Basculación
La inauguración del primer ferrocarril de alta velocidad en el mundo, el famoso Shinkansen, que desde 1964 enlazó Tokio, con Osaka, espoleó a las diferentes administraciones ferroviarias europeas, que vieron en el incremento de la velocidad de sus servicios la única alternativa para competir con ventaja frente al avión y al automóvil. Así, con el proyecto italiano de la «direttissima» de Roma a Florencia y el francés de París a Lyon se dieron en los años setenta los primeros pasos para la introducción del nuevo sistema de transporte en el continente.
España no fue ajena a este proceso y ya en 1974 Renfe realizó los primeros estudios sobre a las posibilidades que podrían ofrecer esta clase de trenes en el principal corredor del país, el de Madrid a Barcelona. Antes de que la crisis económica provocada por el repentino encarecimiento del petróleo irrumpiera con toda su crudeza a mediados de la década de los setenta, el tráfico de viajeros en este trayecto era ya considerable y, de hecho, el 4 de noviembre de 1974 se había inaugurado entre ambas capitales el novedoso puente aéreo, entonces monopolizado por Iberia.
Sin embargo, la implantación de nuevas líneas de alta velocidad ferroviaria requería un volumen de inversión inasumible en una época en la que la apuesta por el automóvil era absoluta. En toda Europa, las obras públicas se centraban en la construcción de nuevas autopistas, por lo que las administraciones ferroviarias decidieron explorar opciones más baratas con las que poder demostrar que el tren era, aún, una alternativa viable, además de segura y respetuosa con el medio ambiente, aunque esto último todavía no se supiera muy bien lo que era.
Ante la imposibilidad de financiar la construcción de nuevas infraestructuras, la única opción para incrementar la velocidad de los trenes era actuar sobre el material rodante, con trenes más rápidos que permitieran alcanzar velocidades de hasta 200 kilómetros por hora. En 1965 Alemania realizó algunos servicios comerciales a esta velocidad sobre vías convencionales, remolcados por sus magníficas locomotoras de la serie 103 y su ejemplo fue pronto seguido por Francia y su elegante tren «Capitol» de París a Toulouse, estrenado el 28 de mayo de 1967.
Pronto los nuevos trenes alcanzaron el favor del público, pero sus elevadas prestaciones solamente se podían alcanzar en unos pocos tramos con trazados muy favorables. Sin embargo, cuando se construyó la mayor parte de la red ferroviaria durante la segunda mitad del siglo XIX, la competencia era la diligencia y el carro de bueyes, por lo que, para abaratar costes, fue habitual que sus diseñadores se ciñeran en lo posible al terreno y, en consecuencia, abundan las curvas de radio reducido, de tan solo 300 metros o incluso inferiores, en las que no es posible circular a más de 75 kilómetros por hora.
Esta limitación de velocidad en las curvas no se debía tanto al riesgo de descarrilamiento, sino a las aceleraciones laterales que experimentaba el viajero, provocadas por la fuerza centrífuga, que podían convertir el viaje en tren en una experiencia muy desagradable. Por ello, generalmente se ha establecido como valor aceptable de una aceleración centrífuga de 0,65 m/s². en curva no compensada.
Para incrementar la velocidad en las curvas se puede compensar esta aceleración centrífuga con la elevación del peralte, como sucede en un velódromo, donde los ciclistas llegan a rodar prácticamente en horizontal, pero esta opción se ve limitada en una vía férrea por dos circunstancias; la primera, que por ella tienen que circular trenes con velocidades muy diferentes, mercancías, cercanías, largo recorrido, que requerirían peraltes distintos en cada caso; la segunda, que en caso de tener que detener el tren, si el peralte fuera excesivo, éste caería al interior de la curva.
Si elevar el peralte no resulta aconsejable más allá de los 160 milímetros de diferencia entre el carril interior y el exterior que admite como máximo Adif, ¿hay algún otro modo de compensar la aceleración centrífuga? La respuesta es afirmativa. Si se logra inclinar la caja del vehículo ferroviario hacia el interior de la curva, este movimiento contrarrestará la fuerza centrífuga a la que se ve sometido el viajero y, de hecho, con una inclinación de ocho grados, se lograría incrementar un 30% la velocidad en una curva de 300 metros de radio sin afectar al confort de los pasajeros.
