Encargado de Trabajos en Infraestructura Ferroviaria - MOD4_v1 (PDF)

ENCARGADO DE TRABAJOS EN INFRAESTRUCTURA DIRECCIÓN GENERAL DE GESTIÓN DE PERSONAS 1 SUBDIRECCION DE FORMACIÓN 2 ÍNDICE ÍNDICE....................................................................................................................................................................3 GENERALIDADES....................................................................................................................................................5 INFRAESTRUCTURA Y VÍA..........................................................................................................................................7 1 INFRAESTRUCTURA.............................................................................................................................................9 2 SUPERESTRUCTURA...........................................................................................................................................18 3 VIGILANCIA DE LA VÍA.......................................................................................................................................39 4 PASOS A NIVEL..................................................................................................................................................41 5 TRABAJOS EN VÍA..............................................................................................................................................43 TELECOMUNICACIONES...........................................................................................................................................51 1. TELEFONÍA DE EXPLOTACIÓN...........................................................................................................................53 2 DETECTORES Y SERVICIOS AUXILIARES DE TELECOMUNICACIONES.................................................................62 3 CABLES DE COBRE.............................................................................................................................................68 4 CABLES DE FIBRA ÓPTICA..................................................................................................................................74 5 TREN TIERRA......................................................................................................................................................81 6 RADIOTELEFONÍA RAM.....................................................................................................................................93 7 GSMR.................................................................................................................................................................94 8 LOS SISTEMAS DE TRANSMISIÓN....................................................................................................................114 SEÑALIZACIÓN FERROVIARIA................................................................................................................................122 1 INTRODUCCIÓN A LA SEÑALIZACIÓN FERROVIARIA.......................................................................................124 2 COMPONENTES BÁSICOS................................................................................................................................126 3 ATP/ATC..........................................................................................................................................................142 4 SUMINISTRO DE ENERGÍA...............................................................................................................................149 5 CABLES Y TENDIDOS........................................................................................................................................150 ELECTRIFICACIÓN...................................................................................................................................................160 1 GLOSARIO DE ELECTRIFICACIÓN.....................................................................................................................162 2 INTRODUCCIÓN...............................................................................................................................................164 3 SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN.........................................................................................................................165 4 TIPOS DE CATENARIA......................................................................................................................................170 5 CONJUNTOS Y ELEMENTOS DE CATENARIA....................................................................................................186 6 CLASIFICACIÓN DE LOS TRABAJOS EN CATENARIA.........................................................................................190 3 4 GENERALIDADES El Administrador de Infraestructuras Ferroviarias (ADIF) es una entidad pública empresarial española dependiente del Ministerio de Transportes, movilidad y agenda urbana, que tiene como objetivo la construcción de líneas de ferrocarril y la gestión de su explotación. ADIF heredó la infraestructura de las extintas RENFE y FEVE, por lo que es propietaria de la mayoría de las líneas de ferrocarril de España. Todas las líneas que pertenecían a RENFE pasaron a ser de titularidad estatal, siendo administradas por ADIF desde el 1 de enero de 2005, lo mismo sucedió con las líneas pertenecientes a FEVE en 2012, incorporándose al ADIF 1.192km de vía estrecha el 1 de enero de 2013. ADIF es fruto de la Ley del Sector Ferroviario, que surge de la transposición de Directivas europeas, y que obliga a que las grandes empresas ferroviarias nacionales gestionen de forma independiente la infraestructura y la operación de los trenes que circulan por ella. El objetivo final es permitir a cualquier operadora ferroviaria (Empresa Ferroviaria) circular por la red en condiciones de igualdad. Con la reestructuración de ADIF se creó la Red Ferroviaria de Interés General (RFIG), que aglutina aquellas líneas que son esenciales para mantener el servicio de ferrocarril en España. Las principales actividades de ADIF son: Construcción. Mantenimiento y gestión de las líneas existentes Gestión del tráfico y asignación de surcos I+D El mantenimiento se centra en la parte de la infraestructura ferroviaria, la superestructura de vía y las instalaciones (electrificación, señalización y telecomunicaciones). 5 6 INFRAESTRUCTURA Y VÍA. 7 8 INFRAESTRUCTURA Y VÍA 1 INFRAESTRUCTURA 1.1 INTRODUCCIÓN En términos ferroviarios, se denomina infraestructura al conjunto de materiales, obras de tierra y de fábrica y estructuras que, situados sobre el terreno natural, soportan la superestructura de vía de una forma segura, fiable y resistente. La parte inferior de la infraestructura, en contacto con el terreno natural, es la explanación y está compuesta por las obras de tierra y de fábrica. A la parte superior de la infraestructura se la denomina plataforma, y es la que está en contacto con la parte inferior de la superestructura, esto es, con las capas de asiento. El trazado en planta de la infraestructura ferroviaria está compuesto por una sucesión de rectas y de curvas circulares, unidas entre ellas por curvas de transición de curvatura variable (Adif ha adoptado la clotoide). Sus principales condicionantes son los radios mínimos de las curvas circulares y las longitudes mínimas de las curvas de transición. Los radios mínimos de referencia en las curvas circulares no serán inferiores a 250 m en líneas de ancho internacional o convencional, ni inferiores a 200 m en ancho métrico, salvo situaciones excepcionales y justificadas en las que se requiera radios inferiores. El trazado en alzado, por su parte, se compone de una sucesión de rampas y pendientes, unidas entre sí mediante acuerdos verticales en forma de parábola o curva circular. Como valor de referencia, la pendiente máxima de una línea no debe superar el 12,5‰ en líneas de tráfico mixto o de mercancías ni el 25‰ en líneas de tráfico exclusivo de viajeros (20‰ en ancho métrico). Por tanto, el trazado de una línea ferroviaria tiene limitaciones determinantes en cuanto al radio de las curvas y a la pendiente, con otra limitación añadida que es el gálibo. Las pendientes deben ser pequeñas y las curvas suaves y, como el terreno natural por donde transcurre el trazado no siempre reúne estas condiciones, resulta necesario realizar obras para salvar los obstáculos de la orografía del terreno a fin de obtener la explanación adecuada. 9 INFRAESTRUCTURA Y VÍA 1.2 OBRAS DE TIERRA El movimiento de tierras tiene gran relevancia en las obras ferroviarias debido a las exigencias del trazado, por eso es fundamental un estudio adecuado de la compensación de tierras entre las excavaciones y rellenos de la traza. Todo ello hace necesario conocer las condiciones geotécnicas del terreno y los materiales que se van a emplear como relleno. A la superficie que limita una obra de tierra lateral o frontalmente, conformando su geometría y adecuando su estabilidad, se la denomina talud. Los taludes pueden ser de desmonte o de terraplén. Cuando la cota de la explanación coincide con la del terreno, se tiene una explanación a nivel. Cuando la cota de la explanación es inferior a la del terreno natural, hay que realizar las excavaciones necesarias, formando lo que se llaman trincheras o desmontes, limitadas lateralmente por los taludes de desmonte. Cuando la cota de la explanación está por encima del terreno natural, es preciso rellenar con tierras. Esto es lo que se conoce con el nombre de terraplén, limitado a ambos lados por taludes de terraplén. 10 INFRAESTRUCTURA Y VÍA En los casos en que es necesario hacer un desmonte por un lado de la vía y por el otro rellenar con tierras, se tiene una explanación a media ladera. En estos casos, existe un talud de terraplén y otro de desmonte. 1.3 OBRAS DE FÁBRICA Las pequeñas obras de fábrica son diversas y cumplen diferentes funciones, principalmente de drenaje y de refuerzo estructural. En general, se denomina luz de una obra a la separación entre apoyos. Además de estas pequeñas obras de fábrica, están los puentes, viaductos y túneles, que permiten al trazado ferroviario salvar grandes obstáculos orográficos, y que son considerados estructuras. 