Control de tráfico

En cuanto tenemos una maqueta un poco grande, nos encontramos con que queremos ver en ella varios trenes moviéndose al mismo tiempo. Pero no podemos dejar los trenes rodando solos sin ningún control, porque inmediatamente se producirían alcances y choques. Las centrales digitales tienen un mando o como mucho dos, de manera que en un momento dado podemos actuar sobre una locomotora o sobre dos, y para pasar a actuar sobre otra hay que seleccionarla en la central, lo cual no puede hacerse tan rápidamente como lo requeríría la situación en muchos casos. Tampoco tendría sentido hacer centrales con más mandos, porque es dificil que una persona pueda manejar más de dos locomotoras simultáneamente. Es cierto que hay casos en los que puede haber más de una persona manejando los trenes, pero no es habitual. Para estos casos existen soluciones a base de conectar centrales como esclavas de otras, o mandos a distancia por cable, wifi, infrarojos etc.
 
Sin embargo, una solución muy buena es establecer en la maqueta un sistema de control de trafico. El sistema de control se encarga de que los trenes puedan circular desatendidos y evitar cualquier situación que pudiera dar lugar a un alcance o cualquier otro incidente. La gran ventaja de este sistema es que no sólamente evitamos los problemas de circulación sino que lo hacemos exactamente de la misma forma en que lo hace el tren real, asi que añadimos a nuestra maqueta un punto más de semejanza con su modelo real, no sólo porque incorporamos a ésta elementos tales como señales y semáforos, sino porque los trenes se comportan de la misma forma que los trenes reales.
 
El sistema de control puede ser de dos formas distintas: electromecánico, es decir basado en elementos tales como relés y sensores, o informático, es decir manejado por un programa de ordenador. En el tren real, se introdujeron también inicialmente los sistemas electromecánicos y después de muchos años se paso a sistemas informáticos, que controlan ya la mayoría de las lineas principales, aunque todavía hay muchas líneas antiguas o secundarias controladas por sistemas electromecánicos.
 
En nuestro tren modelo, se pueden hacer sistemas basados en relés para maquetas analógicas o para maquetas digitales. o sistemas informáticos para maquetas digitales. Naturalmente el sistema informático es mucho más perfecto y mucho más flexible que el sistema a base de relés, pero requiere un ordenador dedicado a controlar la maqueta y el correspondiente programa.
 
Aunque ya hemos anticipado algo, vamos a describir aquí, con cierto detalle los sistemas de control que podemos utilizar en nuestras maquetas, empezando por describir la teoría del sistema que está tomada del ferrocarril real.
 
En el esquema, se ha representado el control de trenes por bloqueo automático (en inglés, block system). La via está dividida en segmentos denominados cantones, a la entrada de cada cantón se sitúa una señal que protege el cantón que tiene a continuación.  Esta señal está roja, es decir impidiendo el paso, si hay un tren en el cantón que protege.
 
En una situación como la "A" de la figura, el tren está en el cantón C. Se supone que en el cantón D no hay ningún tren, asi que la señal de entrada del cantón D se muestra verde. Como en el cantón C hay un tren, la señal de entrada del cantón C estará en rojo, tal como la vemos. En cuanto a la señal de entrada del cantón B, dado que no hay ningún tren en ese cantón la señal está verde, pero como la señal siguiente está roja, se enciende además la señal de anuncio de parada, en amarillo.
 
Asi que el tren puede entonces entrar al cantón D. Cuando lo hace, la situación pasa a ser la representada en "B". La señal de entrada del cantón D se pone a rojo porque el tren ha entrado al cantón D, la señal de entrada al cantón C esta en verde pero con anuncio de parada, y la señal de entrada al cantón B queda en verde.
 
Asi que cada señal puede adoptar tres formas distintas: Rojo, Verde, y Verde amarillo, que significan parada, via libre y anuncio de parada. Se dice entonces que son señales de tres aspectos.
 
Naturalmente  con este sistema un tren que venga detrás, no puede nunca alcanzar al tren que va delante.
 
Esta situación es apropiada para lineas de mucho tráfico, en las que la longitud de los cantones es relativamente pequeña  y el tráfico intenso. (las lineas de cercanías y los metros funcionan así)
 
Sin embargo en otras condiciones, y particularmente en las primeras épocas del ferrocarril se utilizaban cantones ,muy largos, de varios kilómetros, por lo que no tiene sentido que la señal de anuncio de parada está al principio de cada cantón coincidiendo con la señal de entrada en el mismo porque el tren no tiene que empezar a frenar tan pronto y además porque puede ocurrir que cuando llegue al final del cantón la señal que estaba roja ya esté verde.
 
Asi que, para cantones más largos, se disponen señales al principio de cada cantón, que solo tienen dos aspectos, verde o rojo, o sea via libre o parada,  llamadas señales principales.
 
