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Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Ingeniería Materia: Ferrocarriles Semestre 2021-1 Prof. Jaime de Jesús Paredes Camacho [email protected] El tren de pasajeros, metro y la propuesta de alta velocidad Alumno: José Luis González Campillo [email protected] Fecha de entrega: lunes 25 de enero de 2021

Tren arribando a la estación Flughafen/Messe del tren de cercanías (S-Bahn) de Stuttgart, Alemania 2

Índice I. Introducción 3 II. Marco teórico 5 II.1. Un poco de historia del ferrocarril 5 II.2. Ferrocarril de pasajeros en el mundo 8 II.2.1. Ferrocarril de larga distancia 10 II.2.1.1. Tren de alta velocidad 11 II.2.1.2. Tren interurbano 12 II.2.1.3. Tren regional 13 II.2.1.4. Tren de mayor velocidad 14 II.2.1.5. Tren nocturno 15 II.2.2. Ferrocarril de corta distancia 15 II.2.2.1. Tren de cercanías 16 II.2.2.2. Metro 17 II.2.2.3. Tranvía 18 II.3. Trenes de alta velocidad 19 II.3.1. Italia 23 II.3.2. Japón 25 II.3.3. Francia 28 II.3.4. Alemania 30 II.3.5. España 32 II.3.6. 34 II.3.7. Corea del Sur 37 II.3.8. Otros sistemas de alta velocidad 39 II.3.9. Cuestiones técnicas 42 II.3.10. Estadísticas generales de la alta velocidad ferroviaria 45 II.4. Sistemas de metro 45 II.4.1. El metro en el mundo 48 II.4.2. Datos operativos 54 II.5. El ferrocarril de pasajeros en México 58 III. Lista de obras citadas 65 3

I. Introducción Los procesos económicos en general se fundamentan en la necesidad de ofrecer productos traducidos en bienes y servicios y/o concluir un plan de negocios entre dos o más personas. Para hacer realidad lo dicho anteriormente, por lo regular hay que llegar a un punto de reunión previamente acordado por aquellas personas que participan directamente en los procesos económicos, y el punto de reunión puede o no estar cerca de todos los participantes o incluso de ninguno de ellos. En la antigüedad, el intercambio comercial entre comunidades y estados enteros podía durar varios meses. Con la llegada de la Revolución Industrial en Europa y, más aún, con los avances tecnológicos de la actualidad, sobre todo en cuestión de transporte, llevar a cabo los intercambios comerciales, los servicios y muchos de los procesos productivos que existen a plazos largos sería impensable y no tendrían viabilidad financiera.

Imagen 1. Mapa de la red ferroviaria estadounidense de pasajeros Amtrak, la cual conecta también con algunas ciudades canadienses. Uno de los sistemas de transporte que mueve mayor número de personas es el ferrocarril. Se puede afirmar que, los países que cuentan con mayor extensión 4

de vías férreas en uso, cuentan con una solidez macroeconómica muy grande, la cual se puede comprobar por medio su PIB nacional. El desarrollo del ferrocarril de pasajeros ha contribuido a elevar la calidad de vida de las poblaciones que tienen un acceso a él, ya que la conexión que ofrecen las líneas ferroviarias entre varias localidades les permite a los pasajeros formar parte de los procesos de intercambio económico que probablemente no son comunes en donde viven o son significativamente más redituables que las actividades económicas de su localidad. El ferrocarril, al igual que los otros medios de transporte, es usado por las personas para actividades recreativas, culturales, educativas e incluso familiares, las cuales también están relacionadas en mayor o menor medida con los procesos económicos. Para entender más sobre el papel que juegan los sistemas ferroviarios de pasajeros a nivel mundial, se hablará brevemente de la historia del ferrocarril a través de sus etapas clave de desarrollo.

Imagen 2. Vista exterior de la Terminal de Victoria, Bombay, India, una de las terminales ferroviarias de pasajeros más transitadas del mundo. Es considerada además Patrimonio Cultural de la Humanidad por la UNESCO.

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II. Marco teórico II.1. Un poco de historia del ferrocarril El nacimiento del ferrocarril con tracción propia se dio en 1811, cuando el ingeniero inglés John Blenkinsop diseñó la primera locomotora funcional con tracción propia a base de vapor denominada “Salamanca” en un tramo comprendido entre las ciudades inglesas de Middleton y Leeds que servía para transportar carbón1. En 1824, el ingeniero inglés George Stephenson puso en marcha una línea ferroviaria entre las ciudades inglesas de Stockton y Darlington con la locomotora de vapor “Locomotion” que fue la primera en arrastrar vagones de transporte público. Para 1829, Stephenson construyó la locomotora de vapor “Rocket”, cuyo éxito fue tal en su momento que acaparó la demanda ferroviaria de temprana expansión en Estados Unidos y el continente europeo2. Las primeras vías ferroviarias fueron fabricadas a base de hierro, el cual fue sustituido por acero hasta 1857, material con el cual se fabrican los rieles de las vías ferroviarias hasta nuestros días debido a la alta resistencia que ofrece3.

Imagen 3. Locomotora de vapor Rocket inventada por George Stephenson para transportar pasajeros. La primera línea de ferrocarril de pasajeros se inauguró en 1830, y corría por medio de una locomotora de tracción a vapor entre las ciudades de 6

Liverpool y Mánchester, en Gran Bretaña; a partir de esto, el ferrocarril de pasajeros se extendió en el Reino Unido, y poco tiempo después en el resto del mundo, principalmente Estados Unidos y varios estados europeos. La invención de la primera línea ferroviaria de pasajeros dio origen también al ancho estándar de rieles de 1,435 mm, el cual es utilizado en la gran mayoría de ferrocarriles todo el mundo hasta el día de hoy. Desde la invención del servicio ferroviario de pasajeros se diseñaron las primeras estaciones de pasajeros que se componían de andenes para entrada y salida de los trenes y taquillas para la compra de boletos de acceso a los trenes en sus diferentes servicios de pasajeros y líneas4. La evolución del ferrocarril de pasajeros fue de la mano desde su inicio con los avances tecnológicos que se daban con el paso de los años. En 1837, surgió el primer sistema ferroviario electrificado en el mundo con una locomotora alimentada por corriente directa inventada por el químico escocés Robert Davidson; dicha locomotora, de nombre “Galvani”, funcionaba a partir de celdas galvanizadas recargables5. Al crearse la corriente alterna, se desarrollaron locomotoras de motores trifásicos, las cuales eran más eficientes que aquéllas alimentadas con corriente directa, y en un principio fueron utilizadas para líneas de tranvía6. Con el auge del combustible fósil, el uso del diésel cobró relevancia en el transporte operado sobre rieles, por lo que en 1914 la empresa alemana “Waggonfabrik Rastatt” y las compañías suizas “Brown, Boveri & Cie” y “Swiss Sulzer AG” construyeron los primeros ejemplares exitosos comercialmente con motores diésel para los “Ferrocarriles Estatales Reales Sajones”, en Alemania7. Con el paso del tiempo, varias de las técnicas de diseño de trenes mencionadas anteriormente incluso se han combinado para aumentar la operatividad de los trenes y reducir en gran medida los costos que implica la operación y el mantenimiento de las líneas ferroviarias de pasajeros. 7

Imagen 4. Dibujo de pasajeros abordando un tren en el Metro de Londres, el más antiguo del mundo, inaugurado en 1863. Éste fue uno de los pioneros en el uso de electricidad como fuente de energía para el desplazamiento de los carros de ferrocarril.

Imagen 5. Primer carro de ferrocarril diésel-eléctrico fabricado por suizos y alemanes en 1914. El mundo de ferrocarril dio un giro cuando se empezaron a crear locomotoras capaces de alcanzar velocidades considerablemente mayores a las de los vehículos automotores, los cuales estaban acaparando buena parte de la demanda del servicio de transporte terrestre 8

de pasajeros, sobre todo en el periodo de la Posguerra. La primera línea ferroviaria comercial de alta velocidad se inauguró en 1939 en Italia con la puesta en operación de la locomotora de corriente directa “ElettroTreno ETR 200” en un tramo comprendido entre Milán y Nápoles atravesando Bolonia, Florencia y Roma8. Posteriormente, en 1964 los japoneses inauguraron su primera línea de alta velocidad entre Tokio y Osaka operada con la “Serie 0” de “”, con mejoras significativas en cuanto a velocidad, uso de corriente alterna y operación en general con respecto a la locomotora de alta velocidad diseñada décadas antes por los italianos; desde ese momento, el transporte ferroviario recobró importancia en los países desarrollados, específicamente en el occidente de Europa. Décadas más tarde países como Francia, España, Italia, Alemania y China desarrollarían también sus redes ferroviarias de alta velocidad.

Imagen 6. Tren de alta velocidad TCDD TH80000 de Siemens en la Estación de Ferrocarril de Ankara, Turquía.

