REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LA FUERZA ARMADA UNEFA ESTADO ARAGUA –SEDE MARACAY TÉCNICAS DE LA CIRCULACIÓN SOBRE RIELES PROFESOR: ING. MIGUEL NAVAS INTEGRANTES: ARTEAGA YURLEBIS C.I.19.961.901 ANDRADES VIDAL C.I.25.858.773 SEQUERA LUIS C.I.25.620.061 Maracay, Mayo de 2018. TÉCNICA DE LA CIRCULACIÓN SOBRE RIELES CIRCULACIÓN SOBRE RIELES 1) Ecuación de frenado El concepto del frenado clásico (por zapatas) se basa en conseguir un trabajo resistente adicional (por rozamiento de las zapatas) con la periferia de las llantas que finalmente se disipa térmicamente. La idea básica se ve mejor con la siguiente figura: Siendo: Q = esfuerzo ejercido por las dos zapatas sobre una rueda en rotación. P = peso ejercido por la rueda sobre el carril. fz = coeficiente de rozamiento entre la zapata y la rueda. j = coeficiente de adherencia entre la rueda y el carril. f = coeficiente de rozamiento al deslizamiento entre la rueda y el carril. E = esfuerzo de tracción sobre la rueda. T = reacción tangencial del carril sobre la rueda. La inecuación fundamental es la siguiente: Con: Q • fz = esfuerzo retardador del frenado. Una vez empieza el deslizamiento, si se mantiene el esfuerzo ejercido por las zapatas sobre la rueda, Q, se produce el bloqueo de la rueda; ahora Q • fz > P • j y hay deslizamiento. Para que no haya desgaste en las llantas ni en el carril, ni deterioro de las zapatas la solución es aplicar en todo momento un Q menor o igual que P • j / fz. Conceptos útiles para la comprensión del frenado de los trenes: 1.- PESO FRENO FICTICIO INSTANTÁNEO P1: 1.1.- El peso freno en el caso de un tren de mercancías se calcula con la siguiente fórmula: g = coeficiente que varía entre 0.8 y 1.1 1.2.- En el caso de un tren de viajeros el peso freno depende de la distancia de frenado desde el momento en que se aplican los frenos, haciendo uso de unas tablas según en el tipo de tren en el que se esté. 2) COEFICIENTE DE FRENADO INSTANTÁNEO L: En general, se define el coeficiente de frenado de un tren como la relación: Sp = suma de los pesos freno de todos los vehículos del convoy (incluido el de la locomotora). Stren = peso total del tren. 3) FRENADO EN CARGA: Para el caso de tener un tren de mercancías, ya que el frenado del tren dependerá directamente de que el tren vaya más o menos cargado, por lo cual habrá que incluir unos dispositivos que varíen Q según sea la carga. DISTANCIAS DE FRENADO Y LÍMITES DE VELOCIDAD. 1- Distancia de Frenado Distancia de frenado es el espacio que recorre el vehículo desde que accionamos el freno hasta su detención total y depende de 3 factores: 1) De la carga del vehículo, pues si va cargado hay que eliminar más energía cinética y se prolonga la detención. 2) De la adherencia, pues si ésta no es buena y las ruedas se bloquean la distancia de frenado se alarga. 3) De la velocidad, pues según dijimos anteriormente, la energía cinética es proporcional al cuadrado de la velocidad. Cálculo de distancias de parada o frenado: Para hallar estas distancias se utilizan las siguientes fórmulas: a) Para vehículos de mercancías: Con: l = coeficiente de frenado instantáneo. P = peso total en Tm. P1 = peso freno. v = velocidad en Km/h. i = perfil en mm/m (>0 en pendientes, <0 en rampas). L = distancia de parada. b) Para trenes de viajeros: α= (0.06 - 0.075) α = (0.06 para v=70 Km/h; α = 0.075 para v=160 Km/h) FRENADO 1) El objeto del frenado es regular la velocidad de los trenes, asegurar su detención en cualquier lugar e inmovilizar los vehículos en su estacionamiento. 2) Los frenos que se utilizan son: Automáticos por aire comprimido: Se utilizan para detener los trenes en la distancia que exigen las señales, aun circulando a la velocidad máxima, así como para no exceder de ésta durante la marcha, especialmente en las pendientes. En caso de fraccionamiento son suficientes para detener el corte de material. De estacionamiento: Se utilizan para mantener detenido el material en el caso de que se llegara a perder el frenado automático. COMPLEMENTARIOS: Se utilizan para reforzar o sustituir parcialmente el frenado automático: - Eléctrico. - Electro - neumático. EN COMPARACIÓN: Un automóvil que circule sobre una carretera horizontal a 100 km/h necesita una distancia de unos 80 m y un tiempo de unos 6 s para detenerse totalmente en condiciones normales. Pero un tren convencional de mercancías que circule a la misma velocidad de 100 km/h por una vía también horizontal necesita prácticamente 1.100 m y unos 75 s. Es decir, una distancia entre 15 y 20 veces superior a la de un automóvil, y un tiempo entre 10 y 15 veces más elevado. Por tanto: - Un maquinista no tiene la posibilidad de detener su tren ante un obstáculo que se le presente ante él ya que el tramo de vía que domina es insuficiente salvo que se circule a velocidades muy bajas. - Ello conduce a la necesidad de establecer procedimientos y/o sistemas que garanticen la protección de los trenes mediante distancias libres suficientes. 