603 kilómetros por hora es hasta hoy el récord de velocidad de la tecnología ferroviaria, establecido por el tren japonés modelo L0 (L cero), que funciona mediante levitación magnética por superconductores (SCMaglev). Este hito resume una tendencia tecnológica creciente y global. El tren, en rapidez, seguridad, eficiencia e impacto ecológico, toma velocidad para reinventarse en el siglo XXI como la alternativa de transporte más sostenible en tiempos de emergencia climática.
El nuevo tren bala japonés unirá Tokio y Nagoya en 2027 —si los retrasos en la construcción lo permiten— en unos 40 minutos, alcanzando velocidades máximas de 500 kilómetros por hora, para extenderse en 2037 hasta Osaka con una duración del trayecto de 67 minutos. Mientras tanto, el prototipo ya ha batido el récord mundial de velocidad ferroviaria, superando los 600 kilómetros por hora y manteniendo esa velocidad punta durante 11 segundos. Y la clave está, precisamente, en no tocar los raíles. La tecnología SCMaglev se basa en la suspensión electrodinámica, un fenómeno físico que se produce al provocar un campo magnético de repulsión entre dos objetos, que los mantiene separados.
En el caso del tren bala esto significa que el vagón levita 10 centímetros por encima de los raíles; es decir, no hay fricción entre el tren y las vías que le haga perder velocidad. Para lograrlo, el chasis tiene acoplados una serie de imanes superconductores, alimentados por un generador de gas, que crean un campo magnético. Las vías por las que circula el vehículo tienen instaladas unas bobinas que, al interactuar con el campo magnético, generan su propio campo por inducción. Debido a su disposición, estas bobinas logran un doble efecto: por un lado, hacer que el tren levite, y por otro lado, guiar y estabilizar su rumbo. La levitación del tren se produce a partir de los 150 kilómetros por hora y, hasta ese momento, el tren circula sobre ruedas de goma.
En 2020 se presentó una versión mejorada de la serie L0 que prescinde de las turbinas de gas, ya que en este caso los vagones se alimentan por inducción de la electricidad de las vías. Por lo tanto, el tren no consume ningún combustible ni produce emisiones, y la electricidad a las vías puede suministrarse de fuentes renovables, por lo que el impacto medioambiental es mínimo. Aunque los trenes maglev consumen algo más de energía que los convencionales, su balance es muy favorable incluso respecto a los aviones más eficientes.
En lo que se refiere a los trenes convencionales, actualmente algo menos de un tercio de la red global de ferrocarriles está electrificada, unos 375.000 km de un total de 1,3 millones. Esto implica que la gran mayoría de la red aún depende de locomotoras autopropulsadas, y el combustible diésel ha sido hasta ahora la solución habitual. Los trenes híbridos son hoy un paso de transición, pero en el horizonte están los cien por cien eléctricos.
En 2007 Japón introdujo los primeros trenes híbridos diésel-eléctricos en una línea rural. En 2015 comenzó a operar el primer servicio interurbano, recorriendo las 20 estaciones que cubren 47,2 kilómetros de la línea Senseki-Tōhoku a una velocidad máxima de 100 kilómetros por hora. La ventaja con respecto a un tren convencional es que la emisión de óxidos de nitrógeno se ve reducida en un 60% y el consumo de diésel en torno al 10%.
Los motores híbridos de estos trenes son similares a los de los coches. La mejora ecológica y de eficiencia la aportan dos baterías de litio de 15 kilovatios-hora por vagón. Las baterías cambian su comportamiento según el estado del tren. En parada, alimentan los sistemas auxiliares del tren. Durante la puesta en marcha, y mediante un inductor que transforma en alterna la corriente continua de las baterías, se arranca el tren con los motores diésel apagados; una vez el vehículo ha arrancado, los motores diésel comienzan a operar. El frenado del tren se aprovecha para recargar las baterías.
Sin embargo y a pesar de que esta es una tecnología ampliamente utilizada en los automóviles y fácil de adaptar a los trenes, esta modalidad aún no ha llegado a despegar y opera solo de forma minoritaria o en proyectos piloto. La apuesta de futuro a medio plazo sería el tren completamente eléctrico, alimentado por baterías que evitan la necesidad de tender catenarias o raíles electrificados. En realidad se trata de una idea ya muy antigua: la primera locomotora propulsada por baterías eléctricas se fabricó en 1837, aunque el sistema no llegó a extenderse. En tiempos recientes, en 2014 Japón introdujo trenes de pasajeros alimentados por baterías, y al año siguiente Reino Unido probó una locomotora eléctrica para uso comercial por primera vez en 50 años, un prototipo del proyecto IPEMU (Independently Powered Electrical Multiple Units) que transportó pasajeros como parte de un plan de la red nacional de ferrocarril británica para reducir sus costes un 20%, además de frenar las emisiones dañinas a la atmósfera.
El inconveniente de los trenes eléctricos es el alto peso de las baterías y su autonomía limitada, lo que reduce su utilidad. Por ello a menudo se utilizan trenes que combinan baterías con un pantógrafo para conectarse a una catenaria, lo que les permite recorrer tramos parcialmente electrificados, de modo que la línea recarga las baterías para los recorridos sin electrificar. Hoy existe interés en los trenes trimodales, que a las baterías y el pantógrafo unen el motor diésel para ofrecer mayor versatilidad. Actualmente varios países hacen uso de los trenes eléctricos en mayor o menor medida.
Una alternativa para los trenes eléctricos es generar su propia energía a partir del hidrógeno, un recurso renovable y no contaminante. Esta es la vía que plantea la tecnología hydrail. Las dos estrategias principales para conseguirlo son o bien quemar el hidrógeno o bien usarlo en una pila de combustible.
La diferencia fundamental es que en el primer caso el hidrógeno se quema en un motor de explosión (como los de gasolina), sin emitir CO2 pero sí óxidos de nitrógeno, que contribuyen al efecto invernadero causante del cambio climático. En la pila de combustible, el hidrógeno reacciona químicamente con el oxígeno y en este caso los únicos residuos de la reacción son calor y agua, por lo que se considera que los vehículos que emplean esta tecnología (los FCEV) son de emisión cero, es decir, que no contaminan.
En la década pasada diversos proyectos de tecnología hydrail comenzaron a salir de la pizarra y los test. Aruba, una isla caribeña perteneciente al Reino de los Países Bajos, implantó en 2012 el primer servicio regular de tranvías de hidrógeno, al que siguieron después Dubái y otras líneas urbanas. Sin embargo, el salto a los grandes trenes de pasajeros ha sido más lento. En 2016 la francesa Alstom presentó el Coradia iLint, el primer tren de pasajeros propulsado por pilas de hidrógeno, que comenzó a operar en Alemania en 2018. Varios países europeos han introducido ya los iLint o planean hacerlo en los próximos años, incluyendo Italia, Francia, Suecia, Polonia, Austria, Países Bajos o Reino Unido.
El monorraíl ha sido una opción estudiada ya desde el siglo XIX, y contemplada durante el XX como la visión futurista del sistema de transporte urbano. Sin embargo, se ha utilizado sobre todo como atracción turística. Los monorraíles para el transporte urbano masivo hoy operan principalmente en Japón y China. Últimamente existen varios proyectos en marcha en ciudades como El Cairo, Bangkok o Bahía. El monorraíl de São Paulo, planificado para ser el segundo más largo y de mayor capacidad del mundo después del de Chongqing (China), transportando 500.000 pasajeros al día, está parcialmente operativo, pero ha sufrido retrasos crónicos que han retrasado la conclusión del proyecto hasta 2024. 54 trenes de siete vagones (modelo INNOVIA 300 del fabricante Bombardier) recorrerán en 50 minutos los 27 kilómetros de la línea 15 del metro. Lo harán de manera completamente automatizada, sin conductor humano. Los pasajeros del monorraíl que usen la nueva línea de un extremo a otro se ahorrarán una hora y diez minutos de viaje, en comparación con el tiempo que les llevaría recorrer en coche ese mismo trayecto (dos horas).
En tiempos en que la sostenibilidad se ha convertido en un objetivo clave, se ha reavivado el interés en el monorraíl. El ahorro de este sistema de transporte se refleja también en la infraestructura ferroviaria. El uso de nuevos materiales (tomados de la aeronáutica) permite sistemas más ligeros, con lo que la construcción de las líneas resulta mucho más barata, y energéticamente son un 10% más eficientes que un metro tradicional.
Difícilmente puede llamarse tren al proyecto del emprendedor Elon Musk (cofundador de PayPal, Tesla y SpaceX), que lo definió como “un cruce entre el Concorde, un cañón de riel y el hockey de aire” cuando desveló en 2013 su propuesta de un nuevo medio de transporte, el hyperloop. Pero la envergadura de la idea se explica mucho mejor en cifras: cubrir los 616 kilómetros que separan San Francisco de Los Ángeles en 30 minutos. Es decir, circular a velocidades transónicas, aquellas que se encuentran al filo de lo supersónico (la barrera del sonido se rompe a los 1.234,8 kilómetros por hora).
El milagro tecnológico sería posible tratando el tren como un proyectil, que circularía por un tubo de cuasi vacío. En la parte delantera del vehículo, un gigantesco ventilador absorbería el aire para evitar que reduzca la velocidad y provoque turbulencias. El tubo de cuasi vacío ayudaría a alcanzar las grandes velocidades ofreciendo una milésima de la presión atmosférica a nivel del mar. Y para la propulsión, la misma filosofía que el maglev: un campo electromagnético de repulsión que eliminaría el rozamiento al hacer levitar el vehículo.
La idea del hyperloop nació con la ambición de cambiar toda la economía mundial. Cruzar el Pacífico en una noche para transportar mercancías de Estados Unidos a China. Ciudades distantes simplificadas como puntos de una línea de metro intercontinental. Sin embargo, con el tiempo se han moderado las expectativas respecto a este posible nuevo medio de transporte, debido a las dudas sobre su viabilidad técnica y económica y sobre su seguridad y comodidad para los pasajeros. No ha habido ningún progreso en la línea propuesta entre Los Ángeles y San Francisco.
Musk concibió el proyecto como “open source”, invitando a otras compañías a sumarse, y actualmente hay al menos siete empresas desarrollando el sistema. Una de ellas, Virgin Hyperloop, parte del grupo empresarial de Richard Branson, realizó en noviembre de 2020 la primera prueba con pasajeros en Las Vegas, aunque alcanzando una modesta velocidad de 172 km/h. El récord de velocidad actual del hyperloop fue establecido en julio de 2019 por un pequeño prototipo de la Universidad Técnica de Múnich, pero sus 463 km/h aún están muy por debajo de los 574,8 km/h alcanzados por el TGV francés en 2007, la marca más rápida de un tren convencional.
El hyperloop hoy es objeto de diversos proyectos en todo el mundo, algunos de ellos ya frustrados, como el de Hyperloop Transportation Technologies que pretendía construir la primera línea en el valle californiano de Quay. Aún es pronto para saber si el hyperloop llegará a ser algo real o si terminará abandonándose. Tampoco la raíz del proyecto viene inspirada por consideraciones de sostenibilidad; se ha argumentado que la idea de Musk de cubrir el tubo con paneles solares no proporcionaría la energía suficiente, por lo que los aspectos energéticos podrían amenazar también la continuidad de este sueño de transporte del futuro.