A una distancia determinada antes de cada señal principal se pone otra señal, llamada señal avanzada, que inica al maquinista en que posición está la siguiente señal principal, pero no obliga a ningún tren a parar. Son también de dos aspectos: Vía libre y anuncio de parada
 
Normalmente las señales avanzadas tienen una forma distinta (son más pequeñas o más bajas, o de forma completamente distinta que las señales principales)
 
 
 La cosa se complica cuando la vía llega a una estación, porque entonces lo que el tren encuentra es una señal de tres aspectos que indica si el tren tiene que parar, tine que seguir a marcha normal, o seguir a marcha lenta, La correspondiente señal avanzada tiene entonces también tres aspectos. 
En los primeros tiempos del ferrocarril se emplearon señales mecánicas en las cuales unos brazos o paletas móviles se colocaban en distintas posiciones para indicar las órdenes que se quería transmitir. Por la noche se les colocaban unas linternas para que se vieran en la oscuridad, y al final acabaron por ser sólamente señales luminosas. Asi que en función de la época que reproduzca nuestra maqueta será más apropiado poner señales mecánicas o señales luminosas. Las señales luminosas empezaron a imponerse a partir de los años 40 - 50 del siglo XX.
 
Mucha gente llama semáforos a las señales luminosas, por analogía con los semáforos del tráfico rodado, pero eso es incorrecto. La palabra semáforo sólo es aplicable a las señales mecánicas. Las demás son señales luminosas.
 
A la izquierda vemos tres modelos de señales mecánicas de Viessmann en escala H0 correspondientes a señales alemanas antiguas. De izquierda a derecha, un semáforo de dos aspectos, un semáforo de tres aspectos, y una señal avanzada de dos aspectos. Más abajo, a la derecha se puede ver un modelo de escala HO de Aneste, que reproduce una señal luminosa moderna de RENFE.  Varias casas fabrican señales mecánicas y luminosas de diferentes épocas y de diferentes administraciones ferroviarias, asi que el modelista puede escoger cuál es la que mejor va con la ambientación de su maqueta
 
El tema de señalización es muy importante, ya que aporta un alto grado de realismo a las maquetas de trenes, tanto en su aspecto, como en su funcionamiento. Sin embargo aquí hay que distinguir entre dos filosofías completamente distintas: Por un lado hay aficionados que quieren hacer el papel de maquinistas, asi que lo que quieren es que ante una señal en situación de parada, sea el propio operador el que detenga el tren haciendo uso del controlador. Asimismo, cuando el tren vuelva a arrancar, será el propio operador quién, manejando el contolador, hará arranacar el tren, y lo hará moverse a velocidad adecuada, según la señal indique vía libre, anuncio de parada, etc. No cabe duda de que esta situación es la perfecta desde el punto de vista de la reproducción de la realidad, pero requiere en la práctica la atención de un operador para cada tren. Esta situación es muy del agrado de los aficionados americanos, que gustan mucho de construir grandes maquetas en clubs, donde cada socio maneja su propio convoy, y va acompañando su recorrido, manejando la velocidad con un controlador, y ajustándose a las señales que encuentra a su paso. Esta situación se presta mucho al esquema de tracción denominado "cab control" (que vimos en el capítulo anterior), puesto que el propio operador que maneja cada tren, se encarga de manejar los conmutadores que le permiten seguir llevando su tren con el mismo controlador cuando éste pasa de un cantón a otro.  En muchos casos las maquetas son muy grandes de manera que el operador de cada tren acompaña a éste caminando junto a la maqueta con un terminal de control enlazado por radio o infrarojos.
 
Sin embargo, los modelistas europeos parece que son más bien dados a asumir el papel del operador de un puesto de mando, de manera que lo que desean es poder tener controlados unos cuantos trenes y que éstos se paren y arranquen automáticamente ante las señales. Esto permite a un solo operador manejar una maqueta con varios trenes en marcha funcionando desatendidos, mientras el operador se concentra por ejemplo en realizar maniobras en una estación, o simplemente en contemplar sus trenes moviéndose solos mientras él disfruta de una cerveza.
 
Ambas filosofías son por supuesto absolutamente respetables, pero se debe tener claro cuál de ellas se va a aplicar al sistema de contol que queremos implantar.  La primera, como decíamos, mas realista y mas sencilla, requiere por supuesto que la maqueta esté equipada con señales que funcionen respondiendo al movimiento de los trenes, de manera que cuando un tren entra en un cantón se cierre la señal de entrada en el mismo, y cuando salga se abra la señal. Eso se puede hacer sencillamente con relés biestables y sensores de paso tipo reed o similar. Obsérvese sin embargo, que las señales no tienen ninguna influencia en la marcha de los trenes, de manera que si el operador se salta una señal cerrada deberá asumir las consecuencias. Una condición de este tipo de control es que el operador debe poder ver todas las señales desde su puesto de mando (si no es el caso en que va caminando junto al tren), o bién debe tener ante si un cuadro con la repetición de las señales.
 
En el segundo caso, los trenes si que se paran y arrancan automáticamente ante las señales. De hecho se paran y arrancan automáticamente en los puntos previstos obedeciendo a un control sobre su alimentación, independientemente de que haya o no una señal en ese punto. Asi que en este caso las señales son un simple adorno y de hecho se prescinde de ellas en puntos donde no serían visibles. El sistema puede ser construido a partir de sensores de paso y relés o ser encomendado a un programa de ordenador.
 
