El desafío de fabricar trenes cada vez más veloces

  • 21 agosto 2014
Tren Maglev

Según avanza la tecnología, el transporte se hace aún más rápido, y los trenes no son una excepción. Pero con las grandes velocidades vienen grandes inconvenientes.

A pesar de todas las innovaciones tecnológicas en trenes de alta velocidad, especialmente en los últimos 50 años, todavía es un sueño que las ciudades de todo el mundo puedan estar conectadas por este medio de transporte.

Ir rápido conlleva una serie de problemas: los cuerpos humanos simplemente no están creados para la aceleración rápida y al experimentarla -por ejemplo cada vez que despega o aterriza un avión- sentimos cierta incomodidad, un sentimiento de "mareo de movimiento".

Además, para ir más rápido por una vía el tren debe apartar el aire del camino, lo cual requiere también de mucha potencia. Un tren que viaja a 480 km/h utiliza aproximadamente 27 veces más potencia que uno que viaja a 160 km/h.

Y a nivel del suelo, el aire es mucho más denso que a 35.000 pies de altura, por donde vuelan normalmente las aerolíneas. Esto significa más resistencia y, por lo tanto, más vibraciones.

Pero las operadoras y compañías presionan para obtener velocidades aún mayores y están probando una gama de diseños innovadores que esperan que hagan que los trenes vayan más rápido y sean ultracómodos al mismo tiempo.

Problema de curvas

Tren
El ejemplo que los trenes tomaron de las motocicletas: inclinarse en las curvas.

Si los trenes pudieran viajar simplemente en líneas rectas y sin ninguna pendiente, las grandes velocidades no serían un problema, pero son las curvas y las subidas y bajadas las que complican la situación, especialmente en Europa, donde las viejas líneas de ferrocarril siguen rutas antiguas.

Los primeros intentos para hacer que los trenes circulen por las curvas más rápido se hicieron a principios de los años 70 cuando se aplicó por primera vez a los viajes sobre rieles un viejo concepto bien conocido por los motociclistas, inclinarse en la curva.

Eso llevó a los primeros trenes pendulares, apoyados en la idea de que los pasajeros sentirían menos las fuerzas centrífugas cuando todo el tren se inclinara con la curva.

Pero con los primeros trenes pendulares y la velocidad extra llegó una gran incomodidad, en parte debido a un truco que los ojos realizan en el cerebro.

"Si el sistema pendular es bueno usted no siente que esté pasando por una curva, pero si puede verla -por ejemplo por los cambios en el horizonte- puede que usted se maree", dice James Kennell, un ingeniero de proyectos del fabricante canadiense de trenes Bombardier.

Sensores de suspensión

Los trenes pendulares de hoy raramente provocan problemas de mareos por movimiento, principalmente porque reducen el grado de inclinación ligeramente para que los pasajeros sientan que están pasando por una curva.

Tren de alta velocidad
La resistencia del aire es uno de los desafíos constantes a resolver.

Los TAV (trenes de alta velocidad) pendulares franceses de alta velocidad Euroduplex, por ejemplo, llevan a parisinos hambrientos de mar a la soleada Costa Azul en menos de cinco horas a través de una distancia de casi 700 km, alcanzando a veces velocidades de 320 km/h. En 2007, la compañía que fabrica los TAV, Alstom, logró el récord mundial de velocidad con 574,8 km/h.

Los nuevos trenes pendulares de alta velocidad Zefiro de Bombardier operan a velocidades de 380 km/h en China y están realizando pruebas en Italia antes de entrar en servicio en 2015.

La firma también ha desarrollado un nuevo sistema pendular llamado FlexxTronic Wako que reacciona más rápido a las curvas. Utiliza sensores y análisis informáticos para monitorizar los datos de la vía y mejorar la suavidad de la inclinación, dice Kennell.

El sistema también está diseñado para detectar irregularidades repentinas en la vía para que el sistema activo pueda reaccionar y los pasajeros no sientan el efecto.

Inclinación y velocidad

Sin embargo, no todo el mundo cree en las ventajas de la inclinación. El fabricante alemán Siemens, por ejemplo, desarrolló su propio sistema pendular denominado "Técnica de confort Siemens".

"No hay muchas líneas de ferrocarril que se puedan utilizar con trenes pendulares. Así que no es únicamente una cuestión de los trenes, también es una cuestión de infraestructura de los ferrocarriles", comenta.

En Europa, algunos trenes son capaces de alcanzar velocidades de hasta 400 km/h, pero raramente llegan a ellas porque tienen que compartir vías con trenes mucho más lentos. Varios países asiáticos han resuelto el problema de infraestructura pensando en algo completamente diferente y optando por la tecnología Maglev que utiliza vías muy distintas.

Los Maglev funcionan actualmente a una velocidad media de 430 km/h y el SC Maglev japonés viaja normalmente a 500 km/h. Pero si quisieran correr mucho más rápido que eso, las turbulencias del aire reducen la comodidad rápidamente, dice Sam Gurol, director de programas de transporte de General Atomics en Estados Unidos, y requieren túneles con un tubo de vacío para reducir la resistencia del aire.

Tren de alta velocidad
El desafío es combinar altas velocidades con la comodidad de los pasajeros.

En eso se basa el concepto futurista del multimillonario inventor estadounidense Elon Musk, que con su Hyperloop quiere conectar grandes ciudades estadounidenses con una red de trenes de alta velocidad que viajarían por tubos de vacío bajo el suelo. Musk ha invitado a las partes interesadas a transformar su idea en realidad física.

Buscando la comodidad

La otra cuestión es cómo mejorar la experiencia en trenes normales de alta velocidad.

Una reciente investigación de la Facultad de Medicina de la Universidad de Ulsan en Seúl, Corea del Sur, descubrió que los estímulos visuales, el olor, el ruido, el diseño de los asientos, la temperatura y la humedad a bordo tenían un efecto sobre la comodidad e incluso recomendaban tener un médico a bordo para tratar a los pasajeros que se sintieran indispuestos.

Quizá las operadoras de ferrocarriles podrían mirar a las aerolíneas para obtener ideas frescas con relación al viaje de alta velocidad.

Los diseñadores de trenes pueden soñar con el día en que un tren pueda correr tan rápido como un avión. Pero parece que pasará un tiempo hasta que esta noción despegue.