Jesús Arapiles - Patente de un sistema de transporte
de rodadura elevada de bajo impacto ecológico

 

 

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

Número de publicación: ES 2 073 955 - Número de solicitud: 9102912
Fecha de presentación:  31.12.1991 - Fecha de publicación de la solicitud:  16.08.1995

 

Objetivos de la presente invención

Conseguir un sistema de transporte público que sea lo suficientemente rápido para usos metropolitanos y de cercanías, barato de implantar y, sobre todo, que sea altamente confortable, seguro y atractivo para los pasajeros. De este modo, se propicia su frecuente uso en vez de los vehículos particulares y por tanto, se ayuda a descongestionar ciudades y carreteras. Y consecuentemente se produce ahorro energético.

 

Solución propuesta

El sistema de transporte motivo de esta patente consta de unos vehículos de aspecto prácticamente convencional, a excepción de que sus conjuntos motrices y de guiado están situados en su parte superior; y de una vía basada en dos cables-carril paralelos y horizontalmente dispuestos, que le sirven al vehículo de sustentación, de rodadura y de guía, y le surten de energía eléctrica de relativa baja tensión (de 1 a 2 kilovoltios); lo que permite alimentar directamente sus motores y elementos de potencia sin necesidad de emplear los pesados transformadores reductores de tensión que los ferrocarriles incorporan. Estos cables-carril se mantienen tensados mediante la acción de unos cilindros hidráulicos o cualquier otro dispositivo que pueda cumplir esa función desde unos pilares de sustentación al suelo. Opcionalmente son también soportados de otro cable que a modo de catenaria ayuda a horizontalizarlos. A diferencia de lo que ocurre en los teleféricos, todos los cables de este sistema son completamente estáticos, y los recorridos pueden tener un trazado y longitud ilimitados. Como es lógico, las curvas se realizan sobre los tramos sólidos que forman unas zapatas de sustentación de los cables en los mencionados pilares de sustentación al suelo. Los datos y dibujos que a título de ejemplo meramente ilustrativo se dan, son referidos a un sistema de rodadura apto para dos tipos de vehículos: uno sencillo monocasco con dos únicos conjuntos motrices de cuatro motores cada uno, que a modo de bogies traccionan el vehículo y de los cuales pende el habitáculo; y otro, de tipo tubular articulado, que dispone las puertas y zonas vestibulares en unos anillos o módulos en cuya parte superior se hallan los conjuntos motrices, y que son de menor longitud que los destinados a las zonas de asientos.

La capacidad de estos vehículos está únicamente limitada por la resistencia de los cables de rodadura, aunque, en principio, usando cables-carril del tipo cerrado de 65 a 70 milímetros de diámetro, le permite afirmar al autor, que el peso del mencionado vehículo a plena carga, respetando un coeficiente de seguridad mínimo de 8 a 15 (para cada cable), puede estar entre las 25 y 50 toneladas. Por tanto, considerando la gran robustez y escaso peso de los modernos materiales, la no existencia, como se ha dicho, de transformadores eléctricos, y tampoco de cajas reductoras de velocidad, ya que las ruedas van directamente acopladas a motores especiales de baja velocidad y alto par, es posible transportar en cada vehículo entre 200 y 300 personas. Si a esto se le suma la posibilidad de frecuencias de tráfico de un vehículo por minuto y poder ser su control y conducción totalmente automáticos y centralizados -como los elevadores de los modernos edificios, ya que, al igual que ésos, la rodadura no puede presentar obstáculos imprevistos-, arroja una capacidad de entre 12.000 y 18.000 pasajeros por hora; lo que prácticamente lo equipara a los actuales ferrocarriles subterráneos (Metros). No son éstas las únicas ventajas. A continuación se enumeran otras que permiten evaluar el potencial de la presente invención.

 

Ventajas del presente sistema

 

1.- Mínima oclusión visual de la rodadura

Actualmente no existe ningun elemento sólido capaz de soportar el gran peso que supone un transporte colectivo con tanta seguridad y tan pequeña sección como los cables cerrados de acero que forman la rodadura del presente sistema.

