Tren a reacción

El JetTrain fue un concepto experimental de tren de pasajeros de alta velocidad creado por Bombardier Transportation en un intento por hacer que el servicio de alta velocidad al estilo europeo resultara más atractivo económicamente para las compañías ferroviarias de pasajeros en toda Norteamérica . Fue diseñado para utilizar los mismos trenes Acela de vagones basculantes derivados de LRC que Bombardier construyó para Amtrak en la década de 1990, los cuales utilizaban locomotoras totalmente eléctricas. A diferencia del Acela, alimentado eléctricamente por catenarias , el JetTrain habría utilizado una combinación de un motor de turbina de gas de 4000 caballos de fuerza (3,0 MW), un motor diésel de baja potencia, una caja reductora y dos alternadores para alimentar los motores de tracción eléctrica. Esto le habría permitido circular a altas velocidades en líneas no electrificadas.

Los motores de turbina utilizan hasta el 65 % de su potencia total generada para accionar el compresor situado en la parte delantera del motor. Esto significa que, cuando el motor está en ralentí, sin producción neta de energía, sigue consumiendo el 65 % del combustible que consumiría a máxima velocidad. ^{[ 1 ]} Esto hace que los motores de turbina resulten atractivos únicamente en aplicaciones donde se operan a alta potencia durante largos periodos de tiempo, como en la aviación, la generación de energía o el transporte ferroviario de larga distancia. Generalmente, no son atractivos en aplicaciones donde es común el funcionamiento a baja potencia, razón por la cual tampoco han tenido éxito en la industria automotriz.

En las décadas de 1950 y 1960, cuando el combustible para aviones era muy económico, las ventajas mecánicas del motor —su simplicidad inherente y su peso muy ligero— compensaban el aumento de los costos del combustible. Durante esas décadas se introdujeron varios diseños de trenes de baja velocidad propulsados ​​por turbinas, tanto para pasajeros como para carga. En la década de 1960 también se diseñaron varios trenes de pasajeros de alta velocidad, como el UAC TurboTrain en Norteamérica, el Advanced Passenger Train (APT) británico y el TGV 001 francés .

En la década de 1970, especialmente después de la crisis del petróleo de 1973 , estas ventajas ya no eran suficientes para superar el aumento de los costos del combustible, y la mayoría de los diseños de trenes basados ​​en turbinas desaparecieron. Si bien dos grandes clases de vagones interurbanos propulsados ​​por turbinas de gas (ETG y RTG) continuaron utilizándose en Francia hasta aproximadamente el año 2000, tanto el TGV como el APT pasaron a la operación totalmente eléctrica, con la instalación de catenarias para su soporte. En Norteamérica, donde la financiación para modernizar las líneas ferroviarias era limitada, la operación eléctrica solo era una opción para las rutas más transitadas, y sigue siendo poco común. Canadian National Railway (CN) y Via Rail continuaron operando sus TurboTrains hasta principios de la década de 1980, antes de que también fueran reemplazados por unidades diésel-eléctricas, como el tren LRC . Amtrak continuó operando Rohr Turboliners hasta aproximadamente el año 2003.

Otro cambio que se ha producido en las últimas décadas es el uso generalizado y la estandarización de la alimentación eléctrica en la cabecera del tren (HEP, por sus siglas en inglés) para suministrar electricidad al resto del tren y alimentar los sistemas de climatización y entretenimiento. Dado que estos requerimientos de energía son bastante constantes, incluso cuando el tren está estacionado, no es raro utilizar una locomotora independiente específicamente para esta función, altamente adaptada a estas necesidades operativas.

