Una bocina de tren es una bocina de aire que se utiliza como un dispositivo de advertencia audible en trenes diésel y eléctricos . Su propósito principal es alertar a las personas y animales de que se aproxima un tren, especialmente cuando se acerca a un paso a nivel . Suelen ser extremadamente ruidosas, lo que permite que se escuchen a grandes distancias. También se utilizan para reconocer las señales dadas por los empleados del ferrocarril , como durante las operaciones de cambio de vía . Para las locomotoras de vapor , el dispositivo equivalente es un silbato de tren .
Dado que los trenes se desplazan sobre raíles fijos , son especialmente susceptibles a las colisiones . Esto se ve agravado por el enorme peso y la inercia del tren , que dificultan una parada rápida al encontrarse con un obstáculo. Además, los trenes generalmente no se detienen en los pasos a nivel, sino que dependen de los peatones y los vehículos para despejar las vías cuando pasan. Por lo tanto, desde sus inicios, las locomotoras han estado equipadas con bocinas o campanas fuertes para advertir a los vehículos y peatones de que se acercan. Las locomotoras de vapor tenían silbatos de vapor , que funcionaban con el vapor producido por sus calderas.
A mediados del siglo XX, cuando las locomotoras diésel empezaron a sustituir a las locomotoras de vapor en la mayoría de los ferrocarriles, se advirtió que las nuevas locomotoras no podían utilizar los silbatos de vapor que se utilizaban en ese momento. Las primeras locomotoras de combustión interna se equiparon inicialmente con pequeñas bocinas de camión o silbatos alimentados por el escape, pero se descubrió que no eran adecuadas y, por lo tanto, el diseño de la bocina de aire se amplió y modificó para su uso en ferrocarriles. Las primeras bocinas de los trenes a menudo tenían un tono similar al de las bocinas de aire que todavía se escuchan en los camiones de carretera en la actualidad. Se descubrió que esto causaba cierta confusión entre las personas que estaban acostumbradas a las locomotoras de vapor y al sonido de sus silbatos; al acercarse a un paso a nivel, cuando algunas personas escuchaban una bocina de aire esperaban ver un camión, no una locomotora, y ocurrían accidentes. Por lo tanto, se crearon bocinas de aire para locomotoras que tenían una nota mucho más alta y musical, con un tono mucho más parecido al de un silbato de vapor. Es por esto que la mayoría de las bocinas de los trenes tienen un sonido único, diferente al de los camiones que circulan por carretera, aunque muchas locomotoras de cambio , que no prestaron servicio en carretera (servicio en las líneas principales), conservaron las bocinas más profundas, similares a las de los camiones.
Existen normas estrictas específicas de cada país que especifican el volumen de las bocinas y con qué antelación a los pasos a nivel y otros lugares los maquinistas deben hacerlas sonar para dar tiempo suficiente a despejar las vías. En diferentes circunstancias se deben dar señales estándar que consisten en diferentes secuencias de toques de bocina.
Debido a la invasión del desarrollo, algunos habitantes de los suburbios se han opuesto al uso de la bocina de aire como dispositivo de advertencia en las vías del ferrocarril. [1] Los residentes de algunas comunidades han intentado establecer zonas tranquilas , en las que se instruye a las tripulaciones de los trenes a no hacer sonar sus bocinas, excepto en caso de emergencia. [2]
En los últimos años se ha producido un aumento del robo de bocinas en propiedades ferroviarias. [3]
Las bocinas de los trenes funcionan con aire comprimido, normalmente de 125 a 140 psi (8,6 a 9,7 bar ), y se alimentan desde un depósito de aire principal de la locomotora. Cuando el ingeniero abre la válvula de la bocina, el aire fluye a través de una línea de suministro hacia la cámara de potencia en la base de la bocina (diagrama, derecha) . Pasa a través de una abertura estrecha entre una boquilla y un diafragma circular en la cámara de potencia, luego sale a través de la campana de la bocina. El flujo de aire que pasa por el diafragma hace que vibre u oscile contra la boquilla , produciendo sonido.
