Parada de tren

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Parte de un sistema de señalización ferroviaria , un dispositivo de parada de tren , detención de tren o llave de paso (a veces llamado disparador ) es un dispositivo de protección del tren que detiene automáticamente un tren si intenta pasar una señal cuando el aspecto de la señal y las reglas de operación prohíben tal movimiento, o (en algunas aplicaciones) si intenta pasar a una velocidad excesiva.

El sistema de parada del tren consta de dos componentes básicos. Uno es el mecanismo del brazo de detención, montado en el suelo junto al raíl , que consiste esencialmente en un brazo accionado por resorte conectado a un motor eléctrico (o cilindro neumático en sistemas electroneumáticos). El otro es la llave de detención montada en el tren , que está conectada directa o eléctricamente al sistema de frenado del tren .

El brazo de activación se eleva automáticamente cuando se debe detener un tren. Cuando el sistema de señalización determina que es seguro que el tren continúe, el motor hace descender el brazo de activación hasta la posición baja. El resorte garantiza que el brazo de activación se eleve en todas las demás situaciones, lo que es una medida de seguridad esencial en caso de falla de la fuente de alimentación eléctrica o neumática o del motor que impulsa el brazo de activación. Si un tren intenta pasar la señal con el brazo de activación en la posición elevada, el brazo de activación hace contacto mecánico con la válvula de activación del tren, lo que hace que los frenos del tren se apliquen automáticamente, deteniendo así el tren.

Los brazos de disparo en el camino se ajustan de modo que se elevan hasta un punto aproximadamente 2+1 ⁄ 2  pulgada (64 mm) por encima de la parte superior del riel de deslizamiento cuando está en la posición de parada, y más abajo hasta aproximadamente 1 pulgada (25 mm) por debajo de la parte superior del riel de deslizamiento cuando está libre. El tiempo que tarda el brazo en elevarse o descender es de aproximadamente dos segundos.

Se ha comprobado que los sistemas mecánicos de parada de trenes son relativamente seguros, y que sus modelos históricos del siglo XIX todavía se utilizan en el siglo XXI. Debido a los incrementos de fuerza cuadráticos en relación con la velocidad, estos sistemas mecánicos están restringidos a aplicaciones de baja velocidad. Su uso continuado se puede encontrar en sistemas de tránsito rápido urbano con trenes que no superan los 100 km/h. Mientras que las paradas de tren sin contacto posteriores requieren un receptor en funcionamiento en el tren para iniciar la parada de emergencia (como en el caso de PCCS o Indusi ), las paradas mecánicas inicialmente accionaban los frenos directamente.

Debido a que el brazo de activación puede golpear directamente la palanca de freno, ha habido instalaciones en las que cada vagón de un tren tiene un grifo de activación independiente en cada bogie que tiene frenos. Por lo tanto, en algunas instalaciones, el brazo de activación se plegará de nuevo a la posición segura solo unos segundos después de que una señal se haya vuelto roja para reducir el desgaste (que es un riesgo de seguridad real como se mostró en el accidente del metro de Russell Hill en 1995 ). Debido al desgaste, los brazos de activación para la dirección opuesta en el mismo riel se activarán junto con el brazo de activación para la dirección nominal.

Al igual que muchos sistemas antiguos, una parada mecánica de tren no controla inherentemente la velocidad. Hubo accidentes en los que los trenes habían sobrepasado el límite de velocidad debido a una velocidad excesiva. Para controlar externamente la velocidad de un tren, se ha implementado la operación de paradas de tren temporizadas, que se usa ampliamente en el metro de la ciudad de Nueva York, donde un segundo brazo de control a distancia se despliega solo unos segundos después de que un tren haya pasado un punto de control. Estos costosos sistemas de control de velocidad generalmente se eliminan gradualmente en favor de una computadora de control de cabina que puede verificar continuamente una curva de frenado mientras se aproxima a una señal.

Hay tres tipos de paradas de tren:

• Parada de viaje: detiene el tren que intenta pasar la señal roja
• Parada de tren temporizada: evita que el tren se mueva demasiado rápido
• Parada de tren fija: evita que cualquier tren pase por un punto

El brazo de activación se levanta siempre que la señal no muestre un aspecto de continuar. Si un tren intenta pasar la señal, el grifo de activación del tren golpea el brazo de activación levantado y el tren se detiene. Cuando la señal indica que es seguro continuar (libre o precaución) , el brazo de activación se baja y un tren puede continuar sin más obstáculos. En algunos casos, el brazo de activación no se bajará cuando la señal a la que se aplica muestre una indicación de continuar, por ejemplo, cuando se borran las señales secundarias, lo que obliga a un tren a activarse antes de continuar, lo que garantiza que los movimientos se realicen a velocidades seguras.