II.2. El ferrocarril de pasajeros en el mundo De acuerdo con el Banco Mundial, el ferrocarril de pasajeros ha incrementado de 2016 millones de pasajeros-kilómetro en 1995 a 2,344 millones de pasajeros-kilómetro en 2007 (véase Gráfica 1)9. Esto se debe 9 a un esfuerzo de los gobiernos de varios países de ampliar la cobertura ferroviaria en poblados donde antes no existían vías por dificultades en el terreno o simplemente porque en el pasado no existía la demanda o los recursos suficientes que justificaran el paso de trenes a través de dicha zona. El aumento exponencial de la población de varias naciones ha obligado a los gobiernos de proveer nuevas líneas de ferrocarril que conecten poblados remotos con un número importante de personas económicamente activas. En otros casos, se han rehabilitados los derechos de vía existentes para optimizar el paso de trenes y así aumentar la oferta en el servicio ferroviario de pasajeros.

Gráfica 1. Millones de pasajeros-kilómetro transportados en ferrocarril mundialmente de 1995 a 2007 de acuerdo con datos del Banco Mundial. Existen diversas variantes en el servicio ferroviario de pasajeros hoy en día. En algunos de éstos incluso se ha previsto del uso de los rieles convencionales y, en su lugar se han empleado otros mecanismos para 10 movilizar trenes. Tales son los casos de los trenes de levitación magnética (), los monorrieles, los trenes de rodadura neumática y los trenes suspendidos (los tres últimos se usan exclusivamente en núcleos urbanos). En un futuro, algunas ciudades tendrán acceso a un servicio de trenes cápsula denominado One que operará a través de conductos de vacío a velocidades extremadamente altas que podrían superar los 1,000 km/h; países como Estados Unidos, Canadá, México, Reino Unido y la India han tratado de sumarse a esta iniciativa10. Para fines de esta investigación, se hará especial mención de aquellos trenes de pasajeros movilizados con rodadura férrea (considerar líneas de metro con trenes neumáticos una variante de los trenes férreos, ya que tienen en común un riel utilizado por ruedas metálicas). Todos estos servicios presentan variaciones según el país, estado o localidad a donde pertenecen. No obstante, es posible hacer clasificaciones generales que involucren a cada uno de ellos. A continuación, se exponen los principales servicios ferroviarios de pasajeros según la distancia que recorren y sus subclasificaciones más representativas. II.2.1. Ferrocarril de larga distancia Abarca todos los ferrocarriles de pasajeros que prestan servicio entre dos o más centros urbanos muy apartados entre sí. Por lo general corren a velocidades superiores a los 100 km/h, lo cual le ayuda a este servicio en ámbito del costo del servicio a competir con el transporte carretero de pasajeros, cuyo desplazamiento se lleva a cabo a menor velocidad, además que su capacidad (de pasajeros) es mucho menor a la de un tren y tienen horarios de llegada y salida por parada (estación) establecidos para su incorporación a las vías que forman parte de su trayecto comercial, lo cual impide, en muchos casos, la existencia de retrasos por saturación de convoyes en dicho trayecto11. 11

Imagen 7. Cadenamiento 9,288 (km) del Ferrocarril Transiberiano en la Estación de Vladivostok. Ésta es la línea ferroviaria continua la más larga del mundo, y sirve para transportar pasajeros y carga atravesando gran parte de Rusia de este a oeste. II.2.1.1. Tren de alta velocidad Se trata de la versión más rápida de la modalidad de transporte ferroviario. Por lo general, las unidades múltiples que remolcan coches de pasajeros funcionan con energía eléctrica al 100 por ciento basada en corriente alterna de alimentación con catenaria por medio de pantógrafos ubicados a lo largo de estos trenes. Salvo algunas excepciones por limitaciones del terreno y normativas de cada país, este servicio está conformado por rieles de ancho estándar (1,435 mm). Este servicio está dirigido a dos extremos muy alejados entre sí, con pocas estaciones intermedias, con la finalidad de lograr un tiempo óptimo en el recorrido del trayecto total y permitir que, en líneas muy extensas que no excedan los 600 km, 12

este medio de transporte sea competitivo con el modo de transporte aéreo en cuanto al costo-beneficio referido al costo del servicio, el tiempo de llegada al punto de destino y otros servicios que pudieran ofrecer tanto las estaciones de tren como los trenes en sí. Este servicio incluye también a los trenes de levitación magnética y los futuros trenes cápsula mencionados en los primeros párrafos de este apartado. Más adelante, en la sección de “Trenes de alta velocidad”, se explicará más detalladamente acerca de este sistema de transporte.

Imagen 8. Tren 350 de la Línea de Alta Velocidad Haramain, Arabia Saudita. II.2.1.2. Tren interurbano Este servicio se da en núcleos urbanos cercanos entre sí, además de comunidades que pudieran encontrarse a su paso cuya demanda justificara la construcción de estaciones cerca de ellas. Permiten la conectividad con los otros medios de transporte de las ciudades importantes, y tiene la capacidad de regular un flujo de pasajeros que trabajan o realicen ciertas actividades en una de esas ciudades y vivan en alguna de las otras. El número de estaciones es limitado a las zonas donde hay un flujo 13

mayor de pasajeros para que la demanda sea óptima en los horarios de mayor y menor movimiento y la distancia entre estaciones favorezca el manejo de los trenes a altas velocidades.

Imagen 9. Tren de Bombardier del sistema Gautrain en la estación O.R. Tambo International Airport en Johannesburgo, Sudáfrica. Este sistema conecta a las ciudades de Johannesburgo y Pretoria, además de algunos poblados entre las dos ciudades. II.2.1.3. Tren regional Conecta los núcleos de las ciudades con poblados apartados de ellos dentro de un mismo estado, una región, una provincia, etc. (según la denominación que tengan en cada país) o aledaños. Su objetivo es proporcionar un transporte rápido, cómodo y seguro a la gente que vive en comunidades rurales o pueblos para ir a trabajar a las ciudades, lugares donde prevalecen la mayoría de los empleos o empleos mejor remunerados y las actividades comerciales, recreativas y culturales. 14

Imagen 10. Tren de las Sierras que opera en la provincia de Córdoba, Argentina. II.2.1.4. Tren de mayor velocidad Es un sistema ferroviario de pasajeros con trenes que conducen a través de vías rehabilitadas a velocidades relativamente altas, no mayores a las de los trenes de alta velocidad, pero con distancias similares hasta cierto punto (no pueden competir con el transporte aéreo). Es una alternativa de transporte al automotor en términos de comodidad y rapidez.

Imagen 11. Unidad múltiple del servicio ferroviario a larga distancia Express del sistema Amtrak, Estados Unidos. El sistema Acela Express suele considerarse de alta velocidad, pero sus operaciones son considerablemente más lentas que las de un tren de alta velocidad convencional. 15

II.2.1.5. Tren nocturno Se trata de un servicio especial con fines principalmente turísticos. No obstante, resulta muy útil para aquellos pasajeros que desean sustituir el pago del hospedaje en un hotel o un hostal por el tránsito de un origen lo suficientemente alejado de un punto de destino mientras ellos duermen durante la noche; esto le permitirá al pasajero ahorrar parte de su presupuesto y destinarlo a otros fines. Debido al servicio que brinda, este tren por lo regular es un modo de transporte lento.

Imagen 12. Servicios ferroviarios nocturnos de pasajeros en Europa actualizados al año 2020. II.2.2. Ferrocarril de corta distancia Estos sistemas de ferrocarril prestan servicio única y exclusivamente a núcleos urbanos de gran importancia dentro de un país y/o los poblados periféricos que abundan alrededor de éstos 16 a poco tiempo de trayecto. Las velocidades de las unidades múltiples en estos sistemas son significativamente menores a las de los trenes de larga distancia; en algunos casos, los trenes llegan incluso a circular a menos de 50 km/h debido a las limitaciones constructivas dadas por los edificios, las vialidades y las obras inducidas que se concentran en ciertos puntos de una ciudad, sobre todo en su punto central12.

Imagen 13. Tren de la línea 4 del sistema de tranvía de Hannover, Alemania. II.2.2.1. Tren de cercanías Es un sistema ferroviario que conecta a zonas del centro o cercanas al centro de una ciudad con puntos que no forman parte precisamente de la ciudad, sino que se encuentran muy cercanos a ella y, por dicho motivo, la gente de dichos poblados tiene la necesidad de llevar a cabo actividades económicas en la ciudad. Compite con el sistema de transporte de autobuses por ser un medio de transporte rápido y cómodo para e pasajero, además que no emite contaminantes a la atmósfera o su emisión por pasajero es mucho menor a la de un pasajero que se 17

traslada por autobús. Los poblados más alejados de los núcleos urbanos que tienen una conexión con dichos núcleos son los mayormente beneficiados en términos de conectividad; no obstante, el costo del boleto es considerablemente mayor que el de alguien que vive más próximo a la ciudad.

