Las señales ferroviarias de América del Norte generalmente entran en la categoría de unidades iluminadas eléctricamente con múltiples cabezales que muestran señalización de ruta débil o basada en velocidad . [ cita requerida ] Las señales pueden ser del tipo reflector , luz de color , luz de posición o luz de posición de color , cada una mostrando una variedad de aspectos que informan al operador de la locomotora sobre las condiciones de la vía para que pueda mantener su tren bajo control y poder detenerse antes de cualquier obstrucción o condición peligrosa.
En América del Norte no existe un sistema o estándar nacional para la señalización ferroviaria. Las empresas ferroviarias individuales tienen libertad para diseñar sus propios sistemas de señalización, siempre que cumplan con algunos requisitos básicos de seguridad regulados. Debido a la ola de fusiones que se han producido desde la década de 1960, no es raro ver que una sola empresa ferroviaria opere muchos tipos diferentes de señalización heredados de sus predecesoras. Esta variedad puede ir desde simples diferencias en el hardware hasta reglas y aspectos completamente diferentes. Si bien ha habido cierta estandarización reciente dentro de los ferrocarriles en términos de hardware y reglas, la diversidad sigue siendo la norma.
En este artículo se explicarán algunos de los aspectos que se suelen encontrar en la señalización ferroviaria de América del Norte. Para obtener una visión más técnica de cómo funcionan realmente las señales, consulte Señalización ferroviaria de América del Norte .
Existen dos tipos principales de sistemas de señalización de aspectos en América del Norte: señalización de velocidad y señalización de ruta débil . [ cita requerida ] La señalización de velocidad transmite información sobre la velocidad a la que se le permite al tren ir en el próximo segmento de la vía; la señalización de ruta débil transmite información relacionada con la ruta que tomará un tren a través de un cruce, y es responsabilidad del ingeniero regular la velocidad del tren en consecuencia. La señalización de ruta débil se aplica con el término débil porque se pueden usar algunos aspectos de la señal de velocidad en el sistema y también porque normalmente no se transmite información exacta de la ruta, solo el hecho de una ruta divergente o recta, cada una con un rango predecible de velocidades conocidas.
Por lo general, los ferrocarriles del este de los Estados Unidos utilizaban señalización de velocidad, mientras que los ferrocarriles del oeste utilizaban señalización de ruta, con cierta mezcla de sistemas en el medio oeste y el sur. Esto se debía a la menor densidad de trenes en el oeste combinada con diseños de vías generalmente más simples. Con el tiempo, los ferrocarriles con señalización de ruta han incorporado segmentos de señalización de velocidad a través de la fusión y también han adoptado más aspectos basados en la velocidad en sus sistemas. De los cinco principales ferrocarriles de Clase 1 en los Estados Unidos , CSX utiliza señalización de velocidad, Union Pacific y BNSF utilizan señalización de ruta de velocidad mejorada (o lo que ahora es efectivamente señalización de velocidad con algunos elementos de ruta), y Norfolk Southern utiliza una combinación de señalización de velocidad y ruta basada en el propietario original de la línea. Los ferrocarriles de cercanías y Amtrak utilizan señalización de velocidad donde poseen o mantienen las vías en las que circulan. Todos los ferrocarriles canadienses utilizan un sólido sistema de señalización de velocidad en Canadá, pero tienen algunos segmentos de señalización de ruta en líneas que han adquirido en los Estados Unidos.
Las señales de América del Norte suelen ser de tres tipos.
Otros tipos de señales incluyen señales de órdenes de tren , señales de bloqueo manual o señales que regulan dispositivos especiales de seguridad como vallas deslizantes , apartaderos sin enclavamiento , cruces de carreteras, etc. Estas son mucho menos comunes que los tres tipos estándar.
Las señales de América del Norte suelen seguir un diseño común. Una señal alta consta de uno a tres cabezales montados aproximadamente en una pila vertical, cada uno de los cuales puede mostrar de uno a cuatro aspectos diferentes. Las señales automáticas se identifican con una placa de identificación, mientras que las señales absolutas no. El aspecto de la señal se basa en una combinación de los aspectos que muestra cada cabezal individual. Cuando una señal tiene varios cabezales, los aspectos se leen de arriba a abajo y se describen como " X sobre Y sobre Z ".
Las señales enanas son señales más pequeñas que se utilizan en áreas de baja velocidad o con espacio libre restringido. La mayoría de los sistemas de señalización tienen un conjunto paralelo de aspectos para su uso con señales enanas que difieren de los aspectos utilizados en señales altas. Las señales enanas pueden tener múltiples cabezales al igual que una señal alta, pero a veces las señales enanas utilizan los llamados "cabezales virtuales" para ahorrar espacio y costos. Esto es cuando una señal enana muestra múltiples lámparas en lo que normalmente sería un solo cabezal de señal, creando el efecto de múltiples cabezales de señal. Por ejemplo, una pila de lámparas enanas en el orden amarillo, rojo, verde puede mostrar amarillo, rojo y verde simples, así como amarillo sobre verde y rojo sobre verde.