2- Límites de Velocidad 1) Se denomina velocidad máxima la que el Maquinista no debe exceder en ningún momento durante la marcha del tren. 2) Se denomina velocidad limitada la que constituye una reducción de la velocidad máxima por cualquier causa. Puede ser permanente o temporal y estar prescrita por: - La orden de las señales. - Notificación al Maquinista. - Una prescripción de carácter general o particular. - Causas de anormalidad. Cuando a un tren le afecten varias velocidades limitadas, el Maquinista cumplirá la menor. En otras investigaciones explican que hay tres tipos de trenes: a) Convencional, hasta 180 Km/h. b) Velocidad Alta, desde 180 a 220 Km/h. y c) Alta Velocidad, de 220 Km/h en adelante. Estos tres tipos no existen al azar, sino porque estos límites de velocidades plantean unas exigencias técnicas distintas, en el trazado e infraestructura, el material rodante, el consumo energético y la regulación en la circulación. A modo de ejemplo, no se capta igual una señal que emite órdenes para la circulación a 180 Km/h que a 300 Km/h. La percepción a la vista de los humanos es distinta y por tanto la Alta Velocidad exige unos sistemas de captación de señales más sofisticados. Así, la Alta Velocidad es la que plantea las mayores exigencias en infraestructura. Exige un trazado más rectilíneo y curvas más abiertas, de mayor radio, y por tanto, menos respetuoso con el entorno, con mayor consumo energético acercándose al del avión, pero además, dado el desgaste que sobre los carriles realizan las mercancías como consecuencia de su peso, resulta incompatible el transporte de mercancías y pasajeros al mismo tiempo en alta velocidad. Es decir, o se utiliza la infraestructura para Alta Velocidad de pasajeros sin poder trasladar mercancías, como se hace en la línea Madrid-Sevilla y ParisLyon, o por el contrario, se trasladan mercancías con contenedores sin poder usarlo para pasajeros en Alta Velocidad. No se puede hacer la cuadratura del círculo. SEÑALES DE LIMITACIÓN DE VELOCIDAD 1. Anuncio de Velocidad Limitada: Ordena al Maquinista ponerse en condiciones de no exceder la velocidad en km/h. que se indica en la misma, desde la señal de velocidad limitada. 2. Velocidad Limitada: Ordena al Maquinista no exceder la velocidad en km/h. que se indica en la misma, desde esta señal hasta la señal de fin de velocidad limitada. 3. Fin de Velocidad Limitada: Ordena al Maquinista reanudar la marcha normal, si nada se opone, cuando el último vehículo de su tren la haya rebasado. 4. Orden de las señales de limitación de velocidad: Las órdenes que dan son independientes de las que dan las señales fijas fundamentales y no son modificadas por las mismas. 5. Instalación de señales de limitación de velocidad: Se instalan en vía preferente, hasta la velocidad máxima de 190 Km/h. y en vía no preferente, hasta una velocidad máxima de 70 km/h. Si el fin de una limitación coincide con el principio de otra velocidad más elevada, se situarán como sigue: Si el fin de una limitación coincide con el principio de otra velocidad más reducida: CIRCULACIÓN DE TRENES EN PLENA LÍNEA: CRITERIOS. CIRCULACIÓN 1) Puesto de Mando (PM): Dependencia encargada de organizar, coordinar y dirigir la circulación en toda la línea. En caso de necesidad puede transferir la dirección de la circulación a los PLO. 2) Puesto Local de Operaciones (PLO): Puesto desde el cual es posible, previa autorización del PM, dirigir la circulación de un trayecto determinado de línea que incluye una o más estaciones. 3) Estación: Instalación de vías y agujas, protegida por señales, que tiene por objeto coordinar los procesos de circulación. 4) Trayecto: Tramo de línea comprendido entre dos estaciones. 5) Vías de circulación: Las utilizadas en la estación para la entrada o salida, o paso de los trenes. Las otras vías de la estación, si dispone de ellas, se denominan vías de servicio. 6) Plena vía: Es la parte de vía comprendida entre las señales de entrada de dos estaciones colaterales. Se entiende que un tren se encuentra en plena vía cuando lo están todos los vehículos del mismo. En caso contrario, se entiende que se encuentra en la estación. 7) Base: Dependencia utilizada para la gestión, el mantenimiento de los vehículos motores y el estacionamiento de los mismos, durante los periodos sin servicio. 8) Radiotelefonía: Medio de comunicación entre el personal relacionado con la circulación. CIRCULACIÓN DE LOS TRENES 1) Circulación regular: La de un tren con marcha determinada de acuerdo con su horario. Se aplica según lo determinado en el Horario de los trenes. Podrán circular con adelanto pero no podrán salir de los puntos donde tengan parada prescrita en los que se admitan viajeros, antes de la hora señalada. 2) Circulación especial: La de un tren sin marcha determinada a la velocidad máxima, siempre que sea posible. 3) Si un tren circulara retrasado, lo hará a la velocidad máxima. SISTEMAS ELÉCTRICOS DE BLOQUEO. Se entiende por bloqueo: a. El conjunto de procedimientos y sistemas. b. Que tienen por objeto garantizar la seguridad en la circulación de los trenes. c. A través del mantenimiento de las distancias necesarias entre los mismos. d. Con el fin de evitar colisiones. Los bloqueos eléctricos se encuentran total o parcialmente automatizados a partir de instalaciones fijas y/o embarcadas. El bloqueo electrónico manual o BEM es un sistema de bloqueo ferroviario, que evita que dos trenes circulen por un mismo tramo de vía o cantón. Es similar al bloqueo telefónico, con la diferencia de que el acuerdo sobre el uso de una vía se realiza a través de un panel electrónico conectado al panel de la estación con la que se comparte la vía. En su mayor parte está siendo sustituido por bloqueos automáticos aunque permanece en algunas líneas. DESVENTAJAS El bloqueo electrónico manual no permite la utilización de un tramo de vía por más de un tren, a diferencia de los bloqueos automáticos, por lo que permite muy poca capacidad de carga. Además en cuanto a la seguridad no ofrece la misma protección que un sistema de bloqueo automático, ya que no impide que por error humano se envíe un tren por una vía ocupada. VÍAS INDEPENDIENTES, MOVIMIENTOS DE TRENES 1. Vías Independientes SENTIDO DE LA CIRCULACIÓN a. Vía única: La circulación de los trenes se realiza en ambos sentidos b. Vía doble: Los trenes pares irán en el mismo sentido por la vía par y los trenes impares irán en el mismo sentido por la vía impar, salvo situaciones anormales por circulación a contravía, por BTV u otras causas. En