Chaqueta aislante extraíble para líneas ferroviarias urbanas
Martes, 21 Junio, 2022Hoy, en la web del Colegio de Ingenieros Técnicos de Obras Públicas, recogemos este artículo de Cimbra 421 especializado en la chaqueta aislante extraíble para líneas ferroviarias urbanas implantada en METROTENERIFE, en un paso más hacia la sostenibilidad del transporte público en las grandes ciudades.
De igual modo que otros sectores, el de la Ingeniería Civil tiene en sus manos la responsabilidad de aportar soluciones que nos conduzcan a un mundo mejor y, especialmente ahora, a un mundo más sostenible. Un reto que ha sido estructurado y planificado globalmente a través de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) por las Naciones Unidas y a nivel nacional por los gobiernos de sus países integrantes.
El Objetivo 9 (Industria, Innovación e Infraestructuras) pretende “construir infraestructuras resilientes, promover la industrialización sostenible y fomentar la innovación” y es precisamente esa razón la que ha llevado a la creación de un enchaquetado aislante para carril ferroviario cuya principal e innovadora característica consiste en la posibilidad de ser retirado sin necesidad de demolición del material de revestimiento de la plataforma ferroviaria. Esto permite una sustitución de carril más limpia, sostenible, económica y confortable para el entorno urbano.
Líneas ferroviarias urbanas
Las líneas ferroviarias urbanas que discurren en superficie requieren de una adecuada integración con el entorno, tanto funcional como paisajística, siendo este aspecto uno de los que más distingue a los tramos urbanos respecto de los no urbanos.
En referencia a los primeros, tanto en plataformas segregadas (vía ferroviaria independiente de la circulación de vehículos), como en plataformas compartidas existen numerosos puntos de cruce a nivel con vehículos así como con peatones. En ellos, es necesario proporcionar una superficie nivelada con la vía mediante un revestimiento que permita transitar cómodamente y con seguridad. Este revestimiento construido en variedad de materiales (césped, hormigón impreso, adoquinado…) supone una magnífica aportación a la estética del entorno.
Operación y mantenimiento de la vía
La circulación del material rodante sobre la vía ferroviaria produce ruido y vibración. Ante esa circunstancia, en entornos urbanos es conveniente atenuar sus efectos para lograr un ambiente confortable, para lo cual se envuelve al carril mediante un enchaquetado aislante. Dicho enchaquetado tiene también como misión el aislamiento eléctrico del carril, para evitar que se propaguen corrientes eléctricas vagabundas desde éste hacia elementos metálicos cercanos y producirle daños, debido a la corriente de retorno que circula por el mismo.
La solución estándar de chaqueta aislante envuelve al carril en toda su longitud y queda encastrada entre éste y el revestimiento de plataforma circundante.
Debido a la continua circulación del material rodante sobre los carriles de la vía, éstos sufren desgaste progresivamente a lo largo de los años de explotación del servicio. Para asegurar unas condiciones adecuadas de circulación ferroviaria en materia de seguridad y de confort, se llevan a cabo actuaciones de mantenimiento consistentes en soldadura y en amolado de carril, para que la cabeza de éste mantenga el perfil cercano al original. Llegado cierto nivel de desgaste, no es posible ni recomendable llevar a cabo mantenimiento del carril sino la sustitución del mismo en los tramos que lo requieran, según criterio técnico del operador.
Con soluciones estándar de chaqueta aislante, la operación de sustitución de carril conlleva la necesaria demolición de los revestimientos de la plataforma de vía, ya que tanto los carriles como sus sujeciones se encuentran embebidos en el mismo. Ello supone llevar a cabo obras de demolición, generación de cierta cantidad de residuos, afección a la operación del servicio de transporte y también se provocan, irremediablemente, molestias al ciudadano en forma de ruido, polvo, desvíos de tráfico, etc., tanto al que habita como al que transita en el entorno del tramo en obras. Además, será imprescindible realizar la reposición del revestimiento de plataforma de vía una vez sustituido el carril, lo cual implica importar materiales, con la consecuente extracción de materiales de la naturaleza una vez más. Todo ello, como ya es sabido, supone nuevas emisiones de CO2, lo cual es obviamente indeseable.
Un paso adelante
¿Es posible dar un paso adelante y mejorar la sostenibilidad en la sustitución de carriles? ¿Podemos reducir el coste, disminuir la producción de materiales, aumentar el reciclaje y evitar molestias al entorno? Sí, es posible. Pero para ello debemos actuar desde el inicio, desde la construcción de la plataforma tranviaria, con una solución que permita evitar todas estas actividades.
El desgaste de carriles en redes ferroviarias urbanas se produce de forma desigual entre diferentes líneas debido a la variedad de geometrías y a las distintas características de los materiales empleados en el carril y en las ruedas del material móvil (dureza del acero). Pero incluso dentro de una misma línea también varía el desgaste entre tramos, ya que las condiciones a las que se somete el carril son diferentes: la pendiente, la aceleración, el radio de curva y el peralte son los aspectos que más influyen.
Esto tiene como consecuencia que, a lo largo de la vida útil de una línea, se vayan sucediendo necesidades de sustitución de carriles por tramos. En los primeros años de explotación de la línea, igual que sucede en cualquier infraestructura o producto, la condición de “material nuevo” permite disfrutar de un período en el que no resulta necesario hacer reformas en este sentido. Pasado un tiempo, los materiales llegan a un punto de desgaste que obligan a llevar a cabo reparaciones y sustituciones.
