IngenierÃa Civil para dummies. ¿Qué son las clotoides?
Viernes, 01 Julio, 2022En esta entrega de IngenierÃa Civil para dummies hablamos de las clotoides, las herramientas transición entre un tramo recto y una curva en las vÃas de tren. Nos lo explica nuestra compañera Cristina Beneroso, Secretaria Técnica del Colegio de Ingenieros Técnicos de Obras Públicas, en este artÃculo, enfocado a conocer aspectos en detalle de la IngenierÃa Civil por toda la sociedad.Â
En el diseño del trazado de las vÃas, no se puede conectar un tramo recto directamente con una curva, es necesario añadir entre ambos lo que se denomina curva de transición o clotoide.
Estas curvas de transición evitan discontinuidades de la aceleración centrÃpeta de los vehÃculos, puesto que un vehÃculo que siga una curva de transición a una velocidad constante, tendrá también una aceleración angular constante.
Para entender la importancia de esto, explicaremos lo que es la aceleración centrÃpeta: la aceleración es un cambio en el vector velocidad y en un movimiento circular, hay un cambio constante del vector velocidad, por lo que ineludiblemente siempre hay una aceleración asociada a los movimientos circulares aunque la rapidez sea constante. Esta aceleración asociada tiene dirección hacia el centro de rotación o centro de la trayectoria circular, de ahà que se denomine centrÃpeta.Â
Las clotoides mantienen esta propiedad (evitar discontinuidades en la aceleración centrÃpeta) al tener una curvatura que, en cualquier punto, es proporcional a la distancia a lo largo de la curva medida desde el origen y tienen un radio que tiende a infinito en el punto de tangencia con la recta del trazado y un radio ‘r’ en el punto tangente con la curva circular uniforme con la que hace de enlace.
Expresado de un modo más matemático, las clotoides son curvas tangentes en el origen al eje de abscisas con un radio de curvatura que disminuye de manera inversamente proporcional a la distancia recorrida sobre ella. Esto implica que, en el origen de la curva, el radio tienda a infinito.
El uso de estas curvas de transición fue necesario según se fue consiguiendo un aumento de velocidad en los usos de las vÃas. Esto ocurre en torno al siglo XIX, previo a lo cual, dado que los ferrocarriles circulaban a baja velocidad, no habÃa problema en realizar trazados más abruptos.
A partir de dicho siglo, para incrementar la seguridad en la circulación, comienzan a utilizarse curvas de transición que permitieron, como decimos, utilizar velocidades mayores.
De esta manera, conocemos un poco mejor las razones técnicas del uso de las clotoides para que el tren, incluso a gran velocidad, no descarrile.
IngenierÃa Civil para dummies
La sección mensual de IngenierÃa Civil para dummies es una apuesta del Colegio de Ingenieros Técnicos de Obras Públicas para la divulgación de la profesión en la sociedad, de tal manera que se acerquen conceptos importantes para el desempeño de nuestros profesionales y se den a conocer aspectos fundamentales para las Obras Públicas.
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