Señal de ferrocarril

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Una señal ferroviaria es un dispositivo de visualización que transmite instrucciones o advierte de las instrucciones que debe seguir el conductor. ^[1] El conductor interpreta la indicación de la señal y actúa en consecuencia. Normalmente, una señal puede informar al conductor de la velocidad a la que el tren puede avanzar con seguridad o puede indicarle que se detenga.

En un principio, las señales mostraban indicaciones sencillas de detenerse o continuar. A medida que aumentaba la densidad del tráfico, esto resultó ser demasiado limitante y se añadieron mejoras. Una de ellas fue la incorporación de señales distantes en la aproximación a las señales de parada. La señal distante advertía al conductor de que se acercaba a una señal que podría requerir una parada. Esto permitió un aumento general de la velocidad, ya que los conductores de trenes ya no tenían que conducir a una velocidad que les permitiera ver la señal de parada.

En el marco de la operación de horarios y órdenes de trenes , las señales no transmitían órdenes directamente a la tripulación del tren, sino que indicaban a la tripulación que recogiera las órdenes y posiblemente se detuviera para hacerlo si la orden lo requería.

Las señales se utilizan para indicar uno o más de los siguientes:

• Que la línea que va adelante esté despejada (libre de cualquier obstrucción) o bloqueada
• Que el conductor tenga permiso para proceder
• Que los puntos (también llamados desvíos o desvíos en EE. UU.) estén configurados correctamente
• ¿Qué puntos de paso se establecen?
• La velocidad a la que puede viajar el tren
• El estado de la siguiente señal
• Que las órdenes del tren sean recogidas por la tripulación.

Las señales se pueden colocar:

• Al comienzo de un tramo de pista
• En la aproximación a un elemento móvil de infraestructura, como agujas o cambios de vía o un puente giratorio
• Adelantándose a otras señales
• Al acercarse a un paso a nivel
• En un cambio o desvío
• Delante de plataformas u otros lugares donde es probable que se detengan los trenes
• En las estaciones de pedidos de trenes

Las "líneas de circulación" suelen estar señalizadas de forma continua. Cada línea de un ferrocarril de doble vía normalmente está señalizada en una sola dirección, y todas las señales apuntan en la misma dirección en ambas líneas. Cuando se instala señalización bidireccional , las señales apuntan en ambas direcciones en ambas vías (a veces conocido como "funcionamiento reversible", donde las líneas normalmente no se utilizan para el funcionamiento bidireccional). Por lo general, no se proporcionan señales para controlar los movimientos dentro de las vías de servicio o las áreas de estacionamiento.

Las señales tienen aspectos e indicaciones . El aspecto es la apariencia visual de la señal; la indicación es el significado. ^[2] En la práctica estadounidense, las indicaciones tienen nombres convencionales, de modo que, por ejemplo, "Aproximación media" significa "Proceda a no exceder la velocidad media; esté preparado para detenerse en la próxima señal". ^[3] Históricamente, diferentes ferrocarriles asignaron diferentes significados al mismo aspecto, por lo que es común, como resultado de las fusiones, encontrar que diferentes divisiones de un ferrocarril moderno pueden tener diferentes reglas que rigen la interpretación de los aspectos de las señales. Por ejemplo, el aspecto de parada se refiere a cualquier aspecto de la señal que no permita al conductor pasar la señal.

Las señales controlan el movimiento que pasa del punto en el que se encuentra la señal y hacia la siguiente sección de la vía. También pueden transmitir información sobre el estado de la siguiente señal que se encontrará. A veces se dice que las señales "protegen" los cambios de agujas, la sección de la vía, etc. de los que se encuentran por delante. El término "por delante de" puede ser confuso, por lo que la práctica oficial del Reino Unido es utilizar los términos detrás de y por delante de . Cuando un tren está esperando en una señal, está "por detrás de" esa señal y el peligro que se protege con la señal está "por delante" del tren y la señal.