Para generar esta inclinación de la caja se puede recurrir a la pendulación natural o a la basculación asistida, en este último caso gracias a equipos que detectan la insuficiencia de peralte y lo compensan mediante diferentes mecanismos. Las ventajas de ambos sistemas se comenzaron a analizar ya en los años treinta del pasado siglo en Estados Unidos y tras la segunda guerra mundial diversos países europeos desarrollaron sus propios prototipos, entre los que destaca el construido por los ferrocarriles franceses en 1956, capaz de inclinar el vehículo hasta un máximo de 18 grados.
Mientras en España se emprendía la construcción del «platanito», en Savigliano (Italia) se fabricaba el prototipo ETR401. A diferencia del español, cuya carrocería era de acero, el italiano era de aluminio. Fondo CAF. Archivo Euskotren/Museo Vasco del Ferrocarril
Italia toma la delantera
A lo largo de los años sesenta y setenta otros países como Suiza, Alemania, Suecia, Gran Bretaña o Japón también estudiaron la implantación de sistemas de basculación en sus trenes, pero fue, sin duda, Italia, donde mayor madurez alcanzaron estos proyectos. El país transalpino había decidido en 1968 la construcción de su primera línea de alta velocidad entre Roma y Florencia, la citada «direttissima», pero la Ferrovia dello Stato quería que sus trenes pudieran mantener en todo lo posible sus prestaciones a partir de la ciudad de los Medici para proseguir su camino hacia Bolonia, Milán y Turín. La solución era disponer de un material rodante capaz de circular a las velocidades más elevadas posibles por los sinuosos trazados preexistentes.
A comienzos de los años sesenta, los ferrocarriles italianos realizaron sus primeras experiencias sobre los efectos de la compensación de la aceleración centrífuga mediante un asiento basculante que se instaló en un automotor diésel al que se hizo circular en la durísima línea de Bra a Cevra a más de 100 kilómetros por hora por curvas entonces limitadas a 60. Tras realizar numerosas experiencias con esta butaca, en 1968 la Ferrovia dello Stato decidió contratar con Fiat la construcción de un automotor basculante, matriculado como Y0160 que, tras su entrega en 1972, se convirtió en un laboratorio móvil en el que se analizaron multitud de parámetros como los efectos de la basculación asistida, la interacción entre el vehículo y la vía o el comportamiento del pantógrafo.
A la vista de los resultados obtenidos con el Y0160, los ferrocarriles italianos decidieron construir una unidad prototipo que estaría conformada por cuatro coches. Con ella se podrían verificar todos los parámetros de la futura explotación comercial de esta clase de trenes basculantes.
España entra en juego
Al mismo tiempo que la Ferrovia dello Stato decidía construir su nuevo prototipo, Renfe, que llevaba tiempo estudiando las posibilidades de la basculación, decidió implicarse en el proyecto de los italianos. Una de las ventajas de colaborar con el país trasalpino se encontraba en que ambas administraciones compartían la tensión de electrificación a 3.000 voltios en corriente continua, lo que simplificaría el desarrollo de los equipos de tracción, que podrían ser idénticos. Así, el 28 de septiembre de 1972 Umberto Agnelli, administrador de Fiat, voló en su avión privado a Madrid para firmar con el entonces presidente de Renfe, Francisco Lozano Vicente, un convenio de colaboración para la construcción de una unidad, prácticamente igual a la que se fabricaría en Italia salvo en el ancho de vía. Este tren podría servir de base, tras su experimentación, para la compra de entre 15 y 25 nuevas composiciones.
Según el acuerdo, Renfe adquiría a Fiat las licencias para la construcción de los futuros trenes, sin tener que abonar más royalties y, además, podría explotar en exclusiva estas patentes en España. Asimismo, en caso de fabricarse trenes similares para líneas de ancho superior al internacional, el 50% de los pedidos se fabricaría en España y Renfe recibiría el 50% de los royalties por las correspondientes patentes. Por otra parte, la industria ferroviaria española y Renfe también podrían participar, en menor porcentaje, en futuras ventas de los electrotrenes basculantes a otros países con ancho de vía internacional.
