El ferrocarril y la locomotora a vapor supusieron una gran innovación en materia de transporte y comunicaciones, que llegaron con retraso a España. Tras diversos proyectos que no llegaron a realizarse y la apertura de algunos tramos en la colonia española de Cuba, los primeros trayectos que se abrieron al tráfico en la Península fueron el de Barcelona a Mataró, en 1848, y el de Madrid a Aranjuez, en 1851. Pronto, la red se organizó de forma radial, como lo habían sido ya los caminos en el siglo XVIII.
Desde los inicios fueron numerosas las solicitudes que hicieron compañías extranjeras para construir y explotar líneas ferroviarias, muchas de las cuales fueron proyectadas para servir a intereses mineros que, igualmente, estaban en manos de capital extranjero. En 1855 se promulgó la Ley de Ferrocarriles que regulaba las concesiones y permitía la importación de material ferroviario, habida cuenta de la incapacidad de nuestra industria siderúrgica para producirlo. Así, España pudo contar con una excelente red ferroviaria que revolucionó el transporte y contribuyó a romper la incomunicación entre regiones y comarcas.

Con relación a Europa los ferrocarriles españoles presentaban la diferencia del ancho de vía. Los países europeos venían utilizando una separación entre raíles de 1.435 mm, que se estimó insuficiente en España, considerando las pendientes y el trazado sinuoso a que obliga el relieve; por eso en 1844, a fin de proporcionar mayor estabilidad a los trenes, se adoptó la anchura de vía de seis pies castellanos, equivalentes a 1.672 mm. La medida, en la que también debieron influir razones estratégicas, ha supuesto el aislamiento ferroviario de España con Europa hasta fechas recientes, en las que se ha resuelto el problema mediante la instalación de intercambiadores de ejes en las estaciones fronterizas con Francia.
A comienzos del siglo XX la red ferroviaria tenía una longitud de 10.864 kilómetros, a los que habría que añadir otros 1.972 km de ferrocarriles secundarios de vía estrecha. En su mayor parte, las líneas pertenecían a compañías extranjeras, entre las que destacaban Ferrocarriles del Norte, titular de 3.672 km, MZA (Madrid-Zaragoza-Alicante), concesionaria de 3650 km, y Ferrocarriles Andaluces, que explotaba 1072 km de ferrocarril en el sur de España.
Al término de la Guerra Civil, la red ferroviaria estaba muy deteriorada, necesitaba cuantiosas inversiones y su explotación era deficitaria, razones por las cuales las compañías no tenían mucho interés en mantener las concesiones de las cuales eran titulares. En 1941 la red pasó al Estado, dándose así un paso decisivo para la creación de RENFE (Red Nacional de Ferrocarriles Españoles) en los años siguientes, haciéndose cargo de los daños causados por la Guerra Civil en la infraestructuras y en el material móvil. El ferrocarril fue el principal medio de transporte de personas y mercancías hasta comienzos de los años sesenta del siglo pasado, cuando fue relegado a segundo término ante el auge de las carreteras, que absorbieron el transporte de viajeros y de mercancías. En 1965 se creó FEVE (Ferrocarriles Españoles de Vía Estrecha), cuyo trazado discurre paralelo a la costa del mar Cantábrico, por las actuales Comunidades Autónomas de Galicia (La Coruña y Lugo), Principado de Asturias, Cantabria, País Vasco y Castilla y León (Burgos, Palencia y León); también cuenta con una línea en la Región de Murcia que une Cartagena y Los Nietos. No obstante, las enormes pérdidas obligaron al cierre de las líneas con menos tráfico de viajeros y mercancías. La reducción de líneas y de trabajadores hizo que, a partir de los años ochenta, RENFE iniciase una política de modernización y mejora del servicio perceptible claramente en el servicio de cercanías.
En 1987 se permitió que RENFE tuviera mayor autonomía de gestión, en un mercado libre y competitivo, de forma que, siguiendo un criterio más económico que territorial, la empresa comenzó a cerrar aquellas líneas más deficitarias. Apareció así el programa de "vías verdes", itinerarios que se pueden realizar a pie o en bicicleta y que discurren por antiguos trazados de ferrocarril; hoy existen más de setenta vías verdes que han supuesto un uso alternativo de esas antiguas infraestructuras y un complemento a las múltiples actividades que se realizan en el marco del turismo rural.