Cuando una bocina de aire no está funcionando y no hay presión de fluido que fluya a través de ella, el interior de la carcasa de la cámara de potencia es completamente hermético, ya que el disco del diafragma crea un sello hermético completo contra la superficie de la boquilla. Como ilustra este diagrama, cuando una corriente constante de fluido presurizado ingresa a través de la pequeña entrada inferior, la presión en la cámara de potencia hermética aumenta. La presión continúa aumentando en la Cámara 'A' hasta que la presión supera la tensión del resorte del diafragma. Una vez que esto ocurre, el diafragma se desvía hacia atrás y ya no está sellado contra la boquilla, lo que hace que la cámara de potencia pierda su hermeticidad. El fluido presurizado luego escapa de la campana de la bocina, a una velocidad mucho más rápida de la que ingresa a la cámara de potencia, lo que hace que la presión en la cámara de potencia caiga rápidamente y el diafragma se vuelva a asentar contra la superficie de la boquilla. Todo este proceso es un ciclo de funcionamiento del diafragma. En realidad, ocurre mucho más rápido, de acuerdo con la frecuencia producida por la bocina. La oscilación constante del diafragma hacia adelante y hacia atrás crea ondas sonoras que son amplificadas por la gran campana ensanchada. La longitud, el grosor y el diámetro de la campana contribuyen a la frecuencia de la nota que produce el instrumento.
Cuando vibra el diafragma, la columna de aire de la campana oscila con ondas estacionarias . La longitud de la campana determina la longitud de onda de las ondas y, por lo tanto, la frecuencia fundamental (tono) de la nota producida por el instrumento (medida en hercios ). Cuanto más larga sea la campana, más grave será la nota.
Las locomotoras diésel norteamericanas fabricadas antes de la década de 1990 utilizaban una válvula de aire que el maquinista accionaba mediante la manipulación de una palanca o un cordón. Esto hacía posible una práctica conocida como "amortiguación", en la que el maquinista podía afectar la modulación de la bocina y, por lo tanto, su volumen , modificando el volumen de aire que fluía hacia ella.
Muchas locomotoras fabricadas durante la década de 1990 tienen controles de bocina con botones. Varias locomotoras norteamericanas incorporaron un pedal secuenciador, integrado en el piso de la cabina debajo de la posición del operador; cuando se presiona, suena la secuencia de cruce .
Las locomotoras de origen europeo han tenido controles de bocina con botones desde mediados de la década de 1960.
Las locomotoras de producción actual de GE Transportation Systems y Electro-Motive Diesel utilizan una válvula solenoide accionada por palanca .
Al igual que muchas personas hacen con sus vehículos personales, los ferrocarriles encargan locomotoras y vagones con distintas opciones para adaptarse a sus prácticas operativas. Las bocinas de aire no son una excepción, y las fuerzas mecánicas ferroviarias las instalan en las locomotoras donde se considera que son más eficaces para proyectar el sonido y para facilitar el mantenimiento.
Los siguientes son ejemplos de bocinas de aire seleccionadas que se utilizan en el servicio ferroviario de América del Norte: [4]
El 27 de abril de 2005, la Administración Federal de Ferrocarriles (FRA), que hace cumplir las normas de seguridad ferroviaria, publicó la regla final sobre el uso de bocinas de locomotoras en los pasos a nivel entre carreteras y vías férreas. [5] [6] A partir del 24 de junio de 2005, la regla requiere que las bocinas de las locomotoras suenen en todos los pasos a nivel públicos al menos 15 segundos, pero no más de 20 segundos antes de ingresar a un cruce. [7] Esta regla se aplica cuando la velocidad del tren es inferior a 45 mph (70 km/h). A 45 mph o más, los trenes aún deben hacer sonar su bocina en el lugar designado (generalmente indicado con un poste de silbato ). [ cita requerida ] Las regulaciones de la FRA requieren que las bocinas de los trenes tengan un mínimo de 92 decibeles (dB) y un máximo de 110 dB cuando se miden desde 100 pies por delante de la locomotora en su dirección de viaje. [8]
El patrón para hacer sonar la bocina sigue siendo dos largos, uno corto y uno largo. Esto se debe repetir o prolongar según sea necesario hasta que la locomotora líder ocupe por completo el cruce. Los maquinistas de locomotoras conservan la autoridad de variar este patrón según sea necesario para los cruces cercanos y se les permite hacer sonar la bocina en situaciones de emergencia sin importar la ubicación.
