Cuando me enfrento al diseño de una aplicación del sector ferroviario, ¿Qué normativa debo tener en cuenta? En General cuando un diseñador de PCBs se enfrenta al reto de crear un circuito impreso para una aplicación ferroviaria la normativa genérica para diseño de dispositivos ferroviarios que habría que consultar sería la norma UNE-EN 50124-1.

Imagen 1: Algunas de las aplicaciones para las que NCAB produce circuitos impresos en el ámbito ferroviario son PCBs para los centros de control y trenes.

Ahora bien, dada la criticidad de muchas de las aplicaciones ferroviarias, otra de las normativas fundamentales a considerar sería la IEC 61508.

Normativa – IEC 61508
Esta es la normativa de referencia relativa a la seguridad funcional en sistemas E/E/PE
(Electrical/Electronic/Programmable Electronic).
- Arquitectura específica para cumplir un SIL (Safety Integrity Level).
- Metodología para obtener FCC (Federal Communications Commision). No considera el concepto Fail Safe

En la norma se establecen tres principios fundamentales
- El riesgo cero “nunca puede ser alcanzado”
- Los riesgos No tolerables deben ser reducidos
- La gestión de la seguridad debe ser considerada desde el principio

Esta normativa es a su vez, la base para otros estándares que aplican al sector ferroviario, tales como el CENELEC.

La Normativa CENELEC
CENELEC (Comité Europeo de Normalización Electrotécnica) es el responsable de la
normalización europea en las áreas de ingeniería eléctrica, junto al ETSI (telecomunicación) y al CEN (otras áreas técnicas), forma parte del sistema europeo de normalizaciones técnicas. Aunque trabaja activamente para la Unión Europea, no es una institución de la CEE.
Los trabajos del CENELEC están basados fundamentalmente en publicaciones IEC (Comisión Electrotécnica Internacional), aunque también se elaboran normas propias por los técnicos del CENELEC.

La normativa CENELEC se divide en tres normas:
- 50126 (IEC 62278)_Normativa Genérica para un sistema: Ciclo de vida y sus fases
(requisitos, diseño, fabricación, validación, ….), organización y roles necesarios para cumplir la seguridad, concepto RAMS (Reliability, Availability, Maintenance and Safety), de un sistema ferroviario, Mando, Control y Señalización (gestión de la seguridad).
- 50128 (IEC 622279)_Del SW (software): Equivalente a la genérica, pero para el SW (no tiene nada de RAMS, que es más del HW). Aplicaciones Ferroviarias, Sistemas de Control Y Protección de Ferrocarril.
- 50129 (IEC 62425) _Complementa a la 50126 y más aspectos relacionados con el HW y las lógicas programables como FPGAs. Por ejemplo, identificar y conseguir que un sistema sea (más o menos) seguro y justificarlo.
Dentro de la normativa CENELEC Otra norma importante a tener en cuenta, (aparte de las de ensayos de compatibilidad electromagnética, ambientales: temperatura, vibraciones), es la de coordinación del aislamiento (50124-1). Esta aplica precisamente a la hora del diseño de los PCBs en cuanto al aislamiento entre conductores de diferentes guardas entre superficies metálicas, ensayos para verificar el cumplimiento.

¿En qué se diferencia CENELEC 50126/28/29?
La 50126 aplica a todos los sistemas ferroviarios, la 50129 es específica para los sistemas de señalización y finalmente la 50128 es la que hay que considerar para la programación de los subsistemas de software.
Por tanto, queda claro que como diseñador de PCBs podemos decir que la normativa de referencia específica para el diseño de placas de circuitos impresos para aplicaciones ferroviarias sería la EN 50129.

Norma EN 50129.
Es una especificación que incluye los siguientes aspectos:
Seguridad Técnica
- Descripción del diseño
- Principios de Seguridad Técnica

Garantía de funcionamiento correcto
- Arquitectura del sistema y Definición de los interfaces
- Cumplimiento de los requisitos del sistema de los requisitos de seguridad
- Garantía del correcto funcionamiento HW y SW

Efecto de las averías
- Comportamiento del sistema bajo averías

Funcionamiento bajo influencias externas
- Condiciones climáticas, mecánicas, eléctricas y condiciones más severas

Condiciones de aplicación relacionadas con la seguridad
- Configuración de los sistemas y fabricación, operación y mantenimiento
- Monitorización de la seguridad durante el mantenimiento, retirada del sistema, eliminación e informes de resultados.

FMEA.- (Failure Mode and Effect Analysis) Evaluación sistemática sobre los modelos
de fallos
Método inductivo: bottom-up, Sistemas HW (procesos para los modos de fallos (entendiendo por “Fallo” una pérdida de funcionalidad), causas y efectos), identifica los “single-point” of failure.
Los resultados del FMEA ayudan a las Mejoras del diseño, las Pruebas y Análisis de los
Riesgos

¿Cuál es la importancia de aplicar la normativa CENELEC correctamente?
La aplicación de esta normativa facilita el acceso a los mercados internacionales,
consiguiendo una mayor competitividad y ahorro tanto de dinero como en tiempo al
conseguir descubrir errores antes de la fabricación del PCB.

La clave está en aplicar la norma desde el comienzo de un diseño
El hecho es que para facilitar la implantación de una PCB en una aplicación ferroviaria
hay que tener presente la normativa CENELEC desde el primer momento que se
comienza con un nuevo diseño.
Algunas buenas prácticas habituales a tener en cuenta desde el principio son:
- Estructurar el esquemático adecuadamente agrupando los bloques lógicos y las entradas y salidas, para minimizar las trazas de conexión evitando así en gran medida los efectos parásitos resistivos y capacitivos.
- Aplicar posteriormente al trazado del PCB, seleccionando el ancho de pista suficiente para permitir el paso de corriente máxima que vaya a circular por ellas. La separación mínima entre pistas dependerá de la tensión que tengan que soportar.

Las oficinas locales de NCAB cuentan con un equipo técnico de ingenieros con capacidad para aportar asesoramiento en el diseño de las PCBs tanto en aspectos de eficiencia, tecnología de fabricación y sostenibilidad como en el cumplimiento de la normativa en sectores o aplicaciones de alta exigencia tales como el ferroviario u otros similares.
Este es un conocimiento proveniente de la experiencia acumulada en una trayectoria de 30 años, la presencia en más de 15 países y el volumen de producción anual de más de 350 millones de PCBs para aplicaciones de alto requerimiento.
No dude en ponerse en contacto con NCAB Group Iberia al teléfono +34 915 398 877 para cualquier consulta sobre PCB.

Autora: CELIA FERNANDEZ, FIELD APPLICATION ENGINEER NCAB