Monorriel

Los primeros años

El primer prototipo de monorraíl fue construido en Rusia en 1820 por Iván Elmanov. Desde principios del siglo XIX se han realizado intentos para crear alternativas de monorraíl a los ferrocarriles convencionales.

El «Centennial Monorail» se presentó en la Exposición del Centenario de Filadelfia en 1876.

Hacia 1879, tanto Haddon como Stringfellow propusieron de forma independiente un sistema de «un solo carril», que utilizaba un carril en forma de «V» invertida (y, por lo tanto, con una sección transversal en forma de «Λ»). Estaba destinado a uso militar, pero también se consideró que podía tener un uso civil como «ferrocarril económico».

El Boynton Bicycle Railroad era un monorraíl propulsado por vapor situado en Brooklyn, en Long Island, Nueva York. Circulaba sobre un único carril portante a nivel del suelo, pero contaba con un carril estabilizador superior de madera sobre el que se enganchaban un par de ruedas opuestas horizontalmente. El ferrocarril funcionó durante solo dos años a partir de 1890.

El Hotchkiss Bicycle Railroad era un monorraíl en el que se podía circular con una bicicleta de pedales adaptada. El primer ejemplar se construyó entre Smithville y Mount Holly, en Nueva Jersey, en 1892. Cerró en 1897. Se construyeron otros ejemplares en Norfolk entre 1895 y 1909, así como en Great Yarmouth y Blackpool (Reino Unido) a partir de 1896.

Décadas de 1900 a 1950

Los primeros diseños utilizaban un único carril metálico de doble reborde como alternativa al doble carril de los ferrocarriles convencionales, que servía tanto para guiar como para soportar el vagón del monorraíl. Una versión suspendida que aún se conserva es el sistema más antiguo todavía en servicio: el monorraíl de Wuppertal, en Alemania. También a principios del siglo XX se probaron los monorraíles giroscópicos, con vagones equilibrados giroscópicamente sobre un único carril, pero nunca se desarrollaron más allá de la fase de prototipo. El sistema Ewing, utilizado en las vías del monorraíl del estado de Patiala, en el Punjab (India), se basa en un modelo híbrido con un único carril que soporta la carga y una rueda externa para mantener el equilibrio. Uno de los primeros sistemas que se puso en funcionamiento fue el del ingeniero francés Charles Lartigue, quien construyó una línea entre Ballybunion y Listowel, en Irlanda, inaugurada en 1888 y cerrada en 1924 (debido a los daños causados por la Guerra Civil irlandesa). Utiliza un único carril de soporte de carga y dos carriles externos inferiores para el equilibrio, los tres sostenidos por soportes triangulares.

Es posible que la primera locomotora de monorraíl fuera una locomotora de vapor de configuración 0-3-0.

En 1901 se propuso un monorraíl de alta velocidad que utilizaba el sistema Lartigue entre Liverpool y Manchester.

En 1910, se barajó la posibilidad de utilizar el monorraíl giroscópico de Brennan en una mina de carbón de Alaska. En junio de 1920, la Oficina de Patentes francesa publicó la patente FR 503782, de Henri Coanda, sobre un «Transporteur Aérien» (transportador aéreo).

En el norte del desierto de Mojave, se construyó en 1924 el monorraíl de las sales de Epsom. Recorría 28 millas desde un enlace con el ferrocarril de Trona, hacia el este, para extraer los yacimientos de epsomita en las montañas Owlshead. Este monorraíl de tipo Lartigue, no destinado al transporte de pasajeros, alcanzaba pendientes de hasta el diez por ciento. Solo estuvo en funcionamiento hasta junio de 1926, cuando la explotación de los yacimientos minerales dejó de ser rentable, y fue desmantelado para su desguace a finales de la década de 1930.

Durante la primera mitad del siglo XX se propusieron muchos otros diseños que o bien nunca pasaron de la fase de proyecto o bien se quedaron en prototipos de corta duración. Uno de los primeros monorraíles previstos en Estados Unidos se situaba en la ciudad de Nueva York a principios de la década de 1930, pero el proyecto se descartó en favor de un sistema de tren elevado.

