ANEJO Nº 15. ESTUDIO FUNCIONAL ESTUDIO INFORMATIVO DE LA LÍNEA DE ALTA VELOCIDAD BURGOS - VITORIA

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1 ANEJO Nº 15 ESTUDIO FUNCIONAL ESTUDIO INFORMATIVO DE LA LÍNEA DE ALTA VELOCIDAD BURGOS - VITORIA

2 ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN CARACTERÍSTICAS VÍA ACTUAL CARACTERÍSTICAS DE LAS INSTALACIONES FERROVIARIAS Subsistema de infraestructura Subsistema de control, mando y señalización CAPACIDAD Y OFERTA DE SURCOS SIMULACIÓN DE MARCHAS TRAMO BURGOS-VITORIA HIPÒTESIS DE PARTIDA MÉTODO. FORMULACIÓN Fuerza de tracción Potencia de frenado Resistencia de rodadura Resistencia de trayecto Velocidad máxima en curvas Cálculo del tiempo de recorrido RESULTADOS COMPARACIÓN DE RESULTADOS ENTRE ALTERNATIVAS... 7 ANEXO 1: GRÁFICOS DE VELOCIDADES ALTERNATIVA1 FRENTE A ALTERNATIVA SELECCIONADA ESTUDIO INFORMATIVO DE LA LÍNEA DE ALTA VELOCIDAD BURGOS - VITORIA

3 1. INTRODUCCIÓN 2. CARACTERÍSTICAS VÍA ACTUAL El tráfico que soporta la línea actual Burgos-Vitoria, perteneciente al recorrido Madrid-Hendaya, corresponde a un tráfico mixto de viajeros y mercancías. Al mantener el servicio de la vía actual (vía en ancho ibérico), se estipula que por la nueva línea de ancho UIC circulará única y exclusivamente tráfico de viajeros. La línea de alta velocidad estará destinada al tráfico de viajeros y las líneas convencionales en ancho ibérico quedarán reservadas al tráfico de mercancías. Con la puesta en servicio de la línea de alta velocidad entre Burgos y Vitoria una parte importante del flujo de viajeros de las líneas de ancho ibérico pasará a la nueva línea de alta velocidad. En consecuencia disminuirá el número de circulaciones por las líneas de ancho ibérico. No obstante hay que indicar que el trazado entre Miranda y Vitoria en ancho internacional permitiría circulaciones de mercancías al no presentar pendientes superiores a 18 milésimas. En cuanto a la funcionalidad de la estación de Miranda de Ebro, propiamente dicha, no se verá afectada puesto que el paso por la misma de la línea de alta velocidad se limita básicamente a eliminar dos vías de la estación de viajeros en ancho ibérico y destinarlas a la línea de alta velocidad a la que, por otro lado, se traspasan las circulaciones de viajeros. En la actualidad, el tiempo de recorrido entre las estaciones de Burgos y Vitoria es de 1 hora y 15 minutos, considerando un tren Alvia. El presente estudio se centra el tramo comprendido entre la Variante de Burgos y Vitoria CARACTERÍSTICAS DE LAS INSTALACIONES FERROVIARIAS El tramo Burgos - Vitoria pertenece a la línea Madrid Hendaya (Línea 100 ADIF). Dicha línea está constituida por vía doble en ancho ibérico, electrificada a V en corriente continua (catenaria compensada). Parte de Madrid y discurre a continuación por Ávila, Medina del Campo, Valladolid, Venta de Baños, Burgos, Miranda de Ebro, Vitoria, Alsasua, San Sebastián, Irún y Hendaya. En el tramo objeto de estudio circulan tráficos de mercancías y viajeros (Larga Distancia y Media Distancia). El análisis de las instalaciones ferroviarias del tramo Burgos - Vitoria se realizará atendiendo a la clasificación del equipamiento en dos subsistemas: Subsistema de infraestructura Subsistema de control, mando y señalización Subsistema de infraestructura Las características de las instalaciones ferroviarias de la línea existente se muestran a continuación: VELOCIDAD MÁXIMA PERMITIDA Las velocidades máximas son: Tramo Burgos Bifurcación de Rubena 200km/h, tramo Bifurcación de Rubena Miranda 160 km/h y tramo Miranda Vitoria 155 km/h. ESTACIONES Y VÍAS DE APARTADO Todas las estaciones salvo Vitoria-Gasteiz disponen de vías de apartado cuya longitud útil es superior a la longitud básica máxima autorizada para trenes de mercancías, que es para este tramo, de 520 m. Además, las estaciones de Miranda de Ebro, Manzanos, Júndiz, Alegría-Dulantzi, Agurain-Salvatierra y Araia ESTUDIO INFORMATIVO DE LA LÍNEA DE ALTA VELOCIDAD BURGOS - VITORIA PÁG. 1

