Señal ferroviaria

Se pueden colocar señales:

• Al comienzo de un tramo de pista
• En la aproximación a un elemento móvil de infraestructura, como agujas, desvíos o un puente giratorio.
• Antes de otras señales
• Al aproximarse a un paso a nivel
• En un cambio de vía o desvío
• Delante de los andenes u otros lugares donde es probable que se detengan los trenes.
• En las estaciones de pedidos de trenes

Las vías principales suelen estar señalizadas de forma continua. Cada vía de un ferrocarril de doble vía normalmente está señalizada en una sola dirección, con todas las señales orientadas en la misma dirección en ambas vías. Cuando se instala señalización bidireccional , las señales están orientadas en ambas direcciones en ambas vías (a veces denominada «funcionamiento reversible», cuando las vías no se utilizan habitualmente para el funcionamiento bidireccional). Generalmente, no se proporcionan señales para controlar los movimientos dentro de las vías de apartado o las zonas de maniobras.

Las formas más antiguas de señalización mostraban sus diferentes indicaciones mediante el movimiento físico de una parte de la señal. Los primeros tipos consistían en un tablero que podía colocarse de frente, completamente visible para el conductor, o bien girarse para que resultara prácticamente invisible. Estas señales tenían dos o, como máximo, tres posiciones.

Las señales de semáforo se desarrollaron en Francia a finales del siglo XVIII, ^{[ 6 ]} antes de ser adoptadas posteriormente por los ferrocarriles. El primer semáforo ferroviario fue erigido por Charles Hutton Gregory en el ferrocarril de Londres y Croydon (más tarde Brighton) en New Cross Gate , al sureste de Londres, en 1841. ^{[ 7 ] [ 8 ]} Era similar en forma a los telégrafos ópticos que estaban siendo reemplazados en tierra por el telégrafo eléctrico . La instalación de Gregory fue inspeccionada y aprobada para la Junta de Comercio por el Mayor General Charles Pasley . Pasley había inventado un sistema de telegrafía óptica mediante semáforos en 1822 para el ejército británico, y parece haber sugerido a Gregory la aplicación del semáforo a la señalización ferroviaria. ^{[ 9 ]} Posteriormente, el semáforo fue rápidamente adoptado como señal fija de forma casi universal. En ocasiones se utilizaban señales de disco, como las fabricadas por la Hall Signal Company , ^{[ 10 ]} pero los semáforos podían leerse a distancias mucho mayores. La invención de la luz eléctrica , que podía ser más brillante que las lámparas de aceite y, por lo tanto, visible tanto de día como de noche, dio lugar al desarrollo de señales luminosas de posición y señales luminosas de color a principios del siglo XX, ^{[ 11 ]} que gradualmente desplazaron a los semáforos. ^{[ 12 ]} Algunos siguen en funcionamiento en el Reino Unido. ^{[ 13 ]}

Las señales mecánicas pueden accionarse manualmente, mediante una palanca conectada a una caja de señales, con motores eléctricos o hidráulicamente. Están diseñadas para ser a prueba de fallos, de modo que si se pierde la alimentación o se rompe un mecanismo, el brazo se moverá por gravedad hasta la posición horizontal.

En los EE. UU., los semáforos se empleaban como señales de órdenes de trenes, ^{[ 14 ]} con el propósito de indicar a los ingenieros si debían detenerse para recibir una orden telegráfica , y también simplemente como una forma de señalización de bloqueo.

La introducción de las bombillas eléctricas hizo posible producir señales luminosas de colores lo suficientemente brillantes como para ser vistas durante el día, a partir de 1904.

El cabezal de señalización es la parte de una señal luminosa que muestra las indicaciones. Para mostrar un mayor número de indicaciones, una sola señal puede tener varios cabezales. Algunos sistemas utilizaban un solo cabezal junto con luces auxiliares para modificar la indicación básica.

Las señales luminosas de colores se presentan en dos formatos. El más común es el de unidades múltiples , con luces y lentes independientes para cada color, al estilo de un semáforo . Generalmente se les colocan cubiertas y protectores para proteger las luces de la luz solar, que podría causar falsas alarmas.

Las señales de reflector fueron el tipo de señal más utilizado en los EE. UU. hasta hace poco. En estas, se utiliza una sola bombilla incandescente en cada cabezal, y un mecanismo de relé de CA o CC se utiliza para mover un reflector de color (o "círculo") frente a la lámpara. De esta manera, la gravedad (a prueba de fallos) devuelve el círculo rojo a la trayectoria óptica de la lámpara. En efecto, este mecanismo es muy similar a la señal de luz de color que se incluye en una señal de semáforo eléctrica, excepto que la omisión del brazo del semáforo permite miniaturizar los círculos y encerrarlos en una carcasa resistente a la intemperie. ^{[ 15 ]} Ampliamente utilizadas en los EE. UU. desde la Segunda Guerra Mundial en adelante, las señales de reflector tienen la desventaja de tener partes móviles que pueden ser manipuladas deliberadamente. Esto ha provocado que se vuelvan menos comunes durante los últimos quince o veinte años, cuando el vandalismo comenzó a hacerlas vulnerables a falsas indicaciones.

Sin embargo, en otros países, como en los ferrocarriles italianos ( FS ) según el Regolamento Segnali , siguen siendo la señal luminosa de color estándar, aunque con nuevas instalaciones como se describe a continuación.