1.3.1 OBRAS DE DRENAJE Las obras de drenaje son obras de fábrica cuya función es evacuar el agua. Pueden ser longitudinales, que discurren longitudinalmente a lo largo de la plataforma ferroviaria, o transversales, que permiten el paso del agua de un lado al otro de la plataforma. Las cunetas son obras de drenaje longitudinal, pues discurren a lo largo de la vía, y su función es recoger y evacuar el agua de escorrentía procedente de los taludes y de la propia plataforma, infiltrada a través del balasto. Deben tener cierta pendiente longitudinal y puntos de desagüe. Hay diferentes tipos de cunetas según su sección, material y proceso de fabricación, con tapa o sin ella, etc. 11 INFRAESTRUCTURA Y VÍA Las obras de desagüe transversal, según su sección, pueden ser: Tubos. Tienen sección circular y diámetro de hasta 2 metros, y están construidos para el desagüe de pequeñas cantidades de agua. Marcos. Tienen sección rectangular con prefabricados de hormigón y tienen una luz entre 2,5 y 6 metros. Estas obras de drenaje permiten no solo desaguar, sino también el paso de avifauna. 12 INFRAESTRUCTURA Y VÍA Pontones. Tienen una luz de hasta 10 metros y pueden tener diferentes secciones. Además, su uso puede ser también como camino de acceso. 1.3.2 MUROS Los muros son obras de fábrica empleados en los taludes, tanto de los terraplenes como de las trincheras, con distintas funciones. Los muros de contención se construyen para contener los taludes cuando el terreno es inestable. Los muros de sostenimiento se construyen separados del talud y permiten la acumulación del material que proviene del talud. Los muros de revestimiento son más flexibles y se construyen en los taludes para evitar erosiones y deterioros de las tierras, disminuyendo el riesgo de que éstas invadan la vía. Estos muros suelen construirse de pequeño espesor. 13 INFRAESTRUCTURA Y VÍA 1.3.3 PUENTES Los puentes y viaductos son estructuras que salvan cursos de agua, barrancos y depresiones, carreteras, etc. con luces superiores a los 10 metros, siendo la luz la distancia existente entre apoyos. Hay distintos tipos de puentes según el material con el que estén construidos: de fábrica, metálicos y de hormigón. Pueden ser de un único tramo o estar formados por varios tramos. Los elementos principales de un puente se muestran en la siguiente figura: Los apoyos extremos del puente que están en contacto con la obra de tierra (terraplén) y asientan sobre el terreno son los estribos. ESTRIBO La pila es el apoyo intermedio, el soporte vertical del puente, desde la cimentación del terreno hasta el tablero. Según la luz del puente, éste contará con mayor o menor número de pilas, pudiendo no existir ninguna. 14 INFRAESTRUCTURA Y VÍA PILA El tablero o losa es la estructura horizontal del puente que sirve de apoyo a la superestructura de vía. Los aparatos de apoyo suelen ser de material elástico y se disponen entre las vigas del tablero y las pilas o estribos. En el caso de los puentes metálicos, pueden estar formados por rodillos de acero que permitan la contracción y dilatación por temperatura u otros factores. 1.3.4 TÚNELES Cuando el nivel de la explanación deba ser mucho más bajo que el del terreno natural, se hace preciso la construcción de un túnel, ya que una trinchera con una altura excesiva presenta riesgo de desprendimientos. De esta forma, se acorta la línea a través de montañas y se evitan curvas de radio cerrado y pendientes. Se denomina boca (boquilla o emboquille) a los extremos del túnel, por los cuales que se accede al mismo. Siguiendo el sentido de la kilometración, primero se encuentra la boca de entrada, al inicio del túnel, y la boca de salida se encuentra al final. A la estructura superior del túnel se le llama bóveda y a las paredes laterales, hastiales. 15 INFRAESTRUCTURA Y VÍA Algunos túneles cuentan con lo que se denominan aletas, que son estructuras de prolongación de la boquilla hacia los taludes exteriores laterales, y que pueden ser tanto de hormigón como de fábrica. En los túneles con emboquille de fábrica, en su parte superior se coloca una estructura, habitualmente de sillería, denominada imposta. 16 INFRAESTRUCTURA Y VÍA 1.3.5 PASOS Son obras de cruce que permiten el cruce a distinto nivel de pasos peatonales, de vehículos de carretera o de ferrocarril con una línea ferroviaria. Desde el punto de vista de una línea ferroviaria, las obras de cruce pueden ser: Paso superior: obra de paso situada por encima de la línea ferroviaria. Paso inferior: obra de paso situada por debajo de la línea ferroviaria. 17 INFRAESTRUCTURA Y VÍA 2 SUPERESTRUCTURA La superestructura de vía, sin tener en cuenta la señalización, la electrificación ni las telecomunicaciones, se clasifica, en cuanto al sistema que alberga y soporta el emparrillado de vía, en dos grandes tipologías: vía con balasto y vía sin balasto. Vía con balasto. La superestructura puede estar formada por diferentes capas de asiento. Entre ellas, las que siempre encontraremos son las capas de sub-balasto y balasto, sobre las que se asentará el denominado emparrillado de vía (compuesto por traviesas, sujeciones, carriles, juntas y aparatos de vía). Vía sin balasto. Se entiende por vía sin balasto aquella construcción en la que la capa de balasto que soporta el emparrillado de la vía es sustituida por una o varias capas de diferente naturaleza que configurarán el paquete de vía y asumirán las funciones de dicha capa. Estas capas pueden estar constituidas por una amplia variedad de materiales, de entre las que se destacan el hormigón, el asfalto, o los materiales compuestos. El emparrillado, en este caso, variará según el sistema empleado (carril embebido, traviesas, bloques, etc.). Cada tipología tienes sus ventajas y sus inconvenientes y, aunque la mayor parte de las líneas de Adif están montadas sobre balasto, cada vez son más los kilómetros instalados de vía sin balasto, principalmente para ciertos usos específicos, como estaciones, túneles o viaductos. 2.1 GEOMETRÍA DE VÍA La geometría de la vía tiene un efecto directo sobre la calidad de la misma, afectando a la seguridad en la circulación, pero también a la fiabilidad del sistema y al confort del viajero. Son los coches de medición geométrica, conocidos también como trenes o vehículos auscultadores, los que recaban y procesan toda la información sobre la calidad geométrica de la red. Este proceso se conoce como auscultación geométrica. La auscultación geométrica de vía es uno de los pilares en que se apoya el mantenimiento preventivo de vía. Gracias a los parámetros que se miden en ella, es posible hacer una planificación del mantenimiento anual, mensual y semanal. Asimismo, los resultados que proporciona permiten corregir defectos de vía que podrían constituir un defecto de confort en primera instancia y, si no se corrigieran a tiempo, un aumento de riesgo para las circulaciones. Los principales parámetros geométricos son alineación, nivelación longitudinal, ancho de vía, nivelación transversal (peralte) y alabeo. Estos parámetros se calculan como desviaciones respecto a los ejes teóricos en planta y en alzado. En los tramos en los que exista peralte, el eje en alzado se corresponde con la cota del carril más bajo. 18 INFRAESTRUCTURA Y VÍA 2.1.1 ANCHO DE VÍA El ancho de vía es la distancia entre las caras activas (internas) de los dos carriles, medida como la menor distancia entre líneas perpendiculares a la superficie de rodadura cuya intersección con cada carril está situada en un punto hasta 14 mm por debajo de la superficie de rodadura. En alineación recta: Ancho de vía internacional, estándar o UIC: 1.435 mm. Ancho de vía convencional, ibérico o RENFE: 1.668 mm. Ancho de vía métrico: 1.000 mm. 2.1.2 ALINEACIÓN La alineación de cada hilo o carril es la distancia entre su posición real y la teórica, medida en el plano horizontal (en planta). 19 INFRAESTRUCTURA Y VÍA 2.1.3 NIVELACIÓN LONGITUDINAL La nivelación longitudinal (en alzado) es un parámetro que define las variaciones de cota de la superficie de rodadura de cada hilo o carril, respecto de un plano de comparación. 2.1.4 PERALTE El peralte es el parámetro que define la diferencia de cota entre las superficies de rodadura de los dos carriles en una misma sección transversal de la vía. También se puede llamar nivelación transversal. 2.1.5 ALABEO El alabeo se determina en la práctica como la diferencia entre el peralte existente en dos secciones transversales de la vía, separadas por una distancia determinada (base de medida). 2.1.6 OTRAS DEFINICIONES Distancia entre ejes de vía: es la distancia entre los dos ejes de dos vías contiguas. Dicha distancia viene determinada por la resistencia de las cajas de los vehículos a los esfuerzos aerodinámicos en los cruces de trenes. 20 INFRAESTRUCTURA Y VÍA Entrevía: es la distancia que existe entre dos vías contiguas, medida entre sus caras activas más próximas. Inclinación de carril: se define como la tangente del ángulo que forma el eje de simetría de la sección transversal del carril con la perpendicular al plano de la vía. El valor que se emplea en Adif es 1:20. El motivo de esta inclinación del carril hacia el interior es resistir mejor las acciones a las que está sometido. 21 INFRAESTRUCTURA Y VÍA 2.2 SUB-BALASTO El sub-balasto es la capa situada por debajo del balasto y sobre la plataforma de vía. Su función es evitar daños a la plataforma por erosión, drenar el agua de lluvia, mejorar el reparto de las cargas y mantener el balasto fuera del alcance de elementos extraños. La capa de sub- balasto debe existir en cualquier tipo de plataforma. El material que se emplea como sub-balasto es una grava arenosa bien graduada. Este material consigue una buena compactación, no se desliga bajo el peso de la maquinaria durante la construcción y es insensible a las heladas. 2.3 BALASTO El balasto es el material granular formado por áridos de distintos tamaños que se dispone en una banqueta sobre el sub-balasto y bajo la vía. El balasto debe proceder del machaqueo de rocas extraídas de cantera. Estas rocas deben ser de naturaleza silícea, no admitiéndose aquellas de naturaleza caliza o dolomítica. El balasto no podrá contener fragmentos de madera, materia orgánica, metales, plásticos, rocas alterables, ni tampoco materiales tixotrópicos, expansivos, solubles, putrescibles, combustibles ni polucionantes. 22 INFRAESTRUCTURA Y VÍA Las piedras de balasto deberán tener un tamaño entre 22.4 y 63 mm, con un porcentaje máximo de partículas finas del 1%. Las piedras de balasto deben tener aristas vivas para evitar su resbalamiento, y formas cúbicas o poliédricas para facilitar el drenaje del agua. Las funciones principales de la banqueta de balasto son: Amortiguar las cargas ejercidas por los trenes a su paso y transmitirlas de forma uniforme a la plataforma. Impedir el desplazamiento de la vía, estabilizando el conjunto traviesa-carril. Facilitar el drenaje de las aguas de lluvia. Aislar la explanación de los efectos de las heladas. Permitir la recuperación geométrica de la vía, facilitando las operaciones de nivelación y alineación. 