Detrás del cabezal de la señal se coloca un fondo oscuro o diana , que ayuda a mejorar la visibilidad de la señal en condiciones de iluminación ambiental intensa. Los diseños de las dianas varían, pero suelen ser redondas u ovaladas, según la disposición de las lámparas de la señal. Para cada tipo de señal, suele haber una variedad de dimensiones de dianas que puede elegir cada empresa ferroviaria. Como las señales enanas no están diseñadas para ser vistas desde largas distancias, generalmente no están equipadas con dianas.
Las señales se montan más comúnmente en mástiles a los lados de la vía de aproximadamente 12 a 15 pies (3,7 a 4,6 m) de alto para colocarlas en la línea de visión del ingeniero. Las señales también se pueden montar en puentes de señales o mástiles voladizos que abarcan varias vías. Los puentes y mástiles de señales suelen proporcionar al menos 20 pies (6,1 m) de espacio libre sobre la parte superior del riel. Los mástiles de soporte se disponen con múltiples señales montadas en los mismos mástiles que gobiernan dos vías adyacentes. Los mástiles de soporte tienden a ser el tipo de señal más alto para permitir que la tripulación del tren vea la señal sobre un tren en la vía intermedia. Las señales en territorio electrificado se pueden montar en la estructura catenaria , y las señales en líneas bidireccionales se pueden montar espalda con espalda en el mismo dispositivo de montaje.
Antes de 1985, las normas exigían que las señales se montaran por encima y a la derecha de la vía que gobernaban. Este montaje se diseñó para permitir que el ingeniero pudiera ver la señal cuando conducía una locomotora de vapor o diésel con un capó largo que restringía la vista hacia la izquierda. En la mayoría de las situaciones, especialmente cuando se implementaba el funcionamiento bidireccional, las señales debían montarse por encima de la vía o en mástiles de soporte para permitir esta ubicación a la derecha. A medida que el diseño de las locomotoras cambiaba para permitir una buena visibilidad a ambos lados de la vía, se modificaron las normas para permitir que los ferrocarriles cambiaran a señales de tipo mástil bidireccional, utilizando puentes de señales solo en situaciones especiales que involucraran múltiples vías o vistas restringidas.
Las señales enanas suelen montarse en el suelo en áreas de baja velocidad o con espacios libres restringidos. A veces, las señales enanas se pueden montar más arriba, en un mástil pequeño u otra estructura, para mejorar la visibilidad. Se las conoce como "señales enanas altas" o "señales de palo", pero un montaje alto no cambia las aplicaciones de menor velocidad de la señal enana.
Las lámparas de señalización eléctrica suelen ser lámparas incandescentes de bajo consumo (35 vatios) que funcionan con corriente continua de bajo voltaje o, más recientemente, matrices de LED de alto rendimiento. Las señales incandescentes utilizan una combinación de lentes dobles para enfocar direccionalmente su pequeña potencia a lo largo de un largo alcance (3500 pies o 1100 m a la luz del día). Las nuevas señales LED pueden utilizar una matriz no enfocada o actuar como un reemplazo directo detrás de una lente tradicional. Las lentes de señalización estadounidenses tienen un diámetro estándar de 8+3 ⁄ 8 pulgadas (210 mm). Las señales de América del Norte utilizan un conjunto estándar de colores, definido en octubre de 1905, y que se volvió común para otros medios de transporte, como se muestra en la página 384 del Diccionario de señales Simmons-Boardman de 1911.
Se pueden configurar los cabezales de señal individuales para que parpadeen un color para crear un aspecto de señal diferente. Las señales en los Estados Unidos normalmente solo parpadean un cabezal a la vez, mientras que las señales en Canadá pueden parpadear dos cabezales a la vez; las luces intermitentes son generalmente menos restrictivas que las luces fijas. [ cita requerida ]
Algunos sistemas de tránsito rápido utilizan sólo dos colores de luces de señalización (blanco lunar para continuar y rojo para detenerse por completo); algunos ejemplos son el Baltimore Metro SubwayLink , el Washington Metro y el PATCO Speedline .
Las reglas y aspectos de las señales utilizan varias velocidades predefinidas. Estas velocidades también se utilizan en la señalización de tipo Ruta débil.