Décadas de 1950 a 1980

En la segunda mitad del siglo XX, los monorraíles se habían decantado por el uso de vías más anchas basadas en vigas o travesaños, con vehículos soportados por un juego de ruedas y guiados por otro. En la década de 1950 se construyó en Alemania un prototipo a escala del 40 % de un sistema diseñado para alcanzar una velocidad de 200 mph (320 km/h) en tramos rectos y de 90 mph (140 km/h) en curvas. Había diseños en los que los vehículos se apoyaban, quedaban suspendidos o en voladizo respecto a las vigas. En la década de 1950 surgió el diseño de pórtico de ALWEG, seguido de un tipo suspendido actualizado, el sistema SAFEGE. Los dos mayores fabricantes de monorraíles, Hitachi Monorail y Bombardier, utilizan versiones de la tecnología de ALWEG.

En 1956, el primer monorraíl que entró en funcionamiento en EE. UU. comenzó sus pruebas en Houston, Texas. Disneyland, en Anaheim (California), inauguró en 1959 el primer sistema de monorraíl de Estados Unidos que funcionaba a diario. Más adelante, durante este periodo, se instalaron otros monorraíles en Walt Disney World (Florida), en Seattle y en Japón. Los monorraíles se promocionaron como una tecnología futurista mediante instalaciones en exposiciones y adquisiciones por parte de parques de atracciones, tal y como se aprecia en los sistemas heredados que siguen en uso hoy en día. Sin embargo, los monorraíles apenas lograron afianzarse en comparación con los sistemas de transporte convencionales. En marzo de 1972, Alejandro Goicoechea-Omar registró la patente DE1755198, relativa a un «tren vertebrado», construido como vía experimental en Las Palmas de Gran Canaria, España.

Surgieron usos de nicho para los monorraíles por parte de la empresa privada, con la aparición del transporte aéreo y los centros comerciales, y se construyeron sistemas de tipo lanzadera.

La percepción del monorraíl como medio de transporte público

Entre 1950 y 1980, es posible que el concepto de monorraíl se viera afectado, al igual que todos los sistemas de transporte público, por la competencia con el automóvil. En aquella época, el optimismo posterior a la Segunda Guerra Mundial en Estados Unidos estaba en su apogeo y la gente compraba automóviles en grandes cantidades debido a la suburbanización y a la red de autopistas interestatales. Los monorraíles, en particular, pudieron verse perjudicados por la reticencia de las autoridades de transporte público a invertir en una tecnología aún sin demostrar y percibida como costosa, frente a alternativas más baratas y consolidadas. Además, existían muchas tecnologías de monorraíl que competían entre sí, lo que debilitaba aún más su posición. Un ejemplo notable de monorraíl público es el AMF Monorail, que se utilizó como medio de transporte durante la Exposición Universal de 1964-1965.

Esta percepción de alto coste se cuestionó de forma especialmente notable en 1963, cuando el consorcio ALWEG propuso financiar la construcción de un gran sistema en el condado de Los Ángeles, California, a cambio del derecho de explotación. La Junta de Supervisores del condado de Los Ángeles rechazó la propuesta bajo la presión de Standard Oil of California y General Motors (que eran firmes defensores de la dependencia del automóvil), y el posterior sistema de metro fue objeto de críticas por parte del famoso autor Ray Bradbury, ya que aún no había alcanzado la envergadura del monorraíl propuesto.

Varios monorraíles concebidos inicialmente como sistemas de transporte sobreviven gracias a los ingresos generados por el turismo, beneficiándose de las vistas únicas que ofrecen sus instalaciones, en su mayor parte elevadas.

