CONCEPTO DE SEÑALIZACIÓN

La señalización ferroviaria es uno de los campos más amplios y con más interfaces con otros campos de todo el ámbito del ferrocarril. Por tanto, ya que resulta imposible hacerle completa justicia en este breve capítulo, trataremos de ofrecer un breve esbozo de esta disciplina, subrayando su importancia.

Una definición inicial de señalización ferroviaria podría ser: “es el conjunto de tecnologías y sistemas que permiten el movimiento seguro del tren”. Pero también hay que tener en cuenta una moderna concepción de la señalización que busca también maximizar la eficiencia a través de incrementar la capacidad y la regularidad de la línea.

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2.5.2. HISTORIA

La primera normativa que exige unos requisitos mínimos de seguridad a este respecto es la “Regulation of Railways Act” [19] de 1889, que es una ley del Parlamento del Reino Unido, a raíz del accidente de Armagh, en el Ulster, que costó ochenta muertos y más de doscientos heridos. Curiosamente, este mismo acta también dispone por primera vez las multas a los viajeros sin billete.

A continuación haremos una breve semblanza de su evolución, desde los primeros tiempos hasta los actuales, con la convergencia hacia las comunicaciones móviles. La señalización ferroviaria nace prácticamente a la vez que el propio ferrocarril, en los años treinta del siglo XIX. Las primeras señales a pie de vía son banderines, que se sustituyen a los pocos años por discos que se controlan a pie de vía. En 1841 aparece el semáforo, que no es más que un brazo mecánico en la línea Londres - Croydon, cuyo funcionamiento es el que se muestra en la figura 2.12: el brazo abajo (90º con el mástil) significa “STOP”, 45º es “precaución” y arriba (0º) es vía libre. Obsérvese que en caso de fallo en el mecanismo, el brazo quedará en posición de “STOP”. Este concepto de conservar la seguridad ante fallos o “fail safe”) es vital en la señalización.

Por otro lado, de esta misma época son los accionamientos manuales de los desvíos o agujas, mediante el uso de palancas. Aún hoy hay explotaciones en las que se encuentran agujas manuales. Hasta ahora, el funcionamiento de las líneas de ferrocarril es bastante rudimentario, pero la baja densidad de tráfico y las bajas velocidades alcanzadas lo permiten. No obstante, la popularización del ferrocarril hace que estos requisitos se hagan más estrictos y, por ejemplo, se empezó a concentrar los accionamientos de las vías en un solo emplazamientos de la estación, por un lado, y las señales en otro punto.

Figura 2.12: semáforo mecánico [20]

En el mismo Act de 1889 se establece la necesidad de los enclavamientos. Aún a día de hoy, el enclavamiento es el pilar de la seguridad ferroviaria, ya que “impide la formación de rutas y la autorización de movimientos entre trenes con itinerarios conflictivos” [21]. Es decir,

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“enclava” una ruta para un tren, vetando el acceso de otros trenes. Los primeros enclavamientos son mecánicos, mediante la unión de cambios de vías, y señales individuales en un itinerario completo. Son una invención de P.A. Vignier, guardagujas en la estación francesa de Batignolles en el año 1855 [4].

Figura 2.13: circuito de vía ocupado (tren cortocircuita la vía, lo que hace que el receptor no reciba la señal del transmisor) [22]

No obstante, todavía no hemos hecho referencia a la detección del tren, es decir, a la ubicación del mismo. Hasta la fecha se hacía de forma manual, mediante la inspección de la vía. Esto supone un riesgo obvio. En 1872 William Robinson inventa el circuito de vía y en 1873 se instala el primero sobre una vía férrea de Pennsylvania. Su funcionamiento se ilustra en la figura 2.13: se aplica una tensión en un extremo de la vía (positivo en un carril, negativo en el otro) y a una determinada distancia, se mide dicha tensión. Si hay un tren entre medias, los ejes del tren pondrán a la misma tensión (cortocircuitarán, o “shuntarán” en jerga ferroviaria) ambos carriles y esta ausencia de corriente en el extremo del detector se asociará a la presencia de un tren. La detección no es precisa en un sentido moderno, ya que lo que se ocupa o libera son segmentos de la vía (llamados “cantones”) con longitudes considerables. Los circuitos de vía fueron de especial utilidad sobre todo en las estaciones, extendiéndose más tarde a las interestaciones. Incluso ciento cuarenta años después, sigue siendo la tecnología más frecuente en el mundo para la detección del tren, aunque el diseño original de Robinson haya sufrido diversas evoluciones y modificaciones.