La FRA ordenó eliminar la prohibición de hacer sonar las bocinas de las locomotoras en Florida después de demostrar que la tasa de accidentes se duplicó durante la prohibición. [9] La nueva resolución invalida cualquier ley estatal o local con respecto al uso de la bocina de los trenes en los cruces públicos. [10] Esto también brinda a las autoridades públicas la opción de mantener o establecer zonas tranquilas siempre que se implementen ciertas medidas de seguridad complementarias o alternativas y la tasa de accidentes en los cruces cumpla con los estándares gubernamentales . [ cita requerida ]
Las siguientes son las señales de bocina obligatorias que se enumeran en las reglas de operación de la mayoría de los ferrocarriles de América del Norte, junto con sus significados. Las señales se ilustran con un ▄ para sonidos cortos y ▄▄▄ para sonidos más largos. (Tenga en cuenta que estas señales y sus indicaciones se actualizaron para reflejar la práctica moderna; en épocas anteriores, había señales de silbato únicas que el ingeniero podía, por ejemplo, enviar y luego llamar al guardafrenos o al abanderado que viajaba en el furgón). Las reglas marcadas con un asterisco (✱) deben sonar cuando o donde corresponda. Las señales sin un asterisco transmiten información a los empleados; deben usarse cuando no se dispone de comunicación por voz.
Según la sección 11 de los Requisitos de diseño de locomotoras de Transport Canada , todas las locomotoras de trenes de pasajeros de propiedad canadiense deben estar equipadas con una bocina de dos tonos capaz de producir un sonido suave en modo de funcionamiento normal y un sonido fuerte en situaciones de emergencia. [12] Para cumplir con los requisitos federales, los ferrocarriles de pasajeros utilizan la bocina Nathan K5CA-LS. Esta bocina tiene dos cámaras de aire diferentes, lo que permite al ingeniero elegir entre hacer sonar tres campanas en modo "suave" o las cinco campanas en modo "fuerte". El modo "fuerte" está destinado a situaciones de emergencia, como cuando una persona o un vehículo está en las vías frente a un tren que se aproxima. El modo de emergencia fuerte produce un sonido agudo y extremadamente discordante para llamar la atención de las personas. [13]
Para maximizar la salida de sonido, Transporte Canadá requiere que todas las bocinas de los trenes se monten orientadas en la dirección de viaje, cerca de la parte delantera del techo, a no más de 1,5 metros (4 pies 11 pulgadas) detrás de la parte trasera de la cabina y cerca de la línea central de la locomotora en un lugar donde no obstruyan los tubos de escape en ninguna dirección. [12]
Las bocinas de los trenes deben producir un nivel de sonido mínimo de 96 decibeles (dB) en un radio de 30 metros (100 pies) desde la locomotora. [12]
Según la versión de mayo de 2018 de las Normas de Operación de Ferrocarriles Canadienses (CROR), las señales de advertencia específicas de bocina de tren deben sonar según la norma 14. Al igual que la Administración Federal de Ferrocarriles de Estados Unidos , las señales se ilustran utilizando ▄ para sonidos cortos y ▄▄▄ para sonidos más largos. En las CROR, se establece que las señales de advertencia "deben ser distintas, con una intensidad y duración proporcionales a la distancia que se debe transmitir la señal". [14] La siguiente tabla enumera las señales de advertencia de bocina de tren requeridas por Transporte Canadá. Las señales marcadas con un asterisco (✱) no deben reemplazarse con comunicación por radio.
