LA RED FERROVIARIA NACIONAL Y SU PERSPECTIVA DE DESARROLLO

(Fuente: Anuario Estadístico 2004 SCT) VIAS FERREAS EN MÉXICO (Fuente: Anuario Estadístico 2004 SCT)

Longitud de Vías Principales Ferrocarril Longitud Km KANSAS CITY SOUTHERN DE MÉXICO 4,282.694 FERROMEX 7,467.475 FERROSUR 1,479.063 FERROVALLE 296.763 COAHUILA - DURANGO 973.875 FERROCARRIL DEL MAYAB 1,340.323 FERROCARRIL DEL ITSMO 212.812 OTRAS LINEAS CORTAS 2,236.747 LINEAS CORTAS SIN OPERAR 2,374.764 TOTAL 20,664.516

Inicio y evolución El ferrocarril fue en sus inicios la opción para sustituir el traslado de carga y pasajeros en carretas y recuas; luego rápidamente se convirtió en la columna vertebral del transporte, tanto de carga como de pasajeros, fue factor de desarrollo de grandes polos industriales y por ende de población. Después de la revolución, el desarrollo de infraestructura carretera supero rápidamente a la ferroviaria, que se estancó. Los ferrocarriles como transporte de carga entran en crisis en la década de los sesenta y mitad de los setentas; al subir los precios del petróleo, se retoma el ferrocarril como medio de transporte de carga, en grandes volúmenes y a grandes distancias.

Inicio y evolución Aunque en la década de los cincuenta los ferrocarriles norteamericanos ya habían realizado abatimientos de curvatura y pendiente en sus rutas, con la crisis del petróleo de los setentas, desarrollaron sistemas de ahorro en el consumo de diesel, equipando con inyectores con este propósito a las locomotoras, esto desde luego, también ocurrió en México. El abatimiento de curvatura y pendiente en las rutas nacionales no fue en el grado suficiente para modernizar el total de las vías, como se muestra en los mapas siguientes.

RED FERROVIARIA CONCESIONADA SAN DIEGO CALEXICO OTRAS LÍNEAS CORTAS MEXICALI TIJUANA FERROMEX EL PASO NOGALES CD. JUAREZ OJINAGA PRESIDIO HERMOSILLO PIEDRAS NEGRAS EAGLE PASS GUAYMAS CHIHUAHUA CD. OBREGON HERCULES AVANTE AHMSA NVO. LAREDO LAREDO COAHUILA DURANGO MONCLOVA ESCALON MONTERREY BROWNSVILLE TORREON TOPOLOBAMPO MATAMOROS SALTILLO CULIACAN Golfo de México DURANGO FELIPE PESCADOR KCS de MÉXICO SALINAS LAGUNA SECA ALTAMIRA CHICALOTE TAMPICO TEPIC SAN LUIS POTOSI PROGRESO FERROSUR FERROCARRIL CHIAPAS - MAYAB TEPIC M É X I C O MERIDA IRAPUATO QUERETARO GUADALAJARA MEXICO CAMPECHE FERROVALLE TOLUCA VERACRUZ MANZANILLO COATZACOALCOS CUERNAVACA PUEBLA EL CHAPO LAZARO CARDENAS MEDIAS AGUAS FERROCARRIL DEL ISTMO SALINA CRUZ (TIJUANA- TECATE, OAXACA Y SUR

MODIFICACIONES A TRAZOS PARA ABATIR CURVATURA Y PENDIENTE FERROMEX TRANCOSO ZACATECAS TEPIC LOS SALAS GUADALAJARA CUESTA DE ROSETA MÉXICO MANZANILLO

MODIFICACIONES A TRAZOS PARA ABATIR CURVATURA Y PENDIENTE SOLEDAD SALTILLO MONTAÑA LAS CANOAS KANSAS CITY SOUTHERN DE MÉXICO TEPIC TAMARINDO PEROTE GUADALAJARA MÉXICO VERACRUZ AJUNO PARANGUTIRO LAZARO CARDENAS

MODIFICACIONES A TRAZOS PARA ABATIR CURVATURA Y PENDIENTE TEPIC ACULTZINGO FERROSUR GUADALAJARA VCI MÉXICO VERACRUZ COATZACOALCOS AZUFRERA ALMAGRES

MODIFICACIONES A TRAZOS PARA ABATIR CURVATURA Y PENDIENTE TEPIC MOGOÑE LA MATA GUADALAJARA MÉXICO VERACRUZ COATZACOALCOS FERROCARRIL DEL ISTMO

Justificación de las obras La captación de carga manejada por ferrocarril en México, se está incrementando como se muestra en el cuadro de la siguiente diapositiva. Este ritmo de crecimiento requerirá de los abatimientos de curvatura y pendiente en las principales rutas de la red ferroviaria nacional, estos abatimientos se pueden financiar en buena medida con el ahorro que genera la operación una vez realizadas las obras como se vera más adelante. Independiente a lo anterior está el manejo mas eficiente de la carga ya que a menor pendiente mayor capacidad de las locomotoras.

