Por Alexis Cruz Vargas
La tecnología ferroviaria ha estado evolucionando constantemente para obtener perfeccionamiento en la seguridad sobre el control de tráfico de los trenes, así como en la mejora del servicio para poder obtener una buena calidad e irse adaptando constantemente a la oferta de transporte, y por ello, la automatización de las líneas ferroviarias han sido necesarias.
Si bien, México por cierto tiempo no contó con líneas ferroviarias de pasajeros entre ciudades que permitieran tener un propio avance y estudio tecnológico en el ámbito ferroviario. Sin embargo, se ha podido implementar sistemas de control de tráfico con avances tecnológicos tanto en vía férrea como en material rodante de velocidades considerables que logran reducir tiempos de traslado de un lugar a otro, y que en otros países han funcionado eficientemente.
De acuerdo al segmento de Sistema Ferroviario para pasajeros, se puede destacar los urbanos que comprenden los sistemas tipo metro, tranvías, trenes ligeros, servicios de suburbanos e interurbanos, que incluyen los trenes convencionales de mediana y alta velocidad.
Se puede hacer una clasificación de acuerdo a lo mencionado anteriormente.
De acuerdo a la tabla 1, observamos distintos tipos de servicios, y cada uno de estos se atribuye a distintos sistemas para el control de tráfico, tal es el caso del ERTMS.
El European Rail Traffic Management System (ERTMS) surge en 1989 al introducir nuevas tecnologías enfocadas a un sistema de señalización estándar para adaptarse en toda Europa. Con esto se sustituye a diferentes sistemas que ya existían ante el desarrollo de líneas de alta velocidad, para finalmente, tener una interoperabilidad, ya que en diferentes países de la Unión Europea, la comunicación férrea no es posible debido a que son diferentes los elementos que conforman la superestructura; como la vía, el gálibo, el tipo de electrificación, etc.
Se tiene como objetivo que las diferentes líneas de Europa logren formar una sola red para que un tren logre circular por varios países de la Unión Europea sin complicaciones en la señalización, que si bien, actualmente ha estado en constante evolución.
ERTMS surge como un proyecto de la Agencia Ferroviaria Europea (ERA), la Unión Internacional de Ferrocarriles (UIC), así como la Unión Industrial de Señalización (UNISIG) la cual se encarga de instalar el sistema, misma que está conformada por diferentes empresas como son: Alstom, Ansaldo, Bombardier, Siemens, Thales, CAF, etc.
ERTMS se ha convertido en un fuerte sistema de control de trenes en países como España, Holanda y Suiza; países que lo han implementado y que han sido referencia para otros países como China, India, Arabia Saudí, EE. UU., y entre ellos, México.
En México inicia el proceso de implementación de ERTMS Nivel 1 con el tren Suburbano del valle de México, convirtiéndose el primer tren de cercanías de México saliendo de Buenavista (CDMX) hasta llegar a Cuautitlán (Estado de México) teniendo una velocidad máxima de 120 km/h y velocidad promedio de 65 km/h.
El siguiente proyecto en el que se implementará será en el Tren Interurbano México-Toluca, único en su tipo en América Latina, aún en construcción y esperando que entre en operación para el año 2024. Sin embargo, por su diseño contará con ERTMS nivel 2, trasladándose a una velocidad máxima de 160 km/h y una velocidad comercial de 90 km/h.
Otro proyecto que contará con ERTMS nivel 1 será el Tren Maya que interconectará los estados de Yucatán, Quintana Roo, Campeche, Chiapas y Tabasco. Este contará con una velocidad máxima de 160km/h para el sistema de pasajeros y para el tren de mercancías 120 km/h. Cabe destacar que sobre la vía estarán operando estos dos tipos de servicios.
De acuerdo a la implementación de ERTMS, en una línea en específico se tiene diferentes niveles de funcionamiento. A continuación analizaremos los niveles de ERTMS 0, 1, 2 y 3.