Los residentes que viven cerca de las vías del tren pueden sentirse molestos por el sonido de las bocinas de advertencia. Sin embargo, los conductores de trenes están obligados a hacer sonar sus bocinas en todo momento, lo que puede dar lugar a quejas por ruido. Transport Canada permite a los municipios aprobar ordenanzas que prohíban el sonido de las bocinas en las estaciones de tren y los pasos a nivel, siempre que Transport Canada otorgue la aprobación al municipio en cuestión. [15]
Las señales de bocina están reguladas en la categoría Zp del Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung . Su uso más común hoy en día es al acercarse a un paso a nivel sin barreras y como advertencia.
Los postes de silbato están marcados con la letra " P " (de Pfeifen , "silbato"). Las señales más comunes son: [16]
Las bocinas de los trenes se hacen sonar en los lugares donde hay un poste de silbato (marcado con la letra " S " de siffler - "silbar"). Si el poste de silbato está etiquetado con una " J " (que significa jour - "día"), la bocina solo se debe hacer sonar entre las 07:00 y las 20:00. Las bocinas también se deben hacer sonar al pasar un tren que se aproxima y poco antes de llegar al último vagón del tren. Las bocinas de los trenes también se deben usar al ingresar a un túnel: la primera bocina poco antes de la entrada del túnel, la segunda bocina al entrar, la tercera bocina poco antes de la salida del túnel. [ cita requerida ]
▄ denota un toque corto en la trompeta; ▄▄ denota un toque comparativamente largo en la trompeta; ▄▄▄ denota un toque más largo en la trompeta; y ▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄ denota un toque muy largo en la trompeta.
Las preguntas frecuentes del Club de fans de los ferrocarriles indios enumeran lo siguiente: [17]
Las locomotoras diésel y eléctricas del Reino Unido suelen estar equipadas con bocinas de dos tonos, que suenan secuencialmente para distinguirlas de las bocinas utilizadas en los vehículos de carretera [18] , y los tonos se describen como "altos" o "bajos". En el pasado, se utilizaban ambos tonos de forma rutinaria. Las normas básicas de principios de la década de 1960 exigían que la bocina fuera claramente audible a una distancia de 400 m (1300 pies) de la fuente. [19] Sin embargo, debido a las quejas por el ruido, en 2007 se introdujeron nuevas normas: [20]
Las bocinas de los trenes británicos tienen dos tonos, alto o bajo, y en algunos casos, un ajuste fuerte o suave. Si la bocina no tiene un ajuste fuerte o suave, los conductores de trenes deben usar el ajuste proporcionado. [22]
AirChime, Ltd. remonta sus inicios al trabajo de Robert Swanson en 1949. Antes de principios de la década de 1950, las locomotoras estaban equipadas con bocinas de aire que emitían una sola nota.
Swanson intentó desarrollar una bocina de aire que imitara el sonido de un silbato de vapor clásico. Basándose en la antigua teoría musical china , Swanson produjo el modelo de seis notas "H6". Este modelo no era práctico para el uso en ferrocarriles debido a su tamaño relativamente grande. Los equipos ferroviarios operan en rutas restringidas por el ancho de carga ; una diferencia de solo unas pocas pulgadas puede impedir que ese equipo opere en la línea en cuestión.
Swanson perfeccionaría más tarde su 'H6' hasta convertirlo en el modelo 'H5'. Como indica la designación numérica, el instrumento emite un acorde de cinco notas.
En 1950, AirChime introdujo la serie "M", una mejora adicional de las bocinas anteriores gracias a la eliminación de piezas móviles innecesarias. Entre los primeros clientes de la serie "M" de AirChime se encontraba Southern Railway , que buscaba bocinas de repuesto para su sistema de propulsión. La empresa anunció este programa mediante la colocación de un anuncio de página completa en la edición del 25 de mayo de 1951 del Washington Times-Herald .
Bajo la dirección de Swanson, AirChime se centraría en la facilidad de producción en masa, el bajo mantenimiento y la confiabilidad en el diseño de sus bocinas de aire, con el desarrollo de las series "P" (1953) y "K" (1954).