23 INFRAESTRUCTURA Y VÍA 2.4 TRAVIESAS Las traviesas son elementos de la superestructura de vía que, situados en dirección transversal al eje de la vía, sirven para mantener unidos a una distancia fija (ancho de vía) los dos carriles que conforman la vía, y constituyen el nexo de unión entre los carriles y la banqueta de balasto. En la red de Adif, la distancia entre ejes de las traviesas es de 600 milímetros. Las funciones principales que desempeñan las traviesas son: Servir de soporte a los carriles asegurando su separación e inclinación. Repartir sobre el balasto las cargas verticales y horizontales transmitidas por los carriles. Mantener la estabilidad de la vía en los planos horizontal y vertical, frente a los esfuerzos estáticos del peso propio, los dinámicos debidos al paso de los trenes y los procedentes de las variaciones de temperatura. Mantener, el aislamiento eléctrico entre los dos hilos. Dependiendo del material empleado en la fabricación de las traviesas, se tienen traviesas de madera, sintéticas y de hormigón. En Adif no se utilizan traviesas metálicas. Las traviesas de madera, por su parte, pueden ser de tres tipos según sus dimensiones: las traviesas normales, las cachas y las traviesas especiales. Las traviesas normales son las que se instalaban en la vía desde el origen del ferrocarril. Actualmente, ya no se instalan en vía nueva, aunque todavía están presentes en multitud de líneas. Las cachas son traviesas de madera de mayor longitud que las normales y todavía se siguen empleando en algunos aparatos de vía. Por último, las traviesas especiales tienen dimensiones diferentes y continúan empleándose para usos específicos, como son los aparatos de dilatación, los puentes metálicos o los entarimados de ciertos pasos a nivel. 24 INFRAESTRUCTURA Y VÍA Las traviesas de hormigón se clasifican en traviesas bibloque y traviesas monobloque. La traviesa de hormigón bibloque está formada por dos bloques de hormigón, donde apoya cada uno de los carriles, unidos por una riostra de acero. Fueron las primeras traviesas de hormigón que se instalaron y, por su configuración, tienen poca capacidad para mantener el ancho de vía. Por este motivo, actualmente se encuentran en desuso, aunque siguen estando presentes en algunas líneas. Únicamente se instalan en vías sobre traviesa de madera sometidas a una renovación progresiva de vía, y en algunos sistemas vía sin balasto como, por ejemplo, Stedef y Rheda 2000. Las traviesas monobloque de hormigón son las que se instalan en la actualidad en la vía nueva con balasto. Tienen mayor resistencia a los desplazamientos de vía y mayor durabilidad, aunque su coste es mayor y su peso es tan elevado que para manipularlas se requiere maquinaria pesada. Su tipología ha ido evolucionando con el tiempo para adaptarse a los distintos anchos de la red. Así, se tienen traviesas monobloque monovalentes (un solo ancho) de ancho convencional, de ancho internacional y de ancho métrico. Para las líneas de ancho convencional con expectativas futuras de cambiar la línea a ancho internacional, se diseñaron las traviesas polivalentes. Y para las líneas de ancho mixto, también llamado tercer carril, en las cuales pueden circular alternativamente trenes de anchos diferentes, se tiene las traviesas de ancho mixto, que albergan los tres hilos. 25 INFRAESTRUCTURA Y VÍA Las traviesas sintéticas, aunque en Europa cuentan con suficiente experiencia, son de reciente incorporación a la red de Adif. Se están utilizando en el montaje de algunos desvíos y estudiando su comportamiento. 2.5 CARRIL El carril es el elemento principal de la vía, fabricado en acero y obtenido por laminación. Su principal finalidad es servir de elemento sustentador del material rodante, actuando como dispositivo para su guiado, y de elemento conductor de las corrientes eléctricas, en su caso, como es el retorno a las subestaciones eléctricas o los circuitos de vía empleados en señalización y enclavamientos. Dada su naturaleza metálica, el carril tiende a dilatar o contraer en función de su temperatura. Al encontrarse sujeto a las traviesas, se generan tensiones internas en el metal que, si no se gestionan adecuadamente, pueden producir deformaciones (garrotes) o roturas de carril. La 26 INFRAESTRUCTURA Y VÍA solución inicial que se adoptó para atajar este fenómeno fue la vía con juntas. Con la evolución de la técnica, posteriormente, la vía comenzó a configurarse en barra larga soldada (BLS). A día de hoy, en la red de Adif todavía conviven ambas configuraciones. Los carriles pueden clasificarse según su peso por metro lineal, sección transversal, resistencia a la tracción, longitud y otros condicionantes. Atendiendo a su sección transversal, Adif emplea fundamentalmente el carril tipo Vignole, que consta de tres partes: Cabeza. Parte superior del carril que se utiliza como elemento de rodadura. Alma. Parte del carril, de pequeño espesor, que une la cabeza con el patín. Patín. Base del carril, de anchura mayor que la cabeza, con superficie inferior plana para su apoyo en las traviesas. Según el peso por metro lineal, Adif emplea actualmente tres tipos de carril. En las líneas convencionales más antiguas, se empleaba el carril 45 E3 (de 45 kg/m lineal, conocido en su día como RN 45). Con el incremento de velocidad de las líneas, se pasó al 54 E1 (54 kg/m) y al 60 E1 (60 kg/m). Actualmente, en la red de Adif estos tres tipos de carril continúan en uso. El perfil transversal de cada uno de ellos se muestra en la siguiente figura: Y por último, teniendo en cuenta la longitud del carril, se tienen diferentes denominaciones. Se denomina barra elemental al carril obtenido directamente por laminación, sin ninguna soldadura ni corte. Su longitud ha ido aumentando notablemente con el transcurso de los años. Actualmente tienen una longitud de 90 m. 27 INFRAESTRUCTURA Y VÍA Se denomina cupón de carril a un trozo de carril, obtenido por corte de una barra elemental. Se emplea fundamentalmente en trabajos de mantenimiento. La barra regenerada, por su parte, es la barra o carril usado, después de ser sometido a un proceso de eliminación de los defectos adquiridos durante su utilización, haciéndolo apto para un nuevo uso. Este proceso sólo se puede aplicar en la vía con juntas. Se llama barra de taller a aquella obtenida en taller o en parque por soldadura de varias barras elementales. Se utiliza principalmente para la formación de la barra larga soldada (BLS). La barra larga soldada (BLS) es la barra obtenida en vía mediante soldadura de barras de taller. Es la barra de carril empleada en lo que se denomina vía sin juntas. 2.6 JUNTAS DE CARRIL Una junta de carril o junta embridada es un sistema mecánico de conexión entre los extremos de dos barras de carril situados sobre el mismo hilo de la vía, que permite mantener la continuidad de la misma sin que los carriles estén soldados entre sí. Las juntas de carril deben solidarizar las barras que unen, impidiendo los movimientos verticales u horizontales de los extremos de los carriles. Existen diferentes tipos de juntas atendiendo a su función (aislantes y no aislantes) y a su posición respecto a las traviesas (apoyada, semiapoyada, suspendida y semisuspendida). Según su función, las juntas más empleadas son: Juntas no aislantes: las más comunes son las juntas ordinarias, fabricadas en acero e instaladas en la vía con juntas para unir las barras elementales. Con estas juntas, las barras quedan separadas a una pequeña distancia, denominada cala, para permitir la dilatación del carril con los cambios de temperatura. Existen otros tipos de juntas no aislantes empleadas en otras aplicaciones, como son las juntas a tope o las juntas “CE” de embridado rápido. 28 INFRAESTRUCTURA Y VÍA Juntas aislantes: se utilizan para conseguir un aislamiento eléctrico longitudinal de los hilos del carril en los circuitos de vía. Se clasifican en encoladas y no encoladas. o Juntas aislantes no encoladas: se fabrican en madera baquelizada o fibra de vidrio. Tienen una pieza aislante de fibra con el mismo perfil que el carril, que impide el contacto entre los extremos de las barras de carril a unir. No llevan cola de unión. o Juntas aislantes encoladas (JAE): además de los elementos que componen la junta (bridas de acero, tornillos, cupones y elementos de fijación y aislamiento), llevan cola de unión. Pueden montarse en taller o en la propia vía (in situ). En el caso de ser montadas en la vía, el montaje debe realizarlo personal homologado. Estas juntas aislantes encoladas in situ se utilizan en la rehabilitación de juntas aislantes averiadas y montaje de nuevas. 29 INFRAESTRUCTURA Y VÍA 2.7 SUJECIONES Una sujeción es un elemento o conjunto de elementos que fijan el carril a la traviesa, asegurando la invariabilidad del ancho de vía y facilitando la transferencia de las acciones a la infraestructura. En la mayoría de los casos, impide el movimiento entre el carril y la traviesa. Algunos de los elementos que conforman los diferentes tipos de sujeciones son los tirafondos, los clips, las placas de asiento y las placas acodadas. La sujeción debe desempeñar, junto con el resto de elementos, las funciones que se le exigen al conjunto de la vía, es decir, proporcionar la suficiente capacidad elástica para permitir absorber las acciones mecánicas a las que está sometida. Por este motivo, la rigidez proporcionada al introducir el uso de las traviesas de hormigón se debe ver compensada por la utilización de sujeciones elásticas. Las sujeciones se pueden clasificar atendiendo a diferentes factores. Según su elasticidad, se dividen en rígidas o elásticas. En función del sistema de anclaje y sujeción, se distinguen sujeciones directas e indirectas. Por último, atendiendo al grado de libertad que confieren, existen sujeciones con aplicaciones específicas que son deslizantes, ya que permiten el libre movimiento longitudinal del carril, y también las hay antideslizantes, que ofrecen una especial resistencia al desplazamiento del carril sobre la traviesa. 