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Los ferrocarriles modernos, dinámicos y de alto rendimientoexigen una alta calidad de vía. Cuanto mayor sea la calidadinicial de la vía después de la construcción, la renovación o lasmedidas de conservación, menores serán los costes de man-tenimiento posteriores.

La determinación precisa de la posición geométrica de

la vía influye de forma determi-nante en su calidad inicial de unavía. Para ello es necesario valorary rectificar la alteración de laposición de la vía; tanto en loque respecta a su magnitud

Importancia de la mediciónde superestructura

Sistemas y electrónica de medición de superestructura ferroviaria de

Plasser & Theurer

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como a su longitud de onda.Incluso en un rango de velocidadde hasta 160 km/h deben tenerseen cuenta los errores de posi-ción de vía de onda larga. En lostrenes de alta velocidad, estoserrores adquieren una especialimportancia.

Tradicionalmente, la geo-metría de vía se determinaba deforma manual por cuadrillas demedición. Sin embargo, estemétodo no sólo es impreciso,sino que requiere un granesfuerzo económico y demedios. Por otro lado, el métodomanual no permite la mediciónde la geometría cuando la víaestá sometida a cargas. Elempleo de vehículos especialesde medición de la geometríaconstituye un planteamientopreciso y económico; estos vehí-culos pueden disponer de trac-ción propia o ser remolcados. Alo largo de su recorrido por la

vía, el sistema instalado en el vehículo de medición calcula losparámetros de geometría de vía, los muestra de forma gráfi-ca al operario, le informa sobre los puntos singulares y regis-tra y guarda los datos para su posterior tratamiento o análi-sis.

Las mediciones de vía no se ejecutan únicamente paracumplir las reglamentaciones obligatorias vigentes, sino,sobre todo, para obtener una base sobre la que planifi-car de forma rentable las tareas de mantenimiento.

Con el fin de conseguir una visión precisa de larentabilidad de medidas de conservación, y como basepara la elección del método óptimo de mantenimiento,se hace necesario el uso de un vehículo de medición dela superestructura con el correspondiente sistema deanálisis. En este sentido no sólo es interesante registrarla calidad actual de los parámetros en cuestión, sinotambién la evolución de los mismos entre cada una delas mediciones. Esto permite elaborar pronósticossobre el momento en que se han de realizar las siguien-tes tareas de conservación así como efectuar análisisposteriores.

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Mejora de los recursos

Directrices para la medición de vía

1 - TSI "Especificaciones Técnicas para la interoperabilidad". La unión europea pretende unificar las regla-mentaciones técnicas en todos los ámbitos ferroviarios europeos con el fin de garantizar un tráfico ferro-viario interoperable que trascienda las fronteras.

Para ello se elaboran las llamadas especificaciones técnicas para la interoperabilidad; esto es, la capacidad depoder transitar por todos los tramos de cada una de las redes ferroviarias europeas sin impedimentos. Esto se llevaa cabo de forma escalonada; en primer lugar para el tránsito de trenes de gran velocidad y, posteriormente, para eltráfico convencional. En la directriz europea "Infrastructure for High Speed Traffic" (2003), en el apartado dedicadoa la calidad de la vía (ancho de vía, alineación, nivelación longitudinal, conicidad equivalente), se definen las especi-ficaciones para la calidad en forma de límites de velocidad. Cada país determina los recorridos que deben estar suje-tos a estas directrices.

2 - Planificación de la conservación

Para crear una legislación nacional, es necesaria la definición de valores límite nacionales. Los responsables deinfraestructura (de los ministerios o administraciones ferroviarias) elaboran un plan nacional de conservación basadoen límites obtenidos para las correspondientes velocidades. Este plan de conservación incluye más de 30 criterios ydetermina el nivel de errores individuales que debe mantenerse.

3 - La euronorma 13848 como reglamentación internacional

Esta norma, al igual que la TSI, define valores límite. (TSI – valores límite bajos, euronorma – valores límite altos). Laparte 1 de la euronorma 13848 determina los parámetros de medición, la parte 2 la precisión y relevancia para losobjetivos de la medición, y la parte 5, se ocupa de los límites. Éstos se dividen en tres niveles: Safety Level, igual alumbral de actuación inmediata; Intervention Level, como umbral de actuación; y Alert Level, equivalente a umbralde atención.

