Un tren multiunidad o simplemente unidad múltiple ( MU ) es un tren autopropulsado compuesto por uno o más vagones unidos, que acoplado a otro unidad múltiple puede ser controlado por un solo conductor, [1] con control de tren multiunidad .
Aunque las unidades múltiples constan de varios vagones, los vagones autopropulsados individuales, también llamados vagones , autocares de ferrocarril o autobuses ferroviarios , son en realidad unidades múltiples cuando dos o más de ellos trabajan conectados a través del control de trenes de unidades múltiples (independientemente de si los pasajeros pueden caminar entre las unidades o no).
El control de trenes de unidades múltiples se utilizó por primera vez en unidades múltiples eléctricas en la década de 1890.
El Liverpool Overhead Railway se inauguró en 1893 con unidades múltiples eléctricas de dos vagones, [2] controladores en las cabinas en ambos extremos que controlan directamente la corriente de tracción a los motores de ambos vagones. [3]
El sistema de control de tracción de unidades múltiples fue desarrollado por Frank Sprague y se aplicó y probó por primera vez en el ferrocarril elevado del lado sur (ahora parte de la 'L' de Chicago ) en 1897. En 1895, derivó de la invención y producción de corriente continua por parte de su compañía. sistemas de control de ascensores, Frank Sprague inventó un controlador de unidades múltiples para el funcionamiento de trenes eléctricos. Esto aceleró la construcción de ferrocarriles y sistemas de tranvías de tracción eléctrica en todo el mundo. Cada vagón del tren tiene sus propios motores de tracción: mediante relés de control de motores en cada vagón energizados por cables de línea del tren desde el vagón delantero, todos los motores de tracción del tren se controlan al unísono.
La mayoría de las UM funcionan con motores de tracción , que reciben su energía a través de un tercer carril o cable aéreo ( EMU ), o con un motor diésel que acciona un generador que produce electricidad para impulsar los motores de tracción.
Una MU tiene los mismos componentes de potencia y tracción que una locomotora , pero en lugar de concentrarse los componentes en un solo vagón, están repartidos por los vagones que componen la unidad. En muchos casos estos coches sólo pueden propulsarse cuando forman parte de la unidad, por lo que están acoplados de forma semipermanente. Por ejemplo, en una DMU un automóvil podría llevar el motor primario y los motores de tracción , y otro el motor para la generación de energía en la cabecera ; Una EMU podría tener un vagón que lleve el pantógrafo y el transformador , y otro vagón que lleve los motores de tracción.
Los automóviles MU pueden ser de motor o de remolque, no es necesario que todos estén motorizados. Los vagones remolque pueden contener equipos complementarios como compresores de aire, baterías, etc.; También pueden estar equipados con una cabina de conducción.
En la mayoría de los casos, los trenes MU solo se pueden conducir/controlar desde vagones taxi exclusivos. Sin embargo, en algunos trenes MU, cada vagón está equipado con una consola de conducción y otros controles necesarios para operar el tren, por lo que cada vagón se puede utilizar como vagón taxi, ya sea motorizado o no, si se encuentra al final del tren. Un ejemplo de este acuerdo son las flechas de tránsito de Nueva Jersey .
Prácticamente todo el material rodante de tránsito rápido, como el metro de Nueva York , el metro de Londres , el metro de París y otros sistemas de metro, son unidades múltiples, generalmente EMU. La mayoría de los trenes de los Países Bajos y Japón son MU, por lo que son adecuados para su uso en zonas de alta densidad de población.
Muchos trenes de alta velocidad también son de unidades múltiples, como el Shinkansen japonés y los trenes de alta velocidad alemanes Intercity-Express ICE 3 de última generación . El 5 de febrero de 2008, la empresa francesa Alstom presentó un nuevo MU de alta velocidad, el AGV . Tiene una velocidad de servicio declarada de 360 km/h (220 mph). La ICF de la India anunció el primer tren de alta velocidad sin motor del país, denominado "tren 18", que circularía a una velocidad máxima de 250 km/h. [4]
Se han utilizado unidades múltiples, ocasionalmente para el tráfico de mercancías, como el transporte de contenedores o para trenes utilizados para mantenimiento. El tren japonés de la serie M250 tiene cuatro vagones delanteros y finales que son EMU y ha estado en funcionamiento desde marzo de 2004. Los CargoSprinter alemanes se han utilizado en tres países desde 2003.
Son más eficientes energéticamente que los trenes arrastrados por locomotoras. [ cita necesaria ]
Tienen mejor adherencia , ya que una mayor parte del peso del tren se transporta sobre ruedas motrices, en lugar de que la locomotora tenga que transportar el peso muerto de los vagones sin motor.