Historia reciente

Desde la década de 1980, la mayoría de los sistemas de transporte público de monorraíl se encuentran en Japón, con algunas excepciones. El monorraíl de Tokio, uno de los más transitados del mundo, tiene una media de 127 000 pasajeros al día y ha transportado a más de 1 500 millones de pasajeros desde 1964. China comenzó recientemente el desarrollo de monorraíles a finales de la década de 2000; ya cuenta con el sistema de monorraíl más grande y con mayor afluencia del mundo y tiene varios monorraíles de transporte público en construcción en diversas ciudades. En Wuhu se está construyendo un sistema basado en el monorraíl Innovia de Bombardier, y hay varios sistemas «Cloudrail», desarrollados por BYD, en construcción en ciudades como Guang'an, Liuzhou, Bengbu y Guilin. Los monorraíles se siguen utilizando en mercados especializados de transporte de cercanías y en parques de atracciones.

Los sistemas modernos de monorraíl para transporte público utilizan desarrollos del sistema de viga y neumático de ALWEG, y solo se utilizan de forma generalizada dos tipos suspendidos. Las configuraciones de monorraíl también han sido adoptadas por los trenes de levitación magnética. Desde la década de 2000, con el aumento de la congestión del tráfico y la urbanización, se ha producido un resurgimiento del interés por esta tecnología para el transporte público, y varias ciudades, como Malta y Estambul, están estudiando actualmente los monorraíles como una posible solución de transporte público.

En 2004, Chongqing Rail Transit, en China, adoptó un diseño único basado en el sistema ALWEG con material rodante mucho más ancho que el de la mayoría de los monorraíles, con una capacidad comparable a la del ferrocarril pesado. Esto se debe a que Chongqing está atravesada por numerosas colinas, montañas y ríos, por lo que la construcción de túneles no es viable, salvo en algunos casos (por ejemplo, las líneas 1 y 6), debido a la extrema profundidad que ello implicaría. Hoy en día es el sistema de monorraíl más grande y con mayor tráfico del mundo. São Paulo, en Brasil, está construyendo un sistema de monorraíl Bombardier Innovia como parte de su red de transporte público. La vía, de 14,9 millas, contará con 17 estaciones, 54 trenes de monorraíl y una capacidad de 40 000 pasajeros por hora en cada sentido. Otra ciudad que está instalando un sistema de monorraíl Bombardier Innovia en un centro urbano es Riad, en Arabia Saudí, para su nuevo Distrito Financiero del Rey Abdullah.

Tipos y aspectos técnicos

El Schwebebahn de Wuppertal, el primer monorraíl eléctrico suspendido del mundo Los monorraíles modernos se apoyan en una gran viga sólida que sirve de superficie de rodadura para los vehículos. Existen varios diseños que compiten entre sí, divididos en dos grandes clases: los monorraíles de viga a horcajadas y los monorraíles suspendidos. El tipo más común es el de viga a horcajadas, en el que el tren se apoya a horcajadas sobre una viga de acero u hormigón armado de entre 2 y 3 pies (0,6 a 0,9 m) de ancho. Un vagón con ruedas de goma entra en contacto con la viga por la parte superior y por ambos lados para proporcionar tracción y estabilizar el vehículo. Este modelo fue popularizado por la empresa alemana ALWEG. También existe un tipo histórico de monorraíl suspendido desarrollado por los inventores alemanes Nicolaus Otto y Eugen Langen en la década de 1880. Se construyó en las ciudades gemelas de Barmen y Elberfeld, en Wuppertal (Alemania), se inauguró en 1901 y sigue en funcionamiento. El monorraíl urbano de Chiba es la red suspendida más grande del mundo.

Propulsión

A casi todos los monorrieles modernos los propulsan motores eléctricos alimentados por un tercer riel dual, cables de contacto o canales electrificados sujetos o encerrados en sus vigas de guía.

Levitación magnética

Los trenes de levitación magnética (maglevs), como el Transrapid alemán, se construyeron como monorrieles sobre viga, debido a que este diseño proporciona una alta estabilidad y permite una desaceleración rápida desde velocidades elevadas. Cuando funcionan a toda velocidad, los trenes de levitación magnética flotan sobre el riel, pero sin entrar en contacto con él. Estos trenes son los monorrieles más rápidos que superan los 500 km/h.