Imagen 14. Tren MI 2N Altéo de Alsthom y Bombardier en la línea A del sistema de cercanías RER en París, Francia. El sistema RER es uno de los ejemplos más representativos de redes ferroviarias de cercanías del mundo. II.2.2.2. Metro Se trata de un sistema meramente urbano. Su servicio consiste en una o más líneas con tramos relativamente cortos de extremo a extremo, y las distancias entre estaciones es menor comparada con las de los trenes de cercanías. En algunos casos, puede unir poblados aledaños a un núcleo urbano, como los trenes de cercanías, pero su velocidad generalmente es más baja y, por tanto, el tiempo de traslado se incrementa. Este sistema es un punto clave del transporte urbano para todas las ciudades que lo poseen, ya que ofrece mayor cobertura en los centros de las ciudades, por lo cual permite un flujo más ágil de pasajeros que regularmente 18

se transportan a sus lugares de trabajo. Su implementación también favorece en gran medida la existencia de transbordos con otras líneas del mismo sistema, a diferencia de cualquier otro modo de transporte ferroviario de pasajeros o transporte terrestre en general, y por ello el pasajero tiene la posibilidad de llegar a su destino desde su punto de partida de una forma más directa. Además, este sistema de transporte se presta a muchas modificaciones mecánicas en las vías y sus respectivos materiales rodantes a diferencia de los otros sistemas ferroviarios; dichos trenes pueden ser de rodadura neumática, monorrieles o suspendidos (con vía y tracción en la parte superior de los trenes). Estos sistemas funcionan generalmente con energía eléctrica por medio de motores de corriente directa alimentados por catenaria, rieles electrificados o barras guía según sea el caso.

Imagen 15. Convoy en el Metro de Sídney, Australia, el único sistema de metro existente en Oceanía y uno de los sistemas más recientes, inaugurado en 2019. II.2.2.3. Tranvía Es un transporte ferroviario de corta distancia. Es el transporte principal de centros urbanos pequeños. En algunas de las grandes ciudades también existen, pero 19

juegan un papel secundario, ya que dichas ciudades regularmente cuentan con un sistema de metro y/o de tren de cercanías. Su capacidad y su velocidad son menores a las de un metro, y son muy útiles en centros urbanos con poca población o cuya demanda no exija la implementación de un transporte de mayor capacidad, pero sí uno con mayor capacidad que las rutas de autobús convencionales. A menudo corre a nivel de superficie, con cruces vehiculares y peatonales a nivel e incluso carriles compartidos con vehículos (características que lo diferencian de un metro), y en casos especiales lo hace bajo tierra. Un tren ligero es prácticamente igual al servicio de tranvía.

Imagen 16. Tranvía en Río de Janeiro, Brasil, durante su servicio inaugural pasando por el Teatro Municipal.

II.3. Trenes de alta velocidad En el periodo de la Posguerra, el transporte de pasajeros de larga distancia comenzó a cobrar relevancia en todo el mundo. La demanda de pasajeros fue distribuida entre las modalidades aérea y terrestre. Por un lado, los aviones comerciales, por medio de empresas de aviación comercial o 20 aerolíneas, se encargaban de satisfacer la demanda de las distancias más largas como los viajes intercontinentales o países y ciudades que estuviesen muy separados entre sí; por otro lado, el transporte terrestre se limitó, en un principio, a trayectos entre ciudades y pueblos no muy distantes entre sí, pero sí lo suficiente para demandar un servicio de transporte rápido, cómodo, asequible y al alcance (cerca) de las personas. Además, el transporte terrestre se subdividía en carretero y ferroviario. Alrededor del mundo, especialmente en los Estados Unidos, el auge en la construcción de carreteras con especificaciones de manejo a altas velocidades y la producción de automóviles a gran escala desplazó de manera inminente al transporte ferroviario de pasajeros. El servicio de alta velocidad ferroviaria surgió como modo de subsistencia del ferrocarril de pasajeros frente a los otros modos de transporte (véase Gráfica 2). Frente a los aviones, los trenes de alta velocidad tienen un menor costo para el pasajero y, a distancias entre 500 y 600 km, el tiempo de viaje puede ser el mismo que en avión debido al tiempo para documentar y el paso por los filtros de seguridad, el reclamo de equipaje y las aduanas, además de la lejanía generalizada de los aeropuertos con los centros urbanos a los que prestan su servicio principalmente (generalmente, las estaciones de tren están situadas en los centros de las ciudades). Frente al autobús, el tren puede resultar caro, pero su costo beneficio a larga distancia es mayor debido a que los autobuses son un modo de transporte lento. Frente al automóvil particular, el ferrocarril en general tiene un mercado muy reducido, sobre todo en países donde carecen del ferrocarril de pasajeros o éste no tiene una cobertura significativa a lo largo de su territorio; sin embargo, estas estadísticas no son generalizadas en todo el mundo, y probablemente el servicio ferroviario, especialmente el de alta velocidad, podrían tener un mercado más amplio en algunos países donde el nivel de ingresos no sea muy alto (y tampoco tan bajo) y por ello la gente prefiera pagar un boleto de tren que comprar un auto, sin mencionar los costos por hacer uso de las 21 autopistas, consumo de gasolina, estacionamiento en hoteles y espacios públicos y mantenimiento del automóvil13.

Gráfica 2. Distribución de viajes de pasajeros en el mercado global del transporte de acuerdo con la UIC. El rubro que hace al ferrocarril más competitivo frente a cualquier otro modo de transporte es el ambiental. Un tren de alta velocidad produce 8.1 kg de CO2 por pasajero frente a los 67.4 kg en automóvil y 93 kg de CO2 según un estudio hecho por la paraestatal ferroviaria para un trayecto de 600 km (véase Gráfica 3). El tren en general sale muy bien parado frente a los otros modos de transporte en costos externos promedio como el impacto por ruido, accidentes, contaminación del aire, cambio climático, entre otros, haciendo al servicio ferroviario el más amigable con el medio ambiente (véase Gráfica 4). Los sistemas de alta velocidad tienen un impacto ambiental aún menor que los trenes convencionales, ya que en general funcionan con energía 100 por ciento eléctrica. El diseño de un tren de alta velocidad por lo general consiste en una nariz alargada y curva en los carros del maquinista, ya que esto reduce significativamente la resistencia del aire al movimiento del tren y, por tanto, el esfuerzo del tren por avanzar y el consumo de energía eléctrica son menores. Los cables de la catenaria deben ser seleccionados correctamente para que el pantógrafo no se despegue de ellos. 22

Gráfica 3. Datos de consumo promedio de combustible fósil y emisiones

de CO2 por pasajero en diferentes modalidades de transporte para un viaje de 600 km según un estudio hecho por la compañía ferroviaria estatal Trenitalia. Datos consultados en archivo oficial de la UIC.

Gráfica 4. Costo externo promedio de implicaciones negativas de los distintos modos de transporte por cada 1000 pasajeros-kilómetro de acuerdo con datos de la UIC. 23

II.3.1. Italia Para hacer más competitivo al servicio ferroviario, algunas empresas del sector comenzaron a diseñar unidades múltiples capaces de batir el récord de velocidad en sus épocas; tal fue el caso del tren italiano “ElettroTreno ETR 200”. Este tren alcanzó, en viaje comercial, una velocidad media de 164 km/h y una velocidad máxima de 204 km/h en un trayecto entre las ciudades italianas de Milán y Nápoles con paradas intermedias en Bolonia, Florencia y Roma en 1939. Su tracción estaba basada en motores de corriente directa a una tensión de 3 kV y alimentación con catenaria transmitida a través de un pantógrafo.

Imagen 17. Tren ElettroTreno ETR que logró un récord de velocidad media de 203 km/h en 1939. Para finales de la década de 1960, los italianos comenzaron a desarrollar un tren denominado “” debido a su capacidad basculante referida al ajuste del centro de gravedad de los carros de ferrocarril que proporciona un mayor balance de los trenes al atravesar curvas con radios menores a los habituales en las vías de alta velocidad, permitiendo a los trenes circular a una mayor velocidad que aquellos trenes sin esta tecnología. Países como Alemania, Suiza, España y Japón también han implementado esta técnica para el diseño y fabricación de sus trenes para algunas de sus rutas que recorren zonas montañosas. Hoy en día, el servicio 24 ferroviario de alta velocidad en Italia está predominado por los trenes , de la paraestatal Trenitalia, e Italo, de la compañía privada “Nuovo Transporte Viaggiatori” (Nuevo Transporte para Viajeros)14.

Imagen 18. Red actual de alta velocidad en Italia. 25

Imagen 19. Tren ETR 610 en la Estación de Venecia-Santa Lucía. Estos trenes logran alcanzar una velocidad máxima de 250 km/h, la cual se compensa con velocidades mayores en curvas cerradas que los trenes de alta velocidad convencionales debido a su tecnología basculante brindada por .