ERTMS Nivel 0
En este nivel no existe la comunicación entre el tren y la vía, por lo que se llevaba a cabo una validación de señales bajo el agente a cargo de la conducción. Este nivel solo se utiliza cuando existe alguna avería, donde el tren ignorará toda información excepto aquella que sea para poder cambiar de nivel.
ERTMS Nivel 1
ERTMS cuenta con diferentes subsistemas, entre ellos encontramos el European Train Control System ( ETCS ) que se encarga del control y la seguridad del tráfico mediante la señalización tanto en la infraestructura como en los trenes. Esta muestra datos relacionados con la velocidad máxima de acuerdo a la distancia en que se encuentre la próxima eurobaliza durante el trayecto del tren, así como la supervisión de la velocidad de circulación del tren en cada instante.
Para nivel 1, el funcionamiento se enfoca principalmente en los enclavamientos existentes (sistemas independientes a ERTMS), los cuales informan sobre el estado en el que se encuentran los aparatos de vía, como las agujas, señales, etc. a los Lineside Equipment Unit (LEU); que se encargan de codificar la información y reenviarla a las eurobalizas que se encuentran en las vías.
Para poder tener una información puntual tren-tierra, el eurolazo envía información entre las instalaciones fijas de la vía, como son las eurobalizas y el equipo embarcado del tren comunicándose con el LEU.
Entre la información que se envía a las eurobalizas está la denominada autorización de movimiento.
Esta autorización define principalmente la distancia que puede circular el tren así como la velocidad máxima que puede alcanzar durante esa autorización, se observa también el punto de frenado, en el cual se establece que si el tren no recibe una autorización de movimiento, el tren debe reducir la velocidad siguiendo una curva de frenado hasta llegar y detenerse en el punto de parada. Las señales indican al agente de conducción si un cantón (tramo de vía en el que solo debe de estar un tren) está libre u ocupado.
ERTMS Nivel 2
Este nivel la señalización vertical es opcional, utiliza solo la señalización en cabina, la cual se establece mediante una comunicación continua por medio del sistema Global System for Mobile Communications–Railway (GSM-R); una funcionalidad de GSM pero para el ámbito ferroviario.
En este nivel se siguen usando las eurobalizas pero en este caso para confirmar la posición del tren durante su trayectoria.
El Radio Block Center (RBC) se encarga de obtener la información de los enclavamientos mientras que por otro lado está en constante comunicación con el equipo embarcado del tren para poder establecer las autorizaciones de movimiento. En este caso se maneja una comunicación bidireccional.
ERTMS Nivel 3
En este nivel la señalización vertical es completamente eliminada y se emplea exclusivamente señalización en cabina, así como en nivel 2 utiliza un sistema de comunicación por medio de GSM-R. Además de las eurobalizas para ajustar la posición exacta del tren, este tipo de posicionamiento se da por satélite como GPS, y en este caso se sabe en cada instante donde se localiza el tren.
Cada tren conoce su posición así como la del tren que va adelante, y por medio del equipo embarcado, se calculan las curvas de frenado, generando así un cantón móvil que permite un incremento en la capacidad de la línea por lo cual se obtienen circulaciones de trenes en intervalos menores. Este sistema aún se encuentra en desarrollo.
Es importante conocer que los sistemas de control de tráfico tienen una constante evolución, y cuando se lleva a cabo la circulación de los trenes, se debe de realizar de la manera más segura para poder evitar algún peligro como alcances o descarrilamientos.
Si en México se siguen desarrollando proyectos ferroviarios implementando ERTMS, estos podrán conectarse entre sí, obteniendo una interoperabilidad entre las diferentes líneas ferroviarias.
Alexis Cruz Vargas
Ingeniero en comunicaciones y electrónica egresado de ESIME Zacatenco IPN, con Maestría en Ciencias en Ingeniería de Telecomunicaciones. Especialista en sistemas ferroviarios como Regulador del Centro de Control, trabajando con el proyecto ferroviario Tren Interurbano México- Toluca.