Vamos a describir con detalle el procedimiento para montar un sistema de control por bloqueo electromecánico. Parece que muchos aficionados encuentran dificultades para entender y construir este tipo de montaje, pero en realidad es sencillo si se tienen claros algunos conceptos, Para facilitar la comprensión, en lugar de hacer un esquema con todo el cableado completo lo vamos a presentar en imágenes sucesivas, explicando por pasos el funcionamiento. 
 
En primer lugar,  hay que decir que el sistema de control se establece siempre en un circuito cerrado que los trenes puedan recorrer indefinidamente. Otra condición es que el circuito se recorra siempre en el mismo sentido. Realmente se puede hacer un sistema de bloqueo en un circuito que tenga en una zona una vía que puede recorrerse en ambas direcciones, lo que un ferroviario llamaría una vía banalizada, pero es bastante complicado y no lo vamos a tratar aquí.
 
Lo primero que hay que hacer es establecer la división del trazado que queremos automatizar en cantones. El criterio para hacer esto es que los cantones deben ser algo más largos que el tren más largo que vayamos a hacer rodar por el circuito.
 
El "algo mas largo"  debería en realidad ser "bastante más largo"  El motivo es que cuando tenemos varios trenes en un circuito cerrado, siempre hay un tren que es más lento que los demás. Entonces siempre se acaba en que este tren más lento siempre encuentra los cantones libres, asi que no se para nunca, y los demás quedan alineados detrás en cantones sucesivos, avanzando de cantón a cantón según el tren lento va abriendo cantones detrás de él. Esto es muy poco estético, y mucho menos si los cantones son tan cortos que los trenes parecen circular uno detrás de otro avanzando a tirones como los coches en un atasco de tráfico.  La forma de evitar esto es hacer cantones suficientemente largos y además con longitudes dispares, de modo que incluso un tren lento pueda recorrer un cantón corto, en menos tiempo que el tren que le sigue recorre el cantón anterior más largo, haciendo el movimiento más real y más variado. Esta forma de actuar, da libertad de escoger los puntos de parada más oportunos. Si el recorrido incluye una estación o apeadero, muchas veces se hace coincidir el comienzo de un cantón con la salida de la estación.

 Naturalmente cuanto más largos sean los cantones, menos habrá en un circuito dado, y esto limita el máximo número de trenes que pueden circular en el trazado acantonado. La regla es que el máximo número de trenes que pueden circular en un circuito acantonado es igual al número de cantones menos uno. Asi que habrá que establecer un compromiso entre el número de trenes circulando, y la longitud de los cantones.

Vídeo de YouTube



En el vídeo anterior podemos ver un sistema de acantonamiento en funcionamiento, para aquellos lectores que no lo hayan visto funcionar. El circuito que se ve está dividido en cuatro cantones y vemos circular tres trenes. Como se ve el sistema va haciendo que los trenes se paren antes de entrar en un cantón si éste está ocupado y hace que vuelvan a arrancar cuando se desocupa. También se puede comprobar, que cuando, como en este caso los cantones son demasiado cortos, el efecto no es bueno, ya que los trenes, que además son muy cortos, parecen avanzar a tirones. Si se dispone de suficiente espacio, los cantones deben ser bastante más largos que los trenes.

En un momento del vídeo se pueden ver los cuatro módulos de control de cantón que están manejando automáticamente el tráfico y que también manejan las señales luminosas y la señalización en el cuadro de control. 
Una vez decidido el número y longitud de los cantones, procederemos a hacer lo siguiente: Al final del cantón dejaremos aislado un tramo de vía, tal comovemos en la figura anterior. Esto se puede hacer, como hemos comentado ya, poniendo bridas aislantes en ambos extremos de un carril de un tramo de vía, para el caso se vía de dos carriles, o aislando las lenguetas que alimentan los pukos en una vía de tres carriles, En la imagen de la izquierda vemos una vía de escala Z con un seccionamiento en un carril, realizado con bridas aislantes. También se ven algunas bridas sobre una moneda para comparar su tamaño. También puede hacerse en la vía de dos carriles seccionando un carril en dos puntos como el A y B de la figura anterior mediante una herramienta de corte.  La longitud de este tramo aislado debe ser algo mayor que locomotora más larga que vayamos a hacer rodar.  El objetivo de esto es garantizar que toda la locomotora queda dentro del tramo de parada, y con un margen de seguridad, por si al circular muy deprisa, tuviese una inercia que la hiciese avanzar hasta sobrepasarlo. En ciertas locomotoras existen volantes de inercia para aumentar la uniformidad de la marcha. Si éste es el caso, habrá que determinar mediante pruebas cual es la longitud apropiada para los tramos aislados.  Véase que en la figura, el controlador alimenta por un lado un carril que no se corta (hilo azul) y por otro lado (hilo rojo) el carril que cortamos, que normalmente es el derecho, asi que esta figura los trenes marcharán de izquierda a derecha.
 
Como el carril está cortado en A y B, hay que llevar la corriente a la parte más allá de la zona aislada. Por eso se ha dibujado otro cable rojo que alimenta el carril derecho del Cantón B. La zona aislada es entonces la comprendida entre los dos cortes A y B. Alimentamos esta zona aislada a través de un interruptor como el representado en la figura, Si el interruptor está cerrado, la corriente llega al carril aislado y por lo tanto los trenes circulan normalmente. Por el contrario, si el interruptor se abre, el tramo A B se queda sin corriente en el carril derecho, y si llega algún tren, se para por falta de alimentación (¡Sea analógico o digital!).
 
