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Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales
(UPM)
José Manuel Mera, Carlos Vera Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales
(Universidad Politécnica de Madrid)
José Gutiérrez Abascal, 2, 28006 Madrid
Madrid, Marzo 2003.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 2
INDICE
1 INTRODUCCIÓN ..........................................................................................................6
2 EL DESARROLLO DE LA SEÑALIZACIÓN EN FERROCARRILES .................9
2.1 LOS COMIENZOS DE LA SEÑALIZACIÓN FERROVIARIA. .............................................9 2.1.1 El sistema de intervalo de tiempos .....................................................................9 2.1.2 Capacidad de la línea.......................................................................................10
2.2 PRINCIPIOS DEL CANTONAMIENTO.........................................................................11 2.3 SEÑALIZACIÓN SEMAFÓRICA SENCILLA.................................................................12
2.3.1 Partes de una Señal Semafórica.......................................................................13 2.4 SEÑALIZACIÓN SEMAFÓRICA MÚLTIPLE. ...............................................................15
3 SEÑALIZACIÓN LATERAL. ....................................................................................19
3.1 SISTEMA DE SEÑALIZACIÓN POR COLOR. ...............................................................20 3.1.1 Señales Luminosas. ..........................................................................................20 3.1.2 Sistema de Señalización de Múltiples Aspectos................................................23 3.1.3 Señalización RENFE. .......................................................................................29 3.1.4 Bandas de velocidad.........................................................................................39 3.1.5 Distancia de frenado de seguridad, deslizamiento...........................................40 3.1.6 Intervalos..........................................................................................................42
3.2 SISTEMA DE SEÑALIZACIÓN POR POSICIÓN. ...........................................................44 3.2.1 Señales de maniobra. .......................................................................................45 3.2.2 Señales subsidiarias. ........................................................................................47 3.2.3 Señales de maniobra avanzadas.......................................................................48 3.2.4 Señal amarilla de maniobras............................................................................49 3.2.5 Señal de límite de maniobras. ..........................................................................50 3.2.6 Resumen de señales de maniobra.....................................................................50 3.2.7 Movimientos de entrada en andén ocupado. ....................................................51 3.2.8 Señalización de maniobras e indicación de RENFE. .......................................52
4 SEGURIDAD ANTE FALLOS, SISTEMA VITAL. .................................................55
5 SISTEMAS DE DETECCIÓN DE TREN. .................................................................56
5.1 CIRCUITOS DE VÍA..................................................................................................56 5.1.1 PROBLEMAS DE LOS CIRCUITOS DE VÍA. .................................................58
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5.2 CONTADORES DE EJES. ...........................................................................................60
6 SEÑALIZACIÓN EN CABINA. .................................................................................62
6.1 SISTEMAS DE PROTECCIÓN DEL TREN. ....................................................................63 6.2 ATP, ATO Y ATS. ................................................................................................63 6.3 PROTECCIÓN AUTOMÁTICA DE TRENES (ATP, AUTOMATIC TRAIN PROTECTION). 65
6.3.1 Operación del ATP...........................................................................................66 6.3.2 Formas de obtención de los datos de vía..........................................................68
6.4 IMPLEMENTACIÓN DEL ATP EN FERROCARRILES METROPOLITANOS. ....................70 6.4.1 Utilización de las zonas de deslizamiento. .......................................................71 6.4.2 Protección automática del tren: códigos de velocidad. ...................................73
6.5 LIMITACIONES DEL ATP. .......................................................................................77 6.5.1 Medición y verificación de la velocidad...........................................................77 6.5.2 Capacidad de la línea.......................................................................................79 6.5.3 ATP y diversos tipos de trenes..........................................................................80
6.6 TRANSMISIÓN POR BALIZAMIENTO.........................................................................81 6.6.1 Funcionamiento con balizas.............................................................................82 6.6.2 Actualizaciones intermedias. ............................................................................83
6.7 DISTANCIA OBJETIVO (DISTANCE TO GO)..............................................................84 6.7.1 Funcionamiento con DO. .................................................................................86
6.8 OPERACIÓN AUTOMÁTICA DE TRENES ATO (AUTOMATIC TRAIN OPERATION). ....87 6.8.1 Implementación del ATO..................................................................................88 6.8.2 Paradas en estaciones. .....................................................................................90 6.8.3 Señalización múltiple de entrada a estaciones. ................................................91 6.8.4 Señalización múltiple de entrada a estaciones, en sistemas ATP/ATO. ...........93 6.8.5 ATO, detención y partida en estaciones. ..........................................................94
6.9 MODOS DE FUNCIONAMIENTO DE TRENES PARA SISTEMAS ATP/ATO. ..................95 6.10 IMPLEMENTACIONES DEL ATP EN FERROCARRILES CONVENCIONALES. ................98
6.10.1 Sistema de Aviso Automático (Automatic Warning System - AWS) .................98 6.10.2 Anuncio de Señales Frenado Automático – ASFA. ........................................100
6.11 BLOQUEO TOTALMENTE CANTONADO Y BLOQUEO MÓVIL....................................106 6.11.1 Bloqueo móvil – Teoría..................................................................................108 6.11.2 Bloqueo móvil y transmisión por radio..........................................................110 6.11.3 Un sistema de bloqueo móvil antiguo. ...........................................................112 6.11.4 Bloqueo Móvil. Justificación..........................................................................113
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6.12 SUPERVISIÓN AUTOMÁTICA DEL TREN (AUTOMATIC TRAIN SUPERVISION - ATS).
115 6.13 CONTROL AUTOMÁTICO DE TRENES (AUTOMATIC TRAIN CONTROL - ATC)........116
6.13.1 Bloqueo totalmente cantonado.......................................................................116 6.13.2 Bloqueo móvil; Señalización Basada en la Transmisión (Transmission Based
Signalling - TBS). 118
7 ENCLAVAMIENTO (INTERLOCKING). .............................................................120
7.1 ESTABLECIMIENTO DE RUTAS. .............................................................................121 7.1.1 Disponibilidad de la ruta................................................................................123 7.1.2 Enclavamiento de ruta....................................................................................124 7.1.3 Liberación de la ruta por operación del tren: Normalizar. ...........................124 7.1.4 Liberación del enclavamiento de la ruta. .......................................................125 7.1.5 Rutas incompatibles. ......................................................................................126 7.1.6 Rutas opuestas................................................................................................126 7.1.7 Cancelación manual de rutas y enclavamiento de proximidad. .....................127
7.2 AGUJAS................................................................................................................128 7.2.1 Efecto pedal (Dead Locking)..........................................................................129
7.3 CONTROL DEL ASPECTO DE LAS SEÑALES PRINCIPALES........................................130 7.3.1 Comprobación de lámparas. ..........................................................................130 7.3.2 Señales automáticas. ......................................................................................130 7.3.3 Señales controladas........................................................................................131 7.3.4 Control de aproximación................................................................................132
7.4 PROTECCIÓN DE FLANCO......................................................................................133 7.5 DESLIZAMIENTOS.................................................................................................135
7.5.1 Deslizamiento orientado.................................................................................136 7.5.2 Enclavamiento por tiempo de operación........................................................137
7.6 CONTROL DEL ASPECTO DE LAS SEÑALES DE MANIOBRAS....................................138 7.7 ENCLAVAMIENTOS ELECTRÓNICOS (ENCE)........................................................139
7.7.1 Solid State Interlocking (SSI). ........................................................................139 7.7.2 Ebilock............................................................................................................140 7.7.3 VPI..................................................................................................................141 7.7.4 Westrace. ........................................................................................................141
8 FUNCIONAMIENTO DE ENCLAVAMIENTOS RENFE....................................143
8.1 MANDO Y COMPROBACION DEL ENCLAVAMIENTO.............................143
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8.1.1 Mando por itinerarios. ...................................................................................143 8.1.2 Mando individual. ..........................................................................................150
8.2 APARATOS (AGUJAS Y OTROS ELEMENTOS DE VÍA) ............................150 8.2.1 Numeración de las agujas. .............................................................................150
8.3 MOVIMIENTOS. ...............................................................................................151 8.3.1 Clases de rutas. ..............................................................................................151 8.3.2 Compatibilidad de movimientos. ....................................................................152
8.4 ESTABLECIMIENTO, ENCLAVAMIENTO Y AUTORIZACIÓN DE UN
ITINERARIO O M.C. .....................................................................................................................152 8.4.1 Proceso...........................................................................................................152 8.4.2 Efectos de los enclavamientos. .......................................................................158 8.4.3 Inmovilización de motores por ocupación del circuito de vía al que pertenecen.
159 8.4.4 Efecto que produce sobre las barreras o semibarreras dotadas de motor la
ocupación del circuito de vía al que pertenecen.........................................................................159 8.4.5 Anulación del efecto pedal. ............................................................................159 8.4.6 Bloqueo y desbloqueo de un determinado destino (Trayecto o
estacionamiento). 159 8.5 DISOLUCIÓN DE LOS ITINERARIOS............................................................160
8.5.1 Disolución normal. .........................................................................................160 8.5.2 Disolución artificial. ......................................................................................160 8.5.3 Disolución de emergencia. .............................................................................162
8.6 MANIOBRAS.....................................................................................................163 8.7 FUNCIONAMIENTO DE LAS BARRERAS O SEMIBARRERAS.................163
8.7.1 Mando automático..........................................................................................164 8.7.2 Mando individual desde el mando del enclavamiento....................................165
9 BIBLIOGRAFÍA. .......................................................................................................166
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1 INTRODUCCIÓN
El sistema de señalización es una parte fundamental del ferrocarril. Su tarea
principal es asegurar que los trenes pueden circular de forma segura, es decir, sin que
uno choque con la parte trasera del otro o uno con otro al acercarse a una aguja. Sin
embargo, el sistema de señalización también afecta al tipo de servicio que se puede
proporcionar en una determinada sección de la línea. Si simplemente se necesita hacer
circular un tren por hora, el sistema de señalización será totalmente distinto de si es
necesario lanzar trenes cada dos minutos.
En general, se denomina señalización a los distintos sistemas de control y
protección de los ferrocarriles. Los objetivos que se plantean a la hora de diseñar estos
sistemas para la explotación de una línea ferroviaria son los siguientes:
• Proporcionar seguridad en la operación. Se debe garantizar que incluso
ante el fallo del propio sistema no se produzcan accidentes. Para ello es
necesario supervisar constantemente en que secciones de la vía puede
circular un tren determinado (ruta que se le asigna) y a que velocidad
puede hacerlo en cada punto de la misma.
• Posibilitar una explotación flexible y eficiente. En realidad este punto
depende de las necesidades de cada línea, y debemos diseñar un
sistema de control y protección que se ajuste a estas necesidades.
Como se verá más adelante, estos sistemas determinan la distancia que
debe existir entre distintos trenes y por lo tanto la capacidad de la línea.
En definitiva se trata de conseguir la máxima velocidad para cada tren. El tren
puede ser calificado como un ser lento y ciego: lento porque dada la pequeña
adherencia entre rueda y carril se tarda demasiado tiempo en acelerar y lo que es más
grave, en frenar, y ciego porque si al alcance de la vista del conductor sumamos los
accidentes geográficos, la distancia a la cual podemos distinguir un tren que nos
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precede es muy escasa. Para estar seguros de que a la distancia a la que veremos un
tren que nos precede sea mayor que la distancia de frenado de nuestro tren, la
velocidad será inaceptablemente baja. Por ejemplo, si en un punto determinado de una
curva nuestra visibilidad es de 300 metros y podemos permitirnos una deceleración de
0.5 m/s2, la velocidad máxima en ese punto sería de 62 km/h.
Inicialmente es conocido que el espacio recorrido en una frenada de
deceleración constante es igual a:
2
21 atvtd −=
Si la frenada se produce hasta la parada definitiva del tren, la velocidad final
es cero y en consecuencia se puede poner que:
tva =
despejando el tiempo de esta expresión y sustituyendo en la ecuación inicial se
obtiene:
avd2
2
=
Veamos algunas distancias de frenado a diferentes velocidades considerando,
por ejemplo una deceleración de 0.5 m/s2. Considérese que la adherencia rueda –
carril (acero - acero) es del orden de 0.2, por lo que la máxima deceleración obtenible
está en el entorno de 0.2g, es decir, unos 2 m/s2, aunque esta sería la deceleración de
emergencia en condiciones óptimas.
Velocidad km/h Velocidad m/s v2/2a Distancia en m. 100 27.77 27.772/2*0.5 771.6 150 41.66 41.662/2*0.5 1735.55 200 55.55 55.552/2*0.5 3085.80 250 69.44 69.442/2*0.5 4821.91
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Como puede observarse las distancias de frenado son muy elevadas y esto
constituye uno de los principales problemas del ferrocarril. Es en consecuencia
imposible pensar en una explotación ferroviaria en la cual manteniendo unas
velocidades medianamente elevadas, la conducción del tren pueda realizarse a la vista
del conductor. Es necesario disponer de sistemas de ayuda que vayan avisando al
conductor de si hay o no problemas por delante y de esta forma, se puede circular a
velocidad elevada con la seguridad de cuando la vía este ocupada nos avisarán con
espacio suficiente para poder detener el tren.
Estas informaciones pueden consistir simplemente en señales situadas
lateralmente en la vía, aunque modernamente existen sistemas mucho más avanzados
que permiten mayor velocidad de circulación con gran seguridad.
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2 EL DESARROLLO DE LA SEÑALIZACIÓN EN FERROCARRILES
En esta sección se describen una serie de conceptos básicos bajo los cuales se
desarrollan los sistemas de señalización en los ferrocarriles y metros de todo el
mundo. Algunos de estos conceptos serán posteriormente ampliados en temas
específicos.
2.1 Los comienzos de la señalización ferroviaria.
Entre 1830 y 1840, los primeros tiempos del ferrocarril, no existía un patrón
de señalización, no había un sistema para informar al conductor del estado de la línea
por delante de él. Los trenes eran conducidos “a la vista”. Sin embargo, muy pronto,
la experiencia práctica demostró que debía de establecerse alguna forma para evitar el
alcance entre trenes, al ser muy difícil parar un tren dentro de la distancia de
visibilidad del conductor. Los problemas en aquellos días eran la inexperiencia, frenos
de mala calidad y las características de tenue contacto, para tracción y frenado, que
existen entre la rueda de acero y el carril de acero. Los coeficientes de adherencia son
mucho menores en el ferrocarril que en las carreteras, por lo que los trenes necesitan
una mayor distancia para pararse que un coche que circule a la misma velocidad.
Incluso en las mejores condiciones, resultaba y resulta todavía extremadamente difícil
parar el tren dentro de la distancia de visibilidad del conductor.
2.1.1 El sistema de intervalo de tiempos
En los primeros tiempos del ferrocarril se creía que la forma más sencilla de
aumentar la distancia de frenado para el conductor era imponer intervalos de tiempo
entre los trenes. La mayoría de los ferrocarriles eligieron un intervalo de tiempo en
torno a los 10 minutos. Solamente permitían a los trenes circular a la máxima
velocidad cuando estaban más de 10 minutos por detrás del primer tren. Hacían
circular sus trenes con una frecuencia de 10 minutos.
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Se utilizaban banderas rojas, amarillas y verdes por los jefes de cada estación
para indicar a los conductores el modo de proceder. Se mostraba una bandera roja en
los cinco minutos posteriores desde la salida del primer tren. Si un tren llegaba
después de pasados esos 5 minutos se mostraba una bandera amarilla al conductor
para indicarle precaución. La señal de color verde, que indicaba que el tren podía
circular a la velocidad máxima, sólo se mostraba cuando habían pasado 10 minutos.
El sistema de intervalo de tiempos, creado como un adelanto para proteger a
los trenes, generó una serie de problemas muy serios. El más serio era que todavía
existía un peligro intrínseco. Los trenes en aquellos días eran considerablemente
menos fiables que ahora y frecuentemente se averiaban entre las estaciones. Tampoco
se garantizaba que la velocidad del primer tren fuera lo suficientemente alta para
evitar que el segundo lo alcanzara. El resultado fue una serie de colisiones por alcance
de un tren sobre el anterior, provocadas porque el conductor creía que tenía un margen
de 10 minutos por delante y disponía de pocos o ningún aviso si se producía una
reducción en esos 10 minutos. Incluso si el tiempo se reducía tanto que el conductor
podía ver el tren por delante de él, normalmente no tenía suficiente capacidad de
frenado para evitar la colisión.
2.1.2 Capacidad de la línea
Otro problema muy serio, desde el punto de vista del ferrocarril, era la
capacidad de la línea (la capacidad de la línea se define como el número de trenes por
hora que pueden circular en una línea en cada sentido). Incluso si pudieran confiar en
que los trenes no hicieran paradas no establecidas y en que viajaran a la misma
velocidad, el intervalo de los 10 minutos restringía el número de trenes que podían
circular en cada hora (en este caso 6) por una línea establecida. Ante la necesidad de
que circularan más trenes se empezó a reducir, de forma progresiva, el tiempo entre
los mismos. Conforme se reducía el tiempo, el número de trenes que circulaban en
cada hora lógicamente aumentaba. Al mismo tiempo, el número de accidentes crecía.
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La primera respuesta para comenzar a resolver estos problemas fue el
cantonamiento.
2.2 Principios del Cantonamiento.
Incluso en el sistema de intervalo de tiempos, la regla básica de señalización
se basaba en la idea de dividir la vía en secciones y asegurar que sólo se permitiera la
circulación simultánea de un tren en cada sección.
Figura 1.
Típica señal indicando parada. Se situaría a la entrada de un cantón.
Cuando presenta este “aspecto”, el tren tiene prohibida la entrada en
la siguiente sección.
Figura 2.
Típica señal indicando “vía libre”. Se situaría a la entrada de un
cantón. Cuando presenta este “aspecto”, el tren tiene permitida la
entrada en la siguiente sección a velocidad normal, es decir, la
máxima velocidad permitida para esta sección y este tipo de tren.
Cada sección, o cantón como es llamado normalmente, está protegida por una
señal fija colocada a la entrada del mismo, con el fin de avisar al conductor de la
existencia de un tren cercano. Si el cantón está libre, es decir, no existe ningún tren en
el mismo, la señal mostrará una indicación concediendo permiso para circular. En los
principios del ferrocarril este permiso consistía, normalmente, en un semáforo
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formado por un brazo mecánico que se levantaba y bajaba. Si el cantón está libre, no
existe ningún tren en él, la señal mostrará una indicación para continuar, normalmente
acompañada por un color verde. Si el cantón está ocupado por un tren, la señal
mostrará una indicación para parar, normalmente acompañada por un color rojo. El
siguiente tren será instado a detenerse hasta que el tren que delantero abandone la
sección.
Figura 3. Cantones con la ocupación de señales protegiendo la ocupación de cada uno de ellos.
Esta es la base sobre la cual se asientan todos los sistemas de señalización
diseñados y que se encuentran en funcionamiento.
2.3 Señalización Semafórica Sencilla.
A lo largo del siglo 19 un sistema de señales semafóricas operadas
mecánicamente fue desarrollado por los ferrocarriles británicos. Aunque existían
muchos tipos de compañías de ferrocarriles independientes, al comienzo del siglo 20
las señales fueron normalizadas con pequeñas variaciones en estilo o apariencia.
La señalización mecánica apareció en el Reino Unido en 1841, en 1860 se
utilizó por primera vez un cuadro de señalización con palancas de control remoto para
las agujas. Originariamente, el paso de cada tren por un cantón, o sección, era seguido
visualmente por el controlador. Cuando el tren había liberado el cantón, éste le
comunicaba a la caja de señales correspondiente que su sección se encontraba ahora
vacía y que podía, si era necesario, aceptar el paso de otro tren. Los mensajes entre
cajas de señales eran transmitidos por un sistema de códigos a través del telégrafo
eléctrico.
CantónCantón Cantón
Señal Señal
Dirección de la marcha
Tren 1Tren 2
CantónCantón Cantón
Señal Señal
Dirección de la marcha
Tren 1Tren 2
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La utilización obligatoria del telégrafo y el enclavamiento, en los lugares
donde existían cambios de agujas y señales, que eran accionadas mecánicamente para
evitar movimientos conflictivos, fue introducida en el Reino Unido siguiendo el Acta
de Regulación de Ferrocarriles de 1889.
2.3.1 Partes de una Señal Semafórica
Figura 4. Representación de una típica señal semafórica mecánica y sus partes principales
La señal era normalmente colocada en el lado izquierdo de la vía con el brazo
dirigido hacia el exterior. El brazo de la señal era rojo con una banda blanca vertical.
Para permitir que la indicación de la señal se visualizase durante la noche, el brazo
Brazo del semáforo
Contrapeso
Poste de la señal
Señales luminosas para circulación nocturna
Opción de señal indicando vía libre con brazo bajado
Semáforo con brazo en horizontal para ordenar
PARADA
Semáforo con brazo alzado indicando CONTINUAR
Teléfono de poste
Señal semafórica de parada estándar del Reino Unido.
Brazo del semáforo
Contrapeso
Poste de la señal
Señales luminosas para circulación nocturna
Opción de señal indicando vía libre con brazo bajado
Semáforo con brazo en horizontal para ordenar
PARADA
Semáforo con brazo alzado indicando CONTINUAR
Teléfono de poste
Señal semafórica de parada estándar del Reino Unido.
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contenía dos lentes que repiten la indicación. Estas lentes eran iluminadas desde atrás,
inicialmente con lámparas de aceite, posteriormente por bombillas eléctricas.
La señal estaba montada sobre un poste, que solía ser habitualmente alto para
permitir la visualización de la indicación por encima del humo y vapor de las
locomotoras, así como para facilitar su visión desde la distancia. Además se facilitaba
de esta manera que el revisor del tren pudiese ver las indicaciones de las señales desde
el final del tren, pues era parte de sus obligaciones revisar dichas indicaciones.
Existía también de forma habitual un teléfono conectado con el jefe de
circulación que era utilizado por el conductor para alertar sobre la presencia de trenes
u objetos extraños en la vía. Además si una señal permanecía mostrando orden de
detención durante un tiempo elevado el maquinista se comunicaba con el jefe de
circulación para requerirle la razón, y comprobar que no se trataba de una avería de la
señal.
El brazo de la señal se sitúa en posición horizontal par mostrar una orden de
detención o peligro. La lente roja se ilumina simultáneamente. La indicación para el
conductor es detenerse hasta que la señal muestre una indicación de continuar o reciba
una autorización verbal del jefe de circulación para continuar.
Para mostrar una indicación de vía libre, el brazo de la señal era elevado a un
ángulo de 45º. El movimiento del brazo provocaba que la lente verde sustituyese a la
roja. Una indicación de vía libre comunica al conductor que puede continuar a la
velocidad definida para ese tramo de la línea y ese tren.
Algunas variaciones de esta señal indicaban vía libre por medio de bajar el
brazo en lugar de elevarlo. Sin embargo, esta solución presenta problemas de
seguridad intrínseca, pues si por alguna razón el mecanismo no podía soportar el peso
del brazo (nieve, rotura del cable, etc) la señal pasaría a mostrar vía libre en todo
momento, pudiendo provocar accidentes.
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La última pieza del mecanismo es el peso de equilibrado. Está unido al cable
que opera la señal, este cable está a su vez conectado con el sistema de levas que
mueve la señal desde el puesto de mando. El propósito del peso es bajar el brazo
cuando el jefe de circulación posiciona la leva de la señal en su posición de reposo.
2.4 Señalización Semafórica Múltiple.
El sistema de señalización básica, formada por señales de parada y avance,
utilizado para proteger cada sección de la línea, resultaba correcto en tanto en cuanto
el conductor de un tren que se aproximara fuera capaz de ver la señal a tiempo para
parar. Raramente esto era lo que ocurría, para circulaciones que superen los 50 km/h
el conductor del tren necesita un aviso anterior que le indique que la señal está en
rojo, para que tenga espacio suficiente para frenar, por ello en muchos lugares se
utilizó un sistema de señalización múltiple introduciendo una señal de avanzada. Se
utilizó el color amarillo para dar un aviso de la existencia de una señal de parada por
delante.
Estas señales de avanzada se colocaron en una posición tal que el conductor
podía parar a tiempo si la siguiente señal marcaba parada. La posición dependía de la
visibilidad, curvatura, velocidad máxima permitida en la línea y un cálculo de la
capacidad del tren para frenar. Habitualmente los trenes de mercancías, que poseían
una capacidad de frenado reducida, sólo se les permitía circular a velocidades
reducidas para garantizar que cumplían las distancias de frenado calculadas para la
señalización.
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Figura 5.
Este tipo de señales de avanzada funcionaban de la misma forma
que las señales principales, pero sus indicaciones eran
precaución, mostrada en esta figura, o vía libre. Tal como se ha
dicho eran utilizadas para dar una indicación del aspecto
mostrado por la siguiente señal principal: si la siguiente señal se
encuentra en indicación de peligro, esta mostrará precaución.
La forma habitual correspondía a un brazo amarillo con una
banda negra en forma de flecha, tal y como se muestra en la
figura. El aspecto de precaución era mostrado con el brazo en
horizontal, lo que hacía coincidir una lente amarilla con la
lámpara. La señal de avanzada se colocaba unos 1200 metros
antes de la señal principal.
Figura 6.
La indicación de vía libre en la señal de avanzada se mostraba
por medio de levantar el brazo 45º, lo que hacía coincidir la lente
verde con la lámpara. Con este aspecto el conductor puede
proseguir a la velocidad normal.
No todas la señales principales poseían su propia señal de avanzada, de forma
que cuando una señal de avanzada indicaba vía libre, el conductor sabía que todas las
señales que tenía por delante en una parte relevante de su misión se encontraban
indicando vía libre.
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Figura 7.
En aquellos puntos donde las secciones eran cortas o las
estaciones estaban muy juntas, la señal de avanzada era
habitualmente colocada en el mismo poste que la señal principal
de la sección previa. En estos casos el conductor recibe dos
indicaciones simultáneamente, la de la señal principal y la de
avanzada de la siguiente señal principal.
Para evitar confusiones, se forzaba a que si la principal indicaba
peligro, la de avanzada indicará precaución, incluso si por la
situación de la siguiente sección, podía mostrar vía libre. Esto es
conocido como "slotting".
La figura muestra en este caso peligro y precaución, lo que
durante la noche se observaría como a una luz roja sobre una luz
amarilla. El rojo siempre tiene preferencia.
Figura 8.
En aquellas ocasiones en que la sección inmediatamente por
delante de la señal esté libre, mientras que la siguiente sección,
sobre la cual informa la señal de avanzada, esté ocupada, la
indicación de la señal sería la mostrada en la figura. Por la noche
se mostraría como un verde sobre amarillo.
Esta indicación informa al conductor de que puede entrar en la
siguiente sección, pero que la siguiente señal se encuentra en
indicación de peligro y debe parar allí.
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Figura 9.
La tercera indicación posible se produce cuando ambas
secciones se encuentran libres. Por la noche se traduciría en un
verde sobre verde. En este caso se informa al conductor de que
las dos siguientes secciones están libres y puede continuar a la
velocidad normal.
El patrón rojo, amarillo, verde fue adoptado para las señales luminosas y
finalmente se utilizó par proporcionar una forma más sofisticada de control de trenes.
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3 SEÑALIZACIÓN LATERAL.
Las señales, posicionadas a lo largo de la vía, son las encargadas de
proporcionar información al conductor sobre el estado de la línea por delante de él.
Las señales pueden ser mecánicas, como las presentadas en el punto anterior, o
luminosas. En el primer caso, la posición del brazo transmite las distintas
indicaciones, mientras que el segundo caso lo hacen los distintos colores de las luces.
Cada una de las indicaciones que le es posible mostrar a una determinada señal se
conoce como aspecto.
Dentro de la señalización luminosa, los distintos aspectos de la señal se
pueden mostrar por medio de distintos colores o combinaciones de colores, o por
medio de formas luminosas donde el color de las luces es irrelevante. El primer
procedimiento se conoce como se conoce como señalización luminosa por colores y el
segundo como señalización luminosa por posición.
Habitualmente, la señalización por colores se utiliza para los movimientos
principales, es decir aquellos cuya función es transportar pasajeros o carga, mientras
que para los movimientos de maniobras, aquellos destinados a componer un tren o
sacar el tren a vía secundaria, se utiliza la señalización por posición.
En todo el mundo existen dos estrategias de señalización:
• Señalización de Velocidad. Las señales proporcionan información al
conductor sobre el rango de velocidades en el que puede circular. Esto
puede desembocar en un número elevado de aspectos para graduar la
velocidad de circulación.
• Señalización de Ruta. En este caso el conductor debe conocer la
velocidad adecuada para cada ruta y es su responsabilidad controlarla
en función de los límites de la línea y el material rodante. Ello conlleva
que sólo conductores acreditados puedan conducir por cada sección.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 20
En cada aguja sólo es necesario indicarle al conductor que ruta va a
tomar, lo cual simplifica enormemente el sistema.
3.1 Sistema de Señalización por Color.
Consiste en situar en el borde de la vía una serie de postes con focos de
distintos colores. Cada una de las indicaciones de estos colores muestra al conductor
información sobre la velocidad a la que debe transitar por la línea.
3.1.1 Señales Luminosas.
Las primeras señales luminosas aparecieron en el Reino Unido en la década de
1920, simplemente como una copia de las señales semafóricas. A continuación se
muestran distintos tipos de señales luminosas y sus indicaciones.
Figura 10.
La figura presenta una señal luminosa de dos aspectos, que
podría utilizarse para reemplazar una señal semafórica. En la
figura se muestra el aspecto de peligro (rojo). El otro aspecto, vía
libre, es verde. En el caso de una señal de avanzada, presentaría
aspectos amarillo y verde. La placa indicadora inferior se utiliza
para identificar la señal.
Figura 11.
La señal de tres aspectos se muestra en esta figura. Los aspectos
posibles son verde (vía libre, al menos dos secciones por delante
están libres), amarillo (precaución, una sección por delante de la
señal está libre) y rojo (peligro, la siguiente sección está
ocupada).
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 21
Figura 12.
La señal de cuatro aspectos se presenta en esta figura. Además
de los aspectos de la señal anterior, esta puede mostrar un doble
amarillo (uno encima del otro) para indicar que dos secciones
por delante se encuentran libres. En este caso el aspecto verde
indica que al menos tres secciones están libres.
En la señalización luminosa el aspecto más restrictivo de la señal tiene que
estar colocado lo más cerca posible del nivel de los ojos del conductor. Lo cual
significa, en el caso de los ferrocarriles británicos, que el rojo es el foco más bajo el
amarillo se encuentra entonces situado entre el rojo y el verde. En el caso de los
ferrocarriles españoles, el rojo se sitúa en el medio de la señal, tal y como se
presentará posteriormente.
Existen una serie de símbolos que son aceptados para la representación
simplificada de señales en esquemas de vías. Cada lámpara se representa por un
círculo, el color de la misma se marca por una barra situada dentro del círculo. Una
línea horizontal (impidiendo el camino) significa rojo, una línea vertical (abriendo el
camino) simboliza el color verde y una línea oblicua el color amarillo.
Figura 13. Representación esquemática de lámparas (vista para movimientos entrando en el papel).
Estos símbolos pueden ser combinados para formar una señal. En los
esquemas de señalización las vías se suelen representar atravesando horizontalmente
la hoja, por lo que las señales se representan giradas 90º grados, de forma que el poste
de representa paralelo a la vía. Se incluye una pequeña flecha que indica a que vía
Rojo AmarilloVerdeLámpara Rojo AmarilloVerdeLámpara
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 22
aplica la señal. Las señales se encuentran habitualmente colocadas al mismo lado de
la vía que sigue la circulación, esto es si el tren circula por la derecha la señal estará
colocada a la derecha, mientras que si circula por la izquierda lo estará a la izquierda
de la vía. Las señales se disponen, en el esquema, de forma que pueden ser vistas si el
tren en su movimiento por la vía se encuentra primero con el poste y luego con los
focos.