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de medición y registro de parámetros de vía y catenaria. Ya enlos años 70 nuestro grupo creó dos líneas de trabajo en estesentido. La primera consistió en el desarrollo de vehículos demedición de parámetros de vía y catenaria para las adminis-traciones ferroviarias. Hoy día estos vehículos y sus sistemasestán presentes en un gran número de administraciones detodo el mundo, midiendo los más diversos parámetros a velo-cidades desde los 30 km/h hasta más de 250 km/h. Por otrolado, se identificó la necesidad de que las máquinas de cons-

“La nueva generación desistemas de medición ofrece

mayor productividad y fiabilidad”

Harald Eller, director general Plasser Española

EEl sistema ferroviario está basa-do, sobre todo, en una superes-tructura constituida por unaplataforma, un lecho de balasto,traviesa y carril. Este sistema sealimenta, en el caso de ser detracción eléctrica, mediante unatoma de corriente que, habitual-mente, está diseñada como cate-naria, es decir una estructura depostes laterales con un cable decorriente tendido. Según HaraldEller, director general de PlasserEspañola “el correcto manteni-miento de esta estructura esfundamental para garantizar elfuncionamiento sin incidenciasdel sistema. Sólo así puede elferrocarril competir hoy en díacon otros sistemas de transpor-te, tanto por carretera comoaéreos.

¿Por qué son tan importanteslos sistemas de medición en laconstrucción y mantenimien-to de superestructura ferro-viaria?

Para poder garantizar unasuperestructura ferroviaria queasegure las prestaciones decarga y velocidad para las queestá concebida, es necesario quede forma continua se realicentrabajos de medición de su esta-do.

Para facilitar esta labor, elgrupo Plasser & Theurer fue pio-nero en el desarrollo de sistemas

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trucción y mantenimiento dispu-sieran de sus propios equipos demedición para darlesautonomía y asegurarla realización del ciclocompleto de los tra-bajos.

Actualmente,sería impensable queuna máquina de man-tenimiento de vía nodispusiera de sistemas electróni-cos de registro y medición pre-via, durante y posterior del tra-bajo, de la posición de la vía, dellecho del balasto o de la catena-ria, en función del tipo del que setrate.

Nuestra oferta de siste-mas, por ello, es la más amplia delmercado y se adapta a cadanecesidad, dependiendo tantodel tipo de función de la máqui-na, como del tipo de infraestruc-tura en la que trabaje.

¿Cuáles son los principalessistemas integrados en lasmáquinas que trabajan en laPenínsula Ibérica?

El grupo Plasser &Theurer ha vendido más de 500máquinas en la Península Ibéricadurante los últimos 40 años. Unaamplia mayoría dispone de siste-mas de medición de datos degeometría de vía o de datos delos trabajos ejecutados.

Con el ánimo de resumir ymencionar los más relevantes,nuestro grupo ha entregado adistintas administraciones ferro-viarias vehículos autopropulsa-dos de medición de parámetrosde vía, catenaria, gálibo, etc. Eneste sentido me gustaría resaltarque tanto Adif en España, comoRefer en Portugal disponen devehículos de medición del grupoPlasser. Todas las nuevas líneasde alta velocidad de Adif se estánrecepcionando desde 2006 conuna dresina de premedición ypostmedición diseñada y fabri-cada íntegramente con tecnolo-

gía punta adaptada por Plasser al ámbito ferroviario en nues-tras instalaciones en España.

En cuanto a sistemas montados enmáquinas de construcción y mantenimientose pueden resaltar los carros de medición delas bateadoras, niveladoras y alineadoras debalasto; el autómata de gestión de conduc-ción y seguridades de las perfiladoras debalasto; el sistema digital de programaciónde los equipos de trabajo y un sistema demedición e indicación de la resistencia late-

ral del carril añadido a los estabilizadores dinámicos; la incor-poración de sistemas de medición de rebaje de capa por cadahilo en las depuradoras-desguarnecedoras de balasto o lossofisticados sistemas de medición de geometría absolutamontados en dresinas de vía o catenaria.

¿Bajo qué criterios diseñan la nueva generación de sis-temas de medición?

