200 años de comunicaciones ferroviarias

El 27 de septiembre marca el 200.º aniversario del transporte ferroviario público. A lo largo de dos siglos, desde la inauguración de la línea del ferrocarril de Stockton y Darlington, la primera ruta comercial del mundo, las comunicaciones han sido primordiales para la seguridad ferroviaria. En este blog, veremos cómo las comunicaciones ferroviarias han ido evolucionando con el paso del tiempo.

1825: guardavías a caballo

El ferrocarril de Stockton y Darlington se inauguró el 27 de septiembre de 1825, y transportaba carbón arrastrado por locomotoras de vapor y pasajeros en carruajes de caballos.
Se creó una sola línea mixta con puntos de paso regulares para permitir el tráfico bidireccional y los adelantamientos. Así pues, las advertencias eran esenciales para garantizar la seguridad. No obstante, el sistema de comunicación más avanzado que se utilizó durante los primeros ocho años del funcionamiento de la línea fue un guardavías a caballo por delante de los trenes.

De 1825 a 1839: implementación de horarios

El 10 de octubre de 1825, el ferrocarril de Stockton y Darlington introdujo un horario para maximizar el uso de la línea mixta y minimizar el tiempo de espera en los puntos de paso.
Este sistema era crucial para la seguridad en una ruta de una sola línea. En 1839, George Bradshaw implementó este sistema de horarios en todo el Reino Unido. Esto llevó a la invención de la hora del meridiano de Greenwich (GMT) como un método para estandarizar la hora, así que es, por lo tanto, un antecesor directo del PNT resistente.

Décadas de 1830 y 1840: los bobbies

En la década de 1830, se construyeron líneas de ferrocarril por todo el mundo. El primer servicio de tren a vapor estadounidense, la línea de ferrocarril de Baltimore y Ohio, se inauguró en mayo de 1830. La empresa ferroviaria South Carolina Canal and Rail Road Company comenzó a funcionar ese mismo año.
El mayor uso de las líneas ferroviarias trajo consigo mayores riesgos también. Para evitar colisiones, muchas empresas ubicaban guardavías a lo largo del recorrido, que actuaban como señales humanas transmitiendo avisos mediante banderines o linternas. En el Reino Unido, se contrataban policías para esta labor: los denominados bobbies.
Este fue el comienzo de los sistemas de señalización más formales.

1841: el semáforo

Aunque lo inventó en 1792 el ingeniero francés Claude Chappe, el semáforo no se empleó en las vías ferroviarias hasta 1841, con una versión adaptada por Sir Charles Hutton Gregory a partir del sistema marítimo y militar.
Este avance fue el primero en proporcionar a los maquinistas instrucciones inequívocas que se podían leer en la distancia.

Década de 1840: el telégrafo

El telégrafo, desarrollado de forma independiente tanto por Samuel Morse por un lado como por Sir Charles Wheatstone y William Fothergill Cooke por otro en 1837, lo adoptaron rápidamente las empresas ferroviarias para permitir comunicaciones casi instantáneas a largas distancias entre casetas de señales.
Esto automatizó gran parte de la señalización y, por primera vez, se proporcionaba una verdadera confirmación de que una sección de la vía estaba despejada antes de que a otro tren se le permitiera el paso. Fue un paso decisivo más allá de los banderines y los horarios, y sentó las bases de los sistemas de señalización de tramo que aparecerían después.
Las señales manuales se siguieron utilizando junto con el telégrafo, con lámparas de parafina y filtros de colores que transmitían instrucciones claras a los maquinistas durante la noche.

Décadas de 1850 y 1860: señales de tramo

Con el telégrafo implementado, las líneas ferroviarias adoptaron las señales de tramo, que dividían la línea en secciones que solo podían albergar un tren a la vez. Los técnicos de transmisiones se comunicaban por telégrafo para confirmar cuándo un tren había salido de un tramo antes de que se autorice a otro a acceder, de modo que se automatizaba así la separación y se dependía menos del criterio humano. Este principio de tramos controlados se convirtió en el eje principal de la seguridad ferroviaria, y se sigue empleando actualmente en los sistemas de gestión de tráfico.

Década de 1870: circuitos de vías

Los circuitos de vías, invención de William Robinson en 1872, utilizan los propios raíles para detectar la presencia de un tren. De esta manera, las señales podían cambiar automáticamente a rojo cuando una sección estaba ocupada, de modo que se proporcionaba una confirmación infalible y en tiempo real de las posiciones de los trenes. Esto marcó el inicio de los sistemas de control automatizado.