(2004)

Transporte Ferroviario y Multimodal (1999 -2004)

RED FERROVIARIA A FUTURO NUEVAS RUTAS SAN DIEGO CALEXICO MEXICALI TIJUANA NOGALES CD. JUAREZ EL PASO OJINAGA PRESIDIO HERMOSILLO PIEDRAS NEGRAS EAGLE PASS GUAYMAS CHIHUAHUA CD. OBREGON HERCULES AVANTE AHMSA NVO. LAREDO LAREDO MONCLOVA ESCALON MONTERREY BROWNSVILLE TORREON TOPOLOBAMPO MATAMOROS SALTILLO CULIACAN Golfo de México DURANGO FELIPE PESCADOR SALINAS LAGUNA SECA ALTAMIRA COSTERA DEL GOLFO CHICALOTE TAMPICO TEPIC SAN LUIS POTOSI PROGRESO M É X I C O MERIDA IRAPUATO QUERETARO GUADALAJARA GUADALAJARA ENCARNACIÓN MEXICO CAMPECHE TOLUCA VERACRUZ MANZANILLO COATZACOALCOS CUERNAVACA PUEBLA EL CHAPO DURANGO MAZATLÁN LAZARO CARDENAS MEDIAS AGUAS SALINA CRUZ

LA RED FERROVIARIA NACIONAL Y SU PERSPECTIVA DE DESARROLLO. Ing. Gustavo Baca Villanueva.

Sin pretender hacer un análisis completo se presenta una somera revisión de los dos importantes temas propuestos. Los costos de operación incluyen mano de obra, materiales y equipos, combustibles, depreciaciones, gastos de compras, servicios misceláneos, gastos fijos e impuestos. En el año 2000 las empresas ferroviarias clase A tuvieron ingresos totales por $ 34,102 millones de dólares y gastos de operación por $ 29’040 millones el porcentaje global por rubro de gasto sería: Transportes: $ 13’348.84 millones (45.96%) Equipo de arrastre y tractivo: $ 7’264.564 millones (25.01%) Conservación de las vías y sus estructuras: $ 5’033.979 (17.33%) Gasto General y Administrativo: $ 3’392.565 (11.68%)

Desde luego estos indicadores son generales, por lo que no serían aplicables a un ferrocarril en particular, solo dan la idea de la industria, sin embargo es claro que las condiciones críticas de una ruta darán un gasto mayor en las operaciones en la medida que la misma este afectada en mayor o menor longitud.

Efecto de la pendiente de la vía. Dado que la resistencia al rodamiento inicial, entre las ruedas de acero sobre rieles de acero es de 3 a 8 lbs. por tonelada inglesa, el trazo vertical debe ser cuidadosamente escogido dentro de las alternativas de construcción ya que está resistencia varia hasta alcanzar 20 lbs. por tonelada por cada unidad porcentual de pendiente, determinando con ello un costo de operación relativo alto cuanto mayor sea la pendiente. En el cuadro siguiente se presenta el tonelaje que puede arrastrar una locomotora de 3000 H.P. de 175 toneladas de peso sobre rieles, a 30 kilómetros por hora, en pendientes de 0.50% hasta 2.50%, así como los caballos necesarios para mover una tonelada.

Potencia 3000 Caballos Unidades 1 peso 175 Toneladas Carros de 120 Velocidad Km/hr Pendiente (%) Adherencia Fuerza tractiva Tonelaje unitaro Factor Carro 1.0 30.0 0.50 18.31% 22,500 0.1647 9.9 2.0 1.00 0.0903 5.4 3.0 1.50 0.0622 3.7 4.0 2.00 0.0475 2.8 5.0 2.50 0.0384 2.3 tonelaje Caballos por Ton. Ecuacion Bruto Bruta 3,522 3,247 0.852 0.924 1,852 1,768 1.620 1.697 1,221 1,182 2.456 2.539 890 867 3.371 3.459 686 671 4.375 4.470

Para el desarrollo del cuadro se utilizó la formula de Davis, la forma y datos obtenidos los diseño el Ing. Antonio Gutiérrez Vázquez. Las variables que inciden en la potencia de arrastre son velocidad y pendiente, para este cuadro solo se varió la pendiente y el tonelaje que así se obtiene será el aplicado al tramo de pendiente máxima, también llamada pendiente gobernadora. De esta tabla resulta fácil deducir que si para mover 3,247 toneladas brutas en el 0´5% de pendiente a treinta por hora se requiere toda la potencia de la locomotora, y si al usar toda esa potencia y a esa velocidad en el 2.5% dependiente solo se mueven 686 toneladas brutas el costo por el combustible usado por tonelada movida será 4.7 veces mayor. Al proyectar una vía con características verticales extremas (entre 1.5 y 2.5 % o mas de pendiente), debe tomarse en cuenta , de preferencia desde el momento de proyectar, además del costo de combustible, la máxima curvatura que se proponga en su trazo horizontal ya que esta también incrementa la resistencia al rodamiento y obliga a compensar la pendiente para eliminar el efecto, al tener que operar en vías que no fueron compensadas en su construcción deberá incrementarse el efecto de resistencia al rodamiento, esta resistencia es equivalente a .04% de pendiente por grado de curvatura.