En caso de parada temporizada del tren, el brazo de activación permanece elevado hasta que el tren que se aproxima haya desviado un circuito de vía durante un período de tiempo correspondiente a una velocidad establecida. Si el tren se aproxima a una velocidad superior a la establecida, el brazo de activación permanece elevado y detiene el tren. Si el tren se aproxima a una velocidad igual o inferior a la establecida, el brazo de activación desciende antes de que llegue el tren y este puede continuar sin más obstáculos.

Algunas paradas de tren cronometradas requieren que el conductor reconozca un estímulo antes de que el brazo de activación baje en una señal amarilla.

Para los tramos de vía con límites de velocidad más bajos (15-20 km/h) también se utiliza una construcción más sencilla. El brazo de accionamiento gira libremente sobre un eje horizontal con un contrapeso unido a su extremo inferior. Si la velocidad de un tren es baja, el brazo girará por la válvula de accionamiento con una fuerza insuficiente para iniciar el frenado. Pero si su velocidad es demasiado alta, la fuerza será grande debido a la inercia del contrapeso , lo que hará que se apliquen los frenos.

En el caso de paradas de tren fijas, el brazo de disparo no se puede bajar. Las paradas fijas se colocan cerca del final de una vía sin salida para detener un tren antes de que se quede sin vía. También se pueden utilizar al final de secciones de vía más allá de las cuales ciertos trenes no deben pasar, como el final de un territorio electrificado (por ejemplo, Hamilton, NSW ), o para probar el freno automático y el mecanismo de disparo de trenes que parten de ciertas ubicaciones, por ejemplo, vías de estacionamiento, cerca de paradas intermedias.

Una parada fija de tren que sea la última de una línea en sentido inverso puede, a pesar de su nombre, suprimirse, como es el caso de las "señales fijas" asociadas en la red de Sydney. La supresión es necesaria porque en Sydney, la válvula de disparo trasera de un tren siempre está bajada, mientras que en Melbourne , por el contrario, no se requiere la supresión porque la válvula de disparo en la parte trasera de un tren siempre está levantada, libre de cualquier brazo de disparo en la vía.

Algunos ferrocarriles y agencias de tránsito ferroviario utilizan paradas de trenes fijas para proteger a los trabajadores en zonas de trabajo, aplicándolas temporalmente en cada extremo de la zona, evitando así que los trenes entren incorrectamente en la zona de trabajo.

En 1901, la Union Switch and Signal Company desarrolló el primer sistema automático de parada de trenes para el Boston Elevated Railway . Este sistema fue adoptado rápidamente por el metro de la ciudad de Nueva York y otros sistemas de tránsito en los Estados Unidos. ^[1] En esa época se instalaron sistemas similares en el sistema de metro de Londres .

Debido a su naturaleza mecánica, el dispositivo de parada de trenes tiene ciertas limitaciones en su aplicación. Por ejemplo, las condiciones severas de nieve y hielo podrían interferir con el funcionamiento del brazo de desplazamiento lateral. Por lo tanto, su aplicación más amplia es en las líneas de tránsito rápido subterráneas , donde las condiciones que podrían interferir con el funcionamiento adecuado se controlan fácilmente. Tampoco es adecuado para operaciones de alta velocidad, ya que las velocidades máximas permitidas a menudo no superan los 115 km/h (61 mph), lo que implica el riesgo de que las fuerzas de alto impacto rompan los brazos.

Las paradas de tren en las líneas del metro de Londres se están eliminando gradualmente en favor de la señalización ATP y de distancia restante. Las paradas de tren siguen siendo equipamiento estándar en todas las líneas metropolitanas de pasajeros de Sydney Trains en Nueva Gales del Sur y en el sistema ferroviario suburbano electrificado de Melbourne , Australia.

Las paradas de tren del S-Bahn de Berlín se instalaron por primera vez a finales de la década de 1920. ^[2] Se denominan Bernauer Fahrsperre (o Fahrsperre Bauart Bernau ) debido a su prueba y primera instalación en el ferrocarril de Stettin hasta la ciudad suburbana de Bernau . Este fue el primer sistema de tránsito rápido de ferrocarril pesado con electrificación de tercer carril en Alemania. Se están eliminando gradualmente a favor del sistema ZBS basado en eurobalizas hasta 2025.

