Freno (ferrocarril)
Un freno ferroviario es un tipo de freno utilizado en el material remolcado ferroviario, con el fin posibilitar la desaceleración de los trenes, controlar su aceleración (cuesta abajo) o mantenerlos inmóviles cuando están estacionados.
En la práctica británica, solo los trenes de pasajeros estaban equipados con frenos continuos hasta aproximadamente 1930.
Estos frenos de mano se usaban si era necesario cuando los vehículos estaban estacionados, pero también cuando los trenes descendían por una pendiente pronunciada.
Los trenes formados por vehículos con frenos de mano se denominaron "no equipados", y estuvieron en uso en Gran Bretaña hasta 1985 aproximadamente.
[17] En los primeros días de las locomotoras diésel, se adjuntaba a las locomotoras un ténder especialmente diseñado para aumentar el esfuerzo de frenado al transportar trenes no equipados.
[18] A medida que aumentaban las cargas, las pendientes y la velocidad de los trenes, el frenado se convirtió en un problema más importante.
Los frenos no automáticos siguen desempeñando un papel en las locomotoras y en los primeros vagones, ya que pueden utilizarse para controlar todo el tren sin tener que aplicar los frenos automáticos.
Este actúa directamente (mecánicamente) sobre el varillaje de freno del vehículo.
Los frenos de mano que se pueden accionar a bordo del vehículo se utilizan, en primer lugar, para evitar que éste se desplace y, en segundo lugar, para regular la velocidad de determinadas maniobras y para detener los trenes en caso de fallo del freno automático.
Con un sistema de vacío, el diferencial de presión máximo es la presión atmosférica (101,4 kPa; 1 bar al nivel del mar, siendo más pequeña a medida que aumenta la altitud).
Esta ventaja aumenta a gran altura, por ejemplo en países como Perú y Suiza.
Sin embargo, el frenado por vacío todavía estaba en uso a comienzos del siglo XXI en la India, Argentina y Sudáfrica, pero estaba previsto que disminuyera en un futuro próximo (véase Jane's World Railways).
Las diferencias visuales entre los dos sistemas se evidencian en el grosor de las mangueras: en los frenos de aire que funcionan a alta presión, las mangueras en los extremos del material rodante tienen un diámetro pequeño; mientras que en los frenos de vacío que funcionan con baja presión, las mangueras en los extremos del material rodante tienen un diámetro mayor.
También permite una aplicación más rápida de los frenos, ya que la señal de control eléctrico se propaga instantáneamente a todos los vehículos del tren, mientras que el cambio en la presión del aire que activa los frenos en un sistema convencional puede tardar varios segundos o decenas de segundos en propagarse por completo hasta la parte trasera del tren.
Sin embargo, este sistema no se suele utilizar en los trenes de mercancías debido a su coste.
Las conexiones están en un solo lado de los vehículos remolcados y son unidireccionales.
Los frenos de zapata son baratos y ligeros, ya que solo se requieren unos pocos componentes.
Este actúa directamente (mecánicamente) sobre el varillaje de freno del vehículo.
El freno manual, que se puede accionar desde el vehículo, se utiliza, por un lado, para evitar que los vehículos se desplacen y, por otro lado, para regular la velocidad de determinados movimientos de maniobra y detener los trenes en caso de fallo del freno automático.
El freno de deslizamiento controlado no se usa para reducir la velocidad, sino para evitar que las ruedas patinen por falta de adherencia al carril, posibilitando que se frene suavemente.
Si las condiciones de fricción son muy malas, es posible que la velocidad no vuelva a aumentar en absoluto.
Un avance posterior es el dispositivo denominado retardador, una variante del freno hidrodinámico para ejes no motrices que también se puede encontrar en los vehículos ferroviarios.
El freno electrodinámico se utiliza para reducir la velocidad del tren minimizando el desgaste del equipo de frenos de fricción incluso en los tramos cuesta abajo, en algunos casos hasta lograrse la parada completa.
Esto excluye todos los frenos que solo retroalimentan a la catenaria o sean excitados por una fuente de corriente externa.
Aquí los circuitos de la dirección opuesta se pueden utilizar para el frenado.
El freno eléctrico lineal se usa en los trenes ICE 3 del Deutsche Bahn.
Las normativas ferroviarias modernas exigen que el material rodante autorizado a circular por encima de los 50 km/h esté equipado con frenos automáticos continuos (por ejemplo, en Alemania se legisló en este sentido en 1967).
En ocasiones puede ser necesario remolcar trenes particularmente pesados (por ejemplo, trenes de carbón o minerales) en rutas con rampas pronunciadas, para lo que se utilizan locomotoras de refuerzo (tracción múltiple).
El freno de seguridad es independiente del rozamiento entre rueda y carril.
Los frenos defectuosos o mal aplicados pueden provocar la circulación descontrolada de un tren; en algunos casos, esto ha causado descarrilamientos:
