Estaciones Y SEÑALES

Normalmente, un ferroviario diría que las dos vías centrales son vías de paso directo, y las dos vías laterales son de sobrepaso. La razón es que se tiende a dejar libre para los trenes que no van a parar, las vías que corrrespondan a la posición recta de los desvíos, de forma que los trenes puedan pasar por estos a gran velocidad, mientras que la posición de los desvíos en curva, que obligaría a circular a velocidad reducida, se utiliza para las vías donde los trenes van a detenerse.

Sin embargo ese diseño no le gustaría mucho a un ingeniero ferroviario porque es muy rígido de cara a la explotación. Probablemente un trazado más ferroviario sería el siguiente:

Aquí, como se ve, hemos numerado las vías a partir del edificio principal de la estación, tal como se hace siempre, y hemos añadido unos desvíos adicionales, incluyendo dos travesías. Esta disposición permite que un tren que venga por la derecha desde cualquiera de los dos extremos, se pueda situar en cualquiera de las vías. Es decir, si por ejemplo un tren viene desde la izquierda, puede hacer un paso directo por la vía 3, o puede hacer una parada en la via 4 y luego continuar hacia la derecha. Pero también este tren que entra por la izqierda, puede (dejando la vía 2 como vía de paso directo de derecha a izquierda) ir a estacionarse en la vía 1. Sin embargo todavía tenemos un problema. un tren estacionado en la vía 1 no puede salir hacia la derecha . Sin embargo si este tren que ha llegado por la izquierda y se ha estacionado en via 1, fuese un tren lanzadera que ha llegado a su final de linea, podría perfectamente salir de nuevo hacia la izquierda desde la vía 1.

En resumen en este esquema, cualquier tren que llega por cualquiera de los dos extremos puede ir a situarse en cualquiera de las cuatro vías de la estación, pero se deberá tener en cuenta por qué línea va a partir y en que dirección, porque no todas las vías tienen salida hacia ambos lados.

La solución, naturalmente es poner un escape a cada lado, de forma que, por ejemplo en la parte derecha tendríamos esto:

En una estación real, probablemente tendríamos este tipo de trazado, porque siempre se procura que haya una total flexibilidad en mover los trenes de cualquier forma posible, para prevenir, por ejemplo que un tren se averíe, que una via sea interrumpida por obras, etc y haya que hacer alguna circulación poco habitual, si bien es cierto que las estaciones reales tienen siempre un esquema de circulaciones muy claro, procurando siempre apartarse lo mínimo de la circulación más recta posible. O sea que una estación real, aunque tenga un trazado como el de el último esquema, estará operando como lo haría con el primer esquema, con las vías 2 y 3 como vias de paso directo y las vías 1 y 4 como vías de parada, cada una de su mano, la gran mayoría del tiempo, y solo cambiaría el esquema por una situación excepcional.

Así que, para hacer una estación completa en nuestra maqueta, lo que debemos conseguir es que desde cada vía se pueda entrar y salir a cualquier via de la línea, y naturalmente de la forma más directa posible. Pero claro hacer eso en una maqueta tiene un precio. Mejor dicho tres:

En primer lugar, el espacio, seguramente el bien más escaso de todo maquetista. Como se aprecia fácilmente, la sucesión de desvíos a la entrada y salida, añadido a la necesaria longitud de las vías para alojar el tren más largo que queramos ver circular, nos lleva a una gran longitud de la estación. Podemos utilizar algunos recursos, como poner los desvíos del escape dentro de una curva, o bien, si el sistema de vías que estemos usando tiene el elemento llamado tijera, podemos emplearlo para ahorrar espacio, pero aún así, la funcionalidad completa requiere bastante espacio. Sobre este tema, es muy importante considerar el tipo de desvíos que utilizamos. Ya hemos dicho que lo ideal es utilizar desvíos del mayor radio posible, tanto por estética de la propia vía, como por estética y suavidad en el rodaje de los trenes, pero esto incrementa el espacio que ocupa cada desvío.

