V o 25.000 V.

Las vías de Alta Velocidad Española están dotadas con tensión de alimentación de catenaria a 25.000 V y las estándar Renfe a 3.000 V.

Hay ciudades a las que llega la vía de ancho estándar Renfe, pero no están electrificadas, y dados los costes de la electrificación, estas ciudades, en España, Europa, América, Asia, etc., tienen vía pero no está electrificada y no pueden llegar los trenes de altas prestaciones. Una vez más Talgo aporta la solución del TREN HIBRIDO (figura 5), cuyo objeto es que cualquier ciudad a la que llegue la vía pueda disfrutar de los trenes de altas prestaciones. En España, que es el caso que nos ocupa, hay ciudades como Almería, Coruña, Murcia, etc. que se verán beneficiadas por estos trenes.

El TREN UNIVERSAL (HIBRIDO) es un paso más a las necesidades del ferrocarril, ya que puede circular por vías de distinto ancho y además por vías electrificadas o no electrificadas. Para ello, se le añaden o sustituyen a los trenes S130 unos coches (figura 6) con grupos electrógenos que producen la corriente que suministraría a las cabezas motrices, a través, de la catenaria en las líneas electrificadas. En dichas líneas electrificadas, sobre unos postes, debidamente situados, se sustenta un cable que forma una catenaria (figura 7) y de éste, paralelo a la vía, un cable de contacto, de donde las regletas de contacto montadas en los pantógrafos toman corriente las locomotoras eléctricas.

Como ya hemos comentado, la catenaria de Alta Velocidad suministra la corriente a la tensión de 25.000 voltios y la catenaria de vías estándar Renfe la suministra a 3.000 V. Para las necesidades de potencia que suministran los grupos electrógenos, se tomó como base el suministro a 3.000 V. Por tanto, los grupos electrógenos (figura 8) y el equipo de regulación suministran a las motrices de los trenes la corriente eléctrica en las mismas condiciones que si la recibieran de la línea de contacto de la catenaria en vía de ancho Renfe.

Lógicamente, en estos trenes, todos los cambios son automáticos y el viajero no percibe el paso de un sistema a otro. Así, el cambio de ancho de vía se hace a 15 km/h y sin parar, el cambio de tensión de 25.000 a 3.000 V y, viceversa, tampoco lo percibe el viajero porque los motores de tracción de las cabezas motrices se convierten en generadores y producen corriente mientras se desplaza el tren para tomar corriente de una catenaria a otra. Cuando no hay catenaria se ponen automáticamente en marcha los grupos generadores y suministran la corriente para las necesidades de los viajeros y para la tracción en el trayecto que no hay catenaria. En estas condiciones y con los grupos en marcha dando la potencia necesaria para tracción y servicios de viajeros estos trenes tienen una autonomía de 1500 km. Esto supone que las cargas de gasoil se realizarían una vez cada cinco viajes Madrid-Coruña ida y vuelta, dado que entre Madrid y Coruña hay 150 km de vía sin catenaria.

En la foto de la (figura 9) se puede ver el tren Talgo 250H circulando por vía de ancho estándar Rente con el pantógrafo abajo y con la corriente para tracción dada por los grupos electrógenos, montados en el coche contiguo a las cabezas motrices. En la figura 10 vemos el tren circulando con pantógrafo arriba, la corriente para tracción y servicios la capta el pantógrafo de la catenaria. El coche furgón es de rodadura BT, un bogie portante tipo BB, con cambio automático de ancho de vía, al lado de la cabeza motriz y un rodal tipo Talgo RD al lado de los coches Talgo.

Este furgón, como todos los vehículos que forman el tren Talgo 250 Híbrido, es apto para circular a 250 km/h. Por vías de ancho estándar Renfe se limita la velocidad a 220 km/h. A continuación, en la Tabla 1 se indican las características principales de los trenes Talgo 250 HIBRIDOS

Tabla 1. Características de las unidades de los nuevos trenes Talgo 250 HIBRIDOS

En la figura 11 se puede ver el motor diesel que se monta en el grupo generador; es un motor de 12 cilindros sobrealimentado con dos turbos y refrigeración del aire de sobrealimentación. Desde el punto de vista ecológico y de ahorro de energía, es de destacar que la rodadura de los trenes Talgo es la más silenciosa gracias a la rueda libre, ya que no hay microdeslizamientos. Y en cuanto a emisiones de los motores diesel, cumplen la normativa europea. Sobre el ahorro de energía, hay que citar dos conceptos que se han cuidado mucho: Reducir todo lo posible el peso del tren, los coches Talgo son de aluminio con una estructura autoportante muy ligera y resistente, y elegir motores diesel potentes y de bajo consumo. El consumo del motor diesel de 190 g/kWh; es de los más reducidos del mercado, gracias al sistema de inyección y sobrealimentación del motor.

