martes, 21 de agosto de 2012

¿Cómo funciona un cambio de vía en el Metro de Neumáticos?

 Hola, después de un pequeño receso por motivos de estudio, he vuelto con otra entrada de blog sobre esa gran pero incomprendida afición, ser Metroaficionado. Esta vez voy a hablar sobre como funciona un cambio de vía en el Metro de Neumáticos, para ya entrar de lleno en las próximas entradas de como funciona este tipo de Metro.

¿Cómo funciona un cambio de vía en el Metro de Neumáticos?

Un cambio de vía es un aparato que permite a una vía ramificarse en dos, o excepcionalmente en una tercera vía. Un cambio de vía se divide en dos vías, una llamada vía recta la cual sigue el trazo original y la otra denominada vía desviada la cual es la vía que cambia el trazado respeto a la vía recta. El Diccionario del tren define al aparato de vía o cambio de vía como un dispositivo formado por la combinación de desvíos y travesías que permiten la conexión y el cruce entre distintos itinerarios.

En el Metro de Neumáticos los aparatos de cambio de vías son diferentes a los usados en los aparatos de cambio del sistema férreo clásico ya que el primero implica tener un sistema de guiado adicional por medio de la pestaña de la rueda de seguridad del tren y el riel de seguridad, además de darle el soporte a los neumáticos portantes del tren. Es por eso que los aparatos de cambio incluyen pistas de rodado moldeadas en acero que realizan estas funciones.

En el Metro (de Santiago) existen tres tipos de aparatos de cambios de vía:


Cambio de vía tangente 0.10
Cambio de vía tangente 0.13
Cambio de vía tangente 0.20


La Tangente.

La tangente de un cambio determina la longitud de este, en ejemplo mientras más pequeño sea el valor de la tangente mayor longitud tendrá que recorrer el tren para cambiar de vía, además claro de ser más suave el movimiento del tren al hacer el cambio.

Un cambio de vía de tangente 0.10 medido desde la aguja del cambio hasta la junta de salida del cruzamiento cambia la ruta inicial del tren 10 metros en cada 100 metros, esto significa que el cambio separa al tren de la vía recta o inicial en un 10%. Así sucede también con los cambios de tangente 0.13 y 0.20 que separaran al tren de la vía inicial en 13% (13 metros) y 20% (20 metros).

También tienen la función de comunicar o desviar, por ejemplo para comunicar una vía con otra se coloca un aparato en cada vía unidos para comunicar vías paralelas, casi siempre se instalan en las vías principales como colas de maniobra, vías de maniobra o bucle (Vía Z), etc. En estas vías se usan cambios de tangente 0.10 y 0.13. Para desviar se instala solo un aparato para desviar de una vía a otra exclusivamente, generalmente ramificaciones. Estos cambios se instalan principalmente en talleres e cocheras y son cambios de tangente 0.20

Componentes de un cambio de vía.

Un cambio de vía se compone de las siguientes partes:

Agujas:
Son piezas del riel forjadas en acero laminado, rectas para la vía directa y curvas para la desviada, tienen la cabeza limada las cuales permiten el acoplamiento en el talón de un riel del mismo tipo que forma la contraaguja. Los cojinetes de resbalamiento, son elementos sobre los que se apoyan la aguja y la contraaguja en los cambios. Tienen una doble función: afianzar la contraaguja en su posición, de forma que el conjunto resista los esfuerzos transversales generados por el paso de los trenes sobre la aguja, y proporcionar una superficie de deslizamiento que permita el desplazamiento transversal de la aguja. Las agujas para que conserven siempre la misma separación llevan unos tirantes a modo de mantener rígida su estructura y además el tirante de maniobra que permite su accionamiento ya sea manual (Palanca) o mediante un motor eléctrico.

Contraaguja: Es el riel contra el cual se adosa la aguja de un cambio de vía.

Pista de rodado: Esta pista de acero al manganeso permite el paso del neumático portante.

Contrariel: Es un riel tendido cerca de la cara interna del riel de seguridad, que mantiene la superficie de rodadura de las ruedas de los trenes en contacto con la superficie superior de rodadura del riel en los cambios de vía.

Corazón de cruzamiento: Establece la unión de los rieles de las dos vías que se cruzan.

Esquema de un cambio de vía Tangente 0.13.
Esquema de un cambio de vía Tangente 0.20.
Partes de un cambio de vía.
Punta de agujas del cambio.
Aguja del cambio.


Desvío talonable.

