02/07/2013 - El próximo 10 de julio, la Escuela de Ingenieros de Caminos de A Coruña acogerá la presentación del proyecto vía Alternada Doble-Simple

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La Real Academia de Ingeniería, en el desarrollo de su misión institucional, se esfuerza por identificar y respaldar nuevas tendencias de carácter técnico, económico y social, y definir criterios de decisión orientados al beneficio de la sociedad española, a través de la Ingeniería y la Innovación.

En este marco, el Instituto Enrique Castillo de Investigación en Ingeniería Civil y Arquitectura, recientemente creado por la Universidad de Castilla-La Mancha y dirigido por el Profesor José María Ureña, ha dedicado un tiempo a la reflexión sobre el papel a desarrollar ante la sociedad española, con objeto de orientar sus actividades en la dirección que sea más beneficiosa para la misma.

Entre las últimas tareas realizadas destaca el estudio que este documenta, en el que se propone una metodología para racionalizar las inversiones en infraestructuras de alta velocidad ferroviaria en España. De este trabajo son autores además del propio profesor Castillo, director del equipo, un grupo de investigadores de las Universidades de Cantabria y de Castilla-La Mancha formado por los profesores José María Menéndez, Inmaculada Gallego, Santos Sánchez-Cambronero, Ana Rivas, María Nogal, José María Ureña y José María Coronado.

La mencionada metodología permite definir nuevas líneas ferroviarias en las que se mantienen los estándares de calidad, que hasta ahora han estado vigentes en la red española de alta velocidad pero con unos criterios de diseño más eficientes, ya que incorpora la posibilidad de que algunos de los tramos de la red sean construidos en vía única.

El estudio realizado se estructura en tres partes:

Parte 1.Análisis de la red española de Alta velocidad

La red española de alta velocidad ocupa, a día de hoy, el segundo lugar a nivel mundial y el primero en el ámbito europeo, en lo que a longitud se refiere. Con casi 2450 kilómetros en servicio (según la UIC) ha sobrepasado a Francia, Alemania e Italia, a pesar de que España fue la última, dentro de este grupo en inaugurar su primera línea de alta velocidad. Con la puesta en operación de los últimos tramos, nuestra red ha llegado, como decimos, a superar a la francesa, país que está considerado como el de mayor experiencia y tradición en el desarrollo y explotación de líneas europeas de alta velocidad, y que sirvió de referencia a España en el diseño y extensión de esta infraestructura, al menos en los primeros años.

A nivel mundial solo China y Japón se sitúan por delante de España, pero Japón está próximo a cumplir 50 años desde la puesta en operación de los primeros servicios, frente a los 20 de España, y por lo que a China se refiere, se trata de un país con el mayor índice de crecimiento anual en todo el mundo, lo que explica que supere al resto de países en longitud de red y que la distancia que actualmente mantiene con respecto a los demás, en lo referente a kilómetros, se incremente notablemente en poco tiempo.

De entre los países europeos que cuentan con una red de alta velocidad más extensa (Francia, Alemania, España e Italia), el nuestro es el que posee la red de mayor densidad por superficie. Otro tanto sucede si obtenemos el ratio kilómetro de red por cada mil habitantes, pero en este caso España pasa a ocupar no solo el primer lugar de Europa sino del mundo superando a China, Japón, Corea y Taiwán.

En vista de lo dicho cabría esperar que, de manera análoga, nuestro país ocupase los primeros puestos en demanda atendida. Sin embargo esto no es así, ya que en producción de transporte deja de estar a la cabeza para situarse en el último lugar. Las diferencias son notables, pues centrando el análisis en los países europeos, el número de viajeros transportados en el año 2011 en Francia fue cuatro veces superior al de España, y la demanda atendida por los trenes de alta velocidad alemanes fue 2,5 veces superior a la española, con casi la mitad de longitud de red.

Por otro lado, a pesar de que el corredor Madrid-Barcelona capta una demanda significativamente superior al Madrid-Sevilla, las cifras, alrededor de 2.500 millones de viajeros-kilómetro, poco tienen que ver con el tráfico generado en otros ejes europeos. Como ejemplo los 32.000 millones de viajeros-kilómetro en la línea París-Lyon.

Por último, por lo que se respecta al número de trenes diarios ofertados en los ejes con mayor volumen de pasajeros en Francia, Alemania, España, Japón y China, se observa que los valores españoles aunque modestos, pueden considerarse en la media de los europeos, si bien, muy lejos de los servicios ofertados en China y Japón. Es cierto, no obstante, que esta oferta de servicios en nuestro país solo es relevante en las proximidades de Madrid (con una media de 77 trenes diarios), donde confluyen numerosos ejes, pero va disminuyendo notablemente, hasta alcanzar valores realmente bajos al llegar a los extremos de ciertos ejes (16 trenes hasta Valencia, 10 a Toledo o 9 a Alicante).

En suma, resulta evidente que en el caso español la interacción “infraestructura alta velocidad”-“trenes ofertados”-“demanda atendida” se encuentra a unos niveles llamativamente modestos en comparación con los países que en la actualidad disponen de estos servicios. Las razones que han dado lugar a esta situación podrían estar relacionadas con la falta de masa crítica poblacional, con una, tal vez, desacertada elección del primer corredor o quizás con un diseño que atiende en exceso a conexiones regionales. Sin embargo, ninguna de estas razones nos parecen determinantes, aparte del hecho de que no constituyen el objeto del presente documento.

De lo que no cabe duda es de que 20 años después de la inauguración del Madrid-Sevilla, el binomio “alta velocidad” = “progreso” ha calado tan hondo en la sociedad española que parece inimaginable que una ciudad que se tenga autoestima no aspire a formar parte de la red en el medio plazo. Es evidente que la crisis económica que estamos padeciendo pospondrá el proceso, pero no parece probable que se acepte de buen grado por la mayoría de los agentes sociales que estas actuaciones lleguen a abandonarse definitivamente.

En estas condiciones, el equipo investigador, autor de este estudio, entiende que la labor que debe corresponder a los académicos es la de dotar a los ingenieros de herramientas de análisis, lo más afinadas posibles, para que desarrollen la tarea de diseñar las infraestructuras que la sociedad está demandando, respetando con el máximo rigor los tradicionales criterios de eficiencia económica. Para ello, ha sido desarrollado el Modelo de vía alternada doble-simple (ADST- Alternate Double-Single Track) que se describen en el apartado siguiente.

Parte 2. El modelo de vía alternada doble-simple (ADST)

Mientras que en los pasados años, la construcción de líneas de alta velocidad en España estaba dirigida a conectar dos grandes núcleos de población, en la actualidad y en futuras acciones se pretende crear nuevas líneas en las que sólo uno de los extremos es de gran población. Esto requiere un planteamiento completamente diferente y ciertas reflexiones:

1. En las líneas periféricas el número de usuarios es necesariamente mucho menor, lo que implica una demanda mucho más reducida y una frecuencia de trenes muy inferior.
2. Debe cuestionarse la vía doble como consecuencia de su elevado coste, lo que hace necesario pensar en una nueva alternativa.

Es así como surge la vía alternada doble-simple (ADST) que proponemos en este estudio. La solución ADST consiste esencialmente en utilizar vía simple en los tramos caros (túneles y viaductos) y vía doble en los baratos (zonas a cielo abierto) y exclusivamente allí donde haga falta.

Hay que señalar muy claramente que:

• No se trata ni de vía simple, ni de vía doble
• En rendimientos está mucho más cerca de la vía doble, y en coste mucho más cerca de la vía simple.
• Se consiguen prácticamente los mismos rendimientos que con la vía doble, incluso para previsiones de demanda muy por encima de las esperables.
• Se reducen notablemente el coste de construcción (hasta un 40%) y los de mantenimiento.
• Puede hacer viable ciertas líneas que no lo son en vía doble.

Esta nueva solución plantea un ajuste de circulaciones optimizado, es decir, es necesario organizar la circulación de los trenes con criterios de optimización para el aprovechamiento íntegro de las diferentes opciones de infraestructura a considerar en el pre-proyecto y análisis de soluciones.

El ajuste óptimo de diagramas de circulación de los trenes en el caso de la ADST es complejo y requiere herramientas especialmente diseñadas para ello, ya que la multiplicidad de soluciones a analizar crece exponencialmente con el número de trenes en circulación, por lo que son necesarias técnicas adecuadas para reducir drásticamente éstas.

Nuestro grupo ha desarrollado esta compleja herramienta informática, el “Modelo de ajuste de circulaciones” (FCM - Fitting Circulation Model) que, dada una cierta demanda, minimiza los tiempos de viaje de los diferentes servicios y reduce el coste energético satisfaciendo las condiciones de seguridad. Esta herramienta se ha mostrado imprescindible para el análisis de alternativas a nivel de pre-proyecto, Desde la Universidad, el Instituto y la Real Academia de Ingeniería ponemos al servicio de los responsables políticos para la toma de decisiones en temas de construcción de nueva infraestructura ferroviaria de alta velocidad.

