El tránsito rápido o tránsito rápido masivo ( MRT ), comúnmente conocido como metro , es un tipo de transporte público de alta capacidad que generalmente se construye en áreas urbanas . Una línea de tránsito rápido separada a nivel debajo de la superficie del suelo a través de un túnel puede llamarse regionalmente metro , tubo o subterráneo . [2] [3] [4] [5] A veces están separados a nivel en ferrocarriles elevados , en cuyo caso algunos se denominan trenes el , abreviatura de "elevado", o skytrains . Los sistemas de tránsito rápido son ferrocarriles , generalmente eléctricos , que a diferencia de los autobuses o tranvías operan en un derecho de paso exclusivo , al que no pueden acceder peatones u otros vehículos. [6]
Los servicios modernos en los sistemas de tránsito rápido se proporcionan en líneas designadas entre estaciones que generalmente utilizan unidades múltiples eléctricas sobre vías ferroviarias . Algunos sistemas utilizan neumáticos de caucho guiados , levitación magnética ( maglev ) o monorraíl . Las estaciones suelen tener plataformas altas, sin escalones dentro de los trenes, lo que requiere trenes hechos a medida para minimizar los espacios entre el tren y la plataforma. Por lo general, están integrados con otros transportes públicos y, a menudo, son operados por las mismas autoridades de transporte público . Algunos sistemas de tránsito rápido tienen intersecciones a nivel entre una línea de tránsito rápido y una carretera o entre dos líneas de tránsito rápido. [7]
El primer sistema de tránsito rápido del mundo fue el Metropolitan Railway parcialmente subterráneo que se inauguró en 1863 utilizando locomotoras de vapor , y ahora forma parte del metro de Londres . [8] En 1868, Nueva York inauguró el elevado West Side and Yonkers Patent Railway , inicialmente una línea impulsada por cable que utilizaba máquinas de vapor estacionarias .
A partir de 2021 [update], China tiene la mayor cantidad de sistemas de tránsito rápido del mundo : 40 en total, [9] que funcionan en más de 4500 km (2800 mi) de vías, y fue responsable de la mayor parte de la expansión del tránsito rápido del mundo en la década de 2010. [10] [11] [12] El sistema de tránsito rápido de un solo operador más largo del mundo por longitud de ruta es el Metro de Shanghái . [13] [14] El proveedor de servicios de tránsito rápido más grande del mundo por número de estaciones (472 estaciones en total) [15] es el Metro de la Ciudad de Nueva York . Los sistemas de tránsito rápido más concurridos del mundo por número de pasajeros anuales son el Metro de Shanghái, el sistema de metro de Tokio , el Metro de Seúl y el Metro de Moscú .
El término Metro es el término más comúnmente usado para los sistemas de tránsito rápido subterráneos utilizados por hablantes no nativos de inglés. [16] Los sistemas de tránsito rápido pueden recibir su nombre del medio por el cual los pasajeros viajan en distritos comerciales centrales concurridos ; el uso de túneles inspira nombres como metro , [17] subterráneo , [18] Untergrundbahn ( U-Bahn ) en alemán, [19] o Tunnelbana (T-bana) en sueco. [20] El uso de viaductos inspira nombres como elevado ( L o el ), skytrain , [21] aéreo , sobre el suelo o Hochbahn en alemán. Uno de estos términos puede aplicarse a un sistema completo, incluso si una gran parte de la red, por ejemplo, en los suburbios exteriores, corre a nivel del suelo.
En la mayor parte de Gran Bretaña , un metro es un paso subterráneo para peatones . Los términos Underground y Tube se utilizan para el metro de Londres. El metro de Tyne and Wear del noreste de Inglaterra , principalmente sobre el suelo, se conoce como Metro . En Escocia , el sistema de tránsito rápido subterráneo del metro de Glasgow se conoce como Subway .
En América del Norte se utilizan varios términos para los sistemas de tránsito rápido . El término metro es una referencia abreviada a un área metropolitana . Los sistemas de tránsito rápido como el Metro de Washington , el Metro Rail de Los Ángeles , el Metrorail de Miami y el Metro de Montreal generalmente se denominan Metro . En Filadelfia , el término "El" se utiliza para la línea Market-Frankford , que discurre principalmente sobre una vía elevada, mientras que el término "subterráneo" se aplica a la línea Broad Street , que es casi completamente subterránea. El sistema de trenes de cercanías de Chicago que da servicio a toda el área metropolitana se llama Metra (abreviatura de Metropolitan Rail ) , mientras que su sistema de tránsito rápido que da servicio a la ciudad se llama "L" . El sistema de metro de Boston se conoce localmente como "The T". En el Área de la Bahía de San Francisco , los residentes se refieren a Bay Area Rapid Transit por su acrónimo "BART". [22] [23]
El metro de Nueva York se conoce simplemente como "el metro", a pesar de que el 40% del sistema discurre sobre el suelo. El término "L" o "El" no se utiliza para las líneas elevadas en general, ya que las líneas del sistema ya están designadas con letras y números. El tren "L" o L (servicio del metro de Nueva York) se refiere específicamente a la línea local de la calle 14–Canarsie, y no a otros trenes elevados. De manera similar, el metro de Toronto se conoce como "el metro", y parte de su sistema también discurre sobre el suelo. Estos son los únicos dos sistemas norteamericanos que se denominan "subterráneos".
En la mayor parte del sudeste asiático y en Taiwán , los sistemas de tránsito rápido se conocen principalmente por el acrónimo MRT . El significado varía de un país a otro. En Indonesia , el acrónimo significa Moda Raya Terpadu o Integrated Mass [Transit] Mode en inglés. [24] En Filipinas , significa Metro Rail Transit . [25] Dos líneas subterráneas usan el término metro . En Tailandia , significa Metropolitan Rapid Transit , anteriormente se usaba el nombre Mass Rapid Transit . [26] Fuera del sudeste asiático, Kaohsiung y Taoyuan, Taiwán , tienen sus propios sistemas MRT que significa Mass Rapid Transit , al igual que Singapur y Malasia . [27] [28] [29] [30]
En general, el tránsito rápido es sinónimo de tránsito tipo "metro", aunque a veces el tránsito rápido se define para incluir "metro", trenes de cercanías y trenes ligeros separados por niveles . [31] Los sistemas de tránsito basados en autobuses de alta capacidad también pueden tener características similares a los sistemas "metro". [32]
La inauguración del ferrocarril metropolitano de Londres, impulsado por vapor, en 1863 marcó el comienzo del transporte rápido. Las primeras experiencias con máquinas de vapor, a pesar de la ventilación, fueron desagradables. Los experimentos con ferrocarriles neumáticos fracasaron en su adopción generalizada por las ciudades.