Los aspectos de la señal están diseñados para incorporar cierto grado de tolerancia a fallas . Los aspectos a menudo se diseñan de modo que una lámpara defectuosa u oscurecida haga que el aspecto resultante sea más restrictivo que el previsto. Las reglas de operación ( GCOR , NORAC o CROR ) requieren que los cabezales de señal oscuros u oscurecidos se traten como si mostraran su aspecto más restrictivo (es decir, detenerse), pero el diseño de aspecto tolerante a fallas puede ayudar al ingeniero a tomar un curso de acción más seguro antes de que la falla de una señal se haga evidente. Si bien no todos los aspectos son tolerantes a fallas, la lámpara verde en el cabezal más alto solo la usa el aspecto de señal menos restrictivo, "Clear", por lo que no hay ningún caso en el que una falla pueda mostrar accidentalmente un aspecto claro.
Cuando un aspecto de la señal incorpora una lámpara intermitente, esta siempre se aplica a señales menos restrictivas. Esto es para evitar que un relé intermitente atascado actualice la señal accidentalmente.
Algunas lógicas de señalización incorporan la detección de "bombilla apagada" (falla de lámpara) u otro tipo de fallas, para intentar mostrar el aspecto más restrictivo en caso de falla. Sin embargo, esta función no es obligatoria ni se adopta de manera universal.
Las señales de semáforo se desarrollaron por primera vez en Inglaterra en 1841. [2] : 169 Algunos ferrocarriles estadounidenses comenzaron a instalarlas a principios de la década de 1860, y los semáforos desplazaron gradualmente a otros tipos de señales. La empresa Union Switch & Signal (US&S) introdujo un diseño electroneumático en 1881. Era más confiable que las versiones puramente mecánicas anteriores, y más ferrocarriles comenzaron a utilizarlos. En ese momento, sin embargo, eran considerablemente más caros que las señales de disco Hall o "banjo". [2] : 171
A finales del siglo XIX, en particular cuando los trenes se hicieron más largos y rápidos y las líneas ferroviarias se congestionaron más, se consideró que la señal de banjo tenía un único defecto terminal: la visibilidad. El disco interno era difícil de ver en tiempo de niebla y cuando la nieve se adhería al panel de vidrio. Los primeros tipos de semáforos electroneumáticos fabricados por US&S habían tenido alguna aplicación limitada en 1880 como señales de bloqueo automático. La necesidad de mantener la presión del aire en las largas líneas neumáticas finalmente llevó a los ferrocarriles a descontinuar su uso generalizado como señales de bloqueo automático. Sin embargo, estos tipos vieron un largo servicio en plantas de enclavamiento. Los primeros semáforos también tenían un alcance limitado con la operación manual del cable y poca confiabilidad en mal tiempo. [2] : 149, 170–171 Por lo tanto, algunos ferrocarriles continuaron usando señales de disco donde se necesitaba la operación automática de la señal de bloqueo entre estaciones de bloqueo manual, como lo confirmaron los libros de reglas de la época hasta bien entrada la década de 1920 y más allá.
A principios de la década de 1890, más ferrocarriles comenzaron a instalar señales de semáforo operadas por motores eléctricos, que eran visibles a distancias de miles de pies, durante el día y en condiciones climáticas adversas. En 1893, hizo su debut el semáforo de señal de bloqueo automático con motor eléctrico de alto voltaje. En 1898, apareció el semáforo US&S Style "B", el primer semáforo con motor eléctrico de bajo voltaje con mecanismo completamente cerrado que tuvo éxito. Fue revolucionario y mejoró todos los diseños de semáforos anteriores; el último ejemplo de este tipo se retiró del servicio en 2009 en la antigua línea Siskiyou de la SP, ahora CORPS.
Los semáforos norteamericanos controlados por motor que se utilizan desde la aparición del sistema de bloqueo de circuitos de vías en 1872 proporcionaron una forma de automatización que los ferrocarriles buscaban para reducir los costos de mano de obra y mejorar la confiabilidad con respecto a los sistemas operados manualmente como en el Reino Unido, Alemania y otros lugares. Las señales enanas se operaban mecánicamente, neumáticamente para dar señales de tipo restrictivo, como las señales de tipo mástil en los enclavamientos, pero las señales enanas motorizadas eran más comunes después del desarrollo de la señal Modelo 2A en 1908. Ya en 1915, el impulso tecnológico de gigantes intelectuales como AH Rudd de Pennsylvania RR y su concepto de señalización de velocidad combinado con su desarrollo de la señal de luz de posición y las señales de luz de color simultáneas utilizando la combinación de lentes dobles de William Churchill en términos prácticos hicieron que el semáforo quedara técnicamente obsoleto.
