Aspectos Tecnicos Mantenimiento Vía en Placa_DVR

AVia 2011Foro Infraestructura y

Aspectos Técnicos del Mantenimiento

Foro Infraestructura y Superestructura Ferroviaria

Aspectos Técnicos del Mantenimiento de Vía en Placa(Criterios y Técnicas Aplicables: Preventivas, Correctivas, Pre-mantenimiento y Previsión en Diseño y Montaje)

18 de Noviembre de 2010David-Ibán Villalmanzo Resusta–Profesor Asociado–Unidad Docente FerrocarrilesESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS (ETSICCP)-UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID (UPM)

AVia 2011Foro de Infraestructura y Superestructura Ferroviaria 18-11-2010Aspectos Técnicos del Mantenimiento de Vía en Placa(Criterios y Técnicas Aplicables: Preventivas, Correctivas,Pre mantenimiento y Previsión en Diseño y Montaje)

Índice

Pre-mantenimiento y Previsión en Diseño y Montaje)

1 Diferencias con técnicas de vía sobre 1. Diferencias con técnicas de vía sobre balasto. Especifidades y Aplicabilidad

2 Medidas de Mantenimiento Preventivo2. Medidas de Mantenimiento Preventivo3. Medidas de Mantenimiento Correctivo4 Pre-mantenimiento y Previsión en Diseño 4. Pre-mantenimiento y Previsión en Diseño

y Montaje5 Síntesis5. Síntesis

David-Ibán Villalmanzo Resusta–Profesor Asociado–Unidad Docente FerrocarrilesESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS (ETSICCP)-UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID (UPM)

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AVia 2011Foro de Infraestructura y Superestructura Ferroviaria 18-11-2010Aspectos Técnicos del Mantenimiento de Vía en Placa(Criterios y Técnicas Aplicables: Preventivas, Correctivas,Pre mantenimiento y Previsión en Diseño y Montaje)Pre-mantenimiento y Previsión en Diseño y Montaje)

1.Diferencias con técnicas de vía sobre balasto Especificidades y sobre balasto. Especificidades y Aplicabilidad


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1. Diferencias con técnicas de vías sobre balasto. Especificidades y Aplicabilidad


Especificidades y AplicabilidadVentajas/Desventajas (1)

La placa soporte y capas de apoyo La placa soporte y capas de apoyo posee casi el doble de vida útil que el balasto (50-60 años vs. 35-40 años): LCC más bajo

Sin embargo, en general el resto de elementos componentes de vía casi no sufre variaciones de extensión de ésta

Por la propia estructura del modelo de armamento de vía en placa no es necesaria una frecuente necesidad de necesaria una frecuente necesidad de regulación de posición geométrica

Todas sus capas (placa base, de apoyo y plataforma de soporte) poseen

4David-Ibán Villalmanzo Resusta–Profesor Asociado–Unidad Docente FerrocarrilesESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS (ETSICCP)-UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID (UPM)

y plataforma de soporte) poseen mayor rigidez que la vía sobre balasto





Evidentemente, la ausencia de balasto ya no hace necesarios los trabajos de Evidentemente, la ausencia de balasto ya no hace necesarios los trabajos de bateo manual o mecanizado

A velocidades elevadas de explotación (sobre 300 Km/h) evita también trabajos complejos de perfilado o “estabilización química” para prevenir el trabajos complejos de perfilado o estabilización química para prevenir el posible levantamiento o “vuelo” del balasto

Evita la necesidad también de tener que efectuar en algún momento desguarnecidos de vía en puntos complicados (túneles/ iad ctos)


(túneles/viaductos)





Sin embargo, puede aumentar a medio plazo, la variedad en las necesidades de mantenimiento variedad en las necesidades de mantenimiento (que no necesariamente costes ni frecuencias que serán más bajas) de otros componentes de la vía (carriles, elementos de sujeción…), así como suscitar otros nuevos tratamientos para prevenir o paliar el deterioro de sus elementos específicos (capas/placas de nivelación, placa soporte,...)