unas líneas se circula normalmente por la vía de la derecha en el sentido de la circulación y en otras por la izquierda. c. Vía doble banalizada: Se considera, a todos los efectos, como dos vías únicas independientes, es decir, los trenes circulan en ambos sentidos, por cada una de ellas, independientemente de su paridad. A la salida de las estaciones con vía doble banalizada, las vías se señalizan con unos cartelones que indican «Vía I» o «Vía II». d. Banalización temporal de vía: Se considera como una vía única independiente en las líneas de vía doble, es decir, los trenes circulan por ella en ambos sentidos cualquiera que sea su paridad. En este caso, se denomina circulación a contravía la marcha de un tren par por la vía impar o viceversa. MOVIMIENTOS DE TRENES Las dificultades en la operación de señales y desvíos, dio lugar a la búsqueda de soluciones para relacionar físicamente las posiciones del desvío con las señales que protegen o autorizan las rutas sobre el mismo. En otras palabras, enclavar la posición del desvío con la autorización de la señal. En principio esto se realiza a pie de aguja, y posteriormente, dentro de la cabina de concentración de palancas con más facilidad y mayores posibilidades. Durante los últimos años del siglo XIX se empiezan a instalar en España los primeros enclavamientos. Un enclavamiento es un dispositivo que permite controlar la circulación en una estación de ferrocarril. Es capaz de manejar las señales, los desvíos, los calces y las semibarreras. Además, impide el cambio de los elementos anteriores si la nueva posición se encuentra en una configuración incompatible con la de otro elemento. El término suele reservarse a los dispositivos que controlan los elementos de una estación de ferrocarril y sus inmediaciones. Cuando los elementos a controlar están situados en el trayecto entre dos estaciones colaterales, se suele hablar de dispositivos de bloqueo. Existen enclavamientos puramente mecánicos (que funcionan con levas, palancas y poleas), electromecánicos (basados en relés de seguridad) y electrónicos (gobernados por microprocesadores). MANIOBRAS Una estación ferroviaria especial para la ordenación (descomposición y composición) de los trenes de mercancías compuestos por vagones aislados, al contrario que los vagones en bloque. Se encuentran estas estaciones en los grandes nudos ferroviarios y las grandes ciudades industriales o ciudades con grandes puertos. INICIACIÓN DE MANIOBRAS: a) No puede iniciarse ninguna maniobra sin antes haber recibido las instrucciones del Movilizador. b) Antes de iniciar movimiento, el personal de patio o trenes deberá: 1) Tener la absoluta seguridad de haber comprendido las instrucciones que se le impartan. 2) Transmitir estas instrucciones al Maquinista o Chofer. c) El Maquinista o Chofer debe observar con el mayor cuidado las señales fijas de maniobras o las señales con bandera o luz hecha desde la cabina. d) Durante las maniobras las señales con bandera o farol deben estar siempre en movimiento, ya sea indicando avance o retroceso, especialmente mientras se pasen sectores de cambio. CONDICIONES DEL EQUIPO: Antes de dar comienzo a una maniobra, el funcionario a cargo (Armador), Asistente o palanquero, debe verificar que el equipo con que trabajará cumpla las siguientes condiciones: a) La mitad como mínimo del equipo de carga debe tener su sistema de freno funcionando normalmente, en la parte sin control del freno automático deben ir palanqueros. Para el caso de cortada del equipo. b) Con el equipo de pasajeros la totalidad de los coches deben ir con freno de aire funcionando normalmente. c) Las mangueras deben permanecer conectadas y las llaves angulares abiertas, excepto la del último carro o coche que debe ir cerrada y la manguera colocada en el ajuste ciego. d) Comprobar que han sido retiradas las calzas o cuñas del equipo que se pondrá en movimiento, no lleve hierros u otros elementos que puedan producir desrieles y que la estiba de la carga en los carros abiertos no ofrezca peligro. e) En líneas horizontales, al dejar carros o coches separados debe apretarse el freno de mano de cada uno de ellos. Si el equipo está formando paquetes, se apretará el freno de mano del primero y último carro. Si la línea es con pendiente y hay carros separados o formando paquetes, deberá apretarse el freno de mano de cada carro o coche y colocar el mayor número de calzas prestando servicio (pisada y el tope pegada a la llanta). PROHIBICIONES AL EFECTUAR MANIOBRAS: Al personal encargado de efectuar maniobras le queda prohibido: a) El uso de los movimientos llamados cortadas volantes. b) Efectuar maniobras que no sean las destinadas al pesaje a través del puente de las Romanas. c) Hacer maniobras con Locomotora diésel por líneas contiguas a las ocupadas por trenes o equipos con explosivo. d) Efectuar maniobras con equipo que transporte Explosivos a líneas ocupadas por otros vagones. En caso inevitable y calificados por el funcionario que ordene la maniobra, deberá tomarse el máximo de precauciones a fin de evitar topadas bruscas. e) Realizar maniobras con carros estanque cargados o vacíos destinados al transporte de Cloro Líquido sin considerar las normas de seguridad, acoplamiento con máxima precaución evitando las topadas bruscas. Y efectuar el movimiento a velocidad mínima. f) Fraccionar el equipo soltando el enganche antes de desacoplar las mangueras. Hacerlo de esta forma significa que las mangueras se cortan solas al separarse los carros o coches con el consiguiente deterioro de estas. g) Hacer maniobras con las casitas de los trenes cuando el personal esté reposando. CONDICIONES DE SEGURIDAD Se toman diversos aspectos como lo son: a) Factores inherentes al trazado geométrico: Radios de curvas