Los trenes de la serie 104 (y su evolución de la serie 114) son los primeros de Renfe y del mundo diseñados y construidos específicamente para prestar servicios en distancias medias a alta velocidad. Son trenes formados por cuatro coches, con posibilidad de marcha en tracción múltiple de hasta tres composiciones y con una velocidad máxima comercial de 250 km/h.
Los trenes de la serie 104 forman parte del contrato adjudicado el 25 de mayo de 2001 al consorcio integrado por las empresas Alstom y CAF y que incluía la construcción de un lote de 20 trenes de Alta Velocidad en ancho internacional para servicios de media distancia.
Unos años más tardes Renfe incorporó a su parque otras 13 unidades de esta serie pero con alguna evolución, por lo que pasó a llamarse s-114 y que incorporó mejoras en tracción, freno y eficiencia energética, así como en el confort e interiorismo al configurarse todo el tren como clase única.
En el diseño interior tanto del 104 como del 114 se ha optado por espacios diáfanos e intercomunicados para aumentar el confort de los viajeros. Además, cuentan con avanzados sistemas de seguridad contra incendios, antichoque y anticabalgadura.
Todos los coches disponen de megafonía interior y de teleindicadores exteriores e interiores. Además, los coches cuentan con sistemas de climatización independiente en cabina y en los compartimentos de viajeros; asientos reclinables y orientables, cuatro aseos, uno para cada coche, de los cuales uno está adaptado para personas con movilidad reducida; maleteros en el interior de las salas de viajeros, dotados de protección antirrobo, y portaequipajes sobre el asiento.
Los trenes de la serie 104 cuentan con dos coches de clase Turista, uno de clase Preferente y otro dividido en Cafetería y Preferente. La distribución de los asientos, todos ellos reclinables y orientables según el sentido de la marcha, es de tipo salón, ofertando un total de 237.
El área de clase Preferente se sitúa en el coche extremo y en el que se ubica la cafetería. Asimismo, cuenta con una cabina de conducción, aseo, zona para equipajes, un único vestíbulo de acceso y una sola puerta por costado. Este coche cuenta también con una cabina telefónica y un departamento para el jefe de tren.
Los tres coches restantes constituyen el área de clase Turista. En uno de los coches intermedios se sitúa una zona reservada para silla de ruedas, así como un WC adaptado para personas con movilidad reducida.
Este tren está basado en una tecnología ampliamente experimentada por diversas empresas ferroviarias, la Pendolino, aunque no basculan, y utiliza tanto unos componentes como unos equipos muy contrastados. Pertenecen, por tanto, a la misma familia de los trenes Alaris que componen la serie 490, aunque presentan diferencias respecto a éstos.
Exteriormente son similares aunque tienen un coche más, un carenado sobre el techo y dos puertas por coche, excepto en el remolque cafetería. Las diferencias técnicas se centran en la falta de basculación, la diferente tensión (25 kV y 50 Hz en corriente alterna), el ancho de vía (1.435 mm), la velocidad máxima (250 km/h) y la mayor potencia (4.000 kw).
Exteriormente los trenes s-104 ofrecen un perfil muy aerodinámico con el que se consigue una baja resistencia al avance; mientras que a nivel interior están concebidos para disponer de la máxima utilidad y ergonomía, todo ello junto a una adecuada modularización que facilita los trabajos de montaje, reparaciones y mantenimiento.
Este tren esta formado por dos semitrenes, con la cadena de tracción completa y los equipos y sistemas redundantes.
Para la construcción de las cajas se han utilizado aleaciones de aluminio, lo que le otorga una gran ligereza, con un peso total en carga normal de 242,8 toneladas en el 104 y 230 en el 114, que lo sitúa en una posición muy competitiva en cuanto al consumo de energía respecto a otros trenes capaces de desarrollar las mismas velocidades.
La estructura de cada caja está formada por un bastidor plano, dos laterales, un techo curvo, y dos travesaños bajo bastidor situados en los extremos.
Está constituido por cuatro coches, de los cuales los extremos incorporan un frontal aerodinámico, que reduce la resistencia al avance y detrás del cual se sitúan las cabinas de conducción con el pupitre centrado. El morro de la cabina del 114 es más alargado que la del 104, al contar con un sistema anti-crash, característica destacable en este tren.
El acceso se realiza a través de siete plataformas y las puertas de acceso son de accionamiento eléctrico y disponen de un estribo móvil de accionamiento coordinado con la puerta. El tren puede circular con las puertas abiertas, pero cuando alcanza una velocidad superior a 5 km/h, se cierran automáticamente. El paso entre coches se efectúa a través de fuelles de intercomunicación y de seis puertas de tipo deslizante de dos hojas con mando electrónico neumático.