Todos nuestros sistemas tratan de mantener el espíri-tu y entorno de trabajo de la obra ferroviaria. Por un lado lossistemas de medición en vehículos destinados exclusivamen-te a cumplir esta función en tramos de velocidades altas sebasan en sistemas inerciales y sin contacto, contando con lasmás avanzadas tecnologías derivadas de la industria militar.Por otro lado, para obra, utilizamos sistemas de alta presta-ción con fácil preparación, mantenimiento y reparación. Eneste sentido, y con una experiencia de más de 8.000 bateado-ras entregadas, nuestros sistemas de cuerdas continúan sien-do los más apreciados, fiables y robustos en el entorno detrabajo, por lo que siguen primando por su avalada precisión,sencillez en el manejo y fiabilidad en entornos en los que sis-temas de tipo óptico pierden fiabilidad (niebla, humo, agua,polvo o vías con pendientes extremas...)

En los últimos tiempos, nuestros esfuerzos de innova-ción se han dirigido, sobre todo, a mejorar la precisión de losajustes y facilitar a los operarios de las máquinas la prepara-ción y programación de los sistemas de trabajo. Esto lohemos conseguido mediante sistemas electrónicos muyintuitivos que actualmente se instalan de serie en todas lasmáquinas bateadoras y estabilizadores dinámicos. Los ante-riores sistemas unidos a unos programas de formación quehemos desarrollado para tal fin, que combinan la teoría y lapráctica en máquina, aseguran un buen uso y aprovecha-miento de la tecnología.

Es la combinación de sistemas sencillos y el uso selec-tivo de la más moderna electrónica para el guiado y ajuste deéstos, lo que facilita a los usuarios una alta productividad yfiabilidad.

¿Qué ahorro de costes se le puede suponer a la implan-tación de nuevos sistemas de medición?

El aumento del tráfico ferroviario y la consecuentereducción de los intervalos de trabajo han obligado a des-arrollar maquinaria de elevado rendimiento. La topografía

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“Nuestra oferta de sistemas es la másamplia del mercadoy se adapta a cadanecesidad”.

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clásica que antaño requería la intervención de carros demedición manuales y topógrafos que manejasen visores yreglas, ha dado paso a la incorporación de estos sistemas alas máquinas, aumentando la productividad de los trabajos yreduciendo, a su vez, la dotación de personal necesario. Laincorporación de carros de medición en los vagones ha per-mitido registrar la calidad del trabajo durante los propios tra-bajos de medición.

El nuevo ordenador de trabajo de lasbateadoras de última generación, permite larealización de la premedición en una direc-ción y la realización de los trabajos decorrección y mantenimiento en la contraria,lo que reduce el tiempo de desplazamientoaumentando la productividad del tajo.

Si a las máquinas dotadas de esteordenador se les añade la nueva generación de láser en curvamontado sobre carros teledirigidos, se vuelve a incrementarla productividad de proceso, aumentando la velocidad de lostrabajos de medición previa, tanto en recta como en curva.

En otro sentido, la utilización del sistema de mediciónde la banqueta que pueden montar, bien vehículos de medi-ción, bien máquinas de trabajo, optimiza el perfil de la ban-

queta en cada punto y reduce elbalasto excesivo, presente enmuchos puntos de la red espa-ñola.

¿Cuál es, previsiblemente, elfuturo de los sistemas demedición en la PenínsulaIbérica?

Las nuevas líneas de altavelocidad, así como las futurasrenovaciones de la red conven-cional permiten trazar un mapaclaro de la situación espacial dela superestructura ferroviaria. Elmantenimiento de este tipo devía se realizará tomando encuenta esta situación y requeriráde nuevos sistemas de mediciónprevia y post-trabajo, basadosen la toma de valores geométri-cos absolutos. Esta medición serealiza ya en otros países denuestro entorno mediante dosestrategias.

Por una parte existe unvehículo denominado EM – SAT,que realiza y registra los defec-tos de la vía en base absolutapara posteriormente pasarlos alos equipos de trabajo (bateado-ra-perfiladora-estabilizador).Este tipo de estrategia es utiliza-da en países como Alemania yAustria y optimiza el uso de lamaquinaria de mantenimiento,dado que elimina la, para nos-otros habitual, premedición rea-lizada por la propia bateadora. El

EM – SAT se mueve deforma autopropulsa-da de tajo en tajodando los valores dela geometría a los dis-tintos grupos de tra-bajo.

