Circuitos de Tracción

Habiendo ya incluido un capitulo dedicado a los circuitos de vías (Proyecto del trazado) y otro a la forma de alimentar las locomotoras (Corriente de tracción) parece que simplemente hay que decir como conectar esa corriente de alimentación a las vías para que llegue a las locomotoras. Esto puede ser en efecto muy simple, pero también muy complicado y aquí es donde el sistema digital tiene evidentes ventajas.

En principio, en un sistema digital, basta en efecto conectar la central digital a un punto cualquiera de las vìas. Por otra parte toda la vía se habrá construido como un único circuito eléctrico, de manera que la señal digital llega a todas los puntos de las vías y cualquier locomotora que esté colocada en ese circuito se moverá de acuerdo con las órdenes que reciba de la central digital. En principio la conexión consiste simplemente en conectar los dos cables de salida de la central a cada uno de los dos carriles o, caso de la vía de tres carriles, un cable a los dos carriles y el otro (el rojo) a los pukos. Algunas centrales necesitan un dispositivo especial en forma de caja de conexión para hacer esta unión.

Sin embargo no todo es tan fácil. En primer lugar hay que ser conscientes de que la corriente digital que llega a las locomotoras no solo trae las órdenes digitales sino que también transporta la potencia que necesita la locomotora para moverse. Esto quiere decir que si tenemos unas cuantas locomotoras moviéndose, la potencia que debe suministrar la central es bastante elevada y dará lugar a intensidades elevadas en la corriente que recorre la vía. Una locomotora H0 puede llegar a consumir un amperio o incluso más. Además no solo las locomotoras consumen: Si tenemos trenes con coches iluminados el consumo correspondiente se añade al consumo de las locomotoras. El tener una alta intensidad circulando por los carriles tiene dos efectos negativos:

• • Si las bridas que unen las vías no hacen un contacto perfecto, habrá resistencias parásitas en esas uniones, produciendo caìdas de tensión y calentamientos que pueden ser peligrosos.

  • Aunque las uniones de las vías no tengan problemas, la propia resistencia de unos cuantos metros de carril, puede hacer caer la tensión, de modo que en secciones de vía alejadas del punto de alimentación se note una menor tensión que haga que los motores caigan de velocidad o incluso que no se reconozcan los mensajes digitales.

Para paliar estos defectos, se recomienda llevar cables de alimentación gruesos, desde la central, no a un único punto sino a muchos. Hay quien recomienda hacerlo a intervalos de entre 1 y 2 metros.

Otro efecto que no hay que confundir con el anterior, es que si estamos demandando una gran intensidad de corriente, porque tenemos varios trenes funcionando simultáneamente, sea la propia central la que sea incapaz de proporcionar esa intensidad, y en consecuencia su tensión caiga, produciendo el mismo efecto de lentitud en los motores y pérdida de instrucciones, y además sobrecalentamiento de la central y posible disparo de sus protecciones. Se trata de un problema de falta de potencia en la central que es bastante común porque los fabricantes no quieren encarecer más un producto que ya es caro, con la capacidad de proporcionar mayor potencia que muchos aficionados no necesitarán nunca.

La solución está en complementar la central con uno o varios amplificadores de potencia que en argot modelista se llaman boosters. Lo malo es que esto exige seccionar el trazado de vías en circuitos eléctricos independientes y alimentar cada uno con un booster, conectado a la salida de la central. Haciendo los circuitos con un poco de lógica, lo normal será que en cada circuito no haya más que una o dos locomotoras como máximo, de modo que la intensidad en cada circuito de vía es relativamente baja y no hay caídas de tensión, ni por resistencias de los carriles ni por falta de potencia, que ahora es suministrada por cada booster a cada circuito. En muchos casos, los aficionados no conectan la central directamente a la vía sino sólamente a los boosters, así que la central trabaja muy relajada y alejada de los peligros producidos por cortocircuitos en las vías etc. Naturalmente cada booster requiere su propia alimentación eléctrica desde la red doméstica a través de su propio transformador, distinto del que alimente la central.

De todas formas no hay que perder de vista que este tema de la necesidad de potencia extra es casi exclusivo de la escala H0, por el alto consumo de sus locomotoras. Es muy difícil que en una maqueta de escala N, y no digamos de Z, se requiera la utilización de un booster.

En la imagen (de Märklin) vemos de izquierda a derecha, el transformador que alimenta la central, la central digital, el transformador que alimenta el booster y el booster. En la imagen vemos que la central alimenta un sector de vía y el booster un segundo sector de vía, que están separados por el corte eléctrico representado por un triángulo rojo en la vía.