Desde 2005 se ha producido una reorganización empresarial con la creación del Administrador de Infraestructuras Ferroviarias (ADIF), empresa pública dependiente del Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana que se encarga de la gestión de la infraestructura y de las estaciones, así como de la Planificación y construcción de nuevas líneas, cobrando un canon a las empresas usuarias incluso, mientras que la entidad pública RENFE se encargaba de la gestión del transporte de viajeros y mercancías, así como del material ferroviario.
Nuestro país contaba en 2021 con una red de 15.519 kilómetros de vías ferroviarias, contabilizando únicamente las gestionadas por ADIF. Esta red ferroviaria se compone de tres redes diferenciadas:
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Wikipedia La red convencional está equipada para velocidades inferiores a 200 km/h y cuenta con más de 12.000 km. de vías. En la Península, tiene una estructura radial desde Madrid hacia las principales ciudades de la periferia. De Madrid salen tres ejes principales. uno hacia el noreste por Zaragoza, otro hacia el este y sur por Alcázar de San Juan (Ciudad Real), y un tercero hacia el norte y noroeste por Venta de Baños (Palancia). Solo existen dos ejes transversales: el del Mediterráneo, de Francia a Murcia, y el del Valle del Ebro, desde Cataluña y Levante hacia el País Vasco. Estos ejes abarcan la práctica totalidad del tráfico ferroviario español. A esta red básica podemos añadir una red complementaria, con menor nivel funcional, y con un bajo nivel de utilización por pasajeros y mercancías. Se sitúa en las áreas más desfavorecidas económicamente y menos dinámicas, y constituyen itinerarios alternativos a algunos de los ejes básicos, con lo que permite el acceso a capitales regionales que carecen de red básica. Este modelo radial no potencia las comunicaciones interregionales, por lo que a partir de los años 1990 se han puesto en funcionamiento diferentes trenes regionales de viajeros en función del mercando potencial existente, como al Red de Cataluña Express, Andalucía Express (entre Jaén, Córdoba, Sevilla, Cádiz y Huelva) y la Red regional de Galicia. también existen corredores exprés entre Valencia y Murcia y entre las ciudades de León, Salamanca, Ávila, Segovia, Madrid y Toledo.
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Enterat.com La red de alta velocidad está equipada para velocidades superiores a 200 km/h. Se inició con la apertura de la línea Madrid-Sevilla en 1992, y se ha ampliado, siguiendo un modelo radial, a los corredores con mayor demanda de viajeros. En la actualidad, cuenta con más de 3100 km en servicio y otros 3000 en ejecución o estudio, que convierten a España en el país europeo con más dotaciones y en el segundo del mundo después de China, La red de alta velocidad se distribuye de la siguiente manera: 3.027,2 Km. de Alta Velocidad de Ancho Estándar; 675,0 Km. de Red Convencional de Ancho Ibérico Puro; y, 127,1 Km. de Red Mixta (combinación de Ancho Estándar y Ancho Ibérico. Veinticinco años después, de aquellas cuatro primeras provincias que disponían de servicios de alta velocidad se ha pasado a un total de 28 provincias que disponen en su ámbito geográfico de una o más conexiones a los servicios de alta velocidad. De este modo, las 47 estaciones conectadas con la red de altas prestaciones y por las que pasan trenes de alta velocidad permiten que alrededor de las dos terceras partes (aproximadamente el 68%) de la población española se beneficie de una red que ha incrementado el número de posibles beneficiarios alrededor del 400%, alcanzando los 31.400.000.El AVE tiene grandes ventajas en cuanto a ahorro de tiempo. Sin embargo, su impulso no está exento de críticas. Parece que se está mitificando la llegada del AVE a las ciudades como un instrumento de cohesión territorial y generador de riqueza en zonas desfavorecidas, cuando realmente la función básica es conectar núcleos a distancias medias y largas donde ya existe una demanda de movilidad. Esta mitificación hace que nadie quiera quedarse sin él y se presiona a los políticos y se crean plataformas de ciudadanos para atraerlo a la ciudad, sea o no viable económicamente. A esto hay que añadir las grandes inversiones que supone este ancho de vía distinto a la red convencional, dejando la anterior obsoleta. Finalmente, el deterioro ambiental de estos trenes que circulan a gran velocidad (entre 250 y 400 km/h es el motivo que consideran que este tiepo de ferrocarril no es la panacea del desarrollo.