Los tratamientos serían en cualquier caso muy similares a los ya conocidos de firmes y pavimentos de carreteras en cuanto a la naturaleza del material de la placa base, aunque pueden requerir una mayor calidad en cuanto a aunque pueden requerir una mayor calidad en cuanto a su grado de calidad de ejecución y toleranciasA priori, y con las experiencias más conocidas (Alemania y Japón) se conoce que el coste de mantenimiento por km es mucho más bajo en cuanto a la vía


el coste de mantenimiento por km. es mucho más bajo en cuanto a la vía tradicional (entorno a un máximo del 40-50% del total de la vía sobre balasto)





Es muy compatible con otros elementos d i t l i i f t t t bié de instalaciones e infraestructura también de baja mantenibilidad como la catenaria rígida (para alimentación en servicios de metros o cercanías) )

También puede dar en general cabida en su diseño a cableado, canalizaciones de seguridad, balizas y circuitos, de una forma seguridad, balizas y circuitos, de una forma más integrada y protegida con la vía, con menor coste posterior de tratamiento

Las canalizaciones y conducciones de drenajes también Las canalizaciones y conducciones de drenajes también están más integradas y tienen menor afección estructural con el paso del tiempo en cuanto las relacionadas con humedad y degradación por paso de aguas






Ya solo en cuanto a la superestructura de vía las menores frecuencias y requisitos t i i t iti dif i á l ti l id d d li it d en mantenimiento, van a permitir diferir más en el tiempo la necesidad de solicitud

de intervalos de mantenimiento (bandas y cortes) específicos de esta especialidad

Pero también hay que tener en cuenta el tiempo necesario para el resto de especialidades, así que tampoco hay un “mantenimiento cero” global de la infraestructura cero global de la infraestructura ferroviaria

Aún así esto permite mayores disponibilidades de tiempo globales disponibilidades de tiempo globales para la operación (casi 24 x 7 x 365)

Un ejemplo: Túnel de Lostchberg (Suiza) de 34,5 Km. de longitud(Bandas de Mantenimiento Semanales solo Noches de Sábados y Domingos


(Bandas de Mantenimiento Semanales solo Noches de Sábados y Domingos (8 horas en cada día), aprovechando periodos de demanda de tráfico valle)


2.Medidas de Mantenimiento Preventivo


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2. Medidas de Mantenimiento PreventivoNuevas/Ampliadas Patologías a Cubrir (1)


Nuevas/Ampliadas Patologías a Cubrir (1)Ya hemos dicho que existirá una mayor variedad (sobre todo aparecerán en el medio/largo plazo de su vida útil) de las patologías a cubrir en los aspectos diferenciales de la vía en placadiferenciales de la vía en placaVeamos algunos ejemplos:

Comprobación de estado estructural de éplaca soporte (también plataforma y capas

de apoyo, especialmente transiciones) y su evolución: Agrietamientos desintegración Agrietamientos, desintegración, abultamientos, corrosión armaduras, fátiga, asientos diferenciales...

C b ió d t d fi i l d l t ú t i l i ió Comprobación de estado superficial de placa soporte según material y composición: Fisuración/disgregación, desnivelación de superficies, desconchados/descarnados, deformaciones generalizadas/localizadas,... (relacionadas con asientos terreno, drenajes, reología, fluencia, plasticidad…,y en


(relacionadas con asientos terreno, drenajes, reología, fluencia, plasticidad…,y en muchas ocasiones ligadas al envejecimiento de materiales, no solo al tráfico)


2. Medidas de Mantenimiento PreventivoNuevas/Ampliadas Patologías a Cubrir (2)


Nuevas/Ampliadas Patologías a Cubrir (2)

Rigidización progresiva de los Rigidización progresiva de los elementos que confieren elasticidad a la vía: placas de asiento, suelas, sujeciones, cazoletas, mantas/apoyos