Figura 14. Representación esquemática de señales: tres lámparas en un poste, representación de señales en un esquema de vía, posicionadas a la izquierda de la vía, en primer lugar para una
circulación de izquierda a derecha y en segundo lugar para una de derecha a izquierda.
Figura 15. .Representación de señales de tres lámparas en un esquema de vía, posicionadas a la derecha de la vía, en primer lugar para una circulación de izquierda a derecha y en segundo
lugar para una de derecha a izquierda.
Para el caso del sistema de señalización con las señales indicando peligro o vía
libre, es decir con dos focos, para proteger cada sección, la representación sería la
siguiente.
Figura 16. Representación esquemática de señales para un sistema de dos aspectos. Sección Libre.
3 5
Sección libre
Señal verde
3 5
Sección libre
Señal verde
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 23
Figura 17. Representación esquemática de señales para un sistema de dos aspectos. Sección Ocupada.
3.1.2 Sistema de Señalización de Múltiples Aspectos.
La necesidad del mejorar el empleo de las líneas férreas y de aumentar la
velocidad de circulación, es decir de aumentar el número de trenes que circulan por
una línea, llevó a la creación del concepto de la señalización de múltiples aspectos.
La idea principal del sistema es informar al conductor de las condiciones en
las que se encuentran varias de las secciones que tiene por delante, para poder
adelantarle indicaciones de precaución cuando sea necesario. El primer sistema
consiste en reproducir el sistema de señalización presentado para los semáforos, pero
utilizando señales luminosas.
Figura 18. Esquema de señalización para un sistema de dos aspectos con señal repetidora. La repetidora y la principal se deben situar a una separación al menos igual a la distancia de
frenado. Cuando la repetidora indica precaución (amarillo), la principal indica peligro (rojo). Cuando la repetidora indica vía libre (verde), la principal indica vía libre.
3 5
Sección ocupada
Señal roja
3 5
Sección ocupada
Señal roja
3 5R3R 5
DFDF
A R
V V
A R
V V
3 5R3R 5
DFDF
A R
V V
A R
V V
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 24
Adicionalmente, el uso de este sistema permite un servicio de trenes lentos y
más frecuentes (cercanías) operando en la misma línea que un servicio de trenes
rápidos, manteniendo siempre las condiciones de seguridad.
Figura 19. Esquema de señalización para un sistema de dos aspectos con señal repetidora. Secuencia de señales por detrás de un tren.
Con esta configuración, la señal repetidora funciona como se describió
anteriormente con la excepción de que sólo muestra verde cuando la señal principal de
su poste muestra verde, para evitar confusiones. Sin embargo, es posible que la señal
muestre dos verdes.
La pareja de señal principal, señal repetidora se fueron separando cada vez
más (aumento de la distancia de frenado) hasta que se llego a la situación de que la
señal repetidora se encontraba en el mismo poste que la señal principal anterior. Esto
es exactamente lo que ocurre en el Metro de Londres: dos señales de dos aspectos
colocadas en el mismo poste. La señal superior es la señal principal de la sección,
mientras que la inferior es la repetidora de la siguiente señal principal.
Figura 20. Representación de un sistema de señalización con dos aspectos en el que coinciden en cada poste la señal principal o de parada y la repetidora de la siguiente señal. Debajo de la
representación se muestra el esquema de aspectos.
3 5R3R 53 5R3R 5
3 7R5R 5
Sección ocupada
Sección libreVerde
Señal de parada
Rojo
Verde
AmarilloSeñal
repetidora
3 señales en verde
3 señales en verdeVerde
RojoSeñal de parada
3 7R5R 5
Sección ocupada
Sección libreVerde
Señal de parada
Rojo
Verde
AmarilloSeñal
repetidora
3 señales en verde
3 señales en verdeVerde
RojoSeñal de parada
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 25
En estas circunstancias, el siguiente paso es economizar y eliminar uno de los
focos verdes, lo cual resulta en una señal de tres focos: rojo, amarillo y verde.
El sistema se basa en el concepto inicial de protección de una sección ocupada
con una señal de parada (color rojo), pero añadiendo un sistema de luces de
advertencia (color amarillo) en las señales precedentes. Ello permite una mayor
velocidad de circulación o el uso de trenes con menor capacidad de frenado
(mercancías). En ambos casos la distancia necesaria para detenerse es mayor, y el
sistema proporciona la indicación de comenzar el frenado antes.
Las señales deben estar colocadas, al menos, a la distancia de frenado, de
forma que cuando el conductor visualice la señal en amarillo pueda comenzar a frenar
para detenerse delante de la señal en rojo.
El sistema de señalización múltiple más sencillo consiste en una señal roja a la
entrada de la sección ocupada, una luz amarilla en la señal que protege la sección
precedente y una luz de color verde en la señal que precede a esta última, en este caso
se trataría de un sistema de tres aspectos.
Figura 21. Sucesión de señales tras un tren en un sistema de señalización de tres indicaciones o aspectos.
El diagrama muestra una línea con señalización de tres aspectos. La sección
ocupada por el Tren 1 está protegida por la señal roja a su entrada. La sección anterior
está vacía, pero una señal amarilla proporciona una advertencia anterior que indica la
presencia de la señal roja posterior. Esta sección proporciona una distancia de frenado
segura para el Tren 2. La siguiente sección está también vacía de trenes y muestra una
indicación verde. El conductor del Tren 2 ve la indicación verde y sabe que tiene, al
CantónCantón Cantón
SeñalSeñal
Sentido de la marcha
Tren 1Tren 2 Señal
CantónCantónCantón Cantón
SeñalSeñal
Sentido de la marcha
Tren 1Tren 2 Señal
Cantón
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 26
menos, dos secciones vacías por delante de él y puede mantener la velocidad máxima
permitida a lo largo de la línea hasta que vea la indicación amarilla.
Figura 22. Representación esquemática de un sistema se señalización de tres aspectos. En la parte inferior se muestra la secuencia de señales.
Sin embargo existen realizaciones más complejas del sistema, como por
ejemplo el caso británico que muestra cuatro aspectos. Ya que se han utilizado los tres
colores principales, se introduce el concepto de que más de un foco se encuentre
iluminado al mismo tiempo. En este caso, se debe asegurar que la fusión de una de las
dos lámparas no conlleve un fallo de seguridad.
El sistema consiste en una señal roja a la entrada de la sección ocupada, una
luz amarilla en la señal que protege la sección precedente y una luz doble, de color
amarillo, en la señal que precede a esta última. Sólo en la señal que precede a la
correspondiente al doble amarillo se mostrará una señal de color verde. Es necesario
hacer notar que la señal en amarillo siempre (independientemente de si el sistema es
de dos, tres o cuatro aspectos) precede a una señal en rojo.
V
1513 17
Distancia de frenado Distancia de frenado
A R
V A
A
R
R
V
V
1513 17
Distancia de frenado Distancia de frenado
A R
V A
A
R
R
V
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 27
Figura 23. Sucesión de señales tras un tren en un sistema de señalización de cuatro indicaciones o aspectos. En primer lugar se muestra un tren rápido que debe viajar siempre siguiendo las
señales verdes para evitar el comienzo de frenado. En segundo lugar se muestra un tren lento que puede viajar siguiendo la dobles amarillas si tener que llegar a frenar.
La figura anterior muestra una señalización de cuatro aspectos con (diagrama
superior) un tren de alta velocidad con tres secciones vacías por delante de él y
(diagrama inferior) un tren más lento con dos secciones vacías por delante de él. Los
trenes más lentos pueden viajar más juntos, al necesitar menor distancia de frenado,
por lo que pueden funcionar en mayor número en un tramo de la línea.
La fusión de una de las lámparas amarillas desemboca en que la señal muestre
un solo foco amarillo lo cual es un aspecto más restrictivo y por lo tanto más seguro,
por lo que no es necesario realizar previsiones especiales para el caso de este fallo.
Figura 24. Representación esquemática de un sistema se señalización de cuatro aspectos. En la parte inferior se muestra la secuencia de señales.
2321 25
Distancia de frenado
Distancia de frenado
A R
VA
R
AA
27
AA
V
R
A
AA
V
R
A
AA
V
2321 25
Distancia de frenado
Distancia de frenado
A R
VA
R
AA
27
AA
V
R
A
AA
V
R
A
AA
V
CantónCantón Cantón
Señal Señal
Sentido de la marcha
Tren 1Tren 2
Señal
Cantón
Señal
Cantón
CantónCantón Cantón
Señal Señal
Sentido de la marcha
Tren 1Tren 2 Señal
Cantón
Señal
Cantón
CantónCantón Cantón
Señal Señal
Sentido de la marcha
Tren 1Tren 2
Señal
Cantón
Señal
Cantón
CantónCantón Cantón
Señal Señal
Sentido de la marcha
Tren 1Tren 2 Señal
Cantón
Señal
Cantón
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 28
En este sistema, el primer aspecto que supone restricción, es decir el doble
amarillo, debe encontrarse a, al menos, la distancia de frenado del tren más rápido o
con peor capacidad de frenado para que el conductor pueda comenzar el frenado en
ese punto. Por lo tanto, las señales podrán como máximo encontrarse a la mitad de esa
distancia de frenado, lo cual es el duplica el número de señales que con un sistema de
tres aspectos.
Con este último sistema de señalización un tren rápido recibe un aviso de la
existencia de una señal en rojo al menos dos cantones antes de alcanzar dicha señal.
Un tren suburbano, más lento, recibirá las mismas indicaciones pero el conductor sabe
que no necesita reducir la velocidad hasta que no haya alcanzado o incluso
sobrepasado la señal con una luz en amarillo, debido a su baja velocidad. En horas
punta estos trenes circularán a su velocidad normal bajo una sucesión de luces
amarillas. Con esto se consigue la necesaria frecuencia de trenes.
La secuencia de indicaciones de un sistema de señalización de cuatro aspectos
como el presentado anteriormente, sería como se muestra en la figura.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 29
Figura 25.
La secuencia de las cuatro señales que protegen
las secciones por detrás de un tren, sería rojo,
amarillo, doble amarillo y verde.
La figura muestra esta secuencia. En el caso
británico, las señales se encontraban a una
distancia de 700 a 800 metros en áreas con
mucho tráfico y hasta 1300 metros en áreas con
menos circulación y mayor velocidad.
La secuencia para el sistema de tres aspectos
sería la misma eliminando la señal de doble
amarillo y su sección asociada.
3.1.3 Señalización RENFE.
En este apartado se presentan las señales fundamentales utilizadas en RENFE,
se denominan así porque son las que regulan la circulación de trenes y maniobras.
Estas señales se clasifican en:
• Señal de avanzada: se sitúa delante de la señal de entrada o, en defecto
de esta, de una estación.
• Señal de entrada: la situada a la entrada de una estación o bifurcación.
• Señal de salida: la situada a la salida de una estación.
Cantón ocupado
Cantón
Cantón
Cantón
Cantón ocupado
Cantón
Cantón
Cantón
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 30
• Señal de protección: la situada delante de un cargadero (instalación
para carga y descarga con conexión a una línea mediante una o más
agujas) y la anterior que esté relacionada con ella.
• Señal intermedia: la situada, en líneas con Bloqueo Automático, entre
la de salida de una estación y la avanzada de la siguiente estación o
bifurcación.
• Señal de retroceso: la situada, en vía única, a continuación de una señal
de entrada y en vía doble, la situada en la vía contraria. De retroceso
interior, la situada a continuación de la primera aguja.
• Señal de Paso a Nivel: la situada delante de un Paso a Nivel provisto
de semibarreras automáticas.
Las señales en RENFE están situadas a la derecha de la vía en el sentido de la
marcha, o encima de la vía sobre un pórtico. En vía doble con circulación por la
izquierda, están situadas a la izquierda o encima de la vía sobre un pórtico. En vía
doble banalizada (cualquiera de las vías puede recorrerse en cualquier sentido) están
situadas en el lado exterior de la vía para los dos sentidos.
Algunos aspectos de estas señales ordenan al maquinista cambiar su modo de
conducción cambiando a condiciones de marcha especiales:
• Marcha a la vista: impone la obligación de avanzar con prudencia,
regulando la velocidad de acuerdo con la parte de la vía que aparece
por delante de él, de forma que sea posible detener el tren ante
cualquier obstáculo visible desde la cabina de conducción o ante una
señal de parada.
• Marcha de maniobras: impone al maquinista la obligación de avanzar
con prudencia, sin exceder de 30 km/h si va tirando, o de 20 km/h si va
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 31
empujando, dispuesto a parar ante cualquier obstáculo visible desde la
cabina de conducción o ante una señal de parada.
RENFE utiliza un sistema de señalización de múltiples aspectos. Hasta hace
algunos años, este consistía en tres aspectos: vía libre, anuncio de parada y parada. Sin
embargo, y debido al aumento de la velocidad de los trenes, junto con la necesidad de
incrementar la capacidad de las líneas, era necesario resolver problemas como:
• Señalización de trayectos en los que circulaban trenes de velocidad alta
(200 km/h ó más), coexistiendo con otros más lentos.
• Señalización de trayectos en los que circulaban trenes de elevada
velocidad, coexistiendo con otros trenes de cercanías que necesitaban
mayor frecuencia de circulación y por lo tanto cantones cortos.
• Distinguir entre entradas a estación a vía principal, con reducción de la
velocidad, y entradas a vía secundaria con reducción de velocidad por
agujas.
• Otros problemas provocados por algunos cambios de vía y que podían
derivar en alguno de los anteriores.
En resumen: cuando haya dos señales sin distancia de frenado entre ellas para
cierto tipo de trenes, o una señal que autorice el movimiento por una aguja que limite
la velocidad, dicha circunstancia debía ser anunciada en la señal anterior con la
máxima claridad. Para ellos los aspectos tradicionales de RENFE fueron
complementados por el aspecto de vía libre condicional.
A continuación se presentan los distintos aspectos de la señalización
fundamental RENFE.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 32
Figura 26. Vía libre.
Vía libre.
La figura presenta una señal luminosa de tres focos. En este caso
está mostrando el aspecto de vía libre, es decir foco verde
encendido de manera fija. Esta señal ordena al maquinista
circular normalmente si nada se opone.
Figura 27. Vía libre
condicional.
Vía libre condicional.
En este caso está mostrando el aspecto de vía libre condicional,
es decir foco verde encendido de manera parpadeante. Esta señal
ordena al maquinista no exceder de 160 km/h al pasar por la
siguiente señal, salvo que ésta ordene vía libre o vía libre
condicional.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 33
Figura 28. Anuncio de precaución.
Anuncio de precaución.
En este caso la señal está mostrando el aspecto de anuncio de
precaución. Para ello lucen simultáneamente los focos verde y
amarillo de manera fija.
Esta señal ordena al maquinista no exceder de 30 km/h al pasar
por:
• Las agujas de entrada, si el aspecto se presenta en la
señal de avanzada.
• Las agujas de salida, si el aspecto se presenta en la señal
de entrada.
• La señal siguiente o las agujas situadas a continuación de
ésta, si el aspecto se presenta en cualquier otra señal.
Figura 29. Anuncio de precaución.
Cuando se incluya una pantalla indicadora como en estas figuras,
el maquinista no deberá exceder la velocidad allí indicada.
Además en el caso de la figura de la derecha se indica la
dirección del desvío que tomará, a derecha o a izquierda, según
sea la situación de la pantalla.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 34
Figura 30. Preanuncio de
parada.
Preanuncio de parada.
En este caso la señal está mostrando el aspecto de preanuncio de
parada. Para ello se enciende de manera fija el foco amarillo,
incluyéndose una pantalla indicadora de velocidad.
El maquinista no deberá exceder la velocidad que indica el
número de la pantalla al pasar por la siguiente señal, salvo que
indique vía libre, vía libre condicional o preanuncio de parada.
Figura 31. Anuncio de parada.
Anuncio de parada.
En este caso la señal está mostrando el aspecto de anuncio de
parada. Para ello se enciende de manera fija el foco amarillo.
Ordena al maquinista ponerse en condiciones de para ante la
siguiente señal, o ante el piquete (indicación instalada a nivel de
la vía en el ángulo de convergencia de dos vías, que marca el
punto hasta el que es compatible la circulación por ambas vías)
de salida de la vía de estacionamiento.
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José Manuel Mera; Carlos Vera Página 35
Figura 32. Anuncio de parada inmediata.
Anuncio de parada inmediata.
En este caso la señal está mostrando el aspecto de anuncio de
parada inmediata. Para ello se enciende de manera parpadeante
el foco amarillo.
Ordena al maquinista ponerse en condiciones de para ante la
siguiente señal o al final de la vía, situados a corta distancia.
Figura 33. Parada.
Parada.
En este caso la señal está mostrando el aspecto de parada. Para
ello se enciende de manera fija el foco rojo.
Ordena al maquinista parar ante la señal sin rebasarla.
Cuando la señal tenga en el mástil la letra “P”, como en la figura
de la derecha, el maquinista reanudará la marcha, si nada se
opone, después de efectuar la parada y circulará con marcha a la
vista hasta la siguiente señal, pues puede encontrarse un tren en
cualquier momento debiendo detenerse a 50 m de él.
Figura 34. Parada.
En líneas especiales, la señal de parada puede presentarse con las
señales que se muestran en esta figura.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 36
Figura 35. Rebase autorizado.
Rebase autorizado.
En este caso la señal presenta un cuarto foco de color blanco
situado debajo de los otros tres y con una separación. El aspecto
que está mostrando es rebase autorizado. Para ello se enciende
de manera fija el foco rojo, y de manera fija o de manera
parpadeante el foco blanco.
Ordena al maquinista, dependiendo de la situación de su tren:
• Tren en entrada de estaciones: parar ante la señal y
reanudar la marcha seguidamente, si nada se opone, con
marcha de maniobras hasta el punto de parada o la
siguiente señal. Si el foco blanco parpadea, no será
necesario realizar la parada, evolucionando de la misma
forma a partir de la señal.
• Tren en el interior de estaciones: continuar con la marcha
de maniobras hasta la siguiente señal o el piquete de la
vía de estacionamiento. Cuando se trate de la salida de un
tren, sin existir señal de salida, la marcha de maniobras
se mantendrá hasta rebasar las agujas de salida.
• Tren en maniobras: circular cuando lo ordene el agente
de maniobras, pero no a marchar hasta la siguiente
estación.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 37
Figura 36. Rebase autorizado.
El mismo aspecto puede mostrarse con estas señales.
El foco blanco de la figura de la superior puede estar en
alineación horizontal o inclinada con respecto al rojo.
Figura 37. Movimiento autorizado.
Movimiento autorizado.
Esta señal ordena al maquinista en función del estado de su tren:
• Tren parado ante una señal: emprender la marcha, si nada
se opone, con marcha de maniobras hasta la siguiente
señal ateniéndose a lo que ésta ordene.
• Tren en movimiento: continuar normalmente.
• Tren en maniobras: circular cuando lo ordene el agente
de maniobras, pero no marchar hasta la siguiente
estación.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 38
Figura 38. Sucesión de señales en vía principal RENFE.
De esta forma, con las señales presentadas hasta ahora, en los trayectos en los
que se circule a más de 160 km/h se utiliza la secuencia verde, verde a destellos,
amarillo y rojo. Por otro lado, en los trayectos en los que los cantones sean cortos la
secuencia sería: verde, amarillo con número, amarillo y rojo.
Además se utiliza la señal con verde-amarillo con pantalla indicadora de
velocidad para indicar la velocidad que no debe ser rebasada al circular por
determinados aparatos de vía. El ángulo indicado indica el sentido del desvío.
Parada
200
180
160
km/h Velocidad máxima
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 39
Figura 39. Representación de la sucesión de señales en vía principal RENFE.
3.1.4 Bandas de velocidad.
En el sistema de señalización de varias indicaciones se puede decir que un tren
aproximándose a una señal de parada, y que por lo tanto va pasando por todos los
aspectos de las señales, atraviesa en su recorrido por una serie de bandas de velocidad.
En el caso del sistema británico de cuatro aspectos, la señal en verde permite alcanzar
la banda de máxima velocidad, la doble amarilla supone una banda más restrictiva de
Cantón ocupado
Cantón
Cantón
Cantón
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 40
velocidad, la amarilla una restricción mayor y la roja supone una banda de velocidad
cero. El comienzo de la banda de velocidad se encuentra siempre en la señal.
La velocidad del tren pasando por estas bandas es controlada manualmente por
el conductor. Este utiliza sus conocimientos del tren que conduce, las condiciones
locales, las posiciones de las señales y las condiciones de frenada para juzgar la
velocidad a la que debería circular. De esta forma se confía totalmente a la habilidad y
juicio del conductor para no confundir las indicaciones de las señales ni equivocar las
condiciones de frenado.
Es necesario tomar precauciones para evitar que errores de conducción puedan
derivar en accidentes.
3.1.5 Distancia de frenado de seguridad, deslizamiento.
Tal y como se ha enunciado anteriormente los trenes no pueden parar de forma
súbita. Un vehículo viajando a 160 km/h recorrería más de 1,5 km hasta detenerse.
Existe el riesgo de que un tren pudiera pasarse una señal de parada después haberse
comenzado el conductor el proceso de frenado, pero no pudiendo detener el tren en el
espacio proporcionado (por problemas en el sistema de frenado, llevar una carga
mayor de lo habitual, presencia de hojas o grasa sobre los carriles, etc.) y así golpear
al tren delantero. Esta situación podría ocurrir si el tren de delante estuviera situado
justo después de la señal que le está protegiendo. El problema puede evitarse al
imponer la existencia de un espacio extra donde el tren pare en caso de sobrepasar la
señal de peligro, la zona de deslizamiento.
En su forma más simple, el deslizamiento es una distancia para que el tren se
detenga en el caso de que se pase una señal de parada.
• Esta distancia se consigue al colocar la señal un poco antes de la
entrada a la sección, cantón, que está protegiendo.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 41
• Esta distancia se consigue, al solamente permitir que una señal muestre
vía libre si la sección que protege y además una pequeña distancia
extra (deslizamiento) están libres de trenes. De esta forma un tren
moviéndose por la línea estará protegido por dos señales rojas mientras
no abandone la zona de deslizamiento de la última señal. Esta será la
aproximación que seguiremos en este texto.
Esta pequeña distancia proporciona al conductor un margen en el que detener
su tren en caso de pequeños errores de frenado.
Al ser imposible el cálculo de todas las distancias de frenado de los diferentes
tipos de trenes, en todas las posibles circunstancias de circulación y dado que es
imposible predecir cuando va a reaccionar el conductor a la señal de parada, se utiliza
un valor fijo, por ejemplo en el caso del ferrocarril británico es de 185 metros.
Figura 40. Sistema de señalización de dos aspectos con señal repetidora, con consideración de la distancia de deslizamiento. La señal 3 indicará verde, cuando la sección entre 3 y 5 esté libre y
además la distancia de deslizamiento de por detrás de la señal 5 esté libre.
En líneas ferroviarias, el cálculo de la distancia de frenado de seguridad resulta
complicado debido a las distintas velocidades y capacidades de frenada de la variedad
de trenes que utilizan la misma línea. Se añade además en algunas áreas el problema
de proporcionar un servicio suburbano frecuente, conjuntamente con trenes regionales
y trenes de mercancías, con capacidades de frenada muy distintas. Resulta necesario
que los cantones sean cortos para permitir unos intervalos también cortos entre los
trenes suburbanos, sin embargo se hacen necesarias distancias de frenado largas para
3 5R3R 5
Deslizamiento
Sección libre
Sección ocupadaSeñal verde
Señal roja
Deslizamiento
3 5R3R 5
Deslizamiento
Sección libre
Sección ocupadaSeñal verde
Señal roja
Deslizamiento
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 42
los trenes de velocidad alta y mercancías. Este conflicto se resuelve parcialmente
mediante la utilización de la señalización de aspecto múltiple.
En ferrocarriles metropolitanos, donde todos los vehículos tienen
prácticamente las mismas características de frenado, la distancia se calcula por una
fórmula muy precisa basada en la capacidad de frenado, la pendiente del lugar
concerniente, la velocidad máxima que pueden alcanzar los trenes que pasan por esa
sección, una distancia por el avistamiento de la señal por parte del conductor y un
pequeño margen. El resultado del cálculo da como resultado la distancia de frenado de
seguridad. El deslizamiento viene incorporado en la distancia de frenado de seguridad.
3.1.6 Intervalos.
Hasta ahora se ha planteado la señalización en el contexto de la seguridad,
como método de protección de trenes y de las distancias de frenado. Sin embargo, se
ha mencionado que también existen importantes implicaciones en cuanto a la
capacidad del ferrocarril.
Naturalmente, con el fin de conseguir una frecuencia alta en el servicio de
trenes los intervalos de tiempo entre trenes deben ser cortos, es decir, los trenes deben
circular con separación temporal pequeña.
Se acepta generalmente que una cantidad de 30 trenes por hora, por cada vía,
es el límite práctico de la capacidad de un servicio suburbano de trenes o de un
ferrocarril metropolitano. Esto equivale a un intervalo de operación de dos minutos, es
decir, que los trenes pasarán por un punto dado en intervalos de 2 minutos. Este
intervalo no es equivalente al intervalo de señalización.
Una manera de medir el intervalo entre trenes es calcular la mínima distancia
posible entre dos trenes, de manera que el segundo tren nunca ve un aspecto
restrictivo, es decir sólo percibe aspectos verdes, y puede por tanto viajar a la máxima
velocidad. En este caso, para conseguir el menor intervalo las señales deben estar
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 43
colocadas a la menor distancia posible, es decir a la distancia de frenado para el caso
de un sistema de tres aspectos.
Figura 41. Secuencia mínima de trenes en un sistema de tres aspectos con consideración del deslizamiento.
En el diagrama superior el primer tren acaba de liberar la zona de
deslizamiento de la señal 17. En este momento la señal 15 cambiará de rojo a amarillo
y la señal 13 de amarillo a verde. El segundo tren debe estar en este momento en un
punto en el que no ha podido ver la señal 13 en amarillo. Para el intervalo más corto
las señales deben estar posicionadas a la menor distancia, en este caso la distancia de
frenado. Entonces una expresión simple del intervalo entre trenes será:
I3 = L + DD + 2 * DF + DV
Donde L es la longitud del tren, DD es la distancia de la zona de
deslizamiento, DF es la distancia de frenado y DV es la distancia de visibilidad de la
señal.
En el caso del sistema de cuatro aspectos, el intervalo entre dos trenes se
muestra en la siguiente figura:
Figura 42. Secuencia mínima de trenes en un sistema de tres aspectos con consideración del deslizamiento.
I4 = L + DD + 1.5 * DF + DV
2321 25
Distancia de frenado
Distancia de frenado
27
DV L
AA V A AA R A
DD
2321 25
Distancia de frenado
Distancia de frenado
27
DV L
AA V A AA R A
DD
1513 17
Distancia de frenado Distancia de frenadoDV DD L
A V R A1513 17
Distancia de frenado Distancia de frenadoDV DD L
A V R A
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 44
La diferencia entre ambas expresiones es que en el sistema de cuatro aspectos
el intervalo se reduce en solamente la mitad de la distancia de frenado, aunque el
número de señales se dobla, tal y como se expuso anteriormente.
El intervalo de señalización es más pequeño que el intervalo de operación y es
una función del servicio de trenes que podría operar si todos los trenes circularan a la
máxima velocidad para la que la línea fue diseñada sin ninguna variación. En la
realidad, esto es imposible de conseguir debido a la variación en las disposiciones de
la vía, técnicas de conducción, pequeños fallos de cronometraje, fluctuaciones de
velocidad, variación en los tiempos de parada en las estaciones etc., por lo que se
añade un margen al intervalo de señalización para proporcionar al controlador un
intervalo razonable en el que pueda lanzar trenes.
La Unión Internacional de Ferrocarriles (UIC) indica que se debe añadir un
67% al intervalo de señalización para proporcionar un intervalo de operación, para un
servicio en una línea ferroviaria de más de una hora de duración. Para un servicio de
metro intensivo en hora punta establecen un margen del 33%. El ferrocarril británico,
con el sistema de señalización de cuatro indicaciones descrito anteriormente (verde,
doble amarillo, amarillo y rojo) permite un intervalo de señalización de 90 segundos
(40 trenes por hora) con trenes circulando por encima de 150 km/h. El intervalo de
operación (el intervalo de señalización más un 33%) permite 30 trenes por hora.
3.2 Sistema de Señalización por Posición.
Este tipo de señales ofrecen distintos aspectos por medio de mostrar distintas
figuras de luces, en ellas el color es irrelevante. Algunos ferrocarriles emplean este
tipo de señales de manera exclusiva, como el Pennsylvania Central uno de los
mayores de Estados Unidos. El aspecto de parada se representa con tres luces blancas
en horizontal, el aspecto de vía libre por tres luces blancas en vertical y el aspecto de
precaución por tres luces blancas en diagonal.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 45
3.2.1 Señales de maniobra.
Habitualmente se utilizan señales de posición para indicar movimientos de
maniobras, en muchos casos alguna de las lámparas de la señal tienen colores. Para el
caso del Reino Unido la básica señal de maniobras tiene aproximadamente la forma
de un triangulo con tres lámparas, un roja y dos blancas, en la configuración que se
muestra en la figura.
Figura 43. Señal de maniobra con dos focos blancos (B) y uno rojo (R).
Una señal de maniobras tiene sólo dos aspectos: detenerse y continuar. El
aspecto de peligro se muestra por las dos luces que se encuentran en horizontal, la
izquierda de color rojo y la derecha blanco. El aspecto de continuar se muestra por las
dos luces blancas en disposición diagonal. De esta forma la lámpara inferior derecha
se encuentra siempre encendida, por lo que se la conoce como la luz pivote, dando las
otras dos el aspecto de una barrera que pivotará entorno a la primera.
Las señales de maniobra normalmente se encuentran colocadas directamente
en el suelo a nivel de la vía, sin ningún poste. En los esquemas de vía se muestran
habitualmente sin representar los distintos aspectos, sino simplemente con un símbolo
representando toda la señal y unos puntos indicando las lámparas. Para esta señal se
pueden encontrar cuatro configuraciones dependiendo del lado de la vía en que se
sitúe y la dirección de movimiento para la que sea visible, tal y como se muestra en la
figura.
R
B
BR
B
B
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 46
Figura 44. Representación de señales de maniobras en esquemas de vías.
Existe una variación de la señal anterior que utiliza cuatro lámparas (dos rojas
y dos blancas) en lugar de tres, eliminando la luz pivote. En este caso la indicación de
peligro se muestra de una forma distinta: dos luces en horizontal pero ambas rojas,
mientras que la indicación de continuar es idéntica.
Figura 45. Variación de una señal de maniobra con dos focos blancos (B) y dos rojos (R).
Un ejemplo típico de utilización de señales de maniobra es mover trenes hacia
y desde las vías laterales. Debido al miedo a tomar una aguja de cara que existía en
los principios del ferrocarril muchas vías laterales están conectadas a la vía principal
en la dirección opuesta, lo cual significa que para entrar en la vía lateral el tren deberá
invertir su dirección de movimiento. Esta configuración se muestra en la siguiente
figura.
R
B
R
B
R
B
R
B
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 47
Figura 46. Representación de esquema de vías con señales de maniobra, aguja para ser tomada en dirección opuesta a la del avance.
El tren destinado a entrar en la vía lateral será primero detenido por un aspecto
de peligro en la señal 51, habiendo pasado, pero no visto pues está colocada para la
otra dirección, la señal 202. En ese momento la señal de maniobras 202 será abierta
indicando un aspecto de avanzar y el tren podrá moverse hacia la vía lateral. La
distancia entre las señales 202 y 51 debe ser suficiente para que el tren más largo que
vaya a usar la línea pueda encajar entre ellas. La señal de maniobras 201 está prevista
para poder mover trenes desde la vía lateral a la principal, quedando entonces bajo el
control de la señal 51. En otras disposiciones la señal 201 podría ser una señal
principal en lugar de una de maniobras.
