Hay trenes de alta velocidad, luego hay trenes de muy alta velocidad
Con una cartera de productos diseñada para la velocidad, Wabtec sobresale en ambos
Introducción
En los aproximadamente cinco minutos que lleva leer este artículo, un tren de muy alta velocidad (VHS) en algún lugar de Japón o Europa habrá recorrido al menos unos 25 kilómetros 1. En China, incluso más lejos. Esto se debe a que los trenes VHS, aquellos que viajan más de 250 kilómetros por hora (kph) o más de 155 millas por hora (mph), van muy rápido.
Y hoy en día, los 250 kilómetros por hora apenas llegan a la superficie.
Los trenes VHS de todo el mundo, desde Europa (Reino Unido, Francia, Alemania, Italia y España) hasta Asia (Japón y China), están superando los límites de la velocidad, ¡y China está probando actualmente un tren destinado al servicio comercial a 450 km/h!
Dondequiera que los récords de velocidad de los trenes caigan y, lo que es más importante, se adopten en el servicio comercial, la innovación de Wabtec florecerá en todo su esplendor. Wabtec está literalmente presente en todos los trenes VHS, de adelante hacia atrás y de arriba hacia abajo, y ofrece los mejores pantógrafos y sistemas de frenos, puertas y climatización que siguen cumpliendo con los múltiples requisitos de los trenes de alta velocidad:
- Seguridad: sin margen de error, el VHS requiere un diseño preciso.
- Aerodinámica: piense en las presiones de flexión de la mente y del metal.
- Comodidad: los pasajeros no quieren oír ni sentir esas presiones
- Costo: el costo de la innovación no puede hacer que los precios de los boletos estén fuera de su alcance.
Y si bien todos los modos de viajar en tren implican algunos de estos mismos mandatos, en pocas palabras, la velocidad muy alta multiplica la fuerza.
«No olvides», recuerda Paolo Pagliero, vicepresidente de Ingeniería de Tránsito de Wabtec, que «la resistencia aerodinámica aumenta parabólicamente con la velocidad, de modo que si se duplican los kilómetros por hora, se cuadruplica la resistencia. Las fuerzas aerodinámicas que actúan contra los trenes VHS a toda velocidad son casi inimaginables, al igual que las presiones que se ejercen cuando esos trenes entran en túneles o se cruzan unos con otros en las proximidades».
Si todo esto parece un desafío, no debería sorprendernos que Wabtec esté en la primera línea de esta compleja frontera del diseño y la fabricación.
El ferrocarril VHS, un mercado dinámico y en crecimiento
El interés actual por el ferrocarril VHS es alto, y se extiende desde mercados incipientes tan diversos como EE. UU. e India hasta países pioneros en Europa y Asia. La Comisión Europea, por ejemplo, tiene previsto duplicar el tráfico ferroviario de pasajeros de alta velocidad de aquí a 2030 y triplicarlo de aquí a 2050.
Estos ambiciosos objetivos requieren no solo una innovación continua en el diseño, es decir, construir trenes más rápidos que también brinden a los pasajeros una experiencia comparable y competitiva con los viajes en avión, sino también redes de tránsito ferroviario, es decir, una «infraestructura» diseñada para la velocidad. En la actualidad, este último es el mayor obstáculo, al menos en Europa.
Pagliero añade: «Europa tiene hoy algo parecido a un problema de «control del tráfico aéreo» en sus líneas ferroviarias de alta velocidad. En muchos países, los trenes de alta velocidad y de muy alta velocidad comparten las mismas vías con los trenes regionales más lentos, lo que significa que estos trenes más rápidos no tienen que funcionar de manera óptima. Lo mismo ocurre con los trenes de alta velocidad que recorren rutas con paradas frecuentes. Si tenemos en cuenta el tiempo y la energía que tarda un tren en llegar a toda velocidad y circular a toda velocidad, así como el tiempo y la distancia necesarios para detenerlo, los trenes VHS a menudo tienen que funcionar a velocidades más bajas».
A pesar de estos obstáculos, la demanda de trenes VHS sigue siendo alta, y muchos operadores no están seguros de que sus trenes VHS, con el tiempo, pasarán más tiempo viajando a las velocidades para las que fueron diseñados.
«Recuerde que los operadores ferroviarios consideran que las nuevas compras de trenes son inversiones a 40 años, por lo que, aunque sus líneas no estén optimizadas actualmente para viajar a muy alta velocidad, a menudo quieren asegurarse de tener trenes capaces de ofrecer esa experiencia una vez que la infraestructura, tanto en el país como, en el caso de Europa, transfronteriza, evolucione en consecuencia», afirma Pagliero.
La construcción de redes ferroviarias de VHS requerirá, en última instancia, una inversión masiva en infraestructura, desde la construcción de nuevos túneles bajo los principales centros ferroviarios hasta la arquitectura de nuevas líneas optimizadas únicamente para velocidades muy altas.
«Construir líneas de alta velocidad a través de países relativamente densamente poblados es una tarea complicada», señala Chris Jackson, editor sénior de Railway Gazette Group. «El éxito depende, en última instancia, de un sólido respaldo político. A menos que exista la voluntad política de decir: 'queremos que esto suceda', no va a suceder».
Pantógrafos y más para HS2
Tal es el caso del Reino Unido, donde el proyecto ferroviario High Speed Two (HS2) pretende transportar a millones de pasajeros en una ruta de 225 km (140 m) entre Birmingham y Londres a velocidades habituales de 330 km/h (205 mph) y velocidades máximas de 360 km/h (220 mph). Si bien la red ferroviaria aún está en construcción, los funcionarios de HS2 ya han adjudicado un contrato a un consorcio de Hitachi-Alstom para diseñar y construir 54 trenes eléctricos de alta velocidad para el nuevo ferrocarril.
