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Automotor eléctrico S-446

A finales de los años 80, y ante la fuerte demanda social que exigía un transporte de calidad en las cercanías de las grandes ciudades españolas y la ausencia de un material idóneo para este tipo de servicios, Renfe decidió la adquisición de un material diseñado específicamente para satisfacer este tipo de tráficos. Su compra se inscribe entre las acciones previstas en el denominado “Plan Felipe” de mejora a los accesos a las grandes ciudades.

Estos nuevos trenes debían caracterizarse por una mayor potencia específica para desarrollar mayores aceleraciones, debido a las numerosas paradas y a las distancias cortas existentes entre las estaciones, y una distribución interior que permitiera una mayor capacidad en lo que se refiere a plazas de pie.

Con estas exigencias, se construyó la unidad 445.001, un prototipo con equipo “chopper”, que se concibió para ensayar diversas soluciones innovadoras. El prototipo fue desarrollado y construido por cinco fabricantes nacionales (MTM, GEE, Macosa, CAF y WESA) con el apoyo financiero del Centro para el Desarrollo Tecnológico e Industrial (CDTI). Los negativos resultados de las pruebas de este prototipo impulsaron a Renfe a renunciar a este vehículo. Sin embargo, las reflexiones derivadas de la unidad 445 permitieron avanzar en el diseño de las futuras unidades de cercanías.

Las UT 446 han constituido la primera serie de material de Renfe diseñada específicamente para el servicio de cercanías, destacando por su fiabilidad, mantenibilidad, elevado confort y reducido consumo energético, así como por sus excelentes prestaciones de aceleración y deceleración, que las han hecho idóneas para la prestación de este tipo de servicios.

Las unidades 446 se adquirieron en varios lotes. El primer lote de 50 UT en 1987, siendo seguido por otros 50 trenes en 1988. Estos 100 trenes, entregados ente julio de 1989 y diciembre de 1991, entraron en servicio comercial, después de las pruebas de la UT prototipo, en noviembre de 1989 en las líneas de Cercanías de Madrid a Parla y Fuenlabrada.

Posteriormente, y ante los excelentes resultados de explotación, fueron adquiridos otros 70 trenes en mayo de 1991 y recibidos entre mayo de 1992 y mayo de 1993. Este lote tiene algunas diferencias sobre los 100 trenes anteriores, como que las puertas son de accionamiento eléctrico, cuentan con mejoras en la megafonía y música ambiental y se instalaron cojines en los asientos.

En total, fueron adquiridos 170 trenes de la serie 446, de los cuales, y como consecuencia del atentado del 11 de marzo de 2004, tres han sido Automotor eléctrico S-446 dados de baja. Todos los trenes de la serie 446 fueron construidos por Caf, Cenemesa, Conelec, Macosa, M.T.M y Melco

Cada unidad está compuesta por dos coches motores con cabina idénticos (M), entre los que se encuentra un remolque intermedio (Ri). La disposición de ejes del tren es Bo´Bo´-2´2´- Bo´Bó. Pueden circular en mando múltiple hasta 3 unidades.

A diferencia de las series anteriores (436, 439 Y 440), la 446 cuenta con una configuración diferente (M-R-M), una potencia superior a los 2.000 kW, aceleración de más de 1 m/s2, una distribución interior que permite transportar a 700 personas entre sentadas y de pie; una mayor accesibilidad, lo que se traduce en tres puertas por costado en cada coche y nuevas prestaciones para los clientes: aire acondicionado, sistemas de información al viajero basados en microprocesadores, música ambiental, etc.

Las unidades 446 son de tecnología “chopper”, ya ensayada en las últimas unidades de la serie 440 (501 y 502) y los motores de corriente continua. Aún cuando ya entonces se valoraban las ventajas de la tracción trifásica, en las UT 446 no fue posible dar el salto a esta tecnología por no existir un proyecto validado para este tipo de equipos en 3000 V, tracción que sí se incorporaría en la serie 447.

En enero de 2005 comenzó un proceso para modernizar y ampliar la vida media útil de todas las unidades que integran la serie, que se va a prolongar por cinco años, y realizar en el Taller Central de Reparaciones de Valladolid. Las mejoras están relacionadas con los equipos que han sido objeto de un mayor desgaste, entre los que se encuentran los elementos mecánicos, eléctricos y electrónicos, auxiliares, así como de control e imagen. Además de la instalación de nuevos elementos y componentes en la suspensión primaria y secundaria, chopper de tracción, cofre de ruptores, equipo de aire acondicionado, convertidores estáticos, se va a prestar especial atención a la mejora en la iluminación interior del tren, mediante el montaje en la luminaria central de nuevas lámparas fluorescentes y de cuatro lámparas halógenas adicionales en el techo de cada plataforma. Asimismo, los paneles interiores serán tratados con pintura antigrafitti, y se colocará un nuevo tapizado en los asientos, así como nuevos pisos y suelos.

Equipos

Caja

La estructura de las cajas es autoportante, formada por perfiles laminados y chapas de acero y cobre soldados eléctricamente al arco. Sobre esta estructura van soldados los subconjuntos de chapa que forman las paredes laterales, de chapa tensada para evitar irregularidades, los testeros y el techo. Aunque se intentó desde el principio que las cajas fueran de aluminio, no fue posible por no disponerse de la tecnología adecuada.

Los testeros son de poliéster de gran resistencia sujetos a la estructura con remaches tubulares, pegamento y selladora, diseñados para absorber energía en caso de impacto frontal. Una gran luna blindada anti-impacto proporciona al maquinista visibilidad y protección.

Los costados del tren, ligeramente inclinados en la vertical, llevan ventanas fijas de vidrio reflectante dispuestas en forma de banda continua. Cada ventana tiene, por la parte interior, un segundo vidrio y todos son blindados. Asimismo cuenta con faldones longitudinales de fibra de vidrio que ocultan los aparatos del interior. Bajo las puertas existen unos estribos móviles que se desplazan hacia el exterior a la vez que se abren las puertas. Todos los coches están intercomunicados mediante puertas de accionamiento manual y túneles de goma. La distribución interior de los coches es igual, salvo el espacio dedicado a la cabina de conducción de cada coche motor.

Para el acceso de los viajeros, cada coche cuenta con tres plataformas -con dos puertas de dos hojas encajables deslizantes de 1.300 mm de paso libre con estribos deslizantes retráctiles cada una- que configuran cuatro departamentos de viajeros con asientos fijos y abatibles y pasillo central. La altura del piso es relativamente bajo (1.150 mm) y uniforme en todo el tren.

Bajo el bastidor de los coches motores se encuentran, entre otros, el cofre del chopper, reactancias, convertidor estático, y el cofre inversor, mientras que en el del coche remolque están los disyuntores, los seccionadores, el comprensor, el secador, paneles neumáticos y una unidad condensadora de climatización. En el techo de cada coche se sitúan las resistencias de frenado y en el del remolque los dos pantógrafos y el pararrayos.

Bogies

Dispone de dos bogies por coche, de dos ejes, con ruedas enterizas templadas superficialmente y con cajas de grasa con rodamientos y guiado elástico por bielas. La suspensión primaria es por muelles helicoidales, siendo neumática la secundaria. Ambas poseen amortiguadores verticales y, también, horizontales la secundaria.

El bastidor del bogie es de acero soldado. La caja se apoya sobre el bastidor, sin traviesa bailadora, de forma que los esfuerzos horizontales se transmiten por el pivote y bielas de arrastre. El bogie motor lleva dos motores de tracción suspendidos, que accionan los ejes por intermedio de acoplamiento elástico y reductor.

El freno del bogie motor es por discos en rueda y bloques (se eliminaron en la 3ª serie) y el del remolque sólo por discos. Los cilindros tienen incorporado un muelle acumulador para el freno de estacionamiento.

Todos los ejes llevan tacogeneradores. Los ejes extremos llevan engrase de pestaña y quitapiedras-quitanieves.

Equipo eléctrico de potencia y control

El equipo de potencia y control está constituido por dos circuitos de tracción y freno eléctrico, idénticos pero de funcionamiento independiente, instalados cada uno de ellos en cada coche motor, excepto las partes comunes situadas en el coche remolque.

El equipo de captación de corriente, común para los dos equipos de potencia, está constituido por:

  • Dos pantógrafos situados en el coche intermedio que captan la alimentación eléctrica de la catenaria en corriente continua a 3.000 kV.
  • Un disyuntor general y dos de freno eléctrico.
  • Dos pararrayos.
  • Dos juegos de seccionadores.

El equipo de tracción, situado en cada uno de los dos coches motores, va dotado de tecnología chopper. Cada equipo de potencia y control de cada coche motor está básicamente integrado por:

  • Un chopper principal, formado a su vez por dos chopper bifásicos tipo AVF (shuntado continuo de campo) de funcionamiento entrelazado y desfasados 180º. El chopper bifásico trabaja con frecuencias de 300 Hz. que en arranque son de 75, 150 y 300 Hz.
  • Un chopper de freno eléctrico reostático (600 Hz.) que trabaja cuando la línea catenaria no admite recuperación de energía.
  • Cuatro motores de tracción de corriente continua y potencia nominal de 300 Kw. Estos motores atacan cada uno de los ejes del coche motor por un acoplamiento elástico de doble engranaje tipo WN. En total la Unidad lleva 8 motores de tracción..
  • Cuatro equipos de transmisión mecánica formados a su vez por un reductor y un acoplamiento elástico.

Estas unidades tienen la posibilidad de conducción por velocidad prefijada.

Sistemas de freno

La UT posee los siguientes sistemas de freno:

  • Freno eléctrico de recuperación y/o reotipo ‘blending’, con preferencia del primero sobre el segundo.
  • Freno de estacionamiento por muelle acumulador.

El freno de servicio es combinado, eléctrico y/o neumático y recupera energía en la medida en que la catenaria lo admita.