El segundo problema, naturalmente es el precio. Todos esos desvíos más sus correspondientes sistemas de mando encarecen la instalación y no solo por el precio de los desvíos en si, sino por todo el sistema de mando requerido.

El tercer problema, es específico de las instalaciones con vía de dos carriles. Como hemos considerado, las dos vías de la línea tienen sentidos opuestos y por lo tanto polaridades opuestas. A partir del segundo esquema, tenemos desvíos que conectan vias con polaridades opuestas (en el segundo esquema, estos puntos están marcados con un círculo rojo) Para evitar el cortocircuito, estos puntos tienen que estar aislados, pero esto no basta, ya que es el mismo caso que el de los bucles de retorno. En digital, habría que poner un gestor de bucles si queremos que un tren pueda circular por esos desvíos sin producir un cortocircuito. En analógico, el problema requiere alguna de las soluciones que vimos en el correspondiente capítulo, o alguna de las que veremos a continuación.

En el esquema siguiente vamos a ver una solución un tanto rebuscada pero que se ha empleado mucho, sobre todo en maquetas de que hoy tienen ya unos cuantos años.

En los esquemas siguientes las lineas gruesas representan las vias, y las lineas finas las conexiones eléctricas. Los distintos circuitos se diferencian por colores

En el primer esquema vemos que hemos cortado las dos vias antes y después de la estación en los puntos A y B. Por supuesto se mantienen los puntos de corte en los puntos C y D todos ellos marcados con círculos rojos.

Tenemos tres controladores: El controlador C1 alimenta las vías dibujadas en color azul. En los tramos a la izquierda de A y a la derecha de B directamente, y entre ambos puntos a través del conmutador S1

Análogamente el controlador C3 alimenta las vías rojas, directamente en la zona exterior y a través del conmutador S2 en la parte de la estación. Esta sería la situación de tráfico normal. Los trenes pasan por la estación controlados por el mismo controlador que maneja la vía exterior. Está claro que con esta configuración, si los controladores están haciendo ir a los trenes hacia delante, ningún tren puede entrar por los desvíos que llevan a los puntos C y D, porque a cada lado de estos puntos la polaridad de las vías sería inversa

En la siguiente imagen, hemos movido el conmutador S2. Ahora, las vías 1 y 2 pasan a estar alimentadas desde el controlador C2 Si ponemos el controlador C2 en coincidencia con la polaridad del C1, un tren que llegue por la izquierda puede atravesar el punto D y llegar a la vía 2 o a la 1, haciendo posible la maniobra que antes describíamos para un tren reversible.

En el último esquema, hemos movido también el conmutador S1. Ahora el controlador C2 maneja todas las vias de la estación, asi que todas ellas estarán con la misma polaridad. En estas condiciones cualquier tren puede moverse por todos los desvíos y pasar de una a otra vía de la estación sin ningún problema, utilizando incluso los sectores de la vías principales hasta los puntos A y B, que podrían estar relativamente alejados.

Como se puede apreciar, esta estación tiene un "modo" de circulación, en que los trenes pueden atravesarla deteniéndose o no, pero sin cambiar de circuito, un modo intermedio, en el que se puede maniobrar en una parte, y un modo de maniobras que permite toda clase de maniobras, pero que cuando se emplea imposibilita la circulación normal de los trenes.

El siguiente ejemplo es mucho más perfecto ya que nunca pasa un tren sobre una transición entre controladores y el manejo es más intuitivo, aunque no cumple el paradigma de que desde cualquier via de la linea se pueda llegar a cualquier vía de estación.

El aspecto de esta estación es como vemos muy simétrico y de hecho volvemos al esquema inicial,con una vía de paso directo para cada sentido (vías 3 y 5) y dos vias de sobrepaso en cada sentido (1 y 2 para el sentido hacia la izquierda y 6 y 7 para el sentido hacia la derecha).