AirChime se ha vendido a su licenciatario estadounidense, Nathan Manufacturing, Inc., una división de Micro Precision Group, Inc, en Windham, Connecticut . [24]
Fundada en 1912 como The American Strombos Co. de Filadelfia , Buell vendía bocinas marinas modificadas para uso ferroviario. A menudo se instalaban en locomotoras pequeñas, equipos interurbanos eléctricos y vagones de ferrocarril (por ejemplo, los Doodlebugs ).
Buell ha puesto recientemente a disposición una línea de bocinas de aire específicas para equipos ferroviarios. [25]
La empresa Gustin Bacon Mfg. Co. de Kansas City, Missouri, ofrecía bocinas de aire para utilizar en equipos ferroviarios antes de la Segunda Guerra Mundial .
Leslie Controls, Inc. , originalmente Leslie Company de Lyndhurst, Nueva Jersey , más tarde Parsippany , finalmente se trasladó a Tampa, Florida en 1985, comenzó la producción de bocinas al obtener los derechos para fabricar la línea de productos Kockums Mekaniska Verkstad de bocinas de aire de marca "Tyfon", comercializándolas para uso ferroviario a partir de la década de 1930. Su serie de modelos A200 adornaría más tarde los tejados de innumerables locomotoras, como la legendaria GG1 de Pennsylvania Railroad , así como miles de unidades E y F de EMD . Leslie finalmente presentó su propia línea de bocinas de aire de múltiples notas, conocida como la serie "Chime-Tone", en competencia directa con AirChime.
Las bajas ventas de las bocinas Chime-Tones (debido a que las bocinas requerían un amplio volumen de aire) llevaron a la Compañía Leslie a introducir una nueva línea de bocinas de aire que utilizaban componentes intercambiables y usaban menos aire para producir un mayor volumen de sonido que la serie "Tyfon" anterior. Desarrollada por Kockums, esta bocina utilizaba un diseño de cámara de potencia de contrapresión para mejorar la oscilación del diafragma. Conocidas como la serie "SuperTyfon", estas bocinas eventualmente reemplazarían a las "Tyfon" en el servicio ferroviario.
Las bocinas "SuperTyfon" se ofrecieron en configuraciones simples [26] , dobles [27] , triples [28] , cuádruples [29] y de cinco notas [30] .
Leslie Controls continúa fabricando bocinas de aire "SuperTyfon" para la industria ferroviaria. [31]
Prime Manufacturing, Inc. había producido aparatos para locomotoras durante muchos años antes de su entrada en el mercado de bocinas de aire en 1972. Su línea de "bocinas neumáticas" era básicamente un derivado del diseño Leslie SuperTyfon (habiendo aprovechado la expiración de una patente en ese momento), aunque sus bocinas empleaban piezas fundidas más pesadas que sus equivalentes de Leslie y, como resultado, sonaban con un timbre algo más rico.
Las ventas fueron buenas (ferrocarriles como Union Pacific y Burlington Northern fueron clientes destacados), pero en última instancia decepcionantes. Al verse cada vez más incapaces de competir en un nicho de mercado dominado por Leslie Controls y AirChime, Prime cesó la producción de bocinas de aire en 1999 .
Westinghouse Air Brake Company (conocida durante los siglos XIX y XX como WABCO ) fue la primera en ofrecer bocinas de aire específicamente para su uso con equipos ferroviarios, ya en la década de 1910. Su modelo E2 fue reconocido por muchos por el tono profundo y dominante que producía.
En respuesta a la serie de notas múltiples "Chime-Tone" de Leslie, Westinghouse ofreció un soporte al que se podían atornillar tres de sus "bocinadores" de una sola nota, logrando el mismo resultado que los Chime-Tones lograron para Leslie.
Eclipsada más tarde por Leslie y AirChime, WABCO finalmente cesó la producción de la mayoría de las bocinas para el mercado norteamericano.
En la actualidad, la empresa se conoce como Wabtec, Inc. , y continúa ofreciendo su línea de 'Bocinas neumáticas' para el mercado de exportación. [32]
Los ferrocarriles en Australia suelen utilizar el mismo tipo de bocinas de aire que sus homólogos norteamericanos. [ cita requerida ]
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