Ferrocarriles

LOS RIELES

El riel es el elemento de la vía que soporta los efectos de las cargas verticales, por lo que su forma está perfilada para resistir esfuerzos de flexión, mayormente, lo que hace menor su momento resistente transversal.

La forma del riel ha ido evolucionando en el transcurso del tiempo de acuerdo a la necesidad de velocidad y resistencia de esfuerzos de flexión, por nombrar algunos factores. De esta manera, se presenta, actualmente, un riel cuya sección está formada por dos masas ubicadas en sus extremos (Hongo o Cabeza y Patín), unidas por un cuerpo más delgado (Alma) que es capaz de soportar los esfuerzos al corte. Conociéndose éste como el Riel Vignoles.

De acuerdo a la altura del riel, se establecen el peso y sus momentos de inercia resistentes.

En los rieles, se reconocen tres zonas: Hongo o Cabeza, con una distribución del 40% con respecto a la sección total del riel; Alma, con 22% de distribución; y Base o Patín, con un 38%.

Hay dos tipos de riel, el A de hongo ancho y de alto momento de inercia y el B de cabeza angosta y de mayor espesor.

Para las dimensiones del riel, se establecen los siguientes principios:

a. El metal debe estar distribuido en toda la sección del riel para controlar la temperatura durante el proceso de laminado.

b. La base del riel deberá tener un porcentaje de metal igual, o ligeramente mayor, al correspondiente al hongo.

c. La sección será diseñada de manera tal que ofrezca un alto factor de rigidez y resistencia.

d. Se recomienda un ancho en la base, menor en ½ pulgada a su altura; las caras inclinadas, para el apoyo de la eclisa, no deben formar un ángulo menor de 13° ni mayor de 15°; las caras laterales del hongo y del alma serán verticales o diferirán muy poco; los radios de conexión del alma al hongo y a la base deberán ser lo mayor posibles y el radio de los círculos que redondean las aristas del hongo no será mayor a 3/8 pulgadas (10mm).

Con respecto al peso de los rieles, se encuentran dos tipos americanos de riel más comunes, el A.R.E.A. (American Ry. Eng. Ass.), con un peso de 133 libras/yarda y el A.S.C.E. (American Soc. of Civil Eng.), con un peso de 100 libras/yarda.

Los largos usuales de los rieles dependen de su peso. El riel liviano se puede fabricar de 9 y 10m de largo (30 a 33 pies), los de 100 lb/y o más peso, tienen de 12 a 36m de longitud; por ejemplo.

La duración de un riel depende del volumen del tráfico que soporta y de las circunstancias en que éste se verifica, todo lo cual produce desgastes que obligan a su retiro. Las condiciones que más afectan su duración son: gran volumen de tráfico sobre ejes soportando grandes cargas; las velocidades altas; las rampas mayores de 1.5%, que obligan a emplear arena en su ascenso y a aplicar frecuentemente los frenos cuando se desciende; las curvas de pequeño radio y la existencia de ambientes oxidantes. Una pobre conservación produce un desgaste anormal de los rieles.

FUNCIONAMIENTO DE UNA VÍA FÉRREA

La vía férrea es el lugar por donde se transportan los trenes y está constituida por varios elementos como los rieles, los cuales se aseguran sobre los durmientes o traviesas, que se colocan en el balasto, el cual constituye una capa de material pétreo que conforma el sitio de construcción de la vía.

La vía férrea se puede considerar como el elemento principal de la infraestructura ferroviaria; para su elaboración se requieren movimientos de tierra y ejecución de obras de arte como alcantarillas, drenajes, puentes, viaductos y entre otras.

Para que una vía férrea cumpla con su pleno funcionamiento, se pueden considerar los siguientes aspectos en cuanto a los elementos que conforman la infraestructura:

 El balasto, constituido de piedra partida, le proporciona estabilidad a la vía; permite que no se destruya el conjunto mediante la distribución uniforme de las presiones que transmite la vía al terreno y funciona como desagüe del agua de las lluvias.

 Los durmientes o traviesas, elementos transversales que le brindan el apoyo necesario a los rieles; cediendo el peso del material rodante al balasto, quién a su vez lo transmite al suelo. Los durmientes protegen la separación entre los rieles con una valor fijo llamado trocha; la trocha es la distancia entre las caras internas de los rieles.

 Los rieles, elementos de gran importancia en el funcionamiento de la vía férrea; mediante los cuales se pueden desplazar fácilmente las ruedas de los trenes.

 Las Catenarias o Tercer Riel, mediante los cuales se otorga la electrificación de potencia al sistema.

