Asociación de Amigos del Ferrocarril de Collado Villalba
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Los trenes Civia

Los trenes más modernos de la flota de Renfe para el servicio de Cercanías, fueron desarrollados en el año 2000. El incremento de la demanda, la necesidad de renovar el parque existente con las unidades de las serie 440 al borde de su vida útil, y la construcción de nuevas infraestructuras ferroviarias, llevaron a Renfe a publicar un concurso de adquisición de nuevo material para cubrir las carestías de parque en un futuro cercano.

CAF  presentó el desarrollo de un nuevo diseño de tren, siendo más bien toda una plataforma tecnológica en cuanto a informatización de los equipos de potencia, de control y auxiliares. Esta plataforma fué definida como C-2000 o Civia.

Una de las principales características del material tipo Civia, es la modularidad, ya que pueden formarse composiciones variables en cuanto al número de coches. Según este diseño, los trenes Civia podrán estar constituidos por dos, tres, cuatro o cinco coches (en la página de CAF se indica incluso hasta seis), con capacidades

Para conformar estas distintas composiciones se dispone de tres tipologías de coches:

  • Coche Cabina, que se corresponde con cada uno de los extremos del tren
  • Coche intermedio de piso bajo, con WC
  • Coche intermedio estándar

La composición mínima estaría conformada por dos coches cabina (S-462 es M-M); si la composición deseada es la de tres coches (S-463 en M-RPMR-M) se incluye un coche intermedio de piso bajo. Para las composiciones de mayor capacidad se van incluyendo tantos coches intermedios estándar  al formato de S-463 como sean precisos (un coche para la S-464 M-RPMR-R-M, y dos para la S-465 M-R-RPMR-R-M ).

Todos las composiciones Civia, sea cual sea su número de coches, aportarán las mismas prestaciones funcionales, de confort,  e idénticas prestaciones de tracción y freno.

Podrán circular acoplados y con mando múltiple con otro tren Civia de igual o diferente número de coches y sin ninguna restricción técnica, funcional o comercial.

Estas fueron definidas como unidades de tren eléctricas para el transporte rápido y masivo en líneas de cercanías urbanas y suburbanas, con distancias cortas entre estaciones y gran capacidad de transporte de viajeros y paradas frecuentes. Dentro de sus características están la modularidad, el confort, la eficiencia, la disminución de costos energéticos y de explotación, así como importantes innovaciones tecnológicas de las que han sido dotadas.

Para el desarrollo del interiorismo, se usó un nuevo sistema de modelización virtual, denominado Cave Assisted Virtual Environment, una solución de Realidad Aumentada en el que el equipo de diseño adaptó la propuesta de los ingenieros para que se pudiese comprobar y evaluar «en tamaño real» la accesibilidad y la ergonomía de los asientos. Incluso podían ir haciendo cambios en ese mismo momento y así refinar el diseño final.

El 28 de septiembre de 2002, Renfe procedió a la adquisición de 14 trenes:

  • tres trenes de la serie S-462 (dos coches)
  • tres unidades de la serie S-463 (tres coches)
  • seis trenes de la serie S-464 (de cuatro coches)
  • dos unidades de la serie S-465 (de cinco coches)

Estos primeros trenes, fueron construidos por el consorcio formado por Caf, Siemens, Bombardier y Alstom, y la primera circulación comercial de uno de estos trenes fue el 1 de julio de 2003 en el núcleo de Cercanías de Madrid, siendo destinados los de S-462 a Sevilla, los de la S-463 a Asturias, y los de cuatro (S-464) y cinco coches (S-465) a Madrid.

Durante las pruebas de evaluación en servicio comercial, se observó que la demanda era mayor que lo estimado, y se adquirieron 9 coches intermedios mas, dotando a las unidades S-462 y S-464 de un remolque mas, quedando configuradas como S-463 y S-465, respectivamente. 

De este pedido son las unidades 463.001 a 006 y las 465.001 a 008.

El 13 de octubre de 2003 el Consejo de Administración de Renfe adjudicó la compra de otras 80 unidades, de las que 40 se encargaría de realizarlas el grupo formado por Caf y Siemens y las otras 40 Alstom. A estas unidades se uniría la compra de otras 3 más para sustituir al material en el que explotaron las bombas del atentado de 11 de marzo de 2004. El primero de estos 83 trenes comenzó a circular en 2006.