30 INFRAESTRUCTURA Y VÍA 2.8 APARATOS DE VÍA Los aparatos de vía son mecanismos que forman parte de la superestructura de vía, que aseguran la sustentación y guiado de un vehículo ferroviario a lo largo de un itinerario y que cumplen diferentes funciones, entre las que se encuentran: Permitir el cambio, cruce y desdoblamiento de vías (desvíos, travesías y combinaciones de ellos). Absorber el efecto de las variaciones de temperatura sobre el carril (aparatos de dilatación). Cambiar de lado el hilo común en vías en ancho mixto (cambiadores de hilo). Evitar que pueda entrar un tren descarrilado en zonas problemáticas (encarriladoras). Cada aparato de vía en Adif se designa de forma individual atendiendo a la norma mediante un código que incluye información suficiente sobre el tipo de aparato, su geometría y sus principales características técnicas. A modo de ejemplo, un desvío en ancho internacional, sobre traviesa de hormigón, de alta velocidad, con carril 60 E1, radio de 760 m, tangente de 0,071, corazón móvil, y orientación a derechas, tendría la siguiente designación: 2.8.1 DESVIOS El desvío es un aparato de vía que permite el paso de las circulaciones de una vía a otra, o a varias, cuyos ejes se acuerdan tangencialmente con el de la primera formando un ángulo muy pequeño con él. La designación de las vías en un desvío en recta es: Vía directa: la vía recta, la que tiene la continuidad de la circulación. Vía desviada: la vía curva, que da paso a la otra vía. 31 INFRAESTRUCTURA Y VÍA Atendiendo a la orientación de la vía desviada respecto a la vía directa, y tomando el desvío de punta, se tiene: Desvío a derechas: la vía desviada se separa a la derecha de la directa. Desvío a izquierdas: la vía desviada se separa a la izquierda de la vía directa. En todos los desvíos se puede distinguir tres zonas: Zona del cambio: zona donde se encuentran las agujas, que son la parte móvil del desvío. Zona de los carriles de unión: zona intermedia, constituida por los carriles de unión, y que tiene juntas aislantes. Zona de cruzamiento: donde los carriles interiores de las dos vías se cruzan, y lugar donde se encuentra el corazón del desvío. Los desvíos se clasifican también por tipos y en función de la velocidad de paso por vía directa. En línea convencional, se tienen desvíos tipo A, tipo B, tipo C, tipo V, tipo P o tipo G. Para líneas de alta velocidad están los desvíos tipo AV. Y con la incorporación del tercer carril a ciertas líneas, se desarrollaron los desvíos mixtos, que hacen compatible la circulación alternativa de trenes en diferente ancho. 32 INFRAESTRUCTURA Y VÍA 2.8.2 TRAVESIAS Una travesía es el cruce de dos vías con continuidad de las direcciones. Dependiendo del acceso que se permita a las vías que se cruzan, se tienen distintas tipologías: travesías sin unión, travesías de unión simple y travesías de unión doble. Travesía sin unión (T.S.U.): no hay acceso de una vía a la otra, por lo que no tiene cambios. Puede ser una travesía recta o puede ser oblicua. Travesía de unión simple (T.U.S.): travesía oblicua en la cual una de las dos vías permite el acceso a la otra vía. Tiene dos cambios. 33 INFRAESTRUCTURA Y VÍA Travesía de unión doble (T.U.D.): travesía oblicua en la cual cada una de las dos vías permite el acceso a la otra. Tiene cuatro cambios. 2.8.3 COMBINACIÓN DE APARATOS DE VÍA Los aparatos de vía que están constituidos por las combinaciones de desvíos y travesías tienen distintas denominaciones: Escape: combinación de dos desvíos que permiten unir entre sí dos itinerarios principales no convergentes (dos vías paralelas o concéntricas). Bretelle: combinación de dos escapes superpuestos con una travesía oblicua. Haz de vías: combinación de desvíos que, desde una vía principal, da acceso a varias vías paralelas. 34 INFRAESTRUCTURA Y VÍA Diagonal: combinación de desvío/s y travesías oblicuas con o sin unión que permite cruzar varias vías paralelas y conectar algunas de ellas. Bifurcación: combinación de aparatos de vía que permite el desdoblamiento de una línea (en vía única, doble o múltiple) en dos líneas distintas. 2.8.4 APARATOS DE DILATACIÓN El aparato de dilatación es un aparato diseñado para absorber las tensiones que soportan los carriles debido a los cambios de temperatura. Su mecanismo está compuesto por dos barras de acero que deslizan una sobre otra compensando las dilataciones del carril. Se instalan para proteger: Puentes metálicos sin balasto o grandes puentes hiperestáticos de hormigón con balasto. Desvíos o travesías que no estén soldados a la barra larga. Una vía en barra corta de otra en barra larga. 35 INFRAESTRUCTURA Y VÍA En líneas de ancho convencional, antiguamente se instalaba el aparato de dilatación tipo Martinet, pero debido a su costoso mantenimiento se encuentra en desuso. En la actualidad, se emplea los tipos A, P, AV y G. 2.8.5 CAMBIADORES DE HILO El cambiador de hilo es un aparato diseñado en la vía de tres hilos que se dispone para cambiar de lado la ubicación del tercer carril. Surgen de la necesidad de evitar ciertos aparatos mixtos de mayor complejidad y problemas con andenes y gálibos. 2.8.6 ENCARRILADORAS Las encarriladoras son aparatos de vía diseñados para evitar que en los puentes metálicos sin balasto entre un tren con un eje descarrilado, provocando daños en la estructura del mismo. Por este motivo, se colocan encarriladoras en ambos estribos del puente y, uniendo ambas encarriladoras, se colocan contracarriles. 36 INFRAESTRUCTURA Y VÍA 2.8.7 SOLDADURA DE CARRIL En la red de Adif se emplean tres tipos de soldadura: la soldadura aluminotérmica, la soldadura eléctrica a tope por chisporroteo y la soldadura de recargue al arco eléctrico. La soldadura aluminotérmica se aplica para unir las barras provisionales una vez montadas en vía y formar así la vía sin juntas o barra larga soldada. También se utiliza en el montaje de desvíos y para llevar a cabo reparaciones definitivas en vía. La unión de carriles por soldadura aluminotérmica constituye un punto crítico en la superestructura de vía, ya que si el procedimiento no es ejecutado correctamente existirá riesgo de rotura en este punto. Por este motivo, se requiere de una habilitación específica para realizar este tipo de trabajos, y cada soldadura es inspeccionada para garantizar su calidad. La soldadura eléctrica por chisporroteo es otra técnica de soldadura que consiste en la unión a tope de los extremos de dos barras al calentarlas mediante la aplicación de una corriente eléctrica. Cuando se alcanza la temperatura de soldeo, la aplicación rápida de una fuerza produce el recalcado del metal y completa la soldadura sin material de aportación. Este tipo de soldadura se ha ejecutado tradicionalmente en taller para soldar las antenas de los corazones, los cupones mixtos, y también las barras elementales formando barras provisionales o de taller, que son las que se transportan en trenes carrileros hasta el tajo de montaje de vía. Con los avances tecnológicos, en la actualidad ya existen equipos para ejecutar soldaduras eléctricas por chisporroteo in situ que mejoran la calidad de los acabados. Soldadura eléctrica en taller Soldadura eléctrica en Soldadura trimetálica 37 INFRAESTRUCTURA Y VÍA Por último, el recargue al arco eléctrico es una técnica de soldadura que se emplea para reparar defectos de desgaste en la superficie de rodadura tanto del carril como de los cruzamientos provocados por el paso de las circulaciones. Reparar estos defectos en un tramo de vía mediante recargue siempre es más rentable. Estas reparaciones se efectúan en vía o en taller según el tipo de defecto y el lugar donde se ubique. La ejecución de este tipo de soldadura la lleva a cabo personal habilitado, bien sea manualmente o mediante el uso de robots. 38 INFRAESTRUCTURA Y VÍA 3 VIGILANCIA DE LA VÍA Una de las tareas de mantenimiento que se realizan en las líneas ferroviarias es la vigilancia de la vía. Se inspecciona visualmente los elementos de la infraestructura y de la superestructura con el objetivo de detectar posibles defectos o daños que se hayan producido durante su explotación. Una vez detectados, en función de su gravedad, se subsanan o se sigue su evolución, dando parte de ellos e interviniendo en la circulación de los trenes si fuera preciso. Esto evita gastos posteriores de mayor cuantía o accidentes durante el desarrollo de su explotación. Una de las prioridades en la vigilancia de la vía es detectar defectos o daños que puedan producir un accidente inmediato. Los más importantes son los siguientes: Acoplamiento defectuoso de aguja y contra-aguja. Cuando las agujas no acoplan de forma adecuada, un tren que tome el desvío de punta tiene riesgo de descarrilar. Rotura de carril. Se entiende como carril roto a un carril partido en dos o más trozos, o a un carril del que se ha desprendido un trozo de metal provocando una laguna de más de 50 mm de longitud y de más de 10 mm de profundidad. 39 INFRAESTRUCTURA Y VÍA En caso de rotura de carril, como medida general, no se autoriza ninguna circulación de trenes sin la debida limitación de velocidad cuando el carril haya roto dejando una laguna superior a 20 mm. Las medidas que se adoptan cuando existe un carril roto o averiado son las siguientes: ✓ Medidas inmediatas. ✓ Consolidación provisional con juntas “CES” de embridado rápido. ✓ Reparación provisional. ✓ Reparación definitiva. Cuanto menor sea la longitud del cupón de carril utilizado en la reparación provisional, menor será la velocidad de paso por dicho punto. Rotura de juntas de carril. Deformaciones de vía (alineación y nivelación). Inundaciones, paso de agua sobre la vía. Rotura de agujas, contra-agujas, corazones, etc. Ancho de vía fuera de límite de tolerancia. Desprendimientos que invadan gálibo. Cuando se detecte un defecto o daño de tal gravedad que haya que considerar la vía interceptada, será de aplicación el artículo 3.6.1.3. del RCF, suspendiendo la circulación de trenes y procediendo sin demora a su reconocimiento y reparación. 40 INFRAESTRUCTURA Y VÍA 4 PASOS A NIVEL Se considera paso a nivel cualquier intersección a nivel entre una carretera o camino y una línea férrea, reconocida por el administrador de infraestructuras y abierta a usuarios públicos o privados. Se considerarán dentro del paso a nivel los 15 metros del camino existentes a ambos lados de la vía. Los pasos a nivel pueden encontrarse tanto en plena vía como entre las señales de entrada de una estación. El accionamiento de sus sistemas de aviso y/o protección, en aquellos pasos que cuentan con ellos, será automático por la aproximación de un tren cuando el paso se encuentre en plena vía, y será accionado por el enclavamiento al establecer itinerario cuando el paso se encuentre dentro de una estación. Únicamente podrán ser accionados manualmente por personal ferroviario a pie de paso desde que se produzca una avería hasta que se repare, y en los pasos a nivel de clase A1, cuyo funcionamiento viene regulado por Consigna. Los pasos a nivel constituyen un punto crítico en el trazado ferroviario, tanto por lo que se refiere a la seguridad en la circulación, como por lo que se refiere a la infraestructura de las líneas que cruzan el mismo. Debido al problema que suponen para la seguridad en la circulación, toda la normativa (a excepción de los pasos a nivel en el interior de puertos o terminales de mercancías, y en circulación de tranvías) tiende desde hace años a reducir al máximo su presencia en las líneas ferroviarias. En ningún caso pueden pasar circulaciones a velocidades de 160 km/h o superiores por ningún paso a nivel, ni se pueden establecer nuevos pasos, excepto aquellos provisionales. Los pasos existentes se irán suprimiendo según disponibilidad presupuestaria y cada vez que haya mejoras en las líneas. En cuanto a la infraestructura se refiere, los pasos a nivel deben conservar la calidad de las plataformas que cruzan, mantener la continuidad en el drenaje profundo de ambas plataformas y su superficie de rodadura deberá tener una influencia mínima en el tráfico ferroviario y carretero. 