Instalaciones de seguridad – ASFA

Uno de los sistemas de seguridad más importantes que existen en nuestro ferrocarril es el ASFA. Estas siglas tan «así» son el acrónimo de Aviso de Señales y Frenado Automático y sus funciones son, precisamente, esas: avisar al maquinista del aspecto de la señal y frenar el tren automáticamente si no le hace caso.

Pero antes, vamos a hacer un poco de memoria.

Partimos desde el punto en el que ya hemos inventado los enclavamientos, que nos impiden hacer itinerarios incompatibles con la seguridad, por lo que ya es bastante complicado que tengamos un accidente. Pero seguimos sujetos al fallo humano. Y es que las señales se limitan a darle órdenes a los maquinistas, pero éstos, como personas que son, pueden cometer un fallo y que eso desemboque en un accidente. Evidentemente, a los maquinistas les va la vida en no cometer fallos y ya procuran ellos no cometerlos, pero nunca se está libre de meter la pata. Tenemos que inventar un sistema que evite esto.

Frenado por rotura de tubería de freno

En Inglaterra inventaron un sistema que hacía que un tren se frenara automáticamente si pasaba una señal con indicación de parada. En este sistema las locomotoras llevaban un tubo de cristal que formaba parte del sistema de freno en un lateral, sobresaliendo un poco de la planta de la máquina. A su vez, en las señales había un apéndice metálico soldado en la parte móvil de la señal (recordad que las señales son mecánicas todavía), que estaba paralela a la vía si la señal estaba abierta y perpendicular si estaba cerrada. Además, la altura de este apéndice coincidía con la altura del tubo de cristal de la locomotora.

Si la señal estaba abierta el tren pasaba sin problemas por allí. Sin embargo, si estaba cerrada, ese apéndice rompía el tubo de la máquina y la pérdida de aire o de vacío (depende del sistema de freno) provocaba el frenado del tren. Sistema sencillo y práctico, aunque no mucho. No era raro que los tubos se rompieran con el traqueteo de las máquinas o que la vía se moviera por el paso de los trenes y al final la barra y el tubo no llegaran a tocarse.

Lo que más lamento ahora mismo es no poder dar referencias de dónde y cuándo se usó ese sistema. Recuerdo que lo leí hace bastantes años en un foro ferroviario ya desaparecido. Esto lo comento sólo como curiosidad y anécdota. Ahora vamos con datos de verdad.

Fahrsperre

El caso es que los alemanes (¿quién sino?) decidieron que eso era un sistema muy poco fiable y decidieron inventar el suyo. Pero ellos empezaron a meter electricidad de por medio. El primer sistema era un sistema mecánico, pero que, lamentablemente, sólo se puede usar en líneas electrificadas. Por eso sólo se instaló en líneas de metro o cercanías. Se trata de una barra metálica móvil, instalada al lado de la vía, que está abatida si la señal está abierta y levantada si la señal está cerrada. A la vez, en el tren hay instalado un sistema que, al contacto con la barra de la vía, abre el disyuntor del tren, dejándolo sin energía, y a la vez la tubería de freno, provocando el frenado del tren. El disyuntor vendría a ser como el interruptor principal del tren, como el automático gordo de casa. Si tenemos que rebasar una señal en rojo (dentro de las posibilidades del reglamento, se entiende) se puede anular temporalmente el sistema y que éste no actúe. Este sistema se sigue usando en redes como la del metro (U-Bahn) y las cercanías (S-Bahn) de Berlín o el metro de Nueva York. Si habláis alemán (y si no, cualquier traductor online hace milagros) echadle un vistazo a http://de.wikipedia.org/wiki/Fahrsperre y veréis un ejemplo. También hay fotos. Como inconvenientes, vamos a citar que a altas velocidades, el sistema puede fallar o provocar daños en el captador del tren o en la barra de la vía, dejando el sistema inútil.

Sistema Fahrsperre de la S-Bahn de Berlín en Berlin-HBF. A la izquierda la barra de la vía. A la derecha el contacto del tren. Foto: Yago López Carvajal, septiembre de 2011.