En la práctica norteamericana, se debe hacer una distinción entre señales absolutas , que pueden mostrar una indicación de "Alto" (o "Alto y permanencia"), y señales permisivas , que muestran un aspecto de "Alto y avance". Además, una señal permisiva puede estar marcada como una señal de pendiente , en la que un tren no necesita detenerse físicamente para una señal de "Alto y avance", sino que solo desacelera a una velocidad lo suficientemente lenta como para detenerse sin obstáculos. Las señales de enclavamiento ("controladas") suelen ser absolutas, mientras que las señales automáticas (es decir, las controladas únicamente mediante la ocupación de la vía, no por un señalero) suelen ser permisivas. ^{[ cita requerida ]}

Los conductores deben saber qué señales son automáticas. En la práctica británica actual, por ejemplo, las señales automáticas tienen una placa rectangular blanca con una línea horizontal negra que la cruza. En la práctica estadounidense, una señal permisiva normalmente se indica mediante la presencia de una matrícula. En los estados australianos de Nueva Gales del Sur, Victoria y Australia del Sur, así como en Nueva Zelanda, una señal permisiva tiene el conjunto de luces inferior desplazado (normalmente a la derecha) respecto de las luces superiores; en Victoria y Nueva Zelanda, una señal absoluta que muestra una luz "A" roja o blanca también se trata como una señal permisiva. ^[4] Algunos tipos de señales muestran aspectos de parada permisivos y absolutos separados. En Alemania, las reglas que se aplican a la señal respectiva se indican mediante una placa vertical en el poste de la señal ( Mastschild ). ^[5]

Las reglas de operación normalmente especifican que una señal con una anormalidad, como una luz apagada o una señal completamente oscura, debe interpretarse como el aspecto más restrictivo, generalmente "Detenerse" o "Detenerse y continuar".

Las señales difieren tanto en la forma en que muestran los aspectos como en la forma en que están montadas con respecto a la pista.

Las formas más antiguas de señales muestran sus diferentes indicaciones moviendo físicamente una parte de la señal. Los primeros tipos comprendían un tablero que se giraba hacia delante y era totalmente visible para el conductor, o girado hacia atrás para que fuera prácticamente invisible. Estas señales tenían dos o tres posiciones como máximo.

Las señales de semáforo se desarrollaron en Francia a finales del siglo XVIII, ^[6] antes de ser adoptadas posteriormente por los ferrocarriles. El primer semáforo ferroviario fue erigido por Charles Hutton Gregory en el Ferrocarril de Londres y Croydon (más tarde Brighton) en New Cross Gate , al sureste de Londres, en 1841. ^{[7] [8]} Era similar en forma a los telégrafos ópticos que luego fueron reemplazados en tierra por el telégrafo eléctrico . La instalación de Gregory fue inspeccionada y aprobada para la Junta de Comercio por el mayor general Charles Pasley . Pasley había inventado un sistema de telegrafía óptica a través de semáforos en 1822 para el ejército británico, y parece haber sugerido a Gregory la aplicación del semáforo a la señalización ferroviaria. ^[9] El semáforo fue posteriormente adoptado rápidamente como una señal fija casi universalmente. A veces se utilizaban señales de disco, como las fabricadas por la Hall Signal Company , ^[10] pero los semáforos podían leerse a distancias mucho mayores. La invención de la luz eléctrica , que podía ser más brillante que las lámparas de aceite y, por lo tanto, visible tanto de día como de noche, dio lugar al desarrollo de señales luminosas de posición y señales luminosas de color a principios del siglo XX, ^[11] que desplazaron gradualmente a los semáforos. ^[12] Algunos siguen en funcionamiento moderno en el Reino Unido. ^[13]

Las señales mecánicas pueden operarse manualmente, conectadas a una palanca en una caja de señales, mediante motores eléctricos o hidráulicamente. Las señales están diseñadas para ser a prueba de fallos, de modo que si se pierde la energía o se rompe un enlace, el brazo se moverá por gravedad a la posición horizontal.

En Estados Unidos, los semáforos se utilizaban como señales de órdenes de trenes, ^[14] con el propósito de indicar a los ingenieros si debían detenerse para recibir una orden telegrafiada , y también simplemente como una forma de señalización de bloqueo.

La introducción de las bombillas eléctricas hizo posible producir señales de luz de color lo suficientemente brillantes para ser vistas durante el día, a partir de 1904.

El cabezal de señal es la parte de una señal luminosa de color que muestra los aspectos. Para mostrar un mayor número de indicaciones, una sola señal puede tener varios cabezales de señal. Algunos sistemas utilizan un solo cabezal acoplado a luces auxiliares para modificar el aspecto básico.

Las señales luminosas de color se presentan en dos formas. La forma más común es la de unidades múltiples , con luces y lentes independientes para cada color, a la manera de un semáforo . Generalmente, se proporcionan cubiertas y protectores para proteger las luces de la luz solar, que podría causar indicaciones falsas.