Para seccionar un circuito de vías en un punto dado, existen varias soluciones: En vías tipo C de tres carriles, hay unas pletinas en los extremos que conectan eléctricamente los carriles y los pukos. Se venden unas piezas aislantes que colocadas en las uniones aíslan esas pletinas y aíslan así una vía de la contigua, en cuanto a pukos y/o carriles.

Para vías de dos carriles se venden unas bridas de plástico que sustituyen a las bridas metálicas entre vía y vía. Al ser aislantes producen el corte eléctrico del circuito pero mantienen la unión mecánica. Pueden ponerse en un solo carril o en ambos según sea necesario.

Otra solución, que se aplica cuando hay que seccionar un circuito de vía que ya está montado, sobre todo en vías sin balasto a las que ya ha puesto su imitación de balasto, y por lo tanto, levantarlas para poner bridas aislantes sería un problema, es cortar el carril con un disco de corte montado en un minitaladro, Si el balasto colocado sujeta bién ambos extremos del carril quedará hecho un aislamiento.

Hay otra situación más complicada que nos puede obligar a seccionar un sector de vía. Supongamos que hacemos un circuito como el representado en la figura anterior. Si un tren llega por la vía de la izquierda, la idea es que dé toda la vuelta y vuelva a salir por la misma vía que llegó. Un circuito así no es muy común en la vida real, porque los trenes nunca se dan así la vuelta, pero para una maqueta es muy práctico y muchas veces se hacen dejándolos de forma oculta. (Siempre hay una excepción: los Talgo II requerían ser girados así, para desesperación de los ferroviarios). Este tipo de trazado se llama "bucle de retorno" y presenta el siguiente problema:

Hemos dibujado un controlador que alimenta este circuito. En color rojo se marcado el polo positivo, que alimenta el carril derecho, según viene el tren circulando de izquierda a derecha. En verde se ha dibujado el polo negativo, conectando al carril izquierdo. Se ha representado un trozo de vía separado. Si nos fijamos, al colocar ese tramo de vía se une el polo rojo con el verde y viceversa, es decir hacemos un cortocircuito tan claro como si conectásemos entre si los dos hilos de salida del controlador. Adviértase que este es un tema puramente geométrico, y no depende para nada de si estamos hablando de un controlador analógico o digital ni de si circula un tren o no circula. Si cerramos el tramo de vía que hemos dibujado separado, aunque no circule tren alguno, se producirá el cortocircuito, y se disparará la protección del controlador.

Queda claro que este problema se produce sólamente en la vía de dos carriles. La via de tres carriles al tener ambos carriles unidos al mismo polo y los pukos en el centro unidos al otro polo nunca presenta este problema. Insisto porque a veces hay confusión sobre este tema: La aparición del cortocircuito en los bucles de retorno depende de si la vía es de dos o tres carriles, y no del tipo de corriente, ya sea esta alterna continua o digital. Si tuviésemos una vía de 2 carriles alimentada con corriente alterna, aparecería el cortocircuito (como es el caso de la corriente digital) Si tuviésemos una vía de tres carriles alimentada con corriente continua, por ejemplo el polo positivo en los pukos y el negativo en los carriles, no habría ningún cortocircuito.

Lo que si es cierto es que la forma de solucionar el cortocircuito es distinta en ambos casos, analógico o digital, y eso por una razón: En analógico la polaridad de la vía implica la dirección del movimiento de las locomotoras, así que si la polaridad se invierte, la locomotora empieza a circular al revés. En cambio en digital, si invertimos la señal en la vía, como ésta es simétrica, la locomotora sigue en el mismo sentido. No lo cambiará hasta que no reciba la orden de invertir el sentido. Teniendo ésto en cuenta parece que en digital no habría ningún problema si lo único que hacemos es hacer un corte en el circuito de forma que a un lado la corriente tenga un sentido y al otro lado del corte tenga el sentido contrario. La locomotora pasaría el corte pasando de recibir corriente en un sentido a recibirlo en el otro, pero como es digital seguiría avanzando. El problema es que las locomotoras tienen varias ruedas, de modo que en el momento del paso, puede haber ruedas en una zona y en otra, produciendo el cortocircuito que disparará las protecciones.

No solo en este caso, sino en general, nunca es conveniente que una locomotora pase por un punto en que pasa a recibir alimentación en un sentido o en otro, de un controlador a otro, etc, precisamente porque las locomotoras están durante unos segundos recibiendo alimentación mezclada de ambos orígenes, y además están produciendo un cortocircuito entre ellos. Siempre es mejor que estando circulando la locomotora por un tramo de vía que recibe alimentación de un origen, en un momento dado, un conmutador externo, un relé etc, cambie la alimentación de un origen a otro. Así el cambio es instantáneo y no hay ninguna posibilidad de que los orígenes queden comunicados entre sí.