3.2.2 Señales subsidiarias.
Cuando la entrada en la vía lateral se toma en la dirección del movimiento
principal, la situación es un poco más complicada. Exista una regla dentro de la mayor
parte de los reglamentos de circulación que expresa que la indicación de una señal
principal sólo puede sobrepasada (dar una indicación menos restrictiva) por otra señal
principal. Por lo tanto, la entrada a un vía lateral debe estar controlada por una señal
de maniobra no por una principal. La solución entonces consiste en montar la señal de
maniobras en el mismo poste que la señal principal de detención. En esta situación la
señal de maniobras se muestra como una señal subsidiaria y no requiere del foco rojo.
201
202
51
201
202
51
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 48
La señal subsidiaria se encuentra normalmente apagada y sólo se enciende (con los
dos focos blancos en diagonal) cuando muestra el aspecto de avanzar.
Figura 47. Representación de un esquema de vías con señal de maniobras subsidiaria.
Para entrar en la vía lateral de la figura anterior, el tren es primero detenido
por un aspecto de peligro en la señal principal 55. Una vez que se ha comprobado que
el tren se ha detenido, la señal subsidiaria es abierta solicitando al conductor que
sobrepase el aspecto rojo de la señal principal y entre en la vía lateral. El resto de
trenes que pasen por la vía principal no verán ningún foco rojo en la señal subsidiaria.
3.2.3 Señales de maniobra avanzadas.
En algunas circunstancias puede no ser posible colocar la señal cerca de la
entrada a la vía lateral, necesitándose una señal adicional, 207 en la figura,
especialmente si existen otras desviaciones no mostradas en la figura.
Figura 48. Representación de un esquema de vías con señal de maniobras subsidiaria y señal de maniobras avanzada.
Sin embargo, en este caso cualquier tren que circule por la vía principal verá el
aspecto rojo de la señal 207. Como es conocido no se permite a un conductor
sobrepasar ninguna señal en rojo sin antes detenerse, por ello se deberán realizar
provisiones especiales para este caso. Si el operador desea establecer una ruta que
pase por la señal principal 55 entonces la señal de maniobra 207 mostrará aspecto de
avanzar, eliminando la posibilidad de ver la indicación roja. El enclavamiento
5555
55
207
55
207
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 49
realizará esta configuración automáticamente sin que el operador tenga que realizar
ninguna acción. Este tipo de señales son conocidas como señales de maniobra
avanzadas.
La señal 55 necesita de una señal subsidiaria, ya que la indicación una señal
principal no puede sobrepasada por una señal de maniobras. Sin embargo, las
indicaciones de las señales principales pueden sobrepasara a las de una señal de
maniobra avanzada a otra señal principal.
De esta forma si se quiere dirigir un tren a la vía lateral, se comenzará por
detenerlo en la señal 55, para posteriormente abrir la señal subsidiaria y permitirle
avanzar hasta la señal 207 que le indicará si debe seguir o detenerse.
3.2.4 Señal amarilla de maniobras.
En el caso de una disposición de vías un poco más complicada como la
mostrada en la figura, los trenes pueden tener que moverse arriba y abajo entre A y B
mientras estén realizando maniobras.
Figura 49. Representación de un esquema de vías con señal amarilla de maniobras.
Sin embargo, el operador debe concentrarse en la vía principal y no
preocuparse de los movimientos que tienen lugar en las vía laterales de maniobras.
Para ello la señal 201 puede disponer de un foco amarillo sustituyendo al rojo, esto
AM
BA
202
AM
BA
202
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 50
permitiría a los conductores sobrepasar la señal siempre y cuando no estén siendo
dirigidos a la vía principal. En consecuencia, el operador sólo necesita preocuparse de
la señal 201 cuando un tren necesita entrar en la vía principal desde la vía de
maniobras.
3.2.5 Señal de límite de maniobras.
El último tipo de señal de maniobras que se va a introducir es el equivalente a
una señal principal indicando peligro, y es conocida como Límite de Maniobras
(LDM). Posee sólo dos lámparas, ambas rojas, dispuestas en las posiciones
horizontales de la señal. Esta señal está iluminada permanentemente. El símbolo para
los esquemas de vía tiene sólo dos puntos en horizontal.
3.2.6 Resumen de señales de maniobra.
La siguiente figura muestra el uso de los cuatro tipos de señales de maniobra
que se han descrito.
Figura 50. Representación de un esquema de vías con distintas señales de maniobra.
La entrada en la vía lateral desde la vía principal 1 se realizará por medio de la
señal subsidiaria de la señal 61, mientras que entrar desde la vía principal 2 se
realizará desde la señal de maniobras 253. La señal de salida de la vía de maniobras,
254, es una señal de maniobras amarilla. Esta señal dirige directamente a la señal
25461
253
58
LDM
AM
Sentido directo
Sentido inverso
25461
253
58
LDM
AM
Sentido directo
Sentido inverso
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 51
principal 58 en la vía 2, o a la señal de LDM en la vía 1. En este último caso, el tren
deberá cambiar su dirección de movimiento y continuar en la dirección de la vía 1
cuando la señal 61 se abra.
3.2.7 Movimientos de entrada en andén ocupado.
Los movimientos de maniobras descritos hasta ahora implicaban trenes que no
llevaban pasajeros, es decir composiciones que estaban en preparación o vacías. Sin
embargo, existe un movimiento de maniobras que afecta a trenes con pasajeros, éste
se produce cuando es necesario unir dos trenes que parten de orígenes distintos,
situándolos primero en el mismo andén.
Figura 51. Representación de un esquema de vías con un tren estacionado en andén y otro entrando en el mismo andén.
En el diagrama se muestra una estación con el primer tren estacionario en el
andén, un segundo tren que se aproxima desde la señal 71 necesita entrar en el andén
para unirse con el primer tren. El primer tren debe mantener la señal 71 en un aspecto
de peligro al ocupar el andén, de forma que el segundo tren no puede avanzar. Para
lograr el objetivo es necesario incluir una señal subsidiaria en la señal 71, lo cual
permitirá llamar al segundo tren para que entre en el andén. Cuando se compruebe que
el segundo tren se encuentra detenido delante de la señal 71, la señal subsidiaria
cambiará (sin que el operador tenga que realizar ninguna acción) y mostrará un
aspecto de avanzar para permitir al conductor sobrepasar la indicación roja y entrar en
el andén de manera cuidadosa.
7571
73
Andén
7571
73
Andén
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 52
3.2.8 Señalización de maniobras e indicación de RENFE.
En este apartado se presentan las señales de maniobras utilizadas en RENFE.
Figura 52. Parada.
Parada.
En este caso la señal está mostrando el aspecto de parada. Para
ello se enciende de manera fija un foco rojo.
Ordena al maquinista parar ante la señal sin rebasarla.
Figura 53. Rebase autorizado.
Rebase autorizado.
El foco blanco de la figura superior puede estar en alineación
horizontal o inclinada con respecto al rojo.
Ordena al maquinista, dependiendo de la situación de su tren:
• Tren en entrada de estaciones: parar ante la señal y
reanudar la marcha seguidamente, si nada se opone, con
marcha de maniobras hasta el punto de parada o la
siguiente señal. Si el foco blanco parpadea, no será
necesario realizar la parada, evolucionando de la misma
forma a partir de la señal.
• Tren en el interior de estaciones: continuar con la marcha
de maniobras hasta la siguiente señal o el piquete de la
vía de estacionamiento. Cuando se trate de la salida de un
tren, sin existir señal de salida, la marcha de maniobras
se mantendrá hasta rebasar las agujas de salida.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 53
• Tren en maniobras: circular cuando lo ordene el agente
de maniobras, pero no a marchar hasta la siguiente
estación.
Figura 54. Movimiento autorizado.
Movimiento autorizado.
Esta señal ordena al maquinista en función del estado de su tren:
• Tren parado ante una señal: emprender la marcha, si nada
se opone, con marcha de maniobras hasta la siguiente
señal ateniéndose a lo que ésta ordene.
• Tren en movimiento: continuar normalmente.
• Tren en maniobras: circular cuando lo ordene el agente
de maniobras, pero no marchar hasta la siguiente
estación.
Figura 55. Indicadora de entrada.
Indicadora de entrada.
Esta señal se instala a continuación de la señal de entrada de
algunas estaciones.
Cuando muestra el aspecto de la superior, indica al maquinista
que el itinerario está establecido por la vía directa.
Cuando muestra el aspecto de la inferior indica al maquinista
que el itinerario está establecido por la vía desviada.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 54
Figura 56. Indicadora de salida.
Indicadora de salida.
Esta señal se instala cuando no sea visible la señal de salida de
la estación.
Indica al maquinista en función del estado de su tren:
• Tren parado ante la señal: emprender la marcha hasta la
señal de salida ateniéndose a lo que ésta ordene.
• Tren en movimiento: circular normalmente.
Figura 57. Indicadora de dirección.
Indicadora de dirección.
Esta situada en las estaciones o en plena vía y se instala en el
mástil de otras señales o aislada.
Indica que vía tomarán los trenes o las maniobras.
Si la señal indicara una vía distinta de la que deba seguir el tren
o maniobra, ordena al maquinista no emprender la marcha o
detenerse y comunicarlo al agente que tenga a su cargo la señal.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 55
4 SEGURIDAD ANTE FALLOS, SISTEMA VITAL.
El término “seguridad ante fallos” (fail safe) apareció en los tiempos de la
señalización mecánica. Entonces una señal indicaba peligro si un brazo mecánico se
extendía de forma horizontal y vía libre si el brazo se levantaba hasta formar un
ángulo de 45º. Si el brazo no conseguía alcanzar este ángulo por un defecto en el
cable encargado de levantarlo o por peso de nieve encima o cualquier otra
circunstancia, la señal seguía indicando parada, por lo cual el sistema se podía decir
que resultaba seguro ante el fallo. La misma lógica se utiliza para la señalización
mediante circuitos de vía, cualquier fallo en la transmisión de corriente por los carriles
provocará el cierre de la señal y la correspondiente indicación de peligro.
En sistemas eléctricos se diseña de modo que la ausencia de corriente
provoque la reacción segura, evitando de esta manera que una pérdida de fluido
eléctrico pueda generar una situación peligrosa. En el caso del sistema AWS de la
British Railway donde un imán situado en la vía que avisa al conductor de que la
siguiente señal está en verde, se requiere de una corriente que fluya por el mismo para
generar esta señal. La ausencia de corriente por cualquier razón, incluido el fallo,
producirá un bocinazo de aviso en la cabina, incluso si la señal se muestra en verde.
El equipo, por tanto, se dice que es seguro ante el fallo.
Con la electrónica moderna, que no tiene partes móviles, se utiliza el término
“vital”. Este término se puede definir como el método más fiable para prevenir una
situación de inseguridad, por ejemplo, un sistema de votación de 2 contra 1 en el caso
de los ordenadores, procesamiento paralelo por métodos diferentes para alcanzar el
mismo resultado, “desconfianza en las indicaciones humanas” para controlar la
seguridad de los sistemas y un alto grado de fiabilidad en los componentes.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 56
5 SISTEMAS DE DETECCIÓN DE TREN.
Tal y como ha quedado expuesto en el punto anterior, en los tiempos iniciales
de la señalización eran los jefes de estación los encargados de conocer la posición de
los trenes de forma que no permitían a una circulación continuar con su movimiento
hasta que había transcurrido un determinado tiempo desde que pasó la última o hasta
que ésta había llegado a la próxima estación. Sin embargo, este tipo de sistema de
“posicionamiento” del tren contiene importantes fallos de seguridad, además de
reducir enormemente la capacidad de la línea.
Siendo la detección de la ocupación y liberación de secciones de la vía un
requerimiento esencial en la señalización, se han desarrollado varios métodos que
permiten conocer si existe algún vehículo (parado o en movimiento) dentro de una
determinada sección. Los dos principales métodos empleados en la actualidad son los
circuitos de vía y los contadores de ejes.
5.1 Circuitos de vía.
Actualmente los trenes son monitorizados y vigilados de forma automática
mediante circuitos de vía. Los circuitos de vía fueron probados por primera vez en los
Estados Unidos hacia el 1890 y poco después aparecieron en Gran Bretaña. El metro
de Londres fue el primer usuario a gran escala, en el periodo de 1904 a 1906.
Las corrientes de baja tensión aplicadas a los carriles provocan una señal, que
por medio de la actuación de relés, originariamente, o de circuitos electrónicos, más
recientemente, producen un aspecto de la señal indicando vía libre. El flujo de
corriente se verá interrumpido por la presencia de las ruedas de un tren. Esta
interrupción provoca que la señal de protección de esa sección muestre una indicación
de parada.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 57
Figura 58. Esquema de un circuito de vía libre.
El diagrama superior muestra como funciona el circuito de vía en un tramo de
vía. Se coloca una batería de bajo voltaje en uno de los carriles del circuito de vía,
estableciendo el retorno en el otro carril. Un relé colocado en la entrada de la sección
detecta el voltaje y permite el paso de corriente, conectando una fuente de suministro
a la señal de luz verde.
Figura 59. Esquema de un circuito de vía ocupado.
Cuando el tren entra a la sección, el eje delantero cortocircuita la corriente,
provocando que el relé pierda la tensión, pierda el contacto y la fuente de tensión
suplementaria activa la luz roja.
En principio cabría la posibilidad de diseñar el circuito de vía para que la señal
indicara vía libre cuando no pasara corriente por el relé y peligro cuando el relé
semáforo
raíles
batería
aislamiento
rele
Tramo 1500 metros
Dirección de circulaciónsemáforo
raíles
batería
aislamiento
rele
Tramo 1500 metros
Dirección de circulación
semáforo
raíles
batería
aislamiento
rele
Tramo 1500 metros
Dirección de circulación
Eje del tren
semáforo
raíles
batería
aislamiento
rele
Tramo 1500 metros
Dirección de circulación
Eje del tren
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 58
estuviera energizado. Sin embargo, en este caso si por cualquier motivo se cortara la
corriente durante la ocupación de la sección por un tren, la señal indicaría vía libre.
Con este comportamiento el sistema produciría fallos que pondrían en grave
compromiso la seguridad.
Sin embargo, con el diseño presentado anteriormente, cualquier causa de
interrupción de la corriente, distinta de la ocupación de la sección por un tren, provoca
que la batería no suministre corriente al circuito, el relé también quede sin excitación
y permite que la corriente encienda la luz roja del semáforo, lo que provocará una
señal de parada. Con este sistema se provoca que cualquier fallo provoque una señal
de peligro. Este tipo de sistemas se conoce como “seguro ante fallos” o “vital”. Una
señal de libre sólo se mostrará si la corriente fluye.
Lo anterior es una descripción simplificada del circuito de vía. La realidad es
algo más compleja. Un circuito de vía está normalmente separado eléctricamente de
los tramos adyacentes mediante juntas aislantes colocadas en los raíles. Sin embargo,
las instalaciones más modernas usan la electrónica para trabajar con líneas
electrificadas sin la necesidad de estas juntas. Además, algunas zonas montan
circuitos adicionales que permiten que las señales se mantengan en rojo manualmente
desde un armario de señales o un centro de control, incluso cuando el tramo está
vacío. Si nos referimos a las agujas la complejidad aumenta.
5.1.1 PROBLEMAS DE LOS CIRCUITOS DE VÍA.
El uso práctico de los circuitos de vía presenta una serie de problemas. El
primero de ellos está relacionado con la tracción eléctrica de los trenes: parte de la
corriente de retorno a la subestación viaja por los raíles, de forma que se debe diseñar
el circuito de vía para que no se vea afectado por estas corrientes, incluso en
situaciones de fallos. Por otro lado, las juntas de aislamiento que se utilizaban
habitualmente, evitan el retorno de la corriente.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 59
El primer problema se resuelve por el hecho de que cuando las corrientes
alterna y continua se encuentran juntas en un circuito, se comportan de manera
independiente, no afectándose entre ellas. Por tanto se elige un circuito de vía que
funcione con el tipo de corriente opuesto al de tracción. En casos en los que sea
necesario que convivan circuitos de vía de alterna con tracción en alterna, es posible
separar ambas funciones utilizando corrientes de distinta frecuencia, que en general
(siempre que una no sea múltiplo de la otra) se comportarán independientemente.
El segundo problema puede resolverse de diferentes maneras. En áreas de
tracción con electricidad continua se emplean impedancias (bobinas) para evitar que
pase la electricidad alterna entre zonas de carriles y permitir el paso de la corriente
continua de retorno. Si la corriente de tracción es alterna, entonces es posible que uno
de los carriles sea continuo, de forma que retorne la corriente por él, mientras que el
otro carril tiene juntas de aislamiento, transportando así la señal de ocupación del
circuito de vía.
Otra solución es usar circuitos de vía que no necesiten junta en absoluto. Este
tipo de circuitos emplean corriente alterna y trabajan con una serie de varias
frecuencias. Con el fin de asegurar que no existe interferencia entre los circuitos
adyacentes, las frecuencias de trabajo se van eligiendo rotativamente, de forma que
circuitos con la misma frecuencia se encuentren separados por varios circuitos con
otras frecuencias. Además se instalan dispositivos que ofrecen elevada resistencia al
paso de corrientes de una determinada frecuencia, actuando así como juntas eléctricas.
Otros problemas de los circuitos de vía son originados por el hecho de que su
principio de funcionamiento se base en el buen contacto que existe entre la rueda y el
carril, y la posibilidad de transmitir corriente por él. Cada vez los trenes pesan menos
con lo cual tienen más tendencia a “saltar” perdiendo el contacto con el carril. Los
vehículos cada vez circulan de forma más recta en lugar de realizar un amplio
movimiento de lazo, lo que contribuye a que la cabeza de carril no se limpie tan bien
como antes. La introducción de los frenos de disco ha eliminado las viejas zapatas que
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 60
se aplicaban directamente sobre la superficie de rodadura limpiándola. Todo ello
facilita la formación de capas de óxido que dificultan la transmisión de corriente.
5.2 Contadores de ejes.
El principio del contador de ejes es que el número total de ejes (aunque en
realidad cuenta ruedas) que entran en una sección, debe ser igual al número de ejes
que salen por el otro extremo de la sección de vía, para considerarla libre.
Los contadores de ejes tienen la ventaja de no verse afectados por los posibles
problemas de contacto entre la rueda y el carril o los problemas de retorno de las
corrientes de tracción que sufren los circuitos de vía. Además no requieren de la
instalación de juntas de aislamiento en los carriles. Por otro lado, no es posible con
ellos detectar la rotura del carril, función que sí realizan los circuitos de vía.
Los contadores de ejes han venido usándose para resolver la detección del tren
en lugares donde los problemas de los circuitos de vía impedían su utilización.
El principio de funcionamiento consiste en la detección del paso de la rueda
sobre uno de los carriles por medio de cabezas detectoras colocadas junto al carril.
Cada cabeza consiste en un transmisor y un receptor. El transmisor, situado a un lado
del carril, produce un campo magnético sobre la cabeza del carril. El receptor, al otro
lado del carril, detecta este campo y genera una corriente que es leída en el control del
equipo. El paso de una rueda modifica el campo magnético creado por el transmisor
de forma que el receptor invierte la polaridad de la corriente de salida del receptor. De
esta forma es posible contar el número de ruedas que pasan por el detector.
En la realidad, cada punto de detección está formado por dos cabezas
detectoras funcionando a frecuencias distintas. Al estar situadas en parejas, ahora no
sólo es posible contar las ruedas, sino detectar el sentido del movimiento del vehículo,
sabiendo así si entra o sale de la sección. Las salidas de cada uno de los detectores se
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 61
introducen en una unidad de evaluación que se encarga de contar los cambios en cada
una de las señales.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 62
6 SEÑALIZACIÓN EN CABINA.
El sistema de protección de los cantones con señales fijas, como se ha descrito
anteriormente, ha sido utilizado por los ferrocarriles de todo el mundo de una forma u
otra durante más de 100 años. No obstante, tiene un serio inconveniente. El sistema
confía de forma plena en la vigilancia del conductor. Si el conductor de un tren que se
acerca a una sección o cantón, que se encuentra ocupada, no advierte la señal de
parada, podría entrar en la sección ocupada y colisionar con el tren que se encuentra
allí. Para prevenir que esto ocurra se han adoptado algunos sistemas que tienen como
misión el avisar al conductor de un requerimiento de parada y forzarle a hacerla. Estos
sistemas se conocen como señalización en cabina puesto que permiten al conductor
disponer dentro de la propia cabina de las indicaciones, más o menos complejas, del
sistema de señalización.
Los sistemas más simples, pero efectivos, están basados en la idea de que
cuando se produce una señal de color verde, se produzca una indicación acústica y/o
visual en la cabina del conductor. Si la señal muestra alguna otra indicación, lo que se
produce es una indicación acústica y/o visual muy distinta de la anterior. El conductor
debe percibirse de esta indicación en un plazo de tiempo fijado, dentro del cual deberá
pulsar un botón de reconocimiento. Si no lo hace, se activará el freno de emergencia
que detendrá el tren. Existen distintos niveles de aviso en función de cómo de
restrictiva sea el aspecto de la señal que se esté indicando.
En algunas ocasiones, también se genera una indicación visual que sirve de
recordatorio de actuación una vez que el sonido ha cesado.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 63
6.1 Sistemas de protección del tren.
Un sistema de señalización en cabina permite al conductor cancelar el aviso
conforme se acerca a la señal. Esto significa que si confirma el aviso pero después
comete un fallo y no acciona el freno su tren podría colisionar con el tren situado
delante. La única manera de prevenir esta situación es adoptando, conjuntamente con
el sistema de señalización en cabina, un sistema de protección del tren.
Un sistema muy simple de protección del tren es el utilizado en el Metro de
Londres. A este sistema se le conoce como “TrainStop”, parada de tren. Consiste en
un brazo mecánico, una especie de antena colocada en la vía y al lado de cada señal.
Cuando la señal está en rojo la antena se eleva y golpea físicamente un dispositivo
colocado en los trenes, al paso del tren por la señal. Esta actuación provoca la parada
del tren al cortar la potencia en los motores y generar la actuación de los frenos de
emergencia. Cuando la señal está en verde la antena se baja y el tren puede pasar de
forma libre. El sistema es una forma simple de Protección Automática de Trenes
(ATP – Automatic Train Protection). Se utilizó por primera vez en el Reino Unido en
1904, habiendo importado la idea de Estados Unidos y ha sido utilizado por un gran
número de sistemas en todo el mundo. Las versiones más modernas son los ATP
basados en sistemas electrónicos.
6.2 ATP, ATO y ATS.
Existen algunas siglas, normalmente usadas, que se refieren a varios sistemas
de control de trenes, a continuación se exponen sus definiciones:
• ATP (Automatic Train Protection): es el Sistema de Protección
Automática de Trenes. Los trenes que lo utilizan pueden ser, y
frecuentemente son, conducidos manualmente por el conductor, que se
encarga de controlar la potencia y el frenado y controlar la velocidad
del tren frente a una velocidad máxima suministrada por el sistema. No
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 64
es necesario que se suministre un control centralizado puesto que la
integridad del sistema es determinada localmente.
• ATO (Automatic Train Operation): es un sistema que sirve para
controlar la potencia y el frenado del tren de manera automática.
Debido a que cuando se activa este sistema, el conductor no tiene el
control, es necesario instalar el sistema ATP junto con éste. ATO no
puede trabajar sin ATP. La mayoría de los sistemas ATO permiten el
conductor conducir manualmente, pero aún esta situación no puede
sobrepasar las indicaciones del sistema ATP. El control centralizado
tampoco es necesario.
• ATC (Automatic Train Control): control automático de tren. Es el
resultado de la combinación de los sistemas ATP y ATO descritos
anteriormente.
• ATS (Automatic Train Supervision): supervisión automática del tren.
Está basado en el control centralizado de los movimientos de los
trenes. Fue utilizado por primera vez antes de que los sistemas ATO y
ATP estuvieran disponibles. El control central posee una visión
completa de la línea y puede ordenar movimientos donde sea
necesario.
Originariamente, esta misión era realizada enviando mensajes
telefónicos a los jefes de estación y al personal encargado de la
señalización para controlar las rutas. Actualmente, esta función se hace
automáticamente por ordenador y, cuando es necesario realizar alguna
intervención particular, el controlador actúa manualmente.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 65
6.3 Protección Automática de Trenes (ATP, Automatic Train Protection).
El papel del ATP es garantizar la conducción segura del tren en todo
momento, con respecto a la velocidad de la línea, la velocidad permitida del material
rodante y otras limitaciones, juntamente con el requisito más básico de cumplir con
las indicaciones de la señalización. Para conseguirlo, los trenes llevan embarcada una
computadora que garantiza que el tren no sobrepasa la velocidad segura de
circulación.
Para calcular esta velocidad segura, la computadora embarcada necesita
conocer una serie de datos de distintas fuentes:
• Velocidad y distancia avanzada actuales del tren: se obtiene de
tacogeneradores montados en los ejes o de radares Doppler para medir
la velocidad.
• Longitud del tren: dato introducido por el conductor, o configuración
automática cuando se trata de una unidad autopropulsada de
composición fija.
• Comportamiento en frenado del tren: puede introducirse o modificarse
por el conductor, también puede estar preprogramado para un tren
específico.
• Máxima velocidad del tren: para unidades de composición fija esto
sería una constante preprogramada, pero para trenes de composición
variable dependerá del vehículo de velocidad más restrictiva, que
puede introducir el conductor.
• Datos de la ruta: perfiles de gradientes, máxima velocidad (en el punto
actual y siguiente cambio). Estos datos pueden obtenerse de un mapa
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 66
de la línea que el tren lleve preprogramado o puede ser transmitido al
tren desde la vía conforme éste avanza.
• Distancia objetivo: esta información le comunica a la computadora del
tren la distancia que el tren puede recorrer antes de detenerse. Esta
información puede también utilizarse para marcar puntos de reducción
de velocidad bien fija o bien temporal. Esta información tiene que
transmitida periódicamente al tren para registrar los cambios en la
señalización.
Para cada una de las categorías anteriormente listadas existe más de un forma
de obtener la información, lo cual se refleja en los distintos sistemas de ATP
desarrollados y utilizados por cada administración ferroviaria.
6.3.1 Operación del ATP.
En los sistemas de ATP el ordenador de abordo calcula continuamente la
máxima velocidad permitida, considerando la información anteriormente presentada,
y se la muestra al conductor bien sea por medios gráficos, numéricos u otros. Al
mismo tiempo la computadora vigila la velocidad real del tren y la compara con la
velocidad máxima calculada. Si la velocidad real del tren no sobrepasa la máxima,
incluyendo un pequeño margen de unos 5 km/h, el sistema no realiza ninguna acción.
Sin embargo, si ese límite se ve sobrepasado se activará una alerta sonora y visual,
dependiendo del sistema concreto. Si entonces el conductor reacciona y reduce la
velocidad del tren por debajo del límite el sistema vuelve al estado de reposo.
Alternativamente, si el conductor no logra reaccionar a tiempo para reducir la
velocidad del tren o la velocidad permitida se sobrepasa por un margen mayor, por
ejemplo 8 km/h, el ordenador de abordo intervendrá sobre el equipo de frenado. Los
frenos del tren será activados de forma automática, y el conductor no podrá liberarlos
hasta que la velocidad del tren se sitúe un margen por debajo de la permitida o hasta
que el tren se detenga, dependiendo del sistema. Si el conductor no intentase liberar
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 67
los frenos, éstos seguirían aplicados hasta que el tren se detuviese, evitando así que el
tren continúe andando si el conductor no pudiese tomar el control, quizá por haberse
indispuesto.
La velocidad máxima del tren variará conforme este avanza por la ruta y se
producen cambios en el estado del sistema de señalización. En el caso de que se
produzcan reducciones de velocidad, por ejemplo al acercarse a una limitación de
velocidad permanente de valor menor a la que tiene actualmente, el ordenador de
abordo calculará un punto a partir del cual es necesario comenzar a frenar para llegar
a la limitación con la velocidad reducida de forma adecuada. Para ello considerará el
gradiente de la vía, las características de frenado del tren, etc. Dado que estos cálculos
se producen constantemente conforme el tren avanza aproximándose a la restricción
de velocidad, el resultado es una serie de datos de velocidad máxima que el equipo
utiliza como una velocidad de comparación con la velocidad real del tren. De esta
forma el conductor recibe un aviso si el tren está frenando de forma insuficiente y el
sistema de ATP interviene si la diferencia entre la curva de frenado requerida por el
equipo y la realizada por el tren es excesiva.
Con el comportamiento explicado anteriormente, el acercamiento a una
reducción de velocidad se presentaría al conductor como una serie de reducciones
continuas de velocidad, lo cual puede resultar bastante difícil de seguir y cansado, por
otro lado los conductores prefieren saber la razón del cambio de velocidad. Es
habitual informar al conductor de la velocidad objetivo, que será la siguiente
restricción de velocidad o cero para una señal en rojo, y una indicación de la distancia
objetivo a la cual se encuentra dicha restricción. Adicionalmente cuando se recibe esta
información se activa algún tipo de advertencia sonora para atraer la atención del
conductor. La distancia objetivo puede ser la distancia real o puede ser una indicación
de cuantas señales faltan para llegar a la señal en rojo. En otros casos, para
restricciones temporales de velocidad se asume que el conductor conoce la línea y por
lo tanto sabe cuando empieza la restricción, por lo cual no se le ofrece la información
de distancia.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 68
Para los casos de incremento de la velocidad permitida, esto puede suceder en
cualquier punto de la ruta, por ejemplo por indicaciones del sistema de señalización
como apertura de una señal, o en puntos concretos, por ejemplo al salir de una
limitación de velocidad o pasar una aguja. En estos últimos casos es necesario
considerar la longitud del tren, la velocidad no puede aumentarse hasta que todo el
tren ha salido de la restricción o sobrepasado la aguja, por lo que la limitación de
velocidad es ampliada con la longitud del tren.
6.3.2 Formas de obtención de los datos de vía.
Aunque algunos de los datos necesarios para el funcionamiento del ATP sólo
conciernen al tren, otros tales como la información del estado de la línea por delante
del tren necesitan ser obtenidos del sistema de señalización. Además mientras en
ferrocarriles pequeños es posible que los trenes lleven información de la ruta que van
a recorrer tal como gradientes y restricciones permanentes de velocidad, en otros
mayores no se puede cargar a todos los trenes con todas las posible rutas, no sólo por
la capacidad de almacenamiento sino también por el mantenimiento de la
información. Para estos casos, la información está programada en equipamiento
instalado en la vía, y los trenes reciben aquella información que necesitan para
progresar por la ruta.
La información de señalización y los datos de la ruta pueden ser enviados al
tren por diferentes medios:
• Lazos de inducción: lazos de cable dispuestos entre los carriles, pueden
ser cortos en la proximidad de la señal o continuos.
• Cable radiante: permite transmisión continua entre el tren y la vía
• Balizas: son elementos situados entre los carriles que transmiten
información conforme el tren pasa por encima de ellos.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 69
• Circuitos de vía codificados: códigos de radio transmitidos por los
carriles indican al tren la máxima velocidad permitida. Se suele utilizar
en ferrocarriles metropolitanos donde todos los trenes tiene el mismo
comportamiento.
• Radio: permite transmisión continua por medio del empleo de sistemas
de comunicación como el GSM.
En la lista anterior es posible distinguir entre dos filosofías distintas:
transmisión continua y transmisión intermitente. La solución de transmisión
intermitente tiende a ser más barata al requerir menos infraestructura instalada y
mantenida, pero ofrece mayores limitaciones.