El concepto JetTrain amplía esta idea utilizando el mismo motor HEP para proporcionar potencia motriz durante la operación a baja velocidad, evitando los problemas con la eficiencia del combustible de la turbina a bajas potencias. El concepto JetTrain utiliza únicamente este motor mientras se desplaza por la zona de la estación y los patios de maniobras. Una vez que el tren ha salido del patio de maniobras, se arranca el motor de turbina, un Pratt & Whitney Canada PW150 de 3750 kW (5029 shp) (denominado ST40 en este caso), ^{[ 2 ]} y el tren acelera hasta alcanzar la velocidad operativa. El motor de turbina se ha adaptado del servicio de helicópteros, beneficiándose de más de 50 años de desarrollo en dicho servicio para mejorar su eficiencia operativa y fiabilidad. Está adaptado para funcionar con diésel de locomotoras convencional, por lo que no es necesario construir instalaciones de repostaje especiales para introducir las locomotoras de turbina en las líneas ferroviarias existentes. El motor diésel por sí solo puede impulsar el tren a velocidades de hasta 50 km/h (31 mph) cuando está vacío, y la turbina aumenta esa velocidad a 240 km/h (149 mph). Los dos motores están acoplados en una sola caja de engranajes que alimenta un generador para suministrar energía a cuatro motores de tracción, idénticos a los del Acela Express totalmente eléctrico . El generador es el motor de un tren TGV , pero funciona en sentido inverso al normal: en lugar de estar conectado a la corriente eléctrica y producir rotación, gira y genera energía eléctrica.

La principal ventaja de usar la turbina para el tramo de alta velocidad es su pequeño tamaño y peso ligero. El motor de turbina tiene aproximadamente el tamaño de un escritorio de oficina común y pesa solo 400 kg (882 lb), mientras que un motor diésel convencional de la misma potencia mide unos 5 m (16 pies) de largo y pesa hasta 10 000 kg (22 046 lb). El uso de la turbina reduce el peso de los vagones motrices; el vagón motriz del JetTrain pesa 215 000 libras (97,5 t) y tenía un peso no suspendido por eje de 5530 libras (2508 kg). Esto se compara con el ampliamente utilizado EMD F40PH , que pesa 260 000 lb (117,9 t) con un peso por eje de 8540 lb (3,9 t). Esta reducción de masa por eje ejerce una tensión considerablemente menor sobre los rieles, lo que permite que el tren opere a velocidades más altas sin necesidad de modificar la vía. ^{[ 3 ]}

Con un solo vagón motor remolcando siete vagones de pasajeros, el JetTrain podía alcanzar los 170 km/h (106 mph), aunque su velocidad máxima de equilibrio era de 220 km/h (137 mph). Con dos vagones motores, uno en la parte delantera y otro en la trasera, el tren podía alcanzar los 240 km/h (149 mph), con una velocidad máxima de 265 km/h (165 mph). ^{[ 4 ]} Un tren completo normalmente constaría de dos vagones motores, uno en cada extremo, junto con hasta 11 vagones de pasajeros. Los vagones de pasajeros basculantes son versiones de los utilizados en el Acela, y su linaje se remonta al tren basculante LRC de Bombardier introducido en la década de 1980. En el servicio de pasajeros de alta velocidad, el JetTrain sería altamente eficiente. Debido a su menor peso y motor moderno, el JetTrain tiene emisiones de gases de efecto invernadero un 30 % menores que una unidad diésel que opera a las mismas velocidades. ^{[ 5 ]} El motor es prácticamente silencioso incluso a máxima potencia: en funcionamiento, el tren tiene el mismo volumen que el Acela totalmente eléctrico. ^{[ 6 ]}

El JetTrain se originó en 1997 en el Programa de Trenes de Alta Velocidad de Próxima Generación de la Administración Federal de Ferrocarriles (FRA) ^{[ 7 ]} para desarrollar tecnologías de trenes de alta velocidad para servicios en rutas fuera del Corredor Noreste , donde los volúmenes de ruta podrían no ser lo suficientemente grandes como para hacer que la electrificación sea una opción. La FRA buscó un socio industrial que estuviera dispuesto a invertir al 50/50, y el portavoz de la FRA, Warren Flatau, comentó: "Bombardier es la empresa que dio un paso al frente cuando difundimos nuestro interés en hacer este proyecto. Creemos que el proyecto tiene un gran potencial para brindar los servicios de alta velocidad que la gente en todo el país está expresando su deseo". El acuerdo final se firmó en octubre de 1998, con la FRA y Bombardier invirtiendo cada uno 13 millones de dólares en la primera locomotora prototipo, que se construyó en la nueva planta de Bombardier Mass Transit Corporation en Plattsburgh, Nueva York .