Por norma general, los tramos de curva de pequeño radio son los primeros en mostrar signos de desgaste intenso en el carril, especialmente en la cabeza de carril. En definitiva, en cualquier línea ferroviaria urbana tarde o temprano será necesario acometer este tipo de actuaciones.
Como reza el refrán, la experiencia es la madre de las ciencias y, tras haber sufrido la necesidad de realizar sustituciones de carril y las actividades asociadas, METROTENERIFE (operador del Tranvía de Tenerife) tomó la decisión de implantar una mejora en ese aspecto, bien mediante soluciones existentes en el mercado o bien llevando a cabo un proceso de I+D+i, al igual que ha hecho en otros aspectos de la explotación del servicio de transporte público que lleva prestando desde hace casi 15 años.
A la vista de que el mercado no ofrecía una solución en esa dirección, se llevó a cabo un desarrollo de nuevo producto, con la indudable ventaja de poder testearlo en la propia infraestructura hasta alcanzar resultados satisfactorios.
Chaqueta aislante extraíble
La investigación y el desarrollo de un nuevo producto se centraba en el reto de obtener un enchaquetado que permitiera aportar el necesario aislamiento acústico/vibratorio y eléctrico del carril con la circulación habitual de material rodante sobre la vía y que, adicionalmente, fuera susceptible de extraerse junto con el carril y con las sujeciones en las actuaciones de reemplazo de éstos últimos, evitando así los inconvenientes mencionados en apartados anteriores. Además, como solución integral, debía adaptarse a los distintos tipos de revestimientos de vía en tramos urbanos así como a los diferentes tipos de sujeciones del mercado y también ser capaz de soportar tráfico rodado en los tramos de plataforma compartida o cruces a nivel puntuales.
Los diseños y las pruebas llevados a cabo desembocaron en un diseño de chaqueta aislante formada por varios componentes de perfecto encaje al carril y entre sí que aporta el aislamiento necesario y permite ser extraído con relativa facilidad, dejando intacto el revestimiento lateral de la vía y, por tanto, dando un paso importante en la reducción de obras, molestias y afecciones diversas al propio operador, al usuario del servicio de transporte y a la ciudadanía en general, así como un menor uso de materiales de reemplazo.
La nueva chaqueta aislante de carril es compatible con diversos revestimientos de plataforma en tramos urbanos y permite la posibilidad de añadir un perfil metálico de protección situado entre la chaqueta y entre el revestimiento para proteger la interfaz entre ambos, especialmente en los tramos con tráfico rodado.
Igualmente, esta solución de chaqueta se adapta a los modelos habituales de sujeción de carril, como son el tipo clip o nabla.
Los beneficios que aporta la chaqueta aislante extraíble de carril se resumen a continuación:
- Reducción del coste de las operaciones de sustitución de carril (aproximadamente un 40%).
- Reducción de costes indirectos debido a desvíos de tráfico y pérdida de viajes comerciales del servicio de transporte.
- Reducción de plazos de ejecución de las operaciones de carril.
- Posibilidad de inspeccionar las sujeciones de carril en cualquier momento, sin necesidad de obras de demolición.
- Eliminación de desvíos de tráfico rodado y afecciones al servicio de transporte público (reducciones de velocidad, modos degradados de operación…).
- Eliminación de obras de demolición.
- Mejoras medioambientales al reducirse la generación de residuos de construcción y demolición (RCD).
- Empleo de materiales reciclados.
- Reducción en el uso de plásticos.
- Mayor satisfacción en el usuario al no existir modificaciones en el servicio de transporte.
- Disminución de estrés en el personal de conducción.
- Disminución de molestias al entorno urbano: habitantes, peatones y vehículos.
- Pruebas y resultados in situ
Tras un proceso de diseño y pruebas en laboratorio, la chaqueta aislante extraíble ha sido instalada en tramos plenamente operativos de circulación en las líneas de la red tranviaria de Tenerife, operada por METROTENERIFE, obteniéndose resultados satisfactorios en diferentes condiciones y configuraciones.
Patentes y reconocimientos
La chaqueta aislante extraíble de carril es un producto diseñado y patentado por METROTENERIFE, habiendo obtenido la concesión de Patente Española y Patente Europea por las respectivas oficinas (OEPM y EPO).
Habida cuenta de los beneficios potenciales y la aplicabilidad a diferentes condiciones, ha sido presentado en numerosos eventos técnicos del sector ferroviario en España y en Europa, donde puede aportar mejoras en los términos manifestados anteriormente, tanto en líneas nuevas como en líneas existentes donde se pretenda llevar a cabo sustituciones de carril, en cuyo caso se implanta esta solución en sustitución de la existente.
Por otro lado, este producto fue galardonado en la edición 2021 de los Light Rail Awards, premios de gran prestigio en el sector ferroviario a nivel europeo, como ganador en la categoría de Technical Innovation of the Year (Infrastructure), en la gala celebrada en Londres en octubre de 2021, a la que acudió una representación del Cabildo Insular de Tenerife y del operador METROTENERIFE.
Autor. Pablo Oromí Fragoso, Ingeniero Civil, ICCP y Máster en Infraestructuras Ferroviarias. Ingeniero en la Dirección de Proyectos de METROTENERIFE y Profesor Asociado en la Universidad de La Laguna.
Artículo completo en el número 421 de Cimbra.