• El sistema de transmisión continua utiliza circuitos de vía, cables
situados entre los raíles o radio (GSM-R), para transmitir los datos al
tren conforme este avanza. Las antenas montadas en el tren detectan el
flujo de datos y se los pasa a los procesadores de abordo del sistema de
señalización.
• El sistema de balizas utiliza transmisores pasivos situados entre los
raíles. El tren transmite una señal constante que activa
automáticamente la baliza al atravesarla y entonces se emiten los datos
al tren.
Cuando un tren se acerca a una señal en rojo, el ATP supervisará su velocidad
hasta que se detenga delante de la señal. Si la señal cambiará a un aspecto menos
restrictivo durante esta aproximación, con sistemas de transmisión continua, el tren
sería inmediatamente informado y el conductor podría comenzar a aumentar su
velocidad. Es necesario señalar que existen limitaciones tecnológicas, además de
económicas. La longitud de los circuitos de vía que pueden utilizarse para transportar
este tipo de datos tiene un límite que provoca que en algunas ocasiones, los circuitos
de vía tengan que dividirse en dos para adecuarse a la transmisión de datos.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 70
Sin embargo, con sistemas de transmisión intermitente, la información a bordo
del tren no será actualizada hasta que pase por el siguiente punto de transmisión
(baliza o lazo) y el conductor deberá seguir frenando hasta entonces, incluso si la
señal está siendo vista por éste. Esto causa innecesarios retrasos, reduce la capacidad
de la línea y provoca frustración en los conductores al no poder realizar su trabajo de
forma óptima.
Una solución intermedia para resolver este problema de los sistemas de
transmisión intermitente es instalar balizas avanzadas (conocidas como infill) o
alargar el lazo, de forma que los trenes puedan obtener información de la señalización
en más puntos entre señales. El diseño del posicionamiento de estos dispositivos de
información avanzada se puede hacer de forma que reduzca al máximo los retrasos y
aún sea más barato que instalar un sistema de transmisión continua.
6.4 Implementación del ATP en ferrocarriles metropolitanos.
La señalización utilizada en un metro con rutas de alta densidad de tráfico se
basa en los mismos principios que la señalización en líneas de ferrocarril importantes.
La línea está dividida en circuitos de vía y cada circuito de vía está protegido por una
señal, pero en el metro son más cortos, por lo que el número de trenes que utilizan la
línea se puede incrementar. Originariamente, la señalización estaba basada en el
sistema más simple de dos indicaciones (rojo/verde). Las velocidades no eran
elevadas, por lo que la señalización con tres indicaciones no era necesaria y las
señales amarillas sólo se colocaban cuando la visibilidad era reducida.
Muchas rutas de metro corren por túneles. Así, desde hace mucho tiempo se
instauró un equipo adicional con el fin de ayudar a la visualización de las señales. A
este método se le llamó protección automática del tren (ATP). Puede ser mecánica o
electrónica. El metro londinense, por ejemplo, utiliza las dos formas en sus líneas,
dependiendo de la antigüedad de la instalación. La más antigua es la versión mecánica
y la llamada “Trainstop”. La versión electrónica depende del fabricante.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 71
Para las operaciones del metro moderno se ha adoptado el principio de
señalización de aspecto múltiple para proporcionar sistemas sofisticados de protección
automática de trenes (ATP). En vez de utilizar las señales de luces dispuestas en los
laterales de la línea, dando información al conductor para que este actúe como crea
necesario, la información es transmitida a la cabina electrónicamente, es por tanto un
sistema de señalización en cabina.
El límite de velocidad del circuito de vía por el que se desplaza el tren se
presenta en la cabina y normalmente también se presenta el límite de velocidad del
siguiente circuito de vía. En su forma más sofisticada el sistema impondrá el límite de
velocidad de seguridad activando un sistema de freno de emergencia en caso de que el
conductor falle en el cumplimiento de los límites.
6.4.1 Utilización de las zonas de deslizamiento.
Si la línea está equipada con un sistema ATP simple, el cual detiene
automáticamente un tren si se pasa una señal en rojo, no se evitará una colisión con un
tren delantero, si éste se encuentra situado justo detrás de la señal. Debe existir
espacio para que el tren frene hasta parar. Esto se conoce como “distancia de frenado
de seguridad” y para ello se proporciona un espacio suplementario después de cada
señal, conocido como deslizamiento.
Figura 60. Deslizamiento simple utilizado con ATP
CdV A1
Señal A2 Señal A1Comienzo del CdV A1
Tren 1Tren 2
Deslizamiento de la Señal A1
Deslizamiento de la Señal A2
CdV A3 Circuito de vía A2
Sentido de la marcha
Distancia de frenado de seguridad
Distancia de frenado de seguridad
Trainstoplevantado
Comienzo del CdV A2
CdV A1
Señal A2 Señal A1Comienzo del CdV A1
Tren 1Tren 2
Deslizamiento de la Señal A1
Deslizamiento de la Señal A2
CdV A3 Circuito de vía A2
Sentido de la marcha
Distancia de frenado de seguridad
Distancia de frenado de seguridad
Trainstoplevantado
Comienzo del CdV A2
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 72
Estas distancias están calculadas para que el tren que circula por la línea tenga
una distancia de frenado segura. Las distancias varían de acuerdo con el lugar,
pendiente, velocidad máxima del tren y capacidad de frenado del tren, variables que
son utilizadas para el cálculo.
El diagrama de la figura muestra la distribución de las señales en un metro
donde se utiliza “Trainstop” (ATP mecánico) y donde cada señal tiene una zona de
deslizamiento con una longitud calculada con el espacio de frenado en ese lugar. Las
señales están colocadas por delante de las entradas a los circuitos de vía, a una
distancia de seguridad de frenado. La señal A2 muestra el estado del cantón A2, el
cual está ocupado por el tren 1. Si el tren 2 tratará de superar la señal A2, la manivela
de parada del tren, al estar levantada (se representa con una “T” en la base de la
señal), accionaría el freno de emergencia y llevaría al tren a una posición dentro de la
zona de deslizamiento de la señal A2.
Una línea que utiliza deslizamientos y que tiene señales situadas muy
próximas, podría encontrarse con la situación que se muestra a continuación, donde el
tren situado en la zona de deslizamiento de la señal A1 tiene una señal verde por
detrás de él. Aunque está protegida por la señal A2, en color rojo, el conductor del
tren 2 podría ver la señal A1 en verde detrás del tren 1 y podría equivocarse o dudar
entre la posibilidad de detenerse o continuar.
Figura 61. Deslizamiento normal, donde una señal en verde aparece detrás del tren.
Por ello, cuando existe una posibilidad de que aparezca una señal en verde
detrás de un tren se colocan circuitos de vía en las zonas de deslizamiento como se
CdV A1
Señal A2 Señal A1Sentido de la marcha Tren 1Tren 2
Deslizamiento de la Señal A1
Deslizamiento de la Señal A2
CdV A3 Circuito de vía A2 CdV A1
Señal A2 Señal A1Sentido de la marcha Tren 1Tren 2
Deslizamiento de la Señal A1
Deslizamiento de la Señal A2
CdV A3 Circuito de vía A2
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 73
muestra en la siguiente figura. Esto conlleva la aparición de dos señales rojas detrás
del tren mientras el tren está en la zona de deslizamiento.
Figura 62. Zona de deslizamiento con circuito de vía, donde dos señales rojas pueden aparecer detrás de un tren.
6.4.2 Protección automática del tren: códigos de velocidad.
Para adaptar la señalización del metro a los modernos sistemas ATP
electrónicos, las zonas de deslizamiento están incorporadas dentro del sistema de
cantonamiento. Para ello se utiliza el circuito de vía detrás de un circuito de vía
ocupado, como zona de deslizamiento. Ello implicaría la existencia de dos señales
rojas y un circuito de vía libre o un circuito de vía de deslizamiento entre trenes que
proporcione una distancia de frenado de seguridad, como se muestra en la siguiente
figura.
Figura 63. Sistema ATP con circuitos de vía codificados.
En una línea equipada con ATP, como la mostrada arriba, cada cantón lleva un
código electrónico de velocidad en su circuito de vía. Si el tren trata de entrar en un
circuito de vía de velocidad cero, o en uno ocupado, o si entra en un circuito de vía a
una velocidad mayor que la autorizada por el código, la electrónica de abordo
CdV A5 CdV A1
Señal A4 Señal A1Tren 1Tren 2
Señal A3 Señal A2
Circuito de Vía A2
Ningún código en la parte trasera del tren
Circuito de Vía ocupado por el tren
Circuito de Vía A4
CdV A3 (Zona de deslizamiento para la distancia de frenado de
seguridad)
Velocidad de precauciónVelocidad
normal Velocidad cero
Velocidad normalNingún
código
CdV A5 CdV A1
Señal A4 Señal A1Tren 1Tren 2
Señal A3 Señal A2
Circuito de Vía A2
Ningún código en la parte trasera del tren
Circuito de Vía ocupado por el tren
Circuito de Vía A4
CdV A3 (Zona de deslizamiento para la distancia de frenado de
seguridad)
Velocidad de precauciónVelocidad
normal Velocidad cero
Velocidad normalNingún
código
CdV A1
Señal A2 Señal A1Sentido de la marcha Tren 1Tren 2
CdV de deslizamiento de A1
CdV de deslizamiento de A2
CdV A3 Circuito de vía A2 CdV A1
Señal A2 Señal A1Sentido de la marcha Tren 1Tren 2
CdV de deslizamiento de A1
CdV de deslizamiento de A2
CdV A3 Circuito de vía A2
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 74
provocaría la actuación del freno de emergencia. Este es el sistema utilizado por el
metro londinense para la línea Victoria desde 1968 (la primera línea de pasajeros
totalmente automática). Era un sistema simple, con sólo tres códigos de velocidad:
normal, precaución y parada.
Es necesario aclarar que aunque aquí se muestran las señales de forma visible,
muchos sistemas equipados con ATP no tienen señales visibles en los laterales, ya que
las indicaciones de las mismas son transmitidas directamente a la consola de la cabina
del conductor (señalización en cabina).
Como mejora del sistema descrito anteriormente las versiones modernas de
ATP necesitan dos datos acerca del estado de la línea por delante del tren: velocidad a
la que puede circular en ese circuito de vía y la velocidad a la que debe entrar al
siguiente.
Los datos son codificados por el equipo electrónico, que controla el sistema de
circuitos eléctricos de la vía y son transmitidos a través de los raíles. Estos son
detectados por antenas captadoras (normalmente dos), montadas en la parte delantera
del tren, debajo de la cabina de conducción. Estos datos se transmiten a un procesador
de abordo encargado de decodificar las señales. La velocidad permitida es contrastada
con la velocidad del tren y si se supera esa velocidad se inicia una maniobra de
frenado. Estos datos se envían a la cabina y se visualizan a través de un display, lo que
permite al conductor de un tren de conducción manual responder a las exigencias y
conducir el tren dentro del margen de velocidad permitido.
En la vía, el aspecto de las señales de los cantones situados por delante del tren
es monitorizado y transmitido al generador de código para cada cantón. El generador
de código envía los códigos apropiados al circuito de vía. El código es detectado por
la antena que lleva el tren y después pasa al ordenador de abordo.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 75
Figura 64. Transmisión continua de código en sistemas ATP.
Los datos codificados se componen de dos partes, el código correspondiente a
la velocidad autorizada para ese circuito de vía y el código de velocidad que tendrá el
siguiente. Si el tren sobrepasa la velocidad que marca la banda correspondiente al
cantón se activará el freno automático, al igual que lo hará si el tren sobrepasa el
límite y entra en la siguiente banda de velocidad a demasiada velocidad. El diagrama
muestra su funcionamiento.
Figura 65. ATP con códigos de velocidad permitidos en vías electrificadas.
En este ejemplo, un tren en el circuito de vía A5 aproximándose a la señal A4
recibirá un código de 40 sobre 40 (40/40) para indicar una velocidad permitida de 40
km/h en este circuito de vía y una velocidad que debe alcanzar de 40 km/h para el
siguiente. Estos son datos normales de velocidad. Sin embargo, cuando el tren entre
en el circuito de vía A4, el código cambiará a 40/25 porque el objetivo de velocidad
debe ser 25 km/h cuando el tren entre al siguiente: A3. Cuando el tren entre a A3, el
Sentido de la marcha
Datos de las señales
Bobinas captadoras de
código
Tren
Panel del conductorProcesador
Interfaz del freno
Generador de código
Velocidad
Señal
Tren
Antena
Código de datos
Datos de la señal
Transmisión del código a través de los raíles
Sentido de la marcha
Datos de las señales
Bobinas captadoras de
código
Tren
Panel del conductorProcesador
Interfaz del freno
Generador de código
Velocidad
Señal
Tren
Antena
Código de datos
Datos de la señal
Transmisión del código a través de los raíles
Sentido de la marcha
CdV A5 CdV A1
Señal A4 Señal A1
TrenTrenSeñal A3 Señal A2
Circuito de Vía A2
Código 0/0
Circuito de Vía A4 Circuito de Vía A3
Código 40/25Código 40/40
Código 25/0Ningún código
Ningún código
Sentido de la marcha
CdV A5 CdV A1
Señal A4 Señal A1
TrenTrenSeñal A3 Señal A2
Circuito de Vía A2
Código 0/0
Circuito de Vía A4 Circuito de Vía A3
Código 40/25Código 40/40
Código 25/0Ningún código
Ningún código
CdV A5 CdV A1
Señal A4 Señal A1
TrenTrenSeñal A3 Señal A2
Circuito de Vía A2
Código 0/0
Circuito de Vía A4 Circuito de Vía A3
Código 40/25Código 40/40
Código 25/0Ningún código
Ningún código
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 76
código cambiará otra vez a 25/0 porque el siguiente circuito de vía, A2, es el de
deslizamiento, lo que implica una zona de la línea prohibida. Por lo tanto, la velocidad
debe ser cero antes de que el tren alcance el circuito de vía A2. Si el tren intenta entrar
en A2, el equipo de a bordo del tren detectará el código de velocidad cero (0/0) lo que
ocasionará una frenada de emergencia. Tal y como se describió anteriormente, el
circuito de vía A2 está actuando como zona de deslizamiento o distancia de seguridad
de frenado por detrás del tren que está ocupando A1.
Los trenes que funcionan en líneas equipadas con ATP pueden ser conducidos
manualmente o automáticamente. Para permitir la conducción manual, los códigos del
ATP se presentan al conductor en un panel de la cabina. En el ejemplo anterior, el
conductor empezaría a frenar en algún lugar cercano al punto de indicación de
frenado, ya que vería el código 40/25 en su pantalla y sabría, de sus conocimientos de
la línea, donde tiene que parar. Si no existieran señales, la posición de las mismas será
indicada, normalmente, mediante tableros indicadores de la posición de los circuitos
de vía, situados en la vía, para mostrar a los conductores las entradas en los mismos.
Figura 66. Señal de detención usando ATP con circuitos de vía electrificados y codificados.
Cuando el primer tren libera el cantón A1, los códigos en los cantones A2, A3
y A4 cambiarán al siguiente escalón de velocidad y cualquier tren que pase por estos
cantones recibirá inmediatamente una nueva limitación de velocidad y un nuevo
objetivo de velocidad para el siguiente circuito de vía. Esto permite una respuesta
CdV A5 CdV A1
Placa de circuito A4
TrenTren
Placa de circuito A3
Circuito de Vía A2
Código 0/0
Circuito de Vía A4 Circuito de Vía A3
Código 40/25Código 40/40
Código 25/0 Ningún código
Placa de circuito A2
Placa de circuito A1
Punto de inicio de frenado
CdV A5 CdV A1
Placa de circuito A4
TrenTren
Placa de circuito A3
Circuito de Vía A2
Código 0/0
Circuito de Vía A4 Circuito de Vía A3
Código 40/25Código 40/40
Código 25/0 Ningún código
Placa de circuito A2
Placa de circuito A1
Punto de inicio de frenado
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 77
instantánea frente a condiciones cambiantes y ayuda a mantener los trenes en continuo
movimiento.
La mayoría de los metros utilizan este sistema conjuntamente con el sistema
de operación automática (ATO), el cual no requiere la actuación del conductor. Las
líneas del TGV (Tren de Alta Velocidad) del ferrocarril francés (SNCF) utilizan un
sistema similar pero los trenes se conducen manualmente.
La electrónica moderna hace fácil la utilización de los sistemas ATP, pero
estos asumen que todos los trenes tienen la misma distancia de frenado de seguridad.
En ferrocarriles metropolitanos o en las líneas como las del TGV esto es lo habitual.
En líneas ferroviarias comunes es bastante diferente. Existen muchos tipos diferentes
de trenes que pueden tener características de frenado diferentes. Esta es una de las
razones por la que la mayoría de las líneas de los ferrocarriles no utilizan ATP como
el aquí descrito.
6.5 Limitaciones del ATP.
6.5.1 Medición y verificación de la velocidad.
Una inspección de los sistemas ATP revela alguno de los problemas de origen
técnico que se presentan. Un ejemplo es la medición y verificación de velocidad.
Resulta esencial que la indicación de la velocidad que se envía al microprocesador
embarcado sea exacta. Sobre esta indicación recae la garantía de que el tren circule
bajo la curva de velocidad requerida por las señales posteriores.
Existen diversos dispositivos para calcular la velocidad de movimiento del
tren, aunque el más popular es el uso de odómetro, consistente en ruedas fónicas. Para
confirmar que la indicación de velocidad es correcta, es costumbre recoger dos
lecturas de diferentes juegos de ruedas. Si uno de ellos es utilizado para traccionar el
tren (eje motor), el otro es normalmente elegido entre los ejes no motores. Al eje no
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 78
motor seleccionado se le adapta, en ocasiones, un mecanismo de frenado reducido
para disminuir el riesgo de deslizamiento. La combinación de las dos lecturas de los
dos pares de ruedas evita los problemas de deslizamiento de ruedas durante la
aceleración y los problemas de deslizamiento durante la frenada, que provocarían una
lectura falsa.
Mientras que la idea de utilizar diferentes pares de ruedas para asegurar la
exactitud de la velocidad es aplicable en los sistemas de metro, resulta muy difícil de
implementar en una locomotora que tiene que remolcar una gran variedad de material
rodante. En una locomotora todos los ejes son motores (normalmente), por lo que no
queda ningún eje no motor o eje con un sistema de freno reducido para verificar la
velocidad.
Otra forma de verificar la velocidad ha sido adoptada en algunos ferrocarriles:
la utilización de balizas en la vía. Es posible utilizar una baliza fija en la línea para
comprobar la posición de la locomotora relativa a la siguiente señal. La posición se
comprueba en el ordenador de a bordo mediante un sistema que utiliza las
indicaciones del odómetro de la rueda para posicionar el tren. Conforme la baliza
transmite los datos a la locomotora, cualquier información falsa generada por el error
en la medición de la rueda fónica es corregida. Esto es parte del sistema de distancia
objetivo, además del sistema ERTMS y es una razón por la que podría resultar
atractivo para un ferrocarril que necesita instalar un sistema ATP. Existen otras
soluciones para este problema, como es la adoptada por el sistema LZB, en él cada
100 metros el equipo embarcado es capaza de leer una indicación proveniente de la
vía (cambio de polaridad en los cables transmisores) para que compruebe la exactitud
de su posicionamiento.
Otra demostración de los problemas que tiene que afrontar la ingeniería del
ferrocarril es la exactitud del velocímetro. Las variaciones en el diámetro de la rueda
(por encima de 30 mm) debidas al desgaste, son muy normales en la locomotora y
esto afectará a cualquier sistema de cálculo de velocidad o de posicionamiento del
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 79
tren que se base en la rueda. Es necesario un chequeo y ajuste regular y exacto para
asegurar la “vitalidad” del equipo. De aquí se deduce que son tan importantes los
procedimientos de mantenimiento como el buen diseño de las reglas de operatividad,
para garantizar la seguridad del tren.
Existen muchas razones por las que los principales ferrocarriles están teniendo
problemas para encontrar un sistema ATP apropiado. Aparte del gasto, la necesidad
de adoptar un sistema ATP en un ferrocarril ya existente, la variedad del material
rodante, la capacidad de las líneas suburbanas, las distintas capacidades de frenada, la
protección de los movimientos en los cambios de agujas y la protección frente a la
existencia de obstáculos, son algunas de las razones más importantes pero la más
importante es el coste.
6.5.2 Capacidad de la línea.
El sistema ATP, aún con sus beneficios de seguridad, tiene una serie de
limitaciones. Un buen ejemplo es la restricción en la capacidad de la línea. Un sistema
ATP que utilice el concepto de bandas de velocidad, restringirá progresivamente la
velocidad del tren conforme éste se acerca a un circuito de vía ocupado. Además, tal y
como se ha descrito, para garantizar que no haya riesgo de colisión, será necesario
mantener un cantón desocupado, la zona de deslizamiento con una banda de velocidad
nula, por detrás del circuito de vía ocupado.
En el caso de la British Rail, se utiliza una zona de deslizamiento de unos 200
metros, lo cual no es suficiente para eliminar el riesgo de colisión. Esta distancia en
términos del sistema de señalización de cuatro aspectos de la British Rail, es
equivalente a situar un circuito de vía con una señal roja por detrás del circuito de vía
ocupado.
Se puede observar que la introducción de este cantón de deslizamiento es un
rasgo del sistema ATP que causa una restricción en la capacidad de operaciones. Al
imponer otro cantón señalizado entre los trenes se aumenta la distancia entre los
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 80
mismos. Esto provoca el aumento del distanciamiento y por lo tanto la reducción del
número de trenes por hora.
Una forma de resolver el problema es aumentar el número de circuitos de vía,
de forma que los circuitos de vía que se usen para el deslizamiento sean más cortos y
coincidan exactamente con la distancia de frenado de los trenes. Esto, sin embargo,
resulta muy caro. Implica la instalación de más circuitos de vía y de más
equipamiento.
Otra forma de mejorar la capacidad de la línea es utilizar alguna forma de
control de la velocidad y compararla con la necesaria para cumplir la limitación de
velocidad en la siguiente señal. Este es el principio de los sistemas de Distancia
Objetivo (Distance to Go).
6.5.3 ATP y diversos tipos de trenes.
Uno de los problemas que encuentra el sistema ATP y que preocupa a los
principales ferrocarriles, es su aparente incapacidad para hacer frente a las distintas
velocidades y capacidades de frenada de los diversos tipos de trenes. Con el fin de
garantizar la seguridad de cualquier sistema ATP, el ferrocarril que utilice este
sistema debe poder garantizar que ninguno de los trenes que lo utilicen excederán la
distancia de seguridad establecida en el sistema.
Hasta la aparición del sistema ERTMS, no se había desarrollado un sistema
que hubiese conseguido este propósito. Existían soluciones parciales, como el sistema
LZB de Alcatel o el como el desarrollado por Adtranz, que exige al conductor la
introducción de las características del tren en el ordenador de a bordo de la
locomotora antes de empezar el viaje. Este sistema asume, sin embargo, que el
conductor no va a tener ningún error y se puede decir que esto invalida la naturaleza
de seguridad vital del sistema ATP.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 81
6.6 Transmisión por balizamiento.
En los sistemas presentados hasta aquí, los datos utilizados en el sistema ATP
que pasan de la vía al tren son transmitidos por medio de circuitos de vía codificados
dispuestos en los carriles. Este sistema es conocido como “sistema de transmisión
continua”, ya que los datos se transmiten al tren todo el tiempo. Sin embargo, el
sistema tiene sus limitaciones. Se producen perdidas de transmisión cuando los
cantones son muy largos, lo que provoca una reducción de la longitud efectiva de
funcionamiento correcto de los circuitos de vía hasta los 350m aproximadamente. El
equipo es también caro y vulnerable al mal tiempo, a las interferencias electrónicas,
averías, vandalismo y robos. Para superar algunos de estos inconvenientes se ha
introducido una solución, utilizando un sistema de transmisión intermitente de datos
que emplea balizas electrónicas, situadas a intervalos a lo largo de la vía.
Figura 67. Transmisión de código por balizas en sistemas ATP, sistema de transmisión intermitente.
En el sistema más conocido, comercializado por Adtranz, se disponen
normalmente dos balizas, una de posición para comunicarle al tren donde está y una
de señalización que transmite el estado de los circuitos de vía o secciones situados por
delante. El tratamiento de datos y el resto de las funciones del ATP son similares a lo
utilizado en el sistema de transmisión continua.
Sentido de la marcha
Datos de las señales
Baliza de Localización, situada entre los carriles
Tren
Panel del conductor
Antena
Procesador
Interfaz del freno
Baliza de Señal, situada entre los carriles
Caja de control electrónico
instalada en vía
Velocidad
Señal
Tren
Sentido de la marcha
Datos de las señales
Baliza de Localización, situada entre los carriles
Tren
Panel del conductor
Antena
Procesador
Interfaz del freno
Baliza de Señal, situada entre los carriles
Caja de control electrónico
instalada en vía
Velocidad
Señal
Tren
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 82
Figura 68. Balizas de la compañía Adtranz.
6.6.1 Funcionamiento con balizas.
El sistema de balizas opera como se muestra en los siguientes diagramas
simplificados. La baliza con la indicación de la señal roja A2 está colocada antes que
la señal A1, para proporcionar al tren 2 que se aproxima, espacio para frenar. El tren 2
recibirá su orden de parada aquí, de tal forma que parará antes de que llegue a la
baliza de la señal A3.
Figura 69. Situación de las balizas en la vía.
En la siguiente figura, el tren ha parado delante de la señal A2 y esperará allí
hasta que el tren 1 libere el cantón A2 y la señal cambie a verde. En realidad, no se
moverá cuando ocurra esto, puesto que es preciso que el conductor reinicie el sistema
para permitir al tren que vuelva a arrancar. Por esta razón, este tipo de sistema ATP es
normalmente utilizado en sistemas de conducción manual.
Señal A1 Señal A2
Sentido de la marcha
Tren 1Tren 2
CdV A2CdV Circuito de vía A1
Baliza para señal A3Baliza para
señal A2
Punto de parada
Señal A1 Señal A2
Sentido de la marcha
Tren 1Tren 2
CdV A2CdV Circuito de vía A1
Baliza para señal A3Baliza para
señal A2
Punto de parada
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 83
Figura 70. Señal de parada utilizando un sistema ATP Intermitente.
6.6.2 Actualizaciones intermedias.
Un inconveniente del sistema de balizas es que una vez que un tren ha recibido
un mensaje de reducción de velocidad o parada, éste retendrá ese mensaje hasta que
haya pasado otra baliza o haya parado. Esto significa que si el circuito de vía posterior
está vacío antes de que el tren 2 alcance su punto de parada y la señal cambia a verde,
el tren todavía tendrá el mensaje de parada y parará, incluso si no tiene que hacerlo.
Se podría incluir en el sistema la posibilidad de que el conductor cancelará la curva de
frenado, permitiendo así al tren continuar. Sin embargo, el ATP es un sistema de
seguridad ante fallos y no debe permitir la intervención humana para aumentar su
eficacia.
Figura 71. Colocación de una baliza intermedia para actualizar el código del ATP a bordo del tren.
Con el fin de evitar la situación de una parada innecesaria se coloca una baliza
intermedia. Con ello se consigue una actualización de la información del tren a
medida que éste se acerca al punto de parada, lo cual revocaría la orden de parada si el
circuito de vía se ha liberado. Se puede utilizar más de una baliza intermedia si es
necesario.
Señal Señal
Sentido de la marcha
Tren 1Tren 2
CdVCdV Circuito de vía
AWS Ramp
Señal Señal
Sentido de la marcha
Tren 1Tren 2
CdVCdV Circuito de vía
AWS Ramp
Señal Señal
Sentido de la marcha
Tren 1Tren 2
CdVCdV Circuito de vía
AWS Ramp
Señal A1 Señal A2
Tren 2
CdV A2CdV Circuito de vía A1
Baliza para señal A3Baliza para
señal A2
Punto de parada
Baliza intermedia para señal A3
Señal A1 Señal A2
Tren 2
CdV A2CdV Circuito de vía A1
Baliza para señal A3Baliza para
señal A2
Punto de parada
Baliza intermedia para señal A3
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 84
6.7 Distancia Objetivo (Distance to Go)
La siguiente etapa del desarrollo del ATP es eliminar el espacio perdido por el
circuito de vía de deslizamiento que se queda detrás de cada tren. Si este espacio
pudiese ser eliminado, la capacidad de la línea podría incrementarse por encima de un
20%.
La mayoría de los modernos sistemas ATP incorporan a bordo del tren,
cargando previamente, un perfil de frenado del mismo. Este es un medio de
comprobar que el tren se encuentra por debajo del límite de la curva de velocidad de
frenado conforme se acerca a un circuito de vía ocupado. Un microprocesador
instalado en el tren recibe las indicaciones de velocidad actual del tren, distancia a la
siguiente señal (distancia objetivo) y el límite de velocidad del siguiente circuito de
vía (velocidad objetivo). El procesador chequea continuamente que la velocidad se
encuentra dentro de un nivel que asegure que se alcanzará el objetivo de velocidad
antes de llegar al circuito de vía. Si la velocidad del tren excede de los límites
impuestos por la curva de frenado, se activará el freno de emergencia o de servicio.
El cálculo del perfil de frenado en estos sistemas, está basado en el
conocimiento de la capacidad de frenado del tren. Este perfil se utiliza para comparar,
de forma continua, el perfil de reducción de velocidad que describe el tren, con la
restricción de velocidad, conforme se acerca al siguiente circuito de vía.
Este sistema reemplaza al antiguo, el cual sólo comparaba la velocidad con el
tope de velocidad permitido en el circuito de vía. Por ello es capaz de aumentar la
capacidad de la línea, al no realizar escalones de velocidad ni necesitar del circuito de
vía de deslizamiento pues protege el frenado continuo del tren.
En el siguiente diagrama, el tren situado en el circuito de vía A1 provoca una
serie de escalones de reducción de velocidad por detrás de él, de tal forma que si el
tren que le sigue entra en el circuito de vía A6, recibirá un objetivo de velocidad
reducido. Al tiempo que continúe hacia el circuito de vía de velocidad cero recibirá
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 85
una indicación de reducción del objetivo de velocidad en cada circuito de vía, hasta
que se detenga al final del circuito de vía A3. Parará antes de entrar en A2, el circuito
de vía de deslizamiento. La curva de frenado se muestra como la curva de frenado
estándar.
Figura 72. Eliminación del cantón de deslizamiento usando el método de distancia objetivo.
Para quitar la sección de deslizamiento habría que adelantar la curva de
frenado aproximadamente el equivalente a un circuito de vía. El tren será ahora capaz
de proseguir un circuito de vía más cerca del ocupado (A5 en vez de A6), antes de que
alcance el objetivo de reducción de velocidad. Sin embargo, para conseguir el
propósito de acercarse al circuito de vía ocupado se requiere un certero y continuo
chequeo de la situación de frenado por parte del tren. Por lo tanto, el ordenador de
abordo calculará la curva de frenado requerida en cada momento, basándose en la
distancia que queda hasta el punto de parada y usando el mapa de la línea insertado en
su memoria. La nueva curva se muestra como curva de frenado de distancia objetivo.
Se permite un margen de seguridad de 25 metros, para absorber errores, de tal forma
que el tren siempre parará antes de que alcance el límite crítico entre los circuitos de
vía A2 y A1. Es necesario hacer notar que la curva de frenado debería suavizarse en el
punto final de parada para proporcionar una parada suave y confortable para los
pasajeros.
