circuito de vía

Un circuito de vía es un bucle eléctrico formado por los dos rieles de una línea ferroviaria, con el propio tren actuando como un conductor que cierra el circuito. Se alimenta una corriente de bajo voltaje (típicamente de 0.5 a 4 amperios a frecuencias de 50 Hz a 10 kHz, dependiendo del sistema) entre los rieles en un extremo, y un receptor de relé se encuentra en el otro extremo. Cuando un tren está presente, sus ruedas y ejes desvían la corriente, y el relé detecta este cambio en el estado eléctrico. Este principio simple ha sido la columna vertebral de la señalización ferroviaria durante más de 150 años porque es a prueba de fallos: una interrupción en el circuito (una fractura de riel o pérdida de señal) se trata como si un tren estuviera presente, deteniendo el tráfico en lugar de permitir una señal de vía libre falsa.

Los circuitos de vía se dividen típicamente en bloques: secciones de vía generalmente de 300 metros a 1 km de largo, cada una con su propio circuito completo. Cuando las ruedas delanteras de un tren entran en un bloque, el relé de ese bloque se desenergiza; cuando las ruedas traseras salen, el relé se reenergiza. Esto crea la base para la señalización automática de bloques (ABS), donde las señales cambian de estado basándose puramente en la ocupación, sin necesidad de que los operadores humanos manipulen las señales. La mayoría de los ferrocarriles modernos todavía dependen de los circuitos de vía como método principal de detección de trenes, a menudo trabajando en conjunto con una lógica de señalización moderna que puede estar computarizada.

Variantes y desafíos técnicos

Las principales variantes difieren en frecuencia y sensibilidad. Los circuitos de vía de audiofrecuencia (AF), típicamente de 100 a 10,000 Hz, son los más comunes porque son relativamente inmunes a las corrientes parásitas de tierra y a la corriente de tracción de CC utilizada por muchos sistemas ferroviarios. Algunos sistemas utilizan circuitos de muy baja frecuencia (VLF), que pueden extender la detección a lo largo de bloques más largos pero requieren una sintonización de relé más sensible. Los ferrocarriles de alta velocidad exigen tiempos de respuesta más rápidos y utilizan circuitos de mayor frecuencia o detección suplementaria como contadores de ejes.

Las fallas en los circuitos de vía son raras pero graves. La contaminación del balasto puede reducir el aislamiento entre los rieles, causando una desenergización falsa cuando no hay tren presente, lo que pondrá las señales en peligro y detendrá el tráfico innecesariamente. La corrosión del riel o las malas conexiones de unión entre las secciones del riel pueden romper el circuito por completo. La nieve, el hielo y el agua estancada también pueden degradar el rendimiento del relé. La impedancia de derivación (la resistencia ofrecida por las ruedas y los ejes de un tren al circuito) varía impredeciblemente con la condición de la rueda, la carga y el clima; si es demasiado alta, el relé puede no responder.

El nombre es sencillo: un circuito formado por la propia vía. La tecnología es anterior a la electrónica moderna y sobrevive porque no requiere energía en el extremo de la vía y falla de forma segura. Donde los circuitos de vía están siendo reemplazados, es típicamente por tecnología como sensores en la vía (bucles inductivos enterrados junto a la vía) o radar Doppler, que evitan los problemas de aislamiento que afectan a los sistemas ferroviarios expuestos al clima, el balasto y la corrosión electrolítica. Sin embargo, el circuito de vía sigue siendo el estándar de la industria en la mayoría de los ferrocarriles convencionales debido a su fiabilidad probada y al costo de reemplazar millones de kilómetros de infraestructura existente.