En el motor diesel se aplica la tecnología de inyección common rail, figura 12 con lo que se inyecta la cantidad exacta de combustible en cada momento de la combustión, consiguiendo así buena combustión, baja contaminación y alto rendimiento.

Todos los equipos del tren están controlados desde la cabina del jefe del tren, desde allí se supervisan unos 1.500 puntos de control. Desde los cierres de puertas al antibloqueo (ABS), vibraciones o temperatura de rodamientos de cada rueda. Si todo está en orden, el sistema permite circular a 250 km/h. Si algún parámetro se sale de los márgenes, y no es de seguridad, p.e.: temperatura del aire acondicionado de un coche, el jefe de tren decide; pero si es un parámetro de los de seguridad, automáticamente reduce el tren la velocidad a valores que se han programado como adecuados.

Fig. 12. Sistema de inyección Common-Rail.

En cuanto a la velocidad de circulación, por las líneas de Alta Velocidad, el tren va controlado por el puesto central con el sistema RTMS, de tal forma que el jefe del tren puede llevar el tren a velocidades inferiores a las que le marque el sistema, bien por vía mojada, viento, o por un tren que va delante que el jefe de tren no alcance a verlo, el sistema le indica la velocidad máxima a circular. Si la supera, el sistema corta la potencia, y, si es preciso, frena el tren. Por supuesto, el sistema puede llevar el tren en automático, con lo cual el jefe de tren sólo se ocupa de vigilar. Pero eso sí, si en 40 segundos el sistema no detecta ningún movimiento del jefe de tren, da un aviso sonoro de 10 segundos para que se mueva o pulse algún elemento de cabina, y si no se hace se paran todos los equipos y se frena automáticamente. Este equipo de control se denomina en el argot ferroviario “equipo de hombre muerto”.

Para finalizar, se expone una secuencia de los “trenes” incluidos en el tren TALGO 250 HÍBRIDO. Se parte de un tren de Alta Velocidad con ancho de vía 1435 mm; al hacerle eléctrico se le pone tensión de 25.000 V. Para que pueda circular por vías estándar de Renfe 1668 mm (ancha) hay que añadirle el sistema automático de cambio de ancho de vía, para que pueda circular en eléctrico por vías anchas de Renfe, hay que adaptar la toma de corriente a 3.000 V. Finalmente, para que pueda circular por vías anchas de Renfe sin electrificar, hay que añadir unos grupos electrógenos, para que estos trenes de altas prestaciones, puedan llegar a ciudades como Coruña, Almería, Murcia, etc., y así, los viajeros se beneficien de dichos trenes, que al circular, parte del recorrido, por vías de Alta Velocidad se reducen considerablemente los tiempos de viaje.

Todas estas dificultades que tenemos en España para la mejor comunicación entre las ciudades, y que se van superando con un gran esfuerzo de I+D+i por parte de TALGO, estamos seguros que servirán para mejorar notablemente nuestra tecnología, y al mismo tiempo poderla exportar produciendo un adicional beneficio económico que repercute en la imagen y economía que nuestro país se merece como país del mundo desarrollado.

REFERENCIAS

• Web de Talgo.- w.w.w.Talgo.com
• José Luis López Gómez, Talgo Atomatisches Umspursystem für den Personen und Güterverkerhr. Der Eisenbahn Ingenieur, 1997, Dezember.
• José Luis López Gómez, Talgo automatic gauge change system for freihtwagons. Proc. Instn. Mech. Engrs., vol.215, 2001, Part F, 13-24.
• José Luis López Gómez, Trenes Talgo pendulares y de alta o muy alta velocidad, Acta Científica y Tecnológica, 2009, Nº: 15.
• EN PORTADA, Serie 730 de Renfe, El tren dual de Talgo todo terreno, VIA LIBRE, 2011, junio, Nº: 553.
• DOSSIER,Talgo, liderazgo en alta velocidad, VIA LIBRE, 2011, noviembre, Nº: 557.
• SERVICIOS, Galicia, alta velocidad en ancho ibérico, VIA LIBRE, 2011, diciembre, Nº: 558.