Imagen 20. Tren Alstom AGV 575 del servicio de alta velocidad Italo brindado por la compañía privada NTV. Es capaz de alcanzar una velocidad de 360 km/h II.3.2. Japón El primer ferrocarril de alta velocidad que cobró verdadera relevancia en todo el mundo (y también considerado por muchos el primer ferrocarril de alta velocidad en el mundo) se inauguró en Japón en 1964, en paralelo con la celebración de los Juegos Olímpicos de aquel año en Tokio. La primera línea de alta velocidad construida en Japón cubre una trayectoria entre las ciudades de Tokio y Osaka con paradas intermedias en Yokohama, Nagoya y Kioto es además la línea de alta velocidad en operación más antigua del mundo. El tren de alta velocidad de Japón, conocido 26 mundialmente como “tren bala”, forma parte del servicio ferroviario “Shinkansen” en dicho país, mismo que es suministrado por el consorcio de empresas ferroviarias privadas “JR” (Japan Railways, Ferrocarriles de Japón). El primer tren bala en operación fue la Serie 0 de Shinkansen, el cual podía alcanzar una velocidad máxima de 220 km/h, y se mantuvo en funcionamiento hasta noviembre de 2008.

Imagen 21. Serie 0 de Shinkansen. Este tren fue fabricado por las empresas Hitachi, Kawasaki Sharyo, Kinki Sharyo, Kisha Seizo, Nippon Sharyo y Tokyu Car Corporation. Alcanzaba una velocidad de 220 km/h. En la actualidad, las unidades múltiples más rápidas de Shinkansen son la Serie E5 y la Serie E6 con una velocidad máxima de 320 km/h. El ancho de riel del tren bala es comúnmente el estándar (1,435 mm), aunque existen tramos de vía de 1,067 mm ubicados regularmente en zonas montañosas previos a la existencia del servicio Shinkansen utilizados por éste para líneas secundarias con trenes más estrechos denominados “Mini Shinkansen”. Los trenes Shinkansen operan por medio de motores eléctricos de corriente alterna alimentados por catenaria a través de pantógrafos, con tensión eléctrica de 25 kV para los trenes convencionales o 20 kV para los Mini Shinkansen y una frecuencia de 50 o 60 Hz según la línea de alta velocidad. Los sistemas de tracción eléctrica de 27 corriente alternan implementados en Japón han sido ampliamente difundidos en la alta velocidad ferroviaria en el mundo15.

Imagen 22. Red actual de alta velocidad en Japón.

Imagen 23. Serie 500 de Shinkansen fabricado por Hitachi, Kawasaki Heavy Industries Rolling Stock Company, Kinki Sharyo y Nippon Sharyo. Este tren está diseñado para alcanzar una velocidad de 320 km/h. 28

II.3.3. Francia El siguiente país en incorporarse a la tecnología ferroviaria de alta velocidad fue Francia. Este país, en conjunto con su paraestatal ferroviaria “SNCF” (Société nationale des chemins de fer français, Sociedad Nacional Francesa de Ferrocarril), ha tenido una gran tradición en la alta velocidad ferroviaria con el desarrollo de los trenes “TGV” (Train à Grande Vitesse, Tren de Alta Velocidad). La red de alta velocidad francesa fue operada por primera vez en 1981 en el tramo de la línea “LGV Sud-Est” (Ligne à grande vitesse, Línea de Alta Velocidad Sureste) comprendido entre las ciudades francesas de Sathonay-Camp, cerca de Lyon, y Saint-Florentin, la cual posteriormente se amplió a Combs-la-Ville, poblado ubicado a 29 km de París.

Imagen 24. Diferentes tipos de trenes TGV y sus respectivos récords de velocidad. Estos trenes son diseñados y fabricados generalmente por la empresa Alstom. Gracias a la red ferroviaria de alta velocidad en Francia, el transporte ferroviario de pasajeros de larga distancia volvió a cobrar relevancia en Europa a finales del siglo XX. Además, los trenes TGV poseen prácticamente todos los récords de velocidad en el 29 transporte ferroviario (sobre ruedas) mundialmente, siendo el último de éstos 574.7 km/h, los cuales fueron alcanzados en 2007. No obstante, los viajes comerciales en las LGVs se efectúan a velocidades máximas de 250 a 320 km/h según la línea y tramos específicos de las mismas, con la finalidad de evitar accidentes. La tecnología de alta velocidad francesa enfocada en el diseño de trenes y motores ha sido ampliamente exportada a países como España, Países Bajos, Bélgica, Reino Unido, Italia, Corea del Sur, entre otros16.

Imagen 25. Red actual de alta velocidad en Francia y su conectividad con países colindantes. 30

Imagen 26. Tren Alstom RGV2N2 en la Estación Tanger Ville, sistema de alta velocidad Al-Boraq, Marruecos. La tecnología TGV es altamente demandada en el mercado ferroviario internacional. II.3.4. Alemania Alemania fue el siguiente país en desarrollar su red de alta velocidad. La paraestatal ferroviaria “DB AG” ( Aktiengesellschaft, Ferrocarril Alemán Corporativo) puso en operaciones su red de alta velocidad de pasajeros “ICE” (Intercity- Express) por primera vez en 1991 en el corredor delimitado por las estaciones de Hamburgo-Altona a Múnich y teniendo como estaciones intermedias en las ciudades de Hamburgo, Hánover, Kassel, Wilhelmshöhe, Fulda, Fráncfort, Mannheim y Stuttgart. La red de alta velocidad alemana hace un uso extensivo de los derechos de vía de trenes más lentos, ya que éstos cubren la mayor parte del territorio de aquel país, y por lo mismo los derechos de vía exclusivos para la red de alta velocidad son escasos. Debido a ello, los trenes de alta velocidad en Alemania circulan regularmente a velocidades considerablemente inferiores a las que pueden alcanzar. En este sistema ocurrió el que hasta ahora se considera el peor accidente en la historia del ferrocarril de alta velocidad y el peor en toda la red ferroviaria alemana de su historia, cuando en 1998 uno de los trenes ICE descarriló en el poblado de Eschede en un cambio de vía debido a una falla de una rueda metálica previamente desgastada, estrellándose frente a un puente vehicular a una velocidad de aproximadamente 200 km/h y teniendo como 31 consecuencia 101 víctimas mortales y 88 personas gravemente heridas, además del colapso del puente. Después de este incidente, la empresa ferroviaria DB sustituyó los sistemas de ruedas en todos los trenes ICE, con la finalidad de evitar tragedias como la sucedida en Eschede en el futuro17.

Imagen 27. Tren ICE 3 de la familia . Este tren está diseñado para alcanzar velocidades de hasta 380 km/h.

Imagen 28. Red actual con líneas de alta velocidad en Alemania. Las líneas rojas representan los tramos donde se puede circular a más de 300 km/h; las líneas amarillas, los tramos donde se puede circular de 250 a 300 km/h. 32

Imagen 29. Tren ICE 4 de Siemens y Bombardier en la Estación Central de Colonia. Su velocidad máxima es de 250 km/h. II.3.5. España Una de las redes de alta velocidad ferroviaria más emblemáticas es la española. El sistema de alta velocidad “AVE” (Alta Velocidad Española) de la paraestatal ferroviaria “” (Red Nacional de los Ferrocarriles Españoles) es actualmente el más extenso de Europa y el segundo a nivel mundial después de China; de hecho, este sistema fue el más extenso del mundo previo a la inauguración del sistema ferroviario de alta velocidad chino. Fue inaugurado en 1992 con la puesta en operaciones de la LAV (Línea de Alta Velocidad) Madrid-Sevilla con paradas intermedias en Ciudad Real, Puertollano y Córdoba. En la actualidad, la red AVE es una de las que tiene una mayor proyección de crecimiento en el futuro en cuanto a la expansión del sistema mediante la construcción de nuevas líneas. Sin embargo, la red de alta velocidad en España se enfrenta a serios problemas de demanda insuficiente de este servicio, por lo que la subsistencia de esta red en el futuro es cuestionable18.

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Imagen 30. Serie 100 de Alstom y CAF en la Estación Central de Córdoba. Puede alcanzar una velocidad máxima de 300 km/h.

Imagen 31. Red actual de alta velocidad en España.

