Circuitos de vía de audiofrecuencia

Existen distintos equipos tecnológicos que permiten detectar la presencia de un tren en un sistema de señalamiento tales como sensores magnéticos, lectores ópticos, señales de radio, etc. Pero en lo que se refiere al trafico ferroviario de pasajeros, el circuito de vía (ver INICIO DEL SEÑALAMIENTO FERROVIARIO en este blog) sigue siendo el principal dispositivo de detección, esto se debe a que también permite detectar la discontinuidad mecánica de la vía.
Las técnicas modernas de vía hacen que los rieles se instalen sin solución de continuidad, o sea podemos tener rieles de longitudes kilométricas sin ninguna junta de dilatación. A esta técnica se la denomina Riel Largo Soldado (RLS), el cual merece una extensa explicación que escapa a este comentario.

Antiguamente se colocaban aislaciones físicas (policarbonato, poliamida, resina epoxi, etc.) para separar los circuitos de detección, pero cuando se emplea RLS esto no es lo ideal, ya que con el tiempo esto se convierte en un punto débil de la vía. En razón de ello se emplean circuitos de vía de audiofrecuencia, permitiendo determinar secciones de detección con las llamadas juntas eléctricas como se explica a continuación.

Juntas de separación
Por regla general los circuitos de vía de audiofrecuencia están separados por juntas de separación eléctrica. Estas consisten en una conexión eléctrica de rieles y una unidad de sintonización. La unidad de sintonización está localizada en la caja de conexión y se utiliza para sintonizar las juntas eléctricas a las frecuencias relevantes del circuito de vía. En lugar de juntas eléctricas también se pueden utilizar juntas aisladas. Ver figura 1.

Separación de dos secciones por conectores S
Las secciones de vías adyacentes están separadas por conectores S los cuales corresponden a los cricuitos anterior y posterior. Debe evitarse una parada operacional del primer o último eje de un tren sobre un conector S, si no podrían darse problemas de liberación de vías en el enclavamiento, esto quiere decir que se ocuparán dos circuitos en forma simultánea.
La limitación que tiene este sistema de detección es que la distancia, donde todo depende del estado de la vía (impedancia eléctrica), pero entre juntas S la separación debe ser inferior a 300 metros, lo cual hace que en secciones de bloqueo (cantones) haya más de un circuito instalado encareciendo la instalación. (Ver firgura 2). La alternativa actual a esto es el circuito de audio codificado, el cual además de ampliar la longitud de la sección de detección, reduce el equipo instalado al aire libre.

El aparato de vía

El aparato de vía (ADV), también llamado cambio, es un dispositivo instalado en y forma parte de la vía. Este permite que un tren pase de una vía a otra en operaciones de maniobra y también a una formación cambiar de ruta si así lo indica su itinerario.
Está compuesto por dos partes móviles llamadas agujas y otras fijas llamada contrariel o riel stock.
Sus dimensiones y formas dependen de la velocidad de circulación, la trocha y la característica de la vía, ya que no es lo mismo un sector de vía de corrida que un sector de vía de maniobras.
En este link se muestran conceptos básicos sobre aparatos de vía GENERALIDADES DE APARATOS DE VÍA.

Los pasos a nivel son lugares donde el ferrocarril se cruza con un camino vehicular (PaN) o peatonal (PP). El PaN que cuenta con protecciones físicas que impiden el paso de vehículos carreteros (automóviles) se divide en dos grupos, según como se operen los brazos de las barreras:

• Manuales: las barreras son operadas por un hombre (guarda barrera), quien recibe información telefónica o radial de la proximidad del tren al PaN.
• Automáticas: las barreras se accionan en forma automática por la presencia del tren en el sector de detección por medio de los dispositivos correspondientes electromecánico o electrónicos (circuitos de vía, contadores de ejes, etc.).
  