Un tercer pedido se produjo el 4 de marzo de 2004 con la convocatoria de un concurso para la compra de otras 80 unidades, que fue fallado el 16 de enero de 2006 con la adjudicación de dos lotes. El primero, para 40 trenes de cinco coches fue adjudicado a Caf/Siemens, mientras que el segundo, por el mismo número de trenes a Alstom, aunque en este caso el material contratado fue de 1 tren de cinco coches, 28 trenes de cuatro coches y 1 tren de tres coches. Se prevé que estos trenes comiencen a recibirse en abril de 2008.

Por último, el 30 de octubre de 2007 el Consejo de Administración adjudicó la fabricación y el mantenimiento de 30 trenes Civia al consorcio Caf y Siemens y otros tantos a Alstom. Estos 60 trenes, denominados Civia IV, se construirán con unas características tecnológicas más avanzadas que el resto de la serie. Con esta adjudicación, Renfe cuenta con ya, tanto en servicio como fase de construcción, con 237 trenes Civia.

En el desarrollo del tren se utilizan cajas de estructura ligera, construidas con perfiles de aluminio de grandes dimensiones soldados entre sí y con chapas del mismo material, formando una estructura auto-portante, que ha permitido reducir notablemente la tara.

Los testeros frontales están dotados de dispositivos anti-cabalgamiento, con absorción de energía cinética en caso de choque. El carenado exteriior de estos se ha realizado en fibra de poliester reforzada co vidrio.

Para el recubrimiento del piso se han usado paneles de madera ligeros, forrados de aluminio. la unión con la estructura del tren se realiza mediante apoyos elásticos, eliminando ruidos.

 

En el interior de la caja, los revestimientos se han realizado con piezas moldeadas en resinas fenólicas, aluminio y estratificados, que facilitan las tareas de limpieza. Todos los materiales empleados son de alta resistencia al fuego y con una baja emisión de humos y gases tóxicos. Tanto en los revestimientos como en el mobiliario, no existen elementos que presenten aristas o partes cortantes que puedan dañar al viajero. El uso de materiales aislantes acústicos y el empleo de medidas anti-ruido en todos los equipos instalados en el vehículo, permiten lograr unos altos niveles de insonorización.

 

Cada coche dispone de dos puertas por costado, las cuales dejan un paso libre de 1.300 mm. Tanto su apertura como su cierre es de accionamiento eléctrico, de tipo encajable deslizante, doble hoja y con encerrojamiento neumático. El control de las mismas se realiza mediante microprocesador.

Cada puerta dispone de un estribo abatible, con accionamiento neumático y mando eléctrico, conjugado con las puertas.

Una de las cajas dispone de piso bajo, con acceso a nivel del andén, y preparado para el uso por sillas de ruedas. A esta parte se accede por una puerta por costado, quedando el hueco entre tren y anden cubierto con una placa-puente.

Además, en esta misma área se ubica una zona para colocar las bicicletas y el WC.

La cabina de conducción está separada de la sala de viajeros a través de una zona amplia acristalada, plana y de transparencia permanente.

El diseño interior del tren se caracteriza por ser de pasillo continuo, no disponiendo de puertas en los testeros de los coches, creando espacios diáfanos y luminosos que permiten una gran movilidad en el interior. Este diseño permite estar totalmente dedicado a los viajeros, con la excepción de los extremos de los coches con cabina, donde se sitúan los elementos de conducción y los armarios de los aparatos de control.

La situación de los asientos facilita la entrada al tren y la visibilidad a través de las ventanas. Para ello, estos se sitúan tanto transversalmente a la caja, en grupos de 4, como longitudinalmente, permitiendo un pasillo de intercirculación más amplio. Los asientos dispuestos longitudinalmente cuentan con un respaldo más corto a fin de no reducir la visibilidad por las ventanas. En la construcción de los asientos se han utilizado elementos anti-vandálicos y telas ignífugas. El asiento tiene forma anatómica para mejorar el confort de los viajeros.