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Imagen 32. Serie 112 de las Series “Pato” basada en un tren Talgo 350 y fabricada por Talgo y Bombardier. Tiene una velocidad máxima de 350 km/h. II.3.6. China El sistema “CRH” (China Railway High-Speed, Alta Velocidad Ferroviaria de China) en subordinación a la paraestatal ferroviaria “China State Railway Group Company” (Compañía del Grupo Ferroviario Estatal de China) inició sus operaciones en 2003 con el tramo comprendido entre las ciudades de Qinghuangdao y Shenyang; la velocidad máxima de esta primera línea era de 200 km/h, y se incrementó a 250 km/h en 2007. Actualmente, China es el país que posee la red ferroviaria de alta velocidad más larga del mundo. En 2015, China contaba con aproximadamente 36,000 km de vías ferroviarias de alta velocidad en 2020, 10 veces la extensión de la red de alta velocidad española que ocupa el siguiente puesto. No obstante, el plan de expansión del sistema CRH contempla la construcción de 34,000 km más para 2035. La red de alta velocidad china existente se construyó con 4 líneas con orientación norte-sur y 4 líneas con orientación este-oeste, y se espera que se dupliquen las líneas para ambas orientaciones en un futuro. En un principio, China adquirió sus trenes de compañías extranjeras provenientes de Japón (Kawasaki Rolling Stock), Francia (Alstom), Canadá (Bombardier Transportation) y Alemania () y, a partir de los diseños aportados por aquellos países, han surgido 35 empresas chinas encargadas de diseñar y fabricar sus propios trenes de alta velocidad. China es además el país que tiene la más alta velocidad permitida para viajes comerciales, la cual es de 380 km/h. Sin embargo, la red ferroviaria de alta velocidad china, así como sus empresas de fabricación de trenes de alta velocidad, han sido sujetas a múltiples accidentes y escándalos por defectos en sus trenes y apropiación ilegal de tecnología extranjera. Con el paso del tiempo, los chinos han demostrado que su servicio cumple con altos estándares de seguridad y, gracias a ello, las empresas chinas “CNR” (China North & Rolling Stock Corporation, Corporativo de Locomotoras y Material Rodante de China Norte) y “CSR” (China South Locomotive & Rolling Stock Corporation, Corporativo de Locomotoras y Material Rodante de China Sur) de fabricación de trenes de alta velocidad incluso han acaparado buena parte del mercado ferroviario internacional.

Imagen 33. Trenes CRH380AL en la Estación Shanghái-Hongqiao. Su velocidad máxima es de 486.1 km/h. Es fabricado por CRRC Qingdao Sifang. El ingreso del consorcio “CRRC” (China Railway Rolling Stock Corporation, Corporativo de Material Rodante de China) formado 36 por CNR y CSR fue de 36 mmdd en 2015, superando los ingresos por fabricación de trenes de alta velocidad de las empresas Kawasaki Rolling Stock, Alstom, Bombardier Transportation y Siemens Mobility juntos (véase Gráfica 35). El capital alcanzado por CRRC fue 130 mmdd19.

Imagen 34. Red actual de alta velocidad en China, Hong Kong, Macao y Taiwán. Incluye las líneas ferroviarias de pasajeros convencionales. 37

Imagen 35. Un tren CRH2C (izquierda) basado en la Serie E2- 1000 de Shinkansen y un CRH3C (derecha) de la familia Siemens Velaro en la Estación de Tianjin.

Gráfica 5. Mercado mundial de trenes de alta velocidad dominado por el consorcio chino CRRC de acuerdo con datos de la Comisión de Revisión Económica y de Seguridad E.E.U.U.-China.

II.3.7. Corea del Sur La red de alta velocidad existente en la Península de Corea abrió sus puertas al público usuario en 2004 con la inauguración de la línea Gyeonbu y la Honam, cubriendo tramos entre Seúl y Busán pasando por Daegeon y Daegú. El sistema ferroviario de alta velocidad “KTX” (, Tren eXpreso de Corea) es 38 dirigida por la paraestatal ferroviaria surcoreana “” (Korea Railroad Corporation, Corporativo de Vías de Ferrocarril de Corea). Debido al poco territorio que posee Corea del Sur, sus líneas de ferrocarril de alta velocidad cubren prácticamente la totalidad de dicho territorio, o bien, lo atraviesan de un extremo a otro.

Imagen 36. Tren KTX-I con tecnología proveniente de la empresa Alstom y fabricado posteriormente por . Este tren está diseñado para alcanzar una velocidad máxima de 330 km/h. La implementación de esta red trajo consigo enormes críticas en sus primeros años de operación debido a una demanda de pasajeros sumamente inferior a la proyectada y constantes averías de los trenes que, al ser de importación, sus refacciones eran más costosas y demoraban mucho en llegar. No obstante, la afluencia total del sistema KTX se incrementó en un promedio de 37.1 % en los primeros 2 años de operación, mientras que los trenes más nuevos que operan en la red KTX empezaron a fabricarse dentro de Corea del Sur con tecnología y empresas propias20.

Imagen 37. Tren KTX-Sancheon de Hyudai Rotem diseñado para una velocidad máxima de 330 km/h. 39

Imagen 38. Red actual de alta velocidad en Corea del Sur. Solamente las líneas Gyeongbu (azul), Honam (rojo) y Suseo- Pyeongtaek (amarillo) son de alta velocidad. II.3.8. Otros sistemas de alta velocidad Además de los países que se mencionaron con anterioridad, existen otros países que se han integrado al mercado de la alta velocidad ferroviaria. Para efectos de este trabajo, solamente se hablará de aquellos países en los que los trenes de pasajeros alcanzan como mínimo una velocidad de 250 km/h; dichos países son Taiwán, 40

Marruecos, Países Bajos, Bélgica, Reino Unido, Arabia Saudita, Turquía, Suiza, Austria y Dinamarca.

Imagen 39. Tren THSR 700T basado en la Serie 700 de Shinkansen en Taiwán. Es fabricado por Kawasaki Heavy Industries Rolling Stock Company, Hitachi Rail y Nippon Sharyo, y puede circular a velocidades de hasta 315 km/h. Para el caso de los países europeos, existen líneas de alta velocidad compartidas entre dos o más países (se incluyen los otros países de Europa con mayor extensión ferroviaria de alta velocidad), siendo el continente europeo el único que posee líneas de alta velocidad para tráfico internacional de pasajeros. Algunas compañías que brindan servicio internacional son , que conecta París con ciudades de Francia (Lille), Países Bajos (Ámsterdam y Rotterdam), Bélgica (Bruselas, Amberes y Lieja) y Alemania (Colonia y Essen), y , que conecta a Londres con ciudades del Reino Unido (Ashford), Francia (Lille), Bélgica (Bruselas y Amberes) y Países Bajos (Ámsterdam y Rotterdam), aprovechando la conexión entre Gran Bretaña y el resto de Europa a través del Eurotúnel. 41

Imagen 40. Tren Thalys-PBA 4534. Está basado en un modelo TGV Réseau de Alstom, y alcanza una velocidad de 320 km/h.

Imagen 42. Red de alta velocidad de Eurostar. Ofrece el único transporte ferroviario de pasajeros a la Europa continental a través del Eurotúnel, de 50.45 km, el cual cruza por debajo del Canal de la Mancha ubicado entre Francia y el Reino Unido. 42

Otros países como India, Australia, Irán, Rumania, Egipto, Malasia, Singapur, Indonesia, Tailandia y Noruega se integrarán en la próxima década a la alta velocidad ferroviaria con líneas actualmente en construcción21.

Imagen 43. Ruta propuesta para línea ferroviaria de alta velocidad en la isla de Java, Indonesia. El tramo de Yakarta a Bandung (línea guinda) correspondiente a la Fase 1 del proyecto ya está en construcción. II.3.9. Cuestiones técnicas A pesar del éxito generalizado de la alta velocidad ferroviaria en países que cuentan con este medio de transporte, su difusión es actualmente escasa, por no decir nula, en gran parte del planeta. Esto se debe al altísimo costo que implica en primera instancia su construcción. Los derechos de vía para trenes de alta velocidad convencionales requieren tramos rectos prolongados, o bien, tramos en curva cuyos radios sean iguales o mayores a 2,500 m, preferentemente con la sobreelevación máxima posible, de modo que no se tenga que reducir drásticamente la velocidad de los trenes, característica principal de su servicio. La pendiente longitudinal para un tren de alta velocidad no debe rebasar el 4 por ciento, y los cambios de pendiente, sobre todo en aquéllas que impliquen un descenso, deben ser muy prolongados, con la finalidad de que los carros de tren no se despeguen de las vías a velocidades iguales o un poco mayores a la de diseño. 43

El costo y la dificultad por construir vías con curvas muy abiertas se incrementa exponencialmente en terrenos accidentados donde se requerirá invertir obligatoriamente en la construcción de gran cantidad de túneles y puentes para compensar los grandes desniveles que se presenten en la zona de proyección de la vía. La implementación del servicio de alta velocidad ferroviaria se dificulta también en las zonas urbanas debido a la escasez de espacio para construir, los derechos de vía que tendrían que compartir con otros servicios ferroviarios ya existentes y más lentos y el ruido de los trenes al transitar a grandes velocidades, lo cual puede ser motivo de molestia para los vecinos y trabajadores de las zonas cercanas a los derechos de vía. Regularmente, los derechos de vía ferroviaria destinados para el servicio de alta velocidad no son en su totalidad de alta velocidad debido a las características antes mencionadas del terreno y las zonas urbanas.

Imagen 44. Cambio de vía dentro del Túnel de Base de San Gotardo en los Alpes Suizos, el más largo de mundo para un ferrocarril con 57.06 km de longitud promedio por sentido y el más profundo de cualquier túnel en el mundo con una profundidad máxima de 2,450 m con respecto a la superficie. 44

Imagen 45. Entrada sur del Túnel Seikan, Japón. Es el segundo túnel ferroviario más largo del mundo y el más largo bajo el mar. Tiene 53 km de longitud total, y une a las islas principales de Honshu y Hokkaido. Actualmente forma parte de la línea de alta velocidad Hokkaido del sistema Shinkansen.

