10 AÑOS/10 HITOS DE I+D+i EN
EL SECTOR FERROVIARIO
ESPAÑOL.
Dr. Ing. Ignacio Jorge IglesiasDirector AdjuntoLaboratorio de Interoperabilidad Ferroviaria.CEDEX. Centro de Estudios y Experimentación del Ministerio de Fomento8 de Octubre de 2015
ASAMBLEA DE LA PLATAFORMA TECNOLÓGICA
FERROVIARIA ESPAÑOLA
X ANIVERSARIO
SUMARIO: 10 HITOS de I+D +i +10 Reflexiones sobre la I+D+i…
1. Hito 1: Civia III: Ultima generación de trenes de cercanías.
2. Hito 2: Desarrollos de Talgo: Avril, Tren de Arabia, tren híbrido…
3. Hito 3: Desarrollos innovadores en gestión de energía: SSEE reversibles,
almacenadores de energía…
4. Hito 4: Tecnologías de cambio de ancho. Nuevos trenes y cambiadores de ancho.
5. Hito 5: Desarrollo e integración de tecnologías propias en nuevos vehículos
ferroviarios de CAF.
6. Hito 6: Primera línea automática de metro en España. Convergencia ERTMS-CBTC .
7. Hito 7: Logros en la construcción de Infraestructura Ferroviaria: Túneles,
Viaductos, montaje de vía. El Cajón de Ensayos Acelerados.
8. Hito 8: Mejoras en las prestaciones del sistema ferroviario: Mantenimiento
inteligente, explotación y aerodinámica ferroviaria.
9. Hito 9: El ERTMS. Despliegue en España como pioneros de Europa. La
Interoperabilidad Ferroviaria.
10. Hito 10: Tecnología española para la Línea de Alta Velocidad Meca-Medina.
11. Y 10 reflexiones sobre la I+D+i ferroviaria española……..
1: Civia III: Ultima generación de trenes de cercanías
1. Los Civia no son un tren específico, sino una plataformatecnológica desarrollada por Renfe.
2. La primera remesa de Civia se encarga en el año 2000.
3. Los Civia I eran 14 trenes, 3 de la serie 462 y 11 de la serie464.
4. En junio de 2003 inicia las pruebas el primer tren Civia.
5. En octubre de 2003 Renfe encarga 83 trenes Civia II: 29 (463), 20 (464) y 34 (465). 43 trenes los fabricarán CAF-Siemens yotros 40 Alstom.
6. El día 20 de enero de 2004 entran en servicio comercial losprimeros Civia en la red de Cercanías de Madrid.
7. En enero de 2006 Renfe encarga otros 80 trenes, los Civia III,40 a CAF-Siemens y otros 40 a Alstom. 51 trenes de la serie465, 28 trenes de la serie 464 y un tren 463.
8. Adicionalmente al anterior pedido, Renfe adquiere 25 cochesmás para convertirlos de la serie 464 a la 465, por lo que laconfiguración final de Civia III será de 76 trenes de la serie 465,3 de la 464 y 1 de la 463.
Los nueve puntos básicos de los Civia
2: Desarrollos de Talgo: Avril, Tren de Arabia, tren híbrido…
2: Desarrollos de Talgo: Avril, Tren de Arabia, tren híbrido…
Tren AVRIL (Alta Velocidad Rueda IndependienteLigero)
Tren concebido como una plataforma flexible: Adaptable a diferentes anchos fijos
(1435, 1520 ó 1668) o ancho variable. Cuatro tensiones de alimentación
eléctrica o diesel-eléctrica. Gálibo ancho o estandar. Modificación del nº de coches.
Velocidad máxima 380 km/h Anchura de los coches de 3.200 mm. Hasta 600 viajeros en tren de 200m. Reducción de tara del 15%. Tracción desarrollada por Talgo, concentrada
en la parte baja de los coches extremos(concepto de tracción concentrada y pasajeros distribuidos).
Mejora de un 21% del coeficienteaerodinámico (con respecto al 112).
Reducción de un 20% del consume energético Asientos 3+2.
3: Desarrollos innovadores en gestión de energía:SSEE reversibles, almacenadores
de energía…SSEE reversiblesDesarrollo de SSEE-DC bidireccional capaz de devolver a red la energía de frenado. Basadas enconvertidores bidireccionalesde IGBTs. La energía devuelta puede variar entre el 8-25%.
Metro de Bilbao
3: Desarrollos innovadores en gestión de energía:SSEE reversibles, almacenadores
de energía…
Sistema cinético de almacenamiento de energía
Objetivo:
Desarrolo y construcción de un Sistema de almacenamiento de Energía cinética de 200 MJ-350 kw para almacenar la energía de frenado de lostrenes en las líneas convencionales (3 kV DC)
Características básicas:
Motor conmutado de reluctanciavariable+convertidor IGBTs DC/AC.
