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Chaqueta aislante extraíble para líneas ferroviarias urbanas

Martes, 21 Junio, 2022

Hoy, en la web del Colegio de Ingenieros T√©cnicos de Obras P√ļblicas, recogemos este art√≠culo de Cimbra 421 especializado en la chaqueta aislante extra√≠ble para l√≠neas ferroviarias urbanas implantada en METROTENERIFE, en un paso m√°s hacia la sostenibilidad del transporte p√ļblico 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, Innovaci√≥n e Infraestructuras) pretende ‚Äúconstruir infraestructuras resilientes, promover la industrializaci√≥n sostenible y fomentar la innovaci√≥n‚ÄĚ y es precisamente esa raz√≥n la que ha llevado a la creaci√≥n de un enchaquetado aislante para carril ferroviario cuya principal e innovadora caracter√≠stica consiste en la posibilidad de ser retirado sin necesidad de demolici√≥n del material de revestimiento de la plataforma ferroviaria. Esto permite una sustituci√≥n de carril m√°s limpia, sostenible, econ√≥mica 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 circulaci√≥n del material rodante sobre la v√≠a ferroviaria produce ruido y vibraci√≥n. 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 tambi√©n como misi√≥n el aislamiento el√©ctrico del carril, para evitar que se propaguen corrientes el√©ctricas vagabundas desde √©ste hacia elementos met√°licos cercanos y producirle da√Īos, 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 circulaci√≥n del material rodante sobre los carriles de la v√≠a, √©stos sufren desgaste progresivamente a lo largo de los a√Īos de explotaci√≥n del servicio. Para asegurar unas condiciones adecuadas de circulaci√≥n 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 √©ste mantenga el perfil cercano al original. Llegado cierto nivel de desgaste, no es posible ni recomendable llevar a cabo mantenimiento del carril sino la sustituci√≥n del mismo en los tramos que lo requieran, seg√ļn criterio t√©cnico 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

¬ŅEs posible dar un paso adelante y mejorar la sostenibilidad en la sustituci√≥n de carriles? ¬ŅPodemos reducir el coste, disminuir la producci√≥n de materiales, aumentar el reciclaje y evitar molestias al entorno? S√≠, es posible. Pero para ello debemos actuar desde el inicio, desde la construcci√≥n de la plataforma tranviaria, con una soluci√≥n 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 √ļtil de una l√≠nea, se vayan sucediendo necesidades de sustituci√≥n de carriles por tramos. En los primeros a√Īos de explotaci√≥n de la l√≠nea, igual que sucede en cualquier infraestructura o producto, la condici√≥n de ‚Äúmaterial nuevo‚ÄĚ permite disfrutar de un per√≠odo 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 peque√Īo radio son los primeros en mostrar signos de desgaste intenso en el carril, especialmente en la cabeza de carril. En definitiva, en cualquier l√≠nea ferroviaria urbana tarde o temprano ser√°¬† necesario¬† acometer este tipo de actuaciones.

Como reza el refr√°n, 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 Tranv√≠a de Tenerife) tom√≥ la decisi√≥n 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 explotaci√≥n del servicio de transporte p√ļblico que lleva prestando desde hace casi 15 a√Īos.

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 investigaci√≥n y el desarrollo de un nuevo producto se centraba en el reto de obtener un enchaquetado que permitiera aportar el necesario aislamiento ac√ļstico/vibratorio y el√©ctrico del carril con la circulaci√≥n habitual de material rodante sobre la v√≠a y que, adicionalmente, fuera susceptible de extraerse junto con el carril y con las sujeciones en las actuaciones de reemplazo de √©stos √ļltimos, evitando as√≠ los inconvenientes mencionados en apartados anteriores. Adem√°s, como soluci√≥n integral, deb√≠a adaptarse a los distintos tipos de revestimientos de v√≠a en tramos urbanos as√≠ como a los diferentes tipos de sujeciones del mercado y tambi√©n ser capaz de soportar tr√°fico rodado en los tramos de plataforma compartida o cruces a nivel puntuales.

Los dise√Īos y las pruebas llevados a cabo desembocaron en un dise√Īo de chaqueta aislante formada por varios componentes de perfecto encaje al carril y entre s√≠ que aporta el aislamiento necesario y permite ser extra√≠do con relativa facilidad, dejando intacto el revestimiento lateral de la v√≠a y, por tanto, dando un paso importante en la reducci√≥n de obras, molestias y afecciones diversas al propio operador, al usuario del servicio de transporte y a la ciudadan√≠a en general, as√≠ 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 a√Īadir un perfil met√°lico de protecci√≥n situado entre la chaqueta y entre el revestimiento para proteger la interfaz entre ambos, especialmente en los tramos con tr√°fico 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:

  • Reducci√≥n del coste de las operaciones de sustituci√≥n de carril (aproximadamente un 40%).
  • Reducci√≥n de costes indirectos debido a desv√≠os de tr√°fico y p√©rdida de viajes comerciales del servicio de transporte.
  • Reducci√≥n de plazos de ejecuci√≥n de las operaciones de carril.
  • Posibilidad de inspeccionar las sujeciones de carril en cualquier momento, sin necesidad de obras de demolici√≥n.
  • Eliminaci√≥n de desv√≠os de tr√°fico rodado y afecciones al servicio de transporte p√ļblico (reducciones de velocidad, modos degradados de operaci√≥n‚Ķ).
  • Eliminaci√≥n de obras de demolici√≥n.
  • Mejoras medioambientales al reducirse la generaci√≥n de residuos de construcci√≥n y demolici√≥n (RCD).
  • Empleo de materiales reciclados.
  • Reducci√≥n en el uso de pl√°sticos.
  • Mayor satisfacci√≥n en el usuario al no existir modificaciones en el servicio de transporte.
  • Disminuci√≥n de estr√©s en el personal de conducci√≥n.
  • Disminuci√≥n de molestias al entorno urbano: habitantes, peatones y veh√≠culos.
  • Pruebas y resultados in situ

Tras un proceso de dise√Īo y pruebas en laboratorio, la chaqueta aislante extra√≠ble ha sido instalada en tramos plenamente operativos de circulaci√≥n en las l√≠neas de la red tranviaria de Tenerife, operada por METROTENERIFE, obteni√©ndose resultados satisfactorios en diferentes condiciones y configuraciones.

Patentes y reconocimientos

La chaqueta aislante extra√≠ble de carril es un producto dise√Īado y patentado por METROTENERIFE, habiendo obtenido la concesi√≥n de Patente Espa√Īola 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 t√©cnicos del sector ferroviario en Espa√Īa y en Europa, donde puede aportar mejoras en los t√©rminos manifestados anteriormente, tanto en l√≠neas nuevas como en l√≠neas existentes donde se pretenda llevar a cabo sustituciones de carril, en cuyo caso se implanta esta soluci√≥n en sustituci√≥n 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. 

Art√≠culo completo en el n√ļmero 421 de Cimbra.¬†¬†