Imagen 46. Viaducto Arroyo del Valle, Madrid. El territorio español es el más accidentado de los países de Europa con red de alta velocidad consolidada. 45

II.3.10. Estadísticas generales de la alta velocidad ferroviaria A continuación, se muestra la Tabla 1 referente a los países que poseen tecnología de alta velocidad ferroviaria para servicio de pasajeros de acuerdo con datos de la “UIC” (Union Internationale des Chemins de fer, Unión Internacional de Ferrocarriles). Cabe señalar que sólo se exhiben a aquellos países donde la velocidad comercial puede llegar por lo menos a una velocidad de 250 km/h. Países cuyas redes ferroviarias de pasajeros tengan fijada una velocidad máxima menor a 250 km/h o que aún no posean tramos de alta velocidad en servicio (líneas en construcción, en fase de planeación o en anteproyecto) no fueron tomados en cuenta. Algunos datos de miles de millones de pasajeros-kilómetro no estaban disponibles; en la Tabla 1 se muestran solamente las redes de alta velocidad con una afluencia significativa, que al mismo tiempo comparten una larga tradición en la alta velocidad ferroviaria22.

País Compañía Longitud (km) Velocidad máxima (km/h) Miles de millones de pasajeros-km Año China CR 35,388 380 386.3 2015 España Renfe 3,330 310 14.129 2015 Japón JR 3,041 320 90.28 2014 Francia SNCF 2,734 320 49.976 2015 Alemania DB AG 1,571 300 24.316 2014 Italia Trenitalia 921 300 12.794 2012 Corea del Sur Korail 893 305 14.433 2014 Turquía TCDD 594 300 - - Arabia Saudita SRO 449 300 - - Taiwán THSRC 354 300 8.643 2012 Austria ÖBB 254 250 - - Bélgica SNCB/NMBS 209 300 - - Marruecos ONCF 200 320 - - Suiza SBB-CFF-FFS 144 250 - - Reino Unido BR 113 300 4.364 2011 Países Bajos NS 90 300 - - Dinamarca DSB 56 250 - - Tabla 1. Datos estadísticos de alta velocidad ferroviaria por país.

II.4. Sistemas de metro El metro es el sistema ferroviario de pasajeros más popular a nivel mundial en las zonas urbanas de gran importancia y extensas en superficie. 46

Conecta los extremos de las ciudades con ellas mismas y con su centro; para sistemas de dos o más líneas, simplifica el número de transportes (camión, taxi, etc.) que debe utilizar el usuario para llegar de un punto de partida a su destino. Por definición, el metro es un sistema de transporte masivo, y está completamente aislado del tráfico vehicular. Por lo regular, se construye debajo de las vialidades del centro de una ciudad con la finalidad de no ocupar mucho espacio en la superficie y no interferir visualmente con el entorno; en la periferia, el trazo de un metro puede ser muy variado, ya sea subterráneo, superficial o elevado dependiendo del ancho de las vialidades y la configuración de las mismas en toda la ciudad. La construcción de un metro se limita, además, al presupuesto del sector público y las características geotécnicas prevalecientes en una ciudad.

Imagen 47. Red del Metro de Beijing, la más extensa del mundo en la actualidad. Las redes de metro en China crecieron súbitamente en la segunda década del siglo XXI, y su expansión continúa. Al igual que los trenes de alta velocidad, la implementación de un sistema de metro reduce el impacto ambiental por pasajero considerablemente al 47 compararse con otros modos de transporte. Como la mayoría de los sistemas de metro funciona con energía eléctrica de corriente directa, la huella de carbono es mucho menor que la de los automóviles particulares y los autobuses. Por ejemplo, el Metro de Madrid produjo en 2019

126,557.994 toneladas de CO2 para concretar 677,476,027 viajes individuales a una distancia recorrida por pasajero de 6,673 km en promedio, dando así una aportación de CO2 por pasajero de 27.99 g para cada viaje realizado por él, lo cual implica una huella de carbono 4.9 veces menor a la de cada pasajero en un vehículo privado, considerando un promedio de ocupación de 1.3 pasajeros por vehículo. Estos datos pueden variar según el sistema de metro y las particularidades de cada ciudad. El metro también ocupa un espacio por persona mucho menor que cualquier otro tipo de transporte urbano de pasajeros23.

Imagen 48. Red actual del Metro de Delhi, India. En 2011, se convirtió en el primer sistema de metro en ser galardonado por las Naciones Unidas

por reducir las emisiones de CO2 en 630,000 toneladas anualmente.

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II.4.1. El metro en el mundo La primera línea de metro del mundo fue inaugurada en 1863 con la apertura de la “Metropolitan Line” del Metro de Londres; los primeros trenes se diseñaban como las típicas locomotoras empleadas para servicios ferroviarios de larga distancia. Con el paso de las décadas, varias ciudades europeas y estadounidenses siguieron el modelo de tren urbano operado en Londres, y construyeron sus propias redes de metro. Buenos Aires inauguró en 1913 el primer tramo del “Subte” (abreviación de “Subterráneo”, primer término para un sistema de metro acuñado en la lengua española), siendo éste el primer sistema de metro operado en Iberoamérica. Las primeras líneas de metro en Asia se inauguraron en las ciudades japonesas de Tokio y Osaka en 1927 y 1933, respectivamente. La gran mayoría de redes de metro existentes en los cinco continentes en la actualidad fueron inauguradas después de la Segunda Guerra Mundial. En 2020, se tenían contabilizadas más de 190 ciudades que poseían una (o más) redes de metro24.

Imagen 49. Tren del Metro de Nueva York pasando la estación Calle 125 de la ruta 1. Nueva York es una ciudad con una gran tradición en el uso de este sistema de transporte, el cual es el más antiguo del continente americano y el segundo más antiguo del mundo. 49

Imagen 58. Redes del metro alrededor del mundo. La presencia del metro en una ciudad tiene una influencia directa en el PIB del país donde se encuentra. Dicho esto, se nota una fuerte presencia del metro en países como Estados Unidos, China, Japón, Corea del Sur, India, España, Francia, Italia, Reino Unido, Rusia, Brasil y Alemania, que en su conjunto aportan aproximadamente el 70 por ciento del PIB mundial. Esto se debe a que, para llevar a cabo una obra de infraestructura de grandes dimensiones como el metro en una ciudad, así como su operación y su mantenimiento, se requiere un capital muy grande con el que no cuentan muchos gobiernos, principales inversionistas de obras de infraestructura pública. No obstante, el metro y otros sistemas de transporte masivo como el metro favorecen la competencia y el traslado seguro, rápido y eficiente de los habitantes, principalmente de sus lugares de residencia a sus sitios de trabajo, mejorando en general sus condiciones de vida. La existencia del metro en una ciudad también depende en parte de la capacidad económica de los pasajeros de costear un precio razonable (en términos del costo que implica dar el servicio) para recorrer un trayecto a cierta distancia25. 50

Imagen 50. Tren en la estación Attaba de la línea 3 del Metro de El Cairo, Egipto. El Cairo es, junto con Argel, Argelia, una de las dos únicas ciudades en el continente africano en poseer un sistema de metro actualmente. Las redes de metro y sus líneas difieren enormemente en las características de su material rodante, su capacidad y aprovechamiento, su parque vehicular, la alimentación de sus trenes, la simbología de sus líneas y sus estaciones y las técnicas de construcción empleadas para sus estaciones y sus trazos de vía. En algunos casos, los sistemas de metro prestan servicios de otros sistemas de transporte ferroviario y no ferroviario como Medellín, cuyo organismo encargado de operar el metro en esa ciudad ofrece un servicio de transporte de pasajeros por teleféricos llamado “Metrocable”. Otro ejemplo es de Chongqing, cuya red del metro se compone de líneas de monorriel.

Imagen 54. Iconografía de estaciones de la línea 12 del Metro de la Ciudad de México, México. La identificación gráfica de cada estación es el distintivo principal de este sistema. 51

Imagen 56. Estación Arbatskaya de la línea Arbatsko-Pokrovskaya del Metro de Moscú. La belleza arquitectónica de este sistema es reconocida mundialmente, y ha sido referencia en el diseño de estaciones en otros sistemas de metro en Rusia y algunos países del antiguo Bloque Comunista en Europa.