Si al llegar las primeras ruedas al punto B la polaridad de la vía a uno y otro lado del punto B fuese opuesta, se provocará un cortocircuito, pero el gestor de bucle reacciona muy rápidamente y cambia la polaridad del tramo aislado para que sea la misma a ambos lados del punto B. Lo mismo pasa cuando el tren alcanza el punto A (la polaridad del tramo aislado cambia para adaptarse a la de la vía roja a ambos lados del punto A), y lo mismo ocurre si el tren entra primero por la rama A para salir por la B. Como decimos el cambio de polaridad es rapidísimo, asi que la marcha del tren no resulta afectada, y asimismo la central digital no llega a detectar ningún cortocircuito.

En el caso analógico, como decíamos el caso es distinto: En la misma figura anterior, si el el tren viene por la vía roja hacia B, podemos hacer hacer que el tramo aislado adopte la misma polaridad a ambos lados del punto B, por lo que el tren pasará al tramo aislado sin problema, pero al llegar al punto A que tiene la polaridad opuesta a ambos lados, no podemos, como antes, cambiar la polaridad del tramo aislado, porque el tren empezaría a retroceder. Lo que hay que hacer es cambiar la polaridad de la vía roja. Esto es lógico, porque ahora el tren va a volver a la vía roja y circulará en sentido contrario que cuando entró, así que la vía roja tiene que cambiar de polaridad. El problema de esto es que mientras en el caso digital todo se gestiona en el propio bucle, sin afectar a vías externas, en este caso analógico la vía roja debe cambiar de polaridad, en todo su recorrido, llegue hasta donde llegue este recorrido. Si en este recorrido, hubiese algún tren circulando, ese tren cambiaría de sentido. Esto es una complicación importante, aunque afortunadamente, los trazados analógicos suelen estar seccionados en tramos alimentados de forma independiente, por lo que este cambio de sentido probablemente no afectará a ningún otro tren.

Efectivamente los trazados analógicos son más complejos, están divididos en secciones aisladas unidas a distintos controladores y cuentan con dispositivos de mando, para poder aislar secciones y dejar trenes parados mientras otros circulan. Como la forma de controlar este sistema depende fuertemente de la organización del trazado, normalmente la construcción de los sistemas de mandos es artesanal, ya sea que se empleen componentes comerciales o industriales.

Así que aunque hay controladores de bucle para circuitos analógicos, es muy frecuente que los aficionados resuelvan por su cuenta la gestión de los bucles en este tipo de circuitos recurriendo a equipos industriales. La figura anterior reproduce la forma de hacer la gestión de un bucle de retorno en analógico, utilizando un rele biestable R1 del tipo que hemos visto anteriormente (V23079-B1203-B301de AXICOM). Este circuito resuelve la circulación de trenes por el bucle, con la condición de que se produzca siempre en el mismo sentido, es decir que los trenes entren al bucle por el punto B.

Como vemos el controlador alimenta directamente el sector aislado de forma que el cable positivo (rojo) va al carril derecho y el negativo (azul) al carril izquierdo, en el sentido en que queremos que se recorra el bucle.

La zona de vía externa al bucle (desde A a D1) , sea cual sea su extensión por la izquierda se alimenta también desde este controlador, pero a través del relé biestable RL1. Según la posición representada en el relé, los trenes circularán por el tramo exterior hacia la derecha, y la polaridad a los dos lados del corte B es la misma. El tren por lo tanto entrará en el bucle y pasará el punto B sin ningún problema. En un punto tal como D, situado al final del tramo aislado, ponemos un sensor de paso, por ejemplo de tipo Hall. Se han marcado los terminales OUT y GND de este sensor. Si efectivamente se trata de un sensor Hall, éste tendrá un tercer terminal, Vcc, que se deberá conectar al positivo de la fuente de 12 V. Esto no es necesario para un sensor tipo Reed.

Cuando el tren cierra el sensor, la corriente de la fuente de 12 Voltios representada, alimenta la bobina izquierda del relé mediante los hilos verde y azul ( terminales 1 y 12) . Esto hará que se cambien los conmutadores interiores del relé invirtiendo la polaridad en la via externa (desde A por D1 hasta C) . Por lo tanto la polaridad de la vía externa queda ahora correspondiendo a la circulación del tren hacia la izquierda. Cuando el tren alcanza el punto C, la polaridad a ambos lados es la misma, luego el tren sale del bucle sin problemas y continua circulando por el circuito externo hacia la izquierda.

Adviértase que todo el procedimiento ha sido automático, sin intervención del operador.

