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La función de los detectoresde cajas de grasa calientes

es avisar del excesode temperatura en las mismas

para evitar posibles accidentes.Los aparatos, colocados

a ambos lados de la vía,están fundados en la captación

de las radiaciones infrarrojasemitidas por las cajas

de grasa. Actúansin necesidad de parar el tren,

tanto de día como de noche.Los detectores avisan

cuando se inicia el mal-principio de caldeo-,

para evitar que prosiga-caldeo con rayado-

y que se produzca un accidente-rotura de la mangueta-.

Pese al poco tiempoque llevan instalados

estos detectores, han demostradoun buen rendimiento,

evitando en ocasiones males irreparables.Con su aplicación

se da un gran paso en el campode la seguridad de la circulación.

En el presente informe,que comprende tres apartados,

nuestro colaboradordon Manuel Blasco Bujados,

doctor-ingeniero,jefe de material remolcado

de la Dirección de Innovación,analiza someramente

los antecedentes sobre el tema,el Plan de RENFE para montar

en la Red un totalde 40 equipos y los fundamentos

generales de los equipos instalados.

EI calentamientode la ca ja

Registrador.En ►a parte superior

izquierda,banda de papel

sobre la que se grabanlas alteraciones tér^nicas.

EI perfecto estado de ajuste y engrase de loscojinetes situados en los extremos del eje de losvehículos ferroviarios es condición indispensa-ble no sólo para conseguir una marcha suave delos mismos, sino también para evitar posiblesdescarrilamientos, con sus peligrosas conse-cuencias en cuanto a materiales y vidas huma-nas. Desde el principio det ferrocarril hastanuestros días, las cajas de grasa han sido cor

LOS DETECTORESDE CAJAS DE GRASACALIE N TES

Por MANUEL BLASCO

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Esi^n fundados en lacaptaclón de las radla-clones Infrarrolas emltl-das por las ca^as ŭ egrasa al caleniarse.

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íal^ ^ ^ ^-.'1l^^^"ĉ...^i* :^^^'^^-^t' +iieiCabina con el equipo complementario de los captadoreti

troladas aprovechando las frecuentes paradasde los trenes en estaciones que dispon(an depersonal especializado. Este personal, ademásde la vigilancia de las cajas, debe controlar elestado de los órganos de suspensión y roda-miento, freno, señales de cola, desplazamientosde la carga, etcétera. Por otra parte, se ejercepor el citado personal una vigilancia que essolr :^nte visual, al olfato o tacto, que es

Señal deavería

imperfecta de día y francamente dudosa denoche, y solamente se pueden detectar las cajasque están muy calientes.

Hoy, el ferrocarril está obligado a aumentar lavelocidad de sus trenes y disminuir el númerode paradas y la duración de las mismas; circuns-tancias estas que impiden, por un lado, el exa-men minucioso y frecuente del estado de lascajas de grasa, y por otro, aumentan el peligro ^

1 ^^

de accidentes y sus posibles consecuencias.Actualmente se está generalizando el empleo

de cajas de rodamientos a rodillos que admitenmayores velocidades y cargas, y tienen menostendencia a calentarse que las cajas a cojinetede fricción. No obstante, no están exentas estascajas de calentamiento, y cuando éste se produ-ce es más rSpido que en las de fricción y el acci-dente es grave por la rotura de mangueta.

Por todo lo expuesto, teniendo en cuenta queel primer fenómeno fisico caracteristico querevela el mal estado de una caja de grasa es elaumento de temperatura, y que esta sencillaobservación en el momento oportuno permiteevitar la destrucción del coj+nete y, en definitiva,el accidente, es por lo que se han diseñadodiferentes instalaciones que permiten medirdicha temperatura, registrarla gráficamente, darla alarma en caso de peligro, etcétera, todo ellosin la necesidad de detener el tren, y con granahorro de mano de obra.