También esposible incorporar

este tipo de sistema de mediciónde geometría absoluta a lasbateadoras. Las máquinas quenuestro grupo está suministran-do en estos momentos puedenser dotadas de un láser en curva,que permite, además de corregir

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“Nuestrossitemas facilitan

a los usuariosuna alta

fiabilidad”.

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defectos de onda larga, elmontaje de teodolitos quepuedan tomar puntos fijosen la vía para encuadrarespacialmente el tramo enel que se está realizando elmantenimiento. Todas lasbateadoras de última gene-ración de Plasser pueden,con escasas modificacio-nes, ser preparadas para lautilización de estos siste-mas de medición.

El sistema de medi-ción del perfil de la ban-queta, es también utilizadocon frecuencia en distintasadministraciones ferrovia-rias conscientes del eleva-do coste material y logísti-co del balasto. Máquinasperfiladoras-reguladorasde balasto y sus hermanasmayores las máquinas degestión de balasto, quepueden incorporar vago-nes tolva tipo MFS, soncapaces de recoger y redis-tribuir balasto sobrantecon un alto ahorro para laadministración ferroviaria.

Los sistemas demedición de asentamientode estabilización y de laresistencia al desplaza-miento lateral aportannuevas funcionalidades a lostipos de estabilización, dado queestos parámetros suponen indi-cadores, no sólo de locali-zación de la vía, sino deseguridad en circulación.

¿Y en lo que afecta a lossistemas de medición decatenaria?

En otro sentido sehan desarrollado sistemaspara la medición de altura y des-centramiento de catenaria con elfin de facilitar que las denomina-das dresinas de inspección decatenaria, no sólo realicen traba-jos de construcción y manteni-miento, sino que también puedan

realizar labores de toma de datos para optimizar los cortes devía y permitir su puesta en circulación con garantías de calidad.

No me gustaría terminar estaentrevista sin mencionar que ya seestán instalando en algunas máquinassistemas electrónicos de gestión deflota desarrollados por nuestra com-pañía que, no sólo ubican la máquina yregistran su rendimiento y sus inciden-cias para ser enviadas a la central delparque y/o a la oficina técnica, sino

que en un futuro cercano podrán recibir los datos de traba-jo desde la oficina técnica y transmitir a ésta los resultados.Con esta nueva innovación de nuestra empresa podemosmecanizar y teledirigir la mayoría de los trabajos de manteni-miento de vía y podemos prevenir posibles averías reducien-do los costes de no disponibilidad y evitando que las inciden-cias se conviertan en mayores.

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“El mantenimiento se realizará consistemas de mediciónbasados envalores absolutos”.

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Plasser & Theurer dispone en elmercado ibérico de varias fami-lias de máquinas, de construc-ción y mantenimiento, entre lasque cabe destacar las cinco máscomunes, montadas con nove-dosos sistemas y equipos en lasmismas para una mayor eficien-cia.

En primer lugar están lasbateadoras, niveladoras y aline-adoras de balasto. Estas máqui-nas vienen dotadas de carros demedición que permiten la obten-ción de parámetros de vía, que-dando registrados en un orde-nador de trabajo que realiza elreplanteo de éstos y su poste-rior optimización mediante eltrabajo de levante, ripado ybateo.

Todos estos trabajospueden ser grabados en unregistrador estático a efectos decertificación para la administra-ción o guardados en ficherospara ser exportados para post-procesamiento. Las novedadesmás relevantes en esta áreasson la reciente implantación deuna nueva generación de orde-nadores de trabajo, que previe-nen la obsolescencia técnica(dado que se trata de un des-arrollo propio Plasser &Theurer) y que está homologa-do en todas las administracio-nes ferroviarias del planeta.

A lo anterior cabe sumarlos innovadores sistemas elec-trónicos de preparación y ajustede parámetros de trabajo quevienen montados de serie en lamayoría de los tipos de batea-dora y que facilitan enorme-mente los trabajos de las máqui-nas garantizando una mayorcalidad de acabado.

Perfiladoras de balasto

En cuanto a la nueva generación de perfiladoras debalasto, recientemente presentada en España, incorporacomo innovación en la Península Ibérica el primer autómatade gestión de conducción y seguridades homologado por losferrocarriles alemanes (DB). Este autómata permite un con-trol de todos los sistemas de conducción, trabajo y de segu-ridad, reduciendo de forma importante el número de tarjetasy el espacio de los sistemas electrónicos convencionales.