Tienen una relación potencia-peso más alta que un tren arrastrado por locomotoras, ya que no tienen una locomotora pesada que no transporte pasajeros, pero que contribuya al peso total del tren. Esto es especialmente importante cuando los servicios ferroviarios realizan paradas frecuentes, ya que la energía consumida para acelerar el tren aumenta significativamente con el aumento de peso. Debido a la eficiencia energética y a los valores más altos de relación peso-adhesivo-peso total, generalmente tienen una mayor capacidad de aceleración que los trenes tipo locomotora y son preferidos en trenes urbanos y sistemas de metro para rutinas frecuentes de arranque/parada.
La mayoría de ellos tienen cabinas en ambos extremos, lo que resulta en tiempos de respuesta más rápidos, menores costos de personal y mayor seguridad. El tiempo de respuesta más rápido y el tamaño reducido (debido a las frecuencias más altas) en comparación con los grandes trenes arrastrados por locomotoras , han convertido al MU en una parte importante de los servicios de trenes suburbanos de cercanías en muchos países. Las MU también son utilizadas por la mayoría de los sistemas de tránsito rápido. Sin embargo, la necesidad de hacer girar una locomotora ya no es un problema para los trenes arrastrados por locomotoras debido al uso cada vez mayor de trenes push-pull .
Por lo general, se pueden formar o separar rápidamente varias unidades en conjuntos de diferentes longitudes. Varias unidades múltiples pueden funcionar como un solo tren y luego dividirse en un punto de unión en trenes más cortos para diferentes destinos. Como hay varias locomotoras/motores, la avería de una de ellas no impide que el tren continúe su viaje. Un tren tirado por locomotoras normalmente tiene una sola unidad de potencia, cuya falla inutilizará el tren. Sin embargo, algunos trenes arrastrados por locomotoras pueden contener más de una unidad de potencia y así poder continuar a velocidad reducida después de la falla de una.
Tienen cargas por eje más ligeras, lo que permite el funcionamiento en vías más ligeras, donde las locomotoras pueden estar prohibidas. Otro efecto secundario de esto es un menor desgaste de las vías, ya que las fuerzas de tracción se pueden proporcionar a través de muchos ejes, en lugar de solo los cuatro o seis de una locomotora. Generalmente tienen acopladores rígidos en lugar de los flexibles que suelen utilizarse en los trenes arrastrados por locomotoras. Eso significa que los frenos y el acelerador se pueden aplicar más rápidamente sin que se experimenten una cantidad excesiva de sacudidas en los vagones de pasajeros. En un tren arrastrado por locomotoras, si se cambia el número de vagones para satisfacer la demanda, el rendimiento de aceleración y frenado también cambiará. Esto exige que los cálculos de rendimiento se realicen teniendo en cuenta la composición más pesada del tren. En ocasiones, esto puede provocar que algunos trenes en períodos de menor actividad se vean superados con respecto al rendimiento requerido. Cuando se acoplan 2 o más unidades múltiples, el rendimiento del tren permanece casi sin cambios. Sin embargo, en composiciones de trenes arrastrados por locomotoras, el uso de locomotoras más potentes cuando un tren es más largo puede resolver este problema.
Puede que sea más fácil mantener una locomotora que muchos vagones autopropulsados. En el pasado, a menudo era más seguro ubicar los sistemas de energía del tren lejos de los pasajeros. Este fue especialmente el caso de las locomotoras de vapor, pero todavía tiene cierta relevancia para las víctimas que una con locomotora (donde la pesada locomotora actuaría como una "zona de deformación").
Si una locomotora falla, se puede reemplazar fácilmente con movimientos de maniobra mínimos. No habría necesidad de que los pasajeros evacuaran el tren. El fallo de una unidad múltiple a menudo requerirá un tren completamente nuevo y actividades de conmutación que consumen mucho tiempo; También se pediría a los pasajeros que evacuaran el tren averiado y abordaran otro. Sin embargo, si el tren consta de más de una unidad múltiple, a menudo están diseñadas de manera que, en caso de falla de una unidad, otros en el tren puedan remolcarla en punto muerto si los frenos y otros sistemas de seguridad están operativos.
Los trenes inactivos no desperdician costosos recursos de fuerza motriz. Con locomotoras separadas, los costosos medios motrices se pueden mover según sea necesario y también se pueden utilizar para transportar trenes de mercancías. Una disposición de unidades múltiples limitaría el uso de estos costosos recursos de fuerza motriz en el transporte de pasajeros.
