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Sistemas de control y protección de trenes

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Contenido

Introducción

Por razones históricas, la terminología ferroviaria mezcla a menudo dos conceptos diferentes bajo el término "control de tren": la intervención automática sobre el movimiento del tren (en los sistemas más simples generalmente sólo bajo la forma de frenado de emergencia) y la señalización en cabina (que no obligatoriamente controla la marcha del tren).

Breve historia de sistemas de control de trenes

Los primeros elementos no visuales para apoyar la señalización lateral son muy antiguos. Ya en 1842, E. A. Cowper patentó la primera señal acústica, el "detonador", que era prácticamente un petardo unido al carril, que estallaba cuando pasaba un tren por encima. Puesto que los petardos tenían que ser colocados manualmente, el uso era limitado a las situaciones de emergencia.

El paso siguiente fue, en Gran Bretaña y los E.E.U.U., y a partir de 1850, la automatización de señales acústicas, mediante contactos mecánicos entre las señales y las locomotoras. Los primeros aparatos eran una señal acústica (típicamente un gong) instalada lateralmente a la vía (p. e., en el soporte de la señal). Si la señal indicaba parada una barra tocaba las ruedas y sonaba el gong. Más adelante, el gong fue instalado en la locomotora, constituyendo, así, la forma más temprana señalización en cabina.

Alrededor de 1872, se creó en Francia el "Crocodile", el sistema de control de tren (al principio sólo repetición de señales laterales) con un ciclo de vida más largo, pues todavía está en operación en las redes francesa y belga. El término "Crocodile" deriva de la forma del dispositivo de la rampa colocada entre los carriles, que se utiliza para establecer un contacto galvánico (electromecánico) y transmitir información a la locomotora.

A partir de ese momento, la introducción del primer verdadero sistema de control del tren estaba sólo a un paso. Alrededor de 1870, Axel Vogt, el jefe de mecánicos del ferrocarril de Pennsylvania colocó un tubo de vidrio en la cabina, conectado con el tubo del freno neumático. Si un tren sobrepasaba una señal de parada, una palanca de la señal golpeaba y rompía el tubo de vidrio y se aplicaban los frenos.

El primer sistema de control del tren utilizado a gran escala fue el ATC (control automático del tren) de la compañía británica GWR, que fue introducido en 1906. El ATC se basó en el sistema francés "Crocodile" pero, además de la señal acústica, el ATC también tuvo desde el principio métodos de visualización mecánica en la cabina y de accionamiento automático del freno de emergencia. Aunque el ATC y los sistemas similares han experimentado varias modificaciones, el principio de base es el mismo, y todavía se utiliza hoy.

En 1920, el ferrocarril de Pennsylvania introdujo el sistema de CCS (Continuous Cab Signals), que a menudo está considerado como un hito en la historia de sistemas de control de trenes. El CCS es el antepasado de muchos sistemas existentes, incluyendo el BACC italiano y el ATB holandés. En vez de contactos electromecánicos (y sus partes móviles posibles fuentes de averías), el CCS se basa en un contacto inductivo entre circuitos cifrados en la vía y un receptor en la locomotora. Desde el principio fueron utilizadas luces de colores para anunciar en la cabina el aspecto de la próxima señal. El sistema original tenía dispositivo de intervención automática del freno, pero fue desactivado más adelante por algunas compañías. El CCS anunciaba las señales en la cabina tan correctamente que algunas compañías ferroviarias americanas quitaron las señales laterales para reducir gastos de explotación. Después de la primera guerra mundial, CCS fue transferido a la Unión Soviética. En lo que se refiere a longitud de líneas equipadas, CCS es el sistema mayoritario en el mundo.

Mientras, en Alemania, Siemens comenzaba el desarrollo de Indusi, el primer sistema de control aplicado a gran escala que incorporó la supervisión de la curva de frenado. De una forma semejante al CCS americano, también utiliza inducción para transmitir la información, pero la transmisión tiene lugar solamente en puntos discretos, mediante circuitos magnéticos en la locomotora y en las señales. Debido a su confiabilidad, a la simplicidad y a la capacidad de parar el tren antes del punto de peligro, Indusi y sus derivados se convirtió en el sistema de control más popular en buena parte de Europa (Alemania, Austria, Polonia, la antigua Yugoslavia, Rumanía, Turquía).

La transmisión de información mediante transponders es más reciente y en ella se basan los sistemas españoles ASFA y el sueco EBICAB (en España se utiliza la versión EBICAB 900). Mas reciente aún es la transmisión sin hilos que es el sistema utilizado por el europeo ERTMS y sus antecesores FFB (FunkFahrBetrieb) y FZB (FunkZugBeeinflussung) de la Deutsche Bahn.

