lunes, 15 de abril de 2019

ERTMS. ¿Qué es? ¿Para qué sirve?


Con la creación de las primeras redes ferroviarias surgió también la necesidad de establecer sistemas de señalización que regulasen los tráficos. Esto implicó establecer un código de circulación común que regulase cuestiones como velocidades máximas, prioridades, avisos de precaución o protocolos de actuación para determinadas situaciones. El objetivo en ambos casos ha sido, y es, garantizar la seguridad junto con el logro de un óptimo y correcto funcionamiento de las vías de transporte.

Los primeros sistemas de señalización ferroviaria se basaron en códigos de señales indicadas a los maquinistas a través de personal a pie de vía. El uso de gestos con las manos fue complementado por el uso de objetos llamativos como banderines. También se vio la utilidad del uso de señales acústicas a través de silbatos o cornetas. Y he de decir que estos sistemas aún no han desaparecido, incluso y redes como las españolas. Y no necesariamente por cuestiones de atraso económico o tecnológico. Simplemente se han ido integrando dentro de sistemas más completos de gestión del tráfico.

Como dato histórico, el primer semáforo ferroviario apareció en Inglaterra (para variar) en 1842 en el ferrocarril de Croydon. Según tengo entendido, se trataba de una pala pintada con colores llamativos que giraba en torno a un eje de rotación un determinado número de grados. Y que cuya visualización era complementada por la luz de un farol. Con este dispositivo mecánico ya no era indispensable la presencia de una persona a pie de vía y el accionamiento de varias señales se podía centralizar dentro de un mismo espacio. Aquí tenemos un primer ejemplo de automatización aplicada a ferrocarril al delegarse una función propia del ser humano en un dispositivo mecánico.

Las señales de accionamiento mecánico fueron evolucionando y haciéndose cada vez más complejas. A partir del simple accionamiento a distancia de una paleta, fueron apareciendo diseños y patentes que implementaban auténticos sistemas lógicos para evitar situaciones de peligro. Los faroles de petróleo se fueron reemplazando por lámparas eléctricas. Y sistemas de telecomunicación como el telégrafo eléctrico y posteriormente la telefonía han jugado un papel fundamental. Es este un capítulo de la historia de la tecnología sobre el que se ha escrito y se puede seguir escribiendo mucho. No me quiero extender más en ello. Pero si transmitir una idea fundamental. Todos estos sistemas fueron naciendo y creciendo en diferentes naciones, dentro de diferentes compañías ferroviarias y de mano de distintas compañías tecnológicas, dando lugar a una especie de Torre de Babel.

De una u otra manera la tendencia ha sido automatizar la conducción de los trenes. No necesariamente eliminando al conductor, pero si respaldando o haciendo delegar sus actuaciones o supervisiones. El objetivo es que el conductor no se vea “solo” a la hora de respetar paradas o limitaciones de velocidad. Un ejemplo muy gráfico y dramático fue el accidente ocurrido el 24 de julio de 2013 en Santiago de Compostela, en el que el despiste o descuido del maquinista hizo que el tren entrase a 153 km/h en una curva limitada a 80 km/h. Se dio la circunstancia de que, por cuestiones que exceden objetivo de este trabajo, no hubo supervisión de ningún tipo que hiciera actuar el freno de urgencia a tiempo de evitar el descarrilo.

Fue al final de la década de los años 80 del pasado siglo cuando la Unión Europea decidió emprender un proyecto común para el análisis de las cuestiones relacionadas con la señalización y control ferroviario. En 1990 el Instituto Europeo de Investigación Ferroviaria (ERRI) comenzó a idear el desarrollo de sistemas interoperables que pudiesen ser adoptados por los países de la unión. El objetivo final fue, y es, que las distintas redes europeas puedan formar una gran trama ferroviaria por la que los trenes circulen “libremente”. Y es que el paso de un tren a través de una frontera no solamente se ve limitado por cuestiones de gálibo, ancho de vía o tipo de electrificación de catenaria. Simplemente con que una cabeza motriz “no entienda” las normas de circulación de otra red, es más que suficiente para limitar su circulación. Y dicho entendimiento se traduce tener que añadir equipos embarcados que además de costes implican ocupación de espacio para computadoras e interfaces en el pupitre de conducción.

En sí, ERTMS (European Rail Traffic Management System) es un paso grande y definitivo en la mencionada voluntad comunitaria. Es un sistema que, además de unificar los métodos de control y seguridad de tráfico ferroviario, establece estándares tecnológicos de cara a velocidades superiores a los 200 km/h y la optimización de líneas. Para tal fin se divide en dos subsistemas o capas:

-          ETCS (European Train Control System). Al igual que los sistemas desarrollados de forma individual por cada país, ETCS evita que los trenes superen velocidades máximas establecidas o rebasen señales de parada sin aplicación del freno de urgencia. Es lo que se suele conocer como “bloqueo”. Su puede implementar siguiendo 5 niveles, de menor a mayor complejidad.

-          ETML (European Traffic Management Layer). Se trata del nivel en el que se gestiona, regula y supervisa el tráfico a través de CRCs (Centros de Regulación y Control), el equivalente a los conocidos CTC´s para la gestión del tráfico ferroviario.


Niveles ETCS

  • Nivel STM (Specific Transmision Module). Como tal, no es un nivel de ETCS, si no un sistema de transición intermedia por el que trenes con equipos embarcados ETCS pueden circular por líneas con sistemas de seguridad nacionales, como ASFA (Anuncio de Señales y Frenado Automático) en España. La computadora lee la información aportada por las balizas interpretándola como si se tratase de información ETCS. La viabilidad de este sistema depende de las características de los sistemas de seguridad de cada país.


  • Nivel 0. Se usa en zonas que carecen de equipos ETCS o cuya funcionalidad se ha perdido temporalmente por averías. La circulación es realizada bajo las normas de otros sistemas, como ASFA en el caso de España. El equipo ETCS solo realiza comprobaciones menores, siendo el maquinista el responsable exclusivo de la verificación de señales.

  
  •  Nivel 1. Se basa en la división del trazado ferroviario en circuitos de vía, mediante el uso de balizas (eurobalizas) y contadores de ejes. La comunicación con los quipos ETCS embarcados se realiza por radiofrecuencias, a través de las mencionadas eurobalizas o de manera semicontinua gracias a lazos inductivos (Euroloops). Los lazos Euroloops son cables tendidos en la caja de la vía que, mediante radiación electromagnética, emiten paquetes de información que el tren capta. De forma semejante, pero puntual, las eurobalizas transmiten al tren paquetes de información en formato digital sobre el estado de señales y limitaciones de velocidad. Éstas pueden estar asociadas hasta en grupos de 8. Las informaciones son leídas por los equipos del tren gracias a captadores instalados en los bajos de este. Con ellas, la computadora calcula parámetros como la velocidad máxima para cada instante o las curvas de frenado que se han de llevar a cabo. Este nivel permite frecuencias de paso de trenes cada 5 minutos a 300 km/h. Valores que con ASFA alcanzan su máximo en trenes cada 8 minutos a 200 km/h.


  •  Nivel 2. Introduce un nuevo concepto: la supervisión y comunicación continua a través de los RBCs (Radio Block Centre). La función de las eurobalizas queda resumida a que éstas indican al tren su posición geográfica y número de orden dentro del grupo. Junto con la información aportada por los sensores odométricos, se elabora un cálculo muy aproximado de la posición real del tren dentro del trayecto, la cual es reportada vía radio al RBC. Y cada vez que el tren pasa por una eurobaliza, los errores de posición acumulados se resetean. Cuando hablamos de sensores odométricos nos referimos a los sensores de rueda (encóders) y radares por efecto Doppler, que miden velocidad y desplazamiento. Los grupos de eurobalizas se encuentran enlazados. Por tanto, el equipo ETCS embarcado conoce los grupos que debe de leer durante el trayecto. Gracias a esto se añade una función básica de seguridad al poder detectar el equipo la pérdida de balizas. La comunicación radiofónica se realiza mediante GSM-R, que es un protocolo de comunicación similar al empleado en telefonía móvil. Así se logra una comunicación bidireccional e individual entre centros de control y trenes. 

Con el nivel 2 ya no es necesaria la instalación de señales laterales, como semáforos o carteles anunciando limitaciones de velocidad. Es más, se entiende que al poder alcanzar velocidades de 350 km/h, al conductor le va a ser difícil poder ver y entender dichas indicaciones. A través de un interfaz compuesto por pantalla y botones, el conductor visualiza y reconoce el itinerario que tiene por delante sin tener que estar pendiente (visualmente) de la vía. Un ejemplo de mejora en cuanto a la eficiencia del tráfico ferroviario viene, por ejemplo, en escenarios de espesa niebla. Cuando se depende de señalización lateral, y se reduce la distancia visual de reconocimiento, el maquinista debe de moderar la velocidad como medida de precaución.

Otra diferencia respecto a los niveles anteriores es cada tren debe de estar identificado por el RBC. Esto permite la comunicación individual entre las computadoras del RBC y la del tren.

  •  Nivel 3. Es el paso definitivo en cuanto a optimización del tráfico ferroviario. Con él desaparecen los circuitos de vías o cantones tal y como los hemos conocido hasta ahora. Introduce el concepto de cantón móvil o virtual, permitiendo una aproximación mayor entre trenes. Para lograrlo es fundamental que los trenes estén constantemente localizados geográficamente, por parte del RBC, gracias a la tecnología GPS. Así, junto con los datos de velocidad de cada composición, se puede alcanzar la máxima ocupación de trenes.


De momento el nivel 3 se encuentra en fase experimental. Y aún quedan cuestiones por terminal de resolver, como, por ejemplo, poder detectar la rotura de un carril una vez que se prescinde de la existencia de circuitos de vía. Algo critico cuando se pretenden alcanzar velocidades cercanas a los 500 km/h. Pero personalmente si veo que puede ser una buena opción de cara a ferrocarriles urbanos en los que prima la densidad de tráfico en horas punta.

En definitiva, podemos concluir que cuando hablamos de ERTMS lo estamos haciendo del sistema planteado por la Unión Europea para la gestión (mando y control) del tráfico ferroviario. Sus objetivos no son solamente garantizar la seguridad y optimización del trafico ferroviario. También el establecimiento de un estándar que regula la competitividad entre compañías tecnológicas. Al tratarse de una especie de patente “pública” la pelea comercial se ciñe a la oferta de servicios y productos sin pretender cada corporación imponer su modelo de gestión de tráfico en el mercado.  


Fuentes consultadas:









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