Un desvío talonable corresponde al cambio que puede ser tomado por el sentido contrario impuesto por las agujas del cambio en una vía recta o directa sin que se rompan sus tirantes, es decir tomado por el talón del cambio. Si un tren viene en sentido por la vía recta a las agujas de un cambio y este está accionado hacia una vía desviada, el tren pasara por este y las pestañas de las ruedas se introducirán entre la aguja y la contraaguja, obligando a su separación, rompiendo los tirantes que mantenían la correcta separación entre ambas agujas.

Tipos de accionamiento del cambio. 

Manual: Se realiza el movimiento de las agujas a través de una palanca manualmente.
Automático y semiautomático: Se acciona a través de un motor eléctrico el cual puede ser comandado desde una caja conmutador de socorro. También puede ser comandado desde el PCC (Puesto de Comando Central) y PML (Puesto de Maniobras Local). Este motor también cuenta con una palanca para el accionamiento manual.

Motor de accionamiento del cambio

Accionamiento manual y cerrojos.

Los aparatos de vía comandados manualmente tienen dos tipos de palanca para su accionamiento, estas se llaman Saxby y Sector. La palanca Saxby (denominada así por su inventor John Saxby) es una palanca de accionamiento manual colocadas en aparatos de vía con tangente 0.20. Estos son desvíos talonables. Las palancas Sector se colocan en aparatos de vía con tangente 0.20, en general estos desvíos no son talonables.

Palancas de accionamiento manual de un cambio de vía.

Los cerrojos de los aparatos de vía tienen como función asegurar la inmovilidad de la unión entre la aguja del cambio y la contraaguja evitando que se separen durante el paso de un tren.

Cómo funciona el cambio

Como sabemos en el metro de neumáticos el guiado del tren por las vías lo realizan los neumáticos guía ubicados a cada costado del bogie de el tren y dirigidos por las barras guías ubicadas a cada costado de la vía, pero para realizar un cambio de vía esta la necesidad de interrumpir la barra guía para que el tren pueda cambiar de una vía a otra. Para suplir la falta de guiado en caso de un ponchamiento de neumático guía o realizar la función de soporte en caso de ponchamiento de un neumático portante es que a los bogies de los trenes se les equipo con una rueda de acero similar a la rueda de un tren ferroviario cualquiera, con la excepción de tener esta la pestaña o ceja más grande que una normal. La función especial de esta rueda es hacer el guiado en un cambio de vía ya que la interrupción de la barra guía imposibilita al neumático guía realizarla, es por eso que esta rueda tiene la pestaña más grande. En un cambio esta pestaña entra en acción cuando se topa con la punta de las agujas del cambio, siendo guiada por esta en todo su recorrido al cambiar de vía hasta el otro extremo final del cambio en la vía desviada.

Rueda de seguridad de un tren NS 93

Esquema de la pestaña de la rueda de seguridad haciendo el guiado.


 En el siguiente vídeo se puede apreciar como es el proceso donde un bogie hace el cambio de vía:


En el siguiente vídeo se puede apreciar como automáticamente se acciona un cambio de vía comandado desde PCC en el Metro de Montreal:


Referencias: 

Programa de mantenimiento en las vías sobre neumáticos del metro de la ciudad de México, Mauricio Víctor Melgar Uresty. (Esquemas)
Servicio de mantenimiento de vías lineas 1,2 y 5 Metro de Santiago.
Aparatos de vía, Cátedra de Transportes Guiados - Universidad Nacional de La Plata. Ing. Lisandro Chlaula – Ing. Alberto Keim - Ing. Miguel Ángel Fernández.
Vídeo: Cambio Metro de Neumáticos: Metro Sur Pneus - La vie du rail
Vídeo: Métro de Montréal - Appareil de voie, por NAINPORTEKI

martes, 21 de febrero de 2012

Así serán las remodelas estaciones del viaducto de Linea 5



Metro de Santiago ha puesto en marcha una licitación para ampliar las 6 estaciones de el viaducto de linea 5 en Vicuña Mackenna, en un tramo aproximado de 5,9 Km. El hecho para ampliar las estaciones se debe principalmente para que estas puedan recibir trenes más largos que los que actualmente circulan en dicha linea, ya que solo pueden circular trenes de hasta 7 coches como seria el caso de los NS 93. Actualmente las estaciones tienen un largo de 108 metros, pero en el momento de la construcción de el viaducto en los años 90's, se dejaron columnas y capiteles reforzados para su futura ampliación en un largo de 27 metros para alargar las estaciones a futuro en 135 metros y mantener el largo estándar de toda la red.