 

2.- Más seguro que cualquier otro medio

Al ser la rodadura flexible (cables) y estar los pilares de sustentacián a gran distancia (cien o más metros), los ligeros desalineamientos de los pilares de sustentación, motivados por: temblores de tierra, asentamiento de los apoyos, inundaciones, corrientes de agua subterráneas o cualquier otra causa, son admitidos aunque como se verá, detectados por los vehículos a su paso por ellos, que informan a una Central de Control para que se tomen las medidas oportunas. También más seguro que cualquier otro medio de transporte, pues en el presente sistema, cada cable de los dos que forman la rodadura está dimensionado para soportar varias veces el peso del vehículo a plena carga. En caso de que uno fallase, riesgo prácticamente inexistente, según la estadística que aportan los cientos de teleféricos y millones de ascensores instalados en todo el mundo, el vehículo quedaría todavía más netamente colgado del otro y en posición cuasi-horizontal, evitándose así el pánico de los ocupantes hasta el momento del rescate. Además, si se instala el cable horizontalizador, serán dos los cables a asegurar el posible fallo de uno de los de rodadura. Por otro lado, la posibilidad de colisiones entre vehículos es prácticamente inexistente, ya que para el control de la conducción se destinan dos computadores gemelos. Cada uno de ellos dispone de captadores independientes tanto de las señales que provee una Base de Control de Tráfico, como de unos de “efecto Doppler” que detectan cuando, por la razón que sea, en su vía hay un vehículo detenido. Cualquiera de los dos computadores de conducción que detecte (o crea detectar) una causa que aconseje la detención del vehículo, es capaz de efectuarlo de forma puramente eléctrica y totalmente independiente de lo que el otro pueda ordenar. Se vale para ello de un sencillo disyuntor cuyos contactos están en serie con los del otro computador. De este modo cada uno de ellos hace de supervisor del buen funcionamiento del otro y se produce una parada inmediata del vehículo y la consiguiente emisión de alerta a la mencionada Base de Control de Tráfico. Por último, el riesgo de incendios a bordo es descartable, dado los materiales ignífugos con los que puede estar construido no sólo todo el habitáculo, sino el vehículo y equipos eléctricos en su totalidad, y por no portar combustible alguno.

 

3.- Bajo mantenimiento de vehículos y rodadura

El coste de mantenimiento de los vehículos es tan bajo como cualquier otro de tracción eléctrica, y en lo concerniente a la rodadura es netamente menor que un teleférico convencional ya que usa cables totalmente estáticos y además de tipo cerrado. Por tanto, no están sujetos a las continuas torsiones de las poleas. Ello, unido al sistema de abrazar a los cables, que según se verá incorporan los vehículos, le permite al autor afirmar que, si en un tendido teleférico convencional es necesario cambiar los cables -únicamente por seguridad- cada 10 años aproximadamente, en este sistema podría fácilmente aumentarse a 20 o más años. Como ocurre con cualquier vehículo por rodadura, únicamente es necesaria revisión y recambio de las ruedas motrices y guiadoras, y éstos se realizan de forma rápida y sencilla.

 

4.- Coste de estudio e instalación drásticamente inferior a cualquier transporte de rodadura auto-guiado

La infraestructura es más ligera por necesitar menos pilares, pues las separaciones entre éstos pueden ser del orden de los 80 ó 100 metros en tramos urbanos donde la velocidad de los vehículos sea como mucho de 50 ó 60 Km/h. y no es necesario instalar cable horizontalizador, y hasta de 2 Km. si se instala éste. Ello permite que sólo sea necesario expropiar unos pocos metros cuadrados por pilar de sustentación. Para citar unas cifras que den una idea aproximada del ahorro que el presente sistema produce, basta decir que el coste de instalación de una línea con un número de vehículos tal, que arrojen una capacidad de transporte de entre 6.000 a 9.000 pasajeros/hora, puede ser del orden de 1/3 o 1/10 del necesario para instalar un ferrocarril de superficie de la misma capacidad, y de 1/20 a 1/40 del necesario para instalar un ferrocarril metropolitano subterráneo (Metro).

 

5.- Aprovechamiento de líneas de transporte de energía eléctrica y sencillo balizamiento de ellas

Dadas las óptimas características que los tendidos de transporte de energía eléctrica suelen tener (trazados rectilíneos entre poblaciones y emplazamientos ya establecidos) es posible sustituir las torres destinadas a ese uso, por otras apropiadas a este sistema que, además de incorporar en su parte superior los necesarios brazos para mantener el transporte de energía eléctrica, también incorporen, a un nivel ligeramente inferior, los necesarios para el anclaje de los cables horizontalizadores, y a otro todavía inferior (entre 8 y 10 metros sobre el suelo) para las zapatas soporte de los cables de rodadura. Con ello, además de permitir aumentar la altura del tendido y por tanto la cantidad de energía transportada, se obtiene una ventaja no posible en este tipo de líneas de transporte de energía sin un gran coste adicional: la señalización o balizamiento del tendido para prevenir accidentes de aeronaves, pues se requiere para ello, una relativa baja tensión para alimentar el dispositivo de balizamiento en cada torre; tensión ésta que se puede tomar directamente de la que se aplica a los cables-carril para alimentar a los vehículos. Así pues, bastará con tender una sencilla línea desde ésos hasta la parte superior de cada torre e instalar allí unos destelladores luminosos y/o pequeños emisores radio-baliza.