Como decíamos, hay que tener presente que cuando el tren sale del bucle hacia la izquierda, sale circulando en sentido inverso a cuando entró por esa misma vía, y seguirá haciéndolo hasta que llegue a un punto en que esa vía enlace con otra cuyo sentido no ha cambiado. Normalmente antes de eso el tren llegará a una estación o bifurcación donde se pueda dirigir a una vía cuyo sentido corresponda al que ahora lleva el tren. Esto, evidentemente es porque en analógico el sentido del movimiento lo marca la polaridad de la vía, y en este caso hemos cambiado esa polaridad para que el tren salga circulando en sentido inverso al que llevaba al entrar. Para restablecer el sentido original de la vía se ha puesto el pulsador P que puede ser efectivamente un pulsador manual, o bien un contacto accionado por el propio tren cuando haya abandonado la zona de vía que ha quedado invertida.

Lo interesante de este circuito, es que ilustra una forma de salvar un bucle de retorno de una forma que es universal: Es decir lo que caracteriza un bucle de retorno, es que en un punto dado, como aquí el C puede haber una via que cambia de polaridad a uno y otro lado de ese punto. La forma de salvarlo es poner un sensor antes de que las locomotoras lleguen a ese punto, que consiga cambiar la polaridad de uno de los lados de la vía, para que al llegar al punto la polaridad sea la misma. Obsérvese que esta forma de actuar es independiente de la geometría del bucle, de si hay o no más de un punto con cambio de polaridad, incluso de si estamos hablando de analógico o digital.

Si queremos un circuito más general podemos hacer lo indicado en este esquema:

Se advierte que es casi el mismo que el dibujado anteriormente, pero aquí se han dibujado cuatro sensores S1, S2, S3 y S4 situado uno a cada lado de los dos puntos A y B donde puede haber una polaridad inversa. Utilizando el mismo relé que en el caso anterior, lo que se hace es que en cualquiera de los dos puntos A y B y circulando el tren en cualquier dirección, el tren pasa siempre, antes de llegar al punto de cambio de polaridad, por uno de estos sensores, que lo que hace es igualar la polaridad en el punto situado a continuación.

Este es un circuito completamente operativo que ha sido utilizado por muchos aficionados tanto en analógico como en digital. Por eso se incluyen las referencias y numeración de terminales tanto del relé como de los sensores Hall. Como decíamos esta solución es válida para cualquier geometría del bucle de retorno: En cualquier lugar en que se haga un corte de carriles para evitar el cortocircuito basta poner un sensor Hall a cada lado y conseguir mediante un relé que al paso de los trenes la polaridad sea igual a uno y otro lado del corte. Y esto , haya o no más puntos de corte.

Se observará que no hemos dibujado la fuente de alimentación en este último circuito, y es que aquí si que hay una diferencia entre analógico y digital: Para digital, la central estará conectada a la parte externa del bucle (vías marrón y verde por la izquierda) Esto es lo normal porque se supone que una central digital maneja todo el trazado, y el bucle es solo una parte de él. Obsérvese que entonces las inversiones de polaridad se producen en el tramo aislado del bucle, y si el tren va a salir del bucle, ya sea por A o por B se producen cuando el tren está rodando por el bucle. Como hemos dicho antes, esto, para digital no importa, porque al ser la digital una corriente simétrica el invertirla no tiene efecto.

Por el contrario, al utilizar este mismo esquema para analógico, la única diferencia es que deberemos conectar el controlador a las vías del tramo aislado del bucle de forma análoga a como lo hacíamos en el esquema anterior a éste. De esa forma, como allí, la alimentación de la zona exterior viene desde el bucle, y como allí se invierte cuando sale el tren , y también como allí habrá que prever hasta donde se extiende esa zona de vía. Es como decimos un gestor de bucle universal, válido para analógico y digital y para cualquier geometría de bucle.

Lo que si es cierto, es que este circuito requiere sensores de paso en las vías, y por lo tanto requiere que las locomotoras lleven colocados imanes para activarlos. Algunos aficionados rechazan esta obligación de montar imanes y por eso prefieren los gestores de bucle automáticos descritos al principio, aunque solo sean válidos para digital.

Un gestor automático es muy flexible y muy fácil de instalar, y también detecta cualquier tipo de cortocircuito que se produzca por ejemplo en triángulos o puentes giratorios, y en cualquier sentido de circulación, pero tiene un pequeño problema: su funcionamiento se basa en detectar el cortocircuito que produce el tren al alcanzar el corte de carril. Claro que el cortocircuito es de cortísima duración, y no llega a afectar a la central digital (o al booster que alimenta el bucle), pero ese cortocircuito existe, y sobre todo si el circuito está alimentado con un booster potente, puede ser de una intensidad fuerte, aunque de muy corta duración. Esto puede producir alguna chispa visible o no, en las ruedas o en los frotadores de captación de corriente de las locomotoras, que lleguen a foguearse por ese motivo. En realidad es mucho mejor una solución a base de sensores y relés del estilo de la propuesta en segundo lugar, ya que se garantiza que cuando los trenes alcanzan los puntos de corte de carril, la tensión y polaridad a ambos lados del corte es idéntica, pero la desventaja es que estas soluciones son más artesanales y necesitan realizarse a medida de cada instalación,