Tensoestructura estación Las Parcelas.
La estructura de la ampliación prevé estar realizada mediante un esqueleto metálico cubierto por una tensoestructura al igual que las estaciones de Linea 5 en Maipú, y continuar con la misma losa de los andenes de la estación. Además en los diseños se planea cerrar con la misma tensoestructura el vano que existe en las estaciones, entre las 2 cubiertas que van sobre cada uno de los andenes. De esta manera con la ampliación de los andenes de 108 a 135 metros permitirá a metro operar en linea 5 con trenes más largos de 8 o 9 coches, permitiendo un mayor numero de pasajeros por cada tren, un menor tiempo de espera en los andenes y disminución del hacinamiento.

Vistas de el diseño de las ampliaciones:


Plano estación Carlos Valdovinos.





sábado, 14 de enero de 2012

Tercer Riel.


 Si en el post anterior hablábamos de la barra guía y su funcionalidad en el sistema de guiado, electrificación, soporte del tapiz del pilotaje automático y radio comunicación en el sistema de metro de neumáticos hoy hablaremos de su homólogo para entregar energía de tracción en el sistema férreo.
El tercer riel o tercer carril como lo llaman en algunas partes (difiérase del termino de vía de ancho mixto.) es una barra o perfil de acero laminado paralelo a la vía el cual va montado sobre unos aisladores de poliéster que, a su vez van montados sobre zapatas de acero, las cuales van sujetas a la longerinas de hormigón o bibloques según el caso que corresponda mediante cuatro pernos de anclaje. Cada aislador va separado del próximo cada 3 metros aproximadamente (en las líneas 4 y 4A del Metro de Santiago).

Esquema se sujeción del Tercer Riel.

Aislador y zapata de sujeción del Tercer Riel.

 La función del tercer riel es entregar energía eléctrica necesaria para la tracción de los trenes. La energía es captada a través de un frotador o patín ubicado a cada costado del bogie motriz. Por lo general el tercer riel se ocupa en la mayoría de sistemas de metro del mundo, además de líneas suburbanas rápidas.


Historia.

  En el principio este fue uno de los métodos de alimentación eléctrica más usados del mundo, exclusivamente por tranvías y ferrocarriles urbanos. Uno de los primeros trenes experimentales en usar este método fue uno desarrollado por Siemens & Halske, presentado en la Exposición Industrial de Berlín de 1879. Este prototipo utilizaba la alimentación por tercer riel entre los rieles de rodadura.


Tren eléctrico de Siemens & Halske, en la Exposición Industrial de Berlín de 1879. 

 El primer ferrocarril en usar el sistema de tercer riel central fue el Ferrocarril ligero de Bessbrook y de Newry en Irlanda, abierto al público en 1885. Por lo general los tranvías fueron los primeros en beneficiarse del sistema del tercer riel, claro que en 1890 fue su primera aplicación a ferrocarriles metropolitanos como la City & South London Railway (C&SLR) la cual fue la primera línea de ferrocarril subterráneo profundo o metro del mundo. Así se masifico el uso del tercer riel, con la segunda línea en usarlo la cual fue el The Liverpool Overhead Railway (1893), la primera línea de metro en superficie a través de viaducto (ya cerrada y desmantelada en 1957). En Estados Unidos la primera línea en usar el tercer riel fue la Metropolitan West Side Elevated Railroad en 1895 en Chicago, luego le siguió París en el 1900, Nueva York en 1907, etc.
Tren en Nueva York con tercer riel central.
 Aunque en desuso ya en muchas líneas férreas en reemplazo de la catenaria flexible y rígida, es un sistema que se emplea en muchos metros recién inaugurados del mundo como en el de Tokio, Copenhagen, Taipei, Chile, Paris, Londres, etc. Cabe destacar que la barra guía también se le conoce como tercer riel, esta apareció  por primera vez en 1956 en la línea 11 del Metro de París y luego se extendió a México, Chile y Canadá a fines de los 60’s y principios de los 70’s. En tranvías el sistema ya ha sido reemplazado totalmente por catenarias y la nueva solución de alimentación por el suelo o APS (Alimentation Par le Sol) desarrollada por Alstom.