41 INFRAESTRUCTURA Y VÍA Los pasos a nivel son inspeccionados periódicamente para asegurar su buen funcionamiento, comprobando su visibilidad, el estado de sus componentes (contracarriles, sujeciones, superficie de rodadura y elementos de protección y aviso) y su geometría de vía. Según establece el RD 929/2020 en su anexo VII, las clases de protección de los pasos a nivel son: Clase P (protección pasiva): ningún sistema de aviso o protección. Sólo cuentan con señalización fija no luminosa (para los maquinistas, cartelón de “silbar” a 500 m y cartelón indicando ubicación del paso a nivel; para los vehículos de carretera, señal de “Stop”). Clase A (protección activa): un sistema de aviso y/o protección advierte al usuario. La línea férrea cuenta con señal luminosa de paso a nivel protegido. o A1 (protección manual): el aviso o la protección al usuario son realizados manualmente por personal ferroviario. Se regulan mediante Consigna. o A2 (protección automática con aviso del lado del usuario): La señalización luminosa y acústica avisa al usuario de que se aproxima uno o más trenes. o Clase A3 (protección automática con protección del lado del usuario): Además de los equipamientos para el aviso, esta clase de protección tiene protección al usuario mediante barreras o semibarreras automáticas. o Clase A4 (protección automática con protección del lado de la vía): Además de los equipamientos de aviso, la protección de estos pasos a nivel es con barrera completa y detector de obstáculos en la vía. La clase de protección de cada paso a nivel se establece atendiendo a una serie de parámetros relacionados con su nivel de riesgo asociado, como son la velocidad de la línea, su ubicación, visibilidad e intensidad de tráfico ferroviario y de carretera. 42 INFRAESTRUCTURA Y VÍA 5 TRABAJOS EN VÍA Tanto la infraestructura como la superestructura de vía requieren una serie de trabajos de mantenimiento que aseguren la seguridad, fiabilidad y eficiencia de todos los elementos que forman parte. Los trabajos en vía consisten en realizar correcciones en elementos de la vía para conservar las características óptimas de la instalación o bien para subsanar deficiencias en su funcionamiento que hayan interrumpido o disminuido su funcionalidad. Estos trabajos se pueden clasificar atendiendo a las consecuencias que originan en la propia vía o bien según su naturaleza. Cuando los trabajos en vía no tienen consecuencias sobre la estabilidad de la vía, son denominados trabajos de primer grado. Por el contrario, cuando sí modifican la estabilidad de la vía, se habla de trabajos de segundo grado. Tras la ejecución de trabajos de segundo grado, la vía deberá ser estabilizada de nuevo. Por lo que se refiere a la naturaleza de los trabajos, estos se clasifican en inmediatos, también llamados correctivos, y en preventivos o sistemáticos. Los trabajos de mantenimiento correctivo o inmediato son aquellos que se precisan cuando el funcionamiento de un elemento queda interrumpido o disminuido de forma inesperada, pudiendo dar lugar a un desperfecto más grave. Por tanto, estos trabajos deben llevarse a cabo de forma rápida y no pueden ser programados. En cambio, los trabajos de mantenimiento preventivo o sistemático son aquellos cuyo objetivo es conservar las características óptimas de la instalación. Estos trabajos corrigen defectos que han alcanzado un determinado grado de evolución, y se ejecutan antes de que el funcionamiento del elemento tenga consecuencias sobre la instalación. Por tanto, son programables y se recogen en un plan de mantenimiento preventivo. PRIMER No modifica la estabilidad de la De acuerdo a las GRADO vía. consecuencias que originan en la propia vía SEGUNDO Disminuye considerablemente la GRADO estabilidad de la vía. 43 INFRAESTRUCTURA Y VÍA Generalmente, cuando los defectos han alcanzado determinado grado de evolución. PREVENTIVOS o Destinados a conservar las SISTEMÁTICOS características óptimas de la instalación. SEGÚN SU Son programables NATURALEZA Cuando el funcionamiento ha quedado interrumpido o disminuido, de modo INMEDIATOS que pueda dar lugar a un desperfecto o más grave. CORRECTIVOS Requieren intervención rápida 5.1 MAQUINARIA LIGERA DE VÍA La maquinaria ligera de vía es muy diversa debido a los diferentes trabajos que se realizan en el mantenimiento de vía, pero todavía lo es más en cuanto a la tecnología que han desarrollado los distintos fabricantes de maquinaria ligera de vía. Existe maquinaria ligera de vía para realizar trabajos sobre balasto, traviesas, sujeciones, carril y también sobre la vegetación próxima a la vía. A continuación, se describen algunas de las tipologías de máquinas más empleadas en este tipo de trabajos. Grupo de bateo. Es una máquina que cuenta con unos bates que, introducidos en la banqueta de balasto, generan y transmiten vibraciones en los tres ejes espaciales para producir movimiento en el balasto adyacente a la máquina, dejándolo consolidado y unido entre sí. Se emplea en trabajos puntuales de nivelación de la vía o en lugares donde no puede trabajar la bateadora (maquinaria pesada). 44 INFRAESTRUCTURA Y VÍA Tronzadora. Se utiliza para ejecutar cortes de carril por medio de un disco abrasivo. Debe tener un soporte articulado que fije la máquina al carril mediante una mordaza y permita a la máquina cortar en ambos sentidos. Tensor hidráulico. En el proceso de neutralización convencional, empleado para controlar el estado tensional de la vía sin juntas, la longitud adecuada del carril se alcanza por tracción utilizando tensores hidráulicos. Este equipo, por tanto, sirve para tensar y sostener los carriles en la posición requerida, de forma que pueda llevarse a cabo la soldadura aluminotérmica implícita en el proceso de neutralización de tensiones. Esméril o esmeriladora de carro. Maquinaria ligera para el desbaste de la banda de rodadura, la cara activa y la curva de cabeza de carril, bien en reparación de defectos o para rematar una soldadura y que quede dentro de tolerancia. 45 INFRAESTRUCTURA Y VÍA Esméril o esmeriladora de flexo. Su precisión es menor y su empleo mucho más laborioso, por lo que está en desuso. Motoclavadora hidráulica. Máquina montada sobre diplori concebida para atornillar y desatornillar todo tipo de sujeciones verticales clásicas de vía, controlando el par de apriete. Existen accesorios que permiten también el trabajo con sujeciones horizontales. Llave de impacto. Maquinaria de vía más ligera y compacta que la motoclavadora hidráulica, idónea para fijar o quitar tirafondos o tornillos de brida cuando el acceso al punto de trabajo es complicado o cuando no se dispone de una fuente de energía externa, ya que incluye batería. Además, puede emplearse también para barrenar traviesas de madera usando un adaptador para barrenas. 46 INFRAESTRUCTURA Y VÍA 5.2 MAQUINARIA PESADA DE VÍA Los principales trabajos de vía que se realizan con maquinaria pesada son los que se describen a continuación: Nivelación, alineación y bateo. La maquinaria pesada necesaria para este tipo de trabajos se denomina bateadora-niveladora-allineadora o, de forma abreviada, bateadora. Cuenta con un sistema de control de los parámetros geométricos de la vía, ubicando la vía en la posición adecuada y compactando la banqueta de balasto. Los desvíos y las vías de ancho mixto requieren unas bateadoras específicas, debido al poco espacio que presentan para introducir los bates. Perfilado de la banqueta. El perfilado de la banqueta de balasto se lleva a cabo mediante la perfiladora, maquinaria pesada que cuenta con unas palas para dar a la banqueta la forma que establece la norma y para retirar el balasto sobrante. Estabilización dinámica de la vía. Una vía no estabilizada puede presentar problemas de resistencia lateral, produciendo deformaciones en la vía (garrotes). Por este motivo, la estabilización dinámica es obligatoria para vías con velocidad máxima igual o superior a 160 km/h, y recomendable para vías con velocidad inferior. 47 INFRAESTRUCTURA Y VÍA Amolado de las superficies activas de los carriles. Se lleva a cabo con el tren amolador que, por la acción de las muelas que lleva incorporadas, elimina los defectos superficiales que pueda haber en la cara activa del carril. La programación del amolado se realiza atendiendo a los defectos de carril detectados por el tren auscultador. El amolado debe hacerse con la vía bien nivelada y alineada, poco después del bateado. Depuración y desguarnecido. La depuración se realiza para la eliminación de contaminantes en la banqueta de balasto. Básicamente, consiste en un tratamiento mecánico mediante maquinaria pesada para la retirada de balasto, cribado y reutilización, con aporte también de balasto nuevo. El desguarnecido se lleva a cabo en el caso de que la piedra no sea válida por su pérdida de forma y se requiera su retirada definitiva de la banqueta. Renovación de vía. Existen diversos métodos para realizar las renovaciones de vía, según el tipo de renovación. Se pueden considerar como los más habituales los siguientes: ✓ Renovación mediante tren de renovación rápida (TRR). ✓ Renovación mediante máquinas bi-viales (en líneas de poco tráfico). ✓ Tren de renovación con pórticos. 48 INFRAESTRUCTURA Y VÍA ✓ Renovación de traviesas mediante el uso de mixtas. Nuevos métodos de renovación, basados en máquinas más completas que están en continuo desarrollo y que, en un futuro, sustituirán a los métodos tradicionales, sobre todo por su mayor rapidez y eficacia y, a la larga, con una disminución de los costes generados en todo el proceso de renovación. 