épara losas flotantes y también placas soporte en caso de usar materiales asfalticos

Mayor capacidad potencial de generación y transmisión de ruidos y vibraciones (gran homogeneidad y vibraciones (gran homogeneidad y continuidad del material, sobre todo sobre hormigón) y mayor propensión al desgaste ondulatorio de carril, si no se


ponen medidas complementarias


2. Medidas de Mantenimiento PreventivoAcciones Filosofía General


Acciones. Filosofía General

Por sus implicaciones criticidad y tiempo de extensión de las ocupaciones de Por sus implicaciones, criticidad y tiempo de extensión de las ocupaciones de vía, deben estar planificadas previamente, con una exacta y precisa previsión sobre los tiempos que van a conllevar las actuaciones a efectuar

á íSe deberán prever los medios necesarios y específicos para las actuaciones

A veces será prácticamente inevitable necesario generar Planes Marco Específicos (con cortes de servicio prolongados) e incluso Planes Alternativos Específicos (con cortes de servicio prolongados) e incluso Planes Alternativos de Transporte si la situación así lo requiere

Esta situación será segura cuando haya que realizar la renovación de este f ú ítipo de superestructura al final de la vida útil del conjunto de vía en placa



2. Medidas de Mantenimiento PreventivoAcciones Inspecciones Visuales


Acciones. Inspecciones VisualesSe necesita claramente a medio/largo plazo un conjunto de mayores inspecciones visuales de los elementos inspecciones visuales de los elementos afectados por nuevas o ampliadas patologías para tratamiento y su evolución en el tiempop

Existen varias soluciones, y vista por orden de nivel de avance tecnológico serían:

Refuerzo de las inspecciones a pie con personal especializado

Grabación en video de recorridos de inspección

Tratamiento automático digital de


Tratamiento automático digital de imágenes para obtención de defectos


2. Medidas de Mantenimiento PreventivoAcciones Auscultaciones Geométricas Ultrasónicas y Dinámicas


Acciones. Auscultaciones Geométricas, Ultrasónicas y DinámicasTambién a medio/largo plazo se necesitará un conjunto de mayores frecuencias en auscultaciones geométricas y ultrasónicas (trimestrales recomendadas), así como dinámicas (mensuales recomendadas)como dinámicas (mensuales recomendadas)

t di i ibilid d ñ i i puesto que por sus condiciones y sensibilidad pequeñas variaciones geométricas o de esfuerzos, o localización de defectos internos de carril en la vía en placa pueden indicar el inicio de fenómenos que cuenten con posibilidades de rápido deterioro, con las afecciones que eso supondría para la


posibilidades de rápido deterioro, con las afecciones que eso supondría para la explotación para su reposición y vuelta a condiciones normales de explotación


2. Medidas de Mantenimiento PreventivoAcciones Otras Inspecciones y Comprobaciones Especializadas


Acciones. Otras Inspecciones y Comprobaciones Especializadas

Medición periódica de la rigidez global de vía o parcial de sus componentes

Comprobación del par de Comprobación del par de apriete de elementos de sujeción o empotramiento de carril

Comprobación con georadar u otra sensorización del estado sensorización del estado, así como condiciones de densidad y humectación de la plataforma y capas de


p y papoyo


2. Medidas de Mantenimiento PreventivoAcciones Tratamientos Específicos (1)


Acciones. Tratamientos Específicos (1)Refuerzo de las operaciones de amolado de carril (un 150% más que sobre balasto p ede constit i el 60% de las balasto, puede constituir el 60% de las operaciones totales por km. de mantenimiento de vía en placa)

R t d / l ió d l t d Reapretado/regulación de elementos de sujeción

Regulación geométrica de la banda de d d l l t d j ió rodadura con los elementos de sujeción,

placas y bloques/suplementos

Sustituciones parciales/regeneraciones de l j l l elementos ajenos a la placa soporte