El sistema de información al viajero se basa en el uso de teleindicadores exteriores (frontales y laterales) de LED de alta intensidad, y video-información en las salas de viajeros. Para el sistema de anuncio de estaciones, el maquinista selecciona el trayecto a recorrer, quedando este reflejado en los teleindicadores exteriores. Con respecto a los interiores, el sistema de video-información alterna la indicación del destino, de la próxima parada y de video-entretenimiento. Para ello cuenta con un equipo de vídeo con 6 monitores TFT por coche (2 de 17” y 4 de 15”). Tambien pueden ser emitidos mensajes desde los Centros de Gestión de Cercanías a través del sistema SCC (Sistema Central de Comunicaciones), así como desde la cabina de conducción habilitada.

Cuenta también con un sistema de CCTV constituido por un sistema constituido por dos cámaras por coche y un sistema de almacenaje de las grabaciones de todas las cámaras, que conserva registros en una memoria cíclica de hasta 15 días. El sistema activa la pantalla del personal de conducción en caso de actuación sobre un aparato de alarma, enfocando sobre el elemento actuado.

En cuanto a la climatización, dispone de sistema de regulación independiente entre sala de viajeros y las cabinas de conducción. Cada coche va dotado de dos unidades independientes, instaladas sobre las plataformas, estando la calefacción reforzada con turbinas de aire caliente a nivel de piso. La regulación de la temperatura en la sala de viajeros es automática y está controlada informáticamente. Cada cabina de conducción dispone de un equipo completo e independiente de calefacción y refrigeración que es activado a voluntad del maquinista.

 

Bogies y suspensión

Los Civia poseen tanto bogies motores, como remolques. Así los coches extremos del tren apoyan su extremo libre en un bogie remolque, y en el extremo opuesto sobre uno motor compartido con el coche adyacente. Los coches intermedios se apoyan en ambos extremos sobre bogies motores compartidos.

Dentro de esta afirmación, la excepción es la S-462, en la que los bogies motores son los extremos, y el central es el portador.

Todos los bogies son de dos ejes. Las ruedas son enterizas, templadas superficialmente, y cuentan con aros insonorizadores con los que se consigue la disminución del ruido provocado por la rodadura.

Cada bogie motor lleva dos motores de tracción, suspendidos del bastidor. Cada uno de ellos acciona un eje por medio de un acoplamiento y un reductor de simple etapa.

La suspensión primaria es de resortes de caucho-acero de tipo cónico y que unen elásticamente el bastidor de bogie con cada caja de grasa. La suspensión secundaria está formada por dos o cuatro muelles neumáticos de gran desplazamiento. Los bogies extremos disponen de dos balonas, mientras que los compartidos van dotados de cuatro.

Sistemas de tracción y auxiliares

Los Civia están equipados con un sistema de potencia constituido por dos equipos idénticos y de funcionamiento independiente, constituidos por onduladores directos con IGBT de 6,5 Kv. Estos dos equipos en servicio normal se encuentran interconectados para que su funcionamiento sea simultáneo y sus prestaciones de tracción o de freno eléctrico se sumen.

Cada equipo de potencia está formado por un equipo de captación (Pantógrafo, pararrayos), un disyuntor extra-rápido, el filtro de entrada, un convertidor de tracción, y un número determinado de motores y de transmisiones mecánicas.

El convertidor de tracción, que alimenta eléctricamente a los motores de tracción, está constituido por un ondulador eléctrico de tracción, con conexión directa a la catenaria de 3 kV DC. El sistema de refrigeración de los elementos de potencia está formado por un circuito cerrado de recirculación de agua.

Cada motor de tracción es de corriente alterna, trifásico asíncrono de seis polos, autoventilado y encapsulado, con rotor en cortocircuito. Proporciona una potencia máxima de 320 kW, con un peso de 1.150 kg.

Sistema de freno

Los Civia están dotados con dos sistemas de freno:

  • Un sistema de frenado eléctrico dinámico, sin desgaste, en el que los motores funcionan como alternadores y su producción bien se devuelve a la red (convenientemente adecuada) para ser usada por otros vehículos (denominado “de recuperación”), o disipándola en unas resistencias del propio vehículo si no hay otro vehículo consumidor próximo; esta segunda modalidad de frenado dinámico se conoce como “reostático”, teniendo preferencia el “de recuperación” sobre este.
  • Otro sistema de frenado neumático, en el que, mediante aire comprimido, unos cilindros neumáticos presionan unas guarniciones sobre los discos de freno montados sobre los ejes.