Más recientemente, se han empezado a utilizar grupos de LED en lugar de las lámparas incandescentes, reflectores y lentes. Estos consumen menos energía y tienen una supuesta vida útil de diez años, pero en realidad esto podría no ser así. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

Las normas de funcionamiento suelen indicar que una señal oscura debe interpretarse como la indicación más restrictiva posible (generalmente "detenerse" o "detenerse y continuar"). Muchos sistemas de luces de color cuentan con circuitos para detectar fallos en las lámparas o el mecanismo.

Una señal luminosa de posición es aquella cuyo significado reside en la posición de las luces, más que en su color. Consiste simplemente en un patrón de luces del mismo color. En muchos países, se utilizan pequeñas señales luminosas de posición como señales de maniobra, mientras que las señales principales son de luz de color. Asimismo, muchos sistemas de tranvía (como el metro de Wolverhampton) utilizan señales luminosas de posición.

En 1920, el ferrocarril Baltimore and Ohio (B&O) desarrolló un sistema que combinaba aspectos de los sistemas de color y posición, el cual fue patentado por LF Loree y FP Patenall. Es similar al sistema de luces de posición, pero sin la luz central, y los pares de luces resultantes se colorean según el ángulo que forman: verde para el par vertical, ámbar para el par diagonal derecho y rojo para el par horizontal. Se puede agregar un par adicional, de color blanco lunar, en la otra diagonal para restringir las indicaciones. La señalización de velocidad no se indica mediante cabezas de señal adicionales, sino mediante un sistema de luces orbitales blancas o ámbar colocadas en seis posiciones por encima y por debajo de la cabeza principal. La posición superior o inferior indica la velocidad actual, mientras que la posición de izquierda a derecha indica la velocidad en la siguiente señal (máxima, media o lenta en ambos casos). Las señales enanas tienen las mismas características que las señales de tamaño completo. Una de las ventajas que se le atribuyen al sistema es que las bombillas fundidas producen aspectos que pueden interpretarse inequívocamente como la indicación prevista (para el cabezal principal) o como una indicación más restrictiva (para los orbitales; si solo se enciende el cabezal central, la indicación es lenta o restrictiva).

Las luces de posición de color (CPL, por sus siglas en inglés) se instalaron por primera vez como señales piloto en el ferrocarril de Staten Island en la ciudad de Nueva York, que en aquel entonces era una subsidiaria de B&O; también se aplicaron al ferrocarril de Chicago y Alton cuando este último estaba bajo el control de B&O, así como en la propia B&O. Con la desaparición de B&O y su integración en CSX, se han ido reemplazando gradualmente por señales luminosas de color NORAC.

Cuando se trata de una sola vía, la señal normalmente se monta en un poste o mástil que muestra el brazo o cabezal de la señal a cierta altura sobre la vía, para que pueda verse a distancia. La señal suele colocarse del lado del maquinista de la vía.

Cuando hay varias vías o el espacio no permite la instalación en postes, se utilizan otras soluciones. En zonas de doble vía, se pueden encontrar dos señales montadas una al lado de la otra sobre un soporte, que a su vez está fijado a un poste. La señal izquierda controla la vía izquierda y la derecha, la derecha. También se puede utilizar un pórtico o puente de señales . Este consiste en una plataforma que se extiende sobre las vías; las señales se montan sobre esta plataforma, encima de las vías que controlan.

En ciertas situaciones o lugares, como en túneles, donde no hay suficiente espacio para un poste o pórtico, las señales pueden instalarse a nivel del suelo. Estas señales pueden ser físicamente más pequeñas (denominadas señales enanas ). Los sistemas de transporte rápido suelen utilizar únicamente señales enanas debido a las limitaciones de espacio. En muchos sistemas, las señales enanas se utilizan solo para indicar aspectos restrictivos, como baja velocidad o maniobras, y normalmente no indican la circulación en curso.

En ocasiones, una señal puede montarse en una estructura como un muro de contención , un estribo de puente o un soporte de electrificación aérea .

Las lámparas eléctricas para señales ferroviarias suelen estar equipadas con filamentos dobles , de modo que si uno se funde, el otro mantiene la señal encendida. Una versión más compleja, como la de la lámpara SL35, incorpora un relé de conmutación de filamentos en serie con el primer filamento. Si este se funde, el relé desactiva el segundo filamento y lo enciende. Este relé de fallo de filamento también activa una alarma en la cabina de señales.

Cuando las luces fallan, esto puede provocar que ciertos aspectos sean menos restrictivos (alta velocidad) que cuando las luces están encendidas correctamente. Esto puede ser peligroso.

Por ejemplo, en el Reino Unido, si falla un indicador luminoso blanco, la luz de baja velocidad combinada con la luz verde (que indica baja velocidad) se convierte en una luz verde sola (que indica alta velocidad). Un relé de prueba de lámparas detectaría la reducción de corriente cuando fallan más de dos lámparas en un indicador luminoso, impidiendo que se muestre la luz verde. También puede mostrar una indicación en el panel del señalero.

Debido a esta posibilidad, la mayoría de las señales están configuradas para ser a prueba de fallos .

Por ejemplo, se puede usar un modo intermitente para mostrar una señal menos restrictiva. En este caso, si falla el relé que controla el parpadeo, la señal se vuelve más restrictiva. Una luz amarilla intermitente, en Canadá y Estados Unidos, forma parte de una indicación de vía libre para detenerse , lo que significa que la siguiente señal es de parada . Una luz amarilla fija significa vía libre para detenerse , lo que significa que la siguiente señal es de parada . ^{[ 19 ] [ 20 ]}