Una consideración que puede influir en la elección de un gestor de bucle automático, o en el montaje del gestor de bucle por sensores de paso, deriva de si se está usando en la maqueta un sistema de acantonamiento que se basa en relés y sensores de paso, o si se el acantonamiento se gestiona mediante retromódulos. En el primer caso, un gestor de bucle por sensores de paso no es más que un relé y unos sensores adicionales a los que ya se utilizan para el acantonamiento (ver el siguiente capítulo)

De todas formas esta es una controversia que ha hecho correr mucha tinta en foros y debates de aficionados a los trenes, y que por cierto saca a la luz que muchas veces los gestores de bucle digitales tienen problemas con determinadas centrales digitales o con determinados accesorios. Y por supuesto son mucho más caros que cuatro sensores hall y un relé biestable.

Los sistemas digitales no tienen más problemas, y una vez solucionados los dos anteriores podemos manejar desde una única central una gran cantidad de trenes de forma independiente, sea cual sea el trazado del circuito. Ésta es desde luego la enorme ventaja de los sistemas digitales y la causa de que se hayan impuesto de forma prácticamente universal.

Por este motivo vamos a dar a continuación unas ideas sobre la forma de controlar varios trenes de forma independiente en maquetas analógicas.

Para una persona que se inicia en el mundo del modelismo, a día de hoy, no hay duda de que lo apropiado es comenzar con un sistema digital. Sin embargo, muchos aficionados más veteranos mantienen instalaciones analógicas, por varios motivos muy respetables, como pueden ser el disponer de una colección de locomotoras antiguas en las que no se quiere intervenir para conservar su valor histórico, o el disponer de una maqueta diseñada y construida para sistema analógico que funciona bien, y no se quiere entrar a modificar su complicada instalacióin eléctrica, o, sobre todo en el caso de la escala Z, no querer dedicarse a digitalizar locomotoras de esta escala, que como sabemos se venden siempre como analógicas.

Al dibujar un óvalo, no se quiere decir que el trazado tenga exactamente esa forma. En todos los esquemas de trazado que veremos en este capítulo, lo importante no es la forma del circuito de vías, sino el hecho de que sea un único circuito o más de uno, y la forma en como se conectan los circuitos unos con otros.

Asi que el óvalo dibujado en la figura, se refiere a cualquier trazado, por muchas vuelta y revueltas que dé, pero que en definitiva es un único circuito sin fin alimentado por un único controlador. Desde el punto de vista de la topología del circuito, todas esas posibilidades las consideraremos óvalos. También vamos a considerar dentro de esta categoría, a todos los circuitos, basados en un óvalo con el añadido de algunas vías de apartadero o sobrepaso, como las que suelen traer las cajas de iniciación. Lo esencial entonces es que al hablar de óvalo nos referimos al circuito que un tren puede recorrer de forma indefinida.

Un circuito tan simple, resulta muy monótono, asi que la mayoría de los aficionados aumentan sus trazados para hacerlos más interesantes. La primera ampliación que suele hacerse, muchas veces sugerida por los paquetes de vías que venden los fabricantes, es pasar al doble óvalo:

Para mantener la independencia de los circuitos, hay que hacer un seccionamiento eléctrico en los dos puntos de unión de los desvíos.

Mientras los desvíos estén en posición recta, podemos tener un tren en cada circuito, manejando de forma independiente. Podemos hacer que un tren circule a derechas y otro a izquierdas, simulando un circuito de doble vía.

Los desvíos dibujados permiten que un tren pase de un óvalo al otro, pero para que esto suceda, debería haber un solo tren funcionando y el operador deberá ocuparse de que cuando el tren pase por el punto de corte los dos reguladores estén ajustado a la misma velocidad aproximadamente, y en el caso de vía de dos carriles, a la misma polaridad. Como conclusión, podemos decir que en los óvalos dobles, cada tren recorre indefinidamente un camino único y distinto del que recorren los otros trenes y que cada tren va gobernado por un único regulador. El paso de un tren de un circuito a otro es posible mediante desvíos, pero requiere la atención del operador para garantizar que la velocidad y la polaridad de las vías se mantenga. Está claro que en vías de tres carriles es mucho más fácil este paso de un circuito a otro, porque nunca se va a producir la inversión de movimiento de la locomotora.

