Para alimentar a la catenaria (y por consiguiente a los trenes) debemos suministrar electricidad a esos cables. Inicialmente se hacía generando la electricidad cerca de las propias líneas ferroviarias, en centrales eléctricas propiedad del ferrocarril. Pero cuando se difundió más ampliamente la electricidad y se comenzó a desarrollar su uso en las ciudades y para la industria, se vio que era más efectivo que la energía de los trenes proviniera de la misma red eléctrica que el resto. Así que se crearon unas infraestructuras llamadas subestaciones para transformar esa electricidad a la forma en que el ferrocarril la necesitaba. Por ejemplo, en España se usa (mayoritariamente) tensión continua de 3.000 Voltios, pero la energía que circula por la red eléctrica es tensión alterna, con ciclo de 50 Hertzios. Y dependiendo de en qué punto de la red estemos, tendremos desde 350.000 hasta 230 Voltios.
Como cosa curiosa sobre la generación de la electricidad para el ferrocarril, en Alemania la red ferroviaria se alimenta bien a través de centrales propias de la DB (Deutsche Bahn), bien a través de generadores dedicados en las centrales eléctricas “normales”. Y es que en Alemania y los países de su alrededor, se usa una tensión de catenaria de 15.000 Voltios en alterna, pero con frecuencia de 16,7 Hertzios (un tercio de la frecuencia de red europea de 50 Hz; antiguamente eran 16 2/3 Hz, pero se normalizó a 16,7 dado que entra dentro de la tolerancia de frecuencia de los aparatos).
Lo que vamos a hacer es coger una línea de media tensión (entre 15.000 y 50.000 Voltios), pasarla por unos transformadores que nos bajen esa tensión a en torno a 3.000 y luego la pasamos por unos rectificadores. Los rectificadores son, grosso modo unos diodos (unos componentes electrónicos basados en semiconductores) que son capaces de convertir una corriente alterna en una corriente continua. Así que son las subestaciones las que nos convierten la energía eléctrica de la red a la que nosotros necesitamos para nuestro tren. Un símil interesante sería como decir que el cargador de vuestros teléfonos móviles es una subestación en miniatura. Convierte los 220 V en alterna en 5 V en continua para la batería del móvil.
Las subestaciones (como los cargadores de los móviles, o los transformadores que podemos tener por casa) tienen una capacidad limitada para alimentar trenes. Por eso se instalan subestaciones cada pocos kilómetros. Lógicamente, en zonas en las que hay muchos trenes se ponen más, y en zonas en las que hay menos trenes se ponen menos. Por ejemplo, alrededor de Madrid, en la línea de Madrid a Irún hay subestaciones en Chamartín, Pitis, El Tejar, Las Matas, Villalba y Las Zorreras (cada 6-10 km). Sin embargo, más adelante, entre Ávila y Medina del Campo hay subestaciones en Ávila, Velayos, Adanero, Ataquines y Medina del Campo (cada 20 km).
Subestación de tracción de Villada (León). Foto: Daniel Pérez Lanuza, primer trimestre de 2013.
Para la Red de Ancho Métrico, el sistema es prácticamente igual, salvo que la tensión de salida de las subestaciones de tracción es de 1.500 Voltios.
En los lugares en los que hay un cambio de alimentación de una subestación a otra se puede dar la situación de que la tensión que hay en un tramo es diferente a la del otro, por lo que, cuando el pantógrafo del tren pasa por ese punto, pone en contacto una subestación con otra, provocando un arco eléctrico que puede dañar tanto el pantógrafo como la catenaria. Para minimizar esos daños, se instalan unas señales indicadoras (ver entrada dedicada a las Señales Indicadoras para la Tracción Eléctrica) como éstas:
Esta señal indica la presencia de un seccionamiento de lámina de aire, es decir, un punto en el que los dos hilos de contacto están separados por una “lámina de aire”, lo que viene a ser que los dos hilos van paralelos pero separados por unos pocos centímetros. Obliga al maquinista a pasar por esa zona con el regulador cerrado (o sea, sin traccionar ni frenar) o cerrándolo lo necesario para que el tren no se detenga.
Esta señal indica la presencia de un seccionamiento de catenaria con aislador, es decir, que hay un dispositivo que conecta mecánicamente un hilo de contacto con el siguiente, pero aislados eléctricamente. Si bien da continuidad mecánica al hilo, no hay continuidad eléctrica, así que aquí también se obliga al maquinista a pasar con el regulador cerrado.
Foto de un seccionador de catenaria (popularmente llamados “cangrejos”) en la estación de Madrid-Santa Catalina. También podemos ver (coloreada para que se vea mejor) la señal que indica la presencia del seccionador. Foto: Yago López Carvajal, diciembre de 2025.
Otra foto más cercana de un seccionador de otro modelo también en la estación de Madrid-Santa Catalina. Las dos barras que unen los hilos de contacto de un lado y de otro del seccionador son aislantes. Foto: Yago López Carvajal, diciembre de 2025.
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