Como vemos hay solo dos controladores C1 y C2, cada uno de los cuales controla uno de los sentidos de circulación, tanto en la propia estación como en el circuito externo.

La gracia de este esquema es que no hay ningún punto en que coincidan vías de uno y otro controlador. Y todo ello se debe a la presencia de la via 4, que aparentemente no tiene ningún controlador. Y es que la vía 4 se alimenta desde el conmutador de tres posiciones S4 que será del tipo (ON OFF ON) de modo que en una posición alimenta esta vía desde el controlador 1, en la opuesta desde el controlador 2, y en la posición central desde ninguno, o sea que la vía se queda aislada y si hubiese en ella un tren quedará estacionado.

El funcionamiento es como sigue: Supongamos que llega un tren por la izquierda, manejado por el controlador azul. Este tren puede atravesar la estación por la via directa que es la 5, o bien entrar por las vías 6 o 7 y bien pararse o bien continuar para salir por la derecha siempre usando el controlador azul.

Obsérvese que en las vías 5, 6 y 7 se han puesto aislamientos en ambos extremos. Por lo tanto están aisladas así que son alimentadas desde el controlador C1 a través de los interruptores S5, S6 y S7. Esto permite dejar trenes estacionados en esas vías. Si necesitásemos una cuarta vía de estacionamiento podríamos usar la vía 4, poniendo el conmutador S4 en la posición que conecta esa vía con el controlador 1.

Exactamente lo simétrico puede hacerse con el otro sentido de circulación, utilizando las vías 1,2 y 3, y excepcionalmente también la 4, teniendo en cuenta que si la usamos así, sólo podemos usarla para uno de los dos sentidos.

Pero el sentido de esta vía 4 es que permite pasar un tren de ser manejado por un controlador a ser manejado por el otro, es decir en definitiva cambiarlo de sentido en la estación, tal como queríamos en los primeros esquemas.

Para ello, suponiendo que el tren llega por la izquierda en el circuito azul, pondremos el conmutador S4 en la posición en la que la vía 4 queda conectada al circuito azul. A continuación daremos entrada al tren por el escape E3. hasta la vía 4, y podemos dejarlo ahí estacionado poniendo el conmutador S4 en la posición central. El resto de vías de la estación pueden seguir operando normalmente.

Cuando queramos sacar este tren hacia la izquierda, por el circuito rojo ponemos el conmutador S4 para que alimente la vía 4 y a continuación sacamos el tren hacia la izquierda por el escape E1, El tren saldrá hacia la izquierda controlado por C2.

Hemos supuesto que se trata de un tren reversible que puede circular igualmente en ambos sentidos. Si se trata de un tren con locomotora en cabeza, lo que hay que hacer es que una vez que el tren esté parado en la via 4, desenganchar la locomotora sacarla hacia delante por el escape E4 y desde ahí retroceder por la via 5 (o la 6 o la 7) hasta volver a entrar por E3 a la vía 4 y situar la locomotora en lo que será ahora la cabeza del tren.

Adviértase que en ningún momento el tren circula sobre un punto en el que haya cambio de controlador, y que cuando se conmuta de un controlador a otro se hace con el tren parado y conmutando la alimentación de la vía, con lo cual no puede haber ningún cortocircuito momentáneo, ni tirones o parones debidos a que el ajuste de los controladores sea diferente.

Este tipo de estaciones, con "vía de intercambio" son como vemos muy sencillas y están exentas de problemas de bucles de retorno y demás complicaciones.