En esta explicación suponemos que el mismo controlador alimenta el cantón A y el Cantón B. Si no fuese asi, de forma que la alimentación de cada cantón puede venir de un controlador diferente, tendríamos seccionado también el carril izquierdo a la altura del punto B, y un controlador alimentaría el cantón A y el tramo aislado mediante el interruptor, y un segundo controlador, el cantón B. En casos como estos, conviene tener en cuenta, que el tramo aislado pertece al cantón A, y el cantón B comienza después del tramo aislado.
 
Dicho de otro modo, el tren se para al final de un cantón y no al principio de un cantón. Esto es porque se pretende evitar que el tren perseguidor invada el cantón ocupado aunque sea para pararse inmediatamente, evitando asi la posibilidad de que el sistema de control que está manejando el cantón B , llege en algún momento a controlar, aunque sea momentáneamente un tren que ya ocupaba el cantón y además el tren perseguidor.
 
El interruptor que da paso a la corriente hacia el tramo aislado podría ser manual, pero si queremos que el funcionamiento sea automático, el interruptor deberá formar parte de un relé al que en la figura denominamos R1, Este relé deberá ser un relé biestable de dos bobinas. El la figura hemos representado una de las bobinas y el acoplamiento mecánico que acciona el interruptor que se simboliza mediante dos lineas finas paralelas.
 
El relé se alimenta desde una fuente de alimentación de 12 voltios (alterna o continua según lo pida el relé) y aquí hemos representado los hilos verde y naranja que alimentan la bobina. En S1 hemos representado un sensor de paso que se cierra momentáneamente mientras el tren pasa por encima. 

Normalmente se tratará de una vía de contacto, un interruptor reed, o un sensor Hall accionado por un imán colocado en la locomotora. 

En la imagen de la izquierda, podemos ver, en la parte superior, una locomotora de escala N con un imán (señalado por la flecha azul) colocado en la parte inferior, para accionar sensores Reed o Hall

Debajo, una vía de escala N con un sensor Hall colocado sobre una traviesa.

Más abajo, vemos también una vía N con un sensor de tipo Reed.

Ambos sensores funcionan de forma similar, ya que los dos cierran un circuito de forma momentánea cuando una locomotora equipada con un imán, pasa sobre ellos. Desde este punto de vista, su acción es totalmente análoga a un pulsador, que cierra un circuito mientras lo presionamos, y por eso en los esquemas los representamos como pulsadores.

Al cerrarse momentáneamente el sensor S1, llega la corriente a la bobina del relé y éste se mueve en el sentido de la flecha, abriendo el interruptor. Por lo tanto, cada vez que un tren entra en el cantón B, el interruptor se abre y permanecerá abierto. Con ello el sector cortado queda aislado y un tren que venga detrás no podrá entrar al cantón B
 
Naturalmente el relé no puede permanecer indefinidamente en esa posición, porque el tren no arrancaría nunca. La solución está descrita en la figura siguiente:
 
 
Al final del cantón B, tendremos otra vez el mismo esquema Un segundo relé R2 maneja un interruptor que corta la corriente a un tramo aislado al final del cantón B. Cuando un tren pasa sobre S2 el relé R2 abre su interruptor y aisla el tramo aislado del cantón B. Como se puede comprobar, aquí hemos dibujado ya las dos bobinas de los relés, llamándolas a y b. Como podemos ver el mismo hilo (verde) que lleva la corriente a la bobina a de R2, lleva también la corriente a la bobina b del relé R1, Con esto, el relé R1 se mueve hacia la izquierda cerrando el interruptor del relé R1 con lo que el tramo aislado del cantón A queda alimentado, Si había un tren parado, arrancará, y si no lo había el paso queda abierto para un próximo tren.
Asi que como podemos ver, En cada transición de un cantón a otro tenemos que disponer un circuito como el mostrado, y enlazar cada uno con el siguiente tal como se ha mostrado.
 
En la figura adjunta vemos repetido este esquema, pero ahora referido a cualquier transición entre dos cantones cualesquiera (Cantón n y Cantón n+1). Como estamos en un trazado cerrado, el último se une al primero, de la misma forma.
 
Y a todo ésto, ¿dónde están las señales?  Como ya decíamos, en el sistema electromecánico de control, las señales no son más que un elemento decorativo.  Veamos como podemos hacer que una señal luminosa cambie sus luces para que parezca que los trenes obedecen a esa señales en sus paradas y arrancadas.
 
El rele biestable que hemos considerado hasta ahora no tiene más que un interruptor, asi que sería un SPST. Sin embargo los relés biestables no suelen construirse asi, sino en forma de doble conmutador DPDT, de modo que podemos contar con un segundo conmutador como en la figura adjunta.
 
Podemos utilizar este segundo conmutador para encender y apagar las luces de la señal, conectándolo como en la figura. La corriente viene de una fuente de alimentación que hemos denominado "luces" que dará la tensión que necesiten las lámparas o LEDS de la señal luminosa. Si esta corriente coincide con la de alimentación de los relés la fuente podría ser la misma.
 
