inmunización

En los sistemas ferroviarios y de tranvías, la inmunización es la separación práctica de los circuitos de señalización de las fuentes de alimentación de tracción para evitar interferencias electromagnéticas (EMI) que podrían corromper la transmisión de la señal o disparar los relés de protección. La energía de tracción, que típicamente consume cientos de amperios a 600 V a 25 kV dependiendo del sistema, genera fuertes campos magnéticos que pueden inducir voltajes no deseados en los cables de señalización de bajo nivel que corren paralelos a ella. Sin inmunización, un aspecto de señal destinado a mostrar "parada" podría perderse o invertirse por el ruido transitorio de un tren que acelera en una vía adyacente.

Las técnicas principales son la separación física, el blindaje y la puesta a tierra. Los tendidos de cables se espacian a distancias mínimas, a menudo especificadas en normas como la EN 50121 o en las reglas del operador ferroviario (típicamente de 200 mm a 500 mm dependiendo de los niveles de voltaje). Los cables de señalización se alojan en conductos metálicos o conductores conectados a tierra, con blindajes unidos a tierra a intervalos definidos para drenar las corrientes inducidas antes de que lleguen al equipo de señalización. Los circuitos de retorno de energía, especialmente el riel negativo en sistemas de CC, se mantienen con baja impedancia a tierra para que las corrientes de falla no circulen a través de las tomas de tierra de señalización.

La estrategia de puesta a tierra es crítica. Una única malla de tierra compartida debajo del ferrocarril reduce la diferencia de potencial entre los circuitos de señalización y de energía, pero un diseño deficiente de la puesta a tierra puede crear bucles que en realidad empeoran el acoplamiento. En líneas electrificadas con suministro de tracción de CA multifásico, las tres fases deben equilibrarse para minimizar la corriente de secuencia cero, que es el componente con mayor probabilidad de inducir interferencias en los circuitos cercanos. Los sistemas de CC requieren una gestión cuidadosa de las rutas de corriente parásita, ya que cualquier asimetría en las rutas de retorno obliga a la corriente a buscar rutas alternativas a través de los rieles y el suelo.

Cuando falla la inmunización

La mayoría de las fallas de inmunización ocurren en las conexiones y transiciones, más que en los propios tendidos de cables. Donde los circuitos de señalización y de energía entran en las casetas de señales o cajas de empalme, los blindajes pueden estar terminados incorrectamente, permitiendo que la EMI evite la protección. Las conexiones de puesta a tierra corroídas, especialmente en entornos costeros o químicamente agresivos, aumentan la impedancia y permiten que se desarrollen potenciales más altos. Un mantenimiento deficiente de la continuidad del conducto, como puentes de unión rotos a través de las juntas de los rieles, crea huecos de alta impedancia a través de los cuales se filtra la interferencia. Las instalaciones modernizadas sin estudios de puesta a tierra adecuados a menudo descubren que la estructura de tierra existente es inadecuada para las sensibilidades de señalización modernas.

El término "inmunización" refleja la metáfora médica: así como la vacunación protege a un organismo contra las infecciones, la inmunización protege los sistemas de señalización de la enfermedad del ruido electromagnético. Los sistemas de señalización modernos que utilizan cables de fibra óptica son inherentemente inmunes a la EMI porque transmiten información como luz en lugar de voltaje eléctrico, pero aún requieren una cuidadosa puesta a tierra de cualquier circuito de cobre asociado. En ferrocarriles de tecnología mixta, los sistemas de señalización más antiguos y vulnerables (enclavamientos de relés que operan a 30 V a 110 V CC) a menudo determinan los requisitos generales de inmunización para toda la instalación.