Ambos sistemas están combinados de tal manera que los vehículos disponen de las siguientes modalidades de freno:

  • Como freno principal o freno de servicio se usa exclusivamente el freno eléctrico de recuperación y/o reostático mientras se cubra el valor del esfuerzo de freno solicitado por el maquinista. Cuando el esfuerzo solicitado sea superior al freno eléctrico proporcionado, este es suplementado automáticamente con freno neumático en los bogies, hasta alcanzar el esfuerzo total de freno solicitado. A velocidad muy baja, el freno dinámico tiene muy poca efectividad (lo motores ya no producen), por lo que el frenado es exclusivamente neumático. Esta conjunción de sistema de frenado (dinámico & neumático) proporcional se denomina blending.
  • Freno de auxilio, es una modalidad exclusivamente neumática, y es usado cuando existe algun problema en el sistema habitual de control de frenado.
  • En caso de frenado de urgencia, el freno es puramente neumático siendo su actuación sobre todos los ejes, y en su máxima potencia.

Para el caso del frenado de estacionamiento, este funciona a través de un sistema basado en muelles acumuladores de energía y que actúan desplegándose. Para liberar el freno de estacionamiento hay que enviar presión neumática a unos cilindros que vencen la fuerza del muelle. Eliminando esta presión, los muelles actúan, apretando el freno.

Equipos auxiliares

La alimentación de energía eléctrica a los equipos auxiliares se realiza por dos convertidores estáticos iguales de 160 kw cada uno de ellos. Estos, teniendo un funcionamiento independiente, alimentan todas las cargas del tren, están estas repartidas equilibradamente entre ambos convertidores.

En caso de avería de uno de ellos, el que queda en servicio alimenta los equipos a los que suministraba energía el averiado, reduciendo la potencia de alguno de ellos. Entre los que se limita su funcionamiento esta la climatización, que se reduce al 50%.

Una de las cargas de estos convertidores es el equipo de producción de aire. Este está integrado por un compresor de aire rotativo, capaz de producir 1.500 litros a 10 bares, aire que es tratado en un secador de dos cámaras, y almacenado en los depósitos principales. Este equipo, situado bajo los coches extremos, esta duplicado (existen dos en cada tren), de forma que este redundado para solventar situaciones de avería de uno de ellos. Como curiosidad cabe destacar que cuando es necesario producir aire, el equipo de control del tren evalúa el número de horas trabajadas por cada uno de los compresores, conectando el que menos horas lleve trabajadas.

Sistema de conducción

Los trenes están equipados con diferentes sistemas que facilitan la conducción. El maquinista puede fijar la forma de conducción seleccionando uno de los cuatro modos disponibles:

  • automático, en el que seleccionando mediante el mando del regulador una velocidad, esta es mantenida independientemente del perfil de la línea y de la carga del tren.
  • manual, en la que el maquinista, después de elegir la posición de tracción o freno, regula de un modo continuo la aceleración en tracción o la deceleración en freno del tren.
  • taller, en la que vehículo circula en función de la velocidad solicitada por el maquinista, hasta un máximo de 20 km/h.
  • acoplamiento, en el que la velocidad del vehículo queda limitada a un máximo de 3 km/h, útil para la realización de acoples/desacoples de las unidades.

En el supuesto en que el sistema de control del vehículo se encontrara en averia, estos trenes disponen de un modo “socorro”, en el que sin el sistema de control averiado les permite circular a una velocidad de 30 km/h, para poder apartarse en la primera instalación que lo permita, y no afectar al resto de circulaciones.

Sistema de mando y control y comunicación

Los vehículos Civia disponen de un Sistema Integrado de Mando y Control del tren, denominado Cosmos, que bajo el estándar TCMS transmite las órdenes de mando provenientes del personal de conducción y de los sistemas de conducción automática del tren, gestionando los diferentes equipos de potencia, neumático, de climatización, de seguridad, etc.

Asimismo, gestiona la información recibida; crea las ordenes de mando para todos los sistemas y genera la información que necesite el personal de conducción y de mantenimiento referentes a incidencias y/o averías del tren y de todos sus equipos, y envía esa información a los diferentes talleres o al puesto de mando. Además, el Cosmos gestiona el sistema de ahorro energético que permite la desconexión de determinados equipos cuando se detecta la inactividad del tren.

También está equipado con equipos de radio-comunicación Tren-tierra, ASFA Digital, anti-patinaje y antibloqueo, de un registrador jurídico que registra todos los parámetros relacionados con la seguridad en la circulación del tren, y de un sistema de medición del consumo energético.