 

6.- Optimización de líneas de teleféricos ya existentes

Aumenta su rentabilidad al potenciar su utilidad, ya que se pueden prolongar sus recorridos y añadir curvas, posibilitando el formar circuitos cerrados de alta capacidad de pasajeros y, pudiendo además, aprovechar una de las partes más costosas de los mencionados teleféricos: los pilares de sustentación.

 

7.- Totalmente silencioso

Puede discurrir por zonas habitadas sin ser notado; ya que, además de ser silenciosos sus motores -por ser eléctricos-, la rodadura se efectúa sobre cables y todas sus ruedas son de elastómero.

 

8.- Cómodo y seguro para los pasajeros que viajan de pie

Como quiera que no puede tener interferencias con transeúntes ni con el resto del tráfico rodado, las aceleraciones y paradas son totalmente programadas, y por consiguiente, están exentas de brusquedades.

 

 

9.- Gran vano inferior para permitir el paso de transportes especiales

Al poseer los vehículos de este sistema la rodadura por su parte superior, en vez de por la inferior (como ocurre en el resto de los trenes elevados y monovigas), deja, entre los vehículos y el suelo, un vano de unos 5,4 metros que permite sobradamente el paso regular bajo él de vehículos con la altura máxima permitida (4 metros) y, lo que es más, permite el paso de transportes especiales, por mucho que éstos lo sean, ya que los cables de rodadura discurren a unos 10 metros sobre la calzada. La única medida cautelar, en ese caso necesaria, será la interrupción preventiva del servicio los pocos segundos que dure el paso del mencionado transporte especial.

 

10.- Mínimo acoso a la intimidad de viviendas

Aunque al paso por poblaciones la rodadura se instale a unos 10 metros de altura, como quiera que el vehículo cuelga de la rodadura, la visión posible desde su interior es como máximo de unos 7,5 metros (incluso para una persona de 1,90 metros de altura que viaje de pie); nivel éste, equivalente a primeros pisos; que en los edificios de avenidas por las que es propio que discurra, están normalmente ocupados por locales comerciales u oficinas.

 

11.- Cortas esperas de los usuarios y posibilidad de andenes climatizados

Como se ha dicho en el apartado “Solución propuesta”, al ser el funcionamiento de este sistema totalmente automático, las frecuencias entre vehículos pueden ser de sólo un minuto; y al poder efectuar su parada con gran precisión, pueden construirse andenes con puertas que confronten con las de los vehículos y se abran simultáneamente con las de ésos. De este modo, además de la seguridad que se añade, es posible climatizar los andenes para hacer más agradables las esperas en horas que aconsejen una más baja frecuencia de vehículos o donde existan condiciones climatológicas extremas.

 

12.- Acondicionador de aire no molesto a otros vehículos o transeúntes

Al disponer de los equipos de aire acondicionado en su parte superior y lanzar el aire caliente que todo proceso de refrigeración produce hacia arriba, éste no incide desagradablemente sobre transeúntes u ocupantes de otros vehículos.

 

13.- Posibilidad de adentrarse en terminales de aeropuertos y edificios

Al ser los vehículos de rodadura superior y no producir humos ni ruidos, los cables carril pueden acceder directamente a vestíbulos de facturación de aeropuertos, de grandes edificios comerciales, o de cualquier recinto cerrado a través de una “ventana” o abertura elevada practicada al efecto. Por tanto, únicamente será necesario alzar en dichos vestíbulos airosos andenes que permitan acceder al vehículo, sin por ello mermar la superficie destinada al habitual tránsito peatonal. Opcionalmente, se puede instalar un sistema de cortina de aire en las ventanas o aberturas de acceso de los vehículos, que evite pérdidas de climatización de dichos recintos.