Volante de inercia de 6T, levitado sobre cojinetescerámicos, en atmosfera de baja presión (1mbar)
Hitos mas relevantes:
Centro de ensayos de Adif (CETRAFF) equipado enlas cercanías de Atocha conectado a catenaries de 3 kV dc y 25 kV ac
El almacenador cinético se ha probadoinicialmente en los laboratorios del CEDEX y mas tarde en el CETRAFF.
Scheme of KESS unit in Adif Power Systems Lab
CONVERTERSKESS
3 KV CC Catenary
3: Desarrollos innovadores en gestión de energía: SSEE reversibles, almacenadores
de energía…
4: Tecnologías de cambio de ancho. Nuevos trenes y cambiadores de ancho.
4: Tecnologías de cambio de ancho. Nuevos trenes y cambiadores de ancho.
PROYECTO UNICHANGER
Objetivos
Desarrollo de dos prototipos de cambiador en plataforma única con partes móviles: TCRS3 para tecnologías TALGO y CAF, y TCRS4 para todas las tecnologías (las dos españolas más polaca y la alemana)
Estudio de viabilidad de los sistemas de ancho variable en el mundo; campo de aplicación
Hitos concluidos
Construcción del primer prototipo del TCRS3 (acuerdo TALGO –CAF)
Instalación del primer prototipo del TCRS3 en el cambiador de Roda de Bará, en Mayo de 2010
Definición de Especificaciones del TCRS4SUW2000 Rafil/DB
TALGO RD CAF
5: Desarrollo e integración de tecnologías propias en nuevos vehículos ferroviarios
de CAF
En la última década CAF ha desarrollado un ambicioso programa de I+D con el objetivo final deldesarrollo e integración de tecnologías propias que les permita ser autónomos en el exigente mercado ferroviario actual.
CAF ha centrado sus esfuerzos en el "Desarrollo e integración de tecnologías propias en nuevos vehículos ferroviarios" , mediante las cuales:
Se han desarrollado nuevas familias de trenes como OARIS, URBOS, CIVITY, METROS, etc. Estos desarrollos se han basado en la utilización de tecnologías básicas ferroviarias como
dinámica, aerodinámica, etc… En estos trenes se instalan nuevos equipos embarcados propios en los que se implantan
desarrollos tecnológicos específicos:
Un ejemplo a seguir de esfuerzo en I+D propio….
Tracción Señalización (vía y embarcada) Control (TCMS) Almacenamiento y gestión de energía embarcada. Información sobre estado trenes etc… Electrónicas propias de control (VEGA)
Inversor de tracción y
auxiliares
Sistema de
acumulación de
energía
Sistema de control y
monitorización de vehículoSistema de señalización
5: Desarrollo e integración de tecnologías propias en nuevos vehículos ferroviarios
de CAFURBOS (Tren urbano sin catenaria)
Aerodinámica
Ruido / dinámica
EMCControl y monitorización de vehículo
E
ERTMS Fijo y embarcado
5: Desarrollo e integración de tecnologías propias en nuevos vehículos ferroviarios
de CAFOARIS (Tren de alta Velocidad)
6: Primera línea automática de metro en España.
Primera línea automática de
España en 2009
6: Primera línea automática de metro en España.
Convergencia ERTMS-CBTC
7: Logros en la construcción de Infraestructura Ferroviaria: Túneles,
Viaductos, montaje de vía. El Cajón de Ensayos Acelerados.
Montaje de vía
FOTOS
Tren carrilero
Descarga en vía paralela
Descarga en vía directora
Sistema para prescindir de vía
auxiliar, lanzando el carril sobre
las traviesas definitivas.
7: Logros en la construcción de Infraestructura Ferroviaria: Túneles,
Viaductos, montaje de vía. El Cajón de Ensayos Acelerados.
Construcción de grandes túneles
Túnel de Guadarrama LAV Madrid- Valladolid (28km). Quinto mas largo del mundo.
Túnel de Pajares (25km). Sexto mas largo en Europa
Túnel de la Cabrera. Record del mundo de perforation con TBM: 90 metros día.
7: Logros en la construcción de Infraestructura Ferroviaria: Túneles,
Viaductos, montaje de vía. El Cajón de Ensayos Acelerados.
Construcción de grandes Viaductos
Viaducto del Ulla, Viaducto mas alto de España (Pila mas alta, 117 m)
Viaducto de Contreras: uno de los viaductos con mayor luz (261 m)
Viaducto sobre el río Almonte: La singularidad de este viaducto viene marcada por la construcción de un elegante arco central de 384 m. Será record mundial de luz en puentes de arco de alta velocidad.