Crocodile

Para solucionar este problema, los ingenieros Lartigue y Forest, de la Compagnie des Chemins de Fer du Nord de Francia diseñaron el sistema Crocodile en 1872. El sistema se compone de unas barras metálicas, de unos dos metros de largo que se instalan en el centro de la vía lo más cerca posible de la señal. En el tren hay una especie de brocha metálica que entra en contacto con el raíl. El funcionamiento es de lo más sencillo. Si la señal está abierta, no ocurre nada. Si la señal está cerrada, se le enciende al maquinista una lucecita que se lo recuerda y si éste no pulsa un botón reconociéndolo, el tren se frena de urgencia. Si habláis francés, un vistazo a http://fr.wikipedia.org/wiki/Crocodile_(signalisation_ferroviaire) os cuenta cómo funciona con detalle. Si no habláis francés, os toca tirar de traductor online. Como inconvenientes, igual que el alemán de antes, que sólo transmite si la señal está abierta o cerrada. Hoy día se sigue usando este sistema en Francia, Bélgica y Luxemburgo.

Crocodile instalado en la estación de Oloron-St. Marie (Francia). Foto: Yago López Carvajal, julio de 2005.

Indusi

Pues con estas premisas, en Alemania (de nuevo) se inventan un sistema que pueda transmitirle al tren más aspectos de las señales y frene al tren si el maquinista rebasa alguna indebidamente. Básicamente, el sistema se basaba en que en la vía hay instalados unas balizas (Gleismagnete –imanes de vía–) que transmiten información a un captador que va instalado en el tren y que requiere una actuación concreta del maquinista en función de la información que recibe. Si no hace lo correcto, el sistema frena el tren inmediatamente. A ver, quien dice inmediatamente, dice «frenada de urgencia», es decir, los cientos de metros que necesite el tren para pararse. Este sistema es el conocido como Indusi (Induktive Zugsicherung – Seguridad inductiva de trenes–). Se empezó a instalar en las vías y trenes alemanes a partir de 1931 y sigue usándose hoy día. Más información en http://de.wikipedia.org/wiki/Indusi, pero en alemán, claro.

Locomotora eléctrica alemana en el taller de Meiningen. En el círculo, el captador del Indusi. Foto: Yago López Carvajal, septiembre de 2010.

Baliza Indusi en la estación de Berlin-Hauptbahnhof. Foto: Yago López Carvajal septiembre 2011.

Y con todo esto, ya podemos volvernos a España.

ASFA – Anuncio de Señales y Frenado Automático

Mientras que en toda Europa tenemos sistemas de seguridad que detienen trenes, en España no hay nada. Todo queda en manos de los maquinistas.

En los años 70, RENFE decide que no es viable seguir en las condiciones que estábamos y encarga el diseño de un sistema de repetición de señales en cabina y frenado automático para dotar a su red de una seguridad sin precedentes hasta entonces en España. La empresa encargada de diseñar dicho sistema fue Wabco Dimetal, una filial española de la Westinghouse inglesa (esta empresa, posteriormente se llamó Dimetal a secas, después Dimetronic y finalmente fue absorbida por Siemens). A ver si os suena de algo el diseño básico del sistema.

Se instalan una serie de balizas a lo largo de la vía, cerca de las señales, que le transmiten al tren, por medio de electromagnetismo, la información de cómo está la señal. Si el maquinista no actúa de determinada forma, el tren se frena automáticamente. No sé a vosotros, pero a mí me recuerda al Indusi, pero con varias diferencias.

Baliza ASFA en la estación de Monforte de Lemos. Es la parte central, de plástico. Los tacos de madera son de protección. Foto: Yago López Carvajal, mayo de 2004.

En el ASFA, tenemos 5 frecuencias posibles (en Indusi sólo 3), con las que transmitiremos información al tren. Las balizas están formadas por un circuito resonante pasivo con una bobina y varios condensadores, además de unos pequeños relés para poder variar el circuito y, con ello, la frecuencia de oscilación.

Esquema eléctrico de una baliza ASFA. Imagen extraída de la NAS 117 de Adif, descargable en http://normativatecnica.adif.es.

Las frecuencias a las que oscila ese circuito resonante son las siguientes. Hay dos listas, una para las líneas convencionales y otra para las LAV.

Nombre	Frecuencia Convencional	Frecuencia AVE
L1	60.000 Hz	60.300 Hz
L2	64.020 Hz	60.270 Hz
L3	68.310 Hz	68.510 Hz
L7	88.450 Hz	88.690 Hz
L8	95.500 Hz	96.128 Hz

Tabla de frecuencias del sistema ASFA.