(carriles, desvíos, soldaduras, recargues, bloques/semitraviesas/traviesas, placas, elementos de sujeción, cazoletas, …) por


elementos de sujeción, cazoletas, …) por fatiga o deterioro


2. Medidas de Mantenimiento PreventivoAcciones Tratamientos Específicos (2)


Acciones. Tratamientos Específicos (2)Reparación/sustitución deplacas soporte con afecciones estructurales/descarnadosestructurales/descarnados

Tratamiento con sellados de fisuras/grietas y parcheadosfisuras/grietas y parcheadosde superficie

Nivelaciones de la superficie de d l f b dapoyo de placas prefabricadas o

construcción monolítica (morteros e inyecciones)

Tratamiento geotécnico de las capas de apoyo y renivelación de plataforma y transiciones


(estabilizaciones e inyecciones)


3.Medidas de Mantenimiento Correctivo


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3. Medidas de Mantenimiento CorrectivoImplicaciones Condiciones


Implicaciones. Condiciones

Siempre ha existido una gran preocupación por la falta de disponibilidad para la operación de un tramo ferroviario de vía en placa durante largos periodos de operación de un tramo ferroviario de vía en placa durante largos periodos de tiempo ante determinadas incidencias/sucesos (descarrilamientos, fallos estructurales/fatiga generalizada o fuertes deformaciones/asientos puntuales)

Muchas veces, la gran cantidad de tiempo necesaria para la reposición del servicio, se da por la dificultad de la rápida sustitución/reposición de sus componentes por la propia estructura/constitución de la vía sobre todo en las p p p p /tipologías de vía en placa de construcción monolítica

Además las operaciones correctivas tanto por la necesidad de ahorro de tiempo Además, las operaciones correctivas, tanto por la necesidad de ahorro de tiempo para la vuelta al servicio operativo, como por su falta de mecanización y razones estructurales, hacen que las labores de reposición no tengan la “finura” suficiente como para restablecer con plenas garantías las condiciones operativas






Sin embargo, hay que decir que las acciones y técnicas de mantenimiento correctivas son prácticamente idénticas que las preventivas

S l it b id d d i ió di ió d di Solo se necesita una buena capacidad de previsión y coordinación de medios y recursos, y su adecuada preparación y formación para asegurar una resolución más rápida de este tipo de casos

Un ejemplo a seguir en este caso es DB Netz/AG- DB Systemtechnik, operador y administrador nacional que en Alemania exigen que a la entrega del montaje de

i t d í l l t M l C tál d D ñ un sistema de vía en placa se le entregue un Manual-Catálogo de Daños y Reparaciones






En dicho Manual figurarán:

La descripción de procedimientos de trabajos para cada caso concreto de La descripción de procedimientos de trabajos para cada caso concreto de incidencia

El proceso de trabajo completo en orden cronológico, paso a paso, con sus tiempos establecidostiempos establecidos

La referencia de los equipos y recursos a usar (recursos humanos, maquinaria ligera y pesada), así como sus rendimientos/tiempos esperados

La logística y materiales necesarios para cubrir la incidencia durante el proceso de restablecimiento y con posterioridad

El establecimiento de las condiciones operacionales y sus diferentes fases y p y ycondiciones operativas durante y después de la actuación

Es muy previsor, pero, eso sí, no tiene obligación de legal en cuanto a llegar a reflejar y definir los procesos de una renovación completa de este armamento


e eja y de os p ocesos de u a e o ac ó co p e a de es e a a e ode vía


4.Pre-mantenimiento y previsión en Diseño y Montaje


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4. Pre-mantenimiento y previsiónen Diseño y Montaje


en Diseño y MontajeConsideraciones Previas (1)

En realidad, serán la fase de diseño y montaje la que más marcará realmente la extensión y coste de las acciones de mantenimiento de la vía en placa

El éxito está en el adecuado maridaje entre las condiciones de operaciones previstas (volumen y tipo de tráfico, velocidades) y la toma en cuenta de los p ( y p , ) ycondicionantes externos realmente importantes (geológicos, atmosféricos, ambientales..), que se hayan establecido y han condicionado la toma de decisión de utilización y tipología, así como estas etapas previas