Es difícil tener pasarelas entre unidades acopladas y aun así conservar una parte delantera delantera aerodinámica. Debido a esto, normalmente no hay paso entre unidades acopladas de alta velocidad, aunque las unidades acopladas de menor velocidad frecuentemente tienen conexiones entre unidades acopladas. [ cita necesaria ] Esto puede requerir más miembros de la tripulación, de modo que los inspectores de boletos, por ejemplo, puedan estar presentes en todos ellos. Esto conduce a mayores costos operativos y un menor uso de los recursos de la tripulación. En un tren arrastrado por locomotoras, una tripulación puede servir al tren independientemente del número de vagones del tren, siempre que no se excedan los límites de carga de trabajo individual. Del mismo modo, en tales casos, es posible que sea necesario duplicar los vagones buffet y otras instalaciones compartidas para pasajeros en cada unidad, lo que reduce la eficiencia.
Se pueden utilizar locomotoras grandes en lugar de locomotoras pequeñas donde se necesita más potencia. Además, se pueden añadir o quitar fácilmente diferentes tipos de vagones de pasajeros (tales como asientos reclinables, vagones compartimentos, literas, vagones cama, vagones restaurante, vagones buffet, etc.) de un tren tirado por locomotoras. Esto no es tan fácil para una unidad múltiple, ya que los vagones individuales sólo se pueden montar o desmontar en una instalación de mantenimiento. Esto también permite que un tren arrastrado por locomotoras sea flexible en cuanto al número de vagones. Los automóviles se pueden quitar o agregar uno por uno, pero en unidades múltiples se deben acoplar dos o más unidades. Esto no es tan flexible.
El entorno de pasajeros de una unidad múltiple suele ser notablemente más ruidoso que el de un tren arrastrado por locomotoras, debido a la presencia de maquinaria debajo del piso. Lo mismo se aplica a la vibración. Este es un problema particular con las DMU .
Separar la fuerza motriz de los vagones que transportan la carga útil significa que cualquiera de ellos puede ser reemplazado cuando esté obsoleto sin afectar al otro.
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Metrorail , que proporciona servicios de trenes de cercanías en las principales zonas urbanas de Sudáfrica, opera la mayoría de los servicios utilizando trenes eléctricos de unidades múltiples del tipo 5M2A . Estos trenes se están remodelando gradualmente y posteriormente se designan como 10M3 (Ciudad del Cabo), 10M4 (Gauteng) o 10M5 (Durban). Los servicios de Metrorail se dividen en cuatro regiones; Gauteng , KwaZulu-Natal , Cabo Oriental y Cabo Occidental .
Gautrain , un sistema ferroviario de cercanías en Johannesburgo , opera con unidades múltiples eléctricas Bombardier Electrostar .
El concepto de unidad múltiple ha entrado en el horizonte de los chinos desde la sexta campaña de aceleración de China Railway en 2007. Con la mejora de Jinghu Railway , North Jingguang Railway , Jingha Railway y Hukun Railway , y la construcción de nuevas líneas exclusivas para pasajeros. (o Ferrocarriles de Pasajeros) completados, se han puesto en servicio trenes CRH (China Railway High-speed), principalmente en el norte, noreste y este de China. Todos estos trenes CRH son unidades múltiples eléctricas. Este fue el comienzo del servicio general de trenes de unidades múltiples en el sistema ferroviario nacional de China.
Mucho antes de la introducción de la marca CRH, ya circulaban trenes de unidades múltiples en las líneas de metro de las principales ciudades de China.
En Japón, la mayoría de los trenes de pasajeros, incluido el Shinkansen de alta velocidad , son del tipo de unidades múltiples (MU), y la mayoría de las locomotoras ahora se utilizan únicamente en operaciones de carga. De los servicios de pasajeros con locomotoras que todavía están en funcionamiento, la mayoría están orientados al turismo, como los numerosos trenes a vapor que circulan estacionalmente en líneas panorámicas por todo el país, así como algunos trenes de crucero de lujo.
Japón es un país de alta densidad de población con un gran número de pasajeros de ferrocarril en áreas urbanas relativamente pequeñas, y ha sido necesario el funcionamiento frecuente de trenes de corta distancia. Por tanto, la alta capacidad de aceleración y los rápidos tiempos de respuesta de las UM tienen ventajas, fomentando su desarrollo en este país. Además, el terreno montañoso otorga a las UM una ventaja en pendientes más pronunciadas que las que se encuentran en la mayoría de los países, particularmente en pequeñas líneas privadas, muchas de las cuales van desde ciudades costeras hasta pequeños pueblos en las montañas.