En 1890, el City & South London Railway fue el primer ferrocarril de tránsito rápido con tracción eléctrica, que también era completamente subterráneo. [33] Antes de su apertura, la línea se llamaría "City and South London Subway", introduciendo así el término Subway en la terminología ferroviaria. [34] Ambos ferrocarriles, junto con otros, finalmente se fusionaron en London Underground . El Liverpool Overhead Railway de 1893 fue diseñado para utilizar tracción eléctrica desde el principio. [35]
La tecnología se extendió rápidamente a otras ciudades de Europa , Estados Unidos, Argentina y Canadá, y algunos ferrocarriles se convirtieron a vapor y otros se diseñaron para ser eléctricos desde el principio. Budapest , Chicago , Glasgow , Boston y la ciudad de Nueva York convirtieron o diseñaron y construyeron servicios ferroviarios eléctricos específicamente. [36]
Los avances tecnológicos han permitido la creación de nuevos servicios automatizados. También han evolucionado soluciones híbridas, como el tranvía-tren y el premetro , que incorporan algunas de las características de los sistemas de tránsito rápido. [33] En respuesta a los costes, las consideraciones de ingeniería y los retos topológicos, algunas ciudades han optado por construir sistemas de tranvía, en particular las de Australia, donde la densidad en las ciudades era baja y los suburbios tendían a extenderse . [37] Desde la década de 1970, se ha reconsiderado la viabilidad de los sistemas de trenes subterráneos en las ciudades australianas, en particular en Sídney y Melbourne , y se ha propuesto como solución al exceso de capacidad. Melbourne tenía túneles y estaciones desarrollados en la década de 1970 y se inauguró en 1980. La primera línea del metro de Sídney se inauguró en 2019. [38]
Desde la década de 1960, se han introducido muchos sistemas nuevos en Europa , Asia y América Latina . [19] En el siglo XXI, la mayoría de las nuevas expansiones y sistemas se ubican en Asia, y China se ha convertido en el líder mundial en expansión de metro, operando algunos de los sistemas más grandes y concurridos y al mismo tiempo poseendo casi 60 ciudades que están operando, construyendo o planificando un sistema de tránsito rápido . [39] [40]
El tránsito rápido se utiliza para el transporte local en ciudades , aglomeraciones y áreas metropolitanas para transportar grandes cantidades de personas, a menudo en distancias cortas, con alta frecuencia . [6] La extensión del sistema de tránsito rápido varía mucho entre ciudades, con varias estrategias de transporte. [5]
Algunos sistemas pueden extenderse sólo hasta los límites del centro de la ciudad o hasta su anillo interior de suburbios , con trenes que hacen paradas frecuentes en las estaciones. A los suburbios exteriores se puede llegar entonces mediante una red ferroviaria de cercanías separada , donde las estaciones más espaciadas permiten velocidades más altas. En algunos casos, las diferencias entre el tránsito rápido urbano y los sistemas suburbanos no son claras. [4]
Los sistemas de tránsito rápido pueden complementarse con otros sistemas, como trolebuses , autobuses regulares , tranvías o trenes de cercanías. Esta combinación de modos de tránsito sirve para compensar ciertas limitaciones del tránsito rápido, como las paradas limitadas y las largas distancias a pie entre puntos de acceso externos. Los sistemas de autobuses o tranvías alimentadores transportan a las personas a las paradas de tránsito rápido. [41]
Cada sistema de tránsito rápido consta de una o más líneas o circuitos. Cada línea cuenta con el servicio de al menos una ruta específica con trenes que paran en todas o algunas de las estaciones de la línea. La mayoría de los sistemas operan varias rutas y las distinguen por colores, nombres, numeración o una combinación de estos. Algunas líneas pueden compartir vías entre sí durante una parte de su ruta u operar únicamente en su propio derecho de paso. A menudo, una línea que atraviesa el centro de la ciudad se bifurca en dos o más ramales en los suburbios, lo que permite una mayor frecuencia de servicio en el centro. Esta disposición se utiliza en muchos sistemas, como el metro de Copenhague , [45] el metro de Milán , el metro de Oslo , el metro de Estambul y el metro de la ciudad de Nueva York . [46]
Alternativamente, puede haber una única terminal central (a menudo compartida con la estación central de trenes), o múltiples estaciones de intercambio entre líneas en el centro de la ciudad, por ejemplo en el Metro de Praga . [47] El Metro de Londres [48] y el Metro de París [49] son sistemas densamente construidos con una matriz de líneas entrecruzadas en todas las ciudades. La "L" de Chicago tiene la mayoría de sus líneas convergiendo en The Loop , la principal zona comercial, financiera y cultural. Algunos sistemas tienen una línea circular alrededor del centro de la ciudad que se conecta a líneas exteriores dispuestas radialmente, como la línea Koltsevaya del Metro de Moscú y la línea 10 del Metro de Pekín .