CONSIDERACIONES DE MANTENIBILIDAD EN EL DISEÑO

Á

EN LA FASE DE DISEÑO DE LA

ANÁLISIS DEL COSTE DE MANTENIMIENTO DE LAS TIPOLOGÍAS CONSTRUCTIVAS

ACCESOS A LA TRAZA Y CAMINOS DE SERVICIOHAY QUE TENERDISEÑO DE LA

INFRAESTRUCTURA VIDA ÚTIL DE LOS MATERIALES

MEJORAS DE DISEÑO BASÁNDOSE EN LAS EXPERIENCIAS DE LÍNEAS EN FASE DE

MANTENIMIENTO

TENEREN CUENTA

MANTENIMIENTO






CONSIDERACIONES DE PRE-MANTENIMIENTO

INICIO DE LAS ACTIVIDADES EN TRABAJOS INDENTIFICACIÓN DE LOS PROBLEMAS

PROYECTOS CONSTRUIDOS “AS BUILT” FIABLES

INVENTARIO DE LA INFRAESTRUCTURA

LA FASE DE CONSTRUCCIÓN

PREVIOS PRESUMIBLES DURANTE LA FASE DE MANTENIMIENTO

DISEÑO DEL SISTEMA DE GESTIÓN DEL MANTENIMIENTOMANTENIMIENTO

Veamos con ejemplos visuales otras cuestiones que nos ayudarán también a


minimizar y ajustar las acciones de mantenimiento




en Diseño y MontajeEstandarización de los elementos

Aparatos de Vía sobre solución LVT





en Diseño y MontajePrefabricación de elementos y premontaje previo a su puesta en vía

Placas prefabricadas de AFTRAV (España) y OBB-PORR (Austria)





en Diseño y MontajeAutomatización de los procesos de trabajo

Montajes con pórticos específicos de montaje placas J (Japón)





en Diseño y MontajeModularidad de Elementos para su montaje y sustitución específica

Sistema embebido INFUNDO y Bloque LVT





en Diseño y MontajePosibilidades de regulación geométrica

Sistemas Regulables DFF/ADH





en Diseño y MontajeCompatibilidad con las condiciones estructurales-funcionales (1)

Movimientos y Esfuerzos (Viaductos), Sistema Rheda 2000

LIMITACIONES DE GIRO

Viaductos para Vía ÚnicaTan Φ = 0,03 %

Viaductos para Vía DobleTan Φ = 0,05 %






Movimientos y Esfuerzos (Transiciones con Viaductos y Túneles Sistema Rheda 2000, Terrenos de escasa capacidad portante)






Atenuación de Ruidos y Vibraciones: Bloque LVT-HA y Sistema Vanguard.Ejemplo Losa Flotante






Accesibilidad de Elementos (no solo de vía) para el Mantenimiento e Inspección: Medidas y Trabajos. Pedales para sistemas de bloqueo Contaejes.



5 Sintesis5. Sintesis


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5. Síntesis


En la vía en placa, la previsión es un factor fundamental para asegurar desde la concepción y el fundamental para asegurar desde la concepción y el diseño, hasta el final de la vida útil, un mantenimiento con las menores consistencias y mantenimiento con las menores consistencias y costes posibles, y con la mayor eficiencia,

así como acciones de tratamiento e inspección mejor planificadas y de afecciones sobre la explotación y condiciones operacionales lo menores posibles en condiciones operacionales lo menores posibles en tiempo y coste, incluso en caso de incidencias graves



¡Muchas Gracias por su ¡Muchas Gracias por su Atención!Atención!

Agradecimientos:

Mario Ferreiro (TIFSA)Luis Albajar (AFTRAV)AdifAdifOHLSonneville-TribetonRailtech-Sufetra-MondragonEdilon Sedra


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Edilon SedraPauknerGroup-RailOne

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