Figura 2.14: bloqueo automático en vía única. Se muestra la vía dividida en circuitos de vía, cada uno de ellos con una señal por cada sentido de circulación que los protege [8]

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Para el movimiento de trenes entre estaciones, se introdujo el concepto de bloqueo. Como su propio nombre indica, se procedía a bloquear una interestación para el paso de un tren, y no se liberaba hasta que éste la había abandonado. Para implementar este concepto, se usaron diversas tecnologías, como “tokens físicos”, se separaron los trenes en distancia, entre otros. No obstante, el primer salto adelante fue dado por la aparición del telégrafo primero, y del teléfono después. Como curiosidad, el bloqueo telefónico sigue en uso en muchas explotaciones de países en vías de desarrollo, mientras que en otras más avanzadas subsiste como sistema de respaldo ante una avería grave.

La tecnología siguió evolucionando a través de la introducción de señales de entrada en las estaciones, de señales de avanzada (avisando que la siguiente señal se encontraba cerrada), del bloqueo automático en vía única (que suprime la necesidad de un jefe de estación), etc., que contribuyeron a aumentar las circulaciones y la seguridad de las mismas. Paralelamente, la tecnología mecánica hacía posible que las velocidades de los trenes aumentaran, pero sin el concurso y la evolución de la señalización, dichos avances hubieran sido estériles, ya que no hubieran ido de la mano de la seguridad.

Los enclavamientos se hicieron eléctricos (basados en relés de seguridad) y posteriormente electrónicos (basados en microprocesadores), se instalarían redundancias en la alimentación y en el control, puestos locales para operar con ellos, etc., hasta llegar a lo que son en la actualidad. Una arquitectura relativamente común es el “2 de 2” o lo que es lo mismo, la unanimidad entre los dos elementos redundados, pero es cierto que el esquema mayoritario denominado “2 de 3” tiene una mayor disponibilidad.

Para mejorar la robustez ante interferencias de los circuitos de vía, en los últimos años se ha procedido a modular la señal y a digitalizarla. Por otro lado, como alternativa o en paralelo a los circuitos de vía, han surgido los llamados contadores de ejes, que cuentan las ruedas que entran y salen de un determinado punto. Con esto, aparte de detectar la presencia de trenes, se puede verificar la integridad del tren (la no pérdida de coches o vagones), que es otro elemento de seguridad crítico. Dentro del campo de los circuitos de vía, aparecieron los circuitos de vía sin juntas, en los que la interferencia entre circuitos adyacentes se evitaba mediante una cuidadosa planificación de frecuencias, semejante a la que podría hacerse en una red GSM.

En los años sesenta empiezan a surgir los centros de control, a través de los cuales se centralizaba la operación de una o varias líneas. A través de un mayor nivel de integración y complejidad, han evolucionado hasta lo que hoy conocemos como CTC (Control de Tráfico Centralizado). Si a este control del tráfico le añadimos la gestión y el telemando del resto de elementos de una explotación ferroviaria, tenemos los sistemas ATS (Automatic Train Supervision), que han permitido la operación centralizada de las explotaciones ferroviarias, así como el telemando de las infraestructuras (o incluso del material móvil en los grados de automatización superiores). Esta tecnología es el resultado de la integración de todos los elementos antes mencionados (señales, agujas), como de las instalaciones de energía, telemando de elementos de estaciones (escaleras mecánicas, ascensores, etc.).

El siguiente gran avance en el campo de la señalización fue subir a la cabina de conducción toda esta información.

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