El sector de detección depende de la velocidad máxima establecida para el tren en el tramo de vía donde se ecuentra instalado el PaN, esto implica que los tiempos de barrera baja son diferentes para cada uno, dependiendo esto de la proximidad de la barrera a una estación y además de la clase de tren, ya que su velocidad media varía según sea un tren de carga o uno de pasajeros.
Por otro lado, en situaciones de emergencia, los trenes pueden circular en ambas direcciones por la misma vía.
El video es un caso real, donde un tren detenido en una estación es sobre pasado por otro y una persona, por el apuro, no se da cuenta por donde viene el tren.
No es recomendable para personas impresionables, pero demuestra que una pequña distracción puede costar la vida.

Video de accidente

Cruce a nivel de Hurlingam - LSM

Renovación de cruce de Hurlingam: un álbum de Flickr

Mientras los medios, el gobierno y el público en general hablan del tren bala, en el sistema ferroviario se sigue trabajando para su recuperación, como una nube de humo que tapa la realidad, pasa desapercibida la tarea que en el día a día vienen realizando los trabajadores del riel. Tras el vaciamiento de la antigua concesionaria (Metropolitano S.A.) se está comenzando a cambiar la historia.
El sábado 17 y el domingo 18 de mayo pasados se procedió a renovar un cruce ferroviario a nivel entre UGOFE-LSM (ex Ferrocarril Gral. San Martín) y ALL (ex Ferrocarril Gral. Urquiza).
El dispositivo fue fabricado en España por la Jez y armado en el sitio; tiene la particularidad de impedir que las llantas de las ruedas de los coches y locomotoras apoyen sobre el cruce, evitando de esta forma el golpe al paso de cada formación.
El recorrido de cada rueda en el sector se realiza por un canal donde va apoyando la pestaña de la rueda, dicho canal eleva la rueda unos pocos milímetros, evitando de esta forma el contacto entre banda de rodamiento y riel, con el objetivo de evitar los golpes en el cruce.
¿Cual es la consecuencia de esto? En pocos meses se podrá circular por el sector por encima de los 12km/h actuales, con una sensible disminución del tiempo de viaje entre Pilar y Retiro.

TBA - Linea Mitre - Cambio tecnológico

Cambio tecnológico del SeñalamientoAutomático entre Retiro y Empalme Maldonado

Memoria Técnica M 25 Señalamiento Automático entre Retiro y Empalme Maldonado, cambio tecnológico

1 Introducción
El objeto de la presente obra es la instalación de un nuevo sistema de enclavamiento de
señalización entre Retiro y Emp. Maldonado, en reemplazo del enclavamiento con relés de
la obra básica, debido al tiempo transcurrido desde la provisión de los mismos. Por tal
motivo y a fin garantizar que el sistema tenga la seguridad y confiabilidad necesaria, se
reemplazaran las cabinas de Retiro y Emp. Maldonado con un nuevo sistema de
enclavamiento electrónico Sicas, con centro de operación en Retiro.
Para esta obra se contempla la re-utilización de:
• maquinas de cambio,
• circuitos de vía,
• señales de dos-tres aspectos,
• indicadores de ruta,
• otros elementos menores
•
y la provisión de los elementos faltantes.
También se prevé la utilización de:
• puentes de señales,
• el cabin Retiro 5º y 7º piso.
• el cabin Emp. Maldonado.
• la alimentación del señalamiento.
Todos los elementos a reutilizar serán controlados para garantizar su condición optima de
operación.
Se contempla el reemplazo de las cabinas de enclavamiento a relés, red de cables de
señalización en su totalidad, cajas de distribución y conexión.
Se proveerán nuevos enclavamientos electrónicos del tipo Sicas, en Retiro y en
Emp.Maldonado
Se proveerán e instalaran cables nuevos en su totalidad,
La operación del sector Retiro y Emp. Maldonado se realizara desde el cabin Retiro
(Km.0,35) como Puesto de Mando Principal y como Puesto Local en Emp. Maldonado (Km.
5,6).
Se tenderá una fibra óptica subterránea monomodo que unirá el Cabin Retiro con el Cabin
Emp. Maldonado.
El sistema de enclavamiento para la seguridad de la ruta se basa en el "Reglamento Interno
Técnico Operativo" (RITO). En las vías directas el tren estará protegido por dos señales
rojas y una amarilla, es decir, se aplicará el principio del doble recubrimiento o recubrimiento
entero.
Memoria Técnica M 25 Señalamiento Automático entre Retiro y Empalme Maldonado, cambio tecnológico