Datos Técnicos:

 El tercer riel tiene tres tipos de sistema de contacto para la toma de corriente mediante zapatas. El más usado y el más antiguo en conocerse su uso es el Top Contact o de contacto superior, en el cual el frotador del tren capta la corriente del tercer riel rozando la superficie de este. Se considera que este tipo de tercer riel es el más peligroso de todos ya que muchas veces carece de protecciones lo cual en caso de contacto con él se pueden producir electrocuciones. El otro tipo de contacto es el Side Contact o de contacto de costado, es el sistema que se usa en frotadores de barras guía, este contacto permite al tercer riel o barra guía tener una cubierta aislante que evita electrocuciones. El tercer tipo de contacto se llama Bottom Contact o de contacto inferior en el cual el tercer riel se encuentra totalmente protegido y el frotador toma corriente de el tren realiza el contacto por la parte inferior del tercer riel. Este es uno de los métodos más seguros ya que evita la electrocución por contactos accidentales o suicidios.

Configuración del tercer riel.
Tercer riel de contacto inferior.

Ventajas y desventajas del uso del tercer riel:

 El uso del tercer riel es mucho más rentable si se usa en sectores donde hay un tráfico más fluido de trenes, es mucho más barato de instalar que la catenaria ya que una sección de tercer riel equivale a aproximadamente 1 metro de hilo de contacto, además se produce un ahorro considerable en la estructura de sujeción comparada con la de la catenaria como postes, o arcos. Esto mismo también reduce los gálibos de la vía con respeto a la catenaria. La rigidez del tercer riel no experimenta deformaciones sensibles, ni por su propio peso, ni por el paso de los frotadores toma de corriente, al contrario de lo que sucede con la catenaria la cual puede experimentar problemas con los pantógrafos. Aun así pese a ciertas ventajas del tercer riel las desventajas son muchas, como por ejemplo el riesgo inminente de electrocución para personas o animales en la vía, necesidad de interrumpir el tercer riel en pasos peatonales, pasos de nivel o cambios de vía. Problemas de pérdida de tensión en secciones muy largas de tercer riel por lo cual requiere de numerosas subestaciones de rectificación a lo largo de la línea, lo que encarece su costo de operación, además no hay posibilidad de empleo en electrificación con corriente alterna. Otro aspecto importante es que la corriente continua es limitada la tensión de servicio. La poca altura a la que está del suelo, del orden de 30 cm, limita la tensión a valores entre los 500 y los 800 Volts, a pesar de que haya casos en los que se alcancen los 1.500 Volts. El tercer riel además es muy susceptible a los cambios climáticos, por ejemplo el tercer riel de contacto superior presentan problemas de acumulación de nieve y hielo lo que provoca problemas entre el contacto del frotador toma corriente y el riel. Aunque el problema principal del tercer riel en su uso en las líneas férreas es la limitación de velocidad que pueden alcanzar los trenes, esto se debe a que el frotador del tren presenta problemas en las zonas donde el tercer riel se debe interrumpir lo cual produce una limitación de velocidad. Se establece que la máxima velocidad de operación del tercer riel es de 160 km/h, de hecho el limite alcanzado fue de 174 km/h en el Reino Unido. Es por eso que este solo esta limitado a sistemas ferroviarios de menor velocidad y de reducida extensión como los metros y algunos sistemas de transporte suburbano.

 Referencias: Third Rail, Wikipedia en Inglés, Instalación y control topográfico para la puesta
en marcha del sistema de rieles del Metro de Santiago línea 4 y 4A, Cristian Silva Soto y Cristian Vásquez Ibarra 2005.

viernes, 13 de enero de 2012

Tren Expreso del Recuerdo a San Antonio.


"Vuelve el Tren a la playa"

El primer viaje del Expreso de el Recuerdo de el 2012 con el regreso de el tren a los populares viajes de antaño a la playa.

El Expreso de el Recuerdo un tren de la ACCPF (Asociación Chilena de Conservación de Patrimonio Ferroviario) y EFE realizara una viaje el próximo sábado 28 de Enero a las 08:30 hrs, entre las estaciones Alameda (Estación Central)- San Antonio - Alameda en un tren con coches de las décadas del 20, 50 y 60. El hermoso viaje sera un recuerdo del antaño y popular recorrido en tren que se realizaba a la costa entre Santiago y Cartagena, se espera que el tren parta en la mañana de el sábado para llegar a San Antonio al mediodía volver de regreso a Santiago en la tarde. El viaje en tren tiene las siguientes tarifas, las que incluyen desayuno y once, además de la atención abordo:

Coche Salón: $19.900
Primera Clase:  $24.900
Coche Super Salón: $29.900
Coche Comedor: $85.000 (Valor para cuatro personas).

Puedes comprar tus pasajes en las boleterías bajo el reloj de la Estación Central, todos los días entre las 12:00 y las 21:00.