Lo explicado hasta ahora, es sólamente lo que podríamos llamar el núcleo de la estación. Es muy habitual (aunque cada vez menos) que las estaciones cuenten con más vías de apartadero y servicios, pero eso se puede anexar a un diseño de este tipo sin más que añadir algunos desvíos adicionales,

La anterior imagen muestra un ejemplo de una estación derivada de los esquemas anteriores pero que cuenta con dos vias de apartadero:

Las vias A1 y A2 se denominan apartaderos, y su característica es que solo tienen conexión por un extremo, de forma que un tren tiene que entrar y salir por el mismo extremo. Se utliizan normalmente para operaciones de carga y descarga de mercancías. En muchos casos, como estas operaciones son largas, las locomotoras se desenganchan y se dedican a otras labores.

Por ejemplo, en el esquema anterior, un tren que venga desde la derecha, puede entrar atravesando toda la diagonal D hasta el apartadero A2. En ese punto se desengancha la locomotora que avanza hacia el tacón T1 y retorna en marcha atrás por la vía A1. Puede dejarse estacionada en el tacón T2, o bien salir hacia la vía principal y salir hacia la derecha.

Cuando haya que volver a sacar el tren, la nueva locomotora entrará de nuevo por la diagonal hasta situarse en A2 en la cabeza del tren para sacarlo en sentido contrario hacia la derecha.

En un tacón como el T2 podemos tener estacionada una locomotora de maniobras que puede tomar vagones del apartadero A2 y colocarlos en A1 formando asi dos trenes a partir de uno o viceversa.

En la época del vapor eran muy interesantes las estaciones que contaban con depósitos de locomotoras, ya que ellas se realizaba el complejo mantenimiento de estas máquinas. Hay que tener en cuenta que una locomotora de vapor normalmente necesitaba reponer agua cada 100 km más o menos, así que en muchas estaciones había instalaciones más o menos completas para su asistencia. Por ejemplo cuando una locomotora terminaba un viaje, se dirigía al depósito, donde había que proceder a limpiar las escorias, reponer el agua, recargar carbón, rellenar los areneros.... Y eso sin contar con operaciones más espaciadas como la limpieza de calderas, el deshollinado de tubos, el rectificado de los ejes, etc . Cada una de estas operaciones requería una serie de instalaciones anexas y los acopios correspondientes, desde carboneras y silos de arena, a depósitos de agua, fosos de inspección, grúas, compresores, básculas y demás equipos.

Reproducir todo esto en una maqueta es interesantísimo, y el mayor atractivo lo constituirá sin duda un puente giratorio con su edificio de cocheras anejo, que por su forma se denomina rotonda.

En la fotografía siguiente, de una maqueta de escala Z vemos cómo se han reproducido las instalaciones de un depósito de locomotoras de vapor

El diseño de todas estas instalaciones auxiliares debe hacerse, en cada caso, atendiendo al espacio disponible y a la racionalidad de los movimientos, pero no presenta ningún problema desde el punto de vista técnico, ya que en la mayoría de los casos toda la zona de servicios, es un único circuito eléctrico con un único mando.

Otro tema muy interesante con respecto a las estaciones es la señalización de las mismas. Realmente la señalización ferroviaria puede llegar a ser muy complicada, y además existe el problema de que no es igual en todas las administraciones de ferrocarriles, asi que las señales utilizadas en Renfe (Adif) son distintas de las usadas en Alemania. Como siempre es más fácil encontrar accesorios de tipo alemán en las grandes marcas de modelismo (Märklin Brava Veissmann...) que de otros paises. En España la marca ANESTE mantiene una producción de material de señalización de tipo español.

Así que, normalmente, en las maquetas nos limitamos a reproducir sólo parcialmente lo que sería la señalización ferroviaria.

Afortunadamente las ideas básicas son coincidentes para todas las administraciones asÍ que podemos tratarlas de forma global. En el capítulo de control de tráfico ya se trató de la señalización en plena via, es decir de las señales que se emplean para controlar el tráfico en una vía que tiene establecido un control por acantonamiento.

