Análisis de las distancias y tiempos de frenado de los trenes formados por locomotora y vagones para velocidades estándar

Resumen

El transporte por ferrocarril ha observado una evolución notable desde su nacimiento en torno a las explotaciones mineras del pasado hasta la actualidad, en la que se configura como un elemento vertebrador de primer orden en todos los países donde se encuentra implantado. Sin embargo, por su naturaleza, conlleva un punto crítico: la seguridad a la hora de frenar los vehículos ferroviarios; hasta tal punto, que se puede afirmar con toda propiedad, que los trenes están diseñados (de forma redundante) para asegurar eficazmente su detención. Los trabajos de investigación en este terreno, ni mucho menos se pueden considerar terminados. Las mejoras introducidas en los sistemas de frenado han sido fruto de las décadas de investigación desde los primitivos dispositivos manuales, hasta los sistemas de frenado automático, combinados con otros de tipo complementario, tales como el freno por corrientes de Foucault, freno de recuperación o freno reostático. Estos tipos de frenado se han revelado sumamente eficaces, hasta el punto de poder, en determinadas condiciones, detener el vehículo sin tener que recurrir al freno convencional automático por aire comprimido. La demostración más palpable de la potencia de un sistema de freno es, sin duda, su capacidad de frenar en una distancia y tiempo determinados, partiendo de una alta velocidad: Ahí está el caso del TGV francés, que, en Abril de 2007, en la línea París ¿ Estrasburgo, superó los 570 Km/h. Recientemente, un Maglev japonés superó los 600 Km/h. Como es sabido, este tipo de transporte dispone los elementos motrices sobre el camino (de desplazamiento, que no de rodadura) en vez de sobre el vehículo (denominado tren de levitación magnética), el cual se desplaza a unos 10 mm por encima del plano de deslizamiento, gracias a los potentes campos magnéticos desarrollados, que interactúan entre el vehículo y el camino, unos para alzarlo del suelo y otros para desplazarlo linealmente. Con todo, este tipo de vehículo no puede ser considerado un tren convencional, dado que no rueda sobre carriles. El presente trabajo se ha enfocado dentro de la misma línea de investigación que permitió en el pasado acortar los tiempos y las distancias de frenado, valorando, en este caso, las posibilidades de reducir el tiempo de transmisión de la orden de freno, desde la locomotora hacia los vehículos remolcados. Para ello, utilizando el mismo fluido motor de freno (aire comprimido), se ha estudiado el comportamiento del mismo, introduciendo cambios en su densidad (variando la temperatura) y simulando una orden de freno, mediante apertura brusca a la atmósfera del circuito neumático, para estudiar los tiempos de llegada de la onda de presión generada, al extremo final del circuito. Las variaciones de temperatura, provocadas en el fluido encargado de transmitir la orden de freno, modifican, a su vez, la densidad del aire a presión, en el seno de un conducto cerrado. Con ello, se varía la celeridad de la onda de presión resultante, dando lugar a un acortamiento del tiempo de transmisión de la misma. Cabe recordar que, en un segundo a 72 km/h, el vehículo recorre 20 m: Toda reducción de los tiempos muertos entre la elaboración de la orden de freno y el comienzo de ejecución de la misma incide claramente sobre la seguridad en la circulación de los vehículos ferroviarios y constituye un avance en este sentido. El autor de esta tesis es en la actualidad trabajador de la empresa Renfe Ancho Métrico, con una experiencia de más de treinta años, iniciados en la empresa FEVE. Durante más de dos tercios de esa andadura se dedicó a la docencia, dentro de la empresa; fruto de la cual fue la elaboración de más de una docena de manuales técnico ¿ formativos. Precisamente, gracias a esa actividad docente, puede valorar las posibles aportaciones del presente trabajo, señalando, como la más interesante, la reducción de los tiempos de transmisión de las órdenes de freno por modificación de ciertas condiciones del fluido motor (densidad, temperatura), sin menoscabo de otras que se mantienen, como la ausencia de circuito de retorno, el ser antideflagrante, su economía de producción y ser almacenable. Palabras clave: Ferrocarriles; sistemas de frenado de los trenes; distancia de parada; tiempo de transmisión de la orden de freno; freno automático; densidad del aire; temperatura del aire; celeridad de la onda de presión; tiempo muerto.