Imagen 55. Nomenclatura del Metro de Nueva York. Los colores representan las líneas, las letras y los números representan cada servicio brindado por una línea, los círculos representan los servicios fijos, y los rombos representan los servicios especiales basados en algún servicio fijo de una línea. 52

Imagen 57. Estación T-Centralen del Metro de Estocolmo, Suecia. Algunas estaciones de esta red buscan simular la forma de cavernas naturales. El tipo de vía más común en los sistemas de metro es el riel convencional ferroviario sobre el cual corren ruedas metálicas; este tipo de vía se subdivide por el tipo de alimentación de los trenes, el cual puede ser por catenaria (contacto entre los trenes y un cable elevado a lo largo de una vía a través de pantógrafos) o por vía electrificada (a través de un tercer riel). El otro tipo de vía implementado en menor medida en algunos sistemas de metro es la de rodadura neumática, compuesta por pistas de rodamiento (para los neumáticos) y rieles de seguridad (para ruedas metálicas auxiliares), cuya alimentación se hace por medio de barras guía ubicadas a los costados de los rieles y transmiten la electricidad a los trenes mediante el contacto con neumáticos que ruedan horizontalmente. Para fines de esta investigación, se descartan tipos de vía diferentes a las previamente mencionadas. 53

Imagen 51. Tren de vía electrificada llegando a la estación Shahid Ghoddoosi del Metro de Teherán, Irán.

Imagen 52. Tren alimentado por catenaria en la línea 1 del Metro de Manila, Filipinas.

Imagen 53. Tren de rodadura neumática del Metro de Santiago, Chile. Esta tecnología fue desarrollada en Francia en los años 50.

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II.4.2. Datos operativos Las principales razones para que se justifique la construcción y la operación de una red del metro en una ciudad son la demanda suficiente o mayor de pasajeros, las condiciones topográficas y geotécnicas del suelo y la capacidad económica del gobierno y su sociedad. Los sistemas de metro más grandes del mundo operan generalmente en ciudades altamente globalizadas y con una gran población y una extensión superficial considerable.

Imagen 59. Red actual de Metro de Tokio, Japón. Éste es el sistema de metro más transitado del mundo. Es operado por dos compañías: Tokyo Metro y Toei. Los datos operativos de un metro se basan en el registro del número de pasajeros que utilizan este medio de transporte en promedio al día durante un año y la afluencia de pasajeros total anual. La operatividad de un metro depende de la demanda de pasajeros diaria (horas de alta, mediana y baja afluencia), la cobertura del sistema en una ciudad, el tamaño de las estaciones, la frecuencia en el paso de trenes en cada línea, la velocidad media de los trenes 55 en cada línea y el número de coches que tienen los trenes en cada línea.

Extensión Afluencia anual No. de No. de Puesto Ciudad País Inauguración (km) (millones de personas) estaciones líneas 1 Beijing China 727 3,848.4 1969 428 23 2 Shanghái China 700 3,880.0 1993 358 16 3 Seúl Corea del Sur 599 1,910.0 1974 439 9 4 Cantón China 531 3,310.0 1997 282 14 5 Chengdu China 519 1,158.0 2010 373 13 6 Shenzhen China 411 1,877.5 2004 283 11 7 Moscú* Rusia 409 2,560.7 1935 239 14 8 Londres Reino Unido 402 1,357.0 1863 270 11 9 Nueva York** Estados Unidos 394 1,680.1 1885 472 27 10 Delhi India 391 1,724.0 2002 286 12 11 Nanjing China 377 977.4 2005 159 10 12 Wuhan China 360 1,220.0 2004 240 9 13 Tokio Japón 316 3,939.6 1927 290 13 14 Hangzhou China 310 792.6 2012 189 7 15 Madrid España 294 657.2 1919 302 12 16 Washington Estados Unidos 252 182.0 1976 150 6 17 Teherán Irán 247 820.0 1999 130 7 18 Xian China 245 746.2 2011 171 10 19 Chongqing*** China 240 743.1 2005 128 6 20 Tianjin China 233 408.5 1984 159 6 21 Hong Kong**** Hong Kong 229 1,914.0 1910 98 11 22 París Francia 222 1,498.0 1900 304 16 23 San Francisco Estados Unidos 211 111.0 1972 50 7 24 Zhengzhou China 207 252.4 2013 143 7 25 Singapur Singapur 203 1,200.0 1987 122 6 26 Ciudad de México México 202 1,655.0 1969 195 12 27 Bangkok***** Tailandia 167 273.0 1999 122 6 28 Chicago Estados Unidos 165 226.1 1892 145 8 29 Suzhou China 164 248.4 2012 134 4 30 Dalián China 158 157.2 2002 69 4 Tabla 2. Los 30 sistemas de metro más extensos del mundo, datos actualizados al 12 de enero de 2021. * No se consideran el Monorriel (línea 13), el Círculo Central de Moscú (línea 14) ni las líneas D1 y D2 como líneas de metro; las últimas tres son clasificadas como trenes de cercanías; la línea 13 es operado por el organismo encargado de operar el Metro de Moscú; la línea 14 es operada por la paraestatal ferroviaria “Russian Railways” (Ferrocarriles Rusos). ** Primera línea inaugurada en 1868, actualmente inexistente. Extensión de servicios (rutas) fijos de 394 km; extensión total ferroviaria de pasajeros de 1,056 km en servicios fijos más servicios especiales que se ofrecen por temporadas, días u horas 56 específicos. Primera sección de la red actual abierta en 1885 como tren de cercanías y anexada al Metro de Nueva York décadas más tarde; primera línea de metro inaugurada como tal en 1904. El número de líneas mostrado en la Tabla 2 equivale al número actual de servicios fijos; el “MTA” (Metropolitan Trasportation Authority, Autoridad de Transporte Metropolitano) define “línea” como un conjunto de uno o más servicios con tramos de vía en común, diferente a la definición estándar de “línea de metro”, que es más parecida a un servicio del Metro de Nueva York. No se incluyen el sistema PATH que cruza el río Hudson ni el Ferrocarril de Staten Island. *** No se incluyen las dos líneas de monorriel que forman parte de la red metropolitana de transporte de Chongqing, solamente las vías férreas; no obstante, la afluencia de pasajeros incluye aquélla aportada por las líneas de monorriel, ya que no se cuenta con los datos específicos de la afluencia que aportan solamente las líneas férreas. **** La primera línea del Metro de Hong Kong abrió sus puertas oficialmente en 1979; no obstante, una de sus líneas ya operaba como tren de cercanías desde 1910, la cual fue rehabilitada y adaptada como línea de metro; además, el derecho de vía de esta línea es utilizada para el movimiento de carga, siendo la única línea de metro del mundo con esta característica operativa. ***** El Metro de Bangkok está dividido en el “Skytrain” (BTS), de trazo de vía elevado, el “Mass Rapid Transit” (MRT), de trazo de vía subterráneo, y el “Airport Rail Link” (ARL), siendo cada uno un servicio separado. No se incluye la Línea Dorada del BTS, ya que esta línea es de transporte ligero (considerar que el metro es un trasporte pesado por definición). 57

Imagen 60. Red actual del Metro de Seúl, Corea del Sur. La línea 1 de este sistema es la más larga del mundo en una red de metro con 200.6 km y 98 estaciones. La recopilación de datos de un sistema de metro se vuelve complicado en el sentido que cada sistema emplea sus propios criterios en la denominación de sus líneas, el diseño de sus estaciones, la configuración de sus vías, el tipo de vías y trenes que utilizan, sus empresas operadoras y el tipo de servicios que prestan. Además, cada sistema de metro difiere enormemente en la actualización de sus datos operativos y la disponibilidad de sus datos en general al ser los datos consultados en las páginas web oficiales de cada sistema. La construcción de nuevas líneas de metro y la ampliación de las ya existentes se lleva a cabo de forma cada vez más rápida, sobre todo en las ciudades chinas (véase 58

Tabla 2), por lo cual se debe tener mucho cuidado en la búsqueda y la selección de los datos operativos de los sistemas de metro, de modo que la información recabada esté lo más actualizada posible.

Imagen 61. Entrada estilo Art Nouveau diseñada por Hector Guimard en la estación Abbesses de la línea 12 del Metro de París, Francia. Este sistema es el más denso del mundo con 244 estaciones dentro de los 89 km2 que conforman la superficie parisina.

II.5. El ferrocarril de pasajeros en México El servicio ferroviario en México nació en 1850 con la inauguración de una línea de pasajeros de 13 km entre el Puerto de Veracruz y el Río San Juan, actual Estado de Veracruz. La primera línea férrea construida en la Ciudad de México se inauguró en 1857, tenía 5 km, y conectaba a la Ciudad de México con la antigua Villa de Guadalupe, actualmente dentro de la Ciudad de México. Para 1869, ya existían 7 líneas cortas de ferrocarril destinadas para el servicio de pasajeros en el país. La primera línea de ferrocarril de larga distancia inició operaciones en 1873 entre la Ciudad de México y el Puerto de Veracruz con una extensión de 423 km26. 59

El auge del ferrocarril en México se dio a lo largo del Porfiriato (1876-1910), periodo en el cual se concluyó la construcción de 19,280 km de vías férreas distribuidas en gran parte del territorio nacional. Este desarrollo fue posible gracias a que la administración en turno otorgó 28 concesiones para la construcción de vías de ferrocarril y su operación a los gobiernos estatales y 3 compañías ferroviarias estadounidenses. El éxito del ferrocarril llegó a tal grado que, a través del antiguo Ferrocarril Central Mexicano, las personas podían viajar desde la Ciudad de México hasta Chicago desde 1884. La conexión ferroviaria con Estados Unidos se hacía en la ciudad de Laredo, y los trenes que ahí corrían llegaban hasta Nueva York. Con el fin de administrar el derecho de vía ferroviaria en el territorio mexicano, se instituyó la empresa Ferrocarriles Nacionales de México (FNM), misma que terminaría por ser nacionalizada en 1937.