• El sistema de transporte rápido S-Bahn de Berlín utiliza una barra metálica como brazo de maniobra, situada a la altura del primer bogie , sobre la que se coloca el grifo de maniobra. La barra metálica (también llamada "Streckenanschlag" o collarín de tope de vía) se pliega para permitir el paso. La ZBS la sustituirá hasta 2025.
• El metro de Berlín, de perfil pequeño, utilizaba un palo de metal como brazo de accionamiento, que colgaba horizontalmente sobre la vía como una señal de semáforo. El grifo de accionamiento estaba en el techo del primer vagón (cerca de la primera puerta) y parecía casi un pararrayos. ^[3] El sistema se eliminó gradualmente en los años 60 ( oeste ) y 90 ( este ) y se reemplazó por un sistema de parada de trenes por inducción. ^[4]
• El metro de Berlín de gran perfil utilizaba como brazo de accionamiento un pivote en forma de hongo junto al raíl derecho. El grifo de accionamiento se montó en el primer bogie. Este sistema también fue reemplazado. ^{[3] [4]}
• El metro de Londres utiliza una placa metálica de forma cuadrada que funciona de manera similar a la del sistema de metro de la ciudad de Nueva York.
• Varias líneas del metro de Moscú utilizan un semicírculo que gira hasta su posición original cuando la señal está en rojo. Todas ellas se encuentran en el lado derecho de las vías, ya que los grifos de activación de los trenes están instalados en el lado derecho.
• El metro de la ciudad de Nueva York utiliza una barra de metal en forma de T que se eleva desde el suelo como brazo de accionamiento; en el lado derecho de la vía para la División A (trenes numerados) y en el lado izquierdo para la División B (trenes con letras). Para permitir que los trenes avancen, el brazo pivota hacia abajo. En la esquina del bogie de cada vagón se monta una válvula de accionamiento. La ubicación de la válvula de accionamiento depende de la división por la que circula el tren; algunos vagones están equipados con una válvula de accionamiento en ambos lados. La parada del tren se puede identificar en las vías porque están pintadas de amarillo para comprobar si alguna vez ha hecho que un tren se desplace.
• En la actualidad, Sydney utiliza el sistema de ramal tipo J del metro de Londres , denominado JA , con la diferencia de que está montado en el lado izquierdo de la vía en lugar del lado derecho. En Wellington se utiliza un sistema casi idéntico .
• El metro de Toronto también utiliza una barra de metal en forma de T que se eleva desde el suelo, excepto que siempre está en el lado derecho de la vía para todo el material rodante porque el grifo de activación está colocado en el lado derecho para todo el material rodante.

Cuando los trenes circulan en sentido inverso, pueden sufrir un "retroceso" en las paradas de tren que se aplican a la dirección normal, lo que resulta molesto. Esto se puede evitar de una de estas tres maneras:

1. En Melbourne, el grifo de disparo trasero está elevado, aunque esto conlleva el riesgo de que se produzcan descontroles en las estaciones terminales situadas a gran altura. ^[5]
2. En Sydney, el mecanismo de disparo trasero siempre está bajado y los brazos de disparo en la dirección opuesta están "suprimidos" para que no se activen con el grifo de disparo trasero. Los grifos de disparo en los vagones intermedios, si los hay, siempre están elevados.
3. En Nueva York, cuando el sistema de señalización autoriza el movimiento en una dirección (en vías bidireccionales o mediante un enclavamiento ), activa automáticamente los brazos de activación que se aplican en la otra dirección. Esto es necesario porque los grifos de activación están ubicados a lo largo de toda la longitud de los trenes en Nueva York, no solo en el vagón de adelante.

En el metro de Londres hay muchas paradas de la línea Piccadilly orientadas en sentido contrario al de la marcha, ya que protegen a los trenes de ingenieros , que suelen circular en sentido contrario durante las obras de ingeniería.

El brazo de disparo mecánico se prueba en la posición bajada antes de que se apague la luz roja de su señal asociada. El brazo de disparo se prueba en la posición elevada antes de que el circuito de vía que sigue a esa señal se indique como desocupado. El interruptor de prueba detecta el brazo real de la parada del tren y la rotura de ese brazo centra el interruptor ni presionado ni normalmente, alertando así a los operadores sobre su falla.

Cuando falla la señalización, etc., puede ser necesario "pasar de largo" una parada de tren en la posición de peligro, de acuerdo con las reglas. Ahora que el tren funciona "a la vista", es importante viajar a baja velocidad. Si no se mantiene la baja velocidad, pueden ocurrir accidentes, como

• Colisión en Roseville , 1950
• Choque de trenes en Berala, 1952
• Accidente ferroviario en Glenbrook , 1999

La escena de persecución en coche de la película The French Connection muestra cómo un tren elevado del metro de Nueva York choca contra un paradero de tren cuando se acerca al tren que va delante en la misma vía. Aunque el tren en movimiento choca contra el paradero y empieza a disminuir la velocidad, a los efectos de la secuencia de la película, supuestamente iba demasiado rápido para detenerse por completo antes de chocar con el tren que iba delante.