Para el sistema de distancia a meta, el desarrollo de la electrónica moderna ha
permitido que la curva de frenado sea continuamente monitorizada y actualizada, por
Circuito de Vía
A7
Circuito de Vía A1
Ningún código
Placa de circuito A6
Tren
Placa de circuito A5
Circuito de Vía de Deslizamiento A2
Código 0/0
Código 0/0Circuito de
Vía A5 Código 65/40
Circuito de Vía A3
Código 25/0
Placa de circuito A4
Placa de circuito A3
Placa de circuito A2
Placa de circuito A1
Circuito de Vía A4
Código 40/25
Circuito de Vía A6
Código 80/65
Margen de seguridad
Curva de frenado Distancia objetivo
Curva de frenado estándar
Variaciones de velocidad
Circuito de Vía
A7
Circuito de Vía A1
Ningún código
Placa de circuito A6
Tren
Placa de circuito A5
Circuito de Vía de Deslizamiento A2
Código 0/0
Código 0/0Circuito de
Vía A5 Código 65/40
Circuito de Vía A3
Código 25/0
Placa de circuito A4
Placa de circuito A3
Placa de circuito A2
Placa de circuito A1
Circuito de Vía A4
Código 40/25
Circuito de Vía A6
Código 80/65
Margen de seguridad
Curva de frenado Distancia objetivo
Curva de frenado estándar
Variaciones de velocidad
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 86
lo que los escalones de velocidad resultan innecesarios. Cuando se entra en el primer
cantón con una velocidad restringida en su código, también se envía al tren la
distancia que existe hasta el punto de parada. El ordenador de abordo conoce la
posición actual del tren, utilizando el mapa de la línea que se encuentra en su memoria
y calcula, de acuerdo a éste, la curva de frenado requerida. Conforme el tren frena, el
ordenador chequea que la progresión de la velocidad se encuentre siempre por debajo
de la curva. Para asegurar que las revoluciones de la rueda utilizada para medir la
progresión del tren a lo largo de la línea no falseen la medida debido al desgaste,
patinaje o deslizamiento, la posición del tren en el mapa de abordo de la línea se
actualiza regularmente mediante balizas fijas, colocadas entre los raíles.
6.7.1 Funcionamiento con DO.
El ATP con distancia objetivo tiene una serie de ventajas respecto al sistema
de códigos de velocidad. Como se ha mostrado, puede incrementar la capacidad de la
línea y, además, también puede reducir el número de circuitos de vía requeridos,
puesto que no se necesita cambios frecuentes de los escalones para mantener ajustada
la distancia de frenado. Los cantones se convierten entonces en el espacio que ocupan
los trenes y no son utilizados como distancia de deslizamiento. El sistema de distancia
a meta puede ser utilizado para la conducción manual o para automática.
Figura 73. Funcionamiento con el sistema de distancia objetivo.
Circuito de Vía A1
Ningún código
Tren
Circuito de Vía de Deslizamiento A2
Parada aquí
Circuito de Vía A5
Velocidad normal
Circuito de Vía A3
Parar en el circuito de Vía A2
Placa de circuito A4
Placa de circuito A3
Placa de circuito A2
Placa de circuito A1
Margen de seguridad
Curva de frenado de emergenciaCurva de frenado
normal
Circuito de Vía A4
Parar en el circuito de Vía A2
Curva de frenado de advertencia
Circuito de Vía A1
Ningún código
Tren
Circuito de Vía de Deslizamiento A2
Parada aquí
Circuito de Vía A5
Velocidad normal
Circuito de Vía A3
Parar en el circuito de Vía A2
Placa de circuito A4
Placa de circuito A3
Placa de circuito A2
Placa de circuito A1
Margen de seguridad
Curva de frenado de emergenciaCurva de frenado
normal
Circuito de Vía A4
Parar en el circuito de Vía A2
Curva de frenado de advertencia
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 87
Los sistemas varían, pero frecuentemente, se proporcionan varias curvas para
el perfil de frenado del tren. Este ejemplo muestra tres: una es la curva normal, por
debajo de la cual el tren debería discurrir la frenada, la segunda es una curva de
advertencia, que proporciona una advertencia al conductor (una alarma audiovisual o
un servicio de frenado dependiendo del sistema) y la tercera es la curva de emergencia
que ejercerá una frenada de emergencia si el conductor no reduce la velocidad hasta
situarla dentro de la curva normal.
6.8 Operación automática de trenes ATO (Automatic Train Operation).
Si un equipo de tren tiene acceso a toda la información necesaria para el ATP,
no sería necesario mucho más esfuerzo para lograr que el tren fuese conducido por un
equipo electrónico utilizando dicha información.
Como beneficios de esta operación automática se pueden destacar:
• En principio, eliminaría la necesidad de conductor, con lo cual se
reducirían costes asociados a salarios y formación.
• Los procesos de aceleración y frenado son controlados por el equipo
embarcado por lo cual pueden ser más suaves y precisos.
• El tiempo de reacción del tren frente a cambios en el estado de la línea
se reduce.
• Se facilita la regulación de la línea.
Según lo expresado anteriormente se pondría pensar en el ATO como una
ampliación de las funcionalidades del ATP, sin embargo se suele mantener una
separación entre ambos sistemas, incluso si comparten equipos e información. La
razón para ello es que el ATP debe ser un sistema con seguridad intrínseca que
garantice que el tren no sobrepasa la velocidad o distancia límites, mientras que el
ATO conducirá el tren basándose en la información que recibe, que puede ser
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 88
generada y transmitida al tren de forma distinta. En esta situación el sistema ATO no
necesita seguro frente a fallos puesto que podría intentar conducir el tren fuera de los
límites de seguridad y entonces el sistema ATP evitaría que esto ocurriese
interviniendo en el control del tren, de la misma forma que lo haría con un conductor
humano.
Todo sistema ATO tiene sus limitaciones, como por ejemplo la imposibilidad
de resolver averías que se planteen en alguno de los sistemas importantes del tren o a
obstrucciones inesperadas en la línea, lo cual podría dejar a los pasajeros aislados en
un túnel esperando a que llegue la ayuda. Por lo tanto, la implementación habitual
consiste en implementar un sistema ATO en convivencia con la necesidad del
conductor humano, en estos casos los conductores suelen tener alguna función en el
sistema ATO como el arranque del tren después de un parada en estaciones. Además,
se suele permitir la posibilidad de seleccionar un modo de conducción manual, en el
que todavía se está protegido por el sistema ATP, para fallos del sistema ATO.
El diseño y método de operación de un sistema ATO depende mucho de la
aplicación particular.
6.8.1 Implementación del ATO.
Figura 74. Señal de detención usando ATP con circuitos de vía electrificados y codificados.
Si el tren está equipado con conducción automática (ATO), el comienzo de la
frenada para alcanzar una velocidad final menor puede ser ejecutado tanto por un
CdV A5 CdV A1
Placa de circuito A4
TrenTren
Placa de circuito A3
Circuito de Vía A2
Código 0/0
Circuito de Vía A4 Circuito de Vía A3
Código 40/25Código 40/40
Código 25/0 Ningún código
Placa de circuito A2
Placa de circuito A1
Punto de inicio de frenado
CdV A5 CdV A1
Placa de circuito A4
TrenTren
Placa de circuito A3
Circuito de Vía A2
Código 0/0
Circuito de Vía A4 Circuito de Vía A3
Código 40/25Código 40/40
Código 25/0 Ningún código
Placa de circuito A2
Placa de circuito A1
Punto de inicio de frenado
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 89
componente extra montado en el sistema electrónico de la vía como por balizas
colocadas en el punto de comienzo de la frenada o de una forma más simple, con el
cambio en la codificación del circuito de la línea. Ambos sistemas están siendo
utilizados por diferentes fabricantes, pero en ambos el tren pasa por una serie de
escalones de velocidad hasta la señal de detención.
Una de las funciones básicas que cumple el ATO consiste en comunicar a un
tren que se aproxima a una estación donde tiene que parar para que éste se sitúe
completo en el andén. Se asume que el ATP ha confirmado que la línea está vacía. La
secuencia se produce como se muestra en la siguiente figura.
Figura 75. ATO. Estación de parada utilizando balizas.
El tren se aproxima a la estación con señales que le indican que la zona está
vacía, por lo que puede efectuar un acercamiento normal. Cuando se alcanza la
primera baliza de ATO, originariamente era un cable eléctrico, ahora normalmente es
un transmisor fijo, un comando de freno, enviado desde la estación, es recibido por el
tren. El ordenador de abordo calcula la curva de frenado, para posibilitarle la parada
en el punto correcto y mientras el tren avanza hacia la plataforma, la curva se
actualiza un número de veces (varía de sistema a sistema) para asegurar la exactitud.
La estación de Victoria en Londres, que ahora tiene 30 años, tiene más de 13
ajustes que chequean la velocidad del tren conforme éste frena dentro de la estación.
Este alto número de ajustes es necesario, ya que el control de frenado de a bordo sólo
proporciona tres índices fijos de deceleración. Aún así, la exactitud en la parada es de
± 2 metros. Los sistemas modernos requieren de menos comprobaciones a lo largo del
Señal de Entrada A2
Señal de Salida A1
Tren
Andén de estación
Balizas de parada en estación
Sentido de la marcha
Señal de Entrada A2
Señal de Salida A1
Tren
Andén de estación
Balizas de parada en estación
Sentido de la marcha
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 90
camino debido los cálculos, dinámicos y más exactos, de la curva de frenado.
Actualmente, las instalaciones más modernas pueden conseguir una exactitud en la
parada de ±0.15 metros (14 veces mayor).
6.8.2 Paradas en estaciones.
El sistema ATO trabaja bien cuando la línea está vacía y las entradas y salidas
de la estación no encuentran impedimentos por la existencia de trenes que circulen por
delante. Sin embargo, debe ser capaz de adaptarse a situaciones con transito de trenes,
por lo que se debe combinar con el sistema ATP en las estaciones, cuando los trenes
transitan cercanos unos de los otros. Las operaciones de metro en las estaciones, han
constituido siempre un desafío, y mucho antes de que el ATO apareciera a finales de
los 60, los sistemas fueron desarrollados para minimizar el impacto que se producía
cuando un tren se demoraba mucho en una estación.
Para proporcionar un servicio de trenes frecuente en el metro, los tiempos de
espera en las estaciones se deben reducir al mínimo. A pesar de los mejores esfuerzos
de las plantillas, los trenes sobrepasan, en ocasiones, el tiempo de permanencia en las
estaciones. Por esta razón la señalización ha evolucionado para reducir el impacto que
se provocaba en los trenes que venían por detrás.
Figura 76. Estación de parada con una única señal de entrada.
Para explicar el funcionamiento se comenzará con un ejemplo, en la siguiente
figura, de una estación señalizada de forma convencional: con una señal de permiso,
A1 (verde) y una señal de entrada A2 (rojo) que protege un tren (tren 1) que
permanece en la estación. Se asumirá la existencia de sistema ATP mecánico, por lo
Señal de Entrada A2
Señal de Salida A1
Tren 2
Estación
Sentido de la marcha
Tren 1
Deslizamiento de la Señal A2
Circuito de vía A2
Deslizamiento de A1
Señal de Entrada A2
Señal de Salida A1
Tren 2
Estación
Sentido de la marcha
Tren 1
Deslizamiento de la Señal A2
Circuito de vía A2
Deslizamiento de A1
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 91
que el deslizamiento de la señal A2 equivale a una distancia de frenado completa
hasta justo antes de llegar al andén.
A medida que el tren se acerca a la estación, cuando ve la señal de entrada A2
en situación de peligro ralentiza su marcha. Incluso si el tren1 comienza su marcha y
empieza a salir de la estación, la señal A2 recuerda la situación de peligro hasta que el
tren1 despeja la zona de deslizamiento de la señal A1. El tren2 tendrá que parar en la
señal A2 pero reanudará su marcha casi inmediatamente después de que la señal A2
conceda el permiso. Esto provoca un retraso al tren2 y además requiere de más
energía para volver a arrancar el tren. Para evitar estas ineficiencias se desarrollo un
sistema para mantener al segundo tren en movimiento, que fue bautizado como
señalización de entrada múltiple.
6.8.3 Señalización múltiple de entrada a estaciones.
La introducción de este sistema en una estación, implica la existencia de más
circuitos de vía, aunque más cortos, cada uno con su propia señal. La señal original de
entrada se ha convertido en la señal A2A y mientras que el tren permanezca en la
estación proporcionará una señal de peligro. Con todo esto, el circuito de vía A2 se
divide en tres circuitos de vía más pequeños, A2A, A2B y A2C, cada uno con su
propia señal. Estos circuitos de vía también estarán con señal de peligro mientras el
tren1 se encuentre en la plataforma.
En la primera parte de la figura siguiente, el tren2 se está acercando y está
empezando a frenar para parar en la señal A2A.
Cuando el tren1 comienza a abandonar la estación, liberará primero el circuito
de vía A2A y la señal A2A mostrará un aspecto verde. El tren2 habrá reducido su
velocidad un poco, pero ahora puede retomar su marcha hacia el andén.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 92
Figura 77. Señalización múltiple de entrada a estaciones.
En la siguiente figura, es posible observar como el tren1 ha liberado ahora dos
circuitos de vía, A2A y A2B, por lo tanto, dos de las señales de entrada múltiple se
encuentran ahora concediendo permiso de circulación. Hay que tener en cuenta que la
señal de comienzo de la entrada en estación (señal A2A) está ahora en rojo ya que el
tren ha entrado en el siguiente circuito de vía, A1. El tren2 se está dirigiendo a la
estación a una velocidad reducida, pero no ha tenido que parar.
Figura 78. Señalización múltiple de entrada a estaciones – Entrada
A2A
Señal A2ATren 2
Señal A2B Señal A2C
Deslizamiento normal de la señal A2
Estación
Tren 1
A2B A2C
Deslizamiento de A1
Señal A1
Circuito de vía A1
A2A
Señal A2A
Tren 2
Señal A2B Señal A2C
Deslizamiento normal de la señal A2
Estación
Tren 1
A2B A2C
Deslizamiento de A1
Señal A1
Circuito de vía A1Circuito de vía A2
A2A
Señal A2ATren 2
Señal A2B Señal A2C
Deslizamiento normal de la señal A2
Estación
Tren 1
A2B A2C
Deslizamiento de A1
Señal A1
Circuito de vía A1
A2A
Señal A2A
Tren 2
Señal A2B Señal A2C
Deslizamiento normal de la señal A2
Estación
Tren 1
A2B A2C
Deslizamiento de A1
Señal A1
Circuito de vía A1Circuito de vía A2
A2A
Señal A2A Señal A1Tren 2
Señal A2B Señal A2C
Deslizamiento original de la señal A2
Estación
Tren 1
A2B A2CSubcircuitos de vía de A2
Deslizamiento de A1
A2A
Señal A2A Señal A1Tren 2
Señal A2B Señal A2C
Deslizamiento normal de la señal A2
Estación
Tren 1
A2B A2C
Circuito de vía de A2
Deslizamiento de A1
A2A
Señal A2A Señal A1Tren 2
Señal A2B Señal A2C
Deslizamiento original de la señal A2
Estación
Tren 1
A2B A2CSubcircuitos de vía de A2
Deslizamiento de A1
A2A
Señal A2A Señal A1Tren 2
Señal A2B Señal A2C
Deslizamiento normal de la señal A2
Estación
Tren 1
A2B A2C
Circuito de vía de A2
Deslizamiento de A1
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 93
Cuando el tren1 libera la zona de deslizamiento de la señal A1, todo el circuito
de vía A2 está libre y la señal A2C concede paso, para permitir al tren2 una entrada en
el andén sin ningún impedimento.
6.8.4 Señalización múltiple de entrada a estaciones, en sistemas ATP/ATO.
Los sistemas utilizados en varios ferrocarriles metropolitanos, emplean la
señalización de múltiple de entrada asociada a los sistemas ATO y ATP. El andén se
dispone en una serie de circuitos de vía. Estos circuitos de vía implican curvas de
velocidad de frenado más reducidas para el tren que trata de entrar y le permite
dirigirse hacia el andén mientras el tren que le precede sale, siempre manteniendo una
distancia de frenado de seguridad entre ellos.
Cada curva representa un circuito de vía. La ejecución de todo esto se lleva a
cabo por el sistema ATP, monitorizando y vigilando la velocidad del tren. Las balizas
de la estación de parada continúan transmitiendo al tren los datos de la curva de
frenado, pero el tren recalculará la curva para compensar la reducción de velocidad
impuesta por el sistema ATP.
Figura 79. Señalización de entrada múltiple bajo la acción de ATO/ATP.
Andén de la estación
Sentido de la marcha
Velocidad máxima habitual
Máxima velocidad en la entrada
Curva de frenado habitual de entrada a
la estación
Subcircuitos de vía
Velocidad
Distancia
Curva de frenado de la señal de entrada
Localización de la señal de entrada
Balizas de parada en estación
Localización de la señal de salida
Curvas de frenado reducido: mantienen la distancia de
seguridad cuando se sigue a un tren saliente
Andén de la estación
Sentido de la marcha
Velocidad máxima habitual
Máxima velocidad en la entrada
Curva de frenado habitual de entrada a
la estación
Subcircuitos de vía
Velocidad
Distancia
Curva de frenado de la señal de entrada
Localización de la señal de entrada
Balizas de parada en estación
Localización de la señal de salida
Curvas de frenado reducido: mantienen la distancia de
seguridad cuando se sigue a un tren saliente
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 94
6.8.5 ATO, detención y partida en estaciones.
Además de proporcionar una parada automática del tren en la estación, el
sistema ATO va a permitir el accionamiento de puertas y el arranque desde la
estación. Si se utiliza conductor, se le puede asignar la tarea de apertura y cierre de
puertas en la estación y el arranque de nuevo del tren cuando todas las puertas estén
cerradas y comprobadas. Algunos sistemas están diseñados para evitar la apertura de
las puertas hasta que el tren no se haya detenido en el lugar correcto. Algunos
sistemas llegan incluso a prescindir del operario correspondiente para la apertura de
puertas y dejan su manejo al sistema ATO, para lo cual se dispone de un equipo
adicional como el que se muestra en la siguiente figura.
Figura 80. Operación de estacionamiento y apertura de puertas con sistema ATO.
Cuando el tren ha parado verifica que sus frenos están aplicados y comprueba
que ha parado dentro de los detectores encargados de posibilitar la apertura de
puertas. Estos detectores verifican la posición del tren en relación con el andén y el
lado por el que las puertas se deben abrir. Después de un tiempo establecido,
predeterminado o variado por el centro de control según las necesidades, el sistema
ATO cerrará las puertas y automáticamente arranca otra vez el tren si el proceso de
cierre de puertas ha sido completado con éxito. Algunos sistemas, poseen también
puertas en el andén, en ese caso el sistema ATO también proporcionará una señal para
que se abran una vez que se haya completado el proceso de comprobación de abordo.
Aunque se ha descrito aquí como una función del sistema ATO, el control de las
puertas en las estaciones está normalmente incorporado como una parte del equipo del
Señal de entrada
A2
Señal de salida A1
Tren
Andén de estación
Balizas de parada en estación
Sentido de la marcha
Lazos de activación de puertas
Señal de entrada
A2
Señal de salida A1
Tren
Andén de estación
Balizas de parada en estación
Sentido de la marcha
Lazos de activación de puertas
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 95
sistema ATP porque es considerado como un sistema “vital” y requiere los mismos
procesos de seguridad para su validación que el sistema ATP.
Una vez que la operación de las puertas se ha completado, el sistema ATO
acelerará el tren hasta su velocidad de crucero, permitirá al tren desplazarse hasta
encontrarse con la próxima orden de frenado de una baliza de una estación, para parar
entonces en la siguiente estación. Siempre que no haya intervención del sistema ATP.
6.9 Modos de funcionamiento de trenes para sistemas ATP/ATO.
Los metros modernos y los sistemas con raíles suburbanos que utilizan los
sistemas de control de trenes ATP o ATO ofrecen la posibilidad de elección de los
modos de funcionamiento de trenes, aunque la circulación normal en la línea se
realiza en el modo ATO.
Aquí se presentan cuatro modos diferentes, que son los empleados por Metro
de Madrid, aunque pueden describirse otros distintos. Los trenes sólo pueden operar
en el modo seleccionado si ha recibido o puede recibir el control de datos apropiados
y el conductor ha seleccionado el modo de manera adecuada.
Modo manual sin ATP.
En este modo el tren es operado manualmente por el conductor (sin sistema
ATO) y sin la supervisión del ATP. Este modo se utiliza en los depósitos o en
operaciones de cambio de vía cuando el ATP de a bordo no recibe información del
equipo situado en los bordes de las vías. Un ejemplo es empleado en Metro de Madrid
en el que la velocidad está limitada a 20 km/h, conocido con Manual + 20 (M+20). En
el este modo Manual el ATP cumple una función de supervisión reducida y sólo
supervisa un límite máximo de velocidad de entre 15 y 25 km/h, 20 km/h en el caso
de Metro de Madrid. Este modo también se utiliza en las líneas para arrancar un tren,
en el caso de que se produzca una pérdida de los códigos del sistema ATP de a bordo
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 96
del tren o en caso de que se produzca un fallo en el circuito de vía que haga que el
tren se pare.
Este modo presenta un submodo particular que consiste en, con el modo M+20
seleccionado, reducir más la velocidad de circulación hasta un valor muy bajo entre 3
y 5 km/h. En el caso de Metro de Madrid se reduce a 2 km/h y se conoce con el
nombre de “Acoplamiento”. Se utiliza especialmente para mantener una velocidad
constante mientras se acercan dos unidades para realizar un acoplamiento de las
mismas. La velocidad del tren se establece normalmente en el control lógico de a
bordo y suele estar entre 3 y 5 km/h. El modo es normalmente establecido de forma
manual por el conductor, por medio de un interruptor de la cabina. No se necesitan
circuitos de vía, transmisiones de control o señales.
Modo manual ATP.
Bajo este modo el tren es operado manualmente por el conductor, con la
supervisión completa del sistema ATP. El modo ATP es autorizado automáticamente
tan pronto como el equipo de ATP recibe información valida del sistema de control
situado en la vía. El interruptor para funcionar bajo este modo puede ser accionado
manualmente cuando el tren está en modo automático. Bajo este modo el conductor
puede conducir manualmente a cualquier velocidad por debajo del límite autorizado
por el sistema ATP. La velocidad permitida se puede observar en el panel de control
del conductor.
Dentro de este modo existen las dos versiones que han sido previamente
presentadas: ATP con bandas de velocidad o ATP con distancia objetivo. Ambas
posibilidades se encuentran instaladas en líneas de Metro de Madrid. El sistema más
novedoso, ATP con Distancia Objetivo (DO) constituye un nuevo modo en el que
funcionarán la nueva línea de MetroSur (Línea 12) y las modificadas Líneas 8 y 10.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 97
Modo ATO.
En el modo automático completo el tren es operado automáticamente por el
equipo ATO y el conductor sólo supervisa el funcionamiento del tren. Algunas
acciones, como por ejemplo el arranque de un tren desde una estación de parada, son
ejecutadas por el conductor. El reinicio de marcha desde una señal de parada será
normalmente automático.
El modo automático puede ser inicializado por el conductor con el tren parado
cuando el sistema ATP y el sistema de control central estén en comunicación con el
tren, existiendo además la condición de que el equipo ATO se haya localizado en la
vía. En algunos casos, el estado del equipamiento de a bordo del tren (el modo en que
se encuentra) es transmitido al sistema de control central.
Vuelta Automática (VA).
Algunos sistemas automáticos disponen de vuelta automática en los
apartaderos o finales de vía. El conductor inicia la vuelta automática accionando un
interruptor en la cabina y entonces el control central habilitará el movimiento de
enviar al tren a realizar un cambio de vía más allá de la estación y traerlo después de
vuelta a la plataforma de salida. El conductor atravesará el tren andando mientras se
produce el movimiento de retorno, o bien como ocurre el Metro de Madrid tendrá que
cambiar previamente de cabina para comandar el movimiento desde la que será la
nueva cabina de mando.
Modo especial.
Este es un modo de funcionamiento del tren excepcional. No se emplea nunca
en circulación normal por la línea. En este modo el tren no es supervisado por ningún
sistema y su velocidad no está limitada, de forma que el conductor tiene la
responsabilidad total sobre el movimiento del tren. Se utiliza para situaciones en las
que es imposible mover el tren bajo cualquier otro modo debido a averías. Los
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 98
conductores no pueden seleccionar este modo sin permiso del centro de mando y sin
que se les proporcione una “llave” que permite el accionamiento del modo, por lo cual
es conocido en Metro de Madrid como modo “Llave Especial” (LLE).
6.10 Implementaciones del ATP en ferrocarriles convencionales.
6.10.1 Sistema de Aviso Automático (Automatic Warning System - AWS)
Este sistema de ATP fue desarrollado en el Reino Unido en los años 50 para
evitar que los conductores pudieran pasar una señal que indicaba peligro sin
percatarse de ello. Fue incluso antes de la Primera Guerra Mundial cuando se empezó
a pensar en la necesidad de avisos de cumplimiento obligatorio a la vez que
automático. La idea tomó forma como un inductor montado en la vía, que se llamo
AWS.
El sistema consiste en colocar dos imanes adyacentes en la vía, con una rampa
en la dirección de aproximación. Esta rampa había sido heredada de un antiguo
sistema de ATP que tenía contacto físico, pero en esta aplicación simplemente se
utilizaba para proteger a los imanes de golpes. El primer imán es de tipo permanente y
se utiliza para poner en alerta al equipo embarcado. El segundo imán es un
electroimán que sólo esta energizado si la señal asociada muestra verde.
Se coloca entre los raíles, de tal forma que un detector, colocado en el tren,
pasa sobre el inductor y recibe un mensaje. La rampa avisará al conductor del estado
de la señal. El ferrocarril francés utiliza un sistema parecido llamado “Crocodile”
(Cocodrilo), mientras que el ferrocarril alemán tiene el “Indusi” (Inductor).
Figura 81. Esquema de funcionamiento del sistema AWS
Señal Señal
Sentido de la marcha
Tren 1Tren 2
CdVCdV Circuito de vía
AWS Ramp
Señal Señal
Sentido de la marcha
Tren 1Tren 2
CdVCdV Circuito de vía
AWS Ramp
Señal Señal
Sentido de la marcha
Tren 1Tren 2
CdVCdV Circuito de vía
AWS Ramp
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 99
En funcionamiento, el tren pasa primero por el imán permanente y el captador
de a bordo despliega un gatillo para ejecutar una posible operación de frenado.
Posteriormente, el tren pasa por el electroimán. Si la señal está en verde el
electroimán se activa, el gatillo de freno se desactiva, suena un aviso acústico en la
cabina del conductor y aparece en pantalla un disco indicador de color negro. El
conductor no tiene que actuar.
Si la señal es de color amarillo o rojo, como se muestra en la figura, el
electroimán se desactiva y una sirena suena en la cabina del conductor, volviéndose el
disco se vuelve amarillo y negro, conocido como el “girasol” (sunflower). El
conductor debe reconocer el aviso en menos de tres segundos, de tal manera que si no
lo hace se dispara el frenado automático del tren.
La “rampa” AWS como es conocido este inductor, se coloca a unos 185 m en
las cercanías de la señal.
Figura 82. Funcionamiento del AWS.
AWS Advertencia
visual en cabina185 metros
AWS Rampa entre los raíles
AWS Advertencia
visual en cabina
AWS Advertencia
visual en cabina185 metros
AWS Rampa entre los raíles
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 100
Figura 83. Fotografía de una rampa situada entre las vías.
6.10.2 Anuncio de Señales Frenado Automático – ASFA.
El sistema de Anuncio de Señales Frenado Automático (ASFA), fue creado
por la empresa Dimetronic Signals para dotar a los trenes de una mayor seguridad en
la circulación. En síntesis, su cometido consiste en reflejar en la cabina de conducción
del tren, las indicaciones de las señales que se visualizan en la vía, condicionando las
actuaciones del conductor al cumplimiento de las especificaciones de dichas señales y
de las normas de seguridad. En caso de no cumplir los requisitos de la señal, se activa
el frenado de emergencia y se evita el riesgo de accidente, ante un hipotético error o
retraso de la respuesta del conductor.
Además de las señales, el sistema esta dotado de dos partes bien diferenciadas
en función de su ubicación, el equipo de vía y el del vehículo. El equipo de vía tiene
por objeto transmitir al vehículo las indicaciones de las señales que aparecen en el
sentido de marcha considerado. En cuanto al equipo en el vehículo, este debe ser
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 101
capaz de recibir la información, registrar la respuesta del conductor y en caso de que
este no responda, dar la orden de accionamiento del frenado de emergencia.
El elemento a colocar en la vía para transmitir la información al vehículo se
denomina baliza, y es un dispositivo a través del cual se efectúa la transmisión
inductiva de la información correspondiente a la indicación de la señal, al captador del
equipo del vehículo, cuando este pasa por encima de la misma. Esta transmisión se
realiza por acoplamiento inductivo.
El panel de cabina del ASFA es la parte más visible y se encuentra en la
cabina de conducción. Realmente es un aparato de información y control. Mediante
leds de colores amarillo y rojo indican al conductor las informaciones recibidas y el
correcto funcionamiento o alarma del equipo. Incluye un interruptor amarillo CONEX
para la conexión del panel repetidor, un interruptor también amarillo REBASE AUTO
que se activará para rebasar señales en rojo, un pulsador rojo REARME FRENO que
se activará con el tren parado y mediante el cual, se rearmará el equipo después de un
frenado de emergencia. Existe también un pulsador amarillo REC, que se ilumina al
recibir ciertas informaciones y será necesario pulsarlo para reconocer que el conductor
ha recibido la información. Hay un avisador acústico, que mediante sonidos de
diversa duración indica la recepción de ciertas señales.
Figura 84. Elementos del sistema ASFA.
procesador pupitre
antena
baliza
frenos
Dirección de marcha
procesador pupitre
antena
baliza
frenos
Dirección de marcha
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 102
En la anterior figura, se muestra un esquema de los equipos instalados en vía
así como los embarcados.
La baliza se encuentra conectada con la señal y reproduce la indicación de esta
última. La antena situada en el tren, capta la información y la remite al procesador
embarcado en donde se analiza la información y se envía al pupitre para que quede
reflejada en las pantallas. Si transcurridos unos instantes, el conductor no realiza las
acciones pertinentes, el procesador pone en marcha los avisadores acústicos y vuelve
a darle al conductor algo de tiempo para que responda. Si aun así este no responde, el
procesador ordena el accionamiento de los frenos de emergencia.
Las balizas van asociadas a las señales en número máximo de dos balizas por
señal. Las balizas atendiendo a la situación respecto a su señal asociada pueden ser de
dos tipos: Baliza de señal y baliza previa.
• La baliza de señal, se sitúa habitualmente a la altura de la señal.
• La baliza previa se sitúa habitualmente a 300 metros delante de la
señal.
Figura 85. Funcionamiento del sistema ASFA.
procesador
Baliza previa
Dirección de marcha
Baliza de señal
300 metros
procesador
Baliza previa
Dirección de marcha
Baliza de señal
300 metros
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 103
El sistema ASFA realiza las siguientes funciones:
• Informa al maquinista del aspecto que presentan las señales. Esta
información se realiza solamente en determinados puntos de la vía:
posiciones de la baliza de señal y la previa.
• En el caso en que la indicación presentada por la señal sea vía libre, el
sistema sólo informa, mediante una breve indicación acústica, y no
exige ninguna actuación del maquinista.
• En el caso de que la indicación de la señal sea anuncio de parada o
anuncio de precaución: el sistema, además de informar mediante una
indicación acústica continua y una visual, exige que el maquinita se dé
por enterado, actuando sobre un pulsador instalado a tal fin antes de
tres segundos. En caso de no hacerlo, el equipo produce el frenado
automático de emergencia, acompañado de indicaciones acústicas y
sonoras, no pudiendo retomar el control del tren hasta que se encuentre
por debajo de 5 km/h.