4 disponen de vías de apartado cuyas longitudes útiles superan la longitud condicional máxima autorizada (550 m). RAMPAS Las rampas características del tramo de la línea convencional son: 2.2. CAPACIDAD Y OFERTA DE SURCOS A partir del Manual de Capacidades de ADIF (Diciembre 2.014) se han obtenido los cupos de surcos diarios disponibles en la línea Madrid - Hendaya. Dentro de estos cupos, se han distinguido entre surcos utilizables para servicios de Larga Distancia, Media Distancia, Cercanías, y Mercancías. Tramo Burgos Miranda, sentido Miranda de 15 mm/m. sentido Burgos de 12 mm/m Los surcos que se muestran en los siguientes gráficos hacen referencia a los dos sentidos de la línea analizada. Tramo Miranda Vitoria: Sentido Vitoria de 10 mm/m Sentido Miranda de 11 mm/m Se dispone de básculas dinámicas de pesaje en ambos extremos del tramo (Miranda de Ebro y Alsasua) Subsistema de control, mando y señalización Burgos - Miranda Miranda - Vitoria MERC MD LD La línea existente cuenta con ASFA, como sistema de protección del tren, en todo Cupo de surcos por día y tipo de servicio, sentido Vitoria su recorrido. Este sistema anuncia en cabina la indicación de las señales luminosas por medio de balizas situadas en la vía. Dispone para las comunicaciones de sistema Tren-Tierra, instalado en todo el tramo objeto de estudio. La comunicación a través del sistema de radiotelefonía analógico denominado Tren-Tierra, permite una comunicación individual entre los trenes y el Puesto de Mando, así como entre los trenes y los gabinetes de circulación de las estaciones en los entornos próximos a cada estación. La circulación es regulada desde el CTC del Puesto de Mando de Miranda de Ebro. Cupo de surcos por día y tipo de servicio, sentido Burgos ESTUDIO INFORMATIVO DE LA LÍNEA DE ALTA VELOCIDAD BURGOS - VITORIA PÁG. 2

5 3. SIMULACIÓN DE MARCHAS TRAMO BURGOS-VITORIA La línea de alta velocidad entre Burgos y Vitoria se ha diseñado con parámetros de trazado aptos para circulaciones de viajeros exclusivamente, si bien en el tramo Miranda de Ebro Vitoria no se presentan pendientes superiores a 18 milésimas, lo que permitiría en su caso circulaciones de mercancías en ese tramo HIPÒTESIS DE PARTIDA. Para el cálculo de las velocidades máximas permitidas, se ha supuesto: máximo peralte admisible y compatible con las clotoides existentes. una parada de 0 segundos en la futura estación (Miranda de Ebro), es decir, el tren llega y arranca en seguida, a lo que habría que añadirle el tiempo de parada comercial. En la dos simulación siguiente se parte de Burgos con Velocidad V=0 y se llega a Vitoria con V=0. El material móvil simulado en todos los casos es la unidad de Alta Velocidad S- 103 (Siemens), diseñada para una velocidad máxima de 350 km/h, limitándose su velocidad a los 220 km/h en la primera alternativa. Dispone de una potencia de kw y de 16 ejes motores sobre un total de 32. Su composición estándar es de 8 coches, siendo posible su utilización en composición doble. parámetros de diseño excepcionales: (0,65 m/s² de a nc ; 2mm/m de rampa peralte, 50 mm/s de variación de peralte y de insuficiencia de peralte). no se han considerado velocidades mínimas de circulación MÉTODO. FORMULACIÓN Condición previa para el movimiento de un tren es una potencia de aceleración y de frenado, W, con la cual deben superarse las siguientes fuerzas de resistencia contrapuestas: no se han considerado limitaciones por el trazado en alzado (acuerdos verticales). Considerando las hipótesis comentadas se debe tener en cuenta que las máximas velocidades pueden ser algo sobreestimadas, ya que se han supuesto parámetros excepcionales en todo el recorrido, pero al tratarse de una comparación entre dos alternativas: V=220km/h y V=350km/h, los resultados permiten tener una estimación del ratio de mejora en los tiempos de recorrido. En la primera simulación se ha supuesto: una velocidad en entrada/salida por Burgos de 160 km/h. una velocidad de entrada/salida por Vitoria de 120 km/h. resistencia de rodadura del tren, Rr(v), dependiente de la velocidad; resistencia del trayecto (pend0iente, curvatura), Rt, dependiente de la vía Fuerza de tracción La fuerza de tracción que da la máquina se calcula de forma aproximada por medio de una curva escalonada. Así, resulta que la fuerza de tracción al principio de un paso de tiempo, se supone constante durante todo el paso de tiempo. Sin embargo, el error que se produce por ello, es insignificante al disminuir la magnitud del intervalo de tiempo. Para el cálculo del trayecto se han tomado, como ya se ha dicho, intervalos de 0,5 sg. un primer caso sin paradas intermedias. ESTUDIO INFORMATIVO DE LA LÍNEA DE ALTA VELOCIDAD BURGOS - VITORIA PÁG. 3