2 Tareas y componentes
2.1 Definición de tareas
El sector (original) de la obra M-25 comprende desde paragolpes de est. Retiro (zona de
andenes Retiro) al Km. 5,6 de vía cuádruple con señales de dos/tres aspectos y maniobra.
Se instalará un puesto de mando nuevo en el Km 0,35; desde él se controlarán los sectores
• Retiro y Emp. Maldonado (obra M-25).
• Emp. Maldonado-Tigre.(Futura Obra 511)
• Emp. Coghlan-Mitre (obra M-25).
• Emp.Coghlan-J.L.Suarez (Obra M-2).
El intervalo previsto entre trenes será de 180 segundos de acuerdo a los siguientes valores
de proyecto:
Tiempo de parada en estaciones de 30 segundos.
Velocidad máxima de trenes 120 km/h.
Aceleración de los trenes 0,7 m/s2.
Desaceleración normal de los trenes 0,9 m/s2.
Doble recubrimiento y señales de tres aspectos.
Aspecto de señal amarillo permite la circulación a 40 km/h.
2.2 Componentes
Se describirá brevemente los componentes a suministrar.
2.2.1 Sistema de enclavamiento
El sistema de enclavamiento es un componente relevante y decisivo de la seguridad en la
ruta. El sistema de enclavamiento electrónico SICAS (Siemens Computer Aided Signalling)
satisface los requerimientos de muchos operadores ferroviarios en cuanto a una alta
flexibilidad, al cumplimiento sencillo de las condiciones operativas específicas del cliente y la
instalación, además menores plazos de instalación y fácil modificación. SICAS es un
sistema de enclavamiento completamente modular, que se basa en el principio SIMIS
acreditado internacionalmente y comprobado en cuanto a la seguridad. En el desarrollo se
ha atribuido especial importancia a la comunicación interna, al proceso de desarrollo del
software y a la arquitectura del software de modo que las diferentes funcionalidades de las
diversas compañías ferroviarias puedan ser realizadas flexiblemente.
Con el enclavamiento electrónico SICAS se ejecutarán las funciones siguientes:
• control y comprobación de los cambios, descarriladores, circuitos de vía, señales y
demás componentes de la instalación exterior con mando individual o formación de
itinerarios.
• mandos de emergencia sujetos al registro y anulación no registrada.
• bloqueo y desbloqueo de elementos individuales.
La seguridad del enclavamiento electrónico SICAS es garantizada por:
• una aplicación consecuente de la tecnología SIMIS homologada y comprobada en
cuanto a la seguridad.
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• una alta disponibilidad del sistema y fiabilidad del hardware aplicado.
• una alta seguridad en la transmisión de datos por medidas amplias de protección de
código.
• un aseguramiento del funcionamiento correcto del software específico del
enclavamiento por verificación y validación.
2.2.2 PROFIBUS (Process Field Bus)
Tanto la conexión entre los niveles de función de los elementos del enclavamiento SICAS
como la del sistema de operación e indicación serán efectuadas por el muy experimentado
PROFIBUS.
El PROFIBUS se caracteriza por ser inmune a interferencias electromagnéticas y
sobretensiones. Además, está asegurado por procedimientos que garantizan la transmisión
de datos por un canal.
Como medio de transmisión se usarán cables de fibra óptica.
2.2.3 Operación e indicación
La operación de los enclavamientos electrónicos tipo SICAS de Retiro y Emp.Maldonado se
ejecutará en forma central con el sistema VICOS 101 en Retiro. El puesto de mando central
tendrá una PC de oficina con el sistema operativo Windows NT. Para la representación de la
geografía del sector se instalarán cuatro monitores gráficos de 17". El mouse será el
elemento estándar de operación. Para mandos especiales se empleará el teclado. Por