49 50 TELECOMUNICACIONES 51 TELECOMUNICACIONES 52 TELECOMUNICACIONES 1. TELEFONÍA DE EXPLOTACIÓN Se entiende por "Telefonía de explotación", la que permite a un "operador" el establecimiento de comunicaciones telefónicas (antiguamente llamadas “de baja frecuencia”) con otros "puntos", para el normal desarrollo de la explotación ferroviaria de una línea, bien desde un punto de vista de organización del tráfico ferroviario como de la seguridad del mismo. Junto a este tipo de servicios, Adif se dota de los diversos sistemas y servicios de telecomunicaciones genéricos que requiere como organización, siendo proporcionados muchos de ellos, de manera similar a como lo hacen las operadoras de telefonía. Los distintos equipos e instalaciones de comunicaciones con que se dotan a las dependencias y estaciones, para lograr los objetivos expuestos anteriormente, pueden agruparse en: GABINETES DE CIRCULACIÓN GABINETES DE LÍNEA (Cuartos técnicos de telecomunicaciones) PUESTOS DE MANDO TELÉFONOS PORTÁTILES (teléfonos de campaña) TELEFONÍA EN PASOS A NIVEL Las comunicaciones englobadas son: SELECTIVO CENTRALIZADO TELEFONÍA DE SEÑALES ESCALONADO CIRCUITOS DE PASOS A NIVEL CIRCUITOS DE VÍA PARA TELÉFONOS PORTÁTILES TELEFONÍA AUTOMÁTICA RADIOTELEFONÍA 1.1 GABINETE DE LÍNEAS (Cuartos técnicos de Telecomunicaciones) El gabinete de líneas es aquel conjunto de equipos que permiten a un "operador" establecer las comunicaciones de explotación necesarias, empleándose como medio de transmisión un cable de cuadretes, pares o fibra óptica. 53 TELECOMUNICACIONES En términos generales un gabinete está formado por los siguientes equipos: Repartidores: Con terminaciones tanto de cables generales entre estaciones, como cables secundarios para teléfonos de señales, de agujas, pasos a nivel… Fuente de alimentación, rectificadores y baterías Equipos de telefonía, compuestos de: o Armario o armarios de equipos o Pupitre de operador (en gabinete de circulación) Otro equipamiento de telecomunicacions como centrales y equipos de transmisión. 1.1.1 REPARTIDOR Los repartidores pueden ser cerrados o abiertos, siendo más habitual estos últimos. En ellos se conectan las puntas de los cables a regletas, se realiza la interconexión, la adaptación y protección de los circuitos. Los repartidores deben de estar conectados a tierra para permitir la protección de los circuitos contra sobretensiones. Para facilitar las operaciones de mantenimiento, es conveniente que en los repartidores exista documentación con información relevante, con planillas de interconexión indicando todos los servicios y las conexiones entre estos, las cuales deben de estar debidamente actualizadas. En los repartidores se disponen las regletas, fusibles, descargadores de sobretensiones y adaptadores de protocolos e impedancia. La función de las regletas es servir de punto de terminación de los cables de pares o cuadretes (exteriores o interiores de conexión con equipos) y también sirven de apoyo para realizar interconexiones o para pasar los circuitos a través de fusibles y/o adaptadores. Podemos en general dividirlas en dos grupos: “Corte y prueba” y “Paso”. Las regletas de “corte y prueba”, nos permiten aislar los dos lados de la regleta con el fin de realizar operaciones de mantenimiento, evitando así tener que desembornar los cables, normalmente esto se realiza introduciendo o extrayendo una ficha (dependiendo del modelo) en el frontal de la regleta. Las regletas de “paso” sirven para realizar interconexiones entre equipos o entre equipos y líneas en puntos donde no es usualmente necesario realizar medidas. 54 TELECOMUNICACIONES Regleta de corte 26x4 Regleta de paso 30x8 Lado cable Lado puentes Regleta de corte y prueba de 26x4 vista de lado cable Detalle de la pinza de corte 1.1.2 FUENTE DE ALIMENTACIÓN: Son en general rectificadores de corriente alterna a corriente continua, que tiene la misión de suministrar la tensión para el funcionamiento de los equipos, alimentando a su vez unas baterías para asegurar el funcionamiento de los equipos en caso de fallo del suministro eléctrico. 55 TELECOMUNICACIONES Con los años se ha impuesto la instalación de "SAI" (Sistema de Alimentación Ininterrumpida), estos equipos permiten seguir proporcionando la tensión alterna (220 ó 380 V) en caso de fallo del suministro y de esta manera puedan seguir funcionando equipos que están conectados CORRIENTE ALTERNA V V A A CORRIENTE CONTINUA directamente a ON ARMARIO OFF DE EQUIPOS la red, como F.ALIMENTACIÓN EQUIPO DE ordenadores, COMUNICACIONES fax, armarios de transmisión BATERIAS de datos, etc. Fuente de alimentación equipos ENA IV (24 V - 10 A) SAI 220 - 5 KVA Fuente de alimentación 48 V - 5 A 56 TELECOMUNICACIONES 1.1.3 EQUIPOS DE TELEFONÍA En la actualidad en ADIF disponemos de dos marcas suministradoras de equipos de telefonía de explotación: ENA y REVENGA. Los equipos se dividen en dos partes principales: Central de telefonía de explotación. El cual normalmente se encuentra ubicado en el cuarto de telecomunicaciones, en el interior de un armario (Rack), que por un lado está unido a unas regletas en el repartidor que es por donde le entran las líneas generales y secundarias, y por otro al Pupitre de Operador. En la central se encuentran todas las tarjetas necesarias para el funcionamiento del pupitre. Pupitre de Operador. Estará ubicado en el gabinete de circulación, y desde este, el operador podrá hacer uso de los diferentes servicios de telefonía de explotación: ✓ Selectivo Centralizado y Telefonía CTC ✓ Escalonado ✓ Telefonía Automática ✓ Circuito de Vía ✓ Telefonía de señales ✓ Telefonía de agujas ✓ Telefonía de Pasos a Nivel 1.1.4 SELECTIVO CENTRALIZADO Es un circuito de voz que puede ser a 2 ó 4 hilos y está compuesto por un Puesto de Mando que atiende permanentemente a un cierto número de puestos secundarios, conectados en derivación sobre la misma línea física, Cada puesto secundario está provisto de un selector de código que permite su identificación. 57 TELECOMUNICACIONES El Operador del Puesto de Mando puede efectuar tres clases de llamadas: A uno cualquiera de los puestos secundarios (Llamada individual) A un grupo de puestos secundarios (Llamada de grupo) A todos los puestos secundarios de la línea de regulación (Llamada general) 1.1.5 TELEFONÍA CTC La telefonía de CTC es un circuito similar al selectivo centralizado, el cual sirve para dar comunicación entre las estaciones y el P.M. en las líneas reguladas con C.T.C. 1.1.6 ESCALONADO El escalonado permite la comunicación entre dos estaciones colaterales, es lo que se llama un circuito "Punto a Punto". Desde el pupitre permite realizar la comunicación con una u otra estación colateral y también permitir una comunicación directa entre las estaciones colaterales, en el caso de estar la estación cerrada. En los pupitres hay asignadas una tecla para cada estación, con lo que la comunicación se realiza pulsando la tecla de dicha estación (si queremos realizar una llamada tendremos que pulsar también la tecla de llamada), y la recepción de una llamada se repercutirá con el sonido de un zumbador y encendiéndose la tecla correspondiente. Cuando la estación se encuentra cerrada hay que pulsar la tecla de cierre de estación para permitir la comunicación entre las colaterales. *El escalonado es un circuito a 2 Hilos y por estos 2 hilos van tanto la fonía como llamada. 58 TELECOMUNICACIONES 1.1.7 CIRCUITO DE VÍA Es un circuito destinado al uso de los maquinistas y personal en plena vía. Consta de unos conectores ("Tomas de socorro") colocados normalmente cada 460 metros (longitud normalizada de un cable de comunicaciones) por lo que se aprovecha el empalme y se segrega al conector del circuito de via ubicado en su correspondiente poste. 460 Metros 460 Metros 460 Metros 460 Metros 460 Metros 460 Metros 460 Metros Para su utilización se conecta un teléfono de campaña (batería local), y realiza una llamada, la cual se reflejará en las dos estaciones colaterales. Una estación cerrada dejará continuar el circuito de vía a la estación siguiente, y también se podría conectar el circuito de vía al STVO Centralizado / CTC en las estaciones, permitiendo que el personal en plena vía hable con el Puesto de Mando. Conector de vía Teléfono de campaña 59 TELECOMUNICACIONES Esquema conector de vía 1.1.8 CIRCUITO DE PASO A NIVEL Es un circuito en batería local (BL) que permite la comunicación entre pasos a nivel guardados o con semibarreras automáticas y las estaciones colaterales al paso a nivel. Existe la posibilidad de conectar este circuito al Selectivo Centralizado o a Telefonía CTC para que permitir que los agentes situados en el Paso a Nivel puedan hablar con el P.M. 1.1.9 TELEFONÍA DE SEÑALES Y AGUJAS Permiten las comunicaciones entre los teléfonos colocados al pie de señales o en zona de agujas y la estación que tiene el mando de estas señales o agujas, que en el caso de CTC puede ser el Puesto de Mando. Estos teléfonos suelen ser de Batería Central (BC): la central, alimenta los microteléfonos de los abonados utilizando los hilos de línea y no suponiendo consumo de corriente si el teléfono está colgado y la línea aislada. El sistema de B.C. simplifica la manipulación del aparato, descolgando se provoca la llamada y colgando se acciona la señal de fin de conversación. 60 TELECOMUNICACIONES 1.1.10 TELEFONÍA AUTOMÁTICA/CORPORATIVA En ADIF tenemos una Red Telefónica Corporativa que se compone en el caso de Red de Ancho Metrico de centrales Avaya, y en el caso de Red Convencional, de centrales telefónicas hibridas Hipath 4000 de Unify (Siemens), y los módulos remotos dependientes de estas. Estas centrales se enlazan entre ellas, con los módulos remotos y con otras redes como puede ser la de RAM o la de AVE, permitiendo la comunicación entre los distintos abonados de la red. De la misma forma están conectadas a la Red telefónica pública, lo que permite llamadas telefónicas externas. Se podría decir que es la telefonía más utilizada por los Encargado de Trabajos. GABINETE DE CIRCULACIÓN CUARTO DE COMUNICACIONES 61 TELECOMUNICACIONES 2 DETECTORES Y SERVICIOS AUXILIARES DE TELECOMUNICACIONES Existen en Adif una serie de servicios a caballo entre los sistemas de comunicaciones y las instalaciones de seguridad, cuyo mantenimiento, dentro de la red convencional, corresponde a los sectores de comunicaciones. Se trata de servicios como los detectores de caldeo, ruedas calientes, viento lateral o caída de objetos, que requieren de uno o varios sistemas de telecomunicaciones para proporcionar su servicio. De igual modo ocurre con los sistemas que proporcionan la alimentación eléctrica necesaria para las redes de comunicaciones, y que a su vez requieren de éstas para su gestión centralizada. Adquieren especial relevancia dado que los podremos encontrar en plena via y por lo tanto se deben tener especialmente en cuenta al realizar funciones de Encargado de Trabajos. 