Cambio de agujas

El cambio de agujas ha sido un problema perenne en los monorrieles debido a que los mecanismos de cambio de agujas de otros sistemas no suelen ser factibles. Algunos monorrieles primitivos —notablemente el Wuppertaler Schwebebahn, construido en 1901 y aún en servicio— tienen un diseño que hace difícil cambiar de una vía a otra. Otros monorrieles evitan los cambios de agujas tanto como pueden, operando en un bucle continuo o entre dos estaciones fijas en un sentido y otro.

Los monorrieles actualmente en funcionamiento son capaces de realizar cambios más eficientemente que en el pasado. En el caso de los suspendidos, el cambio se puede realizar moviendo pestañas dentro de la viga para cambiar los trenes de una vía a otra.

Los monorrieles sobre viga requieren que la propia estructura de la viga se mueva para lograr el cambio de agujas, lo que originalmente era un procedimiento excesivamente laborioso. Sin embargo, actualmente la forma más común de lograr esto es situar un aparato en movimiento sobre una plataforma robusta capaz de soportar el peso de los vehículos, las vigas y su propio mecanismo. Las vigas de múltiples segmentos se mueven sobre rodillos para alinear suavemente unas sobre otras y enviar el tren en la dirección deseada. Algunos de estos giros de vigas son bastante elaborados, capaces de conmutar entre varias vigas o incluso simular un doble cruce de vías de ferrocarril.

En los casos en los que debe ser posible mover un tren monorriel de una vía a cualquiera otra de varias, como en cocheras o talleres, puede emplearse una viga móvil no muy diferente a un torno de ferrocarril. Una sola viga, lo suficientemente larga como para transportar al menos un solo vehículo monorriel, se alinea en una vía de entrada para que los coches suban sobre ella. La viga completa rueda entonces con el vehículo sobre ella para alinearlo con la vía deseada.

Ventajas

• La principal ventaja de los monorrieles sobre los ferrocarriles tradicionales es que requieren un espacio mínimo, tanto horizontal como verticalmente. Los vehículos monorrieles son más anchos que las vías y suelen ser elevados, requiriendo solo una pequeña superficie para apoyar los pilares.
• No se requiere excavar el terreno, lo que disminuye enormemente el costo.
• Debido a la menor superficie suelen verse más atractivos que las vías férreas tradicionales elevadas, obstruyendo visualmente solo una pequeña porción de cielo.
• Son más silenciosos, pues los modelos modernos usan ruedas de caucho sobre una viga de hormigón, aunque algunos sistemas de metro usan la misma técnica y son igualmente silenciosos.
• Son capaces de subir y descender mayores pendientes que los sistemas tradicionales pesados o ligeros.
• A diferencia de los sistemas tradicionales, los monorrieles sobre vigas rodean su riel y por tanto son físicamente incapaces de descarrilar, salvo si la propia viga se dañara gravemente. Esto hace que los monorrieles tengan unos buenos registros de seguridad.

Desventajas

• Los monorrieles de levitación magnética requieren una vía altamente dedicada y no pueden integrarse fácilmente a ningún otro sistema de transporte.
• Como otros sistemas de transporte (por ejemplo: el metro) que no operan en superficie, las estaciones requieren instalaciones especiales, como ascensores o escaleras mecánicas, para permitir el acceso a pasajeros con impedimentos.
• Los vehículos monorrieles suelen ser más pequeños
• Por su diseño, un cambio de agujas monorriel dejará una viga colgando a mitad del aire en algunos momentos. Un cambio incorrectamente ubicado o atascado podría provocar que el monorriel se descarrilara y cayera
• En caso de urgencias, los pasajeros no pueden evacuar el vehículo inmediatamente porque este suele ser elevado y no todas las instalaciones cuentan con pasarelas de urgencias. A menudo debe esperarse la llegada de un tren de rescate, coche de bomberos o grúa. Los monorrieles modernos resuelven este problema construyendo pasarelas de urgencias a lo largo de toda la vía, a expensas del daño visual. Los monorrieles suspendidos equipan rampas de evacuación en los propios vehículos parecidas a las de los aviones.