Viaducto de Catoira / Rio Ulla. Record del mundo de viaducto de tipología estructural de celosía metálica. 1,620 m de longitud y vano mayor de 240 m.
7: Logros en la construcción de Infraestructura Ferroviaria: Túneles,
Viaductos, montaje de vía. El Cajón de Ensayos Acelerados.
Tecnología de vía de tres carriles
El tercer carril consiste en una vía que permite las circulaciones de trenes tanto en ancho internacional como ancho ibérico, sobre las mismas vías.
7: Logros en la construcción de Infraestructura Ferroviaria: Túneles,
Viaductos, montaje de vía. El Cajón de Ensayos Acelerados.
El Cajón de Ensayos Ferroviarios del CEDEX
8: Mantenimiento inteligente ,Explotación y aerodinámica ferroviaria.
Proyecto MIFFO : Monitorización de InfraestructuraFerroviaria mediante Fibra óptica.
Proyecto SAEC : Auscultación continua de la plataforma ferroviariamediante Georadar
Proyecto Giralda Rail : Corrientes inducidas para la inspección superficial de carriles.
Proyecto OPTIRAL (europeo): Utilización de la “InteligenciaComputacional” en la toma de decisiones de mantenimiento.
Proyecto VIADINTEGRA y Fichas 2 y 9 CEDEX: Monitorización inteligente del comportamiento estructural de Viaductos Ferroviarios y secciones de vía.
8: Mantenimiento inteligente ,Explotación y aerodinámica ferroviaria.
Proyecto GRAIL2 : Utilización del Galileo para ERTMS L3.
Proyecto IFZONE: Eliminación de las zonas neutras en catenarias AC.
Proyecto Capacity 4 Rail: Incremento de capacidad de las redes europeas mediantemejoras de la infra y optimización de las operaciones.Proyecto MERLIN:
Gestión sostenible e inteligente de la energíapara sistemasferroviarios inteligentes
Proyecto RIVAS. Railway Induced Vibration Abatement Solutions
CEDEX-ADIF: Subbalasto bituminoso, zonas de transición, compactacion de la plataforma, Tunel Regajal…
8: Mantenimiento inteligente ,Explotación y aerodinámica ferroviaria.
Vuelo del Balasto: Campañas de mediday medidasmitigadoras.
Campañas de campo para toma de datos reales (AEROTRAIN, AURIGIDAS)
Evaluación del riesgo de levante de balasto
Medidas de Mitigación. Traviesa aerodinámica
Sistema de Protección de Viento Lateral (SPVL)
Un sistema que predice el viento lateral en lineas de altavelocidad y aplica las restricciones de velocidad requeridasa los diferentes tipos de trenes.
Proyecto CRUCE: Investigación del efecto del cruce de un tren de alta velocidad con un tren de mercancías
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Lleida-Barcelona Thales
L1 2008 /
Córdoba-Malaga Dimetronic
L1 2007 /
Madrid-Lleida / Ansaldo
L1 2006 /
Madrid-Sevilla LZB(1992)
ERTMS NSTM LZB (2007)
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More than 2000 Kms in commercial
operation with ERTMS with 17
interoperability cases tested .
L2 already in operation
The longest (1250 Kms) interoperable
HSL from Barcelona to Malaga:
Paradigm of interoperability ( 3 ETCS
suppliers plus STM LZB on track and a
different supplier for the EVC)
Zaragoza-Huesca / Alstom
L1- 2009
Madrid-Valencia-Albacete
Dimetronic L1 2010 /
Figueras-Perpignan
Ansaldo L1 2010 /
Madrid-Valladolid Thales
L1 2007 /
Orense-Santiago Thales
L1 2011 /
La Sagra-Toledo Thales
L1 2008
L2 Oct 2011
L2 2015
L2 2015
L2 2015
L2 2015
L2 2015
Bna-Figueras Thales
L1 2012 /
Albacete- Alicante Alstom
Only L2 March 2014
Madrid commuter lines Dimetronic-Thales
L1 2012- L2 2015
L2 2015
L2 2015
9: El ERTMS. Despliegue en España como pioneros de Europa. La Interoperabilidad Ferroviaria
25 362 train sets equipped with ETCS
HIGH SPEED/ LONG DISTANCE/ MEDIUM DISTANCES TRAINS
Train supplier Alstom Talgo Siemens Alstom CAF (Variable Gauge) Talgo (Variable Gauge)
9: El ERTMS. Despliegue en España como pioneros de Europa. La Interoperabilidad Ferroviaria
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Interoperability cases: Cross ERTMS Interoperability table
CROSS INTEROPERABILITY
IN SPAINTRACK EQUIPMENT
Alstom Ansaldo Bombardier Dimetronic Thales STM-LZB
ON
BO
AR
D E
QU
IPM
EN
T
Alstom S-100/104/114- 465
Ansaldo S-120/121
Bombardier S-130/730
Dimetronic 450/446/447
Siemens S-102/103- 252
Thales No On Board Unit from Thales in Spain
1 23 4
5 6
7 89 10
11 12
15
14
16
Pilot line
17Mad. Comm.