En el tren tenemos instalado un captador, que resuena a una frecuencia constante y que, por acoplamiento inductivo con las balizas, desvía su frecuencia a la de la baliza, y así se transmite la información. Vaya lío. En realidad es muy sencillo Vamos con un símil. Tú estás cantando una canción y llega alguien y te empieza a cantar otra al oído. Al final, una de dos, o acabas cantando la canción del otro, o te haces un lío de narices. Pues eso mismo es lo que ocurre en el captador del ASFA.

ATENCIÓN. Esta página trata del llamado “ASFA analógico” que ya no está en servicio en la RFIG, merced a la modificación del RCF del año 2018 que estableció unos plazos para la supresión del sistema y su modificación al ASFA digital. La razón de seguir comentando este sistema ya obsoleto es porque nos ayuda a comprender el funcionamiento del ASFA digital que veremos más adelante.

En el ASFA convencional, de las 5 frecuencias, sólo vamos a usar 4. Dos para las señales en Parada (frecuencias L7 y L8), otra para las señales en Vía Libre (frecuencia L3) y otra más para el resto de señales (L1). Recordad que estamos en los años 70 y aún no se puede correr a más de 140 km/h, por lo que aún no existe la indicación de Vía Libre Condicional.

Por cada señal, vamos a instalar dos balizas. A una la llamaremos baliza previa, y la colocaremos a 300 metros de la señal (esta distancia varía con la declividad de la línea) y la otra la colocaremos al pie de la señal (cinco metros antes) y la llamaremos baliza de pie de señal. Como en la figura.

Señal con sus balizas ASFA

Rampa / Pendiente (‰)	Distancia (m)
r > 10	180
8 < r < 10	210
6 < r < 8	240
4 < r < 6	270
0 > r > 4	300
0	300
0 < p < 4	330
4 < p < 12	360
12 < p < 24	390

Tabla con las distancias de instalación de las balizas previas según la declividad de la línea. “r” hace refencia a la rampa (subida) y “p” a la pendiente (bajada).

Si la señal está en Vía Libre, la baliza de pie de señal oscilará con la frecuencia L3 y la previa también.

Vía Libre y sus frecuencias

Si la señal está en Anuncio de Precaución, Preanuncio de Parada, Anuncio de Parada, Anuncio de Parada Inmediata, Paso a Nivel Desprotegido o hay un Anuncio de Velocidad Limitada Temporal inferior a 100 o a 60 km/h (dependiendo de si la velocidad máxima de la línea es mayor o menor de 160), la baliza previa y la de pie de señal oscilarán con la frecuencia L1.

Anuncio de Parada y sus frecuencias

Si la señal está en Parada o Rebase Autorizado, la baliza previa tendrá L7 y la de pie de señal L8.

Señal en Parada con sus balizas y frecuencias

Para aclarar, aquí va una tabla con los usos de cada frecuencia.

Frecuencia	Indicación de la señal
L1	Anuncio de Parada, Anuncio de Parada Inmediata, Preanuncio de Parada, Anuncio de Precaución, Anuncio de Limitación Temporal de Velocidad (inferior a 60 km/h), Paso a Nivel Desprotegido
L3	Vía Libre
L7	Parada, Rebase Autorizado (baliza previa)
L8	Parada, Rebase Autorizado

Esto en cuanto a lo que hay en la vía. Vamos a ver qué hay en los trenes.

Bien, pues en los trenes, el equipo ASFA se compone de un captador, instalado en los bajos del tren. Este captador es el que hemos dicho que emite una frecuencia determinada que se ve alterada por la frecuencia de resonancia de las balizas.

Captador ASFA de la locomotora 7722 de RENFE del Museo del Ferrocarril de Galicia (Monforte de Lemos). Es lo que está dentro del círculo rojo. Foto: Yago López Carvajal, mayo de 2004.

Ya dentro del tren, tenemos el armario de control, donde está toda la electrónica que controla ésto.

Equipo ASFA embarcado. Imagen extraída del derogado Manual de Circulación, descargable en la web de la AESF (http://www.seguridadferroviaria.es)

Luego, ya en el pupitre de conducción, el maquinista tiene un panel repetidor, con unos selectores y una serie de luces y pulsadores, y en algún lugar que quede a mano, un pulsador de reconocimiento. Vamos a verlos en un par de fotos.

Cabina de la locomotora 7722 del Museo del Ferrocarril de Galicia. En el círculo grande, el panel repetidor. En el pequeño, el pulsador de reconocimiento. Foto: Yago López Carvajal, mayo de 2004.