CAF fue la empresa seleccionada para la construcción del prototipo, decisión que no debe sorprender, ya que desde la posguerra la firma vasca había colaborado con Fiat en numerosos proyectos como los automotores Littorina de Norte, los trenes Ter de Renfe o los tranvías PCC de la EMT de Madrid. Dado que la composición, de cuatro coches, se dividía a su vez en dos semitrenes prácticamente autónomos, formado cada uno de ellos por un coche con cabina y otro sin ella, en los que se repartían todos los elementos necesarios para su funcionamiento, el fabricante decidió construir uno de ellos en su factoría de Beasain y el otro en la de Zaragoza.
El puesto de conducción del «platanito» se ubicaba, como es ahora habitual, en el centro de la cabina y no en un costado. Fondo CAF. Archivo Euskotren/Museo Vasco del Ferrocarril
Antes de iniciar la construcción del prototipo, Renfe emuló el ejemplo italiano y montó una butaca basculante, debidamente instrumentada, en un electrotrén de la serie 432. De este modo se analizaron las peculiaridades de la red ferroviaria española y su influencia sobre los sistemas de basculación, así como el funcionamiento de los acelerómetros y giróscopos que controlaban los sistemas de basculación y otros parámetros como la interacción entre la rueda y el carril a altas velocidades sobre curvas de radio reducido.
Mientras se ensayaba esta butaca, la construcción de los dos semitrenes avanzó con cierta lentitud. Así, según nos recuerda Víctor M. García Lázaro en el documentado artículo que dedicó al «platanito» en el número 55 de la revista Carril, mientras el prototipo italiano ya estaba dispuesto para los primeros ensayos en 1975, la fábrica de Beasain no entregó su parte, un coche motor cabina y un coche motor intermedio, ambos de segunda clase, hasta 22 de febrero de 1976, mientras que el motor con cabina y el motor intermedio de primera clase salió de la factoría de Zaragoza el 7 de junio siguiente.
Demasiadas innovaciones
El nuevo electrotrén, además de disponer de un sistema de basculación asistida, con el que se podía inclinar la caja de los vehículos hasta ocho grados, lo que le permitía circular en curva a velocidades un 30% superiores a los demás trenes, podría rodar a 180 kilómetros por hora, cifra entonces inédita en los ferrocarriles españoles, aunque inferior a la de su hermano italiano, diseñado para alcanzar hasta los 250 kilómetros por hora. Claro está que en Italia era inminente la apertura de los primeros tramos de la «direttissima», la primera sección se inauguró el 24 de febrero de 1977, donde se podrían desarrollar estas velocidades mientras que en España la construcción de nuevas infraestructuras similares era impensable en aquel momento.
Junto a la basculación, el nuevo electrotrén contaba con un sinnúmero de innovaciones tecnológicas cuya suma se convirtió, lamentablemente, en el talón de Aquiles de este tren. Entre las más destacadas cabe señalar la tracción distribuida, una tendencia que parece marcar el futuro de la alta velocidad, pero que por primera vez se veía en España. Cada uno de sus cuatro coches contaba con dos motores de tracción, de 220 kW, por lo que en tren disponía de una potencia total de 1.760 kW. Además, su ubicación era totalmente inédita en los trenes eléctricos españoles, ya que, en lugar de situarse en el bogie, se montaron bajo el bastidor de los coches. Mediante una transmisión cardan, cada motor impulsaba el eje más próximo. De este modo, se reducía el centro de gravedad del tren y, sobre todo, se limitaban al máximo las masas no suspendidas, las más agresivas para la vía, factor al que también contribuían unas ruedas de velo ondulado, más ligeras que las tradicionales.
El control de la tracción también aportó importantes novedades, ya que, aunque se realizaba con la entonces tradicional variación de la tensión en los bornes de los motores mediante el intercalado de resistencias y la combinación en serie o paralelo, también contaba con pioneros sistemas electrónicos con puentes de diodos/tiristores para variar el campo de inducción de los shuntados. De este modo, por primera vez en España el tren disponía de un sistema de velocidad prefijada, con lo que podía mantener la marcha sin más intervención del maquinista que el establecimiento de la marcha máxima a la que se pretendía circular en cada tramo.