Las señales de los reflectores eran el tipo de señal más utilizado en los EE. UU. hasta hace poco. ^{[ cita requerida ]} En estos, se utiliza una sola bombilla incandescente en cada cabezal y se utiliza un mecanismo de relé de CA o CC para mover un espectáculo de color (o "redondo") frente a la lámpara. De esta manera, la gravedad (a prueba de fallos) devuelve el redondo rojo al camino óptico de la lámpara. En efecto, este mecanismo es muy similar a la señal de luz de color que se incluye en una señal de semáforo operada eléctricamente, excepto que la omisión del brazo del semáforo permite que los redondos se miniaturicen y se encierren en una carcasa resistente a la intemperie. ^[15] Ampliamente utilizadas en los EE. UU. desde la Segunda Guerra Mundial en adelante, las señales de los reflectores tienen la desventaja de tener partes móviles que pueden manipularse deliberadamente. Esto ha llevado a que se vuelvan menos comunes durante los últimos quince a veinte años cuando el vandalismo comenzó a hacerlos vulnerables a las indicaciones falsas.

Sin embargo, en otros países, como en los ferrocarriles italianos ( FS ), a partir del Regolamento Segnali, siguen siendo la señal luminosa de color estándar, aunque con nuevas instalaciones como las que se describen a continuación.

Más recientemente, se han empezado a utilizar conjuntos de LED en lugar de lámparas incandescentes, reflectores y lentes. Estos consumen menos energía y tienen una vida útil estimada de diez años, pero en realidad puede que no sea así. ^{[16] [17]}

Las normas de funcionamiento generalmente dictan que una señal oscura se debe interpretar como la indicación más restrictiva que puede mostrar (generalmente "detenerse" o "detenerse y continuar"). Muchos sistemas de luces de color tienen circuitos para detectar tales fallas en las lámparas o el mecanismo.

Una señal luminosa de posición es aquella en la que la posición de las luces, más que su color, determina el significado. El aspecto consiste únicamente en un patrón de luces iluminadas, todas del mismo color. En muchos países, las señales luminosas de posición pequeñas se utilizan como señales de maniobra, mientras que las señales principales son de forma luminosa de color. Asimismo, muchos sistemas de tranvía (como el metro de Wolverhampton) utilizan señales luminosas de posición.

En 1920, en el ferrocarril Baltimore and Ohio Railroad (B&O) se desarrolló un sistema que combinaba aspectos de los sistemas de color y posición, y que fue patentado por LF Loree y FP Patenall. Es similar al sistema de luces de posición, pero se ha eliminado la luz central y los pares de luces resultantes se colorean en correspondencia con el ángulo que forman: verde para el par vertical, ámbar para el par diagonal derecho y rojo para el par horizontal. Se puede añadir un par adicional, de color "blanco lunar", en la otra diagonal para restringir las indicaciones. La señalización de velocidad no se indica con cabezales de señal adicionales, sino con un sistema de luces "orbitales" blancas o ámbar colocadas en una de seis posiciones por encima y por debajo del cabezal principal. La posición por encima o por debajo indica la velocidad actual, mientras que la posición de izquierda a derecha indica la velocidad en la siguiente señal (máxima, media o lenta en ambos casos). Las señales enanas tienen los mismos aspectos que las señales de tamaño completo. Una de las ventajas que se atribuyen al sistema es que las bombillas fundidas producen aspectos que pueden interpretarse inequívocamente como la indicación prevista (para el cabezal principal) o como una indicación más restrictiva (para los orbitales: si solo está iluminado el cabezal central, la indicación es lenta o restrictiva).

Las luces de posición de color (CPL) se instalaron por primera vez como prueba piloto en el Staten Island Railway de la ciudad de Nueva York, en aquel momento una filial de B&O; también se instalaron en el Chicago and Alton Railroad cuando este último estaba bajo el control de B&O, así como en la propia B&O. Con la desaparición de B&O en CSX, se han ido sustituyendo gradualmente por señales luminosas de color de NORAC.

Las señales de vía deben montarse cerca de la vía que controlan.

Cuando se trata de una vía única, la señal se monta normalmente en un poste o mástil que muestra el brazo o cabezal de señal a cierta altura sobre la vía, para permitir que se vea a distancia. La señal se coloca normalmente en el lado de la vía del maquinista .

Cuando se trata de varias vías o cuando el espacio no permite el montaje en postes, se encuentran otras formas. En el territorio de las vías dobles, se pueden encontrar dos señales montadas una al lado de la otra en un soporte que a su vez está montado en un poste. La señal de la izquierda controla la vía de la izquierda y la señal de la derecha, la de la derecha. También se puede utilizar un pórtico o puente de señales . Este consiste en una plataforma que se extiende sobre las vías; las señales se montan en esta plataforma sobre las vías que controlan.