La capacidad de una línea se obtiene multiplicando la capacidad de los vagones, la longitud del tren y la frecuencia del servicio . Los trenes de tránsito rápido pesados pueden tener entre seis y doce vagones, mientras que los sistemas más ligeros pueden utilizar cuatro o menos. Los vagones tienen una capacidad de 100 a 150 pasajeros, que varía con la proporción de personas sentadas y de pie : más personas de pie dan mayor capacidad. El intervalo de tiempo mínimo entre trenes es más corto para el tránsito rápido que para los ferrocarriles principales debido al uso del control de trenes basado en comunicaciones : el intervalo mínimo puede alcanzar los 90 segundos, pero muchos sistemas suelen utilizar 120 segundos para permitir la recuperación de los retrasos. Las líneas de capacidad típicas permiten 1200 personas por tren, lo que da 36 000 pasajeros por hora por dirección . Sin embargo, se alcanzan capacidades mucho mayores en el este de Asia, con rangos de 75 000 a 85 000 personas por hora logrados por las líneas urbanas de MTR Corporation en Hong Kong. [50] [51] [52]
Las topologías de tránsito rápido están determinadas por una gran cantidad de factores, incluidas las barreras geográficas, los patrones de viaje existentes o esperados, los costos de construcción, la política y las restricciones históricas. Se espera que un sistema de tránsito preste servicio a un área de tierra con un conjunto de líneas , que consisten en formas resumidas como "I", "L", "U", "S" y "O" o bucles. Las barreras geográficas pueden causar puntos de estrangulamiento donde las líneas de tránsito deben converger (por ejemplo, para cruzar un cuerpo de agua), que son sitios potenciales de congestión pero también ofrecen una oportunidad para transferencias entre líneas. [53]
Las líneas de anillo proporcionan una buena cobertura, se conectan entre sí y sirven para trayectos tangenciales que de otro modo tendrían que cruzar el núcleo de la red, que suele estar congestionado. Un patrón de cuadrícula aproximado puede ofrecer una amplia variedad de rutas y, al mismo tiempo, mantener una velocidad y una frecuencia de servicio razonables. [53] Un estudio de los 15 sistemas de metro más grandes del mundo sugirió una forma universal compuesta por un núcleo denso con ramas que irradian desde él. [54]
Los operadores de tránsito rápido a menudo han creado marcas fuertes , a menudo centradas en el fácil reconocimiento (para permitir una identificación rápida incluso en la amplia gama de señalización que se encuentra en las grandes ciudades), combinado con el deseo de comunicar velocidad, seguridad y autoridad. [55] En muchas ciudades, existe una única imagen corporativa para toda la autoridad de tránsito, pero el tránsito rápido utiliza su propio logotipo que se adapta al perfil.
Un mapa de tránsito es un mapa topológico o diagrama esquemático utilizado para mostrar las rutas y estaciones en un sistema de transporte público . Los componentes principales son líneas codificadas por colores para indicar cada línea o servicio, con íconos con nombre para indicar las estaciones. Los mapas pueden mostrar solo tránsito rápido o también incluir otros modos de transporte público. [56] Los mapas de tránsito se pueden encontrar en vehículos de tránsito, en plataformas , en otras partes de las estaciones y en horarios impresos . Los mapas ayudan a los usuarios a comprender las interconexiones entre diferentes partes del sistema; por ejemplo, muestran las estaciones de intercambio donde los pasajeros pueden transferirse entre líneas. A diferencia de los mapas convencionales, los mapas de tránsito generalmente no son geográficamente precisos, pero enfatizan las conexiones topológicas entre las diferentes estaciones. La presentación gráfica puede usar líneas rectas y ángulos fijos, y a menudo una distancia mínima fija entre estaciones, para simplificar la visualización de la red de tránsito. A menudo, esto tiene el efecto de comprimir la distancia entre estaciones en el área exterior del sistema y expandir las distancias entre las cercanas al centro. [56]
Algunos sistemas asignan códigos alfanuméricos únicos a cada una de sus estaciones para ayudar a los pasajeros a identificarlas, lo que codifica brevemente información sobre la línea en la que se encuentra y su posición en la línea. [57] Por ejemplo, en el MRT de Singapur , la estación de MRT del aeropuerto de Changi tiene el código alfanumérico CG2, que indica su posición como la segunda estación en la rama del aeropuerto de Changi de la línea este-oeste. Las estaciones de intercambio tienen al menos dos códigos, por ejemplo, la estación de MRT de Raffles Place tiene dos códigos, NS26 y EW14, la 26.ª estación en la línea norte-sur y la 14.ª estación en la línea este-oeste.
El metro de Seúl es otro ejemplo que utiliza un código para sus estaciones. A diferencia del MRT de Singapur, se trata principalmente de números. Según el número de línea, por ejemplo, la estación Sinyongsan está codificada como estación 429. Al estar en la línea 4, el primer número del código de la estación es 4. Los dos últimos números son el número de estación en esa línea. Las estaciones de intercambio pueden tener múltiples códigos. Como la estación City Hall en Seúl, a la que dan servicio las líneas 1 y 2. Tiene un código de 132 y 201 respectivamente. La línea 2 es una línea circular y la primera parada es City Hall, por lo tanto, City Hall tiene el código de estación 201. Para las líneas sin número como la línea Bundang tendrá un código alfanumérico. Las líneas sin número que son operadas por KORAIL comenzarán con la letra 'K'.
Con el uso generalizado de Internet y los teléfonos celulares en todo el mundo, los operadores de transporte público ahora utilizan estas tecnologías para presentar información a sus usuarios. Además de mapas y horarios en línea, algunos operadores de transporte público ahora ofrecen información en tiempo real que permite a los pasajeros saber cuándo llegará el próximo vehículo y los tiempos de viaje previstos. El formato de datos GTFS estandarizado para la información de transporte público permite a muchos desarrolladores de software de terceros producir programas de aplicaciones web y para teléfonos inteligentes que brindan a los pasajeros actualizaciones personalizadas sobre líneas de transporte público y estaciones de interés específicas.
El Metro de la Ciudad de México utiliza un pictograma exclusivo para cada estación. Este sistema, que en un principio estaba pensado para que el mapa de la red fuera "legible" para personas analfabetas, se ha convertido desde entonces en un "icono" del sistema.
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En comparación con otros modos de transporte, el tránsito rápido tiene un buen historial de seguridad , con pocos accidentes. El transporte ferroviario está sujeto a estrictas normas de seguridad , con requisitos de procedimiento y mantenimiento para minimizar el riesgo. Las colisiones frontales son poco frecuentes debido al uso de doble vía, y las bajas velocidades de operación reducen la ocurrencia y gravedad de las colisiones traseras y los descarrilamientos . El fuego es un peligro mayor bajo tierra, como el incendio de King's Cross en Londres en noviembre de 1987, que mató a 31 personas. Los sistemas generalmente se construyen para permitir la evacuación de trenes en muchos lugares a lo largo del sistema. [58] [59]
Las plataformas altas , que suelen tener más de 1 metro (3 pies), suponen un riesgo para la seguridad, ya que las personas que caen a las vías tienen dificultades para volver a subir. En algunos sistemas se utilizan puertas de plataforma para eliminar este peligro.