razones de disponibilidad, el puesto de mando tendrá una configuración redundante, es
decir habrá dos puestos de mando idénticos. También habrá una impresora de protocolos.
Para mandos locales se instalará un puesto en Emp.Maldonado.
2.2.4 Circuitos de vía de audiofrecuencia GLS 9/15
Se reutilizarán e instalarán los módulos electrónicos de la obra básica M25, los se
controlaran en banco de prueba para asegurar el correcto funcionamiento de los mismos.
Se proveerán los elementos faltantes tales como cajas de conexiones de C.V., fuentes de
alimentación, etc.
Se proveerán e instalaran nuevas juntas eléctricas de separación y nuevos morsetos de
fijación cable-riel.
2.2.5 Accionamientos de cambio
Se reutilizarán e instalarán las máquinas de cambio de la obra básica del tipo S 90. Estos
accionamientos se controlarán, antes de su instalación definitiva, en banco de prueba para
asegurar y garantizar el correcto funcionamiento de los mismos.
Se proveerán los elementos faltantes tales como cajas de conexiones, caños flexibles,
borneras, etc.
Se instalara la timoneria existente.
Para el caso de que las cantidades disponibles no alcancen a cubrir las necesidades del
proyecto, se completará con equivalentes al definido en el Sub-programa S-20 de la Linea
Sarmiento.
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2.2.6 Señales luminosas
2.2.6.1 Señales
Se reutilizarán e instalarán las señales de la obra básica, los se revisaran, antes de su
instalación definitiva, en el taller para asegurar el correcto funcionamiento de los mismos.
Se proveerán los elementos faltantes tales como cajas de conexiones, borneras, etc.
Las lamparas serán de doble filamento con un control de filamento centralizado.
Para el caso de que las cantidades disponibles no alcancen a cubrir las necesidades del
proyecto, se completara con equivalentes al definido en el Sub-programa S-20 de la Linea
Sarmiento.
2.2.6.2 Indicadores de ruta
Se reutilizaran e instalaran los indicadores de ruta de la obra básica, estos se revisaran,
antes de su instalación definitiva, en el taller para asegurar el correcto funcionamiento de los
mismos.
Se proveerán los elementos faltantes tales como cajas de conexiones, borneras, etc.
Las lamparas serán de halógeno con filamento simple con un control de filamento
centralizado.
Para el caso de que las cantidades disponibles no alcancen a cubrir las necesidades del
proyecto, se completara con equivalentes al definido en el Sub-programa S-20 de la Linea
Sarmiento.
2.2.7 Sistema de cables
Los cables de la obra básica fueron retirados debido a la depredación y robo, los mismos se
encuentran depositados en Retiro, ya que no garantizamos la confiabilidad y/o seguridad de
estos cables, se proveerán e instalaran cables nuevos en todo el sector de la obra M-25.
Se instalaran cables nuevos en:
• Sala de enclavamiento y las señales de dos/tres aspectos e indicadores de ruta.
• Sala de enclavamiento y maquinas de cambio.
• Cajas de distribución a circuitos de vía, señales y maquinas de cambio.
• Juntas eléctricas de los circuitos de vía.
• Cableado troncal entre salas de enclavamiento por fibra óptica.
• Ligas de retorno entre vías.
Los cables troncales multiconductores a instalar poseerán conductores de reserva.
Los cables de alimentación de fuerza y los cables desde cajas de distribución a elementos
de campo debido a las características técnicas de estos cables no poseerán reservas.
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3 Disposición de Cableado de la Fibra Optica.
En la obra básica M-25 se interconectarán las cabinas de Retiro (andén 3) y
Empalme Maldonado.