Económicamente, pues, se justifican lasímplantaciones de detectores de caldeo. Consólo evitar un accidente ya está amortizado elequipo.

En el curso de los últimos veinticinco años, elnúmero de accidentes debidos al calentamientode las cajas de grasa ha aumentado progresiva-mente, a causa del crecimiento del tráfico, delas mayores velocidades y del aumento de car-gas por eje.

EI calentamiento de una caja es señal deavería en la misma, porque poco a poco se dañala mangueta. Si el calentamiento se prolonga,

A primeros de 1975

LA REDDISPO N DRADE 40 EQUIP03DETECTORES

* Con ^a erltaclónAe un a le accldeele.caAa e0ulpo amo ^tlze

au coate.©A partir del años 1963, RENFE inició sus

estudios y petición de informaciones res-pecto a detectores de cajas calientes, que

se tradujeron en la realización de ensayos coneste tipo de equipos en el año 1968.

EI número de caldeos con rayado de man-gueta en los años 1966 y anteriores oscilabanaproximadamente en una media mensualde 725.

Entre los tramos de v(a que daban un mayorporcentaje de caldeo estaban León-Venta deBaños y Vadollano-CÓrdoba, por lo que se pen-só colocar los primeros detectores en dichostramos.

Los captadores, a ambos lados de la vía.

CAUSAS DEL CALDEO:

^ Aumento de cargas por e^e.

* Mallores relocldades.

^ Trátlco más Intenso.

puede degenerar en rotura de la misma, con elconsiguiente descarrilamiento.

Esto ha producido cuantiosas pérdidas eco-nómicas en los diversos ferrocarriles, constitui-das, sobre todo, por los destrozos en el materialrodante y en las instalaciones de via, o bien porla inutilización de material (ejes, cojinetes, etcé-tera ► . A consecuencia de ello se pensó por lasdiversas Administraciones el medio de solucio-nar el problema, evitando los percances conequipos que detectasen y advirtiesen el calenta-miento antes de que fuese peligroso. Todo ello,a ser posible, sin tener que parar el tren.

A finales de la década 1950/60 se estudió en

Estados Unidos, por la firma Servo Corporationof America, un detector de cajas calientes.Igualmente, en Europa fueron estudiados ypuestos a punto detectores de caldeos en Fran-cia en los años 1960/62, por la firma Compag-nie de Signaux et d'Entreprisse Electriques.Otras firmas han efectuado también estudios eneste sentido, entre ellas la inglesa Hawlser Sid-delei Dinamics Limited.

En Francia se pudieron apreciar los resulta-dos inmediatamente después de la instalaciónde los primeros detectores. La estadísticacorrespondiente al año 1968 revela que se pro-ducen 35 roturas de ejes, por 3.417 caldeos decajas observados, de los cuales 2.485 fuerondetectados por los aparatos de detección y 932por los medios ordinarios. De las 35 roturas deeje, ninguna se ha producido sobre una zonaequipada con aparato detector. Hasta elmomento no se ha producido ninguna rotura demangueta en los 50 kilómetros siguientes a undetector.

Las consíderaciones anteriores muestran lasventajas de una detección rápida y segura de lascajas calientes: economias de material, mayorregularidad del tráfico y sensible reducción delnúmero de accidentes.

INST^ICION DE ^IPo^

DEIECIORES Qf, CAlAS CALIENiES

^^ IYAE DE ZOIN 0[600M D[ M YDYR.

^. [WIM OEIECTOR UMIDiRECC1011^1

.^. E[^Ilro D[rEnoR nDiRECCrowi

20

Los detectores de cajas de grasa calientesEn plan de ensayo se montaron los equipos

siguientes:1. En Montoro, uno de la Servo, en 1968.