La locomotora prototipo se completó en junio de 2000. Incluía el sistema de propulsión por turbina, pero no implementó el enfoque de motor diésel de baja velocidad. Las pruebas de seguridad comenzaron en el Centro de Tecnología del Transporte ( Pueblo, Colorado ) en el verano de 2001, donde alcanzó una velocidad máxima de 156 millas por hora (251 km/h). Posteriormente, el prototipo realizó una gira por posibles emplazamientos de alta velocidad. Su objetivo principal era el Florida Overland Express para el servicio de pasajeros entre Orlando y Tampa en Estados Unidos. En apoyo de este programa, el prototipo visitó Miami el 7 de octubre de 2003 y Orlando el 11 de octubre. El sistema de Florida estaba originalmente programado para inaugurarse en 2009, pero se le negó la financiación mediante un referéndum en 2004, después del inicio de las etapas de ingeniería de detalle. ^{[ 8 ]}

En Canadá, Bombardier y Via Rail presentaron una propuesta para utilizar trenes JetTrain en el concurrido corredor Quebec-Windsor de Via como parte de su propuesta ViaFast , pero no lograron obtener financiación del gobierno nacional. En enero de 2008, los primeros ministros de Ontario y Quebec anunciaron un estudio de viabilidad para el corredor, lo que dio a los trenes de alta velocidad otra oportunidad. El Instituto Van Horne también completó un estudio con Bombardier sobre la idoneidad del servicio JetTrain entre las dos ciudades más grandes de Alberta , Edmonton y Calgary . ^{[ 9 ]} Otras posibilidades incluían nuevas líneas en Texas y a Las Vegas.

En el Reino Unido, se ha propuesto el JetTrain como sustituto del HST diésel-eléctrico de 201 km/h (125 millas por hora) . ^{[ 10 ]} Las revistas ferroviarias australianas han sugerido el JetTrain como una opción viable para el ferrocarril de alta velocidad en Australia para complementar el XPT (una versión del HST británico) y el Tilt Train .

Bombardier mantuvo conversaciones con el gobierno del estado de Yucatán , México , para el desarrollo del Tren Rápido Transpeninsular , un proyecto que busca conectar la capital del estado, Mérida, con los centros turísticos de la Riviera Maya, como Cancún y las ruinas mayas de Chichén Itzá . Según la gobernadora Ivonne Ortega , el tren debe funcionar con diésel a una velocidad promedio de 160 km/h (100 millas por hora), para lo cual Bombardier consideró adecuado el uso del JetTrain. ^{[ 11 ]}

Al final, ninguna de estas propuestas llegó a buen puerto, y todo el contenido relacionado con el JetTrain fue eliminado de los sitios web y materiales promocionales de Bombardier. En 2019, la locomotora de turbina de demostración se encontraba almacenada en el Centro de Tecnología del Transporte .

• Locomotora de turbina de gas ( Turbina eléctrica , Tren motriz turbina-eléctrico )
• LRC (tren)
• Turboliner
• UAC TurboTrain
• Acela Express (tren)
• TGV 001

• "Bombardier presenta la tecnología JetTrain" , comunicado de prensa de Bombardier, 15 de octubre de 2002.
• Epstein, Edward (16 de octubre de 2002). "JetTrain propuesto para el ferrocarril estatal / Viajaría de San Francisco a Los Ángeles en 2 horas y media" . SFGATE .
• ["Bombardier JetTrain llega a Florida"], Business Wire , 7 de octubre de 2003
• "La locomotora del JetTrain llega a Orlando: Primera visita a Florida de la locomotora de alta velocidad" , Marketwire , 11 de octubre de 2003
• "Tren a reacción del corredor Quebec-Windsor, Canadá"
• ["Tecnología JetTrain"], página antigua de Canadair

• American Magline Group, "Comparación tecnológica: Transrapid Superspeed Maglev y Bombardier JetTrain" , diciembre de 2002

• Hoja de especificaciones con curvas de potencia y esfuerzo de tracción; francés