Imagen 62. Red ferroviaria mexicana en 1910. Posterior al Porfiriato, el derecho de vía ferroviario no tuvo un aumento considerable en su extensión. La primera línea electrificada del ferrocarril mexicano inició operaciones en 1924 el tramo entre Esperanza y Orizaba de la línea Paso del Macho-Esperanza en el actual Estado de Veracruz27. En 1927 se concluyó la conexión del derecho de vía entre Nogales, Sonora, y Guadalajara, Jalisco, uno de los corredores más extensos de 60 toda la República. La última gran ampliación del ferrocarril mexicano concluyó en con la construcción del Ferrocarril del Sureste llevada a cabo por la compañía Líneas Férreas de México. A pesar del escaso crecimiento del derecho de vía ferroviario, la demanda de pasajeros incrementó considerablemente durante los años 40 debido a los conflictos bélicos suscitados en la Segunda Guerra Mundial, pasando de 1,100 millones de pasajeros-kilómetro en 1928 a 2,800 millones en 1944 (véase Gráfica 5).

Gráfica 5. Evolución en la cantidad de pasajeros-kilómetro del ferrocarril mexicano de 1928 a 1951. En tiempos en que autotransporte acaparaba la mayor parte de los pasajeros, específicamente después de la Posguerra, la industria ferroviaria de pasajeros entró en declive en todo el mundo, y México no fue la excepción. De acuerdo con un análisis hecho por la extinta paraestatal FNM, el tránsito de pasajeros disminuyó de 37,346 en 1970 a sólo 10,878 en 1993 (véase Tabla 3); no obstante, el número de pasajeros- kilómetro tuvieron un periodo de aumento de 4,529 millones en 1970 a un máximo de 6,015 millones en 1985. La FNM contabilizó en 1997 menos 61 de 1 por ciento de pasajeros utilizando el ferrocarril como modo de transporte terrestre.

Tabla 3. Evolución en el número de pasajeros y pasajeros-kilómetro del ferrocarril mexicano de 1970 a 1993. La reforma al Artículo 28 Constitucional de 1995 llevó a la privatización del ferrocarril en México, proceso en el cual el servicio de pasajeros de larga distancia desapareció casi en su totalidad en los años subsecuentes debido a que las nuevas concesionarias no veían a este servicio como negocio redituable. La única línea ferroviaria de pasajeros que ha logrado sobrevivir después de la reforma es la ruta Chihuahua-Los Mochis, a través de la cual también corre el Tren Chepe Express en la modalidad de tren turístico. Otras líneas ferroviarias turísticas existentes en México son el Tren Tijuana-Tecate en Baja California, el Tren Turístico Puebla-Cholula en Puebla y los servicios Tren Herradura Express y Tren Cuervo Express que realizan recorridos de Guadalajara a Tequila en Estado de Jalisco28. A raíz de la privatización del ferrocarril mexicano, el gobierno mexicano ha propuesto la construcción de nuevas líneas ferroviarias de pasajeros como el Tren Transpeninsular o el Tren Rápido México-Querétaro; sin embargo, casi ninguna propuesta se ha concretado. El primer y único servicio de pasajeros en la actualidad completamente nuevo fue el Tren Suburbano del Valle de México, un tren de cercanías inaugurado en 2008 en su tramo Buenavista-Lechería y ampliado a Cuautitlán al año siguiente que corre a 62 una velocidad máxima de 130 km/h, conecta a municipios conurbados del Estado de México con el centro de la Ciudad de México a lo largo de sus 7 estaciones, tiene una extensión de 27 km y ocupa parte del derecho de vía perteneciente a la concesionaria Ferrovalle. Actualmente se están llevando a cabo las construcciones del derecho de vía para el Tren Interurbano México-Toluca en la Ciudad de México y el Estado de México y el Tren Maya, el cual pretende prestar servicio de pasajeros y turístico en los Estados de Chiapas, Tabasco, Campeche, Yucatán y Quintana Roo.

Imagen 63. Tren Chepe Express de Ferromex. Este servicio es de tipo turístico, aunque comparte el derecho de vía con la ruta de tren de pasajeros más larga de México con una longitud de 656 km entre los Estados de Chihuahua y Sinaloa.

Imagen 64. Convoy del Tren Suburbano del Valle de México en la estación terminal Cuautitlán, Estado de México. 63

Imagen 65. Proyección del futuro derecho de vía del Tren Maya, actualmente en construcción. En la década de los 60 comenzó el auge de las redes de metro en México. La primera línea de metro fue inaugurada en la Ciudad de México en 1969 con la línea 1 en su tramo Zaragoza-Chapultepec, y a la fecha se encuentran en funcionamiento 12 líneas, 10 de las cuales usan material rodante neumático y las 2 líneas restantes usan trenes sobre vías férreas alimentados por catenaria. Actualmente, el Sistema de Transporte Colectivo (STC), organismo encargado de operar las líneas de metro en la Ciudad de México, posee la mayor extensión comercial de vía neumática en el mundo con 161 km (sin contar las vías en talleres y zonas de maniobras) y a su vez la red con mayor número de carros de rodadura neumática del mundo con un total de 2,90129. El mayor crecimiento de las redes de metro y tren ligero en México se dio en los años ochenta y noventa. El Metro de la Ciudad de México inauguró 8 de sus 12 líneas durante ese periodo, además de que se inauguró el Tren Ligero en 1986 en su tramo Taxqueña-Estadio Azteca, y posteriormente se amplió a Xochimilco. En 1989, el Tren Eléctrico Urbano de Guadalajara abrió sus puertas con la línea 1 en su tramo Periférico 64

Norte-Periférico Sur, es un sistema de tren ligero, y actualmente cuenta con 3 líneas en servicio, 48 estaciones y una extensión de 47 km. El Metrorrey, sistema de transporte masivo de la Zona Metropolitana de Monterrey inició sus operaciones en 1992 con la línea 1 en su tramo San Bernabé-Exposición, y actualmente cuenta con 2 líneas en servicio, 31 estaciones y una extensión de 33 km, además de una tercera línea en construcción.

Imagen 66. Tren de rodadura neumática en la estación Autobuses del Norte de la línea 5 del Metro de la Ciudad de México.

Imagen 67. Tren en la estación Guadalajara Centro de la línea 3 del Tren Eléctrico de Guadalajara, Jalisco.

Imagen 68. Estación Cuauhtémoc de la línea 1 del Metrorrey, Nuevo León. 65

III. Lista de obras citadas 1. Chrimes, Mike (2002) Blenkinsop, John de A Biographical Dictionary of Civil Engineers, pág. 62. 2. Ellis, Hamilton (1968). The Pictorial Encyclopedia of Railways. Hamlyn Publishing Group. 3. Marshall, John (1979). The Guiness Book of Rail Facts & Feats. ISBN 0- 900424-56-7. 4. “Liverpool and Manchester”. Archivado desde el original el 18 de septiembre de 2007. Consultado el 19 de septiembre de 2007. 5. Day, Lance; McNeil, Ian (1966). "Davidson, Robert". Biographical dictionary of the history of technology. London: Routledge. ISBN 978-0-415-06042-4. 6. Elektrotechnische Zeitschrift: Beihefte, Volumes 11-23. VDE Verlag. 1904. p. 163. 7. Fritz Näbrich, Günter Meyer, Reiner Preuß: Lokomotivarchiv Sachsen 2. transpress VEB Verlag für Verkehrswesen, Berlin, 1983, S. 187f, 213. 8. "Fue el primer intento de establecer una línea ferroviaria de alta velocidad en el mundo, ya que apenas en algunos de los trenes de propulsión tipo diésel de la época primaban velocidades de hasta 215 km/h, por lo que se pensó que se podía llegar a una nueva marca con las unidades como la ETR.200. El ingeniero Mario Martinelli de la FS recuerda que porque parecía que la carrera tendría que ser repetida, fue por lo que se eligió para ello a un tren del modelo ETR.214 en éste segundo desafío... y entonces se abandonó la idea de la segunda carrera: la guerra se acercaba." Cf Cornolò, Una leggenda op. cit., p. 34. 9. Banco de Datos. (2020). Ferrocarriles, pasajeros transportados (millones de pasajeros-kilómetros). 1 de noviembre, 2020, de Banco Mundial Sitio web: https://datos.bancomundial.org/indicator/IS.RRS.PASG.KM 10. S.a. (2017). Toronto to Montreal in 39 minutes? Futuristic people mover zips to next stage. 16 de noviembre, 2020, de CBC Sitio web: https://www.cbc.ca/news/canada/ottawa/hyperloop-toronto-ottawa-montreal- route-winner-1.4291893 66

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