tanto horizontales como verticales Peraltes introducidos para reducción de las aceleraciones transversales Diseño de las curvas de transición e interrelación de la longitud de estas curvas con las rampas de peralte. Magnitud de las rampas y pendientes del trazado. b) Factores de armado de la superestructura de vía: Rieles: peso, dureza, momento de inercia, longitud (riel corto o largo soldado). -Durmientes: tipo y material, geometría, distancia entre ellos. -Fijaciones: tipo y material, características, capacidad de apriete del riel al durmiente evitando desplazamientos longitudinales e inestabilidades de la vía y pandeos en el plano horizontal. -Balasto y sub-balasto: naturaleza geológica, granulometría, espesor de la capa, resistencias al choque y al desgaste, grado de colmatación y pérdida de sus propiedades elásticas, capacidad de drenaje. La utilización de balastos de inadecuada granulometría y de baja calidad, con deficientes resistencias al choque y al desgaste, favorece su fragmentación con la aparición de material fino que contribuye a su colmatación, aglomerándose en presencia de agua, con pérdida de sus propiedades elásticas degradando la geometría de vía. Por otra parte un balasto grueso mal graduado granulométricamente brinda un apoyo deficitario de la cara inferior de los durmientes dificultando la nivelación y un balasto fino disminuye la resistencia lateral de la vía. c) Factores específicos de la plataforma: Sus características geológicas, módulo de elasticidad, índice y grado de compactación (CBR). En las zonas en las que la plataforma es arcillosa y no está protegida por una sub-base adecuada, se produce una contaminación del balasto por el ascenso de finos, apareciendo las superficies de asiento de las traviesas húmedas en especial bajo las juntas. REGÍMENES DE CIRCULACIÓN CENTRALIZADOS Es una normativa aplicada por ADIF llamada Control de Tráfico Centralizado, conocido como CTC, en la cual consiste en la regulación de todas las señales y agujas situadas en el trayecto desde un punto único y mediante sistemas informáticos, lo que permite establecer la ruta de los diferentes trenes con las mayores garantías de seguridad y fiabilidad. Las operaciones se realizan mediante un sistema de retroproyectores que reproducen la topografía de las vías y visualizan los diferentes trenes en circulación y una serie de ordenadores que dictan y ejecutan las órdenes. La utilización de sofisticados sistemas informáticos que controlan los elementos de la infraestructura e impiden la ejecución de órdenes contradictorias y que, al mismo tiempo, visualizan en cada momento la situación de los trenes, aumenta considerablemente las condiciones de seguridad de la explotación ferroviaria. Los centros de Control de Tráfico Centralizado están previamente programados para cada itinerario, de manera que automáticamente se ajustan las agujas y señales al paso del tren. La simple pulsación de un botón permite el cambio de agujas, que se mueve por impulsos eléctricos. Los sistemas están diseñados de forma que aunque se produjera un error humano se garantizaría la seguridad, una vez que el tren está en un tramo de vía, el ordenador no ejerce ninguna orden contradictoria. La efectividad del CTC se completa con la duplicación de todos los elementos vitales del puesto de mando. Así, se evita que un fallo pueda afectar al sistema. Este sistema permite la gestión del tráfico ferroviario desde un puesto de control (puesto de mando) donde se accionan las señales y los cambios automáticos de vía, que ordenan los movimientos de los trenes. El CTC implica la instalación de sistemas de enclavamientos en las estaciones, tendido de cables de comunicaciones, telemando, señalización, sistema de comunicación Tren-Tierra y obras complementarias de instalación de equipamientos. También desde la mesa del CTC se gobierna y controla la apertura y el cierre de los pasos a nivel dotados de semibarreras enclavadas, que funcionan normalmente de forma automática. En pocas palabras es un dispositivo a través del cual se controla el tráfico de trenes desde un puesto centralizado, llamado puesto de mando. El CTC controla las señales y los desvíos de un tramo concreto a través de una conexión remota, normalmente por medios informáticos. El tráfico se representa en unas pantallas donde aparecen las vías disponibles y los trenes en circulación. Los técnicos disponen de controles para establecer un itinerario a cada uno de los trenes. Las redes ferroviarias pueden estar al amparo de un CTC o dejar el control del tráfico a los gabinetes de circulación que se encuentran en las estaciones a lo largo de la línea. SEÑALIZACIÓN La señalización ferroviaria se utiliza para indicar al maquinista las condiciones de la vía que se va a encontrar por delante. En contraposición a las normalmente más conocidas señales de tráfico, en el ferrocarril se denomina como señales principalmente a las indicaciones la regulación de tráfico, como semáforos y similares. La necesidad de cierta distancia para permitir que un tren frene condiciona este tipo de señales, ya que es necesario informar al tren de que debe parar con suficiente antelación al punto de parada. Existen numerosos sistemas de señalización, desde indicaciones realizadas por personas a modernos sistemas automáticos de señalización en cabina. La señalización ferroviaria se utiliza para indicar al maquinista las condiciones de la vía que se va a encontrar por delante. En contraposición a las normalmente más conocidas señales de tráfico, en el ferrocarril se denomina como señales principalmente a las indicaciones para la regulación de tráfico, como semáforos y similares. La necesidad de cierta distancia para permitir que un tren frene condiciona este tipo de señales, ya que es necesario informar al tren de que debe parar con suficiente antelación al punto de parada. Existen numerosos sistemas de señalización, desde indicaciones realizadas por personas a modernos sistemas automáticos de señalización en cabina. PRIMERAS SEÑALES FERROVIARIAS. Las primeras señales que se utilizaron eran realizadas por personas, que hacían distintos gestos a los trenes según si la línea estuviera libre o no. Más tarde se usaron distintos objetos, todos con la característica de que era necesaria la presencia física de la persona, por lo que el lugar en el que se mostraba la señal podía variar a voluntad; así se llegaron a emplear los banderines de diferentes colores y se agregó la señal de precaución. El primer semáforo apareció en 1842 en el ferrocarril de Croydon, Inglaterra. En primer lugar no se precisaba la presencia del operario en el punto de la señal, ésta se presentaba en el mismo lugar, en un punto relativamente elevado y fácil de reconocer por el maquinista incluso en condiciones climatológicas adversas. En cierta forma también permitía la centralización, esto es, un agente podía gobernar desde un punto muchas señales a través de un sistema de cables que, al tensarse o destensarse y por medio de un sistema simple de polea, podía subir o bajar el brazo mecánico del semáforo. Sin embargo, cuando la visibilidad disminuía, al llegar la noche, el operario tenía que acercarse con el farol de petróleo o de aceite a darle las indicaciones al maquinista. Esto último se solventó poniendo el farol en la misma señal: fue el comienzo de las señales luminosas. No todas las señales se basaban en la vista, pues existieron las señales acústicas, hoy en día desaparecidas en la mayoría de las compañías. Estas señales eran un pequeño explosivo encapsulado (generalmente plástico) que se sujetaba al riel por diferentes métodos. Al pasar el tren, la llanta de la rueda lo aplastaba y lo detonaba, y el ruido de la detonación obligaba al maquinista a detener el tren. La velocidad y las medidas de aislamiento de las cabinas de conducción inutilizaron esta señal. Las señales pasaron a sistemas más complejos a medida que se hacían avances tecnológicos, sustituyéndose el sistema de alambres por el hidráulico y más tarde el eléctrico. El avance de este tipo de señales trajo consigo, a su vez, el avance en los sistemas de bloqueo, como el bloqueo automático, sistema que aprovecha la conductividad de los raíles para obtener información del paso del tren, de forma que al pasar el tren por el cantón protegido por este tipo de bloqueo, las llantas cortocircuitan una pequeña corriente de control que circula por los raíles, que es detectada por la unidad de control, cerrando las señales para que ningún otro tren pueda invadir el cantón. Este sistema de uso mayoritario tiene la ventaja de que, en caso de rotura del raíl, se interrumpe el circuito, lo que es inmediatamente detectado por la unidad de control, cerrando las señales. Actualmente la mayor parte de las señales dependen de sistemas informatizados, avisando incluso de la avería en el fundido de la bombilla del semáforo. SEÑALES LUMINOSAS. La señal luminosa es un tipo de señal ferroviaria de las denominadas fijas fundamentales encargada de transmitir órdenes de manera visual sobre la posibilidad o no de continuar la marcha y en qué condiciones. Para ello utiliza diversos colores: rojo, amarillo, verde, morado, blanco, etc., estableciendo un código de respuesta ante estos destellos. Las señales suelen estar compuestas por discos o lámparas de número y disposición variable, pantallas, etc., colocadas en diferentes lugares de la vía. La forma más sencilla de señal luminosa es una luz roja y otra verde en un poste único. Cuando hay una señal en rojo se coloca otra señal de repetición a cierta distancia de la señal principal. La distancia entre ambas señales es la distancia de frenado del tren. El maquinista al ver el amarillo en la repetidora sabe que la señal principal es roja y que debe empezar a frenar. Para calcular las distancias a las que tienen que estar las señales luminosas colocadas se tiene en cuenta a la hora de realizar los cálculos las siguientes distancias: - Distancia de avistamiento: antes de la señal de repetición. - Distancia de traslapo: más allá de la segunda señal principal. - Longitud del tren. - Distancia entre las dos señales principales. La mayor parte de estas distancias varían según el tipo de tráfico que se trate. Para trenes con circulación a altas velocidades lo que se hace es reducir la distancia entre señales, de tal manera que se incluye una segunda señal repetidora de "doble amarillo" colocada más atrás de la primera señal repetidora. EL HORARIO GRÁFICO La representación clásica del horario en un plano s-t en este caso no es la mejor solución, ya que se está trabajando con una red interconectada y el plano s-t se limita a representar un único eje ferroviario. Resulta por tanto conveniente representar el horario en un sencillo mapa esquemático con algunas reglas, como se detalla en la siguiente imagen. Cada rectángulo representa un nodo de tipo: 00 o: 30. No existe correspondencia entre líneas dibujadas e infraestructuras reales de ferrocarriles: cada línea representa una relación comercial con cadenciamento t. Según lo que se representa en el esquema, las dos líneas que se dirigen hacia el Oeste representan relaciones comerciales cuyos trenes pueden recorrer en un tramo el mismo eje de vía única o doble, o también líneas totalmente diferentes, algo que de esta representación no se puede deducir (se supone que sí lo sabe quién está proyectando el horario). Donde cada línea intersecta el rectángulo aparecen dos números, que representan el minuto de salida y llegada de dicho tren