Como se ve en el esquema, cuando el relé se mueve hacia la derecha, abriendo el interruptor que alimenta el sector aislado, el segundo conmutador lleva la corriente a la luz roja de la señal a través del hilo de color fucsia.  Cuando el relé se mueve a la izquierda por la activación de la bobina b, el conmutador desconecta la luz roja y conecta la luz verde.
 
Algunas casas venden este circuito montado en una caja con el relé en el interior y conexiones para unir los cables, facilitando la labor del aficionado, pero como siempre a un precio más alto que los equipos industriales. A la derecha un circuito con un relé biestable y conexiones preparadas para atornillar cables.

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Hemos hablado de señal luminosa sólamente. Si tenemos una señal mecánica hay una variación interesante: Como la señal mecánica lleva un motor (dos solenoides) para mover el brazo, se aprovecha ese movimiento para mover dos conmutadores, asi que ya no hace falta el relé biestable porque lo incluye el semáforo mecánico. En definitiva que sólamente con señales mecánicas y sensores se puede montar un sistema de control electromecánico. Por supuesto pueden usarse semáforos mecánicos y relés simultáneamente según sean zonas visibles o no.

Como ejemplo véase el mismo esquema que antes, pero rehecho ahora con vías de contacto Märklin  8590 y señales Viessman 4800 (pulse en la imagen para agrandarla)
 

Con este sistema tenemos un trazado con acantonamiento, que permite que una serie de trenes circulen por él indefinidamente, garantizando que no se alcanzan y garantizando además que nunca hay más de un tren en el mismo cantón, lo cual resulta interesante para sistemas de tracción cono el cab control que exigen esta condición para su funcionamiento. Este es exactamente el mismo sistema que se emplea en los trenes reales.

El circuito que hemos descrito, tanto en forma genérica con relés o en forma particular con sem´foros mecánicos, es probablemente la forma más sencilla de hacer un circuito con acantonamiento.  Una de las ventajas es que es universal, es decir ese mismo esquema funciona tanto con corriente continua como con corriente alterna o con corriente digital. En realidad la corriente de tracción que circula por el hilo rojo de los dibujos presentados no tiene más relación con todo el resto del sistema que la derivada del hecho de que atraviesa o no un interruptor, según esté abierto o cerrado, así que puede funcionar con cualquier tipo de corriente. Es asimismo un sistema barato y robusto, ya que sólamente hay un relé y un sensor como elemento activo.

El sistema así concebido tiene una debilidad: Se basa en que los trenes son detectados cuando pasan por los sensores, lo que dicho del revés significa que no son detectados hasta que no pasan por los sensores. Imaginemos que tenemos un circuito acantonado sin ningún tren en él y con todas las señales en verde. Si ponemos un tren en un cantón, la señal de entrada a ese cantón permanece verde a pesar de estar el cantón ocupado, y sigue verde, mientras el tren circula por el cantón hasta que cuando sale del cantón, actúa sobre el sensor, y se pone roja la señal de entrada al cantón siguiente y verde (que ya estaba), la señal de entrada al cantón donde pusimos el tren. Es decir hasta que los trenes no han pasado por al menos un sensor, el sistema no los protege de un posible alcance Esta operación de hacer circular los trenes hasta que todos ellos hayan sido detectados se denomina a veces sincronizar el bloqueo. Realmente esto no es demasiado grave porque salvo que quitemos y pongamos los trenes a mano sobre las vías, el sistema recuerda la situación incluso después de apagar la maqueta, gracias a que los relés biestables mantienen la posición incluso desconectados. De manera que al volver a encender la maqueta, si no se han tocado los trenes, la situación será idéntica al momento en que se apagó, y estarán protegidos los cantones ocupados por trenes.

Viene esto a cuento de que en algunos comentarios, se dice que no es necesario comprar relés biestables, porque mediante dos relés simples (monoestables) es posible simular el funcionamiento de un biestable. Esto es cierto, salvo por el detalle de que al cortar la corriente, este montaje a base de dos relés pierde la posición, de manera que al volver a encender la maqueta todas las señales se habrán puesto en una posición determinada (todas rojas o todas verdes) y habrá que volver a sincronizar el bloqueo.

De todas maneras, aunque funciona muy bien en la mayoría de los casos, este sistema puede, dar problemas, por ejemplo si un tren se salta una señal, por ejemplo porque iba muy deprisa y no ha llegado a frenar en el tramo aislado correspondiente, o porque un tren entra a un cantón desde una vía lateral a través de un desvío. En ambos casos si ese cantón estaba ocupado por un tren tendremos dos trenes en el mismo cantón, de modo que cuando el que estaba inicialmente salga del cantón, lo liberará, a pesar de que hay un segundo tren dentro, lo cual abre la posibilidad de que otro tren entre al cantón ocupado..... etc etc. Hay que parar y actuar manualmente para restaurar la situación.

El actuar manualmente implica la necesidad de poder manejar manualmente las señales. Una solución habitual es poner todas las señales en rojo, esperar a que todos los trenes se paren, observar que cantones están libres, y abrir manualmente las señales, para que empiecen a moverse los trenes ya bajo el control del sistema. 