Equipos auxiliares y neumáticos

El equipo eléctrico auxiliar para el suministro del alumbrado, control de tracción, climatización y batería cuenta con dos convertidores estáticos a 3.000 Vcc, 85 KVA, salida a 380 Vca y 72 Vcc. En caso de avería un convertidor alimenta automáticamente la unidad con el 50 por ciento de climatización y alumbrado.

Las prestaciones de la climatización son de 34.500 kcal/h en cada coche (22 kW) y de 34,5 kW por coche en calefacción. La producción de aire se realiza mediante un compresor principal accionado por un motor de 12 kW con una capacidad de 1.400 litros/min. a 10 bar. El aire se almacena en depósitos con 200 litros y se emplea para el freno neumático de servicio, de urgencia, hombre muerto, suspensión neumática, apertura de puertas y servicios auxiliares. Tiene también un compresor auxiliar de 1 kW para subir el pantógrafo y accionar el disyuntor principal.

Otros equipos

Entre los diferentes equipos con que cuenta esta unidad se encuentra un acoplamiento mecánico, neumático y eléctrico, tipo Scharfenberg, siendo automático en testeros libres y semipermanente en los testeros acoplados.

También está equipado con Sistema de comunicación tren tierra analógico, radio-telefonía con el Puesto de Mando de Circulación y con el Puesto de Control de Cercanías, con tecnología GSM.

La ayuda a la conducción va dotada de un sistema de autodiagnóstico y equipos informáticos para la detección de averías y asistencia a su resolución por medio de un display en la cabina, de equipos Asfa, sistema de radioenlace tren-tierra, hombre muerto de doble efecto, y engrasadores de pestaña.

Por último, 74 unidades que funcionan en la línea C5 de Madrid, han sido dotadas de sistemas de conducción automática (LZB).

Características Técnicas

  • Composición : M-R-M.
  • Ancho de vía : 1.668 mm.
  • Tensión de alimentación : 3.000 Vcc.
  • Composición múltiple : Hasta 3 unidades de tren.
  • Potencia en régimen continuo : 2.400 Kw.
  • Motores : 8 de cc. de 320 kW, distribuidos en 4 por cada coche motor.
  • Tipo de motor : Corriente continua 1.500 V.
  • Esfuerzo tractor máximo en llantas : 190 kN.
  • Esfuerzo tractor máximo en el arranque : 225 kN.
  • Esfuerzo tractor a la velocidad máxima : 60 kN.
  • Velocidad máxima : 100 km/h.
  • Aceleración en arranque : 1 m/s2.
  • Aceleración entre 0 y 60 Km/h : 0,75 m/s2.
  • Aceleración entre 0 y 100 Km/h : 0,55 m/s2.
  • Deceleración normal (freno eléctrico y neumático) : 1.0 m/s2.
  • Deceleración con sólo freno eléctrico : 0,7 m/s2.
  • Deceleración máxima de urgencia : 1.2 m/s2.
  • Arranque en rampa : 35 mm/m.
  • Alimentación de auxiliares : 2 convertidores estáticos.
  • Entrada energía al convertidor : 3.000 V cc.
  • Salida energía a auxiliares : 380 V ca y 72 V cc.
  • Pantógrafos por tren : 2 en coche remolque intermedio.
  • Freno dinámico : Regenerativo y Reostático.
  • Freno neumático continuo : Aire comprimido.
  • Control de freno neumático : Eléctrico + neumático.
  • Freno de estacionamiento : Manual de husilllo.
  • Aparato de enganche : Schafenberg.
  • Puertas de viajero con costado : 3 x 3.
  • Conducción con velocidad prefijada / Mando múltiple : Sí.
  • Cabinas de conducción : 2.
  • Señalización en cabina : Asfa.
  • Calefacción : Eléctrica.
  • Iluminación interior : Fluorescente y halógena.
  • Megafonía / Indicadores luminosos de información / Aire acondicionado : Sí.
  • Plazas sentadas coche M/R : 66/72.
  • Plazas sentadas UT sin/con estrapontines : 202/204.
  • Plazas totales coche M/R (sentadas+de pie) : 237/250.
  • Plazas totales UT (sentadas+de pie) : 759.
  • Unidades construidas : 170.
  • Año de recepción : 1989-1993.

Pesos y Dimensiones

Dimensiones (en mm).

Dimensiones (en mm).
Coche MotorCoche ReolqueUnidad
Longitud entre enganches 25.479 25.035 75.993
Ancho exterior 2.940 2.940 -
Altura máxima sobre el carril 4.185 4.185 -
Distancia entre bogies 17.400 17.775 -
Empate de bogie 2.500 2.500 -
Diámetro de rueda nueva 890 890 -
Altura del piso sobre el carril 1.150 1.150 -

Peso (en T).

Peso (en T).
Coche MotorCoche ReolqueUnidad
Cajas 35,6 30,3 101,5
Bogies 25,6 13,9 65,1
Tara 61,2 44,2 166,6
Carga máxima 17,3 18,4 53,0
Peso máximo 78,5 62,6 219,6

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