Las señales de semáforo han sido reemplazadas casi por completo por señales luminosas en América del Norte, pero contienen varios elementos de diseño importantes. La gran mayoría de las señales de tipo semáforo utilizadas en América del Norte, y el único tipo que sobrevivió en servicio a partir de 2009, son de la variedad de cuadrante superior de tres posiciones. Las de cuadrante inferior generalmente tendrían dos posiciones, pero tres redondeles, dos de los cuales serían del color más restrictivo. Este diseño de espectáculo de semáforo de cuadrante inferior de 60 a 75 grados y tres aperturas se conocía como el "Espectáculo de luz continua" y es anterior al espectáculo de cuadrante superior de tres posiciones patentado por Loree-Patenall de 1902. La intención era reducir la posibilidad de que un mal funcionamiento o una nevada hicieran que la señal solo se elevara parcialmente hacia la horizontal, pero aún así mostrara la indicación nocturna de color más restrictiva. Las imágenes en color de estas señales lo confirman, ya que el "rojo-rojo-verde" del punto de origen y el "amarillo-amarillo-verde" de los brazos distantes se utilizaron universalmente en semáforos LQ de 60 y 75 grados (B&M, Vermont central). No se utilizaron señales de tres colores de 60 o 75 grados. El parlante del cuadrante inferior de 3 posiciones y 90 grados "estándar" tuvo una aplicación limitada (el último se utilizó en las terminales de Memphis, Tennessee y St. Louis, Missouri) ya que el parlante UQ de Lorre-Patenall proporcionó un alcance visual significativamente mayor.
La parte de la hoja del semáforo tenía varios diseños, cada uno de los cuales transmitía un significado diferente:
El color del semáforo frecuentemente coincide también con las categorías anteriores, las señales absolutas típicamente tienen una raya blanca en una hoja roja y las otras tienen una raya negra (generalmente repitiendo la forma del extremo de la hoja) cuadrada o de 60 grados, según el estándar RSA.
En 1911, el Dr. William Churchill patentó la combinación de "lente doble" para largo alcance (2500 pies o 760 m durante el día) en las instalaciones de investigación de Corning Glass en Corning, Nueva York, lo que indicaba que el reinado de la señal de semáforo en el uso ferroviario se acercaba rápidamente a su fin. En 1916, esta combinación óptica y una respuesta de ventas decreciente impulsaron a la gerencia de Hall Signal Company a darse cuenta de que su mecanismo de semáforo Estilo "L" recién presentado y más avanzado (el último producido por una compañía de señales estadounidense) estaba realmente obsoleto. Ese dispositivo de doble lente había sido desarrollado por William Churchill de la Universidad de Cornell mientras trabajaba en Corning Glass Works . Había terminado de desarrollar estándares de color para la cristalería ferroviaria, que Corning había patentado el 10 de octubre de 1905. Se utilizaron inmediatamente como señales iluminadas con bombillas incandescentes eléctricas de tipo túnel y de corto alcance durante el día. Luego dirigió su atención a las señales diurnas de mediano y largo alcance utilizando las mismas lámparas eléctricas incandescentes con una óptica muy mejorada: la combinación "doblete-lente".
La respuesta de Hall a esta situación fue comprar las patentes presentadas en 1918 a un tal Sr. Blake para su señal "Searchlight". En realidad, la señal del reflector era una variación actualizada y modernizada de la antigua señal de disco cerrado de Hall. Lo que Blake había hecho era aprovechar el relé de paletas polarizadas de tres posiciones estándar del ferrocarril , agregarle un anteojo en miniatura y medallones de vidrio de borosilicato de baja expansión de Pyrex, y combinarlo con un reflector elíptico muy eficiente y un sistema de lentes ópticas con una gran apertura de 10+Lente exterior escalonada de 1 ⁄ 2 pulgada de diámetro (270 mm). Este desarrollo revolucionario proporcionó una señal con una indicación visible de más de 1 milla (1,6 km) de la señal a plena luz del día, cuando la señal estaba ubicada en la vía tangente. Las primeras señales de luz de color eran visibles solo a la mitad de esa distancia (2500 pies o 760 metros) mientras usaban aproximadamente la misma corriente eléctrica, por entonces una preocupación importante en el " territorio de la batería primaria ". En 1925, el desarrollo de "colores de alta transmisión" de la cristalería ferroviaria por parte de Gage y Corning Glass mejoró esta distancia limitada a unos aceptablemente competitivos 3500 pies (1100 m) en la vía tangente.
En el Reino Unido, las señales originales de los reflectores electromecánicos consistían en una bombilla incandescente de bajo consumo montada detrás de un semáforo sin cuchillas detrás de un objetivo. La señal de reflector de la Union Switch and Signal Company, omnipresente en los Estados Unidos, tiene un cable interno con un sistema de pesas para alinear mecánicamente la señal en la posición roja si hay una falla del sistema.