2.1 DETECTORES DE CALDEO Se trata de un sistema derivado directamente de las exigencias en cuanto a seguridad en la explotación ferroviaria, resultandos vitales a la hora de detectar posibles problemas de frenado, que se reflejan en un calentamiento de los ejes. A lo largo de la geografía ferroviaria encontraremos distintas tecnologías de varios fabricantes (Cyberscan y Phoenix en su mayoría) aunque sus estrategias de funcionamiento y características son similares: Medición de la temperatura sin contacto alguno en cojinetes de ejes, ruedas y frenos. Se pueden analizar los cojinetes de ejes y sistemas de freno hasta 500 km/h. El corazón del sistema lo forma una óptica de infrarrojos para la multiexploración en filas de la rodadura del tren (puntual o multi-haz, dependiendo de la tecnología). Los sistemas pueden soportar el contaje de ejes, cálculo de la velocidad del tren y obtener otros datos como derivada de la lectura de la temperatura en los distintos ejes. Es precisamente la implementación de esta lectura a través de un haz puntual o un barrido multi-haz lo que da lugar a las distintas tecnologías. A modo de resumen se intentará resumir el modo de funcionamiento de ambos sistemas. 62 TELECOMUNICACIONES 2.1.1 DETECTORES DE CALDEO CYBERSCAN (en extinción): Aunque están en proceso de sustitución, todavía disponemos de muchos de ellos instalados en Adif. Su arquitectura en la vía, se compone principalmente 3 elementos: Unos transductores que detectan la presencia del tren, ya que la rueda cerrará a su paso un circuito electromagnético, generando el aviso correspondiente. Un scanner que realizará la lectura de la temperatura a través de la reflexión de un único haz de infrarrojos en un determinado ángulo de incidencia sobre cada uno de los ejes. Estos scanner vienen protegidos por unas rampas que a modo de “tobogán” evitan impactos de objetos que la unidad pudiera estar arrastrando. Por último, el sistema se complementa con los detectores de ruedas calientes. Un dispositivo basado también en la lectura de la temperatura por reflexión de un haz de infrarojos, pero esta vez incidente sobre las ruedas. Su aspecto de cámara “vintage” de vigilancia las hace muy susceptibles a la vandalización. 63 TELECOMUNICACIONES Las encontraremos enfocadas diagonalmente a la vía de manera que puedan leer ambas ruedas. Unas cajas de sombra evitarán la lectura de ruedas en circulaciones por otras vías posteriores. En la siguiente foto podemos ver todos estos elementos juntos: Junto a todos estos elementos, en las proximidades de la vía, existirá una caseta o un puesto, donde se ubican los equipos de procesado y transmisión de datos del sistema. Estos procesadores se cablean a los equipos detectores en vía. Tras el procesamiento de datos, se comunican, mediante los cables generales, con los gestores tanto del Puesto de Mando para informar de las alarmas, como a los centros de mantenimiento. 64 TELECOMUNICACIONES 2.1.2 Detectores de caldeo Phoenix: Aunque basados en el mismo principio, estos dispositivos son más actuales y su electrónica permite ampliar sus prestaciones. En este caso disponemos de un multi-haz de exploración que permite obtener la temperatura de un segmento lineal, en lugar de un solo punto. La medición de la temperatura de ejes y de ruedas se realiza desde el mismo equipamiento de “traviesa” y su electrónica permite contar ejes, evaluar dirección y velocidad de la circulación, etc. Su arquitectura en vía se compone de los siguientes elementos: Diversos transductores o contactos de vía, dispuestos antes del propio detector, que detectarán el tren a su paso por ellos, permitiendo el contaje de sus ejes, la obtención de la dirección y velocidad de la circulación.FBOA Detectores de ruedas (FBOA) y ejes calientes (HOA), instalados sobre una misma traviesa y que son los que realmente realizarán la medición de temperatura de los distintos objetos. También encontraremos cajas de conexiones, y una caseta de obra en las inmediaciones de la vía. Dentro de esta última se alojará un armario con los distintos ordenadores, GPS y equipos de comunicaciones. A estos equipos llegaran los cables procedentes de los detectores y a su vez estarán conectados a los sistemas y redes de comunicaciones a lo largo de la vía para hacer llegar su gestión y alarmas al ordenador del puesto de mando o el gestor de mantenimiento de telecomunicaciones. 65 TELECOMUNICACIONES Detector de caldeo Phoenix hoenix 2.2 DETECTORES DE CAIDA DE OBSTÁCULOS (DCO’S) A diferencia de la explotación de la red convencional, éstos son preceptivos de las líneas de Alta velocidad. Se ubican en bocas de túnel y ambos lados de pasos elevados. Junto con los detectores de caldeo, se conectan a las LANS de Detectores y a la red de acceso a datos. (redes IP multiservicio) Los detectores de caída de objetos tienen doble ruta (redundancia) para comunicarse con su gestor (SICO). De este modo podemos monitorizarlos y operarlos a distancia. Una de las patentes para los Detectores caída de obstáculos es la de ADIF (Cobra y Logytel), una sencilla y económica idea basada en el corte por el peso del objeto de una sencilla fibra óptica. Por encima de vallas antivandálicas, cubriendo anchura de la plataforma Barreras que impiden la caída de objetos que pueden suponer un peligro para la circulación. Consta de unas vallas batientes y sensorizadas mediante un circuito de fibra óptica. 66 TELECOMUNICACIONES En caso de que el esfuerzo que soporte el vallado batiente sea superior al de la tara máxima determinada (200 kilos aproximadamente), la barrera se abate, rompiendo las fibras ópticas asociadas a la barrera. El corte de fibra desencadena las señales de alarma al telemando de detectores del CRC (Centro de Regulación y Control) de la Línea de Alta Velocidad. También verán desde el Videográfico del PM los detectores alarmados. 2.3 DETECTORES DE VIENTO LATERAL SCVL’s : Sistema control viento lateral Se basan en los tradicionales detectores medida de viento lateral y su dirección. En la explotación ferroviaria de Alta Velocidad son de especial importancia en túneles y viaductos, llegando a condicionar la autorización de movimiento (velocidad) de las circulaciones a través del enlace radio ERTMS de nivel 2, en función de las condiciones meteorológicas existentes. Medidas activas: medición y previsión del viento. Medidas pasivas: instalación de pantallas deflectoras. Cuando estas medidas llegan al gestor del Puesto de Mando, se comparan con los valores máximos en la línea, lo cual da lugar a la generación de alarmas. El sistema podrá limitar dinámica y automáticamente la velocidad del tren en condiciones de viento que superen el umbral seguro. 67 TELECOMUNICACIONES 3 CABLES DE COBRE Un cable está formado por un cierto número de conductores de cobre recocido y aislados entre sí con polietileno, que forman un solo cuerpo generalmente de forma cilíndrica, denominado núcleo. Este núcleo se encuentra a su vez recubierto de varias capas concéntricas que lo protegen física y electromagnéticamente, denominadas cubiertas. Originalmente se utilizaban conductores desnudos tendidos de manera aérea mediante postes (línea aérea). El tendido de multiconductores mejoró mucho la calidad de las comunicaciones y permitió enterrar el cableado, dejando de lado la línea aérea. Las ventajas que supone el uso de los cables tal y como los conocemos son: Mayor número de circuitos telefónicos en menos espacio. Mayor protección frente a agentes atmosféricos. Menor costo de instalación por circuito. Menor costo de mantenimiento. Desde un punto de vista eléctrico, el cable presenta ciertos problemas de resistencia y capacidad debida a la menor sección de los conductores y su proximidad. 3.1 COMPOSICIÓN DE CABLES Se pueden diferenciar dos tipos de cables según la formación del par: Cables asimétricos: Estos cables tienen la particularidad de que los conductores que forman el par no son iguales. Tipos: cables coaxiales. Este tipo de cables los podemos encontrar en Adif, por ejemplo, en los cuartos técnicos uniendo equipos de transmisión próximos o en las antenas de radiotelefonía. 68 TELECOMUNICACIONES Cables simétricos: Los dos conductores que forman el par, son iguales. Tipos: cables de pares, cables de cuadretes y cables de hilos (señalización). El cable está constituido por dos partes bien diferenciadas, una es el núcleo que contiene el conjunto de conductores, y otra la cubierta, que va a proteger al núcleo de los daños que pueda sufrir tanto en el proceso de instalación como durante el período de servicio de este. Se procura que la sección transversal de los cables sea circular. Para ello, pueden estar formados por distintas capas concéntricas, entre las que además se podrán encontrar mallas y capas de aluminio que, al mismo tiempo de reforzar el cable, proporcionan una pantalla dieléctrica. Los materiales con los que se forman estas cintas envolventes varían dependiendo del tipo de aislamiento de los conductores. Las diferentes cubiertas de un cable pueden proteger al núcleo telefónico contra la humedad, interferencias electromagnéticas y debe ser lo suficientemente flexible para permitir la conveniente curvatura en el cable y lo suficientemente fuerte para proteger al núcleo de daños mecánicos. NÚCLEO. Formado por un número determinado de conductores, generalmente de cobre, aislados entre sí por medio de una capa de polietileno, que se colorea para permitir la identificación de los conductores dentro del mazo. Tanto el número como el diámetro de estos conductores puede variar en función del uso a que vaya a ser destinado el cable. Para telecomunicaciones generalmente los conductores se agrupan en pares o cuadretes: CABLES DE PARES. En estos cables, los dos conductores que forman el circuito se retuercen en hélice, uno sobre el otro, en ocasiones con pasos diferentes para cada par, logrando mejorar las comunicaciones al disminuir el efecto de diafonía. El aislante de los conductores será un polietileno de distintos colores que facilitarán la identificación. Se utilizan en redes urbanas o locales de abonados en las que las distancias no son muy grandes, para conectar entre sí diversas centrales próximas y con los abonados de cada central. La sección de estos conductores es habitualmente pequeña, sin embargo, el número de conductores por cable puede ser muy elevado. 