Las instalaciones de tránsito rápido son espacios públicos y pueden sufrir problemas de seguridad : delitos menores , como el hurto de carteras y de equipaje, y delitos violentos más graves , así como agresiones sexuales en trenes y plataformas abarrotados. [60] [61] Las medidas de seguridad incluyen videovigilancia , guardias de seguridad y conductores . En algunos países puede establecerse una policía de tránsito especializada . Estas medidas de seguridad normalmente se integran con medidas para proteger los ingresos comprobando que los pasajeros no viajen sin pagar. [62]
Algunos sistemas de metro, como el de Pekín , clasificado por Worldwide Rapid Transit Data como la "red de transporte rápido más segura del mundo" en 2015, incorporan puestos de control de seguridad al estilo de los aeropuertos en cada estación. Los sistemas de transporte rápido han sido objeto de terrorismo con muchas víctimas, como el ataque con gas sarín en el metro de Tokio en 1995 [63] y los atentados terroristas del " 7 de julio " de 2005 en el metro de Londres.
Algunos trenes de transporte rápido tienen características adicionales, como enchufes de pared, recepción celular, generalmente mediante un alimentador con fugas en túneles y antenas DAS en estaciones, así como conectividad Wi-Fi . El primer sistema de metro del mundo que permitió la recepción total de teléfonos móviles en estaciones y túneles subterráneos fue el sistema Mass Rapid Transit (MRT) de Singapur, que lanzó su primera red de telefonía móvil subterránea utilizando AMPS en 1989. [64] Muchos sistemas de metro, como el Ferrocarril de Tránsito Masivo de Hong Kong (MTR) y el U-Bahn de Berlín, proporcionan conexiones de datos móviles en sus túneles para varios operadores de red.
La tecnología utilizada para el transporte público rápido y masivo ha experimentado cambios significativos en los años transcurridos desde que el Ferrocarril Metropolitano se inauguró al público en Londres en 1863. [3] [4]
Los monorraíles de alta capacidad con trenes más grandes y más largos pueden clasificarse como sistemas de tránsito rápido. [ cita requerida ] Estos sistemas de monorraíl comenzaron a operar recientemente en Chongqing y São Paulo . El metro ligero es una subclase de tránsito rápido que tiene la velocidad y la separación de niveles de un "metro completo", pero está diseñado para un menor número de pasajeros. A menudo tiene gálibos de carga más pequeños, vagones de tren más livianos y, por lo general, consta de dos a cuatro vagones. Los metros ligeros se utilizan típicamente como líneas de alimentación en el sistema principal de tránsito rápido. [65] Por ejemplo, la línea Wenhu del metro de Taipei sirve a muchos vecindarios relativamente dispersos y alimenta y complementa las líneas de metro de alta capacidad.
Algunos sistemas se han construido desde cero, otros son elementos recuperados de antiguos sistemas de trenes de cercanías o tranvías suburbanos que se han modernizado y, a menudo, se han complementado con una sección subterránea o elevada en el centro de la ciudad. [20] Las alineaciones a nivel del suelo con un derecho de paso exclusivo se suelen utilizar solo fuera de las zonas densas, ya que crean una barrera física en el tejido urbano que dificulta el flujo de personas y vehículos a través de su trayectoria y tienen una mayor huella física. Este método de construcción es el más barato siempre que los valores del terreno sean bajos. A menudo se utiliza para nuevos sistemas en zonas que se planea llenar de edificios después de que se construya la línea. [66]
La mayoría de los trenes de tránsito rápido son unidades múltiples eléctricas con longitudes de tres a más de diez vagones. [67] El tamaño de las tripulaciones ha disminuido a lo largo de la historia, y algunos sistemas modernos ahora funcionan con trenes completamente sin personal. [68] Otros trenes continúan teniendo conductores, incluso si su única función en el funcionamiento normal es abrir y cerrar las puertas de los trenes en las estaciones. La energía se suministra comúnmente por un tercer carril o por cables aéreos . Toda la red del metro de Londres utiliza el cuarto carril y otros utilizan el motor lineal para la propulsión. [69]
Algunas líneas ferroviarias urbanas se construyen con un gálibo de carga tan grande como el de los ferrocarriles principales ; otras se construyen con un gálibo más pequeño y tienen túneles que restringen el tamaño y, a veces, la forma de los compartimentos del tren. Un ejemplo es la mayor parte del metro de Londres , que ha adquirido el término informal de "tren de tubo" debido a la forma cilíndrica de los trenes utilizados en las líneas de tubo profundo .
Históricamente, los trenes de tránsito rápido usaban ventiladores de techo y ventanas que se podían abrir para proporcionar aire fresco y enfriamiento por viento con efecto pistón a los pasajeros. Desde la década de 1950 hasta la de 1990 (y en la mayor parte de Europa hasta la década de 2000), muchos trenes de tránsito rápido de esa época también estaban equipados con sistemas de ventilación de aire forzado en unidades de techo de vagones para la comodidad de los pasajeros. El material rodante de tránsito rápido temprano equipado con aire acondicionado , como los vagones de la serie K de Hudson y Manhattan Railroad [70] de 1958, los vagones R38 y R42 del metro de la ciudad de Nueva York de finales de la década de 1960 y la serie 3000 del metro municipal de Nagoya , la serie 10 del metro municipal de Osaka [71] y las EMU del tren MTR M de la década de 1970, generalmente solo fueron posibles en gran medida debido a los gálibos de carga relativamente generosos de estos sistemas y también a las secciones al aire libre adecuadas para disipar el aire caliente de estas unidades de aire acondicionado. Especialmente en algunos sistemas de tránsito rápido como el Metro de Montreal [72] (inaugurado en 1966) y el Metro Municipal de Sapporo (inaugurado en 1971), su naturaleza completamente cerrada debido al uso de tecnología de neumáticos de caucho para hacer frente a las fuertes nevadas que experimentan ambas ciudades en invierno impide cualquier modernización del aire acondicionado del material rodante debido al riesgo de calentar los túneles a temperaturas que serían demasiado altas para los pasajeros y para las operaciones de los trenes.
En muchas ciudades, las redes de metro están formadas por líneas que utilizan vehículos de distintos tamaños y tipos. Aunque estas subredes no suelen estar conectadas por vías, en los casos en que es necesario, el material rodante con un gálibo de carga menor de una subred puede transportarse por otras líneas que utilizan trenes más grandes. En algunas redes, estas operaciones forman parte de los servicios normales.
La mayoría de los sistemas de tránsito rápido utilizan vías de ferrocarril de ancho estándar convencionales . Dado que las vías de los túneles del metro no están expuestas a la lluvia , la nieve u otras formas de precipitación , a menudo se fijan directamente al suelo en lugar de descansar sobre balasto , como las vías de ferrocarril normales.