Cabina de una locomotora MAK G 1700 de Comsa en la estación de Ávila. En el círculo rojo grande, el panel repetidor moderno. En el pequeño, el pulsador de reconocimiento. Foto: Yago López Carvajal, marzo de 2005.

Con la puesta en servicio de la Alta Velocidad en España, la línea Madrid-Sevilla, los trenes podían circular ya a 200 km/h (los que no llevaban en servicio el sistema LZB, por entonces exclusivo de la Alta Velocidad). Para ello hubo que hacer un par de modificaciones al ASFA. La primera fue la variación de la frecuencia L8 en unos pocos Hertzios, debido a que la electrificación de la línea (25 kV, 50 Hz) provocaba interferencias en el sistema (ver tabla más arriba). La segunda es que se implementó un control de velocidad en caso de leer una baliza L1 (es decir, señal en Anuncio de Precaución o Anuncio de Parada). Se puso un temporizador de 23 segundos tras el reconocimiento, tiempo en el que el maquinista tenía que haber reducido la velocidad a menos de 160 km/h. Si no, el sistema aplicaba el freno de urgencia.

Cuando se aumentó la velocidad máxima de la red española a más de 160 km/h hubo que incorporar una nueva funcionalidad al ASFA, porque ahora teníamos una indicación restrictiva más, la Vía Libre Condicional. Para ello, se usó una más de las 9 frecuencias disponible, la L2. Así, y análogamente a los casos anteriores, tanto la baliza previa como la de pie de señal, oscilan con esa frecuencia. A su vez, se modifica el sistema como se hizo con el ASFA AVE, introduciendo una temporización para la reducción de velocidad tras la lectura de la baliza L2 de 200 a 160.

Vía Libre Condicional y sus frecuencias

Pues con esto ya tenemos tres versiones del ASFA: el normal, el ASFA AVE y el ASFA 200. Además, luego se inventaron sistemas mixtos ASFA AVE y ASFA 200 para los trenes que pueden circular tanto por las vías de AV como por las convencionales.

¿Cómo funciona el sistema ASFA? Pincha aquí para saber más.

A la inauguración del ASFA, que fue en el año 1975, acudió la todavía Princesa Sofía. Se subió en una novísima unidad 440 con el sistema instalado entre Atocha y Alcalá de Henares, viajando en cabina junto con los «peces gordos» de la RENFE de entonces. Llegando a Alcalá de Henares, tal como estaba previsto, el maquinista del tren rebasó una señal en rojo y se produjo el frenado automático del tren para satisfacción de todos.

En este vídeo (https://www.youtube.com/watch?v=1UBCoLdQwg4) podéis ver una explicación del sistema tras su puesta en servicio. Se trata de un video editado por el Gabinete de Información y Relaciones Externas (GIRE) de RENFE en 1983.

A pesar de demostrar su buen funcionamiento y la seguridad que aportaba, los maquinistas de la época renegaban del sistema, ya que no sólo les frenaba el tren ante cualquier error, sino que además registraba todas las actuaciones sobre el sistema. Los maquinistas decían que se sentían excesivamente controlados, y que no tenían que tener nada ni nadie que supervisara que ellos condujeran correctamente. Así que algunos desconectaban el sistema. RENFE, en aquella época empezó a sancionar a los maquinistas que lo hicieran y así obligó a todos los trenes a circular con el sistema en servicio. Poco a poco sus bondades han ido calando entre el personal ferroviario hasta tal punto que muchos maquinistas reconocen que, hoy día, se sienten desprotegidos sin él. Es más, el propio RCF establece una serie de normas para cuando un tren circula sin ASFA, diferenciando entre que no haya ASFA instalado en la vía (en un plazo muy breve de tiempo no habrá ningún trayecto así en la RFIG) o que éste esté averiado, y en ambos casos se establece que tendrá que ir una segunda persona en la cabina con el maquinista.

Pero a pesar de todo lo bueno que tiene el sistema, también tiene defectos. Y es que es un sistema de supervisión puntual. El sistema sólo comprueba si se reconocen las señales y sólo en dos casos controla que se cumpla la velocidad. Y precisamente en ese pequeñísimo hueco de seguridad que deja el sistema, es donde se han colado algunos accidentes en los que una supervisión continua de la velocidad del tren los podría haber evitado.

En siguientes capítulos veremos la versión evolucionada del ASFA, el ASFA digital.