1113 10
9: El ERTMS. Despliegue en España como pioneros de Europa. La Interoperabilidad Ferroviaria
ERTMS works!!!
ERTMS reliability and punctuality in Madrid-Barcelona HSLKms betweenincidences
* L2 started in October 2011** Line was extended in L1 up to Barcelona*** Line was extended in L1 up to French border
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000Level 1
Level 2
Cumulative L1
Cumulative L2
Level 1 2006 2007 2008 2009 2010** 2011 2012***2013 2014 Level 2 2011* 2012 2013 2014
Punctuality (delay <5’)
95,000%
96,000%
97,000%
98,000%
99,000%
100,000%
Level 1
Level 2
Level 1 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014
Level 2 2011 2012 2013 2014
9: El ERTMS. Despliegue en España como pioneros de Europa. La Interoperabilidad Ferroviaria
9: El ERTMS. Despliegue en España como pioneros de Europa. La Interoperabilidad
Ferroviaria
Real RBC DimetronicMadrid – Levante Line
Real EVC ALSTOM
Simulators with real project data for:• Interlockings• Train dynamics,• Train odometry• Track circuits and switches• Routes.• Balise telegrams…….
RBC and OBU are integrated and tested in the lab connected to all the simulators reproducing: a) the real
train dynamics and b) track circuits occupancy, interlocking selected routes and balise telegrams.
LIF del CEDEX
10: Tecnología española para la Línea de Alta Velocidad Meca-Medina.
Características principales
Longitud 450 Kms
Velocidad 300 km/h
Presupuesto 7.000 M€
Suministro Montaje de vía (1435 mm)Catenaria y SSEE (25 kV)Señalización (ERTMS N2)Telecomunicaciones (GSM-R)Material rodante (33+23)Explotación y Mantenimiento (12 años)
Estaciones La Meca, Jeddah, Aeropuerto de Jeddah, KAEC y Medina
Consorcio Renfe Operadora (26,9%), Adif(21,5%), Ineco (1,47%), Talgo (17,5%), OHL(6,21%), Dimetronic (5,18%), Indra (4,63%), Copasa(6,76%), Cobra (5,30%), Inabensa (1,40%), Imathia (2,21%) y Consultrans(0,94%)
Talleres Taller de mantenimiento de primer nivel en La MecaTaller de mantenimiento de segundo nivel PK 125Depósito en Medina
10: Tecnología española para la Línea de Alta Velocidad Meca-Medina.
10 Reflexiones sobre la I+D Ferroviaria
1. Se debe continuar con el esfuerzo inversor que se hizo en la primera parte de estos 10 años y que debido a la crisis se vio frenado.
2. La I+D “no se puede comprar”, se puede “invertir en I+D” pero se debe hacer paso a paso, basada en el conocimiento y en esfuerzo continuado en el tiempo de formación de equipos.
3. Los proyectos megalómanos no conducen a ninguna parte. Es imposible saltar de repente al primer puesto de la I+D mundial .
4. La I+D, como herramienta de riqueza de un país, debe necesariamente ser económicamente rentable.
5. El “que inventen otros”, irónicamente dicho por Unamuno, y que aún permanece en el subsconciente colectivo, debe ser necesariamente desterrado de nuestro país.
6. Es imprescindible el papel de las entidades públicas (Renfe y Adif) como tractores y posteriores usuarios finales de la I+D ferroviaria.
7. La colaboración internacional es uno de los pilares de una I+D rentable.
8. La I+D se debe dirigir al incremento de las tecnologías de más valor añadido. El entorno ferroviario debe potenciar la sinergia con otras áreas de conocimiento.
9. Tenemos una gran oportunidad en el ámbito ferroviario auspiciados por el gran éxito de la alta velocidad española.
10. Un país sin I+D será necesariamente un país pobre ( ¡a no ser que encontremos petróleo!)
10 Reflexiones sobre la I+D Ferroviaria
If you think that knowledge is expensive, try ignorance
Derek BokEx Presidente de Harvard University
I+D+i
Muchas gracias por vuestraamable atención
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