2. En Venta de Baños, dos de la Com-pagnie de Signaux, en 1970 (con dos capta-dores en Sahagún y Villaumbralesl.

EI 29 de agosto de 1968 se puso en servicioel detector de Montoro. Es un equipo de cortadistancia, con su registrador en Montoro y suscaptadores a 8 kildmetros. Detecta los trenesque van en dirección a Córdoba. Desde la fechade su instalación ha funcionado satisfactoria-mente.Ŝegún datos suministrados por dicho equipo,

el número de caldeos detectados desde supuesta en servicio hasta el 31-VIII-70 fue de534 principios de caldeo y 25 caldeos con raya-do de mangueta.

EI 21 de enero de 1970 se puso en funciona-miento el doble detector de Venta de Baños,consistente en un equipo doble de larga distan-cia, con sus registradores en Venta de Baños ysus captadores en las proximidades de Sahagúny Villaumbrales, detectando ambos los trenesque se dirigen a Venta de Baños.

EI número de caldeos detectados, desde eldía 23-II-70 hasta el 31-VIII-70, fue de 814principios de caldeo y 33 caldeos con rayado demangueta (estos datos corresponden al conjun-to de los dos detectoresl.

Aparte de las consideraciones que hemoshecho anteriormente, hay que hacer notar quecon sólo evitar un accidente, con los consi-guientes daños en la v(a y en el material motor ymóvil, ya está más que amortizado el costo de lainstalación.

A este respecto tenemos que considerar lasroturas de mangueta que ha habido en lasdemarcacíones en que se han instalado los dosdetectores en los años 1967 y siguientes:

Demarcación del detector de Montoro.Año 1967, seis roturas de mangueta. Afio

1968, dos roturas de mangueta. Año 1969, nin-guna. Año 1970, ninguna. Año 1971, ninguna.Año 1972, ninguna. Año 1973, ninguna.

Demarcación del detector de Venta deBaños.

Año 1967, cuatro roturas de mangueta. Año1968, dos roturas de mangueta. Año 1969, dosroturas de mangueta. Año 1970, ninguna. Año1971, ninguna. Año 1972, ninguna. Año 1973,ninguna.

Es decir, que desde que se han instalado losdetectores de Montoro y Venta de Baños no seha producido ninguna rotura de mangueta en sudemarcación.

A la vista de los buenos resultados de los pri-meros detectores instalados en Montoro y Ven-ta de Baños, se estudió un plan para ampliar sunúmero.

Se estudiaron los trayectos que hab(an dadomayor número de caldeos en los últimos años,obteniéndose la media de los años 1967, 1968,1969 y 1970.

Se eligieron 39 Ilneas que acusaban el mayornúmero de caldeos, entre las que se encontra-ban los dos trayectos que ya dispon(an dedetectores, con lo que se propuso la instalaciónde 37 equipos más de detectores de cajascalientes, a instalar en los próximos años.

En el año 1971 se aprueba el plan. Se inicióa finales del año 1972 con el montaje del pri-mer detector en Burgos. Actualmente seencuentran instalados 25 equipos y se prevéque esté montada la totalidad a principios delpróximo año.