Parte 3. Aplicación a la línea Palencia-Santander

Como es sabido, la actual línea Palencia-Santander no forma parte de la red de alta velocidad española. Esta causa, junto con el hecho de que parte del equipo investigador pertenece a la Universidad de Cantabria, justifica que haya sido elegida como “banco de pruebas” del modelo y de la metodología de trabajo.

Dado el grado de precisión que nos hemos impuesto, a los efectos de la aplicación del modelo y la obtención de resultados, ha sido necesario definir un trazado y unas características de la línea objeto del análisis, con un cierto nivel de precisión.

En concreto, la longitud total de la línea en nuestra propuesta de trazado es de 186,6 km. En ella se distinguen claramente dos zonas: una primera de aproximadamente 80 km de longitud caracterizada por una orografía suave, y una segunda, desde ese punto hasta el final, donde la orografía es extremadamente abrupta, lo que exige la construcción de un cierto número de túneles (10) y viaductos (10).

Para realizar el estudio de explotación la línea se ha dividido en 12 tramos diferentes, atendiendo a criterios económicos relacionados con su construcción.

Los valores extremos de los costes de construcción de estos tramos oscilan, para el tramo más barato, entre los 2,8 millones de €/km, en caso de vía única, y los 4,68, en el de vía doble. Por su parte, para el tramo más caro, estos valores son 30,52 y 50,67 millones de €/km.

La posibilidad de elegir entre vía doble o vía simple a la hora de construir cada tramo, permite optar por un inmenso número de soluciones diferentes, en concreto 2¹². A cada una de estas soluciones es a lo que hemos denominado, dentro del ámbito de este trabajo, una “Opción de Infraestructura”. Estas opciones abarcan desde la más barata (todos los tramos en vía única), hasta la más cara (todos los tramos en vía doble), pasando por todas las alternativas intermedias.

Para cada opción de infraestructura es posible testar, mediante la aplicación del modelo, cual es su capacidad para absorber un determinado número de circulaciones al día. En el estudio hemos fijado tres niveles de demanda: 9, 15 y 20 trenes por sentido y día. Hacemos notar que 6 trenes por día es la oferta actual existente entre Palencia –Santander, y que 9 trenes por día es la propuesta por RENFE para Albacete-Alicante, de características relativamente parecidas al caso que analizamos, si bien, la zona de influencia de Alicante es del orden de tres veces la correspondiente a Santander. Con  ello queremos indicar que las propuestas de demanda a atender están estimadas muy por encima de los valores que pudieran ser esperados, incluso a largo plazo.

De la comparación de resultados que el modelo ofrece para las distintas opciones de infraestructura se deduce que existen multitud de ellas que combinan significativas reducciones de coste con niveles de calidad no solo elevados sino, en ocasiones, idénticos a los correspondientes a la solución en doble vía cuyo coste es de 3337 millones de euros. En particular comentamos las tres siguientes:

Opción A, con tres tramos en doble vía y un coste de 2161 millones. Ofrece unos niveles de calidad para 15 trenes por sentido tales que el tren más lento solo superaría en un 5% el tiempo mínimo de recorrido, y el tiempo medio de recorrido superaría solo en un 3% al de recorrido mínimo.

Opción B, con un coste de 2269 millones (apenas 100 más que la anterior, añadiendo tres tramos más en doble vía a los de la opción anterior, todos ellos en la zona de menor coste de construcción). Mejoraría los resultados de la Opción A, dando para el tren más lento solo un incremento del 2,5% respecto del tren más rápido, y un valor del tiempo medio de recorrido de trenes de solo 1,5% por encima del mínimo.

Por último, la Opción C, con cuatro tramos en doble vía, (dos en la zona de menores dificultades constructivas, y otros dos en la zona más compleja) y un coste de 2661 millones. Permitiría prestar servicios en todas las hipótesis de demanda con una calidad idéntica a la opción de vía doble.

Como conclusión, y dadas las evidencias expuestas, el estudio insiste en la necesidad de tener en consideración la solución de vía alternada doble-simple (ADST) para el diseño de las nuevas líneas de alta velocidad en España, en especial, en los tramos periféricos de la red. La significativa reducción de los costes de construcción y mantenimiento, junto con la evidencia de que la calidad del servicio puede ser mantenida si se elige la opción conveniente, así lo aconseja

Presentación del proyecto

El proyecto presentado ya ante el Secretario de Estado de Infraestructuras, Rafael Catalá, y el Secretario General de Infraestructuras Manuel Niño, será explicado por el profesor Enrique Castillo el próximo 10 de julio en la Escuela de Ingenieros de Caminos de A Coruña, y posteriormente a la vuelta de verano en el Colegio de Ingenieros de Caminos de Madrid.

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