Década de 1920: señales eléctricas y con luces de colores

Para la década de 1920, las señales eléctricas comenzaron a sustituir a las lámparas de aceite y los semáforos mecánicos. Las señales de luces de distintos colores proporcionaban a los maquinistas instrucciones claras e instantáneas que se podían ver tanto de día como de noche.
Estas señales, vinculadas a los circuitos de vías, se podían operar automáticamente, lo que reducía los errores humanos y permitía a los trenes circular más cerca unos de otros de forma segura.

Décadas de 1920 y 1930: control de tráfico centralizado y enclavamientos

El control de tráfico centralizado (CTC) se empleó por primera vez en Estados Unidos, con instalaciones a gran escala en el ferrocarril New York Central Railroad que permitían que un solo operario gestione tramos largos de vía de forma segura. Los enclavamientos garantizaban que los puntos y las señales solo se pudieran establecer en combinaciones compatibles, de modo que se evitaran movimientos en conflicto y se redujesen los errores humanos.
Para la década de 1930, se pusieron a prueba y se implementaron sistemas similares en el Reino Unido en las principales líneas con más tráfico, así como en Europa, Japón y Australia. Estos primeros controles centralizados y enclavados sentaron las bases de las redes ferroviarias seguras de alta capacidad que se extenderían por todo el mundo en las décadas siguientes.

Década de 1950: advertencias automáticas y protección de trenes

Tras el accidente ferroviario de Harrow y Wealdstone en el Reino Unido en 1952, en el que tres trenes colisionaron al pasarse por alto las señales y fallecieron 112 personas, comenzaron a implementarse sistemas de advertencia automáticos. A finales de la década de 1950, se habían instalado en el Reino Unido de forma generalizada y, después, se implementaron en todo el mundo.
La tecnología utilizaba dos imanes colocados en los raíles antes de las señales (un punto de referencia siempre activado y una alerta conmutable para avisar del peligro) que se comunicaban con la cabina a través de un sensor de campo magnético en el eje delantero que activaba advertencias tanto audibles como visuales para el maquinista.
De no confirmarse una alerta, se accionaban los frenos automáticamente, lo que añadía un sistema de seguridad a prueba de fallos crucial.

Décadas de 1990 y 2000: GSM-R y ETCS/PTC

Décadas de 1990 y 2000: GSM-R y ETCS/PTC
El auge de las tecnologías móviles permitió que las comunicaciones ferroviarias adopten estándares de comunicación digitales, con la implementación de la versión específica para trenes del estándar 2G, el sistema GSM-R, junto con el Sistema Europeo de Control de Trenes (ETCS). En Estados Unidos, el Control Positivo de Trenes (PTC) se emplea en su lugar y se estipuló por primera vez a nivel federal mediante la ley de mejora de la seguridad ferroviaria de 2008.
El estándar GSM-R proporciona comunicaciones de datos y voz seguras y en tiempo real entre los trenes y los centros de control, de modo que se sustituyen los sistemas de radio analógicos más antiguos. Por su parte, el ETCS permite una supervisión continua de los trenes en el interior de la cabina, de modo que se aplican límites de velocidad y se cumplen las señales de forma automática. El PTC hace lo mismo de manera efectiva, pero emplea GPS, radio y ordenadores de a bordo en lugar de GPS.
Juntos, estos sistemas permiten operaciones interoperables de alta capacidad a través de las fronteras de cada país, y reducen la dependencia de señales de las líneas, lo que permite a los trenes operar de forma segura en densidades mayores.

Actualmente

El estándar GSM-R se basa en las comunicaciones 2G y sus enfoques quedarán obsoletos para 2030, así que lo sustituirá el futuro sistema de comunicaciones móviles ferroviario (FRMCS).
El FRMCS se basa en la tecnología 5G NR y proporcionará comunicaciones de baja latencia y alta capacidad para un control de trenes avanzado, intercambio de datos en tiempo real y sistemas de señalización digital como el ETCS.
En diciembre de 2024, se lanzó un proyecto de MORANE-2 de 13,5 millones de euros (15,8 millones de dólares) para validar el FRMCS, con fondos de Europe’s Rail (EU-RAIL) y la Empresa Común para las Redes y los Servicios Inteligentes (SNS JU). En esta iniciativa participa un consorcio de operadores ferroviarios, gestores de infraestructuras y proveedores tecnológicos. VIAVI se encarga de comprobar los sistemas de pruebas y validación líderes en el sector en el proyecto.
El proyecto pretende comprobar las especificaciones del FRMCS y demostrar su integración en el Sistema Europeo de Gestión del Tráfico Ferroviario (ERTMS), a fin de preparar el terreno para su implementación en Europa.

Tecnología de VIAVI para las vías ferroviarias

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