a la estación. El número más lejos del rectángulo representa el horario de salida, y el más cercano el de llegada. Los dos números se ubican habitualmente respetando el sentido de marcha de los trenes (en España por la derecha). Dentro del rectángulo también pueden tener continuidad las líneas que llegan al mismo, para evidenciar que un tren en concreto tiene paso por la estación y que sigue hasta su destino final. (Ejemplo: tren desde "Norte" llega al minuto: 26, se detiene 8 minutos y sale en el minuto: 34 hacia "Sur"). Por otro lado el tren hacia / desde "Oeste" que llega en el minuto: 27 y sale en el minuto: 33 tiene origen y destino en esta misma estación. Cualquier servicio de transporte público supone un coste de explotación para la operadora de transporte, que depende entre otros factores de la producción en términos de trenes*km. Por otro lado la calidad de servicio percibida por el usuario depende de distintos parámetros, entre ellos frecuencia, tiempo de viaje total, confort, puntualidad, precio. Por ello, tiene sentido el estudio de la viabilidad de cualquier medida que pueda mejorar la calidad del servicio en relación al coste de explotación. Entre estas medidas se puede incluir el HCI, que aprovecha un punto de fuerza del ferrocarril que es la sencillez en planificar conexiones entre distintos servicios, gracias a su discreta puntualidad y a la posibilidad de efectuar numerosas paradas intermedias. La implantación de un HCI puede conllevar: - La disminución del tiempo de viaje total en una relación con transbordo, ya que su objetivo es minimizar el tiempo de espera intermedio. - El aumento de las frecuencias ofrecidas al viajero, y en particular en caso de trayectos con origen o destino en núcleos secundarios, gracias a las conexiones que multiplican los trayectos disponibles. En resumen, el horario cadenciado integrado influye directamente en la calidad del servicio percibida por el viajero, actuando, de los parámetros de calidad antes citados, sobre frecuencia y tiempo de viaje total. Además de estas ventajas cuantificables en valores concretos, existen otras consecuencias menos tangibles, pero no por ello de menor importancia. En primer lugar, el HCI va exactamente en la dirección de paliar la mayor deficiencia del transporte público frente al vehículo particular, que es la flexibilidad, en el sentido de mayor frecuencia y mejor cobertura del territorio. De hecho, las mejoras en el nivel de servicio son más notables en aquellas áreas con peores frecuencias de paso de los trenes: si en una estación de cruce entre dos líneas hay una frecuencia para cada servicio de apenas dos horas, es fundamental que el viajero que quiera cambiar de tren tenga un tiempo de conexión más cercano a los 10 minutos que a los 110 minutos. Al contrario, un viajero del núcleo de Cercanías de Madrid probablemente no podría siquiera apreciar la introducción de un HCI, al disponer de un servicio con frecuencias muy elevadas. Así, unir dos, tres, o más relaciones en un HCI puede convertir las mismas en rentables cuando éstas, operadas singularmente, no lo serían (o justificar su subvención al limitar el déficit de explotación dentro de valores razonables). LA RELACIÓN PESO - VELOCIDAD EN EL HORARIO Se estima lo siguiente: a) A igualdad de condiciones de calidad de la vía y tonelaje circulado, el costo de conservación crece linealmente con la velocidad de circulación, a partir de un determinado valor. b) La pendiente de la recta aumenta rápidamente con el deterioro de la vía, a partir de una determinada velocidad. c) El incremento de las sobrecargas dinámicas aumenta los costos de conservación, que resultan tanto mayores cuanto inferior sea la calidad de la vía. d) Para igualdad de las condiciones de tráfico, los costos de conservación permanecen casi constantes por debajo de velocidades de circulación de 50 Km/h, independientemente de la calidad de la vía, creciendo a partir de esta velocidad. Como resultado de otros estudios recientes y de la experiencia adquirida se puede establecer que: El aumentar un 10% el peso por eje, implica un incremento del 20% de los costos de conservación en líneas con velocidades elevadas (mayor de 120 km/hora). La implementación de limitaciones de velocidad en distintos tramos de las vías generales, resultan antieconómicos para la explotación de una línea. En trazados con curvas de radio reducido, resulta más económico el empleo de durmientes de hormigón que de madera, y con el ibloque (a igualdad de peso con respecto al monobloque) se obtienen mayores resistencias al desplazamiento transversal de la vía, por tener dos caras activas contra el balasto. Asimismo la combinación del amolado de la superficie de rodadura de los rieles con el bateo mecanizado de la vía genera una apreciable reducción de los costos de conservación en el mediano plazo, ello se debe a que el amolado de los rieles eliminando los desgastes ondulatorios tanto de onda larga como de onda corta reduce los esfuerzos dinámicos. CLASIFICACIÓN DE LOS TRENES Tipos de tren A efectos de composición, velocidad, régimen y frenado, los trenes se clasifican en Tipos, expresados mediante un número múltiplo de 10, que indica la velocidad máxima que pueden alcanzar en las condiciones más favorables de trazado y clase de vía. El tren ha formado parte esencial de muchas naciones y presentado una gran ventaja en cuestión de industrialización, en comparación con países que hubieron y se han visto sin este factor de transporte incluido en su historia se pueden clasificar en: a. Trenes de corta distancia: Son aquellos trenes que solo transportan pasajeros dentro de un determinado territorio o ciudad, o bien de una ciudad a otra cercanas. b. Tren metropolitano: Se denomina así a los «sistemas ferroviarios de transporte masivo de pasajeros» subterráneo o elevado y en algunos casos parcialmente en la superficie y por carril tipo trinchera, que operan en las grandes ciudades para unir diversas zonas de su término municipal y sus alrededores más próximos, con alta capacidad y frecuencia, y separados de otros sistemas de transporte con pasos a desnivel. c. Tren ligero. El tren ligero es un tren de la familia de los tranvías, en ciertos casos de piso alto con estaciones con plataformas, que circula en segmentos parcial o totalmente segregados del tránsito vehicular, con carriles reservados, vías apartadas y en algunos casos por túneles o en la superficie del centro de la ciudad. d. Tren de levitación magnética: El tren de levitación magnética es un tren suspendido en el aire por encima de una vía por levitación magnética. e. Monorraíl: El monorraíl o monorriel fue desarrollado para satisfacer la demanda de tráfico mediano en el transporte público en zonas urbanas f. Trenes de mercancías Otra clasificación seria según el significado del tren. Se entiende por tren uno o varios vehículos motores que pueden remolcar otros vehículos de cualquier clase, que se clasifican en: 1. Tren directo: Para una estación, el que no efectúa parada en ella. 2. Tren convencional: Tren compuesto por una o más locomotoras y vehículos remolcados de cualquier clase. 3. Tren empujado: Tren con la tracción y su gobierno en un lugar distinto de la cabeza del tren en el sentido de su marcha. 4. Tren reversible: Tren con la locomotora en cola, gobernada la tracción y el freno desde la cabina del vehículo situado en primer lugar. 5. Automotor: Tren formado por material autopropulsado cualquiera que sea el número de motores, remolques o elementos por los que esté compuesto. 6. Tren de trabajos: Tren que circula para realizar operaciones inherentes a la administración de la infraestructura. 7. Tren taller: Tren utilizado para la liberación de la vía. El término incluye también los trenes grúa. 8. Vagoneta: Vehículo autopropulsado destinado al servicio de infraestructura. 9. Maquinaria de vía: Vehículo ferroviario autopropulsado utilizado en servicios inherentes a la propia actividad de Adif. 10.Maniobras: La maniobra es un movimiento consistente en: Agregar o segregar vehículos de un tren, formar o descomponer un tren, clasificar los vehículos o cortes de material, desplazar un tren o vehículos por la misma vía o de una a otra y llevar o traer material de un cargadero. 11.Locomotora aislada: La circulación compuesta exclusivamente por una o varias locomotoras no remolcadas. 12.Locomotora o automotor remolcado: Locomotora o automotor incorporado en la composición sin suministrar tracción. 13.Locomotora telemandada: La que puede gobernarse a distancia, por radiocontrol, desde un lugar distinto de la cabina de conducción. 14.Mando múltiple: El dispositivo que permite el control de varias locomotoras o automotores desde una sola cabina. 15.Tracción múltiple: Tracción de un tren por varias locomotoras o automotores gobernados independientemente. Se emplean los siguientes términos cuando se trata de locomotoras: - Doble tracción por cabeza o abreviadamente doble tracción. - Doble tracción por cola: Una locomotora en cabeza y otra en cola. POTENCIAL DEL TRÁFICO EN LA LÍNEA Las líneas de alta velocidad se dedican generalmente al tráfico masivo de pasajeros. El tráfico conjunto de mercancías y viajeros conlleva algunos problemas. La capacidad de la línea se reduce notablemente cuando circulan trenes de velocidades diferentes. El cruce de los trenes de alta velocidad y mercancías es arriesgado debido a la posibilidad de que la succión desestabilice la carga. Normalmente los trenes de mercancías y pasajeros circulan a horas diferentes, aunque esto se ve limitado debido a que las líneas de alta velocidad se cierran de noche para permitir los trabajos de mantenimiento. Las fuertes rampas limitan mucho la masa remolcable de los trenes de mercancías. Evitar las rampas encarece a las líneas mixtas respecto de las exclusivas de viajeros. Reglamentación de procedencias y cruzamientos Reglamento del servicio ferroviario del objeto, las concesiones, permisos y autorizaciones CAPÍTULO IV De los accesos, cruzamientos, instalaciones marginales y obras en el derecho de Vía y zonas aledañas Artículo 48. La construcción y reconstrucción de los accesos, cruzamientos e instalaciones marginales y la realización de las obras a que se refiere el artículo 34 de la Ley, deberán sujetarse, en lo conducente, a lo dispuesto por el capítulo II de este título. Acceso es la obra o instalación que conecta una vía férrea con otra vía de comunicación para permitir la entrada y salida de personas o vehículos. Cruzamiento es la obra a nivel, sub a partir de la superficie del hongo del riel, ni a una distancia menor de 3.5 metros de ancho contados a partir del eje horizontal de la vía. Artículo 52. Tratándose de instalaciones marginales, éstas deberán construirse a una distancia de por lo menos 3.5 metros medidos a partir del eje horizontal de la vía. La Secretaría podrá autorizar una distancia menor a la antes señalada, cuando se acredite ante ésta que no se afecta la vía férrea o la seguridad en la operación de la misma. Artículo 53. Los anuncios publicitarios no podrán instalarse en lugares que obstruyan cualquier tipo de señal de operación o precaución en la vía férrea, o que pongan en riesgo la segura y eficiente operación de la misma. Artículo 54. Para la construcción de espuelas, el interesado deberá celebrar previamente con el concesionario un convenio en el que se establezcan los términos y condiciones técnicas y económicas correspondientes. En caso de que no lleguen a un acuerdo respecto de dichos términos y condiciones, las partes podrán solicitar la intervención de la Secretaría, misma que resolverá lo conducente conforme al procedimiento establecido en los artículos 112 y 113 del presente Reglamento. Los concesionarios deberán registrar ante la Secretaría dentro de los 30 días naturales siguientes a la firma del contrato respectivo, las espuelas que se construyan en su vía férrea. El escrito correspondiente deberá acompañar un croquis con medidas y colindancias en el que se delimite la ubicación del predio, así como los generales del conectarte. Artículo 55. La espuela deberá reunir las condiciones técnicas que para vías férreas se requieran según el tipo de carga que se pretenda transportar a través de la misma y el tráfico estimado, en los términos de este. Reglamento Y Demás Disposiciones Aplicables. Las personas que lleven a cabo la construcción de espuelas, deberán ser propietarios de los predios respectivos o contar con autorización para su aprovechamiento, así como con la autorización de las autoridades competentes sobre el uso del suelo. Los gastos en que se incurran para la construcción de espuelas, así como aquéllos erogados para su conservación y mantenimiento, correrán a cargo del conectánte, salvo pacto en contrario. Artículo 56. Los interesados en obtener la autorización para establecer obras o industrias que requieran el empleo de explosivos dentro de los 100 metros del límite del derecho de vía, deberán presentar solicitud por escrito a la Secretaría, a la cual deberán acompañar, cuando menos, la siguiente información: 1. Características de la obra o la industria que requiera el empleo de explosivos; 2. Características de los elementos químicos o de cualquier otra naturaleza, que componen los explosivos; 3. Descripción de los efectos físicos y ambientales que produce su explosión; 4. En su caso, modos y procedimientos para la utilización de los explosivos; 5. Condiciones de almacenamiento de los explosivos, así como medidas de seguridad; 6. Croquis con medidas y colindancias en el que se especifiquen con precisión los lugares de utilización o almacenaje de explosivos, así como la distancia respecto de la vía general de comunicación ferroviaria, y 7. Copia del permiso que al efecto otorgue la Secretaría de la Defensa Nacional. La Secretaría, a fin de contar con elementos suficientes, podrá solicitar información adicional al interesado y resolverá lo conducente dentro de los 30 días hábiles siguientes a que la solicitud se encuentre debidamente integrada. La Secretaría notificará la resolución correspondiente al interesado, a más tardar, dentro de los 10 días hábiles siguientes a que se venza el citado plazo de 30 días. ANEXOS DIVISION DE VIA EN CANTONES PANEL DE CONTROL EN LA ESTACION. FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE B LOQUEO, SEÑAL EMITIDA POR LA BALIZA. SEÑALIZACION PLAYAS DE MANIOBRAS LOCOMOTORA DE MANIOBRAS TREN CONVENCIONAL TREN FUNICULAR TREN DE LEVITACIÓN MAGNÉTICA TREN DE CREMALLERA CONCLUSIÓN Es importante conocer el funcionamiento de los sistemas de señalización de una vía férrea, ya que estos son lo que se encargan de mantener una circulación segura en el recorrido del ferrocarril, por eso se deben colocar correctamente en la vía, ya que esto puede ser un causante de accidentes. Con el avance de la tecnología se puede decir que es prácticamente imposible que un accidente sea provocado por un error humano, ya que los sistemas de bloqueo son especialmente diseñados para evitar que un tren rebase una señal de alto, pudiendo incluso frenar el tren automáticamente en el caso de los bloqueos automáticos. De igual forma los maquinistas deben tener conocimiento de las señales dadas, porque en ellas se les indicara la condición en la que se encuentre la vía a circular. La red ferroviaria es muy amplia y diversa, en ella se encuentran diversos tipos de trenes y se clasifican según el tipo de locomotora que lo arrastra, si son de levitación magnética, convencional o tirada por cables, además si son para transporte de mercancías, personas o ambas, también si circulan internacionalmente, a nivel nacional, regional, urbano, o de interés turístico. Es importante mencionar que los trenes de carga son organizados en grandes estaciones ferroviarias llamadas playas de maniobras, en las cuales se desarman y arman los trenes, enganchando los vagones a las locomotoras que los arrastraran hasta su destino final. En estas estaciones también se deben utilizar señales para movilizar los trenes, pero a diferencia de la vía, en estas aún se utilizan el factor humano para realizar estas señales. Es sorprendente que todavía se requiera de las señales manuales para la movilización de los trenes, sabiendo que prácticamente toda le red ferroviaria está controlada por sistemas eléctricos que no requieren de la presencia de personas en la vía férrea. Sabiendo esto es de esperarse que en un futuro no muy lejano ya no sea necesario la utilización de personal que opere dentro de la cabina, sino que serán controlados totalmente desde una estación, siendo un gran salto que revolucionara el sistema de transporte público internacionalmente. BIBLIOGRAFIA Señales de Ferrocarril, consultado el 15-05-2018. Disponible en: http://mundoferroviario.es/index.php/dossieres/6227-senales-de-ferrocarril . Técnicas de Circulación Sobre Rieles, consultado el 15-05-2018. Disponible en :https://myslide.es. Ferrocarriles, consultado el 15-05-2018. Disponible en : http://www.dlcv.net.ve/raul/ferrocarriles. Teoría del Movimiento-Frenado, consultado el 15-05-2018. Disponible en: http://www.cps.unizar.es/~transp/Ferrocarriles/TEORIA_DEL_MOVIMIENT O(Frenado--Frenado_de_trenes).html Ferrocarril , consultado https://www.ecured.cu/Ferrocarril el 15-05-2018. Disponible en:
