
Sistemas 3D y FAT para minimizar las consecuencias de los descarrilamientos
Estamos ante un sistema, en proceso de patente en la mayor parte de los países del mundo, adaptable a cualquier vagón de carga provisto de bogies, y que tiene capacidad para detectar, de modo instantáneo, el momento en el que se produce el descarrilamiento, provocando el frenado inmediato y automático del tren completo. Tras varios años de investigación y diseño, en la actualidad este sistema está plenamente operativo. El sistema 3D se refiere a Dispositivo Detector de Descarrilamiento y el sistema FAT se traduce en las siglas de Frenado Automático del Tren. La compañía española All Rail Systems se encarga de comercializar ambos sistemas.
El sistema 3D y FAT, reduce las, a veces, devastadoras consecuencias provocadas por los descarrilamientos en trenes de mercancías, por lo que constituye un aporte muy importante a favor de la seguridad del tránsito ferroviario.
La experiencia acumulada desde la instalación del primer dispositivo, hace más de dos años, permite afirmar que la fiabilidad del equipo es muy alta, cubriendo la mayor parte de las causas que producen los descarrilamientos de vagones de carga. Hasta hoy, el sistema funcionó bien en el 100% de los casos y además, hasta el presente, nunca ha habido una actuación intempestiva del sistema sin la previa existencia de descarrilamiento. En términos generales estos sistemas son un dispositivo mecánico y neumático, que se instala en cada bogie.
La parte mecánica está constituida por un pulsador, especialmente diseñado, que tiene la misión de examinar la posición del bogie, en relación al bastidor o caja del vagón, tanto respecto a su eje vertical (movimiento relativo debido a las curvas y al serpenteo normal que se provoca en las rectas), como respecto a su eje horizontal transversal al vagón (movimientos relativos de los dos ejes del bogie debidos a irregularidades y a baches de la vía) El mecanismo se dimensiona específicamente para cada tipo de bogie y vía, fijando ciertas tolerancias en función del radio de curvatura mínimo de la vía, de los baches máximos existentes en la misma y de acuerdo con el tipo de suspensión con que cuente el vagón. Si tales tolerancias son sobrepasadas, circunstancia que sucede solo cuando se produce el descarrilamiento del bogie, se transfiere un movimiento longitudinal al pulsador.
La parte neumática, al percibir dicho movimiento, transmite de modo instantáneo una señal neumática a una válvula automática, que tiene como misión descargar la presión del colector general de aire comprimido, por lo cual, el tren completo recibe la orden de frenado de emergencia, y se detiene. La presión de aire necesaria para el funcionamiento del sistema se toma del depósito de aire auxiliar del propio vagón.
No es, por tanto, un dispositivo capaz de evitar los descarrilamientos, porque sólo actúa después de que se producen.
El sistema 3D y FAT reduce considerablemente los daños por descarrilamiento al frenar el tren en unos pocos centenares de metros. Sin este sistema, la distancia recorrida por el tren puede llegar a varios kilómetros con uno o varios vagones descarrilados, capaces de destrozar lo que encuentran a su paso.
Algunas de las aportaciones más importantes del sistema son:
Reduce el riesgo de pérdida de vidas humanas al minimizar el tiempo de funcionamiento del tren con uno o varios vagones descarrilados.
Evita descarrilamientos múltiples, porque es capaz de iniciar el frenado en el instante en que tiene lugar el descarrilamiento del primer bogie, previniendo así mayores daños.
En el transporte de materias peligrosas, como son productos químicos y combustibles líquidos, el sistema 3D y FAT aporta una importante reducción del riesgo, que redundará en mayor confianza de los agentes comprometidos con el mismo, desde el personal conductor del tren a los clientes, sin olvidar los organismos oficiales y la sociedad en general.
Debido a la disminución de riesgos, hay una reducción del importe de las primas, ante las compañías de seguros.
Disminuyen las interrupciones de la circulación causadas por descarrilamientos, mejorando:
La facturación
El servicio
El deterioro de mercancías provocadas por descarrilamientos, queda sensiblemente reducido.
El personal que tiene la función de vigilar los vagones o carros de carga, puede ser empleado en otras misiones, ya que el 3D y FAT es el mejor vigilante ante la salida de vía de cualquier bogie. En determinadas circunstancias es posible plantear reducciones de personal, para incrementar la productividad.
A mayor eficacia en el frenado del tren en caso de descarrilamiento, mayor aprovechamiento de la velocidad máxima admisible en la línea férrea.
Los empresarios responsables del transporte de mercancías, cuando sufren las consecuencias de un descarrilamiento grave, se preguntan si es prudente esperar al próximo descarrilamiento para tomar decisiones. No se conforman con hablar de seguridad, especialmente cuando transportan mercancías peligrosas, sino que intentan perfeccionar la seguridad activa del ferrocarril, que afecta a las mejoras del material rodante y de la vía. La aparición del sistema 3DyFAT, les permite disponer de un nuevo y potente instrumento, con el que reforzar la seguridad pasiva de sus trenes y, además, mejorar notablemente los resultados económicos de sus empresas.
Este sistema está operando con éxito en la empresa Ferrocarriles de Vía Estrecha (FEVE) donde, en la actualidad, toda su flota de vagones de mercancías, unas mil unidades, disponen del mismo. El personal técnico de FEVE, que inventó y desarrolló el sistema, acumula una gran experiencia y capacidad para trasladarla en favor de otros ferrocarriles.
En la historia del ferrocarril se han ideado dispositivos y realizado intentos para detectar el descarrilamiento cuando éste se produce. La realidad es que la mayor parte de ellos fracasaron, unas veces por su complejidad y otras por su excesivo coste. Pocos superaron las fases preliminares de diseño y creación de prototipos, quedando la mayoría en simples "buenas ideas" o inventos sin aplicación práctica. De ahí que el escepticismo de muchos técnicos ferroviarios tenga su origen en experiencias fallidas.
Ambos sistemas tienen las siguientes características que le distinguen de los demás:
- Como todas las cosas que funcionan bien, este sistema se fundamenta en principios físicos simples.
- No es un prototipo, es una realidad que hoy opera con alta fiabilidad en más de un millar de vagones de mercancías.
- No utiliza conductores eléctricos ni dispositivos electrónicos. No necesita baterías, acumuladores ni otras fuentes análogas de alimentación.
- Funciona bien, con independencia de la velocidad a la que se produce el descarrilamiento.
- Es muy sencillo su montaje, tanto en vagones nuevos como usados.
- Tiene larga vida útil, similar al vagón de mercancías donde se instala.
- Se mantiene estable durante toda su vida útil, sin necesidad de ajustes posteriores a su montaje.
- Mantenimiento simple que no precisa de ningún engrase, bastando actuar manualmente el pulsador en las revisiones periódicas del vagón, para verificar la eficacia del sistema.
- Después de actuar en un descarrilamiento, el sistema se rearma fácilmente y sin utilizar consumibles de ningún género.
- El importe de la inversión necesaria, como media, no supera el 3% del coste de un vagón nuevo, siendo el pay-back bruto de unos 2 años, lo que señala una altísima rentabilidad económica.
Los accidentes debidos a descarrilamientos han preocupado seriamente, desde el inicio del ferrocarril, a las empresas explotadoras del transporte y al personal responsable de la conducción de los trenes, así como a los usuarios y a la sociedad en general. Las consecuencias económicas derivadas de este tipo de accidente son, como hemos visto, enormes, por lo que cualquier medio para evitar, o para minimizar, sus efectos es bien recibido por los agentes responsables de este importante medio de transporte.
El transporte de mercancías peligrosas, como por ejemplo productos químicos, combustibles líquidos o residuos nucleares, es cada vez más recriminado por la opinión pública, especialmente en países que sufren las evacuaciones motivadas por accidentes ferroviarios. En USA casi una vez por mes tiene lugar la evacuación de una población motivada por accidente ferroviario, que la mayor parte de las veces es debido a un descarrilamiento.
El personal responsable de la conducción de trenes, manifiesta tener gran dificultad para detectar el instante en que se produce el descarrilamiento del primer bogie y opinan que, si pudiesen reaccionar con rapidez, la mayor parte de los descarrilamientos graves quedarían reducidos a simples incidentes. Cuando no existe la percepción del mencionado instante, la velocidad del tren se mantiene inalterable. El riesgo de que el descarrilamiento se propague a otros vagones crece proporcionalmente al tiempo que se tarde en detectar el fenómeno y, posteriormente, detener el convoy. De hecho, en ocasiones sobrevienen descarrilamientos de múltiples vagones, con da–ños económicos elevados.
La necesidad de reducir costos de explotación con mejor aprovechamiento de los medios disponibles, obliga con frecuencia a formaciones de trenes con varias locomotoras para tracción, alargando la longitud de los mismos considerablemente. En estas circunstancias, cuando un eje se sale de las vías, la reacción que provoca en la composición es todavía más difícil de percibir por los maquinistas, lo que ocasiona la circulación del tren con el vagón descarrilado largas distancias.
La incidencia de los daños económicos se incrementa, cuando el tramo de vía afectado dispone de traviesas o durmientes de hormigón, porque, con frecuencia, es necesario sustituir todas las deterioradas que, además, son más caras que las clásicas de madera. Si el vagón descarrilado discurre por zonas donde existen aparatos de vìa, como contracarriles, desvíos, agujas, etc. o bien puentes o túneles, es muy probable que se propague el descarrilamiento a otros vagones con el consiguiente descalabro del tren completo. Los daños también pueden afectar a los postes del tendido eléctrico, en las zonas donde éste exista y en el supuesto de vía doble producir la colisión con otras unidades que circulen en sentido opuesto, sean de transporte de mercancías o de pasajeros.
La entidad Federal Railroad Administration (FRA), que tiene entre otras la misión de reglamentar el análisis de los accidentes ferroviarios, mantiene una extensa base de datos habiendo registrado los acaecidos, por todos los conceptos, desde hace más de 25 años. Dicha base, que es de carácter público, puede ser consultada libremente a través de su web: http://www.fra.dot.gov
La mayor parte de los datos que aparecen en el presente informe, han sido obtenidos a través de la web de la FRA y elaborados por All Rail Systems (ARS), con el objeto de poner de manifiesto la enorme importancia de los accidentes por descarrilamiento tanto por su frecuencia como por sus consecuencias económicas.
Según datos publicados en la web de la Federal Railroad Administration y elaborados por la empresa espa–ola All Rail Systems, en Estados Unidos se produce cada 6 horas un accidente ferroviario por descarrilamiento, con daños económicos valorados en 235 millones de dólares al año (estadísticas del año 2001). Por este motivo, los descarrilamientos suponen el 73% de las pérdidas del sector. En estos datos no se consideran los descarrilamientos leves cuyo coste es inferior a 6.600 dólares y tampoco se excluyen los costes por impacto medioambiental. La realidad es que el número de descarrilamientos es mucho mayor y, desgraciadamente, no existen estadísticas generales donde se hallen reflejados.
La principal causa de los descarrilamientos está en los problemas de vía (48%), seguido de los errores humanos (25%) y de los causados por el material rodante (14%). Si continuamos observando las estadísticas de 2001 podemos desdeñar que:
El costo medio de los daños por cada descarrilamiento fue de 105 millones de dólares en general y de 116 millones de dólares en el transporte de mercancías. Además, si atendemos al tipo de vía y velocidad a la que se produjeron los descarrilamientos, en transporte de mercancías, el coste medio de los daños por cada uno fue de:
- 493 millones de dólares en vía principal a más de 45 kilómetros por hora,
- 142 millones de dólares en vía principal a menos de 45 kilómetros por hora,
- 42 millones de dólares en vías auxiliares (siempre a menos de 45 kilómetros por hora.
Los datos precedentes deben entenderse como medios, siendo amplia la dispersión de los mismos. Así, los descarrilamientos con mayor impacto económico fueron, durante ese año, de 1 millón de US$ en vía auxiliar, casi 2 millones de US$ sobre vía principal a 30 Km/hora y 6,5 millones de US$ sobre vía principal a 85 Km/hora.