En algunas situaciones o lugares, como en túneles, donde no hay suficiente espacio para un poste o pórtico, las señales pueden montarse a nivel del suelo. Dichas señales pueden ser físicamente más pequeñas (denominadas señales enanas ). Los sistemas de tránsito rápido suelen utilizar solo señales enanas debido al espacio restringido. En muchos sistemas, las señales enanas solo se utilizan para mostrar aspectos "restrictivos", como aspectos de baja velocidad o de derivación, y normalmente no indican aspectos de "marcha".

Ocasionalmente, se puede montar una señal en una estructura como un muro de contención , un estribo de un puente o un soporte de electrificación aérea .

Las lámparas eléctricas para señales ferroviarias suelen estar equipadas con filamentos gemelos , de modo que si uno se quema, el otro mantiene encendida la señal. Una versión más complicada de esto, como en la lámpara SL35, es que se instala un relé de cambio de filamento en serie con el primer filamento, de modo que si el primer filamento se quema, el relé se apaga y enciende el segundo filamento. Este relé de fallo de filamento también activa una alarma en la caja de señales.

Cuando las lámparas fallan, esto puede generar aspectos menos restrictivos (alta velocidad) que cuando las lámparas están correctamente encendidas, lo que puede ser peligroso.

Por ejemplo, en la práctica en el Reino Unido, si falla un indicador de "pluma" blanca, la pluma de baja velocidad combinada con una luz verde, que es de baja velocidad, se convierte en una luz verde por sí sola, que es de alta velocidad. Un relé de comprobación de lámpara detectaría la reducción de corriente cuando más de dos lámparas no funcionan en un indicador de pluma averiado y evitaría que se muestre la luz verde. También puede mostrar una indicación en el panel del señalizador.

Debido a esta posibilidad, la mayoría de las señales están configuradas para ser a prueba de fallos .

Por ejemplo, se puede utilizar un aspecto intermitente para mostrar una señal menos restrictiva. En este caso, si el relé que controla el parpadeo falla, la señal se vuelve más restrictiva. Un amarillo intermitente, en Canadá y Estados Unidos, es parte de una indicación anticipada de que está listo para detenerse , lo que significa que la segunda señal que se encuentra por delante es de detenerse . Un amarillo fijo significa que está listo para detenerse , lo que significa que la siguiente señal que se encuentra por delante es de detenerse . ^{[19] [20]}

En un principio, las señales se controlaban mediante palancas situadas en las señales y, más tarde, mediante palancas agrupadas y conectadas a la señal mediante cables o tubos apoyados sobre rodillos (EE. UU.). A menudo, estas palancas se colocaban en un edificio especial, conocido como caja de señales (RU) o torre de enclavamiento (EE. UU.), y, con el tiempo, se enclavijaban mecánicamente para evitar la visualización de una señal contraria a la alineación de los puntos de cambio. Los sistemas de control automático del tráfico añadieron circuitos de vía para detectar la presencia de trenes y alterar los aspectos de la señal para reflejar su presencia o ausencia.

Algunas locomotoras están equipadas con señales en la cabina de mando . Estas pueden mostrar indicaciones de señales a través de patrones de luces en la cabina de mando, o en sistemas simples simplemente producir un sonido audible para advertir al conductor de un aspecto restrictivo. Ocasionalmente, las señales en la cabina de mando se utilizan por sí solas, pero lo más común es que se utilicen para complementar las señales colocadas al costado de la vía. La señalización en la cabina de mando es particularmente útil en los ferrocarriles de alta velocidad . En ausencia de señales al costado de la vía, se pueden proporcionar marcadores fijos en aquellos lugares donde de otro modo existirían señales, para marcar el límite de una autoridad de movimiento.

Por lo general, las señales y otros equipos (como los circuitos de vías y los equipos de pasos a nivel) se alimentan mediante una fuente de alimentación de bajo voltaje. El voltaje específico varía según el país y el equipo utilizado. La razón es que el bajo voltaje permite un funcionamiento sencillo con baterías de almacenamiento y, de hecho, en algunas partes del mundo (y anteriormente en muchos más lugares, antes de la adopción generalizada de la electricidad), las baterías son la fuente de alimentación principal, ya que es posible que la red eléctrica no esté disponible en ese lugar. En las zonas urbanas edificadas, la tendencia actual es alimentar los equipos de señalización directamente con la red eléctrica, con baterías solo como respaldo.

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• Signal Page: información y referencias sobre señalización ferroviaria en todo el mundo