El tren está carenado en su parte superior ofreciendo junto con el contorno de los frontales un perfil aerodinámico que rebaja la resistencia al avance.
El acoplamiento entre unidades, hasta un máximo de tres, se realiza por medio de un enganche automático Schafenberg, que se retrotrae cuando no está en uso, con acoplamiento mecánico, neumático y eléctrico, pudiéndose acoplar mecánica y automáticamente también con los trenes de la serie 100. La unión entre los coches se realiza a través de enganches semipermanentes.
La característica fundamental de este tren es su tracción distribuida, que reparte los equipos de tracción y auxiliares bajo los bastidores a largo de toda la composición. Esta tracción distribuida la proporcionan 8 motores trifásicos asíncronos y autoventilados y cuenta con dos transformadores y cuatro convertidores con tiristores GTO, que proporcionan una potencia de 4.000 kW, gran aceleración y una velocidad de 250 km/h. Cada motor, que está colocado de forma perpendicular al eje sobre el que actúa en el bastidor del coche, procura una potencia de 500 kW. Esta distribución de los motores en la mitad de los ejes supone una mejor adherencia y aceleración.
Cuenta con equipos de captación, pantógrafos y disyuntores, situados en los dos coches intermedios, cuatro grupos de baterías de 72 voltios, en corriente continua, y 130 A, y dos grupos auxiliares formados por dos convertidores de 110 kVA y dos cargadores de baterías de 12 kW. Los dos motores de cada coche están permanentemente conectados en paralelo entre sí y alimentados por un ondulador electrónico. De esta manera el tren dispone de cuatro bloques de tracción independientes, uno por coche.
La concepción de los equipos auxiliares es redundante. Cada tren está formado por dos semitrenes que disponen de pantógrafo, transformador principal, dos convertidores de tracción, dos reóstatos de freno y cuatro motores trifásicos asíncronos autoventilados con una potencia de 550 kW.
Los trenes están provistos de diversos sistemas de seguridad pasiva como la absorción de impactos a baja velocidad con deformación progresiva, con frontales reforzados y de confort.
Posee la señalización Ertms para los niveles 1 y 2 y traductores de lenguaje que le habilita para poder circular con los sistemas STM-LZB y Asfa en las líneas que tengan instalados estos últimos. También cuenta con un equipo de telecomunicación tren-tierra GSM-R y convencional, sistema de diagnóstico de averías y ayuda a la conducción, dispositivo de vigilancia continua (hombre-muerto), equipo de registro de incidencias y sistemas de patinaje y antibloqueo, engrase de pestaña y areneros. Igualmente incorpora equipos de información a los viajeros.
Los ocho bogies del tren, de dos ejes cada uno, están motorizados, un eje es motor y el otro remolque. Cada bogie pesa 7.600 kg. Son intercambiables excepto los bogies extremos, dado que van dotados de las antenas de emisión y recepción de información correspondientes a los sistemas de señalización y control del tráfico.
Las suspensión primaria es de muelles helicoidales de acero con amortiguadores y la secundaria, neumática, con sistemas de sensores, que avisan de cualquier problema, y dispositivos antibalanceo. Las ruedas son enterizas, de una sola pieza, con perfil tipo “ORE S-1002”. Las ruedas nuevas presentan un diámetro de 890 mm y el máximo desgaste admisible corresponde a un diámetro de 810 mm.
Otra característica fundamental de este tren es su capacidad de frenado, gracias a un freno eléctrico que permite conmutar automáticamente entre el régimen de recuperación en los ejes motores y el de frenado reostático. El primer tipo de freno tiene preferencia sobre el segundo, aunque en caso de que la red no puede absorber la energía del frenado se pasa progresivamente a freno reostático.
También dispone de freno neumático/electrodinámico con discos autoventilados, dos en los ejes motores y tres en los portadores. El freno de servicio es conjugado neumático/electrodinámico, el de urgencia es neumático con canal independiente y el de auxilio es conjugado neumático/electrodinámico con mando neumático. El equipo de freno dispone, además, de antibloqueo y detección de eje bloqueado independiente del antibloqueo y areneros.
Los ejes motores van dotados de dos discos de freno autoventilados y los ejes remolques llevan tres discos del mismo tipo. Para el freno neumático existen equipos de producción de aire comprimido. El freno de estacionamiento inmoviliza el tren incluso en rampas de 35 milésimas, con carga máxima. La distancia de frenado, circulando a 250 km/h, es de unos 2.800 metros.