Los cambios de trazo, revisiones de pendiente y la construcción de vías nuevas para servicios regionales o industriales, debe tener en cuenta los factores anteriores para la elaboración del proyecto y su posterior ejecución, no necesariamente la ruta mas corta es la mas económica en términos de operación. La reducción de pendiente nos permitirá operar trenes más largos con más capacidad de desplazamiento de carga por unidad tractiva, reduciendo costos de tripulación y de combustibles. Los beneficios de un buen trazo y pendiente, se pueden obtener en el cálculo de tiempo de recorrido y consumo de combustible, el consumo de combustible ya lo vimos en el párrafo anterior, sin embargo las combinaciones de locomotoras por caballaje, numero de ejes por truck, capacidad de maniobra en curvatura extrema, entrada de aire al sistema de combustión en condiciones desfavorables por operar en zonas de túneles etc, si deben tomarse en cuenta para una operación equilibrada.

Sin tomar en cuenta todos los factores que afectan el movimiento de un tren, para obtener una visión somera del costo beneficio y el efecto que sobre el tiene la curvatura y la pendiente de una vía haremos el siguiente ejercicio: Factores de vía: 0.5% de pendiente sin compensar. 4 grados de curvatura métricos (6.66 ingleses). sin restricciones por conservación. sin lubricadores de riel.

Factores de equipo: baleros de rodillos. locomotora de 3000 h.p. 120 ton de peso, dos ejes por truck, 50000 lbs de fuerza tractiva a la velocidad mínima, base rígida de 9 pies. carros de 200 tons. cortas. (20lbs/ton)*(200 ton)*(0.5% + .04 * 6.6)*(X carros)= 50000 lbs. X = 50000/3056 = 16 carros por locomotora. Haciendo otro ejercicio para comparación con los mismos factores excepto la pendiente que será de 2.5% y la curvatura de 8 grados (13.33 ingleses). (20 lbs/ton)*(200 ton)*(2.5 % + .04 * 13.3)*(X carros) = 50000 lbs. X = 50000/12128 = 4 carros por locomotora. Un ejercicio mas haciendo pequeñas variaciones, como son: abatir pendiente a 2.0% compensando la curvatura desde su construcción. (20 lbs/ton)*(200 ton)*(2.0%)*(X carros) = 50000 lbs. X = 50000/8000 = 6 carros por locomotora, incremento relativo muy substancial.

Lo anterior es un calculo a números gruesos, para un mejor análisis deberá aplicarse la formula de Davis que se consigna en este mismo artículo, también nos sirve para valorar el costo beneficio de una construcción inicial de vía, adecuada al trafico potencial y a la longitud de la línea, cabe además la aclaración de que una menor curvatura nos permite mayor velocidad y por lo tanto menor tiempo de recorrido con el ahorro consecuente de combustible, el riel se desgastara menos, la conservación será menos costosa y el equipo se deteriorara en menor escala al ser menos agresivo el ángulo de ataque riel/rueda, al mismo tiene se requiere de menos tripulaciones para llevar la carga de origen a destino y se disminuye el ciclo carro con lo que se aumenta la oferta de vacíos sin mayor gasto de capital. Un ejemplo del ahorro derivado del ciclo carro es el siguiente: Si para llevar 1000 toneladas se requieren 10 carros y si la producción diaria es de 1000 toneladas y si el ciclo carro es de 8 días, entonces se requieren 80 carros dedicados a ese flete. El ciclo carro lo desglosamos como sigue: un día para cargarse, un día para descargarse y 6 días en tránsito; 6 días de 12 horas diarias de operación a 30 KPH nos llevan a 1080 kilómetros redondos. Si se aumenta la velocidad a 60 kph entonces el recorrido se hace en la mitad del tiempo y en lugar de 80 carros necesitaremos solo 40.

En general el costo del tren es menor cuanto mayor es la carga que transporta, sin embargo conviene tener presente que hay limitantes para la fuerza de tracción máxima, para evitar que los acopladores se rompan o que haya una deficiente operación del freno, sobre todo a bajas temperaturas. El factor de carros cargados-vacíos hará que el tonelaje asignado a una locomotora varíe, esto lo contempla la formula de Davis: R = 0.6 + (20/W) + 0.01 V + ( KV/ W N). R = resistencia, en lbs/ton. W = peso por eje, en ton. N = numero de ejes por carro. V = velocidad en millas por hora. K = coeficiente de resistencia al aire, que será 0.07 para equipo convencional, 0.16 para Remolques sobre plataformas y 0.0935 para contenedores doble estiba.

CONCLUSIÓN Es claro entonces que la perspectiva del ferrocarril en el mediano y largo plazo, desde el punto de vista de creación de infraestrucura está en llevar a cabo un programa de abatimiento de curvatura y pendiente, construir nuevas rutas que acorten los recorridos actuales, ay que con ello tendrán oportunidad de eficientar el uso de equipos, ahorrar combustibles y mover mas carga en el contexto nacional, acercándose cada vez mas al 25% del total del movimiento de carga tanto nacional como de exportación e importación.