Sistemas de alimentación ferroviaria: tercer carril y catenaria (LAC)

Sistemas de alimentación

La estructura de alimentación precisa una superficie conductora accesible al tren, de manera que este pueda captar la energía necesaria para su movimiento.

Tercer carril

En el tercer carril, la alimentación se realiza mediante un conductor activo situado en las inmediaciones de la vía férrea y paralelo a los carriles.

• Ventajas: gran rigidez y economía de instalación.
• Inconvenientes: supone un gran estorbo en las estaciones y puede interrumpir su instalación o aparatos de vía en el nivel; no se puede utilizar con corriente alterna y, sobre todo, existe falta de seguridad al situar elementos en tensión sin protección en zonas de tránsito de personas, animales y vehículos.

LAC (Línea Aérea de Contacto)

La LAC está formada por una serie de conductores eléctricos situados a una altura que permite que todo el convoy circule por debajo de ella, llevando la locomotora un elemento extensible de captación de corriente por frotación (pantógrafo).

• Ventajas: seguridad, ya que sitúa las zonas de tensión eléctrica fuera del alcance accidental.
• Inconvenientes: importante impacto visual.

Compensación de la LAC

Los conductores de la catenaria son de cobre, material con un elevado coeficiente de dilatación. En ellos se producen importantes variaciones de longitud como consecuencia del diferencial de temperatura, que afectan directamente a la tensión del conjunto y condicionan la velocidad de circulación. Para evitar este problema se instala un sistema que consigue la compensación de las dilataciones y contracciones de la catenaria de forma continua.

Elementos fundamentales de la LAC

Sustentador

Es el cable superior de la catenaria. Su misión es soportar el peso del sistema formado por los hilos de contacto y las péndolas, y mantenerlo con una determinada tensión mecánica. Se fabrica en cobre, acero o acero recubierto de cobre, según el tipo de línea que se emplee.

Hilo de contacto

Es un conductor de cobre, con aleaciones de plata, cadmio y magnesio, para mejorar sus propiedades (conductividad, tensión, coeficiente de dilatación, etc.). Se tiende a una altura constante sobre el plano de rodadura y con un desplazamiento alternativo horizontal respecto al eje de la vía, para evitar el desgaste del pantógrafo. Se suelen emplear dos hilos en vías generales principales, uno solo en vías secundarias y en las electrificaciones en corriente alterna.

Péndolas

Unen los hilos de contacto con el cable sustentador, manteniéndolos a una determinada distancia del plano de rodadura. Están formadas por varillas rígidas o por cable de cobre y se conectan al hilo de contacto mediante una pieza denominada grifa.

Feeder

El feeder, o alimentador, es el cable que, partiendo de la subestación, discurre tendido conjuntamente con la LAC como refuerzo de sección de esta y sin ninguna función mecánica. Generalmente es de cobre y se conecta a la catenaria cada cierta distancia (120-300 m). Su empleo viene dado por la necesidad de aumentar la sección de los conductores en los tramos donde los consumos de corriente son elevados, sin que la catenaria pierda sus características de ligereza y flexibilidad. En otros tramos, para reforzar la sección del circuito de retorno, integrado por los carriles de la propia vía, se tiende sobre los postes un cable de cobre que se conecta en paralelo con los carriles (feeder negativo).