La motivación del trabajo surge al concepto de los problemas que se presentan en las vías férreas en los tramos donde se localizan elementos de diferente rigidez en un tramo longitudinal relativamente corto. Los elementos de la superestructura de la vía sufren asientos diferenciales que ocasionan problemas en la circulación de los trenes, afectando incluso a la seguridad del servicio. A su vez se identifican problemas como deterioro del vehículo, aumento de los costes de construcción y mantenimiento y disminución del confort del viajero. Las actuales cuyas de transición de material granular sufren los problemas de asientos diferenciales, por lo que se busca encontrar una solución a este problema. La solución propuesta deberá reducir los asientos que se producen en la cuña de transición y deberá conseguir una variación gradual de la rigidez vertical de la vía.
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| Defecto en cuña de transición. Fuente: Bridge approaches and track stiffness. U.S. Department Of Transportation. Federal Railroad Administration. |
Se pretende con desarrollar una solución
profesional a las cuñas de transición, para el cumplimiento de las actuales
condiciones de explotación de las líneas de alta velocidad, consiguiendo
reducir el mantenimiento de los vehículos y de la infraestructura ferroviaria.
El objeto del TFM se justifica por el aumento de la
calidad de vida de las personas, lo que implica ofrecer unos mejores servicios
al pasajero. Este mejor servicio se debe traducir en un mayor confort,
comodidad, menores tiempos de viaje con el respectivo aumento de la velocidad
de circulación del tren. En las últimas décadas, con la entrada de la alta
velocidad al panorama ferroviario, las necesidades descritas anteriormente se
han visto más acentuadas, debido a las altas velocidades que se desarrollan con
estos vehículos, lo que exige una elevada regularidad de la vía en todo el
recorrido, incluido las denominadas cuñas de transición de rigidez.
Como destaca Adif en su sitio web corporativo, la Alta
Velocidad Española cumplió dos décadas el pasado año 2012. España se encuentra
a nivel mundial como líder en longitud de red, modernidad, versatilidad de
flota, velocidad comercial y puntualidad. Durante todos estos años se ha
conseguido desarrollar, posiblemente, el ferrocarril de alta velocidad más
moderno y avanzado del mundo.
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| Líneas de Alta Velocidad de España. Fuente: Adif. |
El sistema AVE en España ha conseguido la vertebración del
país y el aumento de la calidad de las persona. Alrededor de 23 millones de
usuarios son los que lo utilizan anualmente, circulando a una velocidad media
de 222 km/h, superior a la de Japón (218 km/h) y Francia (216 km/h). A su vez,
uno de los aspectos más valorados por los viajeros es la puntualidad de este servicio,
que se acerca al 99%. Con la inauguración en el pasado año 2010 de las líneas
entre Madrid, Albacete y Valencia, España se ha situado como el primer país de
Europa y segundo del mundo, por detrás de China, en número de kilómetros de
altas prestaciones que se encuentran en explotación, por delante de potencias
mundiales como Japón y Francia.
Las líneas ferroviarias presentan también algunos problemas
que en los próximos años se deben estudiar, analizar y solucionar. Uno de los
principales problemas es en el que se centra el presente trabajo. Estudios
realizados muestran que el valor de las sobrecargas dinámicas producidas por la
interacción vía-vehículo, no solo influye el valor absoluto de la rigidez de la
vía, sino también la variación gradual de este parámetro de una sección a otra
de la vía. Una variación brusca produce un aumento de las solicitaciones sobre
el balasto, además que este problema se incrementa a medida que aumenta la
velocidad.
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Variación de la rigidez vertical de la vía en la cuña de transición. Fuente: Innovations in railway track. C. Esveld. Rail Tech Holland. Utrecht. 1997.
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Debido a este problema, las cuñas de transición ofrecen una
graduación de la variación de la rigidez vertical de la vía. Esto está
encaminado en conseguir un servicio más atractivo, reduciendo costes de
mantenimiento. Pero las actuales cuñas
de transición presentan multitud de problemas que tienen difícil solución una
vez que se pone en servicio la vía, generando unos elevados costes que reducen
la eficacia de la explotación ferroviaria.
Se estudiará la problemática actual de las cuñas de transición con material granular que tradicionalmente se construyen. Al final del mismo, se obtendrá una solución alternativa a las actuales cuñas de transición de material granular.
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| Zonas de variación de la rigidez vertical de la
vía. Fuente: Contribución a la reducción de los costes de mantenimiento de vías
de alta velocidad mediante la optimización de su rigidez vertical. P. Fonseca Teixeira. Tesis Doctoral. 2003. |
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