Durante la Obra M-25 también se interconectarán las cabinas de las estaciones
Coghlan (Km. 10.340) y Mitre (Km. 16.750) con el puesto de mando centralizado en
Retiro
Durante la Obra M-2 también se interconectará la cabina J.L. Suarez (Km. 22.300)
con el puesto de mando centralizado en Retiro
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4 Disposición Puesto de mando Cabina Retiro y Emp. Maldonado
En el 7º piso del cabin Retiro se dispondrá el puesto de mando de los ramales
Retiro-Emp. Maldonado, Emp. Maldonado-Emp. Coghlan, Emp. Coghlan – Mitre y
los futuros puestos de mando:
• Obra M-2 sector Coghlan - J.L. Suarez
• Una puesto de emergencia
• Un eventual traslado del puesto de mando Once al cabin Retiro
El puesto de mando del supervisor es unos 15 cm sobre el nivel del piso.
La cantidad de impresoras depende de cantidad de puesto instalados.
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5 Ingeniería
5.1 Proyecto e Ingeniería y Documentación
La ingeniería se ha dividido en ingeniería de proyecto e ingeniería de detalle.
Comprende la elaboración de la documentación correspondiente a las nuevas
instalaciones según ítems de esta memoria.
5.1.1 Ingeniería de Proyecto
Memoria Técnica de los trabajos a realizar.
Programación del SICAS de las condiciones de enclavamiento en base a las rutas y
Planillas de itinerarios y enclavamiento.
Disposición de los circuitos de vía y selección de la frecuencia.
Calculo de la obra civil de las cabinas de enclavamiento.
5.1.2 Ingeniería de Detalle.
Alimentación de potencia del sistema SICAS.
Conexionado de las cabinas.
Planos típicos de conexionado de elementos de campo.
Disposición de los sectores de vía.
Disposición de los relés de vía.
Planos de tendido de la FO.
Planos de traza del cableado
Planilla de borneras de cajas distribuidoras.
Plano de instalación caja de circuitos de vía/planos de distribución de frecuencias de
los circuitos de vía.
5.1.3 Documentación.
Durante la Ingeniería se desarrollaran los siguientes planos
• Zanjeos y traza cables.
• Distribución equipamiento Sicas.
• Disposición de circuitos de vía.
• Tendido de fibra óptica.
• Cajas de conexiones.
• Planillas de enclavamiento.
• Planillas de itinerarios.
• Listados de la lógica de enclavamiento.
• Planos de distribución de energía.
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6 Obrador
6.1 Generalidades.
Se utilizara el obrador de la línea Mitre ubicado en predio de la estación Retiro haciendo los
agregados necesarios para gestionar la nueva obra.
Desde el mismo se distribuirán y ejecutaran los trabajos a realizar en el sector Retiro-Emp.
Maldonado.
El obrador contará con comodidades para la Inspección de Obra.
6.2 Características Técnicas.
A la fecha de inicio de obras dispondrá como mínimo de:
• Un (1) oficina con dos escritorios con tapa de formica, cuatro sillas, PC de escritorio,
armario alto, armario bajo, acondicionador de aire, mampara y estanterías metálicas.
• Un (1) vestuario - sanitario, con instalación sanitaria, dos duchas, dos lavatorios, un
inodoro, dos mingitorios y termotanque eléctrico.
• Un (1) depósito de herramientas, equipos y materiales y taller para la elaboración y
confección de piezas menores
Memoria Técnica M 25 Señalamiento Automático entre Retiro y Empalme Maldonado, cambio tecnológico
Memoria Técnica M 25 Señalamiento Automático entre Retiro y Empalme Maldonado, cambio tecnológico
Listado de acuerdos conforme a Pliego
Se adjunta la planilla con los acuerdos conforme a pliego M25 de la parte técnica
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Listado de prestaciones
Se adjunta la planilla con el listado de prestaciones del pliego M25