La mayoría de los trenes de larga distancia en Japón fueron operados por locomotoras hasta la década de 1950, pero al utilizar y mejorar la tecnología de los trenes MU urbanos de corta distancia, se desarrollaron e introdujeron ampliamente vehículos expresos de larga distancia tipo MU a partir de mediados de la década de 1950. Este trabajo dio como resultado el desarrollo original del Shinkansen que optimizó todas las eficiencias de la EMU para maximizar la velocidad. Se introdujo tras la finalización del Tokaido Shinkansen (literalmente "nueva línea troncal") en 1964. En la década de 1970, la tracción de las locomotoras se consideraba lenta e ineficiente, y su uso ahora se limita principalmente a los trenes de carga.
Desde 1999, se han realizado esfuerzos de desarrollo en la tecnología EMU de transporte de mercancías , pero actualmente se utiliza sólo para un servicio de transporte expreso en la línea principal de Tokaido entre Tokio y Osaka. El gobierno ha estado presionando para que se adopte la tecnología EMU de transporte de mercancías por motivos de eficiencia energética, con la esperanza de que una adopción generalizada pueda ayudar a cumplir los objetivos de emisiones de CO 2 . El esfuerzo se ha dirigido principalmente al envío urgente de paquetes que, de otro modo, viajarían por carretera.
Las primeras UEM se introdujeron en Bélgica en los años 1930. Desde entonces le siguieron varios modelos, como el AM75 .
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CIÉ presentó sus primeras DMU , la clase 2600, en 1951.
Elektrichka ( ruso : электри́чка , ucraniano : електри́чка , romanizado : elektrychka ) es una palabra informal para elektropoezd ( ruso : электропо́езд ), un tren de pasajeros eléctrico de unidades múltiples soviético o postsoviético regional (en su mayoría suburbano ) . Las Elektrichkas están muy extendidas en Rusia, Ucrania y algunos otros países de la antigua Unión Soviética. El primer viaje en elektrichka tuvo lugar en agosto de 1929 entre Moscú y Mytishchi .
Los ferrocarriles suecos han sido privatizados gradualmente durante unos 25 años y hoy en día muchas empresas diferentes operan diferentes tipos de unidades múltiples. La mayoría de los trenes de pasajeros actuales se componen de trenes de unidades múltiples, de los cuales el tráfico regional los utiliza exclusivamente.
Los Ferrocarriles Federales Suizos utilizan muchas unidades, principalmente en líneas regionales ( S-Bahn ).
En el Reino Unido, el uso de unidades múltiples diésel modernas fue pionero en Irlanda del Norte, [ cita necesaria ] aunque otras compañías ferroviarias también experimentaron con las primeras DMU (incluidas la Great Western y la London Midland Scottish). Ejemplos notables incluyen las familias Sprinter y Voyager , y los trenes Javelin más nuevos.
El sistema de pasajeros del metro de Londres es operado exclusivamente por EMU. Los trenes de trabajo en el metro emplean locomotoras separadas, algunas de las cuales funcionan con doble batería/riel vivo.
En Irlanda del Norte, la mayoría de los servicios de pasajeros han sido operados por unidades múltiples diésel desde mediados de la década de 1950 bajo el mandato de la Autoridad de Transporte del Ulster (1948-1966) y de los Ferrocarriles de Irlanda del Norte (desde 1967).
Las primeras unidades múltiples en Australia fueron los trenes Tait , un tren eléctrico de unidades múltiples con carrocería de madera que operaba en Melbourne , Victoria . Originalmente se introdujeron como vagones arrastrados por locomotoras de vapor, pero se convirtieron a tracción eléctrica a partir de 1919 durante el proyecto de electrificación de Melbourne. [6]
Indian Railways ha introducido recientemente una EMU de velocidad semialta llamada Vande Bharat Express , capaz de funcionar a 183 km/h (114 mph). Y sigue utilizando unidades múltiples diésel y eléctricas en su red nacional. Todas las líneas suburbanas y de tránsito rápido cuentan con el servicio de EMU.
Indonesia utiliza diésel desde 1976 y UM eléctricas desde 1925. La mayoría de estas UM se construyeron en Japón.
