Límites de velocidad en los ferrocarriles de Estados Unidos

Descripción general de los límites de velocidad en los ferrocarriles en los Estados Unidos de América

Una señal de restricción de velocidad de 45 millas por hora (72 km/h) en la estación Port Chester de Metro-North Railroad .

Los límites de velocidad de los ferrocarriles en los Estados Unidos están regulados por la Administración Federal de Ferrocarriles . Los ferrocarriles también implementan sus propios límites y hacen cumplir los límites de velocidad. Las restricciones de velocidad se basan en una serie de factores, entre ellos la curvatura , la señalización , el estado de las vías y la presencia de pasos a nivel . Al igual que los límites de velocidad en las carreteras de los Estados Unidos , los límites de velocidad para las vías y los trenes se miden en millas por hora (mph).

Velocidades de señal

Los reguladores federales establecieron límites de velocidad para los trenes en función de los sistemas de señalización en uso. ^[1] Los trenes de pasajeros estaban limitados a 59 mph (95 km/h) y los trenes de carga a 49 mph (79 km/h) en vías sin señales de bloqueo, conocidas como " territorio oscuro ". Los trenes sin señal automática de cabina, parada de tren o sistema de control de trenes no podían superar las 79 mph (127 km/h). Esta norma, emitida en 1947 y en vigor a finales de 1951, fue una respuesta a un grave accidente de 1946 en Naperville, Illinois , en el que se vieron involucrados dos trenes. ^{[2] [3] [4]}

Tras una colisión de trenes en Maryland en 1987, los trenes de mercancías en zonas de alta velocidad debían tener limitadores de velocidad que pudieran reducir la velocidad de forma forzada, en lugar de simplemente alertar al operador mediante señales en la cabina. En el accidente de Maryland, el panel de señales estaba parcialmente desactivado, incluido un silbato silenciado y una bombilla faltante.

En respuesta a la colisión de trenes de Chatsworth en 2008 en California, una ley federal exigió que el control positivo de trenes (PTC) se implementara en todo el país para 2015. ^[5] Después de varias prórrogas, la Administración Federal de Ferrocarriles (FRA) anunció el 29 de diciembre de 2020 que el PTC estaba operando en todas las rutas ferroviarias de carga y pasajeros requeridas. ^[6] Si bien el objetivo principal del PTC es prevenir colisiones, también permite velocidades más altas en algunos casos. Se utilizan diferentes sistemas de PTC en varias regiones del país.

Clases de pista

Una señal de restricción de velocidad de 10 millas por hora (16 km/h) a lo largo de la "L" de Chicago .

En Estados Unidos , la Administración Federal de Ferrocarriles ha desarrollado un sistema de clasificación para la calidad de las vías. ^{[7] [8]} La clase de una sección de vía determina los límites máximos posibles de velocidad de circulación y la capacidad para que circulen trenes de pasajeros.

1. las vías exceptuadas sólo pueden circular trenes de mercancías y sólo pueden hacerlo a velocidades de hasta 16 km/h (10 mph). Además, no se pueden transportar más de cinco vagones cargados con material peligroso en un mismo tren. Se prohíben los trenes de pasajeros (en servicio comercial) de cualquier tipo.
2. La mayoría de las vías principales, especialmente las que pertenecen a los principales ferrocarriles, son vías de clase 4 ^{[ cita requerida ]}
3. Las vías de clase 5 son utilizadas por ferrocarriles de carga en los que la velocidad de los trenes de carga supera las 60 mph (97 km/h). En partes de la línea principal de Chicago a Los Ángeles de BNSF Railway (históricamente, la antigua línea principal de Santa Fe), los trenes de pasajeros equipados con ATS, como el Southwest Chief de Amtrak , pueden funcionar a una velocidad de hasta 90 mph (145 km/h). Esto se está reduciendo gradualmente a medida que se retira el sistema de paradas de trenes, pero los trenes de carga que superan las 60 mph aún requieren vías de clase 5. ^{[ cita requerida ]}
4. Parte del Corredor Noreste de Amtrak tiene vías de clase 7. ^{[ cita requerida ]}
5. Partes del Corredor Noreste son las únicas vías de Clase 8 en América del Norte que permiten alcanzar 135 mph (217 km/h) ^{[ cita requerida ]}
6. Actualmente no existe ningún tren de alta velocidad de clase 9 en los Estados Unidos, aunque Amtrak está realizando pruebas en trenes Acela a 165 mph (266 km/h). Está previsto que el tren de alta velocidad de California funcione a velocidades de hasta 220 mph (354 km/h) y el ferrocarril central de Texas a 205 mph (330 km/h). En el futuro, los trenes Avelia Liberty de Amtrak podrían funcionar a lo largo del Corredor Noreste a una velocidad de hasta 186 mph (299 km/h).

Curvas

Suponiendo que la vía se encuentra en un estado adecuado, la velocidad máxima de la vía en las curvas está limitada por la " fuerza centrífuga " que actúa para hacer volcar el tren. Para compensar esta fuerza, la vía se peralta (el carril exterior se eleva más que el carril interior). La velocidad a la que la fuerza centrífuga se compensa perfectamente con la inclinación de la vía se conoce como velocidad de equilibrado. La velocidad máxima se puede hallar utilizando la siguiente fórmula, que permite que los trenes circulen por encima de la velocidad de equilibrado:

${\displaystyle V_{max}={\sqrt {\frac {E_{a}+E_{u}}{0.0007d}}}}$

dónde:

${\displaystyle E_{a}}$es la cantidad en pulgadas que el riel exterior está sobreelevado por encima del riel interior en una curva

${\displaystyle E_{u}}$es la cantidad en pulgadas de peralte desequilibrado

${\displaystyle d}$es el grado de curvatura en grados por cada 100 pies (30 m)

${\displaystyle V_{max}}$se da en millas por hora

Lubricación de vías en curva inversa en zona propensa a movimiento por lechos húmedos.