Reglamento Interno Técnico Operativo

Este reglamento está enmarcado dentro de la ley nacional de ferrocarriles 2873; dicta las instrucciones básicas y normativa para la circulación de trenes, operaciones de maniobra, accidentes, mantenimiento, etc.
En algunos casos indica puntualmente los procedimientos a seguir y en otros es bastante ambiguo.
Para acceder cliquear aqui: RITO

Gálibo de obra

El galibo de obra determina los límites espaciales entre el material rodante y las obras de arte. En otras palabras, cuales son las dimensiones máximas que puede tener un vehículo ferroviario (en este caso de trocha ancha) y que espacios deben dejar libres las contrucciones que rodean la traza de la vìa.

Ley Nacional de Ferrocarriles Nº2873

El link indicado mas abajo pertenece a la Comisión Nacional de Regulación de Transporte, a la derecha de la pantalla, en el boton Normativa Ferroviaria, podrán encotnrar el texto de la ley que da el marco legal a la actividad ferroviaria y sus modificaciones. http://www.cnrt.gov.ar/estructu/index.htm

Inicio de señalamiento ferroviario

El primer método de seguridad para evitar que dos trenes se encimen o choquen en un tramo de vía fue la protección por tiempo. El procedimiento consistía en espaciar las formaciones con horarios fijos bien cronometrados.

Al incrementarse el tráfico ferroviario y la velocidad promedio, la protección por tiempo rápidamente debió ser reemplazada por un sistema mas seguro donde se pudiere establecer una distancia mínima de seguridad entre dos formaciones, lo cual condujo a dividir la longitud de la vía en sectores. Estos sectores se denominan sector de bloqueo, por donde cirucla una formación y estación de bloqueo, donde un convoy puede deterse y/o hacer maniobras.

Con la aparición del telégrafo en 1851 este porcedimiento se mejoró dando origen al sistema de bloqueo que se encuentra todavía funcionando en las estaciones que poseen señalamiento mecánico. En estos, vía telegráfica se puede transmitir la información respecto a la llegada y partida del tren de una estación de bloqueo a otra.

La partida del tren se le indica al conductor mediante una señal que esta operada desde un mecanismo similar al mostrado en la imagen superior de la figura 1.


Si bien el primer control de señales y cambios desde una cabina se efectuó en 1843 (Empalme Bricklayer’s Arms), Inglaterra; en 1856 John Saxby disñó el primer sistema completo de enclavamiento mecánico para operación de señales y cambios en forma manual, cuya disposición es similar al que se muestra en la imagen inferior de la figura 1.

En 1872 William Robinson dio un importante paso en lo referido a la tecnología ferroviaria al crear el circuito de vía, este es un dispositivo que permite detectar el tren y también fisuras o roturas de los rieles (algo que sucedía muy frecuentemente por la fatiga de los rieles). El dispositivo se denomina así, debido a que es un circuito eléctrico del cual los rieles son los conductores de electricidad. Su esquema básico de su funcionamiento se muestra en la figura 2 cuando está libre.

Cuando el circuito está libre la electricidad fluye desde el borne positivo de la batería (sentido convencional de la corriente) por el riel, circula por la bobina del rele (se mantiene excitado) y por el otro riel retorna al borne negativo de la batería. Cuando el tren se aproxima (pisa el sector) los ejes metálicos producen un cortocircuito que absorbe toda la corriente que circulaba por el rele evitando que el mismo se excite (la señal muestra el aspecto rojo).

El dispositivo eléctromagnético se denomina rele de vía, el cual posee una armadura movida por la atracción de un campo electromagnético cerrando o abriendo contactos que pueden ser usados para operar otros equipos además de lámparas, por ejemplo barreras, señales eléctricas, etc. Con esto se dio comienzo a la automatización en los sistemas de señalamiento, como se muestra en la figura 3.

En la Argentina los primeros equipos llegaron alrededor de 1910.

Esta última configuración, con una distancia entre batería y rele de hasta los 1200 metros, es la que se ha estado utilizando en la mayor parte de los equipos de señalamiento automático hasta nuestros días pasando por distintas etapas tecnológicas: eléctricos de corriente continua, eléctricos de corriente alterna y en la actualidad también electrónicos.

Los circuitos de vía en un sistema de señalamiento son instalados uno a continuación del otro para controlar las señales; en un principio estaban separados por juntas de material aislante tales como madera dura o pertinax; en la acutalidad se emplean materiales flexibles aislantes que puedan soportar las fuerzas que ejercen los rieles sobre ellos (poliamida, policarbonato o resina epoxy).