La Manila Railroad Company (MRR) adquirió sus primeras unidades múltiples en la década de 1930. La clase MC construida localmente funcionaba inicialmente con gasolina y se cambió a diésel durante la Segunda Guerra Mundial . Desde entonces , tanto el MRR como su sucesor, los Ferrocarriles Nacionales de Filipinas (PNR), han adquirido varias clases de unidades múltiples diésel. Todas las unidades múltiples propiedad de MRR y todas las MU más antiguas del PNR fueron construidas por empresas japonesas. Por otro lado, su material rodante más nuevo se construyó en Corea del Sur e Indonesia . También habrá DMU que se construirán en China . [7]
Las primeras unidades múltiples eléctricas fueron adquiridas en 1984 para la Línea 1 del LRT construida por La Brugeoise et Nivelles en Bélgica . [8] Las primeras UEM que se utilizarán fuera del tránsito rápido entrarán en servicio entre 2021 y 2022. [9]
La mayoría de los trenes en América del Norte son arrastrados por locomotoras y utilizan control de Unidades Múltiples (MU) para controlar múltiples locomotoras. El sistema de control de la locomotora principal se conecta con las otras locomotoras de modo que el control del maquinista se repite en todas las locomotoras adicionales. Las locomotoras están conectadas mediante cables multipolares. El sitio web técnico ferroviario, vol. Control MU de locomotora estadounidense Esto no hace que estas locomotoras sean MU [ dudosas ] a los efectos de este artículo. Ver composición de locomotoras .
Sin embargo, los viajeros, el tránsito rápido y las operaciones de tren ligero hacen un uso extensivo de las MU. La mayoría de los [ cita necesaria ] trenes de propulsión eléctrica son MU.
La División Ferroviaria Regional de la Autoridad de Transporte del Sureste de Pensilvania ( SEPTA ) utiliza EMU casi exclusivamente, con la excepción de algunos de sus servicios expresos en horas pico. El servicio de tránsito de Nueva Jersey en la línea del corredor noreste se divide entre locomotoras eléctricas y EMU.
Las EMU M2 , M4 , M6 y M8 que operan en la línea New Haven del ferrocarril Metro-North son " multisistema ", lo que significa que pueden obtener energía del tercer carril o de líneas aéreas . Esto permite la operación bajo los cables entre Pelham, NY y New Haven, CT , una sección de vía propiedad de Metro North pero compartida con el servicio del Corredor Noreste de Amtrak, y en el tercer carril entre Pelham y Grand Central Terminal . Las EMU se utilizan en la línea Montreal/Deux-Montagnes de AMT .
Las DMU son menos comunes, en parte porque las nuevas operaciones de trenes ligeros son casi exclusivamente eléctricas, con muchas rutas de cercanías ya electrificadas, y también por las dificultades planteadas por las normas de la Administración Federal de Ferrocarriles que limitan su uso en corredores compartidos de pasajeros y carga. Cuando se desarrolló el Budd RDC después de la Segunda Guerra Mundial, se adoptó para muchas rutas secundarias de pasajeros en los Estados Unidos (especialmente en el ferrocarril de Boston y Maine ) y Canadá. Estas operaciones generalmente sobrevivieron más tiempo en Canadá, pero varias fueron abandonadas en los recortes de Via Rail de principios de la década de 1990. Uno que sobrevive es el tren Victoria - Courtenay en la isla de Vancouver. El uso de DMU en Canadá ha resucitado en los últimos años, comenzando con la apertura de Union Pearson Express en 2015.
Si bien la mayoría de las DMU deben cumplir con estrictos requisitos de colisión de la FRA para operar simultáneamente con ferrocarriles de carga, las DMU de estilo europeo se utilizan con acuerdos de tiempo compartido en varias líneas ferroviarias, incluida RiverLINE en Nueva Jersey. Sólo un puñado de fabricantes en los Estados Unidos producen o han producido DMU que cumplen con la FRA, incluidos Colorado Railcar (ahora US Railcar ) y Nippon Sharyo / Sumitomo Corporation . NJ Transit ha experimentado con esta DMU en el ramal de Princeton . En agosto de 2006 se anunció que Amtrak quiere que el estado de Vermont experimente con DMU en la línea Vermonter subsidiada por el estado desde New Haven al norte hasta St. Albans para reemplazar los trenes de locomotoras diésel menos eficientes que se utilizan actualmente.
Los tranvías MU fueron utilizados en Toronto por la Comisión de Transporte de Toronto (más tarde Comisión de Tránsito de Toronto ) de 1949 a 1966 utilizando 100 PCC A-7 construidos por St. Louis Car Company y Canadian Car and Foundry . [10] Estas dos unidades de automóviles circularon a lo largo de la ruta de Bloor Street recién a partir de 1950 y dejaron de operar después de la apertura de la línea de metro Bloor-Danforth en 1966. Las unidades A-7 se convirtieron más tarde para un solo uso.
Se trata de uno de los autocares originales que tiene motores eléctricos montados bajo el suelo, una cabina de conducción en un extremo y un alojamiento de tercera clase con asientos de madera.