A su vez, ese consorcio ha seleccionado a Wabtec para proporcionar el pantógrafo, los frenos y las puertas del nuevo tren.
«Hitachi-Alstom está diseñando nuevos trenes para el HS2 basados en el exitoso modelo ETR1000, que circula por las redes de alta velocidad de Italia y España y puede alcanzar velocidades máximas de 400 km/h», afirma Pagliero. «La experiencia de Wabtec en el suministro de componentes clave para el ETR1000 es amplia, por lo que nos seleccionaron para el proyecto HS2».
Dado que los nuevos trenes Hitachi-Alstom se fabrican a medida para el HS2, Wabtec desarrollará un diseño de pantógrafo totalmente nuevo para el proyecto, que se sumará a los más de 150 modelos de pantógrafos que tiene actualmente en funcionamiento en más de 90 000 trenes de todo el mundo.
«La innovación en pantógrafos de Wabtec es insuperable», afirma Adam Hajek, jefe de ingeniería de sistemas de pantógrafos y recolección de energía en Wabtec, «especialmente a altas velocidades, donde los pantógrafos de Wabtec han permitido a los trenes establecer récords mundiales de velocidad que se remontan a 1955 y, más recientemente, en 1990 y 2007, cuando ayudamos a alcanzar velocidades récord de 515 y 574 km/h, respectivamente».
Philippe Geoffroy, líder de desarrollo de productos de Pantógrafos para Power Collection en Wabtec, añade: «Los nuevos pantógrafos para el proyecto HS2 nos brindarán la oportunidad de resaltar la agilidad de nuestro enfoque de diseño. Estamos diseñando un tren completamente nuevo, lo que significa una azotea completamente nueva y, con ello, una nueva integración desafiante. Para hacer frente a este tipo de desafíos se requiere un enfoque de «diseño conjunto», es decir, una estrecha colaboración con nuestro cliente Hitachi-Alstom. Si quieres reducir la pérdida aerodinámica de un pantógrafo en una azotea nunca diseñada para un tren VHS, no puedes hacerlo solo».
Del mismo modo, Wabtec está innovando para superar los desafíos de diseño de las puertas de los nuevos trenes VHS HS2.
«La innovación no siempre consiste en reinventar la rueda, sino en saber cómo aplicar tecnologías probadas a los nuevos desafíos», explica Nicolas Mangeol, director de ingeniería de puertas de Wabtec. «En el caso del HS2, estamos adaptando nuestra junta inflable de alto rendimiento, de eficacia comprobada en servicio, para que responda a los choques aerodinámicos típicos de las operaciones a alta velocidad.
«Como pasajero, es posible que lo hayas experimentado: un ruido fuerte o la sensación de presión en los oídos al pasar por un túnel o al cruzar otro tren. El sello inflable garantiza una hermeticidad óptima, lo que reduce el ruido y evita las variaciones repentinas de presión que pueden causar molestias a los pasajeros. Esta es solo una de las muchas características de nuestro sistema de puertas que lo convierten en un factor clave de seguridad y comodidad a velocidades muy altas».
La innovación en VHS es un deporte de equipo
Ya se trate de innovar en colaboración con un cliente, como ocurre con Hitachi-Alstom en los pantógrafos del HS2, o de actuar por su cuenta en sus propios centros de diseño en Tours (Francia), Piossasco y Avellino (Italia) o Leipzig (Alemania), el historial de innovación a alta velocidad de Wabtec es difícil de superar.
Por ejemplo, al desarrollar el sistema de frenos para el ETR1000, Wabtec realizó pruebas exhaustivas que simularon paradas de emergencia a alta velocidad. Durante las pruebas, los frenos de disco de Wabtec alcanzaron una temperatura vertiginosa de 900 °F (480 °C) y siguieron funcionando a la perfección. Estas exhaustivas pruebas y la resistencia a las duras condiciones que Wabtec incorpora en todos sus productos, incluidos los destinados a los trenes VHS, ayudan a evitar catástrofes y a salvar vidas.
«Todo es extremo cuando corres a una velocidad tan alta», concluye Pagliero.
No es casualidad que este compromiso de operar (e innovar) en estos extremos también le valiera a Wabtec el contrato de sistemas de frenos para HS2.
Ganar en todo el mundo
Hablando de extremos, la nueva frontera indiscutible para viajar en tren de alta velocidad es China. ¿Recuerdas los cuellos de botella de infraestructura que redujeron la velocidad en el continente? China, en su mayor parte, no las tiene.
El país ha construido el tren de alta velocidad Pekín-Shanghái, que permite viajar fácilmente a una velocidad de entre 350 y 360 kilómetros por hora y, como se ha mencionado anteriormente, está probando una nueva generación de trenes VHS para el servicio comercial a 450 kilómetros por hora. Incluso se rumorea que un tren de 600 kilómetros por hora está en fase inicial de desarrollo, pero esa es una historia para otro momento.
La historia por ahora es que dondequiera que se haga o se hable de viajar en tren VHS, Wabtec está innovando activamente para convertir los sueños de alta velocidad en realidades comerciales seguras, cómodas y convincentes. Y tiene los contratos que lo demuestran en todo el mundo.
1 Suponiendo una velocidad de 300 km/h.