Pero, al decir que actuamos manualmente estamos queriendo decir que tenemos algún medio de por ejemplo poner todas las señales en verde o en rojo de forma manual, o sea de hacer que se mueva cada relé en el sentido de interrumpir la alimentación. Para ello a uno se le ocurre poner en el cuadro de mando, unos pulsadores, que activen las bobinas de los relés. Pero fijémonos lo que pasa: Me voy a referir al esquema que representa los dos cantones contiguos con sus dos relés. Si queremos que se abra el interruptor del relé R1 tendremos que activar la bobina a de R1. Entonces el relé abrirá el contacto, y si tenemos además un semáforo, se pondrá rojo. Ahora vamos con el Relé R2 y de nuevo queremos abrir su interruptor, de modo que activaremos la bobina a de R2. Pero si nos fijamos, la bobina a de R2 está en paralelo con la bobina b de R1, de forma que cuando el relé R2 abra el interruptor y ponga su señal en rojo, el relé R1 se cerrará y pondrá su señal en verde. ¡No podemos nunca conseguir que al poner R2 en rojo no se nos ponga R1 en verde!. O al revés, si ponemos manualmente R1 en verde, R2 se pondrá automáticamente en rojo....... ¡Un momento! en el primer caso se está produciendo la función prevista, es decir cuando una señal se pone en roja, la señal ANTERIOR se pone verde, pero la otra opción es algo nuevo, ya que el poner una señal manualmente en verde y que la SIGUIENTE se ponga en rojo no estaba previsto ni es una función que se necesite, más bien lo contrario, porque produce el inconveniente apuntado. Esto nos da la pista para evitar el problema, ya que hay que conseguir que la orden de una señal afecte a la de atrás pero no a la de delante. La forma de conseguir esto es utilizar corriente continua para accionar los relés y poner unos diodos en las conexiones que unen cada señal con la siguiente de modo que la corriente circule hacia atrás pero no hacia delante. Esto permite que la orden de poner verde una señal no ponga verde la siguiente, pero no evita que la orden de poner roja una señal ponga verde la anterior. ¡Al menos nos permite poner verdes todas las señales !

Por supuesto se puede perfeccionar más el tema, pero ya hay que ir a sistemas a base de conmutadores que al actuar sobre los relés, desconecten simultáneamente la sincronización con las señales contiguas. Realmente una complicación importante.

Hay un segundo sistema de bloqueo que en vez de detectar el paso de trenes por un punto detecta la ocupación de cada cantón. Desde el punto de vista explicado es perfecto porque si hay un tren en un cantón se detecta su presencia y por tanto el cantón estará ocupado haya llegado como haya llegado el tren a ese punto, incluso si lo hemos puesto con la mano. Por otra parte, al arrancar la maqueta se detectan inmediatamente los cantones que están libres y los que están ocupados, sin necesidad de recordar la última situación, y por lo tanto aunque ésta haya variado. Además no se necesitan sensores reed, ni imanes en las locomotoras, ni ningún otro sistema de detección. Lo malo es que esto es bastante fácil de hacer en sistemas de tres carriles, ya que los ejes conductores provocan la unión eléctrica entre los carriles (exactamente como en el tren real). Sin embargo para sistemas de dos carriles esto es mucho más difícil de lograr, ya que la detección se debe basar en que la locomotora situada en el cantón a controlar tiene un consumo eléctrico (aunque esté parada) y tiene que haber un sistema electrónico bastante sensible que sea capaz de detectar este consumo. En sistemas digitales esto es más fácil de hacer, porque una locomotora digital sigue recibiendo la señal digital aunque esté parada, De hecho la mayoría de los "retromódulos" se basan en este efecto, pero en un sistema analógico es mucho más delicado, porque el consumo de una locomotora parada, sobre todo si no tiene luces, puede ser prácticamente nulo.
 
Ya dijimos que cuando los trenes son manejados manualmente, las paradas y arrancadas ante las señales obedecen a la voluntad del operador. con lo que serán todo lo suaves y progresivas que el operador quiera. Sin embargo en el sistema electromecánico, las paradas se producen porque el tren entra en una zona con un carril aislado, por lo que se queda sin alimentación, asi que la parada será brusca. Además la locomotora se queda sin alimentación, asi que si tiene luces, fumígeno o cualquier otro accesorio eléctrico dejará de funcionar. Asimismo, si un tren está parado en un carril aislado, cuando se cierra el relé, recibe súbitamente alimentación, y arranca también con brusquedad.
 
En los tiempos de los trenes analógicos, esto apenas se consideraba un inconveniente (¡Ya era bastante asombroso que los trenes funcionasen solos!) pero aún asi, algunos aficionados hacían algún sistema para que al menos las paradas no fueran tan bruscas.
 