El uso de las señales con reflectores se generalizó principalmente debido a su relativamente bajo mantenimiento, alta visibilidad, bajo consumo de energía y, a partir de 1932, al uso de una lente compuesta con una bombilla de 4 vatios y 3 voltios que funcionaba bastante bien en el territorio de las señales alimentadas por batería. También fue importante la lente única que daba las indicaciones en las señales entrelazadas de múltiples cabezales en una ubicación fija con respecto al mástil y los otros cabezales de señal, lo que no era el caso de las señales de luz de color de múltiples lentes. Con el tiempo, los costos del relé de la señal de reflector, significativamente más caro, comenzaron a superar los ahorros de su tamaño compacto y su bombilla única en comparación con la simple señal de luz de color de múltiples lentes. A fines de la década de 1980, el reflector había perdido su posición como el estilo de señal más popular en América del Norte.
Para superar los problemas asociados con las partes móviles, se desarrollaron nuevas señales de estado sólido con una sola lente. El primer producto de este tipo, comercializado en 1968 como "Unilens" por Safetran , utiliza fibra óptica para concentrar la salida de hasta cuatro fuentes de luz detrás de una sola lente. Sin embargo, salvo como señales de baja velocidad que requieren solo una visibilidad de corto alcance, estas no han tenido un éxito total y la mayoría se están retirando del servicio principal después de una vida útil relativamente corta. Capaces de cuatro aspectos, la mayoría de los ejemplos tenían dos unidades de lámpara que se encendían simultáneamente en rojo para dar a la indicación más restrictiva un mayor alcance visual que el obtenido con el uso de una sola unidad de lámpara.
Las señales luminosas de color dispuestas en forma triangular consisten en un grupo de tres casquillos de color en el centro de un gran objetivo circular. Fueron uno de los primeros tipos de señales luminosas de color de alta intensidad ampliamente utilizados, adoptados en particular por los ferrocarriles New York Central y Seaboard Coast Line , y luego utilizados exclusivamente por Conrail y New Jersey Transit . [3]
El diseño original del tipo "G" de General Railway Signal (GRS) consistía en una caja de hierro fundido que contenía tres unidades de lentes dobles en una disposición triangular. Los modelos "TR" y "TP" de US&S utilizaban tres carcasas de una sola lámpara conectadas más pequeñas con un fondo común. La extinta Chicago Signal Company tenía una versión que utilizaba lentes estándar de 5+Lentes de lámpara de conmutación de 3 ⁄ 8 pulgadas (140 mm) (a menudo de fabricación Macbeth) en lugar del tipo de lente inverso-convexo y escalonado estándar que se encuentra en el diseño estándar de doblete interno. La versión Union se actualizó más tarde a una sola unidad similar al modelo GRS. A medida que las señales de luz de color modulares se han generalizado, las configuraciones de tipo objetivo se han ofrecido típicamente junto con las configuraciones de tipo vertical. La señal de luz de color triangular fue especialmente útil en áreas físicamente restringidas y confinadas. [3]
Las señales de luz de color verticales son el segundo patrón principal de señales de luz de color y hoy representan la forma de señal más popular en América del Norte, reemplazando al reflector. [ cita requerida ] Estas señales no son diferentes de la señal de color de tipo triangular en función, pero presentan una apariencia visual muy alterada.
Los problemas constantes con las fuentes de luz fiables y de largo alcance que se obtenían con una única lente óptica de color y una bombilla enfocada restringieron el primer uso de las señales de luz de color a aplicaciones exteriores diurnas de corto alcance, o en túneles y otros complejos subterráneos o de baja velocidad. El proyecto de la estación Penn de Nueva York de 1911 fue un ejemplo de este tipo de señal de luz de color, con una lente óptica exterior de color de 8 3/8", algunas de las cuales todavía están en servicio en 2011.
El desarrollo de la lente doblete por Churchill en Corning Glass Works permitió que una fuente de luz eléctrica fuera más efectiva que con los diseños de señales de luz de color diurna anteriores. Hay dos tipos principales de cajas: la caja simple, donde dos o más lámparas estaban contenidas dentro de una sola carcasa fundida, y la luz modular, donde cada lámpara era una unidad independiente capaz de organizarse en una señal de configuración arbitraria, incluida la triangular. US&S tiene un tipo de caja simple popular con sus estilos R/R-2, P-2/5 y N, mientras que GRS ofreció su Tipo G dispuesto en forma triangular, y la Chicago Signal Company proporcionó una versión similar. La Safetrans Triangular actual es una copia del Tipo G de GRS pero con puertas dobles dispuestas verticalmente.
Señales como el modelo N/N-2 también se podían montar directamente en el suelo como una señal enana sin respaldo. El usuario más notable de este tipo de señal fue Chesapeake y Ohio , pero se podían encontrar unidades en ferrocarriles de todo el país.