• En el caso de que la indicación presentada por la señal sea la de parada
o señal en rojo: en el punto de transmisión situado a 300 metros antes
de la señal, se comprueba si la velocidad del vehículo es igual o
inferior a una preestablecida,
⇒ Si la velocidad es superior, se produce el frenado automático de
emergencia, acompañado de indicaciones acústicas y sonoras.
⇒ Si la velocidad es inferior, se muestran indicaciones acústicas y
sonoras durante un tiempo para recordar al maquinista el tipo de
señal a la que se aproxima.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 104
• Si se rebasa la señal en rojo, el sistema produce también el frenado
automático de emergencia, acompañado de indicaciones acústicas y
sonoras.
Tanto las indicaciones presentadas por las señales, como las actuaciones del
maquinista relacionadas con el equipo, quedan registradas en el tacógrafo del
vehículo.
El maquinista dispone de una llave que le permite rebasar una señal
prohibitiva cuando por avería o cualquier otra circunstancia le sea autorizado el
rebase, sin que se dispare el freno de emergencia.
En la siguiente figura se presenta un esquema de funcionamiento del sistema
ASFA. Consiste el ejemplo en dos trenes que circulan por una vía con tramos de
circuitos de vía de 1500 metros. La señalización se complementa con dos balizas por
señal, una previa colocada 300 metros por delante y otra al lado de las señales.
Figura 86. Escenario con el sistema ASFA
300 m. 300 m. 300 m.
1500 m. 1500 m.
Velocidad
Tren 1Tren 2
Velocidad preestablecida
300 m. 300 m. 300 m.
1500 m. 1500 m.
Velocidad
Tren 1Tren 2
Velocidad preestablecida
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 105
Al comienzo del tramo ocupado por el tren 1 la señal se encuentra en rojo, lo
que indica que los trenes posteriores no pueden rebasar ese punto. Al comienzo del
tramo anterior al ocupado por el tren 1, la señal se encuentra en amarillo, indicando al
maquinista que la señal siguiente que se encontrará esta en rojo y que por lo tanto,
tiene que comenzar a frenar para detener el tren antes de llegar al siguiente tramo.
En este ejemplo, el tramo anterior al encabezado por la señal en amarillo, tiene
su señal de comienzo en verde indicando por lo tanto vía libre.
Al existir las balizas previas, el tren lee estas informaciones 300 metros antes
de llegar a la señal y las vuelve a leer cuando pasa por ellas. Se las presenta al
maquinista en el dispositivo indicador y espera que este reaccione y actúe en
consecuencia.
En el ejemplo cuando el tren 2 llegue al comienzo del tramo señalado con
verde interpreta que la vía esta libre y sigue circulando a su velocidad. Cuando este
tren alcanza la baliza previa de la señal en amarillo el equipo embarcado informa al
maquinista y este tiene que comenzar a frenar el tren, tal y como se muestra en la
curva de velocidad.
El sistema de frenos tiene que conseguir detener el tren antes de alcanzar el
siguiente tramo y por este motivo, cuando se pasa por la baliza previa de la señal en
rojo, existe una velocidad preestablecida que en ese punto no puede superarse. Esta
velocidad esta calculada para que en la distancia que resta hasta llegar a la señal, el
tren tenga espacio suficiente para detenerse definitivamente. Si el maquinista llega a
ese punto con una velocidad superior a la preestablecida, el procesador embarcado da
la orden para que entre el freno automático de emergencia.
La velocidad máxima de circulación de los trazados viene definida por la
longitud de los tramos. Si esta longitud es de 1500 metros, y por la señalización se
obliga a que la frenada del sistema se produzca en un solo tramo, la distancia de
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 106
frenado son los 1500 metros. Y por lo tanto la velocidad máxima de circulación es de
139.427 Km/h.
Cuando RENFE necesitó incrementar la velocidad de circulación hasta valores
de 200 km/h se introdujo un nuevo aspecto de señal y se modificó el sistema ASFA
para que proporcionara indicaciones conformes con los nuevos aspectos y
velocidades.
Figura 87. Escenario de sucesión de señales RENFE, con actuaciones ASFA.
6.11 Bloqueo totalmente cantonado y bloqueo móvil.
El término “bloqueo totalmente cantonado” sugiere un sistema tradicional con
la línea dividida en secciones. Los circuitos de vía o los lazos son utilizados para
controlar la señal que protege cada sección. En algunos casos, el desarrollo de los
sistemas que utilizan dispositivos de transmisión continua en vía ha permitido la
Control cont inuo de Velocidad
60
Aviso de control de velocidad a 180 km/h
Control de velocidad a 180 km/h
Aviso de control de velocidad a 160 km/h
Control de velocidad a 160 km/h
Control puntual de velocidad
Parada
≅
200
180
160
km/h Velocidad máxima
15 segundos7
segundos≅
Baliza Previa Baliza de Señal
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 107
reducción de la longitud de las secciones hasta unos pocos metros, con esta reducción
es posible conocer la posición del tren de una forma bastante precisa. Ello ha llevado
a que esta variante del sistema haya sido confundida con un sistema de “bloqueo
móvil”. El verdadero bloqueo móvil es un paso tecnológico posterior.
El término “bloqueo móvil”, como su propio nombre indica, sugiere un
sistema sin cantones fijos, el posicionamiento del tren se realiza por un sistema
distinto que permita conocer la situación exacta del tren en cada momento. De esta
forma se permite a los trenes situarse uno detrás de otro, a una distancia de seguridad
constante para una determinada velocidad, en lugar de dar al tren posterior la
autorización para avanzar sección a sección. Esto permitiría a los trenes acercarse más
en zonas de más baja velocidad como estaciones, lo cual evitaría el aumento del
intervalo entre trenes debido a la lentitud de la liberación de las secciones cuando se
circula a velocidad baja.
Durante muchos años ha sido un concepto idealizado, proponiendo que dos
trenes de la misma capacidad de frenada y viajando uno detrás del otro a la misma
velocidad podrían frenar de la misma forma y por lo tanto la distancia entre ellos
podría ser mínima. El planteamiento consiste en que el tren posterior recibiera la
posición y la velocidad del tren que circula delante mediante la transmisión de datos
entre ambos trenes, para así reaccionar de forma inteligente.
En términos prácticos, existirá siempre la necesidad del mantener una
distancia de frenado de seguridad entre los trenes. El gran beneficio de emplear la
tecnología del bloqueo móvil es que la distancia de separación entre circulaciones
puede ser variada de forma dinámica en función de la velocidad del propio tren. En
las aplicaciones en las que se está planteando este tipo de sistema, la distancia entre
trenes nunca es menor que la distancia de frenado absoluto, es decir la distancia
necesaria para que el tren posterior se detenga si el tren anterior se quedara parado de
forma inmediata. Cualquier otra solución que redujese esta distancia podría no
cumplir la condición de ser intrínsecamente seguro frente a fallos.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 108
6.11.1 Bloqueo móvil – Teoría.
Debido el desarrollo de la tecnología en las señalizaciones, se han producido
muchas mejoras en el sistema de cantonamiento. Sin embargo, en estos últimos años
se ha producido un mayor énfasis en los intentos por librarse de los sistemas con
cantones fijos. Librarse de los cantones fijos tiene la ventaja de que poder variar las
distancias entre trenes de acuerdo a su velocidad actual, disponiendo sus velocidades
en relación con ambos trenes.
El comportamiento teórico es similar a las normas de separación y
comportamiento de conducción que se aplican en las autopistas. Cuando se conduce
un automóvil no es necesario situarte a una distancia del coche que precedente que
permita realizar una frenada hasta parar el coche, ya que el vehículo delantero no se
detendrá instantáneamente. En el caso en que el vehículo se mueva a la misma
velocidad que el otro vehículo, sería posible, en teoría, situarse inmediatamente detrás
de él, de forma que cuando el primer vehículo frenara también lo hiciera el segundo.
En el caso de disponer de unos pocos metros adicionales, para considerar el
tiempo de reacción que se necesita para apreciar las luces de freno y los cambios en el
proceso de frenada, el método podría funcionar bien. A pesar de que sólo es necesario
observar unas pocas colisiones de las que se producen en las autopistas para desechar
esta teoría para el tráfico rodado, en el mundo del ferrocarril sí que tiene muchas
posibilidades, al ser un tráfico mucho más regulado.
Figura 88. Señalización en bloqueo móvil – Principio teórico del sistema.
En la figura superior, supuesto que cada tren está viajando a la misma
velocidad que el que lleva delante y todos tienen las mismas capacidades de frenada,
Curva de frenado para el tren 1
Tren 2 Tren 1Tren 3
Curva de frenado para el tren 2
Curva de frenado para el tren 3
Sentido de la marcha Velocidad normal
Curva de frenado para el tren 1
Tren 2 Tren 1Tren 3
Curva de frenado para el tren 2
Curva de frenado para el tren 3
Sentido de la marcha Velocidad normal
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 109
podrán viajar a unos pocos metros unos de otros. Sólo es necesario un poco de espacio
adicional para tener en cuenta el tiempo de reacción y pequeños errores y los trenes
podrían viajar con una separación de 50m a una velocidad de 50 Km/h.
La teoría es muy esperanzadora, pero la realidad es otra cosa y de hecho
todavía no se ha llevado la utilización del bloqueo móvil hasta tan lejos.
Lo que resulta muy valioso es disponer la posición de los trenes y hacerla
coincidir con los cantones en posición y longitud, desplazándolos con la velocidad de
los trenes, es decir, hacerlos móviles en vez de fijos. Esta flexibilidad requiere, debido
a la velocidad de comunicación y la cantidad de datos a intercambiar, la transmisión
por radio, también llamada en ocasiones Communications Based Train Control
(CTBC) o Transmission Based Signalling (TBS), mejor que transmisión por circuitos
de vía, para la detección de trenes y comunicación a otros trenes de la velocidad
permitida de circulación. La transmisión por radio, o TBS, se considera hoy en día la
solución más práctica, sin embargo existen limitaciones. La pérdida de transmisión y
la necesidad de validar los datos son los dos problemas principales.
En los sistemas propuestos hasta ahora, como el que está instalado en el Metro
de Londres en la línea Jubilee, se utilizan elementos de seguridad adicionales,
consistentes en balizas situadas en la vía que proporcionan el sistema de respaldo para
fallos del sistema principal. Existe un gran interés en ver si este sistema actúa de
forma óptima para proporcionar la seguridad necesaria conjuntamente con la
capacidad pretendida de 36 trenes por hora.
El sistema ERTMS consta de un medio de transmisión basado en radio (GSM-
R) para la comunicación entre los trenes y el centro de control, en sus niveles de
aplicación 2 y 3. El nivel 2 está siendo instalado, entre otras, en la línea de alta
velocidad Madrid – Barcelona – Frontera Francesa, y estará en operación a finales de
2003.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 110
El crecimiento en los costes de mantenimiento y la vulnerabilidad del equipo
situado en los bordes de la vía frente al tiempo, desgaste, daños y robos ha conducido
a una búsqueda de sistemas de señalización con un mínimo de equipo instalado en vía.
El sistema de balizas puede reducir el equipo situado en la infraestructura en
comparación con los sistemas de transmisión continua de datos que emplean cable en
vía. La utilización de la radio para transmitir datos entre el sistema de señalización y
el tren también tiene esta ventaja adicional.
6.11.2 Bloqueo móvil y transmisión por radio.
En un ferrocarril equipado con sistema de bloqueo móvil, la línea está
normalmente dividida en áreas o regiones, cada una bajo el control de un ordenador y
cada una con su sistema de transmisión por radio. Cada tren transmite su identidad,
posición, dirección y velocidad al ordenador de área, el cual efectúa las operaciones
necesarias para proporcionar una separación entre trenes segura, que transmite al
siguiente tren como se muestra en la siguiente figura.
Figura 89. Transmisión por radio en sistema de señalización por bloqueo móvil o CTBC (Communications Based Train Control)
La conexión por radio entre cada tren y el ordenador de área es continúa, de tal
forma que el ordenador conoce la posición de todos los trenes en su área en todo
momento. El ordenador transmite a cada tren la posición del tren de delante y le
proporciona su curva de frenado, para permitirle que pare antes de que alcance a ese
Computadora Computadora
Radio Radio
Conexiones de radio
Conexiones de radio
Trenes
Área 1 Área 2Conexión para el Área de Handover
Computadora Computadora
Radio Radio
Conexiones de radio
Conexiones de radio
Trenes
Área 1 Área 2Conexión para el Área de Handover
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 111
tren. Lo que se consigue es un sistema dinámico de “distancia objetivo”. A este tipo
de sistemas se les conoce como Communications Based Train Control (CTBC).
Una característica del bloqueo cantonado se ha mantenido. La exigencia de
una distancia de frenado total entre trenes. Esto asegura que, si la conexión por radio
se pierde, el último dato que se retiene en el control del siguiente tren hará que éste
pare antes de que alcance al tren que le precede.
Como se ha expuesto, los trenes en un sistema con bloqueo móvil comunican
su posición continuamente al ordenador de cada área. Lo hacen desde el tren a
dispositivos de radio instalados en la infraestructura. Cada tren también confirma su
propia posición mediante balizas, colocadas a intervalos a lo largo de la vía, las cuales
recalculan la posición del tren comparándola con el mapa de la línea, que se encuentra
computerizado en el ordenador de abordo.
Figura 90. Utilización de áreas en CTBC (bloqueo móvil) y el proceso de transmisión entre áreas.
El traslado de un tren desde un área a otra también se lleva a cabo usando las
conexiones por radio y adicionalmente mediante una conexión entre los ordenadores
de las dos áreas adyacentes. Las áreas se solapan entre sí, de tal forma que cuando un
tren llega primero al límite de una nueva área, el ordenador de la primera área
contacta con el ordenador de la segunda y le alerta de la entrada del nuevo tren.
También le comunica al tren el cambio de los códigos de radio para conectar con el
ordenador de control de la nueva área.
Computadora Computadora
Radio Radio
Conexiones de radio
Conexiones de radio
Trenes
Área 1 Área 2Conexión para el Área de Handover
Zona de superposición
Balizas
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 112
Cuando el controlador de la nueva área recoge la identificación del tren,
reconoce la transmisión del tren desde la primera área y la transferencia se completa.
Otra versión del sistema de bloqueo móvil tiene los ordenadores de control de
posición embarcados en los trenes. Cada tren conoce donde está en relación con el
resto de trenes y establece sus velocidades de seguridad a partir de estos datos. Tiene
la ventaja de que supone la utilización de menos equipos a lo largo de la vía, pero el
número de transmisiones es mucho mayor.
6.11.3 Un sistema de bloqueo móvil antiguo.
El sistema que tiene la distinción de ser el primero de bloqueo móvil fue
llamado Seltrac y fue fabricado por Alcatel. Se utiliza en Canadá y en el Docklands
Light Railway en Londres. Su funcionamiento se basa en los principios de la
transmisión móvil de datos, pero el medio de transmisión son los lazos eléctricos
montados en la vía, colocados entre los raíles y cruzándose cada 25 metros,
permitiendo así a los trenes verificar su posición al cambiar el campo magnético. La
implementación indica que los cantones son fijos, a pesar de ser muy cortos, pero
permiten un alto grado de flexibilidad. Los datos se transmiten entre el ordenador de a
bordo del tren (VOBC: vehicle on-board computer) y el centro de control de vehículos
(VCC : vehicle control centre) a través de los lazos eléctricos. El VCC controla la
velocidad del tren 2 consultando la posición del tren 1 y calculando su curva de
frenado de seguridad.
Figura 91. El bloqueo móvil en sus inicios – Sistema Seltrac de Alcatel.
El sistema Seltrac no necesita conductor, al ser totalmente automático. En caso
de un fallo del sistema el tren tendría que ser conducido manualmente. El mismo
sistema dispone de un contador de ejes para verificar la posición de un tren que no se
Tren 1Tren 2
25 m Lazos instalados en la víaCentro de control de
vehículos
Tren 1Tren 2
25 m Lazos instalados en la víaCentro de control de
vehículos
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 113
encuentra bajo el control de los lazos eléctricos. Quizás, el mayor inconveniente es la
necesidad de colocar cables entre las vías, cuya instalación y mantenimiento resulta
bastante caro.
La principal diferencia entre este sistema y los más modernos que se
comercializan hoy en día radica en que el Seltrac utiliza transmisión electromagnética
de los datos, para lo cual necesita cables en las vías, mientras que los sistemas que
utilizan transmisión por radio sólo necesitan “cables aéreos”.
6.11.4 Bloqueo Móvil. Justificación.
La señalización en el ferrocarril ha necesitado, tradicionalmente, grandes
cantidades de material muy caro, que se distribuía a lo largo de la ruta, expuesto a las
cambiantes condiciones climáticas, desgaste, vandalismo y robos. Debido a su amplia
y espaciada distribución, el mantenimiento resulta caro y frecuentemente sólo se
puede hacer cuando los trenes no están circulando. Las averías son difíciles de
encontrar y de acceder a ellas. En ferrocarriles metropolitanos el acceso puede estar
muy restringido en zonas de túneles. Por estas razones, los operadores de ferrocarriles
han tratado de reducir los equipos de señalización a lo largo de la vía para así reducir
costes de mantenimiento. La reducción del equipo de la vía provoca también una
reducción en los costes de instalación. El bloqueo móvil requiere de menos equipo en
la vía que los sistemas de bloqueo totalmente cantonado.
Existe otro objetivo más buscado por los operadores: el aumento de la
capacidad de circulación. Una norma para la mayoría de las líneas de ferrocarriles
metropolitanos es la limitación de tener una circulación máxima de 30 trenes por hora
o un espaciado de 2 minutos entre trenes. Es discutible si una mejora en este aspecto
es posible para un sistema de alta capacidad, puesto que la mayor parte de las pérdidas
de la capacidad de la línea se produce por las paradas en las estaciones y por las
operaciones en las terminales. Las líneas de metro con tráfico más denso, como las de
Hong Kong, están intentando establecer capacidades por encima de los 30 trenes a la
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 114
hora y están luchando por mantener los tiempos de parada por debajo de los 40-50
segundos en horas punta.
Las anteriores circunstancias llevarían a espaciamiento de los trenes de dos
minutos o más, independientemente del sistema de señalización utilizado. Problemas
parecidos ocurren en los terminales, donde los tiempos de despeje de cruces resultan
críticos. La señalización en el bloqueo móvil no puede aportar mejoras significativas.
Se pueden, sin embargo, conseguir intervalos entre trenes más pequeños en sistemas
donde los trenes son más cortos, las velocidades más bajas y los niveles de pasajeros
más pequeños. En algunos lugares se puede conseguir un espaciado de 95 segundos,
con sistemas como el de Docklands y ciertas secciones del metro de París.
También hay que tener en cuenta que, en líneas subterráneas, los modernos
sistemas de ventilación y control de humos requieren una separación entre trenes de
200 a 300 metros, para permitir la circulación de aire en horas críticas. Si la
señalización del bloqueo móvil permite una separación de 50 metros, sería necesaria
la disposición de sistemas adicionales de ventilación que resultarían muy costosos.
Esto redundaría en una reducción de los beneficios del bloqueo móvil.
El premio real que podría obtener un operador que utilizara el bloqueo móvil
sería una reducción en el equipo necesario a disponer en la vía y una reducción en el
coste de mantenimiento. La tecnología del bloqueo móvil conduce a una mayor
fiabilidad, junto con una localización de averías más rápida. Si el sistema de
transmisión por radio está incluido, se puede conseguir un nivel de mejora apreciable.
Otro factor destacable es que muchos operadores precisan que la tecnología
del bloqueo móvil incluya circuitos de vía de bloqueo cantonado, que sirva como
sistema de soporte de seguridad y para la detección de rotura de raíles. Los circuitos
de vía son también exigidos en los cambios de agujas. Cabría preguntarse por qué
añadir los costes de la transmisión por radio, si es necesario instalar todo ese equipo
de todas formas.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 115
6.12 Supervisión automática del tren (Automatic Train Supervision - ATS).
Un tren operado con el sistema ATO avanzará por la línea a la máxima
velocidad permitida por el sistema ATP, hasta que encuentre un obstáculo tal como un
tren, un señal cerrada u otros motivos. La extensión lógica de estos sistemas es la
automatización del papel del operador de señalización, con algunas propiedades
adicionales. Esto es lo que se conoce como ATS. El sistema ATS utilizará
habitualmente algún tipo de esquema del servicio de la línea (tabla de horarios,
intervalo entre trenes, etc) para establecer rutas para los trenes tan eficazmente como
sea posible. La implementación de un sistema de ATS permite:
• Reorganización automática del servicio cuando se produce una
incidencia o perturbación, tal como trabajos, que los trenes podrían
obviar sin necesidad de advertir a los conductores.
• Uso inteligente de la deriva (conducción sin aplicación de tracción) de
los trenes. Por ejemplo eliminando dicha deriva si el tren va con
retraso, o promocionándola si está adelantado.
• Informar a todos los trenes de condiciones de circulación que les
afectan, como por ejemplo lo momentos en los que usar freno
regenerativo.
• Regulación automática del intervalo entre trenes, por ejemplo
manteniendo un tren en un andén si el siguiente tren está retrasado para
disminuir el intervalo.
De nuevo el sistema ATS no es considerado como un sistema vital, por lo
tanto un fallo del mismo no conduce a una situación insegura, aunque si bastante
incomoda. Por ello, muchos ferrocarriles exigen que cuando se instala uno de estos
sistemas, si prevea algún modo de respaldo para evitar llegar a una situación muy
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 116
degrada si el ATS falla. Habitualmente el sistema ATS se diseña específicamente para
cada aplicación.
6.13 Control automático de trenes (Automatic Train Control - ATC)
Las siglas ATC se refieren, en inglés, a “Automatic Train Control”, que fue
como se denominó al sistema de aviso probado en algunas líneas del Reino Unido
antes de la introducción generalizada del AWS (Automatic Warning System) en los
años 60. En los Estados Unidos también se alude al Automatic Train Control, pero
referido a un concepto más moderno donde el sistema incluye sistema ATP, sistema
ATO y sistema ATS. El nombre se ha adoptado en todo el mundo para describir la
arquitectura de los ferrocarriles que operan automáticamente. Normalmente sólo se
emplea en ferrocarriles metropolitanos. En este apartado se analiza la relación entre
los cuatro conceptos diferentes de trenes automáticos. Como definición, el sistema
ATC se refiere a todo el sistema, que incluye todas las demás funciones automáticas y
para algunas de estas funciones también incluye el grado de intervención manual.
6.13.1 Bloqueo totalmente cantonado.
Existen diferentes formas de ensamblar las partes del paquete ATC, pero un
formato muy común utilizado por muchos sistemas se asemeja al siguiente.
El diagrama muestra la arquitectura básica del sistema de control automático
con bloqueo totalmente cantonado (ATC), con sus tres componentes principales:
ATP, ATO y ATS. El requerimiento de seguridad básico, mantener a los trenes
separados a una distancia segura, es efectuado por el ATP, el cual tiene una unidad de
control para cada circuito de vía. Esta unidad de control recibe los datos de los
circuitos de vía situados por delante, los convierte en un límite de velocidad para el
circuito de vía que controla y envía el límite de velocidad a la vía. El tren recoge los
datos, utilizando los códigos transmitidos a lo largo de la vía. Los sistemas de
transmisión pueden ser: circuitos de vía, lazos de control o balizas colocadas a lo
largo de la vía.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 117
Figura 92. Relación entre las distintas partes del ATC, en líneas con cantonamiento fijo.
Los datos recibidos por la unidad de control del ATP se limitan normalmente a
indicar que un tren se encuentra en un cantón o a la velocidad límite actual impuesta
en el cantón. Estos datos son enviados al ordenador del ATS, donde se comparan con
la programación establecida, para determinar si el tren está circulando de acuerdo con
el horario previsto o si va con adelanto o retraso.
Para ajustar los tiempos del tren, el ATS puede enviar comandos a los puntos
de comunicación del ATO colocados a lo largo de la vía. Estos puntos, que pueden ser
lazos de transmisión o balizas, dan al tren sus órdenes de parada en la estación. Los
puntos normalmente contienen datos fijos, pero algunos, normalmente el último en la
secuencia para parar en una estación, transmite datos acerca del tiempo que el tren
debe parar en la estación y puede comunicarle cómo de rápido debe dirigirse a la
siguiente estación. Además pueden incluirse otro tipo de datos tales como el punto de
parada en el andén, para el caso de utilización de trenes de diversas longitudes.
Algunos sistemas establecen los datos comunicados por el ATO como fijos,
pero utilizan el sistema ATP para impedir que el tren arranque desde una estación o
Tren 1Tren 2Estación
Unidad de control ATP
Unidad de control ATP
Datos ATPDatos ATP
Datos de los circuitos de vía delanteros
Datos de los circuitos de vía delanteros
Datos de los circuitos de vía delanteros
Circuito de vía A3 Circuito de vía A2 Circuito de vía A1
Sentido de la marcha
Punto ATO Punto ATO Punto ATO
Transmisión de códigos ATP
Instrucciones ATS
Computadora ATS
Datos de localización del trenDatos de localización del tren
Perspectiva general de ATS aplicado al sistema de bloqueo fijo
Tren 1Tren 2Estación
Unidad de control ATP
Unidad de control ATP
Datos ATPDatos ATP
Datos de los circuitos de vía delanteros
Datos de los circuitos de vía delanteros
Datos de los circuitos de vía delanteros
Circuito de vía A3 Circuito de vía A2 Circuito de vía A1
Sentido de la marcha
Punto ATO Punto ATO Punto ATO
Transmisión de códigos ATP
Instrucciones ATS
Computadora ATS
Datos de localización del trenDatos de localización del tren
Perspectiva general de ATS aplicado al sistema de bloqueo fijo
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 118
para restringir su velocidad. El ordenador del ATS le comunica a la unidad de control
del ATP que transmita una restricción de velocidad o una velocidad cero a la vía.
Ambas, las ordenes del ATP y las del ATO se recogen por antenas situadas en
el tren y se traducen en comandos de aceleraciones, frenadas o mantenimiento de la
velocidad. Donde un tren pueda ser conducido manualmente, el ATP todavía
asegurará los requerimientos de seguridad pero el ATO será inutilizado y el conductor
parará el tren en las estaciones mediante el uso de los controles de la cabina.
Existen muchas variaciones del sistema ATC en el mundo, pero todas
contienen el principio básico de que el ATP proporciona seguridad y es la base sobre
la que el tren puede circular. El sistema ATO proporciona controles que sustituyen al
conductor, mientras que el ATS comprueba los tiempos de circulación y ajusta la
marcha del tren de acuerdo con estos.
6.13.2 Bloqueo móvil; Señalización Basada en la Transmisión (Transmission Based Signalling - TBS).
Existe una pequeña diferencia entre el bloqueo con cantonamiento fijo y el
bloqueo móvil por lo que concierne al ATC, pero su arquitectura se resumiría con el
siguiente esquema.
La transmisión de datos a los raíles no se utiliza y es reemplazada por la
transmisión por radio. Además, no hay circuitos de vía. La posición del tren es
determinada por un mapa de ruta de a bordo, que es reiniciado cuando el tren
comienza su viaje y es verificado mediante las balizas situadas a lo largo de la ruta.
Las balizas pueden ser utilizadas para enviar instrucciones del ATS al tren pero, como
ocurre con los puntos de comunicación del ATO utilizados en los sistemas de
cantonamiento fijo, contienen datos estáticos de la posición y del fichero de ruta.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 119
Figura 93. Relación entre las distintas partes del ATC, con transmisión por radio.
En un sistema de bloqueo móvil, la unidad de control del ATP difiere de la
que se utiliza en un sistema totalmente cantonado. Ahora cubre un área más grande y
recibe los datos de la transmisión por radio. También transmite datos por radio. Si la
transmisión por radio falla y no llega al tren, éste asume que el tren que va por delante
de él ha parado en su última posición conocida y parará a una distancia de seguridad
por detrás de él.
El ATS cubre las mismas funciones que para bloqueo con cantones fijos. Los
datos de la posición del tren son recibidos y la marcha del tren es ajustada según sea
necesario.
Tren 1Tren 2
Estación
Receptor / Transmisor
Transmisiones de radio
Datos ATP
Sentido de la marcha
Baliza de control
Baliza de control
Baliza de control
Transmisiones de radio
Instrucciones ATS
Computadora ATS
Datos de localización del tren
Perspectiva general de ATS aplicado al sistema de bloqueo móvil
Unidad de control ATP
Tren 1Tren 2
Estación
Receptor / Transmisor
Transmisiones de radio
Datos ATP
Sentido de la marcha
Baliza de control
Baliza de control
Baliza de control
Transmisiones de radio
Instrucciones ATS
Computadora ATS
Datos de localización del tren
Perspectiva general de ATS aplicado al sistema de bloqueo móvil
Unidad de control ATP
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 120
7 ENCLAVAMIENTO (INTERLOCKING).
Otro aspecto de seguridad introducido a mediados del siglo XIX fue el
enclavamiento mecánico de los cambios de agujas y de las señales. El objetivo era
prevenir el establecimiento de una ruta para un tren, con su correspondiente señal de
protección dando paso, cuando existiera una ruta en conflicto, es decir, compartiendo
partes de la vía, con la anterior, con su señal de protección también abierta. El sistema
de enclavamiento era actuado por una serie de barras que interactuaban
mecánicamente, conectadas a las palancas que accionaban las señales que se
encontraban en la caja de señales. La disposición de las barras era tal que prevenía el
establecimiento de movimientos conflictivos. Conforme se desarrollaron los sistemas
se realizaron grandes marcos de palancas de enclavamientos para poder manejar zonas
de cambios de agujas más complicadas.
Con el tiempo, conforme se reemplazaban las palancas de señales por
accionamientos mucho más pequeños o por botones, también se fueron reemplazando
las cajas de enclavamientos de accionamiento mecánico por enclavamientos formados
por relés. Los relés electromagnéticos se utilizaban en cadena para asegurar el
correcto y seguro establecimiento de rutas en los cambios de agujas. Se configuraron
complejos paneles de control para el diseño de las conexiones de estos relés y para
asegurar la seguridad y la integridad de los trenes.
El enclavamiento debe garantizar que la línea de ferrocarril se comporta de
una manera segura, lo cual significa que:
• Rutas conflictivas entre ellas u opuestas no pueden establecerse al
mismo tiempo.
• Las agujas sólo se mueven cuando es totalmente seguro para ellas
hacerlo.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 121
• Las señales sólo cambian para mostrar un aspecto de vía libre cuando
todas las condiciones de seguridad se dan.
El enclavamiento no sólo debe asegurar que la línea se comporta de forma
segura, sino que debe garantizar que los fallos no desembocan en una situación menos
segura, es decir debe ser intrínsecamente seguro ante fallos. En este caso, el
enclavamiento debe garantizar que todas las señales muestran un aspecto de peligro y
que las agujas no pueden moverse en una situación de fallo.
7.1 Establecimiento de rutas.
Los enclavamientos funcionan en base al establecimiento de rutas, donde una
acción establece la ruta incluyendo el posicionamiento de todas las agujas que puedan
estar implicadas. En los días de los accionamientos mecánicos, para establecer una
ruta primero todas las levas que controlaban las agujas debían ser posicionadas a su
estado correcto y después abierta la señal que protegía la ruta.
El sistema más utilizado hoy en día consiste en pulsar un botón asociado con
la señal del comienzo (o entrada) de la ruta, seguido de otro botón asociado con el
final (o salida) de la ruta. Estas son las únicas acciones necesarias por parte del
operador, el enclavamiento se encarga de posicionar todas las agujas en el estado
requerido por la ruta. El sistema ignora combinaciones de botones entre los que no
existe una ruta posible.