El sistema puede multiplicarse de forma indefinida, es decir podemos hablar de óvalos triples, cuádruples, etc con circuitos todo lo complejo que queramos, pero siempre manteniendo como esencial que cada tren circula indefinidamente por un circuito propio manejado por un controlador propio. Esta situación sólo se altera cuando hacemos pasar trenes de un circuito a otro, normalmente en estaciones y bajo el control manual del operador. Hay muchísimas maquetas hechas con este esquema, sobre todo maquetas antiguas, ya que antes de llegar al mando digital, era una forma sencilla de tener varios trenes rodando simultáneamente. Adviértase que los trenes nunca chocan ni se alcanzan porque cada uno circula por un camino independiente.

El sistema descrito tiene sin embargo algunas deficiencias. En primer lugar, a menos que se trate de una maqueta enorme, queda pronto en evidencia que cada tren recorre su propio circuito y siempre en el mismo sentido. Por otra parte, al no poder haber más de un tren en cada circuito se necesita mucha vía para poder tener varias circulaciones simultáneas, y sobre todo, es poco real, porque los trenes no circulan así.

Una mejora sobre esta situación, es la que presenta la imagen siguiente:

Como vemos, ocupando prácticamente lo mismo que el doble óvalo, (sobre todo teniendo en cuenta que las dos raquetas que se ven en la imagen pueden estar a altura distinta y superpuestas) tenemos un circuito mucho más interesante, porque cada tren recorre totalmente el trazado completo, marchando unas veces en un sentido y otras veces en sentido contrario. Como ya vimos al hablar de la geometría de circuitos, este tipo de circuitos se llama de "hueso de perro". Independientemente de su forma, lo interesante aquí es que seguimos teniendo dos circuitos y dos controladores, pero ahora los trenes pasan continuamente de un circuito al otro al atravesar los puntos A y B . Por lo tanto ya no puede considerarse que este paso de un circuito a otro sea algo excepcional a lo que el operador debe mostrar especial atención. Si la idea es tener dos trenes funcionando, es imposible asegurar que cada controlador maneja un único tren, porque eso exigiría que cada tren pasa de un circuito al otro, exactamente al mismo tiempo que el otro cambia también de circuito.

Para conseguir que esto sea práctico hay que hacer algo como esto:

Lo que hemos hecho aquí es dividir el circuito en cuatro sectores, rojo,fucsia, verde, y azul, que se recorren en ese orden, con cuatro puntos de aislamiento en A B C y D. También hemos puesto cuatro controladores, cada uno de los cuales alimenta uno de los sectores.

Vamos a suponer también que en este circuito hemos establecido un sistema de control. El sistema de control se verá con detalle en el capítulo siguiente, pero de momento basta con decir que ese sistema garantiza que no hay nunca más de un tren en cada sector. Para conseguir eso, lo que tendremos son una serie de señales (se han representado en el dibujo), que funcionan de la forma siguiente: Cada señal está situada al principio de cada sector e impide el paso a ese sector, si hay un tren en el mismo. Desde el punto de vista del control estos sectores se llaman cantones, y el sistema se llama bloqueo automático o acantonamiento, en inglés block system.

Si lo dibujamos con la vía en línea recta.el resultado sería el de la imagen siguiente. Vemos que un esquema asi puede constar de un número cualquiera de cantones, cada uno con su controlador.

Asi que si hacemos esto, cada controlador maneja en cada momento un solo tren, o ninguno. Según van circulando los trenes van pasando de cantón a cantón, y por lo tanto pasan a ser manejados por distintos controladores. Esto funciona, y de hecho hay muchas maquetas así. Los americanos llaman a este sistema de controlar una maqueta "Block Control" aludiendo a que cada controlador maneja un cantón (Block en inglés)

Evidentemente, en todo momento, cada tren obedece a un único controlador, que corresponde al cantón sobre el que se está moviendo en ese momento. Pero cuando el tren pasa de un cantón a otro hay que pasar a manejarlo por otro controlador. Pretender manejar así varios trenes (¡incluso uno sólo!) resulta complicado. Como consecuencia, cuando se hace un circuito así, se acaba por dejar todos los controladores en una posición más o menos media, que permite que los trenes avancen sin problemas, pero sin pretender manejar cada uno individualmente. Si acaso se hace parar y arrancar los trenes en las estaciones con los controladores que manejen la zona de estación, como serían aquí el azul o el fucsia, Pero los controladores que manejan los recorridos que podríamos llamar de plena vía, prácticamente no se tocan, de modo que los trenes circulan por ellos a la velocidad establecida, bajo la supervisión del sistema de bloqueo que evita los choques y alcances.