Con el tiempo, debido a su bajo costo y versatilidad, la señal luminosa de color modular se convirtió en el estándar en América del Norte. El primer sistema modular fue el GRS Tipo "D", comercializado por primera vez en 1922 y adoptado por Southern Railroad junto con muchos otros: D&RG, etc. Las unidades GRS usaban un "fondo" más pequeño que la vertical comparable de US&S, posiblemente comprometiendo un poco la visibilidad de largo alcance. Hoy en día, el tipo de señal nueva más popular en América del Norte es un diseño modular fabricado por Safetran, ya que es el más barato, y los cuatro ferrocarriles principales de Clase 1 lo instalan casi exclusivamente. [ cita requerida ] Hoy en día, tanto GRS como Safetran comercializan sistemas modulares separados para señales altas y enanas, mientras que US&S usa el diseño modular único Estilo "R-2" para altas y Estilo N-2 para enanas.
Las luces de color modulares permiten ahorrar todos los costos inherentes a las luces de color, pero también facilitan a los ferrocarriles almacenar señales y realizar modificaciones en los enclavamientos. En lugar de tener que pedir cabezales personalizados, se pueden tomar nuevos módulos del stock para construir nuevas señales o modificar cabezales existentes. Con un montaje sencillo, incluso se pueden construir luces de color triangulares con estos componentes estandarizados.
Las señales luminosas de color modulares suelen estar equipadas con una pantalla solar de longitud completa, a la que los empleados y aficionados del ferrocarril suelen llamar "Vader Hoods" debido a su aspecto similar al de Darth Vader en la serie de películas de La guerra de las galaxias . Estas pantallas de señalización extendidas mejoran la visibilidad en condiciones de sol intenso y bloquean la luz de otras fuentes que podrían iluminar y dar una apariencia falsa al ingeniero. Las pantallas también proporcionan una ventaja no deseada al ayudar a enfocar la luz para que sea más visible desde distancias lejanas. Esta pantalla fue adoptada originalmente por los ferrocarriles Union Pacific y Denver Rio Grand and Western para evitar que la acumulación de nieve en una pantalla oscureciera la lente de la señal que se encuentra encima.
Las señales de luz de posición utilizan filas de 5+Lámparas de 3 ⁄ 8 pulgadas de diámetro (140 mm) para simular las posiciones de una lámina de semáforo en el cuadrante superior. Las luces de posición fueron desarrolladas por AH Rudd, Superintendente de Señalización del Ferrocarril de Pensilvania (PRR). Se introdujeron en 1915 como reemplazo de las señales de semáforo en la línea principal entre Paoli y Filadelfia como un esfuerzo por reducir el mantenimiento requerido por las señales de semáforo, así como los problemas de visibilidad causados por el nuevo proyecto de electrificación aérea. El sistema original usaba filas de cuatro luces. El sistema se redujo más tarde para usar filas de tres lámparas, rodeando un centro común. Esto redujo el efecto de "vela" del fondo desmesuradamente grande y en forma de lápida de la variante de cuatro luces. La instalación original hizo uso de lámparas colocadas frente a un respaldo de chapa de hierro negro independiente, pero poco después, el nuevo fondo circular se ajustó al dispositivo entonces reducido de 3 lámparas por fila y directamente al respaldo en un marco conocido como "araña". [4]
Cada unidad de luz de posición está equipada con una bombilla de 12 voltios y 6 candelas montada delante de un espejo parabólico que aumenta la intensidad relativamente débil de la bombilla. Para evitar indicaciones fantasma, el diseño utiliza una lente tórica invertida especial (es decir, una sola lente Fresnel transparente montada con los lados del escalón hacia afuera) con una parte de los escalones de la lente pintada de negro. Se eligió un vidrio cónico teñido de amarillo claro con punta esmerilada, ya que se determinó que este color tenía la mayor visibilidad en condiciones de niebla según estudios empíricos en Corning en ese momento. [5]
Una luz de posición alta estándar consta de dos cabezales; el cabezal inferior puede permanecer apagado a menos que sea necesario. Además de las señales de luz de posición alta, el PRR desarrolló una luz de posición enana, como ocurre con muchos ferrocarriles, estas señales enanas también se conocen como "pot", una tradición que se heredó de la "señal tipo pote" giratoria del siglo XIX. Cuatro lámparas blancas simples pueden mostrar cuatro aspectos de baja velocidad, cada una con dos lámparas. En 1930, los espacios libres reducidos del complejo de la estación suburbana de Filadelfia impulsaron el desarrollo de la posición tipo pedestal, que consistía en dos señales enanas de posición en un respaldo fundido común. [5]
Las luces de posición del tipo PRR se utilizaron en todo el vasto sistema PRR, así como en el Long Island Rail Road (LIRR), una subsidiaria de PRR, y en Norfolk and Western , que era propiedad de PRR en un tercio. US&S era el único proveedor de equipos de luces de posición clásicas, ya que la fábrica de este fabricante estaba ubicada anteriormente en la línea principal de cuatro vías de PRR en Swissvale, Pensilvania. [5]