Una forma sencilla es poner un condensador en paralelo con la alimentación del tramo aislado. Cuando el tramo está conectado a la corriente, el condensador se carga, y cuando se desconecta queda cargado. Si un tren entra en el tramo aislado, empieza a consumir la carga del condensador, con lo que la corriente disminuye más o menos lentamente hasta que se agota la carga y el tren se para. El problema de esto, es que para que el efecto sea suficiente, el condensador debe ser de una gran capacidad, y por lo tanto voluminoso y caro. Una solución a esto es amplificar la corriente que alimenta el tramo aislado con un transistor, por cuya base se descarga el condensador, que puede ser mucho más pequeño. Como se ve, son sistemas complicados, aunque algunas casas tienen estos "módulos de frenado"  para circuitos analógicos. Evidentemente, el tramo aislado debe ser más largo en estos casos, tanto más cuanto más avance la locomotora antes de detenerse. En algunos casos se llegan a hacer dos tramos aislados consecutivos, el primero con el sistema de frenado lento, y el segundo normal, de manera que si la locomotora no llega a frenar en el primero, se detenga con seguridad en el segundo.
 
Sin embargo, todos estos sistemas de frenado tienen un fallo de base. No es posible que funcionen bien para cualquier locomotora que deba pararse ante una señal. Funcionar bien quiere decir que al llegar al principio del tramo de frenada empiece a disminuir la velocidad de forma progresiva, llegando a detenerse completamente más o menos a la altura de la señal. El problema es que las locomotoras tienen comportamientos muy distintos, y suponiendo que ajustemos exactamente el circuito de frenada para una locomotora, las demás pueden pararse mucho antes de lo necesario, o sobrepasar el tramo de frenado sin llegar a parar. Como el sistema no sabe qué locomotora es la que está llegando al punto de parada no puede ajustarse a ella, con lo que cada locomotora frenará de distinta forma. Además según la velocidad con que la locomotora llegue al tramo de parada, la  distancia de frenado será mayor o menor incluso para una misma locomotora.
 
Para sistemas analógicos no hay nada que hacer, porque no podemos ni identificar la locomotora ni modificar su comportamiento. Los aficionados se han conformado con estas imperfecciones hasta que los sistemas digitales vinieron en su ayuda.
 
Sin embargo, lo que era "tolerable" en sistemas analógicos, resulta muy chapucero en sistemas digitales. Como sabemos, las locomotoras digitales pueden ajustar su comportamiento (modificando los valores de las CV´s) de manera que se puede ajustar una aceleración y una deceleración progresiva, ajustar la velocidad máxima, etc. Asi que cuando una central digital da la orden a una locomotora de que se detenga, ésta se detendrá de forma progresiva, según los valores que se hayan ajustado en su decoder. Esto es muy satisfactorio, ya que las locomotoras se comportan de forma similar a las reales. Además cuando la locomotora se detiene, como sigue recibiendo la corriente digital, puede seguir manteniendo encendidas las luces, funcionando el fumígeno, etc, y además recibir órdenes, por ejemplo para hacer sonar el silbato, cambiar la dirección de las luces, etc.
 
Pero claro, si mantenemos el sistema electromecánico para controlar la circulación de trenes, cuando una locomotora digital se para en un tramo aislado, se para porque se queda sin corriente de repente, sin que el decoder haya recibido una orden de parada. Asi que la locomotora se para bruscamente y se queda sin alimentación, por lo que no funcionan las luces, ni ningún otro dispositivo ni recibe ninguna señal. Cuando se restablece la alimentación, la locomotora volverá a funcionar y arrancará lentamente (de acuerdo con las constantes del decoder) y de nuevo recibirá los mensajes. Como se ve, esto es una contradicción flagrante de la filosofía de los sistemas digitales. Curiosamente, en un sistema de tramo de frenado alimentado por condensador, sería posible hacer que las locomotoras se comportasen de forma similar ajustando sus CV's, pero claro, un sistema basado en un condensador proporciona corriente continua, no corriente digital. Aún asi hay quien lo intenta, porque una locomotora digital puede funcionar con corriente continua, de modo que cuando la locomotora entra en el tramo de frenado, empieza a recibir corriente continua, y el decoder funciona de acuerdo con lo que tenga previsto para el caso de funcionar en continua, pero desde luego cuando se para se queda sin luces ni funciones digitales.
 
Hay dos salidas a esta situación: La primera es la "central de frenado" Por ejemplo la ROCO 10779. Como siempre, delante de cada señal establecemos un sector aislado (ahora con ambos carriles cortados), y este sector se alimenta alternativamente mediante un conmutador desde la central digital de la instalación, o desde esta central de frenado. El conmutador se mueve como en todos los casos anteriores con un relé biestable accionado por sensores en la vía.
 
La central de frenado emite una señal digital análoga a la de cualquier central, pero está emitiendo continuamente un mensaje de parada para todas las locomotoras (aparte de los mensajes que van dirigidos a una determinada locomotora identificada por su dirección, el sistema DCC admite ordenes dirigidas a todas las locomotoras)
 
Si el paso está libre el conmutador alimenta el tramo desde la central digital y el tren por tanto pasa sin ninguna incidencia. Sin embargo si el cantón está cerrado, el conmutador alimenta el tramo desde la central de frenado, asi que en cuanto la locomotora entra en el tramo, recibe la orden de parada y se detiene suavemente según su programación. Como sigue recibiendo corriente digital desde la central de frenado se mantienen todas sus funciones en marcha. Una vez que el semáforo se abre, el conmutador cambia la alimentación a la central digital, asi que la locomora recibirá de nuevo las ordenes desde ella, poniéndose a la velocidad programada en la central para ella, arrancando suavemente según su programación.
 
