¿Cómo frenan los trenes?

Tecnología Ferroviaria

Los trenes, al igual que los coches, disponen de sistemas de frenado, aunque su funcionamiento no tiene nada que ver. Principalmente debido a la propia naturaleza de los trenes, ya que son largos y mucho más pesados. Por ello, precisan de más de un freno y de una mayor distancia para detenerse. Dichos sistemas son de distintas clases y se utiliza uno u otro dependiendo del fin y la situación. Vamos a ver ¿cómo frenan los trenes?.

Discos de freno de un Caltrain estadounidense. Foto: Richard Masoner.

Se podría decir que es el tema más importante en el ferrocarril. La gran mayoría de la seguridad reside en su buen funcionamiento, por lo que su mantenimiento y comprobación deben de ser siempre minuciosos y periódicos.

Freno automático por aire comprimido

Es el freno principal del tren. Se utiliza para detenerlo por completo o como ayuda a otros frenos complementarios con el fin de no exceder las velocidades máximas.

Mando de accionamiento del freno de aire comprimido en una locomotora de la serie 253.

Consiste en una tubería de freno que recorre el tren de principio a fin y comunica todos los dispositivos necesarios. Cuando se requiere una frenada, el maquinista acciona el manipulador situado en la cabina, que hace variar la presión de aire en la tubería y acciona todos los frenos del tren al mismo tiempo y de forma gradual.

Consecuencias del freno automático por aire comprimido

El abuso y la incorrecta utilización de estos frenos, supone el deterioro de la tubería de freno, rotura de zapatas y calentamiento de ejes debido a la fricción. Este es uno de los motivos por lo que en las vías se instalan detectores de ejes calientes ya que este factor puede mermar la seguridad en la circulación.

Frenos complementarios

Son utilizados para no exceder las velocidades máximas de la línea, no hacer abuso del freno automático y, por lo tanto, como apoyo a este. Por lo general, los frenos complementarios pierden su eficacia a bajas velocidades por lo que los de aire son totalmente esenciales.

El fin de estos frenos es que los motores se opongan al movimiento del resto del tren, sobre todo en pendientes. En algunos trenes que carecen de locomotora, siendo estos autopropulsados, sí que son suficientes para detenerlo en su totalidad, ya que sus motores van instalados a lo largo de todo el tren. Todos estos frenos, salvo una excepción, son moderables.

Según el tipo de tren, existen los siguientes tipos de frenos complementarios:

* Hidráulico. Se consigue la reducción de velocidad del tren transformando su energía cinética en calorífica, que se disipa en un aceite tras someterlo a elevadas temperaturas.

* Eléctrico (reostático). Su misión es que los motores de tracción funcionen como generadores; es decir, que aporten corriente eléctrica. Gracias a unas resistencias (y de ahí su nombre) esta energía se transforma en poder calorífico. Para eliminar el calor de las resistencias, se utiliza ventilación natural (por persianas) o ventilación forzada (por ventiladores).

Palanca de accionamiento del freno dinámico de una locomotora 333, que es del tipo eléctrico reostático.

* Eléctrico (Recuperación). El funcionamiento y el fin de este sistema es el mismo que el eléctrico reostático. Sin embargo, en este caso la electricidad sobrante se envía a la catenaria para que otros trenes puedan utilizarla. No obstante, sólo es aprovechable si se consume en el momento por lo que muchas veces se pierde. Recientemente se ha dado un uso a dicha energía para crear las ferrolineras y metrolineras ya que recargan sus sistemas de almacenamiento cuando un tren hace uso del freno regenerativo.

* Electroneumático. Se utiliza la electricidad para accionar los dispositivos de freno que funcionan con aire para que el frenado sea más rápido.

* Freno combinado Blending. Realmente no es un tipo de freno complementario, sino un sistema que combina el automático de aire comprimido con el eléctrico. En España se utiliza en los trenes fabricados a partir de los 80.

* Magnético de patines. Es el único freno complementario que no es moderable y sólo se utiliza en caso de urgencia. Se compone de varios patines con electroimanes situados en los bajos del tren. Cuando se requiere su accionamiento, el patín baja hasta que roza con el raíl e inmantándose a este obtiene un gran esfuerzo de frenado. En España sólo se ha empleado en las series 440, 444 y 448 así como en los ferrobuses. En países como Alemania es obligatorio para trenes que superen los 140km/h.

Frenos de estacionamiento

Son los usados para mantener detenido el material móvil durante los periodos en los que no presta servicio. Equivale al freno de mano en un turismo. En este caso, existen dos tipos:

* De manivela o volante. Se gira en sentido de las agujas del reloj para su apriete, este apriete se accionará de forma mecánica y manual. Para su afloje realizamos la misma operación, solo que en sentido contrario a las agujas del reloj. Para su accionamiento en algunos trenes, se precisa de llave maestra.

* De resorte por muelle acumulador. Su apriete y afloje se realiza mediante un mando de forma automática existente en la cabina de conducción.

Freno directo

Tan sólo lo poseen las locomotoras y solo actúa sobre ellas, independientemente de si remolca un tren o no. Su utilización solo debe efectuarse cuando se circula con la locomotora sola (aislada) o si remolcamos un tren y este se encuentra detenido, como medida de seguridad para afianzar su inmovilización.

Al manipular el mando de este freno en modo apriete, el aire que contienen los depósitos de freno pasará directamente a los dispositivos de freno de la locomotora y hará que esta se detenga muy deprisa.

Freno de urgencia

Solo se utiliza, como su nombre indica, en caso de emergencia como el accionamiento de un aparato de alarma. Actúa de la misma manera y utiliza los mismos dispositivos que el freno de aire comprimido, con la única diferencia de que no es moderable y actúa de inmediato con su máxima potencia. El freno de urgencia se puede accionar:

* Con el mencionado aparato de alarma.

* Desde la cabina presionando un pulsador rojo en forma de seta, por lo que también se le conoce como setazo.

En este panel de freno de una locomotora de la serie 319 se aprecian los distintos tipos de freno de los que dispone, destacando la seta roja de urgencia.

* Al activarse el frenado automático del sistema de seguridad ASFA en las situaciones correspondientes.

* En algunos trenes, a través del mismo mando del freno automático.

* En este vídeo podemos observar la actuación del freno de urgencia ante una situación de peligro:

Fuente: Trenvista (El ferrocarril en tus manos)