6 En el presente caso, AVE-350: a = 0,0 b = 0,65 c = 13,0 d = 0,0 e = 0,001 f = 0, Potencia de frenado La aceleración de frenado se supone constante y limitada a 0,5 m/s² Resistencia de rodadura La resistencia de rodadura se calcula según la siguiente fórmula general: Rr(v) = R L + R Q (RL: resistencia de locomotora, RQ: resistencia de composición remolcada), siendo L = 90 t. n = 4 ejes Ka = 2,0 Kb = 4.500,0 Q = 210 t. y 710 t. En las anteriores fórmulas de R L y R Q se aprecian perfectamente la resistencia independiente de la velocidad, la dependiente de ella, y la resistencia aerodinámica (dependiente de v²) Resistencia de trayecto La resistencia de trayecto se compone de la resistencia de rampa y la resistencia de curva: Rt = Rp + Rc, siendo: con los siguientes significados: Resistencia de rampa: L : peso (t.) de la locomotora n : nº de ejes Q : peso (t.) de la composición remolcada Rp = p. M p = pendiente en a, b, c, d, e, f, Ka, Kb : parámetros v : velocidad de marcha ESTUDIO INFORMATIVO DE LA LÍNEA DE ALTA VELOCIDAD BURGOS - VITORIA PÁG. 4

7 Resistencia de curva: Adicionalmente se calcula la distancia de frenado necesaria hasta la parada (o hasta una restricción de la velocidad), iniciando el frenado en caso necesario. R = radio en m. M = masa del tren Velocidad máxima en curvas Consideramos que en curvas es:, R : radio en m. K : depende del peralte máximo, máxima aceleración no compensada y ancho de vía. En nuestro caso: Dmáx. = 160 mm. (peralte máximo). Anc: 0,65 m/s² (acel. sin compensar) a : mm. (ancho de vía) con lo que resulta : K = 4, Cálculo del tiempo de recorrido Teniendo en cuenta las condiciones mencionadas, así como las regularidades elementales del movimiento, el programa calcula la aceleración posible al comienzo de cada paso de tiempo y la velocidad alcanzada al final del paso de tiempo, así como el recorrido realizado. La aceleración posible resulta ser: La fuerza de tracción que da la máquina se calcula de forma aproximada por medio de una curva escalonada. Así, resulta que la fuerza de tracción al principio de un paso de tiempo, se supone constante durante todo el paso de tiempo. Sin embargo, el error que se produce por ello, es insignificante al disminuir la magnitud del intervalo de tiempo. Para el cálculo del trayecto se han tomado, como ya se ha dicho, intervalos de 0,5 sg RESULTADOS. Alternativa 1 Los resultados, a los que se han añadido los márgenes comerciales de Adif, son los siguientes: Trenes Directos: Sentido Vitoria Sentido Burgos Velocidades Calculado 26:07 21:50 26:11 22:45 Margen 5% 01:18 01:06 01:19 01:08 Márgen 3' / 100 km 02:41 02:41 02:41 02:41 Total Tiempo Real 30:06 25:36 30:10 26:34 TIEMPO MEDIO REDONDEADO AL MEDIO MINUTO SUPERIOR 30:30 26:00 30:30 27:00 Ganancia de 220 a :30 03:30 ESTUDIO INFORMATIVO DE LA LÍNEA DE ALTA VELOCIDAD BURGOS - VITORIA PÁG. 5