Es una buena solución, (algo cara desde luego), pero hay algún pequeño problema. Cuando la locomotora pasa sobre el punto A y está conmutada la alimentación hacia la central de frenado, las ruedas delanteras y traseras de la locomotora producen un cortocircuito en la alimentación. Esto no es nunca bueno y puede ser interpretado como un problema por la central o el decoder. Otro problema es que si hay unas cuantas locomotoras paradas, la central de frenado debe proporcionar la alimentación para todas ellas, lo que puede requerir una potencia considerable que la central de frenado no pueda suministrar. Habrá que incorporar entonces un booster o incluso más sólo para este tema.
 
La segunda solución es un nuevo sistema desarrollado lor la empresa Lenz, y que por tanto solo funciona en determinados decoders que tienen incorporada esta función que se denomina ABC (Automatic Brake Control).  El funciomamiento es como sigue: Como siempre hay un sector aislado entre los puntos A y B de longitud suficiente para que el tren haga una parada progresiva. Dicho sector, que en este caso tiene aislado un solo carril, se alimenta mediante un circuito como el representado en la figura. El interruptor corresponde al relé que como siempre define si el tren debe o no parar. Cuando el interruptor está cerado, la señal digital pasa por ese interruptor y llega al carril aislado, con lo que los trenes circulan normalmente sin detenerse. Si el interruptor se abre, lo que corresponde a que el tren debe pararse, la señal digital pasa por las dos cadenas de diodos representadas. Como los diodos solo conducen en una dirección, las semiondas positivas pasan por la rama superior atravesando los cuatro diodos representados, mientras que las semiondas negativas pasan por la rama inferior, donde hay un solo diodo. Como ya se dijo en el capítulo correspondiente, al circular una corriente por un diodo sufre una caida de tensión de aproximadamente un voltio, y que es prácticamente independiente de la intensidad de la corriente. Como las semiondas positivas pasan por cuatro diodos su caida de tensión será mayor que la que ocurre con las semiondas negativas. lo que da lugar a una señal asimétrica tal como se representa en la parte inferior de la figura. Entonces los decoders DCC están preparados para detectar esta asimetría, y cuando la detectan producen una parada progresiva de la locomotora en una distancia fija (ajustada por la CV 52) con independencia de la velocidad inicial de la locomotora. Con ello se consigue que la locomotora se pare suavemente y se detenga exactamente en el lugar deseado. Por supuesto, la locomotora sigue recibiendo la corriente digital, asi que mantiene activas todas sus funnciones, Solamente hay un ligero problema cuando el tren circula muy muy despacio, y es que las ruedas de los vagones, al pasar por el punto A conectan momentáneamente la alimentación directa del carril aislado, y esto puede ser interpretado por el decoder como que la señal a pasado a verde. Mayor problema se produce con vagones iluminados: Si un vagón con luces atraviesa el corte de carril A, une electricamente el tramo aislado con el tramo exterior, cosa que se interpretará por el decoder como que se ha cerrado el conmutador y ya no se recibe la señal asimétrica. de manera que la locomotora acelera de nuevo. Es posible que esta solución llegue a imponerse, pero de momento además de los problemas mencionados, solo vale para determinados decoders de determinadas marcas, y solo en sistemas DCC.
 
Puestos a ser quisquillosos, el sistema ABC, tiene una particularidad un tanto anómala. En un sistema digital, las órdenes de lo que tienen que hacer las locomotoras, proviene siempre de la central, que envía los comandos para acelerar, frenar o detenerse a cada locomotora, y el decoder de cada locomotora es un esclavo que interpreta las órdenes que recibe, y actúa sobre el motor, las luces, o lo que sea, pero siempre a las órdenes de la central. Pero la parada del sistema ABC es completamente atípica, porque la central no manda orden alguna, de modo que la central piensa que la locomotora sigue avanzando, y es el propio decoder el que por iniciativa propia, provoca la parada de la locomotora. Así que estamos ante una forma de actuar que va en contra de la filosofía de los sistemas digitales 
 
Como hemos visto, todos los sistemas, excepto el que conlleva la conducción manual de los trenes, obligan a seccionar carriles haciendo tramos aislados en los que las locomotoras reciben o no alimentación o reciben una alimentación especial, pero en todos los casos cuando las locomotoras pasan esos puntos de corte en los carriles se producen situaciones indeseadas porque se mezclan alimentaciones o se cortocircuitan controladores.
 
La solución ideal a todos estos problemas es el control por ordenador, ya que en él, no hay nunca carriles cortados (salvo los requeridos por los busters o si se emplea la detección de trenes por consumo) y las locomotoras se paran y arrancan porque reciben esas órdenes desde la central digital, que a su vez está obedeciendo al programa de ordenador, que maneja la velocidad de cada locomotora de forma precisa en cada momento, haciéndola parar y arrancar en las señales por medio de mensajes digitales, con lo que el control es total. En otro capitulo hablaremos del control por ordenador.