Mantenimiento ferroviario. Amolado de carriles

Speno desvioEn el conjunto de tareas que se realizan en el mantenimiento de las vías ferroviarias, el amolado de los carriles es parte fundamental. El ferrocarril es competencia directa de otros medios de transporte y por ello es necesario ser competitivos para aumentar al máximo la rentabilidad. Por esta razón el tamaño de los trenes es grande, lo que supone un aumento de las solicitaciones que se transmiten a los carriles y balasto. El amolado sistemático de los carriles alarga el tiempo de utilización de los mismos, reduce el mantenimiento del pequeño material de la vía, prolonga los intervalos de torneado de las llantas, reduce el consumo de energía contribuyendo al aumento del beneficio de los ferrocarriles.

El carril influye sobre la buena marcha de los vehículos y su estado es un factor de calidad esencial para el confort de los viajeros. Es caro y por tanto determinante en el coste por kilómetro de una vía. Mantenerlos en buen estado es fundamental, asegura un reparto óptimo de las cargas manteniendo las condiciones óptimas para la marcha y prolonga la vida de los carriles. La renovación de los carriles es caro y en los tramos de alta velocidad o en puentes, los desgastes de los carriles pueden acarrear consecuencias aún más costosas.

Existen diferentes situaciones en las que se realiza el amolado: en carriles nuevos sirve para quitar la película de laminado para prevenir el desgaste ondulatorio y también se eliminan las irregularidades en las juntas soldadas. Para prevenir las vibraciones de la vía y mantener bajo control la formación de fatigas de superficie el amolado debe realizarse de forma cíclica y periódica. También se puede hacer un amolado correctivo debido a síntomas concretos o puntuales y aplicar programas para reducciones de ruido.

A veces el amolado no basta y es importante determinar si los carriles tienen que ser sustituidos o reparados debido a defectos internos. Speno es una empresa especializada en este tipo de mantenimiento y en este sentido cuenta con el automotor SM 775 que permite la medición del perfil longitudinal y transversal.

En el proceso de amolado interesa que éste sea óptimo, es decir, retirar el mínimo material de la cabeza de los carriles en el lugar adecuado. Con la circulación, los carriles se gastan y aparecen los siguientes defectos:

Speno deformaciones

Las alteraciones geométricas más frecuentes son las irregularidades periódicas de la superficie de rodadura de los carriles. En los tramos rectos es el desgaste ondulatorio corto, en curva son las ondas cortas llamadas ondas de deslizamiento, ocasionalmente se presentan también ondas largas.

Speno desgaste

Las solicitaciones transmitidas por las ruedas llevan al desgaste. Cuanto mayor sean las cargas mayor será el desgaste y se manifestará de forma prematura. La presencia del desgaste tiene consecuencias en el ruido, se forma rebaba en el interior o en el exterior de la cabeza y también se produce desgaste lateral en los carriles en el hilo alto. Provocan energía de tracción, los mayores esfuerzos fatigan y producen la reducción del ancho de vía sobre todo en la parte interior. Ésto debe evitarse porque el amolado del ancho de vía lleva su tiempo y como tal, es costoso.

Los defectos aislados como las marcas del balasto o patinaje debe ser eliminados para evitar que se hagan mayores.

Defectos aislados

Dependiendo de la naturaleza de la vía, velocidad y su explotación se estudia el periodo de controles. Los defectos de los carriles son difíciles de detectar en un examen rápido y aún más las fatigas del material. La utilización de un vehículo de medida es importantísimo porque la medición manual no es rentable para tramos largos. La medición del perfil longitudinal de los carriles (desgaste ondulatorio) es efectuada por dos acelerómetros por carril. Cuanto mayor es la amplitud más fuertemente oscila el acelerómetro midiendo la longitud de onda y profundidad del defecto. Simultáneamente se leen los resultados donde se indican claramente los defectos. El estudio arroja los siguientes datos como los más importantes: valor medio de las ondas cortas para carril izquierdo y derecho, valor máximo de los dos carriles, longitud característica de las ondas cortas, indicación de los defectos de ondas largas, estado del perfil transversal.

La medición del perfil transversal se hace sin contacto directo con el carril, se obtiene por vía óptica mediante un láser. A 80km/h se toma una medida cada 15 cm con una precisión de 5 centésimas de milímetro. Así se determina la diferencia entre el perfil normal y el medido.

Medicion transversal

En este ejemplo el carril izquierdo presenta en el punto de medición el perfil tipo B. En el N se muestra rebaba en el interior.

Ejemplo medicion

Inclinacion amoladoLa calidad del amolado depende en gran medida de las muelas (Speno desarrolla y fabrica sus propias muelas). Para obtener la mayor eficacia, los movimientos de motores en el plano vertical pueden ser bloqueados o liberados según ondas cortas o largas. En el plano transversal del carril las unidades se pueden orientar alrededor de la cabeza del carril para un amolado determinado (como muestra la figura de la derecha). Además la presión juega un papel fundamental por lo que se controla de forma automática junto a la velocidad e inclinación para obtener los mejores resultados.

En los desvíos, el proceso de amolado se torna más difícil. El contracarril es relativamente fácil pero la aguja y el corazón requieren atención particular mediante el uso de muelas especiales. Para establecer el perfil longitudinal hay que eliminar completamente todas las ondas cortas y las tolerancias en los desvíos deben ajustarse a la de la propia vía.

Elementos desvio

Cuando la aguja no está apoyada la contra-aguja puede ser amolada sin limitaciones pero cuando la aguja está apoyada la zona más allá de cero grados hacia el exterior no puede ser amolada. Generalmente el reperfilado está limitado en un sector de -1 a -70 grados. Después del amolado de los desvíos deben limpiarse y engrasarse porque pueden bloquearse. En alta velocidad también se limpian las traviesas para que el tren no levante polvo a su paso.

Radio curva

¿Qué ocurre en las curvas?

En las curvas, el recorrido de cada rueda es diferente. La rueda que va por el hilo alto recorre un camino superior y al ser los ejes rígidos, éstos no pueden compensar la diferencia. Por tanto, la rueda del hilo exterior queda retrasada. El ángulo resultante se llama ángulo de ataque del bogie y aumenta en proporción inversa al radio de la curva.

Cuando las ruedas presentan un cierto ángulo muerden sobre la cara interior del carril provocando un desgaste lateral y los carriles deben ser reemplazados en plazos breves. Por ello se montan carriles de alta calidad o se puede engrasar la cara interior para evitar el desgaste.

Curvas

La rueda que corre por el hilo bajo patina en contra del sentido de la marcha, apareciendo ondas de deslizamiento además de las consecuencias directas como la deformación de la cabeza del carril y vibraciones que desestabilizan el anclaje de la vía, repercutiendo a su vez de forma importante en el ruido y confort de los viajeros.

Generalmente ruedas nuevas ruedan sobre carriles usados o ruedas usadas ruedan sobre carriles nuevos, así que resulta un contacto sobre toda la cabeza de rodadura y los carriles se desgastan más rápidamente.

Asimetrico

Se utilizan por ello carriles de perfil asimétrico para mejorar el paso por curva realizando el amolado donde no se desea el contacto con las ruedas. En el hilo alto se aplica el amolado del centro del carril hacia el exterior, esto obliga a la rueda a apoyarse más cerca de la pestaña, o sea, donde el diámetro de rodadura es relativamente grande.

El carril del hilo bajo es amolado del centro del carril hacia la cara interior, el punto de contacto de la rueda se encuentra así desplazado hacia el exterior del carril, donde el diámetro de rodadura es más pequeño.

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