Resulta interesante la vía que hemos dibujado en color cyan en el esquema del circuito en hueso de perro. Lo primero que llama la atención es que constituye un sector aislado pero no tiene un controlador propio. Por el contrario hay un conmutador de tres posiciones y un circuito que permite conectar esta vía al controlador azul o al controlador fucsia, o dejarla aislada. En primer lugar esta vía resuelve el cortocircuito de los dos bucles de retorno que se forman a ambos lados de esta estación. En efecto, el circuito verde constituye un bucle de retorno entre la via fucsia y la azul, en cuanto estas dos vías tuviesen un par de desvíos que las unieran directamente. Si interponemos la vía cyan con su conmutador, esta última vía esta unida a una u otra vía, pero no a ambas. Lo mismo ocurre con el otro lado que también produce un bucle de retorno. Así que esta vía aislada constituye una magnífica solución para evitar los problemas de los bucles de retorno. Por otra parte permite dejar estacionado en ella un tren, poniendo el conmutador en la posición central y manteniendo otros trenes circulando por las vías azul y fucsia.

El sistema, es como hemos dicho muy empleado pero adolece de un defecto fundamental: no es posible manejar cada tren de forma individual, así que por ejemplo, algo tan elemental como que un pesado tren de cercanías circule mucho más despacio que un expreso de pasajeros, resulta prácticamente imposible de hacer, y en todo caso requiere una atención constante. Al menos si los fabricantes hiciesen las locomotoras de manera que a una determinada tensión en la vía, las locomotoras se moviesen con una velocidad proporcional al tipo real que representan, podría resultar práctico, pero por desgracia no es así, y nos encontramos que con la misma tensión en la vía, hay locomotoras de vapor que circulan más rápidas que trenes de alta velocidad.

¿Hay alguna solución? Pues la vedad es que si. Es lo que los americanos llaman "Cab control" y consiste, como su nombre indica, en que cada controlador maneja una "cabina", es decir una locomotora, siempre la misma, a lo largo de todo el circuito.

La solución está inspirada en la vía central de la estación que vimos anteriormente, en que un conmutador permite decidir de qué controlador toma la alimentación cada bloque. En la figura siguiente hemos dibujado dos controladores y un circuito con cuatro cantones, fucsia verde azul y rojo.

Supongamos que hay un tren en el circuito fucsia y que el conmutador S4 conecta el controlador 1 al circuito fucsia. El tren se moverá hacia la derecha por el circuito fucsia controlado por el controlador 1. Cuando el tren se acerca al punto A. pueden ocurrir dos cosas: que el circuito verde este libre o que esté ocupado (ya hemos dicho que suponemos que tenemos un sistema de control)

Si está libre, el conmutador S1 conecta el cantón verde al controlador 1 y la señal estará abierta, asi que el tren pasa del cantón fucsia al verde controlado por el controlador 1.

Si está ocupado el tren se para antes del punto A, obedeciendo a la señal de entrada al cantón verde, que estará cerrada. Una vez que el cantón verde quede libre, la señal se abre, y entonces el conmutador S1 conecta el cantón verde al controlador 1. y de nuevo el tren entra en el cantón verde controlado por el controlador 1

Al llegar al punto C, ocurre lo mismo, el conmutador S3 conecta el cantón rojo al controlador 1, y el tren continúa por el cantón rojo manejado por el controlador 1

Podemos tener un segundo tren que venga detrás del anterior. Si va manejado por el controlador 2, al llegar al punto A, si el primer tren está ya en el cantón azul, el interruptor S1 conecta el cantón verde al controlador 2, y este segundo tren entra en el cantón verde manejado siempre por el controlador 2.

Es importante tener en cuenta lo siguiente:

• • Es imprescindible mantener un sistema de control, que garantice que un tren sólo pueda entrar a un cantón si éste está libre. Es más hay que garantizar que no se mueve el conmutador que selecciona la alimentación de cada cantón antes de que ese cantón está libre.

  • El número de controladores puede ser menor que el número de cantones. En realidad el número de controladares define el número de trenes que pueden circular simultáneamente. En el ejemplo, al haber sólo dos controladores, solo podrán circular dos trenes.

  • Los sistemas de control establecen que el número de trenes es como máximo el número de cantones menos 1 (como se verá en el capítulo siguiente) asi que ese es también el limite de controladores necesarios. Un circuito de por ejemplo cinco cantones puede tener como máximo 4 trenes circulando asi que no se necesitan más que cuatro controladores.

Si el número de controladores es mayor que dos, los conmutadores deben ser rotatorios, para poder seleccionar la alimentación de uno de los conmutadores o de ninguno. En el ejemplo siguiente hay un esquema con conmutadores rotatorios y cuatro controladores que podría manejar cuatro trenes en un trazado de al menos cinco cantones.