Cada señal tiene asociado un botón, con una lámpara asociada. El botón
muestra puntas de flecha indicando a que dirección del tráfico aplica dicho botón. Si
la punta de flecha está rellena indica que el botón marca la entrada a una ruta,
mientras que si está vacía indica que es la salida de una ruta.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 122
Figura 94. Representación de un panel de mando de un enclavamiento con botones para el establecimiento de rutas por medio de las señales de entrada y salida de una ruta.
En la figura superior, el botón 5 tiene la entrada a una ruta hacia la derecha. El
botón 7 marca la salida de rutas que vengan de su izquierda, por ejemplo la que
empieza en 5, y puede también ser usado como comienzo de rutas hacia la derecha. El
botón 9 sólo tiene asociado un botón de salida de rutas que vengan de la izquierda. El
botón 208 marca la entrada a una ruta hacia la izquierda, de maniobras en este caso
para entrar en la vía lateral, la salida de esa ruta es el botón 207, que funciona también
como origen de rutas hacia la derecha de salida de la vía lateral hasta la señal 7. Si se
utiliza el botón 7 como comienzo de una ruta, se tiene dos posibilidades para el final
de la misma el botón 9 o el 17.
El funcionamiento es el siguiente: cuando se pulsa un botón como entrada de
una ruta, el botón parpadea como recordatorio hasta que se pulsa el botón de salida. Si
no se pulsa ninguna salida, el botón deja de parpadear después de un tiempo,
cancelando la petición de ruta.
Los últimos desarrollos de enclavamientos han sustituido el panel de botones
por pantallas de ordenador en las que las acciones se realizan por medio de ratones y
clicks sobre las señales de entrada y salida de las rutas. Además la introducción de
ordenadores ha ampliado enormemente la funcionalidad de los centros de control de
los enclavamientos, especial valor tiene la posibilidad de realizar “Establecimiento
Automático de Rutas”, lo cual consiste en alimentar al programa con la tabla de
207
5 208 7
15
9
17
207
5 208 7
15
9
17
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 123
horarios de la línea y permitir al sistema que establezca rutas directamente sin la
participación del operador, el cual puede entonces concentrarse en resolver los
posibles problemas que aparezcan sin tener que emplear tiempo en las tareas más
rutinarias.
7.1.1 Disponibilidad de la ruta.
Cuando el enclavamiento recibe una petición válida de ruta, en primer lugar
comprueba la disponibilidad de cada una de las agujas que están involucradas en la
ruta y su deslizamiento. Se dice que una aguja está disponible si se encuentra
posicionada en la dirección en que la necesita la ruta o no está enclavada en la otra
posición. Sólo si todas las agujas involucradas en un movimiento están disponibles, se
continuará con el proceso en establecimiento de la ruta y las agujas serán movidas a la
posición requerida. La comprobación previa de la disponibilidad de toda la ruta evita
que se muevan agujas de forma innecesaria, si la ruta no puede establecerse.
Figura 95. Esquema de vías, disponibilidad de rutas.
Si se considera la configuración de vías de la figura, y se quiere establecer una
ruta desde la señal 17 a la 19, en primer lugar se presionará el botón de comienzo de
movimiento de la señal 17 que comenzará a parpadear. La petición de ruta quedará
definida cuando se pulse el botón asociado a la señal 19. En primer lugar el
enclavamiento comprobará que existe la posibilidad de conectar ambos puntos. Si no
fuese físicamente posible conectar los puntos registrados se cancelará la petición de
ruta. Ya que en este caso sí existe conexión entre los dos puntos, el enclavamiento
AA AB AC AD AE AF
201
1917
15
202AA AB AC AD AE AF
201
1917
15
202
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 124
comprobará la disponibilidad de la aguja 201 al desvío y 202 a la recta. Si ambas
agujas están disponibles, serán posicionadas de la forma necesaria, en caso de que no
lo estuviesen.
7.1.2 Enclavamiento de ruta.
Al mismo tiempo que se mueven las agujas para posicionarlas tal y como lo
requiere la ruta, se lleva a cabo una función para enclavar cada circuito de vía a lo
largo de la ruta y su deslizamiento. En el ejemplo comenzado antes, los circuitos de
vía AB, AC, AD, AE y AF serán enclavados, incluso si no hay nada que bloquear
como en el caso de AB. En el caso del circuito AC esta función enclavará la aguja
201, para el AD la aguja 202. A partir de este momento, las agujas están bloqueadas
para esta ruta, es decir no pueden moverse mientras la ruta esté establecida. Por lo
tanto, la aguja 201 está enclavada al desvío y la 202 enclavada a la recta.
La función de enclavamiento de la ruta aplicada a cada circuito de vía se
indica con luces blancas a lo largo de la línea de la ruta en proceso de establecimiento.
La indicación de estas luces blancas recuerda al operador del enclavamiento aquellas
rutas que están establecidas y su iluminación muestra que la ruta ha sido enclavada de
forma correcta. Una vez que la ruta se ha enclavado y se ilumina toda la ruta, la luz
del botón de entrada de la ruta dejará de parpadear.
Conforme los circuitos de vía se ocupan por el paso del tren la iluminación
blanca es reemplazada por luces rojas que indican la ocupación del circuito de vía y
por lo tanto marcan la posición del tren.
7.1.3 Liberación de la ruta por operación del tren: Normalizar.
Para poder liberar la ruta enclavada con el paso del tren, es necesario en
primer lugar cancelar la ruta. Esto se realiza normalmente con el paso del tren más
allá de la señal de entrada. La técnica conocida como Normalizar (liberación de la ruta
por paso del tren) está basada en una secuencia de operación de circuitos de vía, no
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 125
sólo en conocer si un determinado circuito de vía ha sido ocupado. Si sólo un circuito
de vía fuese empleado, no sería una solución muy segura pues posibles fallos podrían
desembocar en el desenclavamiento de la ruta por delante del tren. En el caso de la
ruta del ejemplo, en primer lugar se debería ocupar el circuito de vía AA con la señal
17 mostrando un aspecto de entrada en el ruta, seguido de la liberación de AA y la
ocupación de AB y el reemplazo del aspecto de la señal 17, es decir todo el tren debe
pasar la señal. Es posible emplear combinaciones más complejas que involucren
secuencias de tres circuitos de vía. Cuando se cancele la ruta por medio de esta
función se apagará la luz de entrada de la ruta en el panel de mando.
7.1.4 Liberación del enclavamiento de la ruta.
Una vez que se ha cancelado la ruta, el enclavamiento de la misma se retira
circuito de vía tras circuito de vía por detrás del paso del tren. En el caso del circuito
de vía AD, su enclavamiento puede ser retirado sólo cuando haya sido previamente
retirado de AC y si el mismo AD está libre de trenes. En consecuencia la aguja 201 se
desenclava y puede ser usada para otra ruta cuando todo el tren libera la aguja, es
decir el circuito AC está libre. De la misma forma, la aguja 202 es desenclavada
cuando el circuito AD está libre tras el paso del tren. Esta función permite la
liberación progresiva de la ruta y es la razón para establecer un enclavamiento sobre
cada circuito de vía incluso cuando no hay nada que enclavar dentro del propio
circuito.
Conforme se van desenclavando los circuitos de vía, las luces blancas que
marcaban la ruta enclavada se van apagando, aunque en la práctica han sido
sustituidas por luces rojas con el paso del tren.
En el ejemplo, la aguja 201 no puede ser utilizada para otra ruta cuando el
circuito AC se libere si el tren se encuentra todavía en AD. Sin embargo, ambas
agujas pueden ser empleadas para una nueva ruta desde la señal 15 con la aguja 202 al
desvío. De esto se deduce que se ha malgastado dinero al construir dos circuitos de
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 126
vía para estas agujas, pues uno sólo cubriendo ambas agujas hubiese proporcionado
todas las posibilidades de movimiento.
7.1.5 Rutas incompatibles.
Si se encuentra enclavada la ruta desde la señal 17 a la señal 19, en la figura
del ejemplo, no será posible establecer ninguna otra ruta desde la señal 15 ya que
cualquiera de las posibilidades presenta conflictos con la existente. El hecho de que la
ruta desde 17 a 19 esté enclavada significa que la aguja 201 está enclavada al desvío.
Si entonces se intentase establecer una ruta desde 15, la comprobación de
disponibilidad de agujas fallaría, ya que la aguja 201 debería estar a la recta o con la
posibilidad de moverla (no enclavada) y la ruta no podría ser establecida. Por tanto, se
evita que se establezcan rutas incompatibles de forma automática al realizar el
chequeo de disponibilidad de agujas y las funciones de enclavamiento de la ruta.
7.1.6 Rutas opuestas.
Aquellas rutas que son incompatibles, pero que no requieren agujas
posicionadas en distintas direcciones, habitualmente conllevan tráfico de trenes en
direcciones contrarias y se denominan como rutas opuestas. Ya que no es posible
detectar esta situación por medio de la comprobación de disponibilidad de agujas, es
necesario realizar comprobaciones adicionales.
Figura 96. Esquema de vías, rutas opuestas.
Si, en el ejemplo de la figura, se establece una ruta desde 37 a 39, entonces la
ruta de 38 a 36 es opuesta a esta, y debe no ser posible establecerla. En ambas rutas se
necesita la aguja 256 posicionada a la recta, por lo cual no se puede usar esta
CD CE CF CG CH
3937
256
3836
Sentidodirecto
Sentidoinverso
CD CE CF CG CH
3937
256
3836
Sentidodirecto
Sentidoinverso
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 127
condición para evitar el establecimiento de las dos rutas. La función de enclavamiento
de los circuitos de vía que se realiza durante el proceso de establecimiento de una
ruta, es realmente un enclavamiento direccional. De esta forma, para la ruta desde 37
a 39 los circuitos CE, CF, CG y CH se enclavan en la dirección positiva, de forma
inversa la ruta desde 38 a 36 enclava esos mismos circuitos de vía en la dirección
negativa. Por lo tanto, habiéndose establecido una ruta desde 37 a 39, cualquier ruta
desde 38 no podrá establecerse hasta que la ruta anterior haya sido cancelada y el tren
pase completamente la señal 38. Esta condición sólo se cumplirá cuando la función de
enclavamiento de CF para la dirección positiva se eliminada durante la liberación de
la ruta por el paso del tren. En consecuencia, es condición necesaria, aunque no
suficiente, para establecer rutas partiendo de la señal 38 que no exista enclavamiento
para la dirección positiva del circuito CF. De la misma manera, es condición
necesaria, aunque no suficiente, para establecer rutas partiendo de la señal 37 que no
exista enclavamiento para la dirección negativa del circuito CE.
7.1.7 Cancelación manual de rutas y enclavamiento de proximidad.
Una ruta establecida puede ser cancelada en cualquier momento, para ello se
debe tirar del botón de entrada a la ruta. En ese momento la señal de entrada pasará a
mostrar su aspecto más restrictivo. Sin embargo, puede resultar peligroso liberar la
ruta de forma inmediata. Si un tren se encontraba aproximándose a la señal de entrada
y no se encontraba suficientemente alejado de la misma cuando se canceló la ruta,
puede no poseer suficiente espacio para frenar y detenerse en la señal. De esta forma
si la ruta hubiese sido liberada no habría nada que evitase que las agujas se moviesen,
al entrar entonces el tren en la ruta podría descarrilar o dañar las agujas.
Este problema es resuelto manteniendo la ruta enclavada por un periodo de
tiempo, típicamente dos o tres minutos, después de recibir la orden de cancelación. En
este tiempo el tren puede haberse detenido delante de la señal o haberla rebasado al no
poder frenar y haber entrado en la ruta. Una vez el tren haya entrado en la ruta se
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 128
mantendrá ésta enclavada, incluso cuando transcurra el periodo de tiempo fijado
antes.
En el caso de que no existiese ningún tren acercándose a la entrada de la ruta
cuando se recibió la orden de cancelación, sería muy restrictivo para la operación del
sistema tener que esperar el tiempo fijado antes de poder cancelarla. Se utiliza en
estos casos la funcionalidad del enclavamiento de comprobar si existe algún tren en la
proximidad de la entrada a la ruta, si no hubiese ninguno la ruta se podrá cancelar de
forma inmediata. En el caso de que exista un tren acercándose, entonces es necesario
realizar el proceso de activar el temporizador., conocido como diferímetro. No todos
los enclavamientos presentan esta funcionalidad y por lo tanto aplican el diferímetro
en todos los casos. A esta función se la conoce como enclavamiento de proximidad.
7.2 Agujas.
La posición de señales está normalmente controlada por el proceso de
establecimiento de rutas. Sin embargo, se suele proveer al enclavamiento con un
medio para que el operador pueda mover las agujas de forma individual si fuese
necesario. Esta funcionalidad podría usarse si el enclavamiento fallase o durante
operaciones de mantenimiento o pruebas. Cada aguja dispone, habitualmente, de un
selector con tres posiciones que se acompañan con tres indicaciones: aguja a la recta,
aguja al desvío y posición central.
El selector es normalmente situado en su posición central, en esta posición el
proceso de establecimiento de rutas puede desarrollarse de forma normal. Cuando no
existan rutas establecidas, al mover el selector a la posición de aguja a la recta y
después devolverlo a su posición central, provocará que la aguja se posicione a la
recta, si no lo estaba antes. De la misma forma se puede obligar a la aguja a
posicionarse al desvío si se gira el selector a dicha posición y luego se devuelve al
centro. Si la aguja estuviese enclavada por una ruta, estas acciones no tendrían efecto
sobre la posición de la aguja.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 129
Cuando el selector de la aguja se gire a una de las dos posiciones y se deje fijo
allí, entonces las agujas estarán enclavadas en esa posición. En este caso, si la aguja
está manualmente enclavada en una posición, es todavía posible establecer rutas que
necesiten la aguja en esa posición, pero no si la ruta pide el cambio de posición de la
aguja. En el momento en el que se devuelva el selector manual de la aguja a su
posición central se desenclavará la aguja.
Figura 97. Representación de un selector de agujas. R: aguja a la recta, D: aguja al desvío.
El selector presenta tres lámparas de indicación de color habitualmente blanco,
los indicadores laterales indican la posición de la aguja a la recta o al desvío. Si la
correspondiente aguja en la vía no envía el estado del elemento, la luz central
comenzaría a parpadear para avisar del fallo. Cada vez que se cambia la aguja de
posición habrá unos segundos en los que no se recibirá indicación de la posición de la
aguja, y por lo tanto durante ese tiempo la luz central parpadeará. En algunas
aplicaciones se elimina el parpadeo durante el periodo de movimiento de la aguja, de
forma que sólo se verá este parpadeo en caso de fallos reales.
7.2.1 Efecto pedal (Dead Locking).
Es importante que mientras el circuito de vía en el cual se encuentra la aguja
esté ocupado está se encuentre enclavada, para evitar que pueda moverse en el
momento en el que un tren esté pasando por encima de ella, bien sea por
establecimiento de una nueva ruta o por actuación del selector. Esta propiedad del
enclavamiento se conoce como “Efecto Pedal (Dead Locking)”. De esta forma,
cuando un tren está pasando por encima de la aguja, ésta estaría enclavada dos veces:
una por el propio establecimiento de la ruta y otra por el efecto pedal.
R DR D
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 130
7.3 Control del aspecto de las señales principales.
El último paso en el proceso de establecimiento de rutas es la apertura de la
señal de entrada a la ruta de forma que muestre un aspecto de entrada en la ruta. Lo
que muestre la señal dependerá de los aspectos que pueda mostrar y del aspecto de la
señal de avanzada.
7.3.1 Comprobación de lámparas.
En el caso de que la lámpara que tuviese que mostrar el aspecto requerido
fallase, entonces la señal se mostraría como apagada. Esto podría llevar a una
situación peligrosa. Para evitar estos posibles problemas, se requiere que cada señal
pueda mostrar un aspecto de continuar con la ruta sólo si la señal de avanzada está
mostrando un aspecto de continuar con la ruta de forma correcta. Esto se conoce
habitualmente como comprobación de lámparas y debe ser intrínsecamente seguro.
Para mejorar la fiabilidad del sistema se utilizan lámparas especiales con dos
filamentos o focos de leds.
7.3.2 Señales automáticas.
Cuando no exista ningún elemento de campo entre dos señales, incluyendo el
deslizamiento, entonces la señal puede ser preparada para funcionar de forma
automática sin ninguna acción por parte del operador. Habitualmente, en el panel del
enclavamiento estás señales se representan de una forma especial, se les añade una
placa que representa el número de identificación de la señal.
Figura 98. Esquema de vías, señales automáticas. SD SESC
17 19
SD SESC
17 19
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 131
En este tipo de configuraciones no es necesario introducir circuitos de vía
entre las señales, sólo es necesario un circuito de vía y el deslizamiento. En la figura,
para que la señal 17 muestre un aspecto permisivo para entrar en la ruta, es necesario
que se compruebe que los circuitos de vía SC, SD y SE estén libres. Además, debe
comprobarse que la señal 19 está encendida. Si cualquiera de estas cuatro condiciones
no se cumplen, la señal 17 mostrará un aspecto rojo. Una vez la cabeza del tren entre
en el circuito SC la señal 17 pasará a mostrar rojo, y no cambiará hasta que la cola del
tren salga del circuito SE.
En secciones largas con señales automáticas es posible simplificar aún más la
configuración, con simplemente un circuito de vía por señal.
Figura 99. Esquema de vías, señales automáticas.
Las señales automáticas no son indicadas en el panel del enclavamiento, el
símbolo de la señal estará simplemente pintada, pero el operador del enclavamiento
tendrá la posibilidad de obligar a la señal a mostrar un aspecto de peligro.
7.3.3 Señales controladas.
En el caso de que existan agujas en la ruta o en el deslizamiento, entonces las
señales deberán tener la posibilidad de ser controladas. Una señal controlada se
muestra en el panel del enclavamiento. Habitualmente se indicaban simplemente dos
aspectos rojo y verde, este último se mostraba para cualquier aspecto de avanzar en la
ruta. La ausencia de indicación de la lámpara de la señal en el panel, indicará que la
lámpara de la señal ha fallado.
SH SJSG
13 15
SH SJSG
13 15
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 132
Figura 100. Esquema de vías, señales controladas.
Si se considera en primer lugar la ruta desde 17 a 19 de la figura anterior, la
señal debe sólo abrirse cuando todos los circuitos de vía afectados están libres y la
señal de salida está encendida, igual que en el caso anterior. Además, todas las agujas
en la ruta deben estar comprobadas en la posición adecuada. Finalmente se debe
comprobar que la ruta está establecida y bloqueada.
Habitualmente será necesario volver a establecer la ruta tras el paso del tren,
aunque es posible incorporar un botón mediante el cual hacer funcionar las señales de
forma automática una vez que la ruta haya quedado establecida y enclavada.
7.3.4 Control de aproximación.
Si ahora se considera la ruta entre las señales 17 y 21, es necesario comprobar
el estado de los elementos presentados anteriormente, pero ahora además se requiere
el control de aproximación.
Esta ruta implica un movimiento a través de la aguja 202 en posición de
desviada, ese paso será habitualmente a una velocidad más baja que la
correspondiente al paso desde 17 a 19 con la aguja 202 a la recta. El objeto del control
de aproximación es obligar al conductor a reducir la velocidad hasta un nivel seguro
para esta desviación.
BC
AA
15
19
AB
BB
AFAE202AC
201
BA
17
21
BC
AA
15
19
AB
BB
AFAE202AC
201
BA
17
21
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 133
Cuando la ruta se establece, la señal de entrada no se abre aunque nada lo
impide dentro de la ruta. Por lo tanto, el tren se acerca a la señal 17 en rojo y se
deberá detener delante de ella. Sin embargo, cuando el circuito de vía AA es ocupado
por el tren, la señal de entrada 17 se abre mostrando un aspecto que permite continuar
en la ruta. Incluso si ahora el conductor acelerase con su máxima capacidad, la
velocidad del tren todavía no sería excesiva al pasar sobre la aguja desviada. La
longitud del circuito AA debe ser calculada para conseguir la deseada reducción de
velocidad. Alternativamente, el requisito para abrir la señal puede ser que el circuito
de vía esté ocupado durante un periodo de tiempo.
7.4 Protección de flanco.
En algunas ocasiones es necesario incorporar a los controles que permiten
establecer una ruta algún elemento que no está en la línea directa de la propia ruta.
Esta técnica se conoce como Protección de Flanco, y se emplea para proteger el lateral
del tren.
Figura 101. Esquema de vías, protección de flanco.
Si se considera una diagonal de conexión entre dos vías como la de la figura,
un tren que se mueva de A hasta B pasando por la aguja 1 posicionada a la recta, debe
estar protegido de cualquier movimiento que exista en la vía contraria con la aguja 2
posicionada al desvío. Tradicionalmente, los dos extremos de la diagonal se habían
operado de forma conjunta, de forma que o las dos agujas estaban posicionadas de la
misma forma, es decir a la recta o al desvío. Sin embargo, ello lleva a falta de
fiabilidad. Ambos extremos de la diagonal pueden ser comprobadas y deben funcionar
A B
FP
1
2
A B
FP
1
2
B
FP
1
2
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 134
de forma conjunta, ello implica que si la comprobación de alguna de las dos agujas
falla, ambas vías quedarían bloqueadas.
Para mejorar esta situación, es posible numerar de forma separada cada aguja
y dotarlas de detección individual. Cuando una ruta desde A hasta B se encuentra
establecida, la aguja debe estar movida, enclavada y detectada a la recta, esta misma
ruta requiere que la aguja 2 esté movida y enclavada a la recta, aunque no
necesariamente detectada a la recta. Entonces cualquier fallo en la detección de la
posición de la aguja 2 no afectará a la ruta anterior, aunque se sigue ofreciendo
protección de flanco. Sin embargo, queda la preocupación de que cuando no se
detecte la posición de la aguja 2, ésta puede estar realmente dispuesta al desvío, para
evitar este problema se obliga a que el circuito de vía FP debe estar libre para poder
establecer la ruta desde A hasta B en el caso en el que la posición de la aguja 2 no esté
detectada.
Figura 102. Esquema de vías, protección de flanco.
En la figura anterior se muestra otro caso de protección de flanco.
Movimientos desde A hasta B deben ser protegidos frente a movimientos no
autorizados desde la vía lateral S por medio de las agujas 21, que deben estar
posicionadas, enclavadas y detectadas en la posición normal. Sin embargo,
movimientos desde C hasta B (o viceversa) necesitarían una protección similar, por lo
21B
24
21A
S
A B
C23
21B
24
21A
S
A B
C23
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José Manuel Mera; Carlos Vera Página 135
tanto esta ruta requerirá que las agujas 21, que no están en la línea de la ruta, estén
posicionadas, enclavadas y detectadas a la recta.
7.5 Deslizamientos.
Hasta este punto, todos los deslizamientos mostrados en este documento han
sido considerados como un solo circuito de vía. Sin embargo, el deslizamiento puede
incluir más de un circuito de vía e incluso agujas.
Figura 103. Esquema de vías, deslizamientos.
Cuando se incluyan más de un circuito de vía en el deslizamiento entonces
todos ellos deben estar libres para que la ruta pueda ser establecida. En el caso de
agujas dentro del deslizamiento, serán tratadas de la misma forma que las que se
encuentren dentro de la ruta, es decir deben estar posicionadas, enclavadas y
detectadas. En el caso de la figura anterior, la aguja 24 debe estar posicionada,
enclavada y detectada a la recta.
Figura 104. Esquema de vías, deslizamientos.
En el caso de la ruta antes indicada, ésta se extiende hasta el circuito de vía TP
con lo cual es necesario enclavar la aguja 24. Una forma de liberar este deslizamiento
sería establecer también la ruta desde 73 en adelante, entonces el tren continuaría con
su movimiento y liberaría el enclavamiento de la aguja 24 cuando la cola del mismo
abandonará el circuito TP (en el caso de establecer las dos rutas simultáneamente la
aguja 24 estaría enclavada por dos motivos: el deslizamiento de la ruta desde 71 y la
73
AR
71
AS
73
AR
71
AS
7371
24
TPTN7371
24
TPTN
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 136
propia ruta desde 73). Sin embargo, es necesaria una segunda manera de liberación de
la aguja del deslizamiento para evitar que los movimientos en la línea se detengan.
Supóngase que la señal 73 se encuentra al final de un andén. Un tren podría
entrar en la estación y detenerse en el andén durante quizá quince minutos. Durante
ese periodo de tiempo la aguja 24 estaría enclavada a la recta, impidiendo cualquier
posible movimiento que se quisiera establecer usando la aguja al desvío. Una forma
alternativa de liberación del deslizamiento consiste en comprobar que la ruta ha sido
cancelada y que el circuito de vía TN lleva ocupado una determinada cantidad de
tiempo, entre 90 y 120 segundos. Entonces se supone que el tren está estacionario en
el andén y que, por lo tanto, el deslizamiento puede ser liberado.
7.5.1 Deslizamiento orientado.
Si ahora se plantea una situación en la cual el deslizamiento contiene una
aguja que el tren afrontaría en su movimiento, tal y como se muestra en la figura, la
situación es diferente.
Figura 105. Esquema de vías, deslizamiento orientado.
En este caso existen dos posibles deslizamientos. Si la aguja 26 se encuentra
posicionada a la recta, entonces el deslizamiento será el circuito A, mientras que si
está posicionada al desvío, sería el circuito B. Normalmente el deslizamiento se
establece en la dirección en la que estaba la aguja cuando se estableció la ruta, y
simplemente se comprueba que la aguja está detectada en esa posición.
Sin embargo, la siguiente ruta desde 73 puede necesitar que la aguja se sitúe a
la recta, por lo que la aguja 26 no debe estar enclavada dentro del deslizamiento. La
acción de establecer la nueva ruta posicionará y enclavará las agujas de forma
71 73
B
ASW
26
71 73
B
ASW
26
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 137
adecuada. Esta situación se conoce como un deslizamiento orientado, ya que las
agujas pueden orientarse dentro de la zona de deslizamiento. Debe existir un
diferímetro que impida que la señal 71 cambie a rojo mientras se mueve la aguja 26.
Este tipo de deslizamientos se puede complicar bastante en función de la
configuración de vías, tal y como se muestra en la figura inferior.
Figura 106. Esquema de vías, deslizamiento orientado.
En este caso si el deslizamiento implica que 37 esté al desvío, entonces es
necesario incluir en el deslizamiento más circuitos de vía y agujas. En este caso, los
circuitos SW y SX deben comprobarse como libres y la aguja 38 debe estar
posicionada y enclavada a la recta. De hecho, si la aguja 38 estuviera enclavada al
desvío por alguna razón, entonces el deslizamiento no podría establecerse con 37 al
desvío. Más aún, si la ruta desde 71 tuviese la aguja 37 colocada al desvío para el
deslizamiento, y entonces se estableciese una ruta (o deslizamiento) desde C hasta B o
desde D hasta B, provocaría que la aguja 37 se orientase a la recta.
7.5.2 Enclavamiento por tiempo de operación.
Puede darse el caso en el que la aguja dentro del deslizamiento se encuentre
muy cerca del final del circuito de vía de la señal de fin de la ruta, tal y como se
muestra en la figura.
SW37A
38B
A
D
SXC
37B71 73
SW37A
38B
A
D
SXC
37B71 73
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 138
Figura 107. Esquema de vías, enclavamiento por tiempo de operación.
Entonces se puede presentar el siguiente problema. Si un tren estuviera
aproximándose a la señal 73 que indicaba rojo, pero fallara en el proceso de frenada y
la sobrepasara y simultáneamente la aguja estuviera moviéndose por alguna razón, las
ruedas del tren podrían alcanzar los espadines de la aguja antes de que esta estuviera
posicionada en la nueva colocación. Hay que aclarar que la función de efecto pedal no
evita que las agujas continúen con su movimiento si este empezó antes de que se
ocupase el circuito de vía.
La técnica que se utiliza para evitar esta situación se conoce como
Enclavamiento por Tiempo de Operación. Esta técnica consiste en añadir una nueva
condición de enclavamiento para las agujas incluidas en el deslizamiento: la
ocupación del circuito de vía TN. El enclavamiento se mantendrá, bien hasta que el
circuito se libere, o bien hasta que se compruebe que el tren está estacionario en él, lo
cual se realiza por medio de un diferímetro.
7.6 Control del aspecto de las señales de maniobras.
El control del aspecto mostrado por las señales de maniobras no es
habitualmente tan riguroso como el que se realiza sobre las señales principales. La
detección de la posición de todas las agujas es comprobada, pero no necesariamente el
estado libre de todos los circuitos de vía hasta la siguiente señal.
Los circuitos de vía que se comprueban dependen del propósito de la señal de
maniobras. Pueden, por ejemplo, usarse para añadir una locomotora a una
TN
71 73
TN
71 73
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 139
composición, en este caso no se comprobará que el último circuito de vía, en el cual
se encuentra el tren, esté libre.
Muy raramente se introducen comprobaciones del estado de las lámparas en
las señales de maniobras, y solo en algunas ocasiones se necesitan de la zona de
deslizamiento para este tipo de movimientos. Cada señal debe considerarse como un
caso distinto.
En el panel de control del enclavamiento, el aspecto de peligro de una señal de
maniobras suele indicarse por una luz roja, mientras que el aspecto de avanzar se
muestra por una luz blanca.
7.7 Enclavamientos Electrónicos (ENCE).
A lo largo de la historia del ferrocarril, los cuadros de control con levas y
enclavamientos mecánicos fueron gradualmente reemplazados por enclavamientos de
relés operados desde paneles. Esta situación comenzó a cambiar a finales de los
ochenta cuando los sistemas de enclavamientos electrónicos fueron introducidos.
En este tipo de enclavamientos, la lógica que anteriormente era implementada
por medio de circuitos de relés, pasó a ser realizada por computadoras con el
funcionamiento del enclavamiento codificado, siguiendo distintas estrategias, en su
interior.
Existen distintas realizaciones de enclavamiento electrónico algunas de ellas
se van a presentar a continuación.
7.7.1 Solid State Interlocking (SSI).
Este sistema fue inicialmente desarrollado por British Rail Research en Derby
a finales de los setenta. Sin embargo, el desarrollo era tan ambicioso que fue necesario
formar un grupo que fuese capaz de convertir las ideas teóricas en un sistema práctico,
útil y fabricable. Este grupo estaba formado por la propia British Rail, GEC General
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 140
Signal Co y Westinghouse Brake and Signal Co. El primer prototipo de este
enclavamiento fue instalado por primera vez en 1985, en Leamignton Spa.
En este diseño de enclavamiento, la seguridad del enclavamiento era
confirmada por un sistema de votación de dos de tres computadoras. Cada uno de los
tres procesadores trabajaba en paralelo y comparaba sus datos con los otros dos en
varios niveles. La forma habitual de trabajo es que los tres computadores trabajen con
la misma información y obtengan los mismos resultados. Cuando alguno de ellos no
obtiene el mismo resultado que los otros dos es desconectado del sistema y se genera
un mensaje para que el módulo sea sustituido. Mientras tanto los otros dos
computadores siguen trabajando de forma conjunta. Es de esta forma que la seguridad
del enclavamiento es garantizada.
El programa de funcionamiento del enclavamiento se divide en dos bloques: el
programa fijo y los datos. El programa fijo es común a todas las instalaciones y sólo
necesita validarse una vez. Railtrack es responsable de esta parte del programa y los
distribuye a los contratistas.
Los datos son la porción del programa que ajusta el funcionamiento del
programa a la sección de línea de aplicación. Esta parte es habitualmente desarrollada
por los contratistas y supone la programación de miles de líneas de código que
definen el funcionamiento del enclavamiento.