Algunos de los trenes Civia llevan el sistema ERTMS instalado, estando el resto preparados para su futura instalación.

El sistema de acoplamiento automático (Scharfenberg  Tipo 10) ubicado en cada testero del tren, realiza el acoplamiento mecánico, neumático, eléctrico y electrónico entre dos trenes Civia conjuntamente.

 

Situación actual del parque (Diciembre 2018)

El parque original de estos vehículos fue de 237 unidades, repartidas en 36 de S-463, 20 de S-464 y 178 de S-465, tras el pedido de 16 coches realizado en 2014 ha sido transformado en

  • De 36 unidades S-463, se ha pasado a 28, siendo 7 de ellas transformadas a S-464 con la inclusión de un remolque mas, y otra a S-465 añadiéndole dos coches.
  • De 23 vehículos de esta serie S-464, se han incrementado en 7 unidades procedentes de la transformación de S-463, y se ha perdido una, que ha pasado a ser transformada a S-465
  • De las 178 unidades originales, se ha pasado a 180 por la transformación de una unidad S-463 y de otra S-464.
  • De los 16 coches solicitados para ampliar la capacidad de los trenes, está pendiente (a Noviembre de 2018) de entregar 6, por lo que el reparto por series volverá a ser modificado cuando se produzca al entrega de los mismos, que en principio estará destinado a la ampliación de unidades S-463 en S-464.

En el capítulo de bajas hay que reseñar el de la unidad 465.210 por el accidente sufrido por este vehículo en la estación de Barcelona Francia. Su estado y el coste de la reparación desestimaron su recuperación.

La ubicación de las unidades Civia se reparte por los núcleos de Madrid, Barcelona, Valencia, Asturias, Sevilla, Málaga, Cádiz y Zaragoza.

El mantenimiento lo lleva a cabo tanto Renfe Fabricación y Mantenimiento, como la industria particular, estando repartido del siguiente modo

Resumen

 

Descripción

Característica

Ancho de vía (m)

1’668

Tensión de alimentación (v c.c)

3.000

Captación de corriente

2 pantógrafos

Estructura de caja

Aluminio

Velocidad máxima (km/h)

120

Longitud coches extremos con cabina (mm)

22.000

Longitud coches intermedios (mm)

17.750

Altura máxima (mm)

4.260

Anchura exterior (mm)

2.940

Altura del piso sobre carril (mm)

1.150

Altura piso bajo sobre el carril (mm)

680

Empate bogie motor (m)

2’70

Empate bogie remolque (m)

2’50

Diám. rueda nueva (m)

0,89

Aparatos de enganche

Scharfenberg

Tipo de motor

Trifásico asíncrono de seis polos, autoventilado y encapsulado, con rotor en cortocircuito

Potencia nominal por motor (kW)

320

Convertidor de tracción

Ondulador directo de red trifásico que utiliza IGBT de 6,5 kV de tensión inversa

Equipo eléctrico auxiliar

2 convertidores estáticos de 160 kw que alimentan el compresor principal, ventiladores, climatización, puertas...

Freno eléctrico y/o neumático

SI (con blending)

Freno de urgencia

Directo

Freno de estacionam.

Muelle acumulador

Aceleración entre 0 y 120 km/h

0’59 m/s2

Deceleración de servicio

1’1 m/s2

Deceleración máxima

1’2 m/s2

Deceleración máxima (urgencia)

1’3 m/s2

 
 

 

Serie 462

Serie 463

Serie 464

Serie 465

Longitud del tren (mm)

44.800

65.550

80.300

98.050

Peso en tara (tn)

80’00

105’80

131’50

157’30

Puertas por costado

4

6

8

10

Plazas totales

414

607

832

997

Plazas sentadas

126

169

223

277

Aseos por tren

0

1

1

1

Motores de tracción

4

4

6

8

Potencia máxima en llanta (kw)

1.270

1.400

2.100

2.200

Bogies

3 (2 motores y 1 portador)

4 (2 motores y 2 portadores)

5 (3 motores y 2 portadores)

6 (4 motores y 2 portadores)

Consumo en tara (Kwh/km)

2´73

3,62

4,50

5,40

Potencia/plaza

3,067 kw/pz

2,032 kw/pz

2,524 kw/pz

2,206 kw/pz

 
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