Como se ve, esta conmutacion de cantones que efectúan los conmutadores S1 a S3 (o F, V, A, R, en el último esquema) está íntimamente relacionada con el sistema de acantonamiento. Es posible automatizar esta conmutación, haciendo por ejemplo que cada vez que un semáforo cambie a verde, el conmutador que alimenta el el cantón que ha quedado abierto, se conecte al controlador adecuado. En el caso de sólo dos controladores ésto se puede hacer con relés. En el caso de un mayor número de controladores se necesita un conmutador electrónico. Cuando un sistema de Cab Control está automatizado, se suele denominar "Progressive Cab Control" aludiendo a que cada controlador va avanzando progresivamente de cantón a cantón acompañando a un determinado tren.

La dificultad de llevar a la práctica este sistema está en resolver la forma de accionar automáticamente esos conmutadores de varias posiciones que permiten conectar cada cantón a cada controlador. Los primeros intentos de realizar un Progressive Cab Control se basaban en equipos de conmutación de telefonía. Actualmente se resuelven mediante circuitos electrónicos manejados por ordenador o al menos por microprocesadores, tipo Arduino. (1)

Como dijimos al principio, todo esto se refiere exclusivamente a sistemas analógicos, ya que los sistemas digitales no tienen ninguna complicación para manejar varios trenes. Sin embargo hay una cuestión que han hecho algunos aficionados y que puede producir confusión. Supongamos que tenemos un circuito por ejemplo con cinco cantones y colocamos en cada cantón (junto a la vía) un decoder de locomotora, de manera que los cables que irían al motor los llevamos a la via, y los cables por donde llegaría la corriente digital al decoder desde las ruedas, los conectamos a la central digital. Cada cantón se vería desde la central como una locomotora, y podemos manejarla como tal. Lo que pasaría entonces es que la señal PWM que produce el decoder, pasaría a las vías, y si en esas vías colocamos una locomotora ANALOGICA ésta se moverá obedeciendo al control de la central digital. Esto es un truco para manejar locomotoras analógicas desde una central digital, pero claro, tiene el mismo problema que hemos visto aquí con el Block Control. Las locomotoras pasan de un cantón a otro y por lo tanto cambian de decoder, asi que para la central pasan a ser otra locomotora.

Como veremos, muchas centrales digitales permiten que conectemos un ordenador con un programa para controlar el funcionamiento de los trenes. Estos programas requieren un sistema para saber dónde está cada tren basado en retromódulos. La cosa es entonces que si sabemos donde está cada tren, y tenemos un programa de ordenador que controla los decoders situados en las vías con el sistema descrito, el programa será capaz de actuar sobre esos decoders e ir cambiando las instrucciones a cada decoder, de manera que la locomotora, aunque cambie de un cantón a otro y de un decoder a otro, mantenga su movimiento controlado por el programa. Es una forma de informatizar y digitalizar el sistema Progressive Cab Control, y algunos programas de control de trenes permiten hacer esto y naturalmente lo tienen como una opción a la que llaman "Cab Control" con lo que muchos aficionados creen que ese nombre corresponde sólamente a la solución informatizada. Es un error: el sistema de Cab Control exitía desde hace mucho tiempo, sobre todo en Estados Unidos, y desde luego mucho antes de que se inventase el control digital, y corresponde a lo que aquí hemos explicado.

Adviértase que la solución del Cab Control informatizado es muy cara respecto de lo que da. Se necesita una central digital, un ordenador, el programa de ordenador, unos cuantos decoders en las vías, y unos cuantos retromódulos, para hacer algo que puede hacerse mucho más sencillamente con sensores de paso (por ejemplo interruptores reed) , controladores PWM analógicos, y según el caso, algún dispositivo de control digital.

Sin embargo, hay una situación en que se puede hacer un truco parecido que resulta muy práctico. Se trata del caso en que queremos tener un circuito por el que queremos que puedan rodar locomotoras digitales o alternativamente locomotoras analógicas, El caso típico es cuando tenemos un circuito para pruebas o para demostraciones.

Realmente lo que enviamos a las vías en esta segunda opción es una señal PWM que por lo tanto servirá para hacer funcionar locomotoras analógicas.

Una advertencia sobre este sistema, que hay que tener en cuenta para no considerarlo como "la solución" para tener una maqueta válida tanto para locomotoras digitales como analógicas. Cuando funciona en modo digital, los carriles se conectan a la salida de la central, así que entonces tendremos un maqueta digital sin limitación alguna. Sin embargo, si cambiamos a modo analógico, tendremos la posibilidad de un único circuito, lo cual , es una gran limitación en analógico.

Por otra parte, el decoder incluido en el esquema, es visto por la central digital como una locomotora, siempre la misma. y produce una corriente PWM adaptada a esa locomotora virtual , según la hayamos programado con sus características propias (CV.s etc) Por lo tanto puede suceder que al poner una locomotora analógica en la vía, ésta se comporte bien, mal o regular, según se adapte mejor o peor a la programación del decoder.