 

 

 

14.- Escalador, de fácil acceso y respetuoso con zonas monumentales

Al ser todos los puntos de sustentación de los vehículos ruedas motrices y de un alto coeficiente de adherencia -por estar recubiertas de un elastómero especial-, éstos tienen una capacidad de escalada superior al 10%; lo que le proporciona tres grandes ventajas:

a) Salvar zonas orográficamente complicadas, evitando la construcción de costosísimos túneles o cortados.

b) Pasar por los cruces de calles de poblaciones dejando unos 5,4 metros de vano y sin embargo, poder descender, en unas pocas decenas de metros, sobre zonas ajardinadas situadas a propósito en el centro de bulevares a menos de 2,5 metros de altura donde se instalan los andenes, facilitando así el acceso a los usuarios y en especial a los que necesitan sillas de ruedas (eliminación de barreras arquitectónicas).

c) Poder, también en un corto trecho, pasar de discurrir sobre la calzada a un nivel subterráneo para poder atravesar, sin afear, zonas monumentales. Una vez atravesada dicha zona, y en un tramo similar, puede volver de nuevo a los andenes de superficie. Además, como la altura total necesaria para el vehículo más los soportes de rodadura es de sólo unos 5 metros, se pueden efectuar cruces con líneas de Metro, pasando entre el nivel de la calzada y el cable contacto de ésas. El único requisito necesario será que dicho cable contacto discurra al menos a 6,5 metros de profundidad con respecto al nivel de calle.

 

15.- Paso de grandes vanos sin necesidad de pilares comprometedores

Como se ha dicho en la ventaja número 4, instalando el cable o cables horizontalizadores es posible salvar distancias únicamente limitadas por la longitud de los cables (hasta 2 Km. aprox. para cables de 70 mm. F), lo que permite salvar valles, rías o estrechos, sin necesidad de altos, caros y sobre todo, peligrosos pilares que además requieren frecuentes, difíciles y nunca seguras revisiones.

 

16.- Confortable, sin zarandeos laterales

Al rodar sobre cables en vez de rodadura rígida, no se forman las inevitables sinuosidades laterales de éstas; y al no tener ejes rígidos, tampoco se forman las pérdidas de perpendicularidad de éstos respecto a los carriles. Ambas cosas provocan los típicos zarandeos laterales en los ferrocarriles. Por otro lado, el hecho de que el vehículo cuelgue de la rodadura, en vez de ir sobre ella como ocurre en todos los transportes convencionales, permite que la suspensión sea muy blanda y, además, la fuerza centrífuga que se produce en las curvas provoca una inclinación favorable del vehículo, ya que se genera un peralte automático que lo hace todavía más confortable.

 

17.- Trazados de larga distancia y posibilidad de vehículos-cama totalmente silenciosos

Instalando trazados de larga distancia, se consigue descongestionar y optimizar la red ferroviaria ya existente para el uso que le es más propio y para el que originalmente fue concebida: el transporte de móviles de alto peso, a una relativa baja velocidad y a menores cotas de puntualidad; es decir: transporte de mercancías. Por otro lado, si bien la velocidad de este sistema no puede competir con la de otros modernos medios de transporte, para circuitos suburbanos sí aventaja con creces en confort, silencio y espacio en el interior de los vehículos a ningún otro sistema existente. Ello también permite su aplicación sin competencia en trazados de larga distancia para viajes turísticos. Además, dada la suavidad de marcha, la no existencia de zarandeos laterales, y la gran anchura posible de sus vehículos, es ideal para formar coches-cama de un confort hasta hoy únicamente comparable al de los buques de lujo.

 

18.- Trazados más cortos

Al poder salvar en línea recta valles y rías, y por tener una alta capacidad de escalada, es posible eliminar los rodeos que todos los ferrocarriles -incluido los TAV- necesitan dar.

 

19.- Atropellos inexistentes ni tan siquiera en los andenes a bajo nivel

Al ir suspendido no existe esa posibilidad.

 

20.- Atractivo para el turismo y localidades de montaña

Por todas sus características, la sensación en su interior es la de volar en silencio y, por tanto, muy atractiva para el turismo. Y alegando una vez más su capacidad de escalada, permite el acceso a muchas localidades turísticas de montaña con la consiguiente descongestión del tráfico en las calles de ésas y en sus carreteras, y funcionando como seudo-teleférico de alta capacidad y confort.

y...

21.- Respetuoso con el ecosistema

Al discurrir elevado y no necesitarse para su instalación realizar terraplenes ni cortados, no modifica los biotopos, conservando los diferentes microclimas de cada rincón y permite en todo su trazado el paso bajo él de toda clase de fauna, por grande o asustadiza que ésta sea. Por otro lado, al ser la separación de los cables de rodadura superior a 1,2 metros (si se sigue el ejemplo de realización propuesto), es prácticamente imposible la electrocución accidental de aves.

 

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