Una tecnología alternativa, que utiliza neumáticos de caucho sobre estrechos carriles de hormigón o acero , fue pionera en ciertas líneas del metro de París y del metro de Ciudad de México , y el primer sistema completamente nuevo en utilizarla fue en Montreal , Canadá. En la mayoría de estas redes, se requieren ruedas horizontales adicionales para la guía, y a menudo se proporciona una vía convencional en caso de pinchazos y para cambiar de carril . También hay algunos sistemas con neumáticos de caucho que utilizan un carril guía central , como el metro municipal de Sapporo y el sistema NeoVal en Rennes , Francia. Los defensores de este sistema señalan que es mucho más silencioso que los trenes convencionales con ruedas de acero y permite mayores pendientes dada la mayor tracción de los neumáticos de caucho. Sin embargo, tienen mayores costes de mantenimiento y son menos eficientes energéticamente. También pierden tracción cuando las condiciones climáticas son húmedas o heladas, lo que impide el uso sobre el suelo del metro de Montreal y lo limita en el metro municipal de Sapporo, pero no en los sistemas con neumáticos de caucho en otras ciudades. [73]
Algunas ciudades con colinas escarpadas incorporan tecnologías de ferrocarril de montaña en sus metros. Una de las líneas del metro de Lyon incluye un tramo de tren de cremallera , mientras que el Carmelit , en Haifa, es un funicular subterráneo .
Para las líneas elevadas, otra alternativa es el monorraíl , que puede construirse como monorraíl de vigas a horcajadas o como monorraíl suspendido . Si bien los monorraíles nunca han tenido una amplia aceptación fuera de Japón, hay algunos, como las líneas de monorraíl de Chongqing Rail Transit , que se utilizan ampliamente en un entorno de tránsito rápido.
Aunque los trenes de los primeros sistemas de tránsito rápido, como el Metropolitan Railway, funcionaban con motores de vapor , ya fuera mediante tracción por cable o locomotoras de vapor , hoy en día prácticamente todos los trenes del metro utilizan energía eléctrica y están construidos para funcionar como unidades múltiples . La energía para los trenes, denominada energía de tracción , suele suministrarse mediante una de dos formas: una línea aérea , suspendida de postes o torres a lo largo de la vía o de techos de estructuras o túneles, o un tercer riel montado a nivel de la vía y contactado por una " zapata de recogida " deslizante. La práctica de enviar energía a través de rieles en el suelo se debe principalmente a la limitada altura libre de los túneles, que impide físicamente el uso de cables aéreos .
El uso de cables aéreos permite el uso de voltajes de suministro de energía más altos. Es más probable que los cables aéreos se utilicen en sistemas de metro sin muchos túneles, por ejemplo, el metro de Shanghái . Los cables aéreos se emplean en algunos sistemas que son predominantemente subterráneos, como en Barcelona , Fukuoka , Hong Kong , Madrid y Shijiazhuang . Tanto los sistemas de cables aéreos como los de tercer carril suelen utilizar los rieles de rodadura como conductor de retorno. Algunos sistemas utilizan un cuarto carril independiente para este propósito. Hay líneas de tránsito que utilizan tanto el ferrocarril como la energía aérea, con vehículos capaces de cambiar entre los dos, como la Línea Azul en Boston .
La mayoría de los sistemas de tránsito rápido utilizan corriente continua , pero algunos sistemas en la India, incluido el metro de Delhi, utilizan 25 kV 50 Hz suministrados por cables aéreos .
En los niveles subterráneos, los túneles alejan el tráfico del nivel de la calle, evitando los retrasos causados por la congestión del tráfico y dejando más terreno disponible para edificios y otros usos. En zonas donde los precios de los terrenos son altos y el uso denso del suelo es muy frecuente, los túneles pueden ser la única ruta económica para el transporte masivo. Los túneles de excavación y cubierta se construyen excavando calles de la ciudad, que luego se reconstruyen sobre el túnel. Alternativamente, se pueden utilizar tuneladoras para excavar túneles profundos que se encuentran más abajo en el lecho de roca . [33]
La construcción de un metro subterráneo es un proyecto costoso y suele durar varios años. Existen varios métodos distintos para construir líneas subterráneas.
En un método común, conocido como " cut and cover", se excavan las calles de la ciudad y se construye una estructura de túnel lo suficientemente fuerte como para soportar la carretera que está encima, que luego se rellena y se reconstruye la calzada. Este método a menudo implica una reubicación extensa de los servicios públicos que normalmente están enterrados no muy por debajo del nivel de la calle, en particular el cableado eléctrico y telefónico , las tuberías principales de agua y gas y las alcantarillas . Esta reubicación debe hacerse con cuidado, ya que, según los documentales de la National Geographic Society, una de las causas de las explosiones de abril de 1992 en Guadalajara fue una tubería de agua mal ubicada. Las estructuras suelen estar hechas de hormigón , quizás con columnas estructurales de acero . En los sistemas más antiguos, se usaban ladrillos y hierro fundido . La construcción a cielo abierto puede llevar tanto tiempo que a menudo es necesario construir una plataforma de carretera temporal mientras se realiza la construcción debajo, para evitar el cierre de las calles principales durante largos períodos de tiempo.
Otro método de excavación de túneles se denomina tunelización perforada . En este caso, la construcción comienza con un pozo vertical desde el que se excavan túneles horizontales, a menudo con un escudo de tunelización , evitando así casi cualquier alteración de las calles, edificios y servicios públicos existentes. Pero los problemas con las aguas subterráneas son más probables y la excavación de túneles a través del lecho de roca nativo puede requerir voladuras . La primera ciudad en utilizar ampliamente la tunelización profunda fue Londres , donde una gruesa capa sedimentaria de arcilla evita en gran medida ambos problemas. El espacio confinado en el túnel también limita la maquinaria que se puede utilizar, pero ahora hay máquinas perforadoras de túneles especializadas disponibles para superar este desafío.
Una desventaja de esto es que el costo de la construcción de túneles es mucho más alto que el de construir sistemas de túneles a cielo abierto, a nivel o elevados. Las primeras tuneladoras no podían hacer túneles lo suficientemente grandes para el equipo ferroviario convencional, por lo que se necesitaban trenes especiales bajos y redondos, como los que todavía utiliza la mayoría del metro de Londres. No puede instalar aire acondicionado en la mayoría de sus líneas porque la cantidad de espacio vacío entre los trenes y las paredes del túnel es muy pequeña. Otras líneas se construyeron con túneles a cielo abierto y desde entonces se han equipado con trenes con aire acondicionado .
