Sistemas de Frenado en el Material Rodante Ferroviario

Tipos de Sistemas de Frenado

Freno Electrodinámico

El frenado ferroviario se realiza principalmente de forma electrodinámica para evitar el desgaste en pastillas y discos de freno. La mayor parte del frenado de servicio se realiza mediante este sistema. Si no es suficiente, se utiliza el freno de fricción.

Freno de Fricción

Este sistema se controla por el microprocesador de la unidad de control de freno. Utiliza aire comprimido para presionar el disco de freno. El freno de fricción se controla continuamente por la unidad electrónica de control instalada en cada coche.

Modos de Freno

Freno de Servicio Normal

Se utiliza en situaciones normales. Durante el frenado, el conductor tiene que pasar la manija del controlador principal a la posición de freno. Para el freno de servicio, se utiliza principalmente el freno electrodinámico. Si es necesario, se activa el freno de fricción para complementar el frenado.

Freno de Emergencia

Es un modo de frenado de elevada deceleración. El freno de emergencia utiliza solamente el freno de fricción. Una vez activado, el freno de emergencia se mantiene hasta que el tren se detiene completamente.

Freno de Estacionamiento

Se aplica mediante el resorte de las pinzas de freno y se afloja por aire comprimido. Sólo actúa cuando el tren está estacionado.

El Frenado con Zapatas

Ventajas y Desventajas

• De fundición: Eficaces aun con malas condiciones atmosféricas. Favorecen la adherencia por sí solas. No estropean las llantas por debajo de 120 Km/h.
• Desventajas: Ensucian el carril y los materiales al frenar. Problemas con las llantas para frenados mayores de 120 km/h. Vida corta, frenado con ruido, mucho desgaste y posible agrietamiento.

El Frenado con Discos

Ventajas y Desventajas

• Ventajas: Poco ruido. Menos gasto de conservación. Más vida útil.
• Desventajas: Menos se aprovecha la adherencia. Mayor distancia de parada.

Freno Eléctrico Regenerativo

El freno eléctrico regenerativo, o KERS, consiste en aprovechar la energía cinética de un vehículo en movimiento para generar energía eléctrica durante el frenado. Con este sistema, se acopla al eje tractor del vehículo un generador eléctrico. El par resistente de dicho generador disminuye la velocidad del vehículo generando energía eléctrica en el proceso.

Este tipo de frenado se aprovecha mucho en el sector ferroviario por:

• Las grandes masas de los trenes y las velocidades que alcanzan, hacen que la energía cinética que se recupera en sistemas de frenado sea mucho mayor.
• Al estar conectados a la red eléctrica, parte de la energía recuperada se puede exportar a la red eléctrica.

Freno Reostático

El freno dinámico (reostático) empieza a funcionar cuando los motores de tracción se usan como generadores. Los campos de los motores de tracción se conectan al generador principal y los rotores se conectan a un banco de resistencias. La electricidad generada se disipa en forma de calor a través de las resistencias.

Para realizar el frenado dinámico se necesita un cambio en el conexionado eléctrico de los motores de tracción mediante el accionamiento de contactores:

1. Se corta el paso de corriente que venía desde el generador.
2. Se cierra el circuito con las resistencias del frenado dinámico.

En el frenado dinámico se establecen los siguientes hechos:

1. Cuanta más corriente fluya a través del campo del motor (dentro de ciertos límites) mayor será la corriente de frenado que se obtiene.
2. Cuanto más baja sea la resistencia del frenado, más alta es la corriente de frenado.
3. A mayor velocidad de la armadura, mayor es la corriente de frenado.
4. Mientras más alta es la corriente de frenado, mayor es el poder de frenado que se consigue.