Historia de la Alta Velocidad

COMO SE PUDO LLEGAR A LA ALTA VELOCIDAD DE 515 KM/HORA

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A lo largo del tiempo se ha seguido luchando contra el peso por eje de los trenes de tal manera que la inercia tanto de arrancada como de frenada, supusiera un consumo mínimo de energía. Eso implicaba que de alguna forma la estructura del tren pasara de los que estaban hechos de  acero  en su gran mayoría, pasaran tener partes de aluminio y después a poliéster, o una estructura central de acero, en este desarrollo lo que se ha ido buscando es el mínimo peso por eje.

Cuando se planteó en 1981 pasar de una velocidad de 380 Km/hora máximo, ya en el año 1990 se llego a poder alcanzar una velocidad de 515 Km/hora, estamos hablando de trenes que siempre ruedan por las vías, que no estamos hablando de trenes que utilizan otros sistemas de accionamiento y otros sistemas de levitación, etc.…  La realidad es que para poder llegar a esta velocidad, fue todo un desarrollo muy técnico de dos fenómenos, uno es el rozamiento del pantógrafo con  la catenaria para que no saltara la chispa, que no voy a entrar en este artículo en ello y otra cosa es la posibilidad de diseñar una rueda que permitiera disipar la energía en el frenado al máximo y por tanto también, el tema debía ser una rueda cuyo rozamiento con la vía no produjera transformaciones  metalúrgicas no deseables en la estructura de la rueda. Puesto que es una estructura de matriz frenética y no podía establecerse sistemas que no se evitara la precipitación de la  martesita retenida interiormente que tiene un tamaño de grano muy grande, comparado con el resto de la estructura cristalina y hace que aparezcan grietas internas. Para pasar a  esa velocidad, lo primero es que debían de tener unas ruedas que tuvieran una cartografía precisa para poder tener una evacuación perfecta parte por conducción, parte por convención y parte por radiación, era un tema fundamental, por tanto era necesario llegar a un diseño de rueda de estas características que permitiera evacuar al máximo en la frenada el calor. Todos sabemos que la mayor evacuación del calor es por conducción, por lo cual se necesitaba una rueda compacta con una geometría lo suficientemente desarrollada para que se evacuara el calor de las tres formas.

Por otra parte  había que tener un material que tuviera un determinado estado de limpieza, el material que se utilizo ha sido un material de una aleación de 0,48 a 0,50 de carbono y correspondiente a la R7 y R8 de la norma UIC. A ese material se le exigían una serie de características importantes a la hora de elaborarlo, como era una gran limpieza, para ello se utilizaba hornos eléctricos de una gran potencia (80 Megavatios), y  en la fusión se utilizaba un crisol que podía ser la insaculación de todo lo que favoreciera a una estructura metalúrgica determinada que era necesaria después de muchas pruebas.

Si el horno se hacía con una colada rotativa, lo cual permitía separar claramente las partes no deseadas en la periferia, por centrifugación,  a continuación todo lo que es el sistema de forjado de la rueda una vez se ha sacado el lingote y se ha troceado con sierra mecánica. En hornos de calentamiento rotativos, que permitían controlar la temperatura de la rueda a lo largo de su evolución en el calentamiento y después teníamos que tener un tratamiento térmico que produjera una sustentación completa y una homologación a una temperatura determinada, después procedíamos hacer un templado superficial y un revenido a una temperatura superior a 500 grados. Una vez terminada la rueda se controlaba totalmente por ultrasónicos la posible aparición de defectos internos, concretamente para evitar la aparición de cualquier inclusión o cualquier comienzo de una grieta o cambio del tamaño del grano, por tanto después de exigirle la geometría correspondiente a la rueda y también el diseño de los velos, el diseño de lo que era la parte correspondiente a la cabeza de la rueda, la rueda evidentemente se sometía a los ensayos no destructivos que eran los ultrasonidos y esto normalmente se hacía automáticamente también.

Hoy en día la evolución de este sistema ha hecho que la rueda tenga controles automáticos fuera de la fabricación, en los sistemas de utilización de la rueda por parte de los trenes. Es importante que tengamos en cuenta que la ruptura de una rueda a alta velocidad supone un gran problema y un gran accidente como ocurrió, pero no fue por la ruptura de una rueda, ya lo contaré en otro artículo, que pasó con el tren del ICE de alta velocidad Alemán y el diseño de la rueda con llanta y núcleo, pero no es motivo de este artículo, por tanto, resumiendo se ha podido llegar a esas velocidades en parte por el  diseño de una rueda tanto geométrico como estructura cristalina del acero y todo el tema de tratamiento térmico, de tal manera que en el frenado se disipa todo el calor y se evita totalmente la producción de  martesita retenida. Esto fue gracias al desarrollo que hizo Valdunes de la rueda de Alta Velocidad.

Juan Broseta Carrasco

Dr. Ingeniero