7.7.2 Ebilock.
Este sistema ha sido desarrollado por Adtranz, contiene computadoras con tres
procesadores. Dos de los procesadores realizan las tareas de señalización usando
diferentes programas para llevar a cabo las mismas tareas. Ambos procesadores deben
obtener los mismos resultados para que la acción sea realizada. Si se produce un
desacuerdo, se activa una alarma y se pasa el control a un segundo ordenador que se
utiliza como elemento de respaldo. El tercer procesador de cada ordenador lleva a
cabo las funciones no vitales del enclavamiento.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 141
Los datos para ser introducidos en el enclavamiento son preparados con una
herramienta conocida como “Ebitool”, que contiene las reglas del enclavamiento
internamente.
7.7.3 VPI.
Uno de los sistemas más competitivos, desarrollado por la empresa General
Railway Signal Co de los EE.UU. con un principio de funcionamiento totalmente
distinto. Es conocido como Enclavamiento de Procesador Vital (Vital Processor
Interlocking - VPI) y emplea una lógica llamada Lógica de Aseguramiento de la
Seguridad Integrada Numérica (Numerical Integrated Safety Assurance Logic), un
tipo complejo de software que no requiere procesadores que trabajen en paralelo.
Conforme las operaciones lógicas se van desarrollando se genera una “palabra de
comprobación”, siempre que la comprobación de la palabra formada es correcta el
sistema asume que todo está funcionando de forma correcta. Si algo ocurriese de
forma errónea el sistema sería apagado de forma automática, de forma que todas las
señales controladas por el enclavamiento serían apagadas. No existe lógica de
señalización dentro del programa, el sistema está diseñado para evaluar solamente
operaciones lógicas booleanas.
7.7.4 Westrace.
La empresa Westinghouse Signals conjuntamente con su empresa española
asociada Dimetronic Signals, desarrolló este sistema. Cada enclavamiento está
formado por un conjunto de circuitos impresos de los siguientes tipos de módulos:
Lógica Vital, Entradas Paralelas Vitales, Salidas de Lámparas Vitales, Salidas de
Relés Vitales, Entradas y Salidas en Serie Vitales, Comunicaciones no Vitales,
Diagnóstico.
El módulo de Lógica Vital consiste en tres circuitos impresos que, de forma
conjunta, garantizan la seguridad del sistema. La integridad de cada procesador es
comprobada no sólo por sus propios chequeos, sino también por pruebas realizadas
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 142
con sus vecinos. Cada uno de los procesadores duales utiliza dos programas para
realizar las operaciones logrando la seguridad de un sistema dual, pero no un solo
equipo. Además la aplicación de lógica funciona en dos canales paralelos, uno de
ellos maneja la información en forma verdadera y la otra en la forma complementaria.
Durante la operación se realizan comprobaciones entre ambos canales.
Si existe un fallo en el sistema que no puede ser aislado, entonces se produce
la desconexión del mismo por dos métodos independientes, de forma que se
desconectan todos los módulos de salidas.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 143
8 FUNCIONAMIENTO DE ENCLAVAMIENTOS RENFE.
A continuación se describe la implementación habitual de un enclavamiento
RENFE
8.1 MANDO Y COMPROBACION DEL ENCLAVAMIENTO.
8.1.1 Mando por itinerarios.
En general es aquel sistema de mando que permite el establecimiento
automático de una ruta completa al actuar sobre los dos pulsadores de mando, uno de
principio y otro de fin de itinerario, de forma tal que esta actuación compruebe la
inexistencia de situaciones incompatibles, prepare las agujas y demás aparatos que
intervienen en el itinerario y después de comprobar automáticamente que la ruta esté
establecida y enclavada abra la señal o señales correspondientes.
8.1.1.1 Elementos de mando
Mando de señales o itinerarios.
El mando de señal que autorice un itinerario tendrá las posibilidades
siguientes:
• Establecimiento automático de itinerario o Maniobra Centralizada con
apertura de señal (cuando haya varias señales en una ruta se admite que
dicha ruta se autorice de señal a señal o de una sola vez con el pulsador
de origen y el de destino).
• Apertura de señal estando establecido un itinerario o Maniobra
Centralizada.
• Cierre de una señal quedando establecido un itinerario o Maniobra
Centralizada.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 144
• Anulación de un itinerario.
• Rebase de señal con ruta enclavada en señal de entrada o señal interior
de entrada.
• Dispositivo (pulsador) para bloquear el mando de señal.
• Dispositivo (pulsador) para impedir la autorización de movimientos
sobre un determinado destino (trayecto o estacionamiento).
• En el caso de la existencia de rutas alternativas, la selección se
efectuará, en general, manualmente.
• Sucesión automática por vías generales en caso de SERVICIO
INTERMITENTE O BLOQUEO AUTOMÁTICO.
Mando de barreras o semibarreras.
El mando de barreras o semibarreras tendrá las posibilidades siguientes:
• Mando automático para su cierre por el establecimiento global de una
ruta y la ocupación de un determinado circuito de vía.
• Mando automático para su apertura por desenclavamiento del paso a
nivel.
• Mando individual para su cierre.
• Mando individual para su apertura.
El mando individual de cierre predomina sobre cualquier otro criterio de
mando.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 145
Las barreras se cerrarán y permanecerán cerradas siempre que exista al menos
una orden de cierre, bien sea automática, individual o local (a pie de paso) o siempre
que esté ocupado el circuito propio del paso a nivel.
La apertura sólo se producirá cuando coincidan:
• Orden de apertura automática.
• Orden de apertura individual.
• Circuito de vía propio de Paso a Nivel libre.
Bloqueo de mandos.
Existirá una llave para BLOQUEAR todas las órdenes desde el Mando del
Enclavamiento.
Una vez girada la citada llave, podrá ser extraída de su cerradura con el fin de
que hasta que no se reponga y normalice no se pueda restablecer la posibilidad de
realizar ORDENES desde el citado panel.
Además de lo ya expuesto, la utilización de dicha llave permitirá los dos
detalles siguientes;
• Permanecerán establecidas todas las órdenes dadas anteriormente.
• Se seguirán recibiendo en el panel todas las comprobaciones, incluso
las variaciones que se produzcan en la instalación.
8.1.1.2 Elementos de comprobación.
Los enclavamientos dispondrán de una serie de elementos de comprobaciones
ópticas y acústicas que se representarán en los dibujos de los PANELES “TIPO”.
Indicadores de señales.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 146
Normalmente estarán apagados, encendiéndose los visores correspondientes
que tenga la señal cuando:
• La señal autorice movimiento (incluso tendrán representación las
señales avanzadas).
• La señal de la orden de parada, porque se ha realizado alguna actuación
sobre ella, tal como mando de itinerario, anulación de la señal mientras
actúa el diferímetro, maniobra local concedida a la zona que protege,
etc.
• Existirá comprobación del BLOQUEO efectuado sobre el mando de
cada señal. Lucirá un visor ROJO rectangular en la parte baja de su
representación.
Indicadores de circuitos de vía.
Los circuitos de vía, incluso de agujas, se indicarán en la forma siguiente:
• Itinerario establecido y enclavado con visores AMARILLOS.
• Vía ocupada con visores ROJOS.
o Cada circuito de vía llevará dos visores ROJOS como mínimo.
o En el caso de que se trate de un circuito de agujas, además de
los de posición de éstas llevará como mínimo otro visor
adicional.
Indicadores de las agujas dotadas de accionamiento eléctrico.
En las agujas dotadas de accionamiento eléctrico existirán las comprobaciones
siguientes:
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 147
• Aguja comprobada y encerrojada en posición Normal, visor
rectangular correspondiente a dicha posición iluminado en
AMARILLO o ROJO, según que el circuito de vía a que pertenece esté
libre u ocupado, respectivamente.
• Aguja comprobada y encerrojada en posición Invertida, visor
rectangular correspondiente a dicha posición iluminado en
AMARILLO o ROJO, según que el circuito de vía a que pertenece esté
libre u ocupado, respectivamente.
• Aguja enclavada, visor circular en el centro de la representación
esquemática de la aguja, iluminado en AZUL.
• Aguja bloqueada, visor circular situado junto a su pulsador individual,
iluminado en ROJO.
• Aguja en movimiento (mandada y no comprobada), los dos visores
correspondientes a posiciones Normal e Invertida, iluminados en
AMARILLO o ROJO intermitentes, según que el circuito de vía a que
pertenece esté libre u ocupado, respectivamente.
Los visores correspondientes a las posiciones de las agujas estarán
normalmente apagados, encendiéndose el que corresponda a la posición de la aguja en
el terreno cuando ocurra una de estas circunstancias:
• Se autoriza, se enclava o se manda un movimiento a través de la aguja
o relacionado con la posición de ésta.
• Se ocupa el circuito de vía al que pertenece la aguja.
• Se actúa sobre el dispositivo de encendido permanente de las
comprobaciones de posición de agujas.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 148
Indicadores del establecimiento, enclavamiento y autorización de un itinerario o
Maniobra Centralizada.
Estos indicadores se encenderán según el siguiente procedimiento:
• Se enciende en el Mando de Enclavamiento el visor ROJO de la señal
origen del itinerario o Maniobra Centralizada.
• Luce a destellos el visor AMARILLO, en forma de flecha, situado al
final del itinerario o Maniobra Centralizada.
• Los visores de aguja deberán dar la comprobación de posición
correspondiente, incluso de las que sirven de protección de flanco.
• Se encienden en AMARILLO FIJO los visores que corresponden a los
circuitos de vía que ha de recorrer la circulación.
• Pasa a dar AMARILLO FIJO el visor en forma de flecha al establecer
las incompatibilidades del deslizamiento.
• La apertura de la señal o señales que deban autorizar el movimiento se
producirá después de confirmarse lo siguiente:
o La comprobación, encerrojamiento y enclavamiento de las
semibarreras, garantizando también que dichas semibarreras
llevarán como mínimo 30 segundos cerradas cuando la
circulación interfiera el paso.
o Comprobación de que todos los circuitos de vía de la ruta están
libres.
Indicadores de barreras o semibarreras.
Estos indicadores se iluminarán según las siguientes normas:
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 149
• Barrera comprobada en posición CERRADA, incluso en
MANIOBRAS, visor rectangular VERDE en posición paralela a la vía
sobre la representación del Paso a Nivel.
• Barrera comprobada en posición ABIERTA, incluso en
MANIOBRAS, visor rectangular ROJO en posición perpendicular a la
vía. Este visor se situará entre la representación de la vía y el visor de
barrera enclavada.
• Barrera enclavada, visor circular AZUL. Este visor estará situado en el
vértice de los dos visores de posición de barrera abierta o cerrada.
• Barrera mandada para su cierre, sin haber iniciado la bajada, y, durante
la misma, visor correspondiente a la posición de cerrada destellando en
luz intermitente.
• Barrera mandada para su apertura, sin haber iniciado la subida, o
durante la misma, visor correspondiente a dicha posición luciendo
intermitente.
• Mientras se realiza el desplazamiento de la barrera, lucirán en
intermitente los dos visores.
• Junto al pulsador de mando individual de la Barrera existirá un visor
circular que se encenderá en ROJO cuando se haya actuado sobre éste
para bajar aquella.
Cierre de una señal.
Cuando se cierre una señal, tanto ésta en el campo como su representación en
el Panel de Mando pasarán a dar su aspecto más restrictivo.
Disolución de un itinerario.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 150
Cuando por la anulación de un itinerario actúe el diferímetro, la representación
de la señal y el de su anunciadora, si existe, darán el aspecto real que tengan en el
campo. El visor del diferímetro correspondiente lucirá en ROJO intermitente.
Si no interviene el diferímetro, la anulación se producirá instantáneamente.
Indicadores de energía de alimentación.
La indicación de alimentación eléctrica se dará por medio de un visor
AMARILLO, que permanecerá encendido cuando exista energía en la red de
alimentación.
Debe procurarse por todos los medios que exista más de una fuente de energía
y un visor para cada una de dichas alimentaciones. Estos visores deben ser:
AMARILLO para la fuente principal y ROJO para la fuente auxiliar.
8.1.2 Mando individual.
Es aquel sistema que permite la formación de itinerarios mandando
individualmente cada uno de los elementos que intervengan en el establecimiento de
dicho itinerario y una vez comprobada la posición y encerrojamiento de los mismos
efectuar la apertura de la señal o señales correspondientes.
8.2 APARATOS (AGUJAS Y OTROS ELEMENTOS DE VÍA)
8.2.1 Numeración de las agujas.
La numeración de las agujas y aparatos se hará siempre empezando por las
agujas más alejadas del Edificio de Viajeros y siguiendo en sentido creciente hacia el
mismo, manteniendo en todo caso la paridad de su banda. Su numeración será
correlativa, independientemente de que estén dotadas de motor, cerrojo eléctrico o
cerradura Bouré.
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Se considerarán bandas pares las de los lados de acceso a la estación de los
trenes pares, hasta el eje del Edificio de Viajeros y bandas impares, las del lado
opuesto.
8.3 MOVIMIENTOS.
8.3.1 Clases de rutas.
8.3.1.1 Ruta asegurada.
Es la comprendida desde la señal que autorice el movimiento o desde la cola
de la circulación que la ha rebasado hasta la señal que lo limita.
8.3.1.2 Ruta de deslizamiento.
Es la que seguiría la circulación en caso de rebasar indebidamente la señal
límite o punto final del itinerario en la que la instalación proporciona cierto grado de
protección.
La ruta de deslizamiento puede ser libre si las agujas tomadas de punta, EN EL
POSIBLE DESLIZAMIENTO, pueden encontrarse en cualquier posición.
La ruta de deslizamiento se considera orientada si la dirección es única o si
una o varias agujas tomadas de punta, EN EL POSIBLE DESLIZAMIENTO, están
enclavadas en una posición determinada.
Los DESLIZAMIENTOS ORIENTADOS se establecerán
AUTOMÁTICAMENTE. También podrá permitirse que sean preparados
MANUALMENTE, en cuyo caso, se instalarán los pulsadores correspondientes.
Aunque cada señal fin de itinerario tendrá deslizamiento libre, éste podrá pasar
a ser orientado AUTOMÁTICAMENTE si la autorización simultánea de otro
movimiento así lo requiere.
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José Manuel Mera; Carlos Vera Página 152
8.3.2 Compatibilidad de movimientos.
Un movimiento de circulación carece de incompatibilidades si se cumplen las
siguientes condiciones:
• La ruta asegurada no tiene ninguna parte común con otra ruta también
asegurada o con otras rutas de deslizamiento correspondientes a otros
movimientos que no sean de prolongación de movimientos.
• La ruta de deslizamiento no tiene parte común con otras rutas
aseguradas correspondientes a otros movimientos, salvo que se trate de
prolongación de movimientos.
• Cuando la ruta asegurada sólo tiene común con otra, también
asegurada, LA RUTA DE DESLIZAMIENTO.
8.3.2.1 Posibilidad de prolongar un movimiento con otro de distintas características.
Podrán prolongarse todos los movimientos entre sí, con independencia del tipo
de los mismos, ateniéndose EXCLUSIVAMENTE a las incompatibilidades que
generan las rutas de deslizamiento sobre las aseguradas.
8.4 ESTABLECIMIENTO, ENCLAVAMIENTO Y AUTORIZACIÓN DE UN ITINERARIO O M.C.
8.4.1 Proceso
Las fases iniciales de las que consta son:
a) PRESIONAR EL PULSADOR DE PRINCIPIO.
b) PRESIONAR EL PULSADOR DE FIN DE RUTA.
Las condiciones que se deben cumplir son:
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• Las fases a) y b) pueden realizarse simultáneamente.
• Cuando haya varias señales en una ruta, se admite que dicha
ruta se autorice de señal a señal o de una sola vez: de origen a
destino.
Nota: Si existen varias RUTAS posibles para un DESTINO y se
desean utilizar, deberán utilizarse los pulsadores INTERMEDIOS
necesarios que permitan SELECCIONAR dichas RUTAS.
Las consecuencias que se producen son:
Se enciende en el Mando del Enclavamiento el valor ROJO de la señal origen
de movimiento.
Nota: cuando las fases a) y b) hay que realizarlas secuencialmente, los efectos
de la fase a) desaparecen a los 5 segundos de soltar el pulsador.
Una vez completadas las fases a) y b), se pasa a la fase c):
c) EXPLORACION NEGATIVA.
Las condiciones que impiden que se establezca el itinerario, y que por lo tanto
producen un resultado negativo en la exploración del estado del enclavamiento, son:
• Por existir movimientos completos, o en proceso de formación o
disolución, incompatibles con el que se pretende establecer.
• Por existir agujas enclavadas en la posición contraria a la requerida por
el itinerario deseado.
• Por existir eléctricamente bloqueados el destino, la señal origen de
movimiento, o agujas de la ruta, en posición contraria a la requerida.
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José Manuel Mera; Carlos Vera Página 154
Las consecuencias que se producen son:
• Se apagan los visores indicados en la fase anterior, como máximo 5
segundos después de que se ha dejado de actuar sobre los pulsadores.
Una vez completadas las fases a) y b), y si la fase c) no ha resultado como
exploración negativa, se realiza la fase d):
d) EXPLORACION POSITIVA SIN ANORMALIDADES
SECUNDARIAS.
No existen condiciones para esta fase.
Las consecuencias que se producen son:
• Se aseguran las incompatibilidades de flanco y deslizamiento.
• Se maniobran automáticamente todos los aparatos de la ruta, incluso
los de protección.
• Se encienden en AMARILLO FIJO los visores de la ruta que no
corresponden a la comprobación de aparatos.
• Se maniobra o almacena la orden de maniobra de las semibarreras,
encerrojándolas, comprobándolas y enclavándolas en su momento.
Nota: si interviene en su cierre la proximidad del tren.
• Se enclavan todos los aparatos que den su comprobación,
encendiéndose los correspondientes visores AZULES.
• Pasa a dar AMARILLO FIJO el visor en forma de flecha al
establecerse las incompatibilidades de deslizamiento.
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• El enclavamiento de agujas, aparatos y semibarreras a través del
itinerario impide su maniobra mediante cualquier procedimiento
eléctrico, mientras el itinerario, o parte de él que los afecte, se
mantenga enclavado.
Una vez completada la fase d), se procede a realizar la fase e):
e) AUTORIZACION DEL MOVIMIENTO.
Las condiciones que se deben cumplir son:
• Comprobación, encerrojamiento y enclavamiento de las semibarreras,
garantizando también que dichas semibarreras llevarán como mínimo
30 segundos cerradas cuando la circulación interfiera el paso.
• Comprobación de que todos los circuitos de vía de la ruta están libres.
Nota: no se incluyen los de la ruta de deslizamiento. Tampoco se
comprueban los de estacionamiento para R.A. y Maniobras
Centralizadas.
Las consecuencias que se producen son:
• Se produce la apertura de la señal o señales que deban autorizar el
movimiento.
• El enclavamiento se mantendrá aunque la señal o señales no se abran
por incumplimiento de alguna de esas condiciones.
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José Manuel Mera; Carlos Vera Página 156
Una vez completada la fase e), se procede a realizar la fase f):
f) EXPLORACION POSITIVA CON ANORMALIDADES
SECUNDARIAS.
Las condiciones que se deben cumplir son:
• Aparatos comprobando y circuito de agujas dando la comprobación de
ocupado.
Las consecuencias que se producen son:
• Se maniobra la aguja o agujas correspondientes al circuito ocupado,
anulando el efecto pedal.
• Se manda el movimiento como se indica en los apartados a) y b).
• Se cumplen todas las CONSECUENCIAS expuestas en el apartado d).
• Se podrá autorizar el rebase de la señal correspondiente por medio de
orden telefónica o escrita, teniendo la garantía de que se cumplen todas
las condiciones de seguridad (si se intenta autorizar un movimiento,
por ejemplo una entrada, y no se autoriza por alguna circunstancia:
circuito ocupado (no el de estacionamiento), falta de comprobación de
un aparato, fusión de una lámpara, etc., se establecerán las
incompatibilidades de deslizamiento, cuando se haya realizado la
exploración positiva con o sin anormalidades secundarias, y se desean
anular dichas incompatibilidades, debe anularse la entrada y autorizar
posteriormente el REBASE AUTORIZADO, ya que éste carece de
INCOMPATIBILIDADES DE DESLIZAMIENTO)
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José Manuel Mera; Carlos Vera Página 157
Una vez completada la fase e), se procede a realizar la fase f):
g) EXPLORACION POSITIVA CON ANORMALIDADES
SECUNDARIAS.
Las condiciones que se deben cumplir son:
• Algún aparato no da la comprobación de su posición.
Las consecuencias que se producen son:
• Se manda el movimiento, con lo que establecerán las correspondientes
incompatibilidades, quedando enclavados los aparatos que comprueban
en la posición correcta.
• El aparato dotado de motor que no compruebe se mandará a normal e
invertido varias veces sin deshacer el itinerario, para ver si obedece
con el mando individual.
• Si ese aparato no va a su posición con mando individual, se autoriza su
maniobra con manivela.
• Una vez maniobrado con manivela, se enclavará en cuanto dé
comprobación y se retire la autorización de manivela, con lo que
quedará autorizado el movimiento con la señal correspondiente. (Si se
intenta autorizar un movimiento, por ejemplo una entrada, y no se
autoriza por alguna circunstancia: circuito ocupado (no el de
estacionamiento), falta de comprobación de un aparato, fusión de una
lámpara, etc., se establecerán las incompatibilidades de deslizamiento,
cuando se haya realizado la exploración positiva con o sin
anormalidades secundarias, y se desean anular dichas
incompatibilidades, debe anularse la entrada y autorizar posteriormente
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 158
el REBASE AUTORIZADO, ya que éste carece de
INCOMPATIBILIDADES DE DESLIZAMIENTO)
OTRAS CONSIDERACIONES.
• La exploración tampoco será negativa por la ocupación de cualquier
circuito de vía relacionado con la ruta que se desea autorizar.
• Si una vez maniobrado el aparato a manivela no da comprobación, se
BLOQUEARÁ su mando pero hasta recuperar su comprobación no se
podrá ENCLAVAR.
• Sólo puede autorizarse la maniobra a manivela cuando el aparato no
está enclavado.
• Con un aparato autorizado a manivela no se puede abrir la señal que
autorice un movimiento sobre él.
8.4.2 Efectos de los enclavamientos.
Consecuencias del enclavamiento de un movimiento: El enclavamiento impide
variar la posición de los aparatos y mantiene las incompatibilidades hasta que no se
cumplan las condiciones expuestas en el apartado “DISOLUCION DE
ITINERARIOS”.
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José Manuel Mera; Carlos Vera Página 159
8.4.3 Inmovilización de motores por ocupación del circuito de vía al que pertenecen.
Al ocuparse un circuito de vía por cualquier motivo, los aparatos dotados de
motor que pertenezcan a este circuito quedarán inmovilizados. A la citada
particularidad se le denomina EFECTO PEDAL.
8.4.4 Efecto que produce sobre las barreras o semibarreras dotadas de motor la ocupación del circuito de vía al que pertenecen.
Al igual que ocurre con las agujas y demás aparatos dotados de motor, la
ocupación del circuito de vía al que pertenecen impide su maniobra de apertura; es
más, el mero hecho de producirse la ocupación de dicho circuito produce el cierre
automático de la barrera o semibarrera en cuestión; sin embargo, no se encenderá el
visor AZUL de enclavamiento. La liberación del circuito de vía ocasionará la
apertura, si no se ha producido la orden de cierre.
8.4.5 Anulación del efecto pedal.
Cuando no pueda maniobrarse un aparato dotado de motor exclusivamente por
encontrarse ocupado el circuito de vía al que pertenece, deberá recurrirse a los
dispositivos especiales (dos pulsadores, uno para + y otro para -) instalados para
eliminar dicho efecto pedal, actuando sobre uno de ellos simultáneamente con el
pulsador individual de aguja. Con dichas pulsaciones cambiará el aparato de posición,
quedando restablecido el efecto pedal. Existirá un contador por estación para registrar
estas ANULACIONES DEL EFECTO PEDAL.
8.4.6 Bloqueo y desbloqueo de un determinado destino (Trayecto o estacionamiento).
Cuando se desee impedir movimientos sobre un trayecto o estacionamiento, se
actuará sobre el pulsador de destino y sobre el de BLOQ. DESTINO-AGUJA.
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José Manuel Mera; Carlos Vera Página 160
Si se trata de un estacionamiento, se deberá actuar sobre uno de los de destino
o sobre los dos, según lo que se desee, es decir: prohibir las entradas por una banda o
por las dos. Dicha circunstancia se conocerá por el encendido en ROJO de las flechas
de destino.
Para normalizarlo será suficiente con actuar sobre el pulsador de destino que
se utilizó anteriormente y sobre el DESBLOQ. DESTINO-AGUJA.
8.5 DISOLUCIÓN DE LOS ITINERARIOS.
La disolución de un itinerario en proceso de enclavamiento o enclavado y por
lo tanto, la posibilidad del establecimiento de otros itinerarios incompatibles con él, o
de maniobrar las agujas o aparatos cuyo enclavamiento asegura, podrá realizarse,
exclusivamente, si se efectúa una de las siguientes operaciones:
• Disolución normal.
• Disolución artificial
• Disolución de emergencia.
8.5.1 Disolución normal.
El desenclavamiento de aparatos y circuitos de vía se realizará
AUTOMÁTICA Y PROGRESIVAMENTE.
8.5.2 Disolución artificial.
La liberación se producirá mediante una actuación específica del Agente de
Circulación sobre determinados órganos de mando que a continuación se indican.
Cuando autorizado un movimiento, se desee anularlo antes de que la
circulación rebase la señal que lo autoriza, deberá tenerse en cuenta lo siguiente, y
discernir entre ambas posibilidades:
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José Manuel Mera; Carlos Vera Página 161
• Que NO EXISTA tren en la proximidad.
• Que SI EXISTA tren en la proximidad.
8.5.2.1 Disolución artificial cuando no existe tren en la proximidad.
Se actuará sobre el pulsador de PRINCIPIO del movimiento y sobre el
pulsador de ANUL. ARTIF.
• Se cerrará la señal que autorizaba el movimiento si estaba abierta.
• Se liberarán todos los aparatos enclavados por la ruta autorizada.
• Se apagarán todos los visores correspondientes a esa ruta.
• Desaparecerán las incompatibilidades del deslizamiento.
8.5.2.2 Disolución artificial cuando sí existe tren en la proximidad o se encuentra entre ésta y la señal irrebasable.
Se actuará sobre el pulsador de PRINCIPIO del movimiento y sobre el
pulsador de ANUL. ARTI.
• Se cerrará la señal que autorizaba el movimiento si estaba abierta.
• Empezará a funcionar un diferímetro regulado a un tiempo t1.
• Dará luz ROJA INTERMITENTE el visor del diferímetro mientras
está funcionando éste. Dicho visor estará junto al pulsador de origen de
movimiento.
• Cuando termine su recorrido el diferímetro, dicho visor pasará a dar
luz ROJA FIJA.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 162
• Quedará la instalación preparada de forma que actuando de nuevo
sobre los mismos pulsadores se liberará el itinerario, apagándose todos
los visores relacionados con dicha ruta.
8.5.3 Disolución de emergencia.
Puede ocurrir que la DISOLUCION NORMAL no se produzca, por ejemplo,
por haber quedado ocupado algún circuito de la ruta o porque la circulación por avería
de su máquina u otra causa ha recorrido parcialmente dicha ruta.
También puede ocurrir que la DISOLUCION ARIFICIAL no se produzca por
avería del sistema o por rebase de la circulación antes de terminar el diferímetro.
En estos casos debe recurrirse a la DISOLUCION DE EMERGENCIA, para
lo cual se procederá así:
Se actuará sobre el pulsador FIN del itinerario y sobre el pulsador de ANUL.
EMER.:
• Se cerrará la señal que autorizaba la ruta si no había sido cerrada ya.
• Empezará a funcionar un diferímetro regulado a un tiempo de tres
minutos.
• Un contador registrará esta operación.
• El visor del diferímetro dará luz ROJA INTERMITENTE mientras
está funcionando el mismo. Dicho visor estará junto al pulsador FIN
del movimiento.
• Cuando termine su recorrido el diferímetro, dicho visor pasará a dar
luz ROJA FIJA.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 163
• Quedará la instalación preparada de forma que actuando de nuevo
sobre los mismos pulsadores se liberarán los aparatos correspondientes
al circuito o circuitos ocupados, así como el resto de la ruta desde ahí
hasta el final de la misma.
• Se apagarán todos los visores de la ruta, excepto los correspondientes a
los circuitos ocupados.
• Si se desea maniobrar las agujas situadas sobre los circuitos ocupados,
deberá hacerse uso del dispositivo de ANULACIÓN DEL EFECTO
PEDAL.
8.6 MANIOBRAS.
Las agujas dotadas de motor no podrán maniobrarse si está ocupado el circuito
de vía al que pertenecen y en cualquier caso nunca desde la Mesa de Mando.
Las agujas situadas sobre circuitos de estacionamiento también deben dotarse
de circuito de inmovilización independiente del de estacionamiento, salvo en aquellos
casos en los que en el PROYECTO FUNCIONAL se indique lo contrario.
8.7 FUNCIONAMIENTO DE LAS BARRERAS O SEMIBARRERAS.
Aunque cada paso a nivel suele tener sus características particulares, a
continuación se exponen unas ideas generales de su funcionamiento.
Si un paso a nivel está protegido por semibarreras movidas por motor, su
accionamiento se realiza de modo automático por la proximidad de una circulación
cuando se tiene mandado un itinerario que las afecta, pudiendo realizarse también
desde el Mando de Enclavamiento o al pie del paso, según se detalle más adelante.
Además de las semibarreras, el paso está protegido a la carretera por señales
intermitentes y sistema de sonería, cuyo aviso se produce al dar el mando de cierre del
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José Manuel Mera; Carlos Vera Página 164
paso. El aviso acústico cesa en el momento que las semibarreras finalizan su recorrido
de bajada, permaneciendo las señales en rojo intermitente hasta que aquellas vuelvan
de nuevo a su posición normal para dar paso a la carretera.
Las semibarreras inician su descenso a los 10 segundos como mínimo de
producirse el aviso y emplean aproximadamente 10 segundos en su recorrido de
bajada o subida.
Como se indica en el apartado correspondiente, la apertura sólo se producirá
cuando coincidan:
• Orden de apertura automática.
• Orden de apertura individual.
• Orden de apertura local (a pie de paso).
• Circuito de vía propio del paso a nivel libre.
8.7.1 Mando automático.
El cierre automático del paso a nivel se verifica por la doble condición del
mando de señal y la ocupación de circuito de vía correspondiente. Su apertura se
efectúa cuando, una vez rebasado por el tren, se liberan los circuitos que le afectan.
La orden automática de cierre se anula solamente por la orden automática de
apertura.
Si el mando de señal se efectúa cuando el tren ha pisado el circuito de la señal
avanzada, las semibarreras se bajan, pero la apertura de señal se efectúa siempre
garantizando que las semibarreras llevan como mínimo 30 segundos cerradas cuando
la circulación interfiere el Paso a Nivel.
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8.7.2 Mando individual desde el mando del enclavamiento.
Para bajar o subir las semibarreras desde el Mando del Enclavamiento bastará
simplemente con oprimir el pulsador que lleva el rótulo de Paso a Nivel y el general
de agujas en – o en +, respectivamente. La orden individual de cierre se anula
solamente por la orden individual de apertura. Ahora bien, para subirlas es necesario
que se cumplan las condiciones de seguridad, es decir, que las semibarreras no estén
enclavadas, que estén libres los circuitos que afectan al paso y que no exista orden
local no automática de cierre.
Principios Básicos de Señalización Ferroviaria.
José Manuel Mera; Carlos Vera Página 166
9 Bibliografía.
Introduction to Railway Signalling. Institution of Railway Signal Engineers.
ISBN 0-902390-13-9
Norma Videográfica, RENFE
Railway Technical Pages. www.trainweb.org.
Reglamento General de Circulación, RENFE