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Wikipedia La red de vía estrecha se localiza principalmente en la cornisa cantábrica, aunque existen líneas en otras comunidades. Feve ha sido la compañía que ha gestionado la red métrica más extensa de Europa, con 1.192 km de vía estrecha. La integración supone llegar hasta los 1.210 km de ancho métrico, al sumar los 18 km que Adif gestiona entre Cercedilla y Cotos (Madrid) y los 1.192 km que Feve tiene distribuidos por las provincias del norte septentrionales. Su infrautilización trata de solucionarse mejorando las infraestructuras y asumiendo la función de tráfico de cercanías. La integración de Feve en Adif y Renfe Operadora, desde el 1 de enero de 2013, es una de las medidas aprobadas por el Gobierno en julio de 2012 para conseguir mayor eficiencia y racionalización en la gestión del servicio público ferroviario. Con anterioridad, como consecuencia de la nueva organización territorial autonómica del Estado, una serie de líneas fueron transferidas a sus respectivas comunidades autónomas; este fue el caso de los ferrocarriles de Cataluña (1978), Valencia (1986) y una parte de la red en el País Vasco (1979). Lo mismo sucedió con los Ferrocarriles de Mallorca (1994).
Por tanto, existen desequilibrios territoriales en equipamientos y accesibilidad al ferrocarril. La mejor situación corresponde a las zonas más dinámicas del país-Madrid, Barcelona, Bilbao, Valencia, Zaragoza, Sevilla-; mientras que las áreas menos dinámicas cuentan con infraestructuras deficientes y baja accesibilidad, caso de las zonas próximas a las fronteras.
El tráfico de viajeros y mercancías es inferior a la media europea. El tráfico de viajeros es rentable en las líneas de cercanías entre la periferia y el centro urbano que descongestionan las carreteras; y ha crecido en las líneas de alta velocidad, que compiten con el avión en distancias medias por su rapidez, comodidad y regularidad horaria. El tráfico de mercancías se centra en las pesadas y de gran volumen, donde cobra peso el uso de contenedores que facilitan las operaciones de carga y descarga. No obstante, es escaso. La interoperabilidad o circulación continua no es posible debido al diferente ancho de vía, que trata de solucionarse con la extensión de los vagones de rodadura desplazable, el cambio de ancho de vía, o la construcción de un tercer rail. También es necesario mejorar el acceso a las terminales de mercancías y la integración con el transporte marítimo y por carretera.
Siguiendo las directivas de la Unión Europea cabía esperar en un futuro inmediato la liberación de este sector económico, con la consiguiente privatización de la empresa y el inicio de la posible competencia en el sector, aspecto que entra dentro del programa de reformas estructurales del gobierno de la nación. Esta liberalización comenzó en 2018. A mediados de 2021, la operadora ferroviaria francesa SNCF ha iniciado este lunes sus operaciones en España, lo que la convierte en la primera competidora de Renfe en las vías españolas, una vez iniciado el proceso de liberalización del transporte de viajeros en ferrocarril; lo ha hecho con la línea de bajo coste Ouigo, que realizó un primer viaje inaugural entre Madrid y Barcelona. A finales de 2022, ha comenzado una nueva empresa de alta velocidad, Iryo; su accionariado está compuesto por Trenitalia, el operador público de Italia, por Air Nostrum, la aerolínea de capital empresarial valenciano, y por Globalvía, empresa controlada por tres fondos de pensiones de Canadá, Países Bajos y Reino Unido. RENFE continúa con la expansión de su red de trenes de bajo coste, operados bajo la marca Avlo, que desde el próximo marzo de 2023 circulan entre las ciudades de Alicante y Madrid, mientras que en junio lo hacen en las líneas Madrid-Sevilla y Madrid-Málaga.
Tras la entrada en el mercado ferroviario de nuevas empresas competidoras, las rutas de alta velocidad, que unen Madrid con Barcelona y Madrid con Valencia, y más recientemente Madrid-Cordoba-Sevilla han disparado las reservas respecto al año anterior. En concreto, la primera ha registrado un incremento del 225% y la segunda del 325% en las reservas realizadas, según un estudio realizado por Trainline en el mes de febrero de 2023. Esta circunstancia puede deparar un futuro muy interesante al transporte ferroviario. Según el estudio, el 76% de los viajeros españoles utiliza el tren para sus desplazamientos y viajes a lo largo del año. En concreto, el 29% coge el tren al menos una vez al mes, una cifra ligeramente superior a la media europea del 24%, mientras que el 30% lo utiliza entre una y dos veces al año.
A los ferrocarriles convencionales han de añadirse otras modalidades de transporte ferroviario de no menor significado, como fueron antaño los tranvías, que no han sobrevivido en España por la incompatibilidad con los vehículos a motor en el medio urbano; el ferrocarril metropolitano, que asegura la comunicación interna en las grandes ciudades, y los trenes de cercanías, que aseguran la comunicación entre éstas y las áreas residenciales del entorno.