Sin embargo en las estaciones tenemos algunas variantes más. En toda estación, cuando llegamos desde una vía externa, lo primero que encontramos siempre es una señal de entrada. Como su nombre indica, esta señal permite o prohibe la entrada de un tren a la estación. Esta señal está siempre antes de cualquier desvío, asi que en un esquema de una estación la situaríamos en las posiciones E1 y E2 de la figura siguiente:

Las dos imágenes superiores presentan la forma de conectar una señal luminosa de dos aspectos, a la izquierda y una señal mecánica de dos aspectos a la derecha. Suponemos en ambos casos que las vamos a utilizar como señal de salida (prescindiendo de la autorización para rebase en maniobras) y que en la vía tenemos un tramo de parada obtenido mediante el corte de un carril, el derecho normalmente, en dos puntos tales como los indicados en A y B en las figuras. Hasta aquí es lo mismo que hacíamos al final de un cantón en el bloqueo automático. De hecho muchas veces esta señal de salida funciona como señal de bloque en un bloqueo automático.

Se ha dibujado por separado la alimentación de tracción, que será un "transformador" o un controlador adecuado al tipo de corriente que requieran nuestros trenes (podría ser incluso digital) y por otro lado se ha representado una alimentación auxiliar de 12 V, que puede ser de alterna o de continua. (En realidad podría ser de 16 V para H0, 12 V para N y 10 V para Z) pero también puede ser la salida de accesorios o "Auxiliar" del mismo transformador de tracción.

No se han marcado la polaridad de los terminales de la fuente de 12 V . En el caso de que se trate de corriente continua y las señales luminosas sean del tipo ánodo común (el más habitual) el polo positivo será aquí el del cable color marrón y el negativo el amarillo. Se puede saber si una señal es de ánodo común si el diodo que aquí hemos dibujado en el cable de color marrón tiene el anillo de referencia en el lado de la señal como en estos dibujos. En el caso extraño de que la señal fuera de cátodo común este diodo tendría el anillo de referencia hacia el lado de la fuente, y en este caso, el cable marrón sería el negativo y el amarillo el positivo.

La forma mas simple de manejar una señal luminosa (arriba a la izquierda) consiguiendo además la parada y arranque de los trenes es la presentada en esta figura. Se utiliza un conmutador manual del tipo dos circuitos dos posiciones (DPDT) y se conecta como en la figura. Se puede ver que el conmutador representado en la parte baja conmuta las luces de la señal, y el representado en la parte alta conecta o desconecta la alimentación del tramo aislado. Con esto, accionando ese conmutador, se manejan simultáneamente las luces de la señal y la tracción del tramo de parada, asi que con la señal en rojo el tren se detiene y con la señal en verde el tren continúa.

Si quisiéramos señalizar en un cuadro mediante leds la posición de la señal , bastaría derivar de los cables que van a la señal, dos azules y uno gris, otros hacia dos leds montados en el cuadro.

Este montaje, como vemos es muy simple, pero presenta un problema, su funcionamiento se basa en un conmutador mecánico manual, asi que no podemos hacerlo funcionar con ningún sistema automático.

La imagen de arriba a la derecha, es la forma más simple de hacer lo mismo, pero con una señal mecánica. Llama la atención la cantidad de cables (6) que salen de la señal mecánica, así que conviene identificarlos: Hay dos cables, normalmente rojos como en el dibujo, que sirven para tomar corriente de tracción y llevarla o no al tramo de parada, con lo cual ya tenemos el control sobre el funcionamiento de los trenes según lo que indique la señal.

El cable marrón es el común de la alimentación, lleva un diodo y se conecta como dijimos antes a la fuente auxiliar. Del otro polo de la fuente auxiliar (cables amarillos) sale en primer lugar uno que lleva una resistencia: ése alimenta la luz de la señal y por lo tanto es fija y constante. Los otros dos cables amarillos llevan cada uno un manguito de color, verde o rojo y son por los que debe entrar un IMPULSO para cambiar la señal a la posición correspondiente.