N' deequipo

T R A Y E C T O S^BC^ndel registrador

punto:kibmétricoa^I captador

rpodel^is-trador

Zona

1 Aranjuez-Alcázar .............. Tembleque 95,175 U 2.°

2 Alcázar-Aranjuez .............. Tembleque 108,700 U 2.°

3 Vadollano-Alcázar ............. Valdepeñas 229,950 B 2!

4 Gijón-León . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ujo 105,600 B 7!

5 Venta de Baños-Burgos .... .... Burgos 361,300 U 6.°

6 Venta de Baños-León ...... .... Sahagún 50,900 U 7!

7. Miranda-Burgos .............. Burgos 376,748 U 6.°

8 Ponterrada-León .............. Astorga 184,300 B 7!

9 Madrid-Arcos . . . . . . : . . . . . . . . . . Arcos de Jalón 188,723 B 2!

10 Madrid-Aranjuez . . . . . . . . . . . . . . Aranjuez 41,200 U 2!

11 Aranjuez-Madrid .............. Aranjuez 54,700 U 2!

12 Chinchilla-Alcázar ............. La Roda 248,500 U 4!

13 Alcázar-Chinchilla ...... .... .. . La Roda 237,000 U 4!

14 Medina-Avila ................. Adanero 166,200 U 1.°

15 Avila-Medina ................. Adanero 153,500 U 1.°

16 Miranda-Logroño-Casetas .... ... Logroño 82,200 B 6!

17 Santander-Palencia . . . . . . . . . . . . Los Corrales 466,900 B 1 !

18 León-Ponferrada-Monforte ...... Monforte 303,800 8 7!

19 Orense-Monforte-Ponferrada .... Monforte 3,065 B 7!

20 Barcelona-Mora . . . . . . . . . . . . . . . Reus 573,400 B 5!

21 León-Gijón . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Busdongo 36,480 . B 7!

22 Palencia-Santander ..... ... .... Osorno 353,700 B 1.°

23 Barcelona-Lérida .............. Tárrega 220,300 B 5.°

24 Zaragoza-Móra ... ..... ... .... Puebla de Híjar 407,100 B 5.°

25 Sevilla-CÓrdoba . . . . . . . . . . . . . . . Palma del Río 485,000 B 3.°

26 Port Bou-Barcelona . . . . . . . . . . . . Flassá 228,345 U 5.°

27 Bilbao-Miranda ............... Izarra 172,500 B 6.°

28 Zaragoza-Arcos . .. .. . . . . .. . . . . Ricla-La Almunia 270,900 B 2.°

29 Sevilla-Mérida ................ Almendralejo 22,400 B 2.°

30 Lugo-Monforte . . . . . . . . . . . . . . . . Lugo 424,300 B 7.°

31 Burgos-Miranda . . . . . . . . . . . . . . . Miranda 451,600 U 6.°

32 Vitoria-Miranda-Burgos . . . . . . . . . Miranda 463,600 U 6.°

33 Irún-Castejón ..... ... .. ..... .. Pamplona 185,000 B 6.°

34 Burgos-Venta de Baños ........ Venta de Baños 292,600 U 1.°

35 Medina-Zamora . . . . . . . . . . . . . . . Zamora 84,500 B 1 !

36 Casetas-Logroño .............. tudela 70,000 U 6!

37 Logroño-Casetas ....... ..... .. Tudela 84,000 U 6.°

REGISTRADOR U = Unidireccional

B = Bidireccional

Situación de los treinta y siete equipos detectores de cajas de grasa catientes que completan los cuan^nta a instalar enla Red.

71

Los detectores de ca jas de grasa calientes

CIRCUÍTO RELE DE VIA'. DE VIA I I I

SIN .^IUNTAS I

^..

YQRTES de que se componen

un equipo de detección decajas de grasa calientes:

a) Una instalación en vía,constituida por los captadores que"miran" las cajas de grasa y unequipo complementario, situado enlas cercanías de los mismos y a unlado de la vfa, encerrado en unapequeña edificación (garita, ar-mario, etcétera) y con el que seefectúa • el tratamiento de datos.Pedales situados en los carrilespara poner el sistema en funciona-miento al paso de los trenes.

b ► Una línea de transmisiónpara enviar los datos desde la ins-talación en vía al puesto de regis-tro. Eventualmente, esta línea detransmisibn de datos puedeemplearse también como linea deenlace telefónico, empleando enlos extremos de la misma unos fil-tros para separación de frecuen-cías.

cl Un puesto de registro, don-de sobre una banda de papel que-dan registradas las temperaturasleidas por los captadores, asf comolos ejes que han pasado por losmismos.

En los puestos de registro existeun sistema de alarma visual osonoro que no hace necesario queun agente esté observando la cintaregistradora constantemente.