8 Trenes con Parada en Miranda de Ebro: Alternativa seleccionada Sentido Vitoria Sentido Burgos Los resultados, a los que se han añadido los márgenes comerciales de Adif, son los siguientes: Velocidades Trenes Directos: Calculado 27:04 22:47 27:07 23:41 Margen 5% 01:21 01:08 01:21 01:11 Sentido Vitoria Sentido Burgos Márgen 3' / 100 km 02:41 02:41 02:41 02:41 Velocidades Total Tiempo Real 31:06 26:36 31:09 27:33 Calculado 26:22 21:07 26:25 22:22 TIEMPO MEDIO REDONDEADO AL MEDIO MINUTO SUPERIOR 31:30 27:00 31:30 28:00 Margen 5% 01:19 01:03 01:19 01:07 Márgen 3' / 100 km 02:41 02:41 02:41 02:41 Ganancia de 220 a :30 03:30 Total Tiempo Real 30:22 24:51 30:25 26:10 Cabe señalar finalmente que debido a la geometría en planta donde la velocidad se ve penalizada severamente en algunas alineaciones curvas, no se alcanzan en ningún instante los 350 km/h, particularmente en el sentido Vitoria-Burgos, donde además se localizan las rampas más desfavorables, el S103 alcanza como mucho los 320. (ver gráficos en Anexo) TIEMPO MEDIO REDONDEADO 30:30 25:00 30:30 26:30 AL MEDIO MINUTO SUPERIOR Ganancia de 220 a :30 04:00 ESTUDIO INFORMATIVO DE LA LÍNEA DE ALTA VELOCIDAD BURGOS - VITORIA PÁG. 6

9 Trenes con Parada en Miranda de Ebro: Sentido Vitoria Sentido Burgos Velocidades Analizando los gráficos anexos se puede observar que, tanto para ambos casos, se produce una significativa penalización de la velocidad en el entorno de Miranda de Ebro, no superándose en ningún caso los 110km/h. Ello es debido a las limitaciones de velocidad que impone la geometría en planta. Calculado 27:23 22:08 27:26 23:23 Margen 5% 01:22 01:06 01:22 01:10 Márgen 3' / 100 km 02:41 02:41 02:41 02:41 Total Tiempo Real 31:26 25:55 31:29 27:14 TIEMPO MEDIO REDONDEADO AL MEDIO MINUTO SUPERIOR 31:30 26:00 31:30 27:30 Ganancia de 220 a :30 04: COMPARACIÓN DE RESULTADOS ENTRE ALTERNATIVAS Tipología de trenes Sentido Vitoria Sentido Burgos Alt 1 Alt 2 Δ Alt 1 Alt 2 Δ (min : seg) (min : seg) (minutos) (min : seg) (min : seg) (minutos) DIRECTOS 220 km/h 30:30 30: :30 30: km/h 26:00 25: :00 26:30-0,5 PARADA EN MIRANDA 220 km/h 31:30 31: :30 31: km/h 27:00 26: :00 27:30-0,5 Se puede concluir de la tabla el ahorro máximo entre el trazado de la alternativa seleccionada respecto al trazado la alternativa 1 de 1 minuto de tiempo en sentido Vitoria y con Vmax de 350km/h y, ½ minuto en Sentido Burgos. ESTUDIO INFORMATIVO DE LA LÍNEA DE ALTA VELOCIDAD BURGOS - VITORIA PÁG. 7

10 ANEXO 1: GRÁFICOS DE VELOCIDADES ALTERNATIVA1 FRENTE A ALTERNATIVA SELECCIONADA ESTUDIO INFORMATIVO DE LA LÍNEA DE ALTA VELOCIDAD BURGOS - VITORIA

11 Gráfico de Marchas alternativa 1 ida Gráfico de Marchas alternativa 1 vuelta ESTUDIO INFORMATIVO DE LA LÍNEA DE ALTA VELOCIDAD BURGOS - VITORIA

12 Gráfico de Marchas alternativa seleccionada ida Gráfico de Marchas alternativa seleccionada vuelta ESTUDIO INFORMATIVO DE LA LÍNEA DE ALTA VELOCIDAD BURGOS - VITORIA