El montaje en el testero de la máquina de un sistemade medición del perfil de la banqueta, permite registrar cadapocos centímetros el exceso o el defecto de balasto sobreun perfil de banqueta teórico. Con la combinación de losarado, el cepillo y la tolva de regulación, la máquina puedecompensar estos defectos o excesos con una dosificaciónde balasto muy precisa.

Estabilizadores dinámicos

Hay que destacar también que, a la dotación estándarde los estabilizadores dinámicos compuesto por un registra-dor de ocho canales que registra los parámetros de vía, com-binado con la posibilidad de programación del asentamientomáximo, lo que permite en últimas nivelaciones asegurar unasentamiento duradero y geométricamente correcto, se lehan añadido recientemente un sistema digital de programa-ción de los equipos de trabajo similar al de las bateadoras y,sobre todo, un sistema de medición e indicación de la resis-tencia lateral del carril. Este novedoso sistema permite a laadministración evaluar la velocidad máxima de circulacióndespués de los trabajos de mantenimiento, dado que la resis-tencia lateral es un parámetro de seguridad de circulaciónfundamental.

Depuradoras-desguarnecedoras de balasto

No hay que olvidar las depuradoras-desguarnecedorasde balasto. Dado que la labor prioritaria de una máquina depu-radora de balasto es la renovación del lecho de balasto, lasmáquinas de última generación presentadas en España, apartede incorporar dispositivos de aportación de balasto nuevo, dis-positivos de preparación de la cadena de trabajo que mejoran lostiempos y reducen la penosidad, etc., incorporan sistemas demedición de rebaje de capa por cada hilo y garantizan, medianteel uso de dispositivos electrónicos, el mantenimiento de la geo-

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Novedades en los equiposmontados en la maquinariadel mercado ibérico

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metría de vía, incluso los peraltes de la vía. Este tipo de avancespermiten optimizar los cortes de trabajo, ya que la combinaciónde todos los sistemas garantizan un alto rendimiento y la reaper-tura del tramo tratado para una circulación comercial regular,reduciendo de forma importante los costes asociados a la nodisponibilidad de la vía.

Dresinas

Finalmente, hay que destacar las dresinas de vía o catena-ria. En este tipo de vehículos diseñados y fabricados para múlti-ples y diferentes funciones durante los últimos años se hanmontado desde sofisticados sistemas de medición de geometríaabsoluta y sistemas inerciales a altas velocidades para Adif oRefer, hasta pantógrafos sensorizados para la medición de pará-metros de catenaria. Dado que la familia de dresinas de Plasserson vehículos auxiliares diseñados a medida de las necesidadesdel usuario, permiten incorporar los distintos sistemas de traba-jo y de medición que la administración ferroviaria o el usuariorequiera.

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El registro de la geometría de víacomo curva espacial es una pre-misa imprescindible para lacorrecta evaluación del estadode la vía. Una simple medición dela altura de flechas no sería enningún caso suficiente. El rangode longitud de onda, que varía enfunción de la magnitud de medi-ción, abarca desde el margenmilimétrico hasta los 100 metros.Las magnitudes de mediciónabarcan desde la micra al metro.

Los vehículos de mediciónde estas características presen-tan velocidades de medición dehasta 300 km/h.

Ventajas del registro simultáneo

Es cada vez más frecuentellevar a cabo tareas de construc-ción de forma coordinada paragarantizar la menor interferen-cia en el tráfico. Resulta por lotanto obvio llevar a cabo, deforma simultánea, y con unmismo vehículo de medición, elregistro de parámetros impor-tantes para cada uno de losámbitos. Este registro simultá-neo ofrece además la posibilidadde llevar a cabo correlacionesentre los diferentes defectos devía para obtener informaciónsobre posibles conexiones yrelaciones entre los mismos. Undefecto en la altura de la víapodría estar relacionado porejemplo con un desgaste excesi-vo de la catenaria. Como loscostes ocasionados por elempleo de un vehículo de medi-ción son aproximadamente losmismos que los provocados porla medición de uno o más pará-

metros, la rentabilidad del vehículo aumenta con la cantidadde parámetros que se vayan a registrar de forma simultánea.Los vehículos de medición multifuncionales ofrecen la venta-ja adicional de mostrar todