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Ingeniería Civil para dummies. Las líneas de Alta Velocidad

En este 2021, celebramos el tren de diversas maneras. Por un lado, por el Año Europeo del Ferrocarril, del que ya hemos dado cuenta en la web del Colegio de Ingenieros Técnicos de Obras Públicas y en Cimbra. Por otro, por los 80 años de Renfe que coincide, además, con la liberalización del servicio ferroviario en nuestro país. 

Dentro de estas celebraciones, llevamos a cabo una entrega especial de “Ingeniería Civil para dummies”, dedicada a las líneas de Alta Velocidad, que tantos titulares han ocupados en los últimos meses, con la llegada de Avlo y de la francesa Ouigo. 

¿Qué diferencia a las líneas ferroviarias de Alta Velocidad a las comunes?

A la hora de establecer estas diferencias, vamos a tener en cuenta cuatro aspectos fundamentales: características geométricas, superestructura, infraestructura y obras civiles. Si atendemos al primer punto, el de características geométricas, encontramos:

• Ancho de vía. Se trata de la distancia entre las dos caras activas de las cabezas de los carriles, medida a una altura de 14,5 mm (±0,5 mm) por debajo del plano de rodadura. Una de las principales diferencias entre las líneas convencionales y las de Alta Velocidad es el ancho de vía, siendo el primero de 1668 mm, llamado comúnmente ancho ibérico, y el segundo de 1435 mm, llamado comúnmente ancho de vía internacional. 

Se achacan razones históricas a esta diferencia de anchos. En Europa y en Norteamérica se utilizaba el ancho de proyecto de George Stephenson, basado en los tendidos de vías para vagonetas de minas, consistente en un ancho de 1435 mm (56 pulgadas y media), ya que se había comprobado empíricamente que este ancho era el más adecuado para el arrastre con caballos o por medios humanos. 

En España, sin embargo, optábamos por el ancho de 1668 mm (el equivalente a seis pies castellanos de la época). Hay teorías que apuntan a que en parte esto era un medio de protección para defendernos de la invasión francesa, aunque hay datos técnicos que apuntan a que en España necesitábamos vías más anchas para poder conducir locomotoras más potentes con calderas mayores dada la accidentada orografía del país, con fuertes pendientes y trazados complicados. 

• Calidad geométrica de la vía. La calidad geométrica de la vía juega un papel fundamental en la seguridad, en la fiabilidad y en el confort de la infraestructura. La metodología para evaluar la calidad geométrica de la vía cambia según la línea sea convencional o de Alta Velocidad. En términos habituales, la aptitud de una vía para ser utilizada como camino de rodadura del material rodante ferroviario viene expresada por el valor de un índice, Q, que pone de manifiesto su calidad en relación a este fin.

En líneas de Alta Velocidad, la calidad geométrica de la vía se controla independientemente para cada parámetro. Así, las exigencias en calidad geométrica son mucho mayores en Alta Velocidad que en líneas convencionales. 

• Entrevía. Es la distancia medida en dirección transversal entre los dos ejes  de vías contiguas. Dicha distancia se fija en un valor compatible con la resistencia de las cajas de los vehículos a los esfuerzos aerodinámicos en los cruces. En el caso de la vía normal, la distancia es de entre 3,6 y 4 metros, mientras que en Alta Velocidad, esta medida se encuentra entre los 4,20 y 5 metros. 

A medida que aumenta la velocidad del vehículo, aumenta la inestabilidad del mismo y son, por tanto, necesarias mayores distancias entre vías. Actualmente, existe la tendencia en Alta Velocidad de aumentar cada vez más la entrevía. 

• Inclinación del carril. El carril constituye el elemento principal de la vía actuando como dispositivo de sustentación y de guiado de las ruedas de los trenes. Se monta desplomado hacia el interior de ella para resistir mejor las acciones a las que está sometido y dándole una inclinación.

Se define la inclinación del carril, así, como el ángulo entre el eje de simetría del perfil nuevo del carril fijado sobre su soporte y la  perpendicular al plano de rodadura. La inclinación del carril, además de otros elementos, aporta la estabilidad de marcha de los boogies. Es, por tanto, uno de los elementos críticos para la seguridad del sistema global. 

La inclinación del carril no sigue ningún criterio en función de la velocidad. Este parámetro se diseña para ser compatible con los perfiles de las ruedas del material rodante. 

• Radios de giro, pendientes máximas, peraltes... Son otros valores de diseño que varían en función del tipo de línea, por no hablar de las traviesas, las placas de asiento o los aparatos de dilatación, todos ellos elementos que varían en función de la velocidad y, en consecuencia, del ancho de vía. 

Por todo ello, podemos concluir que las diferencias son sobre todo basadas en que, debido al aumento de velocidad  de las locomotoras que supone el uso de las vías de Alta Velocidad, todos los factores de diseño y las estructuras involucradas han de obedecer a otras exigencias y valores. Por esto,  han de diferir con respecto a los empleados en líneas convencionales. 

Sobre CITOP

“Ingeniería Civil para dummies” es una de las secciones de divulgación del Colegio de Ingenieros Técnicos de Obras Públicas para dar a conocer la profesión entre la sociedad.

De esta manera, se continúa con la apuesta por mostrar la parte más social de la Ingeniería Civil, involucrando a todos los Colegiados que deseen participar enviando sus propuestas.