El sistema de metro más profundo del mundo se construyó en San Petersburgo , Rusia, donde en la zona pantanosa , el suelo estable comienza a más de 50 metros (160 pies) de profundidad. Por encima de ese nivel, el suelo se compone principalmente de arena finamente dispersa que contiene agua. Debido a esto, solo tres estaciones de casi 60 están construidas cerca del nivel del suelo y tres más por encima del suelo. Algunas estaciones y túneles se encuentran a una profundidad de hasta 100-120 metros (330-390 pies) debajo de la superficie. Por lo general, la distancia vertical entre el nivel del suelo y el riel se utiliza para representar la profundidad. Entre los posibles candidatos se encuentran:
Una ventaja de los túneles profundos es que pueden sumergirse en un perfil similar a una cuenca entre estaciones, sin incurrir en los costos adicionales significativos asociados con la excavación cerca del nivel del suelo. Esta técnica, también conocida como poner estaciones "sobre jorobas", permite que la gravedad ayude a los trenes a medida que aceleran desde una estación y frenan en la siguiente. Se utilizó ya en 1890 en partes del Ferrocarril de la Ciudad y el Sur de Londres y se ha utilizado muchas veces desde entonces, por ejemplo, en Montreal o Núremberg.
La línea West Island , una extensión de la línea MTR Island que da servicio al oeste de la isla de Hong Kong, inaugurada en 2015, tiene dos estaciones ( Sai Ying Pun y HKU ) situadas a más de 100 metros (330 pies) por debajo del nivel del suelo, para dar servicio a los pasajeros de los niveles intermedios . Tienen varias entradas/salidas equipadas con ascensores de alta velocidad, en lugar de escaleras mecánicas . Este tipo de salidas han existido en muchas estaciones del metro de Londres y en estaciones de países de la ex Unión Soviética.
Los ferrocarriles elevados son una forma más barata y sencilla de construir un derecho de paso exclusivo sin excavar túneles costosos ni crear barreras. Además de los ferrocarriles a nivel de la calle, también pueden ser la única alternativa viable debido a consideraciones como un nivel freático alto cerca de la superficie de la ciudad que aumenta el costo de los ferrocarriles subterráneos o incluso los impide (por ejemplo, Miami ). Las vías elevadas fueron populares a principios del siglo XX, pero cayeron en desgracia. Volvieron a ponerse de moda en el último cuarto del siglo, a menudo en combinación con sistemas sin conductor, por ejemplo, el SkyTrain de Vancouver, el Docklands Light Railway de Londres , [74] el Metrorail de Miami , el Skytrain de Bangkok , [75] y el Skyline Honolulu . [76]
Las estaciones funcionan como centros de conexión para permitir que los pasajeros suban y bajen de los trenes. También son puntos de control de pago y permiten a los pasajeros hacer transbordo entre modos de transporte, por ejemplo, a autobuses u otros trenes. El acceso se proporciona a través de plataformas laterales o de islas . [77] Las estaciones subterráneas, especialmente las de nivel profundo, aumentan el tiempo total de transporte: los largos viajes en escaleras mecánicas hasta las plataformas significan que las estaciones pueden convertirse en cuellos de botella si no se construyen adecuadamente. Algunas estaciones subterráneas y elevadas están integradas en vastas redes subterráneas o de pasarelas elevadas respectivamente, que se conectan con edificios comerciales cercanos. [78] En los suburbios, puede haber un " park and ride " conectado a la estación. [79]
Para facilitar el acceso a los trenes, la altura de los andenes permite un acceso sin escalones entre el andén y el tren. Si la estación cumple con los estándares de accesibilidad , permite que tanto las personas discapacitadas como las que llevan equipaje con ruedas accedan fácilmente a los trenes, [80] aunque si la vía es curva puede haber un espacio entre el tren y el andén . Algunas estaciones utilizan puertas de malla en los andenes para aumentar la seguridad al evitar que las personas se caigan a las vías, además de reducir los costos de ventilación.
Particularmente en la ex Unión Soviética y otros países de Europa del Este, pero en un grado cada vez mayor en otros lugares, las estaciones fueron construidas con espléndidas decoraciones como paredes de mármol , pisos de granito pulido y mosaicos, exponiendo así al público al arte en su vida cotidiana, fuera de galerías y museos. El revestimiento de las paredes del metro de Moscú contiene muchos fósiles, desde corales hasta amonitas y nautilus . Los sistemas de Moscú , San Petersburgo , Tashkent y Kiev son ampliamente considerados como algunos de los más bellos del mundo. [81] Varias otras ciudades como Londres, [82] Estocolmo , Montreal , Lisboa , Nápoles y Los Ángeles también se han centrado en el arte, que puede variar desde revestimientos de paredes decorativos, hasta grandes y extravagantes esquemas artísticos integrados con la arquitectura de la estación, hasta exhibiciones de artefactos antiguos recuperados durante la construcción de la estación. [83] Puede ser posible obtener ganancias atrayendo más pasajeros gastando cantidades relativamente pequeñas en gran arquitectura , arte, limpieza , accesibilidad , iluminación y una sensación de seguridad . [84]
En los primeros tiempos de los ferrocarriles subterráneos, se necesitaban al menos dos miembros del personal para operar cada tren: uno o más asistentes (también llamados " conductor " o "guardia") para operar las puertas o portones, así como un conductor (también llamado " ingeniero " o "motorista"). La introducción de puertas eléctricas alrededor de 1920 permitió reducir el tamaño de la tripulación, y los trenes en muchas ciudades ahora son operados por una sola persona . Cuando el operador no puede ver todo el costado del tren para saber si las puertas se pueden cerrar de manera segura, a menudo se proporcionan espejos o monitores de televisión de circuito cerrado para ese propósito.
En la década de 1960, con el avance de las tecnologías computarizadas para el control automático de trenes y, más tarde, la operación automática de trenes (ATO), se puso a disposición un sistema de reemplazo para los conductores humanos. La ATO podía poner en marcha un tren, acelerar a la velocidad correcta y detenerse automáticamente en la posición correcta en la plataforma ferroviaria de la siguiente estación, teniendo en cuenta la información que un conductor humano obtendría de las señales de la vía o de la cabina . La primera línea de metro en utilizar esta tecnología en su totalidad fue la línea Victoria de Londres , inaugurada en 1968.