69 TELECOMUNICACIONES CABLES DE CUADRETES. Los conductores de estos cables se disponen en grupos de cuatro (2 pares), torsionados conjuntamente, de modo que los pares se retuercen en estrella, donde los hilos que forman los pares están diametralmente opuestos. Se utiliza para conexiones interurbanas o de larga distancia. Aunque ya no se realizan tendidos nuevos, han sido y son muy utilizados para larga distancia, interconectando líneas, estación a estación. CUBIERTAS La función primordial que cumple la cubierta de un cable es proteger al núcleo del daño físico que pueda sufrir durante la instalación y mantener la calidad de la transmisión durante el período de servicio del cable. Se colocan varias capas superpuestas al núcleo, que ofrecen al cable protección mecánica, electromagnética y antihumedad. Los tipos de cubiertas han ido evolucionando (ALPETH, STALPETH, PASP...) y los cables que mayoritariamente en la actualidad nos podemos encontrar en las canalizaciones de ADIF serán de tipo EAPSP, con relleno(-R) o no, y/o cables con factor de reducción para aquellas zonas afectadas por la catenaria de AVE. Todos los cables pertenecientes a Adif ya sean de pares o de cuadretes, deberían traer serigrafiado, entre otros, el nombre de Adif o Renfe, así como la identificación de tipo y composición del cable que se trate y el metraje. Cubierta EAPSP (-R): Este tipo de cubierta posee una estructura dispuesta en 5 capas superpuestas sobre el núcleo del cable, que dotan al cable de protección mecánica, eléctrica y contra la humedad. Esta cubierta se utiliza en cables para instalaciones subterráneas y enterramiento directo ya que además de las protecciones anteriormente mencionadas, también ofrece una protección especial contra animales roedores. 70 TELECOMUNICACIONES Cables con factor de reducción (-FR): En líneas donde por proximidad existe la influencia de la catenaria de AVE (25.000 V C.A.), se precisa cables con características especiales para evitar las posibles inducciones. Estos cables disponen entre las capas de su cubierta, las protecciones electromagnéticas necesarias. Toman el nombre de cables con factor de reducción o anti-inductivos y se añade a su identificación “FR” junto con el valor de reducción. Elementos antihumedad: Los efectos del agua en el cable son muy perjudiciales, ya que incrementa las pérdidas de transmisión y produce corrosión tanto de las cintas metálicas de la cubierta, como en casos extremos en los propios conductores, pudiendo originar pérdidas de continuidad. En un cable enterrado, el agua puede penetrar y transitar por su interior cientos de metros, por las siguientes causas: Perforaciones de la cubierta producidas por máquinas, descargas eléctricas, o trabajos de instalación y tendido. Inundaciones en los terminales de cable. Acciones destructivas de animales roedores. Empalmes en malas condiciones de estanqueidad. Para evitar estos efectos perjudiciales, y como complemento a las cubiertas protectoras, en ocasiones se rellenan todos los espacios vacíos del núcleo para impedir así la entrada del agua con un compuesto denominado “petrolato”. En estos casos se añade “-R” a la identificación del cable. 71 TELECOMUNICACIONES 3.2 CÓDIGOS DE COLORES Para poder identificar cualquier conductor del núcleo entre todos los demás, se utiliza su posición dentro del mazo y su color, mediante el código preestablecido correspondiente, dependiendo del tipo de cable. A modo de ejemplo, en la imagen podemos observar la composición de un cable de cuadretes, donde se puede identificar el número cuadretes, colores, disposición en capas y sentidos de numeración. 3.3 BOBINAS DE CARGA (PUPI) Mejoran los parámetros de transmisión y por tanto la distancia máxima de comunicación, cuando el circuito se utiliza como canales de frecuencia vocal. Dependiendo del tipo de tendido, se encuentran enterrados, en arquetas o cámaras de registro. 72 TELECOMUNICACIONES 3.4 UNIONES DE CABLES A lo largo del tiempo se han ido instalando diferentes tipos de conjuntos de empalme para los cables, siendo actualmente el de la imagen el más utilizado. Se trata de un sistema para sellar y encapsular empalmes subterráneos, que proporciona resistencia mecánica y estanqueidad al núcleo del cable. Son reaccesibles pero no reutilizables, es decir, una vez cerrados los empalmes, se puede reacceder a las conexiones mediante la apertura de estos, en cuyo caso se requeriría un nuevo conjunto de empalme para volver a cerrarlo. Es habitual aprovechar los empalmes para compensar, mediante el método de cruzamientos, los desequilibrios de resistencia y capacidad de las diferentes bobinas/secciones de cable de las líneas. Como consecuencia, cada unión tiene asociada una carta de empalme, donde se documenta la totalidad de los cables del empalme y como están interconectados cada uno de los hilos. 73 TELECOMUNICACIONES 4 CABLES DE FIBRA ÓPTICA 4.1 ESTRUCTURA FÍSICA DE LA FIBRA ÓPTICA Una fibra óptica es un cilindro de diámetro aproximado al cabello humano, mayoritariamente de vidrio, o de plástico en algunos casos, utilizado para transmitir información en forma de luz entre dos puntas. Consta de dos regiones coaxiales, núcleo y envoltura, con propiedades de transmisión diferentes, que causa que la fibra actúe como una guía de ondas, donde la luz se mantiene en el núcleo. En la práctica, dado que el núcleo y la envoltura son muy frágiles, están generalmente rodeados de al menos dos protecciones de diferentes características, que incrementan su robustez. De acuerdo con las dimensiones físicas del núcleo de las fibras, éstas se dividen en dos grandes grupos: FIBRA MULTlMODO. FIBRA MONOMODO. En Adif, las fibras que se utilizan para transmisión de larga distancia son fibras monomodo. 4.2 PROPIEDADES DE LA FIBRA ÓPTICA Gran anchura de banda: Atenuación independiente de la velocidad de transmisión. Inmunidad a interferencias y ruidos. Difícil de interceptar. Reducido tamaño. Bajo peso. Amplio margen de funcionamiento. No susceptible se robos. 74 TELECOMUNICACIONES 4.3 REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN EN EL INTERIOR DE LA FIBRA Una fibra óptica es una guía dieléctrica que consta esencialmente de dos cilindros coaxiales de materiales transparentes. y con pequeñas diferencias entre ellos que hace que la luz viaje a diferentes velocidades. Dichos materiales poseen pequeñas diferencias que hacen que la luz viaje en su interior a diferentes velocidades en cada uno de ellos. Debido a la estructura dieléctrica que posee, se produce el fenómeno de reflexión total, es decir, los rayos de luz que desde el núcleo inciden en la superficie de separación núcleo- envoltura con ángulos igual o mayores que el ángulo limite, se reflejan totalmente como si se tratara de espejos retornando al núcleo, y como consecuencia, estos rayos, que se reflejan totalmente, se mantienen confinados en el interior del núcleo y se propagan a través de él. Por el contrario, con ángulos menores, los rayos de luz se perderán. Como ocurre cuando se curva la fibra por debajo de un radio mínimo, al margen del riesgo de rotura por pinzamientos o estrangulaciones. 4.4 ELEMENTOS QUE CONSTITUYEN UN CABLE DE FIBRA ÓPTICA En cuanto a los elementos que constituyen un cable la fibra óptica podemos decir que generalmente son: Núcleo Revestimiento Protección primaria o 1ª protección Protección secundaria Cubiertas 75 TELECOMUNICACIONES NÚCLEO. Es el elemento interior y se encarga de conducir la señal óptica. En el núcleo radica la principal diferencia entre fibras monomodo y multimodo. En el caso de las fibras monomodo el diámetro es menor que en las fibras multimodo. REVESTIMIENTO. Es el elemento que rodea al núcleo y su misión es la de confinar la señal óptica en el mismo. PROTECCIONES Generalmente los cables disponen de al menos dos protecciones. En el caso de cables multifibras, las fibras ópticas con sus protecciones están dispuestas en una o dos capas concéntricas alrededor de un elemento central, constituyendo el conjunto del núcleo del cable. ELEMENTO CENTRAL DE REFUERZO Se trata de un elemento dieléctrico, compuesto de fibra de vidrio, que se encuentra en el centro del cable y los tubos de segunda protección giran alrededor de él. COMPUESTOS DE RELLENO. En cables multifibras es habitual el relleno de los tubos de segunda protección holgada, con un compuesto hidrófugo (gel). CINTAS DE ENVOLTURA DEL NÚCLEO. El núcleo del cable se cubre con una o varias cintas dieléctricas antes del proceso de extrusión de la cubierta del cable. 76 TELECOMUNICACIONES ELEMENTO DE REFUERZO. Su misión fundamental es la de proporcionar al cable un elemento apto para soportar la tensión que pudiera existir durante su instalación y funcionamiento. Su ubicación en el cable y su composición depende del tipo de cable, siendo generalmente fibras de aramida (kevlar) LIGADURAS. Son ataduras plásticas o hilos de nylon dispuestas en hélice y colocadas tanto por debajo como por encima de la envolvente del núcleo. HILOS DE RASGADO. Hilos dispuestos longitudinalmente entre el núcleo y la cubierta interior y entre las dos cubiertas de los cables que nos permiten rasgar las cubiertas CUBIERTA. Es la parte exterior del cable y sirve para proteger el núcleo de los agentes externos. Las cubiertas pueden ser de varios tipos dependiendo de las necesidades, pero todas ellas, igual que ocurría con el cableado de cobre, deberán llevar identificado el tipo de cable, composición, indicación “Renfe” o “Adif”, y el metraje, entre otros. MONOTUBO Aunque este elemento no forma parte de la composición de un cable, resulta de gran importancia, ya que la fibra va alojada en su interior, dándole protección y facilitando la extracción y tendido. 77 TELECOMUNICACIONES El monotubo, de diferentes colores, lo podremos encontrar en tendidos subterráneos como zanjas, canalizaciones, canaletas, perchado… excepto en tendidos aéreos. 4.5 NÚMERO DE FIBRAS EN UN CABLE El número de fibras ópticas que puede tener el cable (su capacidad), será variable y dependerá del tipo de cable. Podemos distinguir los siguientes tipos de cables de fibra óptica: Cables ópticos multifibras. Cables ópticos monofibra (Generalmente cordones de interior). 4.6 CÓDIGO DE COLORES Para la identificación de las fibras ópticas dentro de un cable, se colorean tanto la primera protección como la segunda, de modo que si, por ejemplo, dentro de un tubo de segunda protección van 12 fibras, cada una de estas fibras tendrá un color diferente, y los demás tubos tendrán colores o posiciones diferentes y el código de colores de las fibras se repetirá dentro de cada tubo. A modo de ejemplos: Un cable de 64 fibras en Adif estará compuesto de 6 tubos (segunda p

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