El prototipo también incluía los sistemas de freno más avanzados de la época, como los discos calados en los ejes, la combinación automática entre el freno eléctrico y el neumático y los patines electromagnéticos, que permitían detener el tren en 1.200 metros cuando circulaba a su velocidad máxima. Además, contaba ya con el entonces novedoso sistema ASFA para el control de la señalización.
Otra de las novedades más destacadas del tren, y la que más problemas generó, fue la sustitución del tradicional grupo convertidor rotativo, con el que los trenes de la época obtenían la baja tensión necesaria para los servicios auxiliares y el alumbrado, por otro estático. Los grupos estáticos tenían la gran ventaja de su menor mantenimiento, al no haber elementos sometidos a constante desgaste como los rodamientos, las escobillas y los colectores, pero, en aquel momento, su desarrollo tecnológico era aún muy limitado. De hecho, en la unidad prototipo italiana se optó por instalar convertidores rotativos, pero en el de Renfe se implementaron estáticos que, con 130 kVA, eran los más potentes de los ferrocarriles europeos de la época.
Pese a sus teóricas virtudes, al utilizar convertidores electrónicos en lugar de grupos rotativos, en una época en la que no había experiencia en esta clase de equipos, su funcionamiento se veía afectado por las numerosísimas fluctuaciones de la tensión en la catenaria de aquella época. Además, cualquier despegue del pantógrafo provocaba su desconexión hasta su rearme, operación que requería al menos dos minutos. Con el tiempo, mediante el intercalado de grandes conjuntos de condensadores se pudo mejorar su comportamiento que, en todo caso, siempre fue problemático.
Ensayos
Una vez construido, y al igual que su hermano italiano, el electrotrén basculante fue sometido a un intenso programa de pruebas, para comprobar el correcto funcionamiento de sus numerosas innovaciones. Pronto se afinaron los sistemas de acelerómetros y giróscopos y la transmisión de sus señales, en una época en la que la informática se encontraba aún en mantillas, así como la actuación de los sistemas de basculación. Así, aunque inicialmente se observó cierto retardo, lo que podía generar incomodidad e incluso mareos en los viajeros, de inmediato se corrigieron todos sus fallos y, pese a cierta leyenda negra, sus pasajeros pudieron circular por las curvas más cerradas de la red sin menoscabo de su confort.
Uno de los escenarios más habituales de estas pruebas fue el sinuoso trayecto de Villalba a Segovia, donde las curvas que normalmente se pasan a 75 kilómetros por hora fueron franqueadas por el electrotrén basculante hasta a 115 kilómetros por hora. También se realizaron ensayos a gran velocidad en trayectos más favorables, como el de León a Palanquinos, donde se superaron los 180 kilómetros por hora o entre Sevilla y Brenes, en los que se llegó a rodar a 203 kilómetros por hora.
Esta serie de ensayos se vio interrumpida en diversas ocasiones por visitas al taller, tanto para corregir las deficiencias inicialmente detectadas en el sistema de basculación como, sobre todo, para subsanar los problemas que generaba su demasiado novedoso convertidor estático. Finalmente, Renfe dio por concluido el periodo de pruebas y el 11 de octubre de 1979 asignó el «platanito» al madrileño depósito de Cerro Negro.
Un breve servicio
El 15 de octubre de 1979 Renfe asignó su prototipo de electrotrén basculante al servicio comercial entre Albacete y Madrid. Desde luego, no fue la mejor elección, ya que el buen trazado de este trayecto no le permitía demostrar todas sus capacidades. En consecuencia, no pudo ofrecer las espectaculares reducciones del tiempo de viaje, de hasta el 30%, que se habían estimado en itinerarios más difíciles como el de Madrid a Gijón.
En sus servicios entre Albacete y Madrid el «platanito» se comportó de forma satisfactoria, ya que, al tratarse de una línea recientemente electrificada, sobre todo entre Alcázar de San Juan y Albacete, la tensión de alimentación era bastante estable y el retorno de la corriente era el adecuado para que sus sensibles convertidores no dieran demasiados problemas. Sin embargo, un año más tarde, en el horario de verano de 1980, fue asignado a un servicio entre Madrid y Jaén en el que circulaba a 140 kilómetros por hora entre la capital y Santa Cruz de la Mudela. A partir de este punto, en el paso de Despeñaperros, pudo demostrar la calidad de su sistema de basculación, pero la marcha asignada al tren era muy holgada, por lo que tampoco sus viajeros pudieron disfrutar de la reducción del tiempo de viaje que habría podido proporcionarles este tren.
Fue en este servicio donde comenzaron a manifestarse con toda su crudeza los problemas en sus convertidores estáticos debido a las fluctuaciones de la tensión en catenaria, problema que se agudizaba en el tramo entre Espeluy y Jaén al faltar muchas de las conexiones eléctricas entre carriles en un trayecto que todavía no disponía de barra larga soldada. Además, por falta de personal, en muchas ocasiones se desconectaba la subestación de la capital andaluza, lo que provocaba grandes caídas de tensión.
El electrotrén basculante circuló entre Madrid y Jaén hasta el 2 de febrero de 1981, cuando el calentamiento de una caja de grasa forzó su envío a la fábrica zaragozana de CAF para su reparación. Una vez concluida, retornó al servicio hasta el 6 de enero de 1983. Posteriormente, tras dos años apartado, resucitó en 1985 para realizar una serie de ensayos en las líneas a Asturias, València, Galicia o Barcelona y en 1986 fue asignado a algunos trenes turísticos de fin de semana en el entorno de Madrid.
El 6 de mayo de 1987 el «platanito» tuvo ocasión de brillar por última vez en el marco de una serie de ensayos que realizó Renfe ante la inminente construcción de la primera línea de alta velocidad de España, en los que se quería conocer con precisión diferentes parámetros como la interactuación con la vía y la catenaria. Así, en esa jornada, con un pantógrafo Faiveley de nueva generación, alcanzó el entonces récord español con tracción eléctrica, 206 kilómetros por hora, entre las estaciones de Villarobledo y Minaya.
Pese a lo que se ha llegado a escribir en algunas publicaciones, la práctica totalidad de los servicios comerciales y turísticos que realizó el «platanito» se prestaron con el sistema de basculación activo ya que éste siempre funcionó correctamente. Lamentablemente, en 1987 Renfe lo retiró definitivamente, tras haber decidido años antes abandonar el camino de la basculación activa y apostar por la pendulación pasiva que ofertó Talgo, infinitamente más sencilla, pero también de resultados muy inferiores, ya que la inclinación máxima de la caja que se obtiene con ella es de 4,5 grados, prácticamente la mitad que la del electrotrén basculante, por lo que las reducciones de tiempos de viaje en las líneas más sinuosas no eran comparables, apenas un 10%. Por otra parte, es preciso tener en cuenta que esta pendulación natural solo actuaba en los coches, no en las locomotoras diésel o eléctricas que los arrastraban, por lo que los maquinistas encargados de remolcar los nuevos Talgo-Pendular, se veían sometidos en su trabajo a molestas aceleraciones centrífugas, y todo ello sin mencionar unas prestaciones de aceleración y deceleración más pobres.
Tras su retirada, el prototipo de electrotrén basculante permaneció apartado largos años en los talleres de Fuencarral, hasta que en 1995 se decidió su traslado a la estación de Castejón de Ebro, donde se encuentra apartado, a la intemperie, en una vía sin conexión con la red. Solo las atenciones que periódicamente le prestan los voluntarios de la Asociación de Amigos del Ferrocarril «El Platanito» han permitido su supervivencia hasta nuestros días a la espera de que pronto pueda ser conservado en condiciones que garanticen su futuro. Un tren que simboliza los inicios de la alta velocidad en el segundo país del mundo con más desarrollo de este sistema de transporte y con el que Renfe aprendió valiosísimas lecciones en materias como la dinámica de la rodadura o la captación de corriente, bien merece un lugar de honor en su patrimonio ferroviario.
