La física de una tragedia ferroviaria: qué ocurre cuando dos trenes colisionan

El reciente accidente ferroviario en Toledo entre un tren de alta velocidad y otro de la compañía Iryo en la línea Madrid-Andalucía, que ha dejado decenas de muertos, ha vuelto a abrir un debate sobre la seguridad en nuestro sistema de transporte. De igual manera, para comprender a la perfección el comportamiento físico de este tipo de sucesos –en el que se alcanzan velocidades superiores a los 300 km/h–, la comunidad científica ha publicado en los últimos años una serie de investigaciones.

En primer lugar, un estudio de la Universidad de Tongji (China) publicado en 2024 simuló el proceso de un accidente de descarrilamiento de carrocería de tren de acero inoxidable en el transporte ferroviario urbano, reproduciendo la causa directa y el proceso del daño de la carrocería en la compleja escena del accidente. En concreto, en este estudio se utilizó el método de elementos finitos para reconstruir el modelo del accidente y analizar los cambios de velocidad, aceleración y energía del tren.

Los resultados de la simulación china mostraron que los vagones intermedios que se elevan, serpentean y chocan entre sí –una vez el primer vagón frena de golpe por el impacto– debido a la enorme energía y el terreno accidentado en el momento del accidente constituyen la razón principal de la falla por fractura de la estructura de la carrocería de acero inoxidable en el accidente.

«Las fracturas de la carrocería se localizan principalmente en las conexiones entre el bastidor de la cabina y el bastidor inferior, la pared del extremo y el techo, el bastidor inferior y la pared lateral, así como el bastidor inferior y la pared del extremo», señalan los investigadores.

En líneas generales, este estudio pone de manifiesto cómo las fracturas suelen localizarse entre el chasis de la cabina y la plataforma interior, así como en las paredes laterales y el techo durante el momento del impacto.

Por su parte, otro estudio de diciembre de 2025 elaborado por Oxford Academic, y publicado en la revista Transportation Safety and Enviroment, analiza la respuesta dinámica y los mecanismos de inestabilidad de los vehículos ferroviarios urbanos en escenarios extremos de colisión y descarrilamiento. Los investigadores evaluaron la influencia de la velocidad de operación (20–40 km/h) y el ángulo de colisión (90°–70°) en el comportamiento dinámico del tren.

Los resultados de esta simulación muestran que el descarrilamiento del tren está regido tanto por la velocidad como por el ángulo de colisión. Las colisiones frontales a velocidades superiores a 40 km/h pueden provocar «un desplazamiento lateral y vertical excesivo de los ejes delanteros, desencadenando el descarrilamiento», ya que los componentes de absorción de energía no logran mitigar completamente el impacto.

«En condiciones de colisión oblicua a 30 km/h, la probabilidad de descarrilamiento aumenta significativamente cuando el ángulo de colisión es inferior a 85°, y se observan descarrilamientos continuos de múltiples ejes a un ángulo de 80°. La respuesta de los ejes muestra una marcada sensibilidad temporal y espacial, identificándose los ejes delanteros del vagón líder como la principal fuente de inestabilidad», destacan.

En líneas generales, este tipo de estudios se centran en ofrecer información teórica y orientación de ingeniería para el diseño de estructuras de protección contra descarrilamientos, la optimización de sistemas de absorción de energía y la evaluación de la seguridad de los trenes de metro en condiciones de operación extremas.