Un cambio de vía ( AE ), un desvío o un [ conjunto de ] puntos ( CE ) es una instalación mecánica que permite guiar a los trenes de una vía a otra, como en un cruce ferroviario o donde se bifurca un ramal o un apartadero .
El tipo más común de interruptor consta de un par de rieles cónicos unidos, conocidos como puntos ( rieles de interruptor o láminas de punta ), que se encuentran entre los rieles exteriores divergentes (los rieles originales ). Estos puntos se pueden mover lateralmente a una de dos posiciones para dirigir un tren que viene de las palas puntuales hacia el camino recto o el camino divergente. Se dice que un tren que se mueve desde el extremo estrecho hacia las palas puntuales (es decir, se dirigirá a uno de los dos caminos, dependiendo de la posición de las puntas) está ejecutando un movimiento de punto enfrentado .
Para muchos tipos de cambio, un tren que viene de cualquiera de las direcciones convergentes pasará a través del cambio independientemente de la posición de los puntos, ya que las ruedas del vehículo obligarán a los puntos a moverse. El paso a través de un interruptor en esta dirección se conoce como movimiento de punto de seguimiento y los interruptores que permiten este tipo de movimiento se denominan interruptores arrastrables . [1]
Un interruptor generalmente tiene una vía recta (como la línea principal) y una ruta divergente. La lateralidad de la instalación se describe por el lado que deja la pista divergente. Los interruptores de la derecha tienen un camino divergente a la derecha de la vía recta, cuando vienen de las palas punta, y un interruptor de la izquierda tiene la vía divergente saliendo hacia el lado opuesto. En muchos casos, como en los patios de ferrocarril, se pueden encontrar muchos desvíos en una sección corta de la vía, a veces con desvíos que van tanto hacia la derecha como hacia la izquierda (aunque es mejor mantenerlos separados tanto como sea posible). A veces un interruptor simplemente divide una pista en dos; en otros, sirve como conexión entre dos o más vías paralelas, permitiendo que un tren cambie entre ellas. En muchos casos, cuando se suministra un interruptor para salir de una vía, se proporciona un segundo para permitir que el tren vuelva a entrar en la vía a cierta distancia de la línea; esto permite que la vía sirva como apartadero, lo que permite que un tren se salga de la vía para permitir el paso del tráfico (este apartadero puede ser un tramo corto de vía exclusivo o estar formado a partir de una sección de una segunda línea paralela continua) , y también permite que los trenes que vienen de cualquier dirección cambien de línea; de lo contrario, la única forma de que un tren que viene en la dirección opuesta use un interruptor sería detenerse, retroceder a través del interruptor hacia la otra línea y luego continuar hacia adelante (o detenerse, si se usa como vía muerta).
No siempre hay una vía recta ; por ejemplo, ambas vías pueden curvarse, una hacia la izquierda y otra hacia la derecha (como para un interruptor en estrella ), o ambas vías pueden curvarse, con radios diferentes , mientras siguen en la misma dirección. Los cambios de vía consumen una proporción relativamente alta del presupuesto de mantenimiento ferroviario. [2]
En los primeros ferrocarriles de madera se utilizaban interruptores simples de una sola pala para mover los vagones entre las vías. A medida que las plataformas con barandillas de hierro se hicieron más comunes en el siglo XVIII, se fabricaron componentes de hierro fundido para construir interruptores con barandillas de retención. [3] En 1797, John Curr describió el sistema que desarrolló que utilizaba una sola hoja de hierro, articulada sobre un pasador vertical que se estrechaba para descansar contra la plataforma. [4] En 1808, el diseño básico de Curr era de uso común. [5]
El uso de un riel con resortes, que proporciona una transición suave, fue patentado por Charles Fox en 1838. [6]
Antes de la disponibilidad generalizada de electricidad , los interruptores en los cruces muy transitados se accionaban desde una caja de señales construida cerca de las vías mediante un elaborado sistema de varillas y palancas . Las palancas también se utilizaron para controlar las señales ferroviarias para controlar el movimiento de los trenes a través de las estaciones. Con el tiempo, se introdujeron sistemas mecánicos conocidos como enclavamientos para garantizar que solo se pudiera configurar una señal para permitir que un tren avanzara sobre puntos cuando fuera seguro hacerlo. Con el tiempo, los enclavamientos puramente mecánicos se convirtieron en sistemas integrados con control eléctrico. En algunos ramales de poco tráfico, en patios de clasificación autónomos o en ferrocarriles tradicionales , los desvíos aún pueden tener el tipo anterior de enclavamiento.
Las ruedas de un vagón de ferrocarril se guían principalmente a lo largo de las vías mediante conos de las ruedas, [7] en lugar de depender de las pestañas en el interior de las ruedas. Cuando las ruedas llegan al desvío, las ruedas son guiadas a lo largo del recorrido determinado por cuál de los dos puntos está conectado a la vía frente al desvío. En la ilustración, si el punto izquierdo está conectado, la rueda izquierda será guiada a lo largo del riel de ese punto y el tren se desviará hacia la derecha. Si se conecta el punto correcto, la brida de la rueda derecha se guiará a lo largo del carril de ese punto y el tren continuará por la vía recta. Sólo uno de los puntos podrá estar conectado a la vía de enfrente en cada momento; Los dos puntos están bloqueados mecánicamente entre sí para garantizar que este sea siempre el caso.
Se proporciona un mecanismo para mover los puntos de una posición a otra ( cambiar los puntos ). Históricamente, esto requeriría que un operador humano moviera una palanca, y algunos interruptores todavía se controlan de esta manera. Sin embargo, la mayoría ahora son operadas por un actuador controlado remotamente llamado máquina de puntos ; esto puede emplear un motor eléctrico o un actuador neumático o hidráulico . Esto permite el control y monitoreo remotos y el uso de interruptores más rígidos y fuertes que serían demasiado difíciles de mover con la mano, pero que permiten velocidades más altas.
En un movimiento de punto de seguimiento (pasar por el interruptor en la dirección incorrecta mientras están configurados para salirse de la vía), las pestañas de las ruedas forzarán los puntos a la posición correcta. Esto a veces se conoce como pasar por el interruptor . Algunos interruptores están diseñados para ser forzados a la posición adecuada sin sufrir daños. Los ejemplos incluyen interruptores variables, interruptores de resorte e interruptores ponderados.
Si un interruptor se desgasta o las varillas de operación se dañan, es posible que la brida rompa el interruptor y pase por el interruptor en una dirección distinta a la esperada. Esto sucede cuando la brida golpea un pequeño espacio entre el riel fijo y el punto de conmutación establecido (el que esté tocando la línea principal); esto obliga a abrir el interruptor y el tren se desvía por la vía incorrecta. Esto puede sucederle a la locomotora, en cuyo caso todo el tren puede ser dirigido por la vía equivocada, con resultados potencialmente peligrosos, o puede ocurrir en cualquier punto del tren, cuando un vagón al azar es dirigido por una vía diferente a la de la vía. resto del tren; Si esto sucede en el camión delantero de un automóvil, el resultado habitual es el descarrilamiento, ya que el camión que va detrás del automóvil anterior intenta ir en una dirección, mientras que el camión que va delante del automóvil siguiente intenta ir en otra dirección. Si le sucede al camión que va detrás de un automóvil, el camión delantero seguirá una vía, mientras que el camión que va detrás seguirá una línea paralela; esto hace que todo el vagón se "centre" o se mueva hacia los lados por la vía (a menudo se produce un descarrilamiento eventualmente, debido a las fuerzas laterales aplicadas cuando el tren intenta frenar o acelerar). Esto puede tener resultados desastrosos si hay algún obstáculo entre las líneas, ya que el coche será impulsado hacia él hacia un lado, como ocurrió en el descarrilamiento de Times Square en 1928 . En algunos casos, todo el tren detrás del vagón seguirá al vagón errante hacia la otra vía; en otros, sólo uno o unos pocos camiones son desviados, mientras el resto sigue la vía correcta. En los casos en que se trata de un desvío simple, en lugar de una vía paralela continua, los camiones desviados pueden viajar a lo largo de todo el desvío hasta regresar a la vía principal, donde realiza un movimiento de punto de seguimiento , fuerza el cambio. se abre y termina nuevamente en la misma pista, con solo daños en los interruptores. Esto es mucho menos probable en casos de desvío a una vía paralela, ya que los interruptores en ambas líneas a menudo estarán interconectados, por lo que configurar el interruptor en la línea principal en línea recta también configurará el otro interruptor en línea recta (de lo contrario existe el riesgo de desviarse de la vía y descubrir que el interruptor de unión está en la posición incorrecta y que el tren pase por allí). Debido a que los descarrilamientos son costosos y muy peligrosos para la vida y la integridad física, el mantenimiento de los puntos de cambio y otros trabajos de vía es esencial, especialmente con trenes más rápidos.
Si los puntos están conectados rígidamente al mecanismo de control del interruptor, los enlaces del mecanismo de control pueden doblarse, requiriendo reparación antes de que el interruptor vuelva a ser utilizable. Por esta razón, los interruptores normalmente se colocan en la posición adecuada antes de realizar un movimiento de punto de fuga. [8]
Generalmente, los interruptores están diseñados para atravesarse de manera segura a baja velocidad. Sin embargo, es posible modificar los tipos de cambio más simples para permitir que los trenes pasen a alta velocidad. Los sistemas de conmutación más complicados, como los de doble deslizamiento, están restringidos al funcionamiento a baja velocidad. En las líneas europeas de alta velocidad, no es raro encontrar interruptores en los que se permite una velocidad de 200 km/h (124 mph) o más en el ramal divergente. Los interruptores se pasaron a una velocidad de 560 km/h (348 mph) (en línea recta) durante la carrera mundial francesa de velocidad de abril de 2007. [9]
La Administración Federal de Ferrocarriles de EE. UU. ha publicado los límites de velocidad para los desvíos de mayor velocidad con el desvío No. 26.5 que tiene un límite de velocidad de 60 millas por hora (97 km/h) y el No. 32.7 con un límite de velocidad de 80 millas por hora (129 km). /h). [10]
En condiciones de clima frío, la nieve y el hielo pueden impedir el movimiento adecuado de los rieles de cambio o de punta de rana , inhibiendo esencialmente el funcionamiento adecuado de los cambios de ferrocarril. Históricamente, las compañías ferroviarias hacen que sus empleados mantengan sus vías de ferrocarril libres de nieve y hielo barriendo la nieve usando escobas (básicamente escobas de alambre con un cincel sujeto en el extremo opuesto de la escoba, bastante similar a los raspadores de hielo que se usan hoy en día), o gas. Antorchas para derretir hielo y nieve. Esta operación todavía se utiliza en algunos países, especialmente para rutas secundarias con tráfico limitado (por ejemplo, líneas estacionales). Los interruptores modernos para líneas con mucho tráfico suelen estar equipados con calentadores de interruptor instalados cerca de sus rieles puntuales para que los rieles puntuales no se congelen en el riel original y ya no puedan moverse. Estos calentadores pueden tomar la forma de elementos calefactores eléctricos o quemadores de gas montados en el riel, un quemador junto a la línea que sopla aire caliente a través de conductos u otros métodos innovadores (por ejemplo, disipador de calor geotérmico, etc.) para mantener los rieles point & stock por encima de temperaturas bajo cero. . Cuando no se pueden utilizar calentadores de gas o eléctricos debido a limitaciones logísticas o económicas, a veces se pueden aplicar productos químicos anticongelantes para crear una barrera entre las superficies metálicas para evitar que se forme hielo entre ellas (es decir, que se congelen juntas por el hielo). Sin embargo, es posible que estos enfoques no siempre sean efectivos para climas extremos, ya que estos químicos se eliminarán con el tiempo, especialmente en el caso de interruptores que experimentan cientos de disparos diarios.
Es posible que la calefacción por sí sola no siempre sea suficiente para mantener los interruptores funcionando en condiciones de nieve. Las condiciones de nieve húmeda, que generan nieve particularmente pegajosa y condiciones de nieve blanca, pueden ocurrir a temperaturas justo por debajo del punto de congelación, lo que provoca que se acumulen trozos de hielo en los trenes. Cuando los trenes pasan por algunos desvíos, el impacto y la vibración, posiblemente en combinación con un ligero calentamiento causado por el frenado o el microclima de la ciudad, pueden hacer que los trozos de hielo se caigan y atasquen los desvíos. Los calentadores necesitan tiempo para derretir el hielo, por lo que si la frecuencia del servicio es extremadamente alta, es posible que no haya tiempo suficiente para que el hielo se derrita antes de que llegue el siguiente tren, lo que provocará interrupciones en el servicio. Las posibles soluciones incluyen instalar calentadores de mayor capacidad, reducir la frecuencia de los trenes o aplicar productos químicos anticongelantes como etilenglicol a los trenes. [11]
La divergencia y la longitud de un interruptor están determinadas por el ángulo de la rana (el punto en el interruptor donde se cruzan dos rieles, ver más abajo) y el ángulo o curvatura de las hojas del interruptor. La longitud y ubicación de los demás componentes se determinan a partir de esto utilizando fórmulas y estándares establecidos. Esta divergencia se mide como el número de unidades de longitud para una sola unidad de separación.
En América del Norte, esto generalmente se denomina "número" de interruptor. Por ejemplo, en un interruptor "número 12", los rieles están separados por una unidad a una distancia de doce unidades del centro de la rana.
En el Reino Unido, los puntos y cruces que utilizan rieles con cabeza de toro se denominarían mediante una combinación de letras y números. La letra definiría la longitud (y por tanto el radio) de las palas del interruptor y el número definiría el ángulo de cruce (rana). Por lo tanto, un desvío A7 sería muy corto y probablemente solo se encontraría en lugares estrechos como astilleros, mientras que un E12 se encontraría como un desvío de velocidad bastante alta en una línea principal.
En London, Midland and Scottish Railway , las curvaturas de los cambios se especificaron desde A (la más pronunciada) a F (la más superficial), con los siguientes radios correspondientes: [12]
Los desvíos son necesarios para el funcionamiento de un ferrocarril, pero plantean una serie de riesgos:
Se han producido accidentes relacionados con interruptores causados por uno o más de estos riesgos, que incluyen:
Los carriles de cambio o puntas ( palas de punta ) son los carriles móviles que guían las ruedas hacia la vía recta o divergente. Son cónicos, excepto en los interruptores cortos de apartaderos industriales, que tienen extremos cuadrados.
En el lenguaje popular del Reino Unido y de la mayoría de los demás países de la Commonwealth, el término puntos se refiere a todo el mecanismo. En el lenguaje profesional, el término se refiere únicamente a los carriles móviles y todo el mecanismo se denomina desvío o puntos y cruces . Participación y cambio son términos utilizados en América del Norte en todos los contextos.
En algunos casos, las cuchillas del interruptor pueden recibir un tratamiento térmico para mejorar su vida útil. Existen diferentes tipos de procesos de tratamiento térmico como el endurecimiento de bordes o el endurecimiento completo.
La sección transversal de las cuchillas del interruptor también influye en el rendimiento. Las nuevas hojas tangenciales funcionan mejor que las antiguas.
El cruce es el componente que posibilita el paso de ruedas de cualquiera de los dos itinerarios por el desvío. Puede ensamblarse a partir de varias piezas de riel debidamente cortadas y dobladas o puede ser una sola pieza fundida de acero al manganeso. En líneas con uso intensivo, la pieza fundida puede tratarse con endurecimiento por impacto explosivo para aumentar la vida útil. [dieciséis]
Una barandilla es un trozo corto de barandilla colocado junto a la barandilla principal (stock) frente al cruce. Esto asegura que las ruedas sigan la brida adecuada a través de la rana y que el tren no descarrile. [ cita necesaria ]
Los rieles de retención se utilizan a menudo en curvas muy cerradas, incluso donde no hay interruptores. [17]
Un motor de conmutación o máquina de conmutación (motor de puntos o máquina de puntos) es un mecanismo eléctrico, hidráulico o neumático que alinea los puntos con una de las rutas posibles. El motor suele ser controlado de forma remota por el despachador (señalador en el Reino Unido). El motor del interruptor también incluye contactos eléctricos para detectar que el interruptor se ha configurado y bloqueado por completo. Si el interruptor no hace esto, la señal de gobierno se mantiene en rojo (parada). También suele haber algún tipo de manija manual para operar el interruptor en caso de emergencia, como cortes de energía, o para fines de mantenimiento.
Una patente de WB Purvis data de 1897.
Un soporte de interruptor ( palanca de puntos o tiro al suelo ) es una palanca y los vínculos que la acompañan para alinear las puntas de un interruptor con la mano. La palanca y el hardware que la acompaña generalmente están montados en un par de bridas largas (traviesas) que se extienden desde el interruptor en los puntos. A menudo se utilizan en lugar de un motor de interruptor en interruptores de uso menos frecuente. En algunos lugares, la palanca puede estar a cierta distancia de los puntos, como parte de un marco de palanca o de un marco de tierra. Para evitar la manipulación de los interruptores por medios externos, estos interruptores están bloqueados cuando no están en uso.
Un bloqueo de punto de enfrentamiento ( FPL ), o bloqueo de punto , es un dispositivo que, como su nombre indica, bloquea un conjunto de puntos en su posición, además de comprobar mecánicamente que están en la posición correcta. La parte del nombre del punto de frente se refiere al hecho de que evitan el movimiento de los puntos durante los movimientos de frente, donde un tren podría potencialmente dividir los puntos (terminar bajando por ambas vías) si los puntos se movieran debajo del tren. Durante los movimientos de arrastre, las ruedas de un tren forzarán las puntas a la posición correcta si intentan moverse, aunque esto puede causar daños considerables. Este acto se conoce como "ejecución".
En el Reino Unido, los FPL fueron comunes desde una fecha temprana, debido a que se aprobaron leyes que obligaban a proporcionar FPL para cualquier ruta recorrida por trenes de pasajeros; era, y sigue siendo, ilegal que un tren de pasajeros haga un movimiento de frente. puntos sin que estén bloqueados, ya sea mediante un bloqueo de puntos, o sujetados temporalmente en una posición u otra. [18]
Se utilizan juntas donde los puntos móviles se encuentran con los rieles fijos del interruptor. Permiten que los puntos giren fácilmente entre sus posiciones. Originalmente, las cuchillas móviles estaban conectadas a los rieles de cierre fijos con juntas sueltas, pero como el acero es algo flexible, es posible evitar esta holgura adelgazando una sección corta de la parte inferior del riel. A esto se le puede llamar un cambio sin talón .
Los desvíos se construyeron originalmente con cuchillas rectas, que terminaban en el extremo puntiagudo con un ángulo agudo. Estos interruptores provocan un golpe cuando el tren avanza en la dirección de desvío. Las palas del interruptor podrían fabricarse con una punta curva que se une al riel en forma tangente, causando menos golpes, pero la desventaja es que el metal en la punta es delgado y necesariamente débil. En la década de 1920 se encontró una solución a estos requisitos contradictorios en los Reichsbahn alemanes. El primer paso fue tener un perfil de riel diferente para los rieles originales y los rieles de cambio, siendo los rieles de cambio aproximadamente 25 mm (0,98 pulgadas) menos altos y más robustos en el medio.
Además de los interruptores estándar derecho e izquierdo, los interruptores suelen venir en varias combinaciones de configuraciones.
Un interruptor de doble deslizamiento ( doble deslizamiento ) es un cruce plano diagonal de ángulo estrecho de dos líneas combinadas con cuatro pares de puntos de tal manera que permite a los vehículos cambiar de una vía recta a otra, alternativamente, seguir recto. Un tren que se acerque al dispositivo podrá salir por cualquiera de las dos vías del lado opuesto del cruce. Para llegar a la tercera salida posible, el tren debe cambiar de vía en la vía y luego dar marcha atrás.
La disposición ofrece la posibilidad de establecer cuatro rutas, pero debido a que sólo se puede recorrer una ruta a la vez, las cuatro palas en cada extremo del cruce a menudo están conectadas para moverse al unísono, por lo que el cruce se puede manejar con solo dos palancas o motores de punto. Esto da la misma funcionalidad de dos puntos colocados de un extremo a otro. Estos interruptores compactos (aunque complejos) generalmente se encuentran sólo en lugares donde el espacio es limitado, como en las gargantas de las estaciones (es decir, accesos) donde unas pocas líneas principales se extienden para llegar a cualquiera de las numerosas vías de la plataforma.
En inglés norteamericano, el arreglo también puede denominarse doble interruptor , o más coloquialmente, interruptor de rompecabezas . El Great Western Railway en el Reino Unido utilizó el término puntos compuestos dobles , y el cambio también se conoce como punto compuesto doble en Victoria (Australia) . En italiano, el término para un doble cambio es deviatoio inglese , que significa interruptor en inglés . Asimismo, se le llama Engels(e) Wissel en holandés y, ocasionalmente, Engländer ("el inglés", literalmente "inglés") en alemán.
Un interruptor de deslizamiento simple funciona según el mismo principio que un interruptor de deslizamiento doble, pero solo ofrece una posibilidad de conmutación. Los trenes que se acerquen por una de las dos vías de cruce pueden continuar por el cruce o cambiar de vía a la otra línea. Sin embargo, los trenes de la otra vía solo pueden continuar por el cruce y no pueden cambiar de vía. Normalmente se utiliza para permitir el acceso a apartaderos y mejorar la seguridad evitando tener las cuchillas en el sentido habitual del tráfico. Para llegar a los apartaderos desde lo que sería una dirección enfrentada, los trenes deben continuar sobre el cruce, luego retroceder a lo largo de la ruta curva (generalmente hacia la otra línea de una vía doble) y luego pueden avanzar sobre el cruce hacia el apartadero.
Un interruptor deslizante exterior es similar a los interruptores deslizantes dobles o simples descritos anteriormente, excepto que las hojas del interruptor están fuera del diamante en lugar de dentro. Una ventaja sobre un interruptor de vía interior es que los trenes pueden pasar por las vías a mayor velocidad. Una desventaja sobre un interruptor deslizante interior es que son más largos y necesitan más espacio.
Un interruptor de deslizamiento exterior puede ser tan largo que sus deslizamientos no se superpongan en absoluto, como en el ejemplo que se muestra en la imagen. En tal caso, un único interruptor deslizante exterior es lo mismo que dos interruptores regulares y un cruce regular. Un interruptor deslizante doble exterior es casi lo mismo que un interruptor cruzado de tijera (ver más abajo), pero con las desventajas:
Ventaja:
Debido a las desventajas que presentan tanto el interruptor deslizante interior doble como el interruptor cruzado de tijera , los interruptores deslizantes dobles exteriores sólo se utilizan en casos raros y específicos.
Un cruce es un par de interruptores que conectan dos vías de ferrocarril paralelas , lo que permite que un tren en una vía cruce a la otra. Al igual que los propios interruptores, los cruces pueden describirse como orientados o arrastrados .
Cuando hay dos cruces en direcciones opuestas, uno tras otro, la configuración de cuatro interruptores se llama doble cruce . Si los cruces en diferentes direcciones se superponen para formar una ×, se denomina cruce de tijeras , cruce de tijeras o simplemente tijeras ; o, debido al diamante en el centro, un cruce de diamantes . Esto crea un diseño de vía muy compacto a expensas del uso de un cruce a nivel .
En una configuración donde cada una de las dos vías normalmente transporta trenes de una sola dirección, se puede usar un cruce para desviar el "riel equivocado" alrededor de una obstrucción o para invertir la dirección. Un cruce también puede unir dos vías de la misma dirección, posiblemente un par de vías locales y rápidas, y permitir que los trenes cambien de una a otra.
En un sistema abarrotado, el uso rutinario de cruces (o conmutadores en general) reducirá el rendimiento, ya que el uso del conmutador bloquea múltiples pistas. Por esta razón, en algunos sistemas de tránsito rápido de alta capacidad , los cruces entre las vías locales y rápidas no se utilizan durante el servicio normal en horas pico , y los patrones de servicio se planifican en torno al uso de los cruces que generalmente vuelan en cada extremo de la línea local-expresa.
Un interruptor corto carece de las puntas cónicas (hojas puntiagudas) de un interruptor típico. En cambio, tanto los carriles móviles como los extremos de los carriles de las vías divergentes tienen sus extremos cortados en escuadra. El mecanismo de conmutación alinea los carriles móviles con los carriles de una de las rutas divergentes. En el uso de los ferrocarriles estadounidenses del siglo XIX, el interruptor de manguito se usaba típicamente junto con un soporte de interruptor de arpa .
Los rieles que conducen a un interruptor no están asegurados a las traviesas por varios pies y la alineación de los rieles a través del espacio no se aplica positivamente. Los interruptores cortos también requieren cierta flexibilidad en los rieles (es decir, rieles más livianos) o una junta adicional en la que se articulan. Por lo tanto, estos interruptores no se pueden atravesar a alta velocidad o con mucho tráfico y, por lo tanto, no son adecuados para el uso en líneas principales. Otra desventaja es que, al acercarse a un desvío desde la ruta divergente que no está unida por los puntos, se produciría un descarrilamiento. Otra desventaja más es que en climas muy cálidos, la expansión del acero en los rieles puede hacer que los rieles móviles se peguen a los rieles originales, haciendo imposible el cambio hasta que los rieles se hayan enfriado y contraído.
Una ventaja de los interruptores cortos es que funcionan mejor en la nieve. La acción lateral de los rieles puntuales empuja la nieve hacia un lado, en lugar de acumularla entre los puntos y el riel en un diseño más moderno.
Los desvíos eran más comunes en los primeros días de los ferrocarriles y sus predecesores, los tranvías. Ahora, debido a sus desventajas, los interruptores cortos se utilizan principalmente en líneas secundarias y de vía estrecha.
Se utiliza un interruptor de tres vías para dividir una vía de ferrocarril en tres caminos divergentes en lugar de los dos más habituales. Hay dos tipos de interruptores de tres vías. En un interruptor simétrico de tres vías , las ramas izquierda y derecha divergen en el mismo lugar. En un interruptor asimétrico de tres vías , las ramas divergen de forma escalonada. Ambos tipos de interruptores de tres vías requieren tres ranas.
La complejidad de los interruptores simétricos suele dar lugar a restricciones de velocidad, por lo que los interruptores de tres vías se utilizan con mayor frecuencia en estaciones o depósitos donde el espacio es restringido y las velocidades bajas son normales. Los desvíos simétricos se utilizaban con bastante frecuencia en los ferrocarriles suizos de vía estrecha. Los interruptores asimétricos de tres vías son más comunes porque no tienen restricciones de velocidad en comparación con los interruptores estándar. Sin embargo, debido a su mayor coste de mantenimiento debido a las piezas especiales y al desgaste asimétrico, ambos tipos de interruptores de tres vías se sustituyen por dos interruptores estándar siempre que sea posible.
En áreas con velocidades muy bajas, como depósitos, y en ferrocarriles que debían construirse a muy bajo costo, como los ferrocarriles madereros, a veces se construían interruptores de tres vías como interruptores cortos.
Un interruptor de placa incorpora los puntos cónicos de un interruptor típico en una placa autónoma. Cada hoja de punta se mueve por separado con la mano. Los interruptores de placa solo se utilizan para ruedas de doble pestaña, con ruedas que pasan a través de las placas en sus pestañas, guiadas por los bordes de la placa y la cuchilla móvil.
El off-railer es un sistema de instalación de un desvío sobre una vía plana, sin tener que cortar o reemplazar esa vía. Es útil para instalar ramales temporales en ferrocarriles agrícolas y apartaderos para máquinas de vía en rieles principales. Rampas especiales levantan las ruedas de la vía normal y luego el fuera de vía se curva según sea necesario. Decauville tiene ese sistema. [19] Es un poco como cruzar un puente levadizo .
Un desvío entrelazado es un método diferente de dividir una pista en tres caminos divergentes. Se trata de una disposición de dos desvíos estándar, uno izquierdo y otro diestro, de forma "entrelazada". Las puntas del segundo desvío se colocan entre las puntas y la rana del primer desvío. Al igual que otras formas de desvíos de tres vías, se requiere un cruce común adicional. Debido a la complejidad inherente de la disposición, los desvíos entrelazados normalmente sólo se utilizan en lugares donde el espacio es excepcionalmente reducido, como estaciones o áreas industriales dentro de grandes ciudades. También se pueden encontrar desvíos entrelazados en algunos patios, donde una serie de interruptores que se bifurcan hacia el mismo lado se colocan tan juntos que las puntas de un interruptor se colocan antes de la rana del interruptor anterior. [ cita necesaria ]
Un interruptor en estrella ( puntos Y ) tiene extremos posteriores que divergen simétricamente y en direcciones opuestas. El nombre proviene de la similitud de su forma con la de la letra Y. Los interruptores en estrella se utilizan normalmente cuando el espacio es escaso. En América del Norte, esto también se denomina "cambio equilátero" o "participación equilátera". Los interruptores comunes se asocian más a menudo con velocidades de línea principal, mientras que los interruptores en estrella son generalmente interruptores de jardín de baja velocidad.
Una ventaja de los interruptores en estrella es que pueden tener un ángulo de rana más grueso utilizando el mismo radio de curvatura que un interruptor común. Esto significa que dan lugar a una restricción de velocidad menos severa que la rama divergente de un interruptor común, sin tener que recurrir a interruptores más caros con una rana móvil. Por esta razón, a veces se utilizan en una línea principal donde se divide en dos ramales igualmente importantes o en los extremos de una sección de vía única en una línea que de otro modo sería de doble vía.
Los puntos de salida se utilizan para proteger las líneas principales de coches extraviados o fuera de control, o de trenes que pasan señales de peligro. En estos casos, los vehículos rodarían y ensuciarían (obstruirían) la línea principal y provocarían una colisión. Dependiendo de la situación en la que se utilizan, los puntos de salida se denominan puntos de trampa o puntos de captura. Los descarriladores son otro dispositivo utilizado con el mismo propósito.
Los puntos de captura se instalan en la propia línea de circulación, donde el ferrocarril sube con una pendiente pronunciada. Se utilizan para evitar que los vehículos desbocados choquen con otro tren más abajo en la pendiente. En algunos casos, los puntos de captura conducen a un arrastre de arena para detener de manera segura el vehículo fuera de control, que puede estar viajando a gran velocidad. Los puntos de enganche generalmente se mantienen en la posición de "descarrilamiento" mediante un resorte. Se pueden configurar para permitir que un tren pase de manera segura en dirección cuesta abajo usando una palanca u otro mecanismo para anular el resorte por un corto tiempo.
Los puntos de captura se remontan a la época del tren de mercancías (de mercancías) "no equipado". Como estos trenes tendían a consistir en vagones sin frenos (que dependían enteramente de los frenos de la locomotora), o con frenos no vinculados y aplicados manualmente (lo que requería una parada en la cima de las pendientes pronunciadas para que el guardia caminara a lo largo del tren y estableciera la frenos en cada vagón por turno), también carecían de cualquier mecanismo para frenar automáticamente los coches fuera de control. Por lo tanto, se necesitaban puntos de captura para detener la parte trasera de un tren mal acoplado que podría escaparse al subir una pendiente pronunciada, aunque también detendrían a los vehículos que se escaparan por cualquier otro motivo. Ahora que todos los trenes están "equipados" (y los acoplamientos rotos son mucho menos comunes), los puntos de captura están en su mayoría obsoletos.
De manera similar a los puntos de captura, los puntos de captura se proporcionan a la salida de un apartadero o donde una línea de mercancías se une a una línea que puede ser utilizada por trenes de pasajeros. A menos que hayan sido configurados específicamente para permitir que el tráfico pase a la línea principal, los puntos de trampa dirigirán a cualquier vehículo que se acerque lejos de la línea principal. Esto puede simplemente provocar que el vehículo se descarrile, pero en algunos casos se utiliza un arrastre de arena, especialmente cuando es probable que el vehículo se desboque viajando a gran velocidad debido a una pendiente.
Un descarrilador funciona descarrilando cualquier vehículo que pase por encima. Existen diferentes tipos de descarriladores, pero en algunos casos constan de un único punto de cambio instalado en una vía. La punta se puede colocar en una posición que descarrile cualquier equipo que no deba pasar.
Los interruptores de doble calibre se utilizan en sistemas de doble calibre . Hay varios escenarios posibles relacionados con las rutas que pueden tomar los trenes en cada ancho, incluyendo que los dos anchos se separen o que un ancho pueda elegir entre caminos divergentes y el otro no. Debido a la vía adicional involucrada, los interruptores de doble ancho tienen más puntos y ranas que sus contrapartes de ancho único. Esto limita la velocidad aún más de lo habitual.
Una formación relacionada es el 'swish' o intercambio ferroviario, donde (normalmente) el carril común cambia de lado. No tienen partes móviles y las ruedas de vía más estrecha están guiadas por barandillas en su transición de un carril a otro. El ancho de vía más ancho sólo se encuentra con el carril continuo, por lo que no se ve afectado por el intercambio. En las plataformas giratorias de doble vía, se utiliza una disposición similar para mover la vía de vía estrecha desde un lado a una posición central.
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Los desvíos de cremallera son tan variados como las tecnologías de cremallera. Cuando el uso de la cremallera es opcional, como en Zentralbahn en Suiza o West Coast Wilderness Railway en Tasmania , es común colocar desvíos sólo en áreas relativamente planas donde no se necesita la cremallera. En sistemas en los que solo se acciona el piñón y las ruedas ferroviarias convencionales son locas, como Dolderbahn en Zúrich , Štrbské Pleso en Eslovaquia y el cremallera de Schynige Platte , la cremallera debe ser continua a través del interruptor. El interruptor de Dolderbahn funciona doblando los tres rieles, una operación que se realiza en cada viaje cuando los dos trenes pasan por el medio. En cambio, el sistema de estanterías de Štrbské Pleso y Schynige Platte Strub se basa en un complejo conjunto de puntos móviles que ensamblan la estantería en la dirección transversal y simultáneamente limpian los carriles convencionales en la dirección cruzada. En algunos sistemas de cremallera, como el sistema Morgan , donde las locomotoras siempre tienen múltiples piñones motrices, es posible simplificar los desvíos interrumpiendo el riel de cremallera, siempre que la interrupción sea más corta que el espacio entre los piñones motrices de las locomotoras. [20]
Aunque no es estrictamente un desvío, un diamante de cambio es un conjunto de vía activo que se utiliza cuando el ángulo de cruce entre dos vías es demasiado poco profundo para una vía totalmente pasiva: las secciones no guiadas de cada carril se superpondrían. Estos se parecen vagamente a dos puntos estándar ensamblados muy juntos de punta a punta. Estos también suelen utilizar cruces de punta oscilante en los extremos exteriores para garantizar un soporte completo de las ruedas de la misma manera que se proporciona en los desvíos de ángulo poco profundo. En Norteamérica se les conoce como diamantes de punta móvil . En el Reino Unido, donde el ángulo de divergencia es menor que 1 en 8 (medida de la línea central), se encontrará un diamante intercambiado en lugar de un diamante pasivo o fijo.
Estos cambios generalmente se implementan aumentando la velocidad de cruce seguro. Las palas abiertas imponen una restricción de velocidad, debido a la posibilidad de que el impacto cruzado rompa el riel cuando ambas ruedas de cada eje golpean los espacios cruzados casi simultáneamente. Las cuchillas conmutadas, como se muestra en la fotografía, permiten una velocidad mucho mayor a través del espacio al proporcionar una pieza de riel esencialmente continua a través del espacio en ambos lados.
El extremo del cruce conmutado, a pesar de tener todavía un hueco en un carril, es menos problemático a este respecto. El riel exterior sigue siendo continuo, el riel del ala (la parte que sobresale después del espacio de la rana) proporciona una transición gradual y el riel de retención evita la posibilidad de que los puntos se divida. Esto se puede ver al observar cómo, al examinarlo, el carril del ala tiene una sección pulida más ancha, lo que muestra cómo se transfiere la carga de la rueda a través del espacio.
Los interruptores de un solo punto, conocidos como interruptores de lengüeta y de mate liso, a veces se utilizan en ferrocarriles de carga en operaciones de baja velocidad en áreas pavimentadas, como en los puertos. En los Estados Unidos, están regulados por la disposición 213.135 (i) de las Normas de seguridad de vías de la Administración Federal de Ferrocarriles.
En los sistemas de tranvía ( tranvía ) que utilizan rieles ranurados , si las ruedas de ambos lados del automóvil están conectadas por un eje macizo rígido, solo se necesita un punto de conmutación para dirigirlo hacia una u otra vía. El punto de cambio estará en el carril interior de la ruta de la curva del cambio. Cuando un tranvía entra en la ruta de la curva del interruptor, la rueda en el interior de la curva (el lado derecho del automóvil en un giro a la derecha) se tira hacia la curva y, a través del eje, dirige la rueda en el exterior también hacia sigue la curva. [21] La rueda exterior se apoya en un tramo corto mediante su pestaña que se desliza en la ranura.
Algunos diseños de tranvías de piso bajo utilizan ejes divididos (un medio eje separado para la rueda a cada lado del automóvil). Estos tranvías no son adecuados para su uso con interruptores de un solo punto, ya que no habría ningún mecanismo para transferir la fuerza de las ruedas interiores a las exteriores en los interruptores. [21]
Un interruptor de un solo punto es más barato de construir, especialmente en vías de calle, ya que no es necesario conectarlo a un segundo punto de interruptor. [21]
A veces se utilizan interruptores giratorios en los ferrocarriles de cremallera para mantener la alineación de la cremallera con dos vías diferentes. Se utilizan en el ferrocarril de cremallera Pilatus para permitir que los trenes de subida y bajada se crucen entre sí en una pendiente mientras comparten el resto de la vía única.
Un interruptor giratorio gira alrededor de su eje longitudinal para presentar una conexión de vía a un conjunto de vías elegido. Físicamente, se da vuelta (gira alrededor de su eje longitudinal 180 grados) para conectarse al conjunto de pistas elegido. Una vez que el interruptor giratorio esté asegurado, el tren puede continuar. La alineación de los dientes se mantiene en ambas posiciones.
Cuando la vía de un tranvía se interrumpe durante las reparaciones, se puede colocar un conjunto de puntos temporales en la parte superior de la vía existente para permitir que los tranvías crucen a la vía paralela. Estos se conocen como Kletterweichen o Auflegeweichen en alemán, aiguillages californiens en francés y oplegwissels , klimwissels o Californische wissels en holandés. Pueden estar soldados y permitir el paso de los tranvías a paso.
Las juntas de dilatación parecen parte de un interruptor de ferrocarril, pero tienen un propósito completamente diferente: compensar la contracción o expansión de la base de la carretera (por ejemplo, normalmente, un puente de acero más grande) debido a los cambios de temperatura, para evitar el doblado solar .
Las velocidades de participación se rigen por una serie de factores.
Como regla general, cuanto menor sea el ángulo de cruce de un desvío, mayor será la velocidad de desvío. En América del Norte, los desvíos se clasifican numéricamente, lo que representa la relación de divergencia por longitud medida en la rana. Una regla general es que la velocidad nominal de un interruptor (en millas por hora) es el doble de la velocidad numérica:
En los Estados Unidos también se han utilizado desvíos de mayor velocidad: [10]
En la mayoría de los demás países, los interruptores están marcados con la tangente del ángulo de cruce. Por ejemplo, Rusia y el resto de la Comunidad de Estados Independientes (CEI) utilizan las siguientes designaciones:
En Alemania, Austria, Suiza, República Checa, Polonia y otros países europeos los cambios se describen por el radio de la vía de bifurcación (en metros) y la tangente del ángulo de la rana. El cruce puede ser recto, como en un cruce, o curvo para otros usos. Las siguientes designaciones son ejemplos típicos:
En Nueva Gales del Sur, los desvíos estándar de tipos tangenciales incluyen:
1 en 16, para 100 km/h [22]
Los desvíos son grandes piezas de infraestructura ferroviaria que pueden ser demasiado grandes, anchas o pesadas para transportarlas en una sola pieza. Vagones especiales pueden transportar las piezas aproximadamente a 45° de la vertical, para que encajen dentro del gálibo de la estructura . Una vez llegadas todas las piezas, el desvío se monta traviesa a traviesa in situ. Se podrá realizar previamente un montaje de prueba de un juego de desvíos fuera de la obra, para comprobar que todo encaja.