Estos impulsos, son de corta duración, y requieren bastante intensidad, de forma análoga a lo que ocurre con los desvíos, por lo que puede ser interesante introducir una CDU para alimentar esta parte del circuito. La forma habitual de producir estos impulsos es con un par de pulsadores, idénticos a los usados con desvíos. También, como allí se decía la pareja de pulsadores se puede sustituir por un conmutador de tres posiciones DPDT (on)-off-(on).

La ventaja de este sistema es que los pulsadores, pueden ser también sensores de paso, de los consabidos tipos Hall, Reed, Vía de contactos, etc Esto quiere decir que este circuito se puede integrar como parte de un sistema automático, y de hecho es todo lo que se necesita para hacer un bloqueo automático, ya que los pulsadores P1 y P2 serán los sensores colocados en la vía para detectar el paso de los trenes, y el semáforo ya se encarga de alimentar o no el tramo de parada. Es el sistema más sencillo para conseguir un bloqueo automático.

Sin embargo tenemos un inconveniente: no hay una forma clara y fácil de conseguir unos leds de señalización en el cuadro de control que nos indique la situación de la señal, y por lo tanto si se va a o no a parar un tren.

Realmente como el relé tiene dos circuitos conmutados (es de tipo DPDT) la conexión de la señal y la vía es igual a la del conmutador manual DPDT del primer esquema, Lo que ocurre es que aquí hay que incluir el sistema de mando para el relé, que como ya sabemos es por medio de impulsos, así que la forma de conseguir estos impulsos será mediante los dos pulsadores representados P1 y P2 . Y como siempre, puede ser un conmutador de tres posiciones, sensores Hall.... etc.

Lo mismo que en primer esquema, aquí un conmutador (el izquierdo) se ocupa de dar o cortar corriente al tramo aislado y el otro conmutados se encarga de conmutar las luces de la señal.

Asi que con este circuito podemos hacer cualquier automatismo que queramos para controlar la parada de un tren ante una señal luminosa, de forma totalmente análoga a como en la figura anterior lo hacíamos con la señal mecánica.

El último circuito que hemos visto, coincide con el esquema que presentábamos en el capítulo de control de tráfico para manejar un bloqueo automático mediante relés biestables y con señales luminosas. También decíamos allí que con señales mecánicas no hacen falta relés, y es exactamente el caso que hemos visto aquí.

Por supuesto que estos dos últimos circuitos que funcionan con impulsos tienen el problema que ya vimos en el capitulo precedente relativo a que si queremos mantener un sistema automático y además un sistema manual, hay que ingeniárselas para que las ordenes que queremos enviar a un determinado elemento, no acaben viajando a otros que estén conectados en paralelo. La mejor forma de conseguir esto es con circuitos de los denominados driver, que existen tanto para desvíos, y que son válidos para señales mecánicas, y también existen para señales luminosas y en todos los casos proporcionan varias entradas desacopladas, mando mediante impulsos de miliamperios, y salidas para conexión de leds de señalización en tablero.

Respecto de las señales, en el tren real, y que nosotros debemos imitar, se ha podido ver que su funcionamiento está exclusivamente dirigido a la seguridad del tráfico. Ninguna señal dirige a un tren a ir por uno u otro camino, ni mucho menos indica posibilidades a un maquinista para que éste decida.

Por eso, por ejemplo, en la entrada de una estación no hay más que una única señal de entrada situada antes de los desvíos. Muchos maquetistas se ven tentados a poner a continuación una señal en paralelo con cada uno de los desvíos "para que el maquinista sepa a qué via tiene que entrar" o peor aún "para que el maquinista sepa a qué vias puede entrar y decida a cuál hacerlo" Esto en el ferrocarril no funciona así: El maquinista no decide nada sobre si debe o no entrar a unas vías o a otras. sólo tiene que seguir el itinerario que le marcan los desvíos y que le habrá preparado el puesto de mando. La única acción que el maquinista debe controlar es si puede o no entrar en la estación y a qué velocidad, y para eso está la señal de entrada.