En condiciones normales de funcionamiento, un miembro de la tripulación ocupa el puesto del conductor en la parte delantera, pero sólo es responsable de cerrar las puertas en cada estación. Al pulsar dos botones de "arranque", el tren se desplaza automáticamente a la siguiente estación. Este estilo de "operación de trenes semiautomática" (STO), conocido técnicamente como " Grado de automatización (GoA) 2", se ha generalizado, especialmente en líneas de nueva construcción como la red BART del Área de la Bahía de San Francisco .
Una variante de ATO, "operación de trenes sin conductor" (DTO) o técnicamente "GoA 3", se ve en algunos sistemas, como en el Docklands Light Railway de Londres , que se inauguró en 1987. Aquí, un "agente de servicio a los pasajeros" (antes llamado "capitán del tren") viajaría con los pasajeros en lugar de sentarse en la parte delantera como lo haría un conductor, pero tendría las mismas responsabilidades que un conductor en un sistema GoA 2. Esta tecnología podría permitir que los trenes funcionen de forma completamente automática sin tripulación, al igual que lo hacen la mayoría de los ascensores . Cuando los costos inicialmente crecientes de la automatización comenzaron a disminuir, esto se convirtió en una opción económicamente atractiva para los operadores.
Al mismo tiempo, los argumentos en contra afirmaban que, en una situación de emergencia , un miembro de la tripulación a bordo del tren posiblemente habría podido evitar la emergencia en primer lugar, conducir un tren parcialmente averiado hasta la siguiente estación, ayudar con una evacuación si fuera necesario o llamar a los servicios de emergencia correctos y ayudar a dirigirlos al lugar donde ocurrió la emergencia. En algunas ciudades, se utilizan las mismas razones para justificar una tripulación de dos en lugar de una: una persona conduce desde la parte delantera del tren, mientras que la otra opera las puertas desde una posición más atrás y es más capaz de ayudar a los pasajeros de los vagones traseros. Un ejemplo de la presencia de un conductor debido exclusivamente a la oposición sindical es la línea Scarborough RT en Toronto.
Los trenes completamente sin tripulación, o "operación de trenes sin tripulación" (UTO) o técnicamente "GoA 4", son más aceptados en sistemas más nuevos donde no hay tripulaciones existentes que sean desplazadas, y especialmente en líneas de metro ligero . Uno de los primeros sistemas de este tipo fue el VAL ( véhicule automatique léger o "vehículo ligero automatizado"), utilizado por primera vez en 1983 en el metro de Lille en Francia. Se han construido líneas VAL adicionales en otras ciudades como Toulouse , Francia, y Turín , Italia. Otro sistema que utiliza trenes sin tripulación es el Innovia Metro de Bombardier , desarrollado originalmente por la Corporación de Desarrollo del Transporte Urbano como el Sistema de Tránsito de Capacidad Intermedia (ICTS). Más tarde se utilizó en el SkyTrain en Vancouver y la línea Kelana Jaya en Kuala Lumpur, que no llevan tripulantes.
Otro obstáculo para la conversión de las líneas existentes a un funcionamiento totalmente automatizado es que la conversión puede requerir la interrupción de las operaciones. Además, cuando varias líneas comparten la misma infraestructura, puede ser necesario compartir vías entre trenes automatizados y operados por humanos al menos durante un período transitorio. El metro de Núremberg convirtió el actual U2 en totalmente automatizado (GoA4) a principios de 2010 sin un solo día de interrupción del servicio. Antes de eso, había funcionado en operación mixta con el recién inaugurado U3 totalmente sin conductor a partir de 2008. El metro de Núremberg fue el primer sistema del mundo en emprender una transición de este tipo con operación mixta y sin interrupción del servicio. Si bien esto demuestra que esos obstáculos tecnológicos se pueden superar, el proyecto sufrió graves retrasos, no se alcanzó el objetivo de estar en funcionamiento a tiempo para la Copa Mundial de la FIFA 2006 y los pedidos internacionales esperados para el sistema de automatización empleado en Núremberg nunca se materializaron.
Los sistemas que utilizan trenes automáticos también suelen emplear puertas de plataforma de altura completa o puertas de plataforma automáticas de media altura para mejorar la seguridad y garantizar la confianza de los pasajeros, pero esto no es universal, ya que redes como la de Núremberg no lo hacen, sino que utilizan sensores infrarrojos para detectar obstáculos en la vía. Por el contrario, algunas líneas que conservan a los conductores o la operación manual del tren utilizan PSD, en particular la Jubilee Line Extension de Londres . La primera red en instalar PSD en un sistema ya operativo fue el MTR de Hong Kong , seguido por el MRT de Singapur.
En cuanto a los trenes más grandes, el metro de París tiene conductores humanos en la mayoría de las líneas, pero utiliza trenes automatizados en su línea más nueva, la Línea 14 , que se inauguró en 1998. La antigua Línea 1 se convirtió posteriormente en una operación sin supervisión en 2012, y se espera que la Línea 4 le siga en 2023. [85] La línea MRT del noreste de Singapur, que se inauguró en 2003, es la primera línea de tren pesado urbano subterráneo totalmente automatizada del mundo. La línea MTR Disneyland Resort también está automatizada, junto con los trenes de la línea de la Isla Sur .
Desde la década de 1980, los tranvías han incorporado varias características del tránsito rápido: los sistemas de tren ligero (tranvías) circulan por sus propios derechos de paso , evitando así la congestión ; permanecen al mismo nivel que los autobuses y los automóviles. Algunos sistemas de tren ligero tienen secciones elevadas o subterráneas. Tanto los sistemas de tranvía nuevos como los mejorados permiten una mayor velocidad y capacidad, y son una alternativa barata a la construcción de tránsito rápido, especialmente en ciudades más pequeñas. [37]
Un diseño premetro significa que se construye un sistema de tránsito rápido subterráneo en el centro de la ciudad, pero solo un sistema de tren ligero o tranvía en los suburbios. Por el contrario, otras ciudades han optado por construir un metro completo en los suburbios, pero hacer funcionar los tranvías en las calles de la ciudad para ahorrar el costo de los costosos túneles. En América del Norte, los interurbanos se construyeron como tranvías suburbanos que circulaban por la calle , sin la separación de niveles del tránsito rápido. Los premetros también permiten una actualización gradual de los tranvías existentes para convertirlos en tránsito rápido, distribuyendo así los costos de inversión a lo largo del tiempo. Son más comunes en Alemania con el nombre de Stadtbahn . [67]
El tren de cercanías suburbano es un sistema ferroviario pesado que opera a una frecuencia menor que el tránsito rápido urbano, con velocidades promedio más altas, y que a menudo solo da servicio a una estación en cada pueblo y ciudad. Los sistemas de trenes de cercanías de algunas ciudades (como los S-Bahns alemanes , la línea de cercanías KRL de Yakarta , el ferrocarril suburbano de Mumbai , las redes suburbanas australianas , el S-tog danés , etc.) pueden considerarse como el sustituto del sistema de tránsito rápido de la ciudad que proporciona un tránsito masivo frecuente dentro de la ciudad. Por el contrario, los sistemas de tránsito rápido principalmente urbanos en algunas ciudades (como el metro de Dubái , el metro de Shanghái , MetroSur del metro de Madrid , el metro de Taipei , el tránsito rápido de Kuala Lumpur , etc.) tienen líneas que se abren en abanico para llegar a los suburbios exteriores. Con algunos otros sistemas de tránsito rápido urbanos o "casi urbanos" ( metro de Guangfo , tránsito rápido del área de la bahía , metro de Los Teques y línea 7 del metro de Seúl , etc.) que dan servicio a aglomeraciones de dos y múltiples núcleos .
Algunas ciudades han optado por dos niveles de ferrocarriles urbanos: un sistema de tránsito rápido urbano (como el metro de París , el metro de Berlín , el metro de Londres , el metro de Sídney , el metro de Tokio , el MRT de Yakarta y el metro de Filadelfia ) y un sistema suburbano (como sus homólogos RER , S-Bahn , Crossrail & London Overground , Sydney Trains , JR Urban Lines , KRL Commuterline y Regional Rail respectivamente). Estos sistemas se conocen como trenes S , servicio suburbano o (a veces) ferrocarril regional. Los sistemas suburbanos pueden tener sus propias vías construidas especialmente, funcionar con frecuencias similares a las del "tránsito rápido" y (en muchos países) son operados por la compañía ferroviaria nacional. En algunas ciudades, estos servicios suburbanos pasan por túneles en el centro de la ciudad y tienen transferencias directas al sistema de tránsito rápido, en la misma plataforma o en plataformas adyacentes. [86] [87]
En algunos casos, como el metro de Londres y el Overground de Londres , los sistemas de tránsito rápido y suburbano incluso funcionan exactamente en la misma vía a lo largo de algunas secciones. El BART de California , el Metrô-DF del Distrito Federal y el sistema Metrorail de Washington son un ejemplo de un híbrido de los dos: en los suburbios, las líneas funcionan como una línea de tren de cercanías, con intervalos más largos y mayor distancia entre estaciones; en las áreas del centro, las estaciones se acercan entre sí y muchas líneas se interconectan con intervalos que se reducen a los intervalos típicos del tránsito rápido.
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En marzo de 2018 [update], 212 ciudades habían construido sistemas de tránsito rápido. [88] El costo de capital es alto, al igual que el riesgo de sobrecostos y déficit de beneficios; normalmente se requiere financiamiento público . El tránsito rápido a veces se considera una alternativa a un sistema de transporte por carretera extenso con muchas autopistas ; [89] el sistema de tránsito rápido permite una mayor capacidad con un menor uso de la tierra, un menor impacto ambiental y un menor costo. [90] [5] Un estudio de 2023 encontró que los sistemas de tránsito rápido conducen a una reducción masiva de las emisiones de CO 2 . [91]
Los sistemas elevados o subterráneos en los centros urbanos permiten el transporte de personas sin ocupar terrenos costosos y permiten que la ciudad se desarrolle de forma compacta sin barreras físicas. Las autopistas suelen reducir los valores de los terrenos residenciales cercanos , pero la proximidad a una estación de tránsito rápido suele desencadenar un crecimiento comercial y residencial, con la construcción de grandes edificios de oficinas y viviendas orientados al transporte público . [89] [92] Además, un sistema de tránsito eficiente puede reducir la pérdida de bienestar económico causada por el aumento de la densidad de población en una metrópolis. [93]
Los sistemas de tránsito rápido tienen costos fijos elevados . La mayoría de los sistemas son de propiedad pública, ya sea de gobiernos locales, autoridades de tránsito o gobiernos nacionales. Las inversiones de capital a menudo se financian parcial o totalmente con impuestos, en lugar de con tarifas de pasajeros, pero a menudo deben competir con la financiación de las carreteras . Los sistemas de tránsito pueden ser operados por el propietario o por una empresa privada a través de una obligación de servicio público . Los propietarios de los sistemas a menudo también son dueños de los sistemas de autobuses o trenes de conexión, o son miembros de la asociación de transporte local , lo que permite transferencias gratuitas entre modos. Casi todos los sistemas de tránsito funcionan con déficit, lo que requiere ingresos por tarifas , publicidad y financiación gubernamental para cubrir los costos.
La tasa de recuperación de la tarifa , una relación entre los ingresos por billetes y los costes operativos, se utiliza a menudo para evaluar la rentabilidad operativa; algunos sistemas, como la MTR Corporation de Hong Kong [94] y Taipei [95], alcanzan tasas de recuperación muy superiores al 100%. Esto ignora tanto los elevados costes de capital incurridos en la construcción del sistema, que a menudo se financian con préstamos blandos [96] y cuyo mantenimiento se excluye de los cálculos de rentabilidad, como los ingresos auxiliares, como los ingresos de las carteras inmobiliarias [94] . Algunas ampliaciones de los sistemas, en particular las de Hong Kong, se financian en parte con la venta de terrenos cuyo valor se ha apreciado por el nuevo acceso que la ampliación ha traído a la zona [66] , un proceso conocido como captura de valor .
Las políticas de planificación del uso del suelo urbano son esenciales para el éxito de los sistemas de transporte rápido, en particular porque el transporte público no es viable en comunidades de baja densidad. Los planificadores del transporte estiman que para apoyar los servicios ferroviarios rápidos, debe haber una densidad de vivienda residencial de doce unidades de vivienda por acre. [97]
