El control de tráfico

1. Un recorte necesario

Como en el mundo real, la red debe dividirse en secciones, llamadas cantones, para permitir el control del tráfico. La longitud de un cantón debe ser al menos igual a la longitud del tren más grande, a la que se le añade la distancia entre el punto de parada de la locomotora y el límite del siguiente cantón (aproximadamente, una veintena de centímetros). Esto hace que, a escala HO (relación de reducción de 1/87), los cantones sean de unos 2 m o incluso más, dependiendo del tamaño de los convoyes que se piense hacer circular.

El funcionamiento de la división en cantones es sencillo. Es esta simplicidad la que hace que el sistema sea fiable. Pongamos un ejemplo: un tren se aproxima por el cantón 10. Todas las señales están en verde.

El tren ha llegado al cantón 11, el semáforo del cantón 10 pasa a rojo.

El semáforo permanece en rojo mientras el convoy atraviesa el cantón 11.

El tren ha salido completamente del cantón 11, el semáforo del cantón 10 cambia a verde y el del 11, a rojo.

Así, el cantón debe estar completamente despejado, de forma que esté accesible para el siguiente tren. De este modo, no es posible que un convoy alcance a otro.

Además, el semáforo solo debe ponerse en rojo una vez que el tren haya salido completamente del cantón porque hay que tener en cuenta el caso...

1. El principio general

La convención de nomenclatura se enriquece con dos letras adicionales para designar aparatos de vías:

A: cambio de agujas

T: TUD (Travesía de unión doble), TUS (Travesía de unión simple) o cruce

En el caso de un cambio de agujas, es preferible colocar los límites del cantón al nivel de este. Estos deben estar siempre en el lado del talón. El siguiente ejemplo también muestra la posición de los detectores y las señales. Las señales del lado del talón deben mostrar un cuadrado (dos luces rojas) si el desvío no está orientado con esa vía. Además, la activación del detector asociado debe desencadenar inmediatamente una parada de emergencia para que no sea posible entrar en un cambio de agujas que no esté correctamente orientado.

2. Las excepciones

Sin embargo, no siempre se pueden crear cantones de la longitud del tren más largo, especialmente si está situado entre dos desvíos. En este caso, la longitud del cantón viene dictada por la distancia entre los cambios de agujas. Estos cantones cortos no necesitan tres detectores de presencia. Por debajo de 1 m de longitud, no es realmente necesario un detector intermedio, ya que las distancias de frenado no son suficientes.

Hay una excepción a la regla de «un desvío = un límite de cantón»:...

1. Una verdadera amenaza

Existe una amenaza permanente para los amplificadores: se trata de los cortocircuitos. Y en una red de trenes, los riesgos de cortocircuito son numerosos:

Aunque algunos amplificadores de salida (aquellos basados en el circuito LMD18200) disponen de una protección eficaz contra los cortocircuitos, puede tranquilizar el añadir una protección adicional para limitar el riesgo de destrucción intempestiva.

Es importante prestar mucha atención al cableado de los diferentes amplificadores si alimentan secciones sucesivas de la misma vía. Si están cableados en la misma dirección, hay poco riesgo. Sin embargo, si están cableados en sentido contrario, se producirá un cortocircuito al cruzar el límite, lo que puede provocar la destrucción inmediata de uno o de los dos «boosters». El cortocircuito se produce por la corriente que circula entre las ruedas encargadas de recoger la alimentación eléctrica.

Este problema también puede producirse con un único amplificador en el caso de equipos de maniobras, como bucles o triángulos de inversión. En este caso, debe preverse un circuito de conmutación, manual o automático, para protegerlo de los cortocircuitos.

2. La protección pasiva

Este es un método muy sencillo, pero a pesar de todo, eficaz. Basta con insertar una bombilla incandescente en el circuito de salida para obtener una protección eficaz contra los cortocircuitos.

La operación es elemental. La resistencia del filamento de una bombilla tiene un valor muy bajo cuando está apagada, pero es mucho mayor cuando se enciende, debido al calor generado por el filamento. Esto no funciona con las lámparas led.

En funcionamiento normal, sin cortocircuito, el consumo eléctrico es limitado. Hay poca corriente que fluya a través de la bombilla, por lo que no se enciende. Su resistencia es baja; así, la tensión a través de sus terminales también es baja.

Si se produce un cortocircuito...

1. Respetando el semáforo

Para controlar el desplazamiento de los trenes, es necesario poder detenerlos si el semáforo está en rojo al final del cantón. Para ello, la red debe dividirse eléctricamente en cantones. Esto es un poco restrictivo, ya que requiere un aislamiento eléctrico mediante eclisas aislantes cada 2 m aproximadamente. Pero esto tiene la ventaja de garantizar una distribución uniforme del suministro eléctrico, eliminando los problemas de pérdidas en los raíles. Estos cantones permiten gestionar las zonas de parada para los convoyes y también ofrecen la posibilidad de leer la identificación de la locomotora presente en el cantón mediante el canal de retroinformación.

En el ámbito analógico, una zona de parada es un tramo de vía de unos 50 cm que puede aislarse eléctricamente en uno de los dos conductores mediante un relé. Suele ser un relé biestable, que tiene la ventaja de que solo necesita una fuente de alimentación para cambiar de estado. Esta es la solución clásica, utilizada en el ámbito analógico desde hace décadas. En digital, el método anterior puede seguir utilizándose, pero tiene el inconveniente de provocar una parada repentina, así como que las luces de la locomotora se apaguen.

Existen métodos digitales específicos que permiten...

1. Una parada suave

También se puede proceder de otra forma. En lugar de cortar los raíles para crear zonas de parada, se pueden utilizar detectores de infrarrojos para enviar una señal de parada cuando se detecta un convoy.

Por último, hay una forma más sencilla de detener los trenes suavemente: enviar una señal DCC «broadcast» de parada a las vías. Esto tiene la ventaja de ser compatible con todos los modelos de descodificadores.

Evidentemente, se requiere un amplificador por cantón. En contrapartida, no es necesario instalar relés ni cortar los raíles nuevamente. El seccionamiento establecido para los cantones es suficiente. 

Esto ofrece una flexibilidad operativa innegable.

Si las vías son bidireccionales y todos los cantones de la red tienen aproximadamente la misma longitud, solo se puede utilizar un detector, situado en el centro de cada cantón. Estos detectores también permiten mejorar la precisión del posicionamiento de los convoyes para el puesto de control y la automatización. En una vía de doble sentido hay, pues, tres detectores por cantón.

La protección activa contra cortocircuitos a base de ACS712 es necesaria, pues permite que el tráfico no se interrumpa, a la vez que protege el amplificador.

Debería ser posible conseguir una parada gradual simplemente jugando con consignas de velocidad generalizadas, como las que puede generar el regulador. Si el tren ya circula a velocidad reducida, la incertidumbre sobre el punto de parada es mucho menor. Así, el punto de parada debería estar precedido por una zona de desaceleración, donde la señal DCC ya impondría una velocidad reducida.

Tomemos el ejemplo de un cantón típico. Las «S» representan señales y las «D», los detectores.

Si S11B pasa a rojo, cualquier tren que llegue al cantón 11 debe detenerse al nivel de la señal. Así es como podría ocurrir para el regulador, que está controlado por el PMC (el puesto de mando central), que se presentará en el próximo capítulo.