En 1954, el PRR experimentó instalando lentes rojas en la posición horizontal del cabezal superior para ayudar a aumentar la visibilidad a distancia de las señales de parada absoluta en el enclavamiento de Overbrook. [6] Bajo Penn Central y más tarde Conrail se convirtió en una práctica estándar agregar estas lentes rojas a las luces de posición altas e incluso algunas señales de pedestal. Norfolk and Western modificó sus señales para usar lentes rojas y verdes en las posiciones de parada y despejado del cabezal superior y lentes amarillas en el resto. En la década de 1980, Amtrak modificó la mayoría de sus antiguas luces de posición PRR para usar los colores de luz equivalentes en todas las posiciones de ambos cabezales. Internamente denominadas luces de posición de color , no deben confundirse con las luces de posición de color descritas a continuación, que si bien son funcionalmente similares, son estructuralmente considerablemente diferentes. [5]
Hasta la década de 1980 se siguieron instalando nuevas luces de posición del tipo PRR en los antiguos sistemas de Conrail . Hoy en día, la mayoría de las antiguas luces de posición PRR se están reemplazando lentamente por luces de colores modernas, pero Amtrak, SEPTA y LIRR siguen instalando nuevas luces de posición (las de Amtrak son de la variedad coloreada). US&S ya no fabrica equipos de luces de posición, pero los modelos actualizados de Safetran siguen estando disponibles. [5]
La señal de luz de posición de color (CPL) fue desarrollada por Frank Patenal, superintendente de señalización del ferrocarril Baltimore and Ohio (B&O), alrededor de 1918. También desarrolló un sistema de aspecto de señal patentado para reemplazar el sistema de señalización estándar AH Rudd, ARA (basado en PRR) que se usaba en ese momento. El sistema CPL era único en el sentido de que era un diseño conceptualmente original en lugar de ser una actualización de un sistema existente. El sistema CPL incorpora varios principios de diseño que, por lo demás, son exclusivos de la señalización norteamericana. El uso del color rojo solo en el caso de una situación de parada absoluta o velocidad restringida es la característica más significativa. Las otras 11 combinaciones estándar posibles no muestran un aspecto rojo. [7]
El CPL consta de un objetivo de posición central con hasta cuatro pares de unidades de lentes dobles alrededor del perímetro del disco de fondo. Las unidades de lentes están espaciadas en ejes de 45 grados utilizando las posiciones: verde |, amarillo /, rojo —y un blanco lunar \para restringir que también está presente en algunas instalaciones. El cabezal principal está rodeado por hasta 6 marcadores en las posiciones de las 12:00, 2:30, 4:30, 6:00, 8:30 y 10:30 en punto. La función del cabezal principal era la información de ocupación de bloque, donde el verde representa dos o más bloques libres, el amarillo un bloque libre y el rojo/blanco lunar representa una indicación de restricción, lo que significa que el maquinista tenía permitido ingresar a su tren en un bloque ocupado. Las luces indicadoras individuales brindan información sobre la velocidad: las 12 en punto son velocidad normal, las 6 son velocidad media (velocidad limitada si parpadea), las 10 son normal a media (limitada si parpadea), las 2 son normal a lenta, las 8 son media a media, las 4 son media a lenta y las que no están iluminadas son lenta a lenta. [7]
Esta CPL se implementó por primera vez en el Staten Island Railroad (una subsidiaria de B&O) en la década de 1920 y se implementó en todo el sistema poco después. Partes del Chicago and Alton Railroad recibieron CPL más tarde, cuando B&O obtuvo el control de esa línea. En la década de 1980, tanto la estación Chicago Union de Amtrak como la estación Chicago Northwestern de Metra instalaron CPL enanas para reemplazar las señales anteriores en esas terminales. [7]
A partir de 2008 [actualizar]y como ocurre con todos los ferrocarriles de Estados Unidos, CSX está reemplazando lentamente todos los CPL restantes en su sistema con señales LED de luz de color verticales contemporáneas. Las señales del antiguo ferrocarril de Alton también han sido reemplazadas casi por completo, al igual que muchas de las CPL enanas en las dos terminales de Chicago . La única excepción es el ferrocarril de Staten Island, que recientemente actualizó su sistema de señalización con nuevas CPL utilizando el moderno equipo de luces de posición Safetran. [7]
Las primeras señales empleadas en un ferrocarril estadounidense fueron un sistema de banderas utilizadas en la autopista de peaje y ferrocarril de Newcastle y Frenchtown en la década de 1830. Luego, el ferrocarril desarrolló un sistema más efectivo que consistía en bolas de madera, pintadas de rojo, blanco o negro, y que se izaban hacia arriba o hacia abajo de un poste con un sistema de cuerda y polea. El uso inicial de estas señales era simplemente para indicar el estado de puntualidad de los trenes, en lugar de controlar los movimientos de los trenes. Las bolas de madera a menudo se configuraban con linternas para uso nocturno. [8] : 18 Las señales de bola se utilizaron por primera vez para dirigir los movimientos de los trenes en 1852, en el ferrocarril de Nueva York y New Haven . [2] : 134 Otras señales mecánicas utilizadas durante el siglo XIX incluyen:
La señal de disco Hall (también llamada señal "banjo") fue la primera señal operada eléctricamente que fue ampliamente adoptada por los ferrocarriles estadounidenses. Thomas Hall patentó su diseño de señal de disco en 1867. [2] : 146–147
Una caja de madera con forma de banjo albergaba un gran aro de alambre de hierro con seda roja estirada y pegada sobre él. El extremo opuesto tenía un aro mucho más pequeño en el que se aseguraba un disco muy fino de vidrio coloreado. Todo este conjunto de alambre de hierro pivotaba dentro de un electroimán en lo que se conocía como una armadura en "Z" que estaba enrollada con alambre magnético de cobre. Cuando se energizaba la bobina, los aros de alambre se alejaban de la gran abertura de vidrio en la parte delantera de la caja de madera del "banjo", exponiendo su interior pintado de blanco. El disco de vidrio coloreado al mismo tiempo se alejaba de una lente Fresnel primitiva transparente en la parte superior de la caja que estaba respaldada en la parte trasera de la caja con una lámpara de queroseno . [9] : 271 La señal del disco se puso en servicio por primera vez en 1870 en el ferrocarril de Nueva York y New Haven en Stamford, Connecticut , utilizando un dispositivo de pedal de vía para activarlo, ya que el circuito de vía no fue desarrollado hasta 1872 por el Dr. William Robinson . [10] [11]
La Hall Signal Company instaló las señales de disco como parte de los sistemas automáticos de señales de bloqueo , inicialmente utilizando circuitos de cables de línea, que corrían sobre postes a lo largo de las vías y conectaban los dispositivos de pedal de la vía. Uno de los primeros sistemas de este tipo se instaló en 1871 en el ferrocarril Eastern (más tarde Boston & Maine ). [12] : 18 En 1896, había aproximadamente 1500 señales de disco en funcionamiento. [13] : 80
La señal de disco cerrado US&S totalmente metálica se introdujo en 1896 y tenía una versión que empleaba una bandera roja y una verde (así como ambos vidrios de colores) que estaban dispuestos mecánicamente de tal manera que las banderas y los medallones de vidrio intercambiaban lugares dentro de la caja de la señal según lo requería la indicación.
Existen ejemplos de diversas señales mecánicas y eléctricas en varios museos ferroviarios y en las colecciones de unos pocos entusiastas del ferrocarril. Entre ellas se incluyen señales fabricadas por US&S, GRS, Hall e incluso la Federal Signal Company. La variante de la señal enana "Position Color Light" (o "PCL", como se las denominaba en ese momento) introducida en 1924 por la Hall Company se encuentra entre las más raras y buscadas por los coleccionistas, al igual que los extremadamente raros semáforos enanos mecánicos de la T. George Stiles Company. Estas señales fueron instaladas a principios del siglo XX por la New Haven Railroad y utilizadas hasta la década de 1980.
La mayoría de los ferrocarriles norteamericanos tienen entre 10 y 20 reglas de señalización independientes, cada una de las cuales suele estar representada por múltiples aspectos. Sin embargo, todas estas reglas complicadas giran en torno a la simple premisa de informar a los ingenieros de locomotoras cómo deben operar su tren en la ubicación actual y qué deben esperar en la siguiente ubicación de la señal. [ cita requerida ] A partir de aquí, el gran conjunto de reglas y aspectos se puede dividir en un pequeño número de clases que son comunes a todos los sistemas de señalización de América del Norte: [ cita requerida ]
Las señales distantes a menudo se denominan señales de aproximación , ya que el bloque de señal antes del enclavamiento se conoce como bloque de aproximación. [ cita requerida ]
A raíz de la colisión de trenes en Maryland en 1996 , la Administración Federal de Ferrocarriles modificó sus normas para la operación de trenes de empuje y tracción para evitar que los ingenieros de locomotoras olvidaran que se estaban acercando a una señal de parada después de hacer una parada en la estación. La "Regla de demora en el bloque" resultante requiere que todas las señales distantes, ubicadas en el territorio donde los trenes de empuje y tracción funcionan en ausencia de señales de cabina , estén marcadas con un cartel "D". El cartel tiene como objetivo recordar a los ingenieros que están sujetos a una restricción de velocidad de 40 mph (64 km/h) y deben acercarse a la señal de enclavamiento preparados para detenerse, siempre que se haga una parada en la estación o la velocidad del tren baje a menos de 10 mph (16 km/h) en el bloque de aproximación. Las restricciones se mantienen hasta que la señal de enclavamiento sea claramente visible y muestre una indicación de "proceder". [15]