Iguaimente se puede conectar elcircuito de alarma con las señalesde vfa para que los trenes paren enla estación correspondiente cuan-do exista una caja caliente.

FUNDAMENTOS

La función de un detector decajas calientes es la de captar y

EOUIPO VI4

LECTOR D. ^F^i -. . . ^^` _

Esquema de la instalación de un detector de cajas de grasa calientes.

FUNCION D E UN DEiECTOR :Locallzar la poslclón ŭe una ca^acaldeaŭa por enclma de lo normal.

ELEMENTOS DE QUE CONSTA:

^ Una Instalaclón en vía tcaptadores 11 equlpopara tratamlento de datos).

^ Una línea de transmislón.

* Un puesto para re9lstrar temperaturas 1Ie^es pasados por los captadores.

localizar la posición de cualquiercaja de grasa cuya temperatura seasuperior a la normal y hacerlo a lavelocidad del tren Ihasta 200 km/h.en los actuales equiposl.

En los últimos años se ha pensa-do en la detección de las cajascalientes basándose en la capta-ción de los rayos infrarrojos emiti-dos por las mismas, asegurando ladetección no solamente de lascajas francamente calientes, sinode los principios de caldeo.

Estos aparatos se componenesencialmente de un elementosensible que "mira" pasar las cajasy proporciona una señal eléctricadependiente del calor irradiado porla caja.

Los aparatos de la Servo Cor-poration of America emplean comoelemento sensible el bolómetro,constituido esencialmente por unpuente de resistencias con un coe-ficiente de temperatura negativo,

alimentado por una tensión cons-tante. EI calor irradiado por lascajas de grasa modifica las resis-tencias y origina una desequilibrioen el puente, que se traduce en laaparición de unas tensiones queuna vez amplificadas mueven unasagujas galvanométricas indica-doras de la temperatura. Estas, asu vez, la registran en una bandade papel termosensible.

Los aparatos de la Compagniede Signaux et d'Entreprises Electri-ques emplean como elemento sen-sible una célula foto-magneto-eléctrica de antimoniuro de indio,que consiste en una pastilla de estematerial colocada entre los polosde un imán permanente que produ-ce en el entrehierro una inducciónde unos 10.000 gauss. Las tensio-nes que se originan en esta célulacomo consecuencia del calor irra-diado por las cajas son amplifica-das y mueven unas agujas galva-

RECEPTOR

REGKTRADOR ^^^^zq D.

nométricas indicadoras de la tem-peratura de las mismas, inscribién-dola en una banda de papel.

INTERPRETACION DE DATOS

En la cinta de papel del registra-dor que se pone automáticamenteen movimiento al paso de un trenpor el captador, las dos agujas gal-vanométricas que tíene el registra-dor van inscribiendo a los doslados, derecho e izquierdo de labanda de papel, dos Iineas en dien-te de sierra que corresponden a losejes del tren, y cuyas elongacionescorresponden a las temperaturasde cada una de las cajas de grasa.A toda caja le corresponde endicha línea una elongación normal;cuando la caja de grasa estácaliente, le corresponde una elon-gación mayor de la normal propor-cional a la temperatura de la mis-ma. ^Contando el número de "pi-cos" de la Ifnea en diente de sierrahasta el que corresponde a la cajacaliente, se puede conocer el nú-mero de orden de ésta y en quélado de la composición del tren seencuentra y comprobar su calenta-miento al hacer el reconocimientode la misma.

Por lo tanto, los detectores decajas calientes no solamente indi-can si una caja de grasa estácaliente, sino que también puedenservir para contar el número deejes del tren que pasa ante los cap-tadores situados en la vía.

En la circular general número 52de la Dirección de Transportes seespecifican las normas que debeseguir el personal de la Red en susdiversos cometidos en cuanto alfuncionamiento y atenciones quese deben tener con los detectoresde cajas calientes y sus resulta-dos. n M. B.