 Circuitos de vía o instalaciones eléctricas que permiten o no la conducción por contacto con el material rodante o ruedas.

 Las estaciones, lugar a dónde se dirigen los viajeros y la mercancía para tener acceso al tren.

 Los enclavamientos, señales ferroviarias que controlan los elementos de una estación ferroviaria y sus inmediaciones.

 Forman parte también de éstos requerimientos para el funcionamiento de la vía férrea, los elementos de sujeción y los elementos de señalización.

MANTENIMIENTO DE LA VÍA FÉRREA

Tratamiento General de las Vías:

En la infraestructura son objeto de control los drenajes, los cauces de los ríos y arroyos en las cercanías inmediatas a la explanación de la vía, la faja de emplazamiento, las cercas de delimitación y las señales fijas de vía, por lo que es muy importante considerar que todas las vías deben continuar manteniendo los siguientes parámetros para su buena marcha:

Los drenajes longitudinales y transversales, así como los cauces de los ríos y arroyos deberán mantenerse libres de obstáculos que eviten la evacuación de las aguas pluviales, o que puedan originar afectaciones en los viaductos y demás obras de fábrica. Para fomentar este drenaje, deben limpiarse adecuadamente las cunetas de la citada plataforma y las de guarda de desmontes, juntamente con las obras transversales (caños, tajeas, alcantarillas, etc.) eliminando, de ellas, cualquier clase de material que dificulte su trabajo, sean tierras, elementos vegetales, materiales de vía, etc. y restituir sus secciones que hayan sido dañadas.

En la faja de emplazamiento se deberá controlar la vegetación para evitar:

a) Peligros de incendio.

b) Obstrucción de los drenajes.

c) Interferencias con los obreros encargados del mantenimiento y al personal de operaciones.

d) Fallas en las líneas de señales y comunicaciones.

e) Que se obstaculice la inspección a las instalaciones (superestructura, aparatos de vía, etc.), así como a los equipos en movimiento en las Estaciones.

f) El patinaje de los trenes por exceso de hierbas.

g) Falta de visibilidad de las señales.

h) Además, se tendrá en cuenta que en esta faja de terreno se prohíbe pastar el ganado mayor, dado sus implicaciones en la seguridad del movimiento de los trenes.

Adecuado comportamiento de la vía, manteniendo la capacidad de carga de la plataforma de acuerdo con las acciones que se ejerzan sobre ella. Para lograrlo es necesario mantener adecuadamente las dimensiones de la banqueta de balasto especialmente en lo que se refiere a su espesor.

En la superestructura de la vía son objeto de inspección todos sus componentes: los carriles y sus juntas, los durmientes y sus fijaciones al carril, el balasto, los cambiavías y demás instalaciones.

En la faja del Ferrocarril, la faja de la vía debe mantenerse limpia, la vegetación debe eliminarse, su observancia estará a cargo de los jefes de cuadrillas y supervisores de vía.

Tratamiento de las Vías con Juntas:

En general, es costoso efectuar una buena conservación en la vía con juntas, en primer lugar a causa de la rápida degradación de su nivelación longitudinal ocasionada por los elementos que las integran y, sobre todo, por la necesidad de mano de obra requerida. Por estas razones, el objeto a conseguir en este tipo de vía queda orientado en garantizar la calidad y seguridad de las circulaciones y, para ello, deben tenerse en cuenta las siguientes circunstancias:

Mantener el ancho de trocha entre sus tolerancias de seguridad. Para lograr esta finalidad debe mantenerse el apretado correcto de la sujeción. La tarea viene complementada por diferentes acciones que mejoran el estado de la vía bajo el punto de vista de la seguridad y con escaso costo.

Eliminación de los grupos de traviesas inútiles consecutivas.

Vigilar especialmente las zonas de juntas de carriles.

El trabajo debe realizarse prestando especial atención al apretado de tornillos y de tirafondos, controlando la uniformidad de distribución en las calas, inspeccionando el desgaste de los extremos de los carriles y de las eclisas que los unen.

Supresión de los alabeos fuertes de la vía. Para ello deben tratarse las juntas hundidas, principalmente, las situadas en las curvas de transición y mejorar la nivelación transversal de la vía.

Tratamiento de las vías sin Juntas:

Para el buen comportamiento de estas vías formadas con barras largas soldadas debe prestarse atención al estado de las tensiones de los carriles que la constituyen. Como consecuencia deben vigilarse estrechamente las siguientes acciones:

Programar, con carácter urgente, la regulación de tensiones en aquellas barras largas donde después de efectuar trabajos de segundo grado, que pudieran haber dado

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