Conceptos Clave en Ingeniería Ferroviaria: Trenes, Vías y Señalización

Introducción a la Ingeniería Ferroviaria

Conceptos Fundamentales

Sí, cuando el peralte teórico es igual al peralte de la vía. Se define como D' = peralte teórico y D = peralte real.

Tipos de Trenes y su Tecnología

Tren Talgo vs. Trenes Convencionales

El tren Talgo posee su suspensión arriba de la caja; por lo tanto, el peralte que percibe el viajero va a favor del peralte de la curva, y es algo mayor que el peralte del trazado, lo que aumenta el confort del viajero. Además, su centro de gravedad se encuentra muy bajo, lo cual le proporciona estabilidad frente al vuelco (s=0).

Por otro lado, los trenes convencionales tienen la suspensión abajo, de modo que se inclinan hacia el lado exterior de la curva, aumentando la aceleración que sufren los viajeros. Además, su centro de gravedad es más alto, lo cual hace el vehículo más inestable.

Otra ventaja del Talgo es que sus ruedas se mueven de forma independiente, facilitando la inscripción en curva, disminuyendo el rozamiento entre carril y rueda, y eliminando el movimiento de lazo.

Tren Basculante

El tren basculante es un tren con el sistema de ejes-bogies convencional, pero que soluciona los problemas de este con un sistema hidráulico en los bogies que inclina la caja y el bastidor del vehículo en el sentido de la curva (S=-).

Automotor

Una diferencia clave es que el automotor tiene ejes motrices por toda la rama, mientras que el Talgo los tiene concentrados en las cabezas motoras.

Infraestructura y Componentes de la Vía

Traviesas

Para velocidades mayores, se utiliza la traviesa bibloque de hormigón, dada su mayor resistencia a esfuerzos transversales. Se denominan traviesas RS.

Barras Largas Soldadas (BLS)

Las BLS (Barras Largas Soldadas) son vías cuyas barras elementales o de taller han sido soldadas para formar barras largas de la mayor longitud posible.

Características de las BLS:

• Aumenta el confort.
• Aumenta la seguridad.
• Disminuye el mantenimiento.
• Ideales para líneas modernas y de tráfico intenso.

Rigidez de Vía (K)

La rigidez de vía es la carga que hay que aplicar al conjunto de vía para conseguir un esfuerzo unidad.

Fórmula de la Rigidez:

K [Rigidez t/mm] = Q [Carga puntual que provoca el tren] / Z [Asiento en cabeza de carga]

La rigidez de vía influye en los costes de mantenimiento, costes de energía disipada y, en consecuencia, en los costes totales:

• A mayor K (rigidez), se disipa menos energía, lo que reduce los costes operativos.
• A menor K (mayor flexibilidad), se disipa más energía, lo que puede incrementar los costes de mantenimiento de la calidad geométrica de la vía.
• Sumando ambos criterios, la K óptima rondará entre 7 – 8 t/m.

Aparatos de Vía

Los aparatos de vía son elementos fundamentales para la gestión del tráfico ferroviario.

Tipos de Aparatos de Vía:

• Desvío: Permite la ramificación de un itinerario. Posee una vía directa y otra desviada.
• Travesía: Permite la intersección de dos o más vías.
  • Travesía sencilla
  • Travesía de unión
  • Doble cambio
• Escape: Es un tipo de nudo ferroviario compuesto por dos desvíos enfrentados, que se emplea para pasar de una vía a otra paralela y generalmente se utiliza para invertir la marcha de los trenes.
• Breteles: Permiten el paso de una vía a otra paralela en ambos sentidos. Se componen de 4 desvíos y 1 travesía.

Elementos de un Aparato de Vía:

• Cambio:
  • Agujas
  • Contraagujas
  • Tirante
  • Cupones de unión
• Cruzamiento:
  • Corazón
  • Pata de liebre
  • Contracarriles

Partes de una Aguja en un Cambio:

• Punta de aguja
• Talón

Aparatos de Dilatación

Los aparatos de dilatación son elementos cuya función es absorber los alargamientos que se producen en los extremos de las BLS y absorber los movimientos de la vía en los puentes. Se emplean cuando hay una punta sin soldar entre dos piezas BLS, como en los aparatos de vía o en la entrada y salida de los viaductos.

Liberación de Tensiones

La liberación de tensiones consiste en dar al carril la longitud que teóricamente le correspondería a la temperatura de neutralización.

Consecuencias de no liberar tensiones (o liberación inadecuada):

• Pandeo
• Rotura del carril
• Mayor mantenimiento
• Tensiones internas
• Desestabilización de la vía

Vía Doble Banalizada

La vía doble banalizada es aquella por la que los trenes pueden circular en un sentido u otro, independientemente de la vía que sea.

Salto del Carnero

El salto del carnero se refiere a bifurcaciones a distinto nivel. Emplea varios desvíos y suprime las traviesas.

Sistemas de Señalización y Control Ferroviario

ERTMS (European Rail Traffic Management System)

El ERTMS (European Rail Traffic Management System) es el sistema europeo de gestión de tráfico ferroviario, que tiene como objetivo garantizar la interoperabilidad de las redes ferroviarias, haciendo que todas las líneas europeas formen una única red.

Sistemas de Protección Automática de Tren (ATP)

El ATP (Automatic Train Protection) es un sistema de señalización en cabina utilizado para disminuir los posibles errores humanos en la identificación de señales y para aumentar la capacidad de la vía.

Tipos de ATP:

• Para ferrocarril de media-larga distancia:
  • Sistemas puntuales: ASFA (en España)
  • Sistemas puntuales de supervisión continua: Ebicab
  • Sistemas continuos de supervisión continua: LZB
• Para ferrocarril metropolitano:
  • Códigos de velocidad
  • Códigos de distancia
  • Sistemas de cantón móvil

ASFA (Sistema Puntual de Control de Trenes)

El sistema ASFA es un sistema puntual de control de trenes. Este sistema envía señales a la cabina cuando el tren pasa por un punto donde se encuentra una baliza. Si el maquinista no da respuesta a la señal, el tren se detiene por completo.

Ebicab (Sistema Puntual de Control Continuo)

El sistema Ebicab es un sistema puntual de control continuo. Con él, el sistema realiza una comprobación de la velocidad que lleva el tren después de haber transcurrido un tiempo determinado a su paso por el punto de control. Si esta velocidad no es adecuada, el sistema aplicará un escalón de frenado al tren hasta adecuarla a la velocidad que debería llevar. La supervisión es continua porque el tren tiene implementada la curva de frenado.

Cantón

Un cantón es un tramo de vía protegido por una señal y cuyo objetivo es mantener asegurada la circulación sin problemas.

Necesidad del Cantón:

Surge debido a las grandes distancias de frenado de los trenes.

Tipos de Cantón:

• Contadores de ejes
• Circuitos de vía (vía con juntas, vía con BLS)
• Cantón móvil (señalización en cabina)

Transporte Urbano: El Auge de los Tranvías

Ventajas del Tranvía

El auge de los tranvías se debe a sus múltiples ventajas:

• Gran capacidad de transporte.
• Menor coste de infraestructura que el metro.
• Menor plazo de ejecución.
• Gran accesibilidad.
• Mayor implicación en políticas de restricción del vehículo privado.