Normalmente, los trenes de pasajeros circulan por encima de la velocidad de equilibrio, y la diferencia entre el peralte de equilibrio para la velocidad y la curvatura y el peralte real en la curva se conoce como peralte desequilibrado. El peralte de la vía suele estar limitado a 6 pulgadas (150 mm), y suele ser menor en las rutas con trenes de mercancías pesados ​​y lentos para reducir el desgaste del raíl interior. El peralte desequilibrado permitido en los EE. UU. está restringido a 3 pulgadas (76 mm), aunque se permiten 6 pulgadas (152 mm) mediante una exención. Los trenes basculantes como el Acela funcionan con un peralte desequilibrado aún mayor, al cambiar dinámicamente el peso del tren. La velocidad de vuelco real de un tren es mucho mayor que los límites establecidos por la fórmula de velocidad, que se aplica en gran medida para la comodidad de los pasajeros. No existe un peralte desequilibrado máximo estricto para los ferrocarriles europeos, algunos de los cuales tienen curvas con más de 11 pulgadas (280 mm) de peralte desequilibrado para permitir el transporte a alta velocidad. ^[15]

El peralte desequilibrado permitido hará que los trenes circulen con un contacto normal entre las bridas. Los puntos de contacto rueda-carril están influenciados por el perfil del neumático de las ruedas. Se debe tener en cuenta la diferente velocidad de los trenes. Los trenes más lentos tenderán a hacer contacto entre las bridas y el carril interior en las curvas, mientras que los trenes más rápidos tenderán a circular hacia el exterior y hacer contacto con el carril exterior. Cualquier contacto causa desgaste y puede provocar un descarrilamiento si las velocidades y el peralte no están dentro de los límites permitidos. Muchas líneas de alta velocidad no permiten el uso de trenes de mercancías más lentos, en particular con cargas de eje más pesadas . En algunos casos, el desgaste o la fricción del contacto entre las bridas en las curvas se reduce mediante el uso de lubricación de bridas .

Véase también

• Zona lenta
• Normativa ferroviaria en Canadá
• Operaciones ferroviarias
• Señalización ferroviaria

Referencias

1. "Código de reglamentos federales de los Estados Unidos, título 49 - transporte, subtítulo b - otros reglamentos relacionados con el transporte, capítulo ii - administración federal de ferrocarriles, departamento de transporte, parte 236 - reglas, estándares e instrucciones que rigen la instalación, inspección, mantenimiento y reparación de sistemas, dispositivos y aparatos de control de señales y trenes" . Consultado el 4 de diciembre de 2013 .
2. "Pregunta a Trains de noviembre de 2008". Revista Trains. 23 de diciembre de 2008. Archivado desde el original el 24 de junio de 2010. Consultado el 29 de diciembre de 2009 .
3. William Wendt (30 de julio de 2007). «Dieselización de Hiawatha». Grupos de Yahoo. Archivado desde el original el 3 de noviembre de 2012. Consultado el 6 de diciembre de 2023 .
4. John Gruber y Brian Solomon (2006). Los Hiawathas de Milwaukee Road . Voyageur Press. ISBN 978-0-7603-2395-3.
5. Ley de mejora de la seguridad ferroviaria de los Estados Unidos de 2008, Pub. L.  110–432 (texto) (PDF), 122  Stat.  4848, 49 USC  § 20101. Aprobado el 16 de octubre de 2008.
6. "Control positivo de trenes (PTC)". Administración Federal de Ferrocarriles. 2021-09-09 . Consultado el 2022-11-30 .
7. Administración Federal de Ferrocarriles (6 de enero de 2014). "Administración Federal de Ferrocarriles - Manual de cumplimiento de la integridad de vías, ferrocarriles e infraestructura: Volumen II - Capítulo 1 - Estándares de seguridad de vías - Clases 1 a 5". Gobierno de los Estados Unidos. págs. 2.1.15, 2.1.16. Archivado desde el original (PDF) el 25 de diciembre de 2016. Consultado el 5 de enero de 2016 .
8. Administración Federal de Ferrocarriles (5 de enero de 2014). "Administración Federal de Ferrocarriles - Vías y vías e infraestructura - Manual de cumplimiento de la integridad, Manual de cumplimiento de las normas de seguridad de las vías de la Administración Federal de Ferrocarriles, Capítulo 6". Gobierno de los Estados Unidos. págs. 2.2.13. Archivado desde el original (PDF) el 25 de diciembre de 2016. Consultado el 5 de enero de 2016 .
9. "Clasificación de vías". 26 de agosto de 2019.
10. Departamento de Transporte de Iowa (noviembre de 2021). Plan ferroviario estatal de Iowa (PDF) (informe). págs. A–32 a A–34 . Consultado el 6 de marzo de 2024 .
11. AECOM Technical Services, Inc. (septiembre de 2022). Plan ferroviario estatal de Connecticut (2022-2026) (PDF) (informe). Departamento de Transporte de Connecticut . pág. 2–6 . Consultado el 6 de marzo de 2024 .
12. "Amtrak comenzará a operar trenes de 110 mph desde Chicago a St. Louis". CBS News . 26 de junio de 2023.
13. "Brightline Florida: un modelo de trenes rápidos y exitosos". High Speed ​​Rail Alliance . Consultado el 13 de diciembre de 2023 .
14. "Clasificaciones de pistas".
15. Zierke, Hans-Joachim. "La comparación de las mejoras debe reconocer la diferencia en las velocidades en las curvas" . Consultado el 10 de abril de 2008 .