Basados en los "antepasados" comunes (el Crocodile francés, el CCS americano y el Indusi alemán, los tres sistemas de control han evolucionado históricamente de maneras muy diferentes en las distintas compañías ferroviarias. Los sistemas modernos incluyen el cálculo dinámico en tiempo real del perfil de la velocidad. En 1990, había por lo menos 30 sistemas de control del tren distintos en operación en la red europea de vía ancha.

A pesar de los antepasados comunes, casi todos los sistemas existentes son completamente incompatibles. La creación de las eurobalizas y sobre todo de ERTMS, debería terminar con esta "torre de Babel de estándares", pero lo cierto es que, si desde el punto de vista de la explotación ha permitido crear líneas en las que el sistema de control es teóricamente "transparente" para los vehículos que la cruzan, su implementación viene siendo objeto de algunas críticas por la falta real de interoperabilidad de sistemas ERTMS de distintos fabricantes. En España en particular, este tipo de incompatibilidades temporales obligan a periodos de ajuste entre equipos de infraestructura y embarcados en material rodante cuya duración se puede prolongar varios meses. Es el caso del tren de la Serie 730 accidentado en Santiago de Compostela, o de la puesta en servicio de ERTMS en la LAV Albacete - Alicante, que se demoró varios meses tras la apertura de la línea al servicio comercial.

Los avances en el control de trenes han cristalizado en sistemas de conducción automática integrales, capaces de gestionar todo el tráfico de forma autónoma y sin necesidad de intervención de operadores humanos. Estos sistemas tienen su principal campo de expansión en los sistemas de ferrocarril metropolitano por varios motivos. Entre éstos están unas mayores necesidades de maximizar la capacidad, las facilidades asociadas a su instalación en infraestructuras completamente cerradas al exterior, así como su operación independiente de otras líneas.

Sistemas principales de control de trenes con señalización en cabina

Se pueden considerar dos grupos de sistemas de control de tren:

  • Sistemas completos de señalización en cabina (señalización lateral inexistente o subordinada a la de cabina). Son utilizados en LAV y en líneas de cercanías y metro con mucha densidad de tráfico. Los sistemas utilizan mensajes que son evaluados en el computador central del vehículo. El sistema supervisa continuamente la velocidad del tren, y gobierna su marcha por medio de sistemas que controlan la tracción y el frenado del vehículo (como por ejemplo el sistema ATF, Automatismo de Tracción y Frenado, de las locomotoras de la serie 252 de Renfe. El equipo del vehículo emite la posición del tren, velocidad, características de frenado y otras informaciones al sistema central para su posterior tratamiento y realimentación del sistema.

Términos relacionados

A menudo se utilizan las siguientes siglas para describir alguno o varios sistemas de seguridad y control de trenes. Sin embargo, su uso no es pacífico, puesto que las mismas siglas pueden incluir diferentes funciones dependiendo del ámbito de la empresa que los utiliza. Hay que destacar por tanto que son categorías genéricas y que un sistema ATP (ver debajo) es diferente y probablemente incompatible con otro sistema ATP si ambos operan en empresas diferentes -difiriendo por tanto en su implementación- o proceden de distintos fabricantes. En relación a esto último es importante igualmente destacar que los diferentes fabricantes de sistemas de control de trenes utilizan a menudo de forma confusa estos términos, o los engloban dentro de denominaciones comerciales propias.

ATS (Automatic train stop)

ATS (Automatic train stop) se basa en la transmisión mecánica de información para activar un freno de emergencia. Aún utilizado en algunas líneas de metro en Gran Bretaña y EEUU.

ATS (Automatic Train Supervision)

El término ATS (Automatic Train Supervision) es genérico e implica el control central de los movimientos de cada tren. Un centro de control supervisa los movimientos y situación de cada tren y ordena las maniobras que deben realizar; en el pasado el control se realizaba por medio de mensajes telefónicos, actualmente el control es por medios informáticos. Es sinónimo de Control de Tráfico Centralizado (CTC).

ATP (Automatic Train Protection)

Las siglas ATP (Automatic Train Protection) son una denominación genérica que, según países y compañías, ATP implica distintos grados de protección del tren.

  • Para otras, como Adif/Renfe, ATP implica una supervisión continua de la velocidad: El sistema actualiza en cada punto la información los datos y determina la velocidad en cada momento en función de la señalización, la infraestructura, la geometría de la vía y las características propias del tren.

Se consideran dos tipos de sistemas de ATP:

Por lo tanto para Adif/Renfe, ASFA no es un sistema ATP puesto que no ofrece una supervisión continua de la velocidad.

ATO (Automatic Train Operation)

Los sistemas ATO (Automatic Train Operation) no requieren que el maquinista realice ningún tipo de operación, salvo algunas básicas como apertura y cierre de puertas, arranque, etc. Este sistema trabaja conjuntamente con el ATP permitiendo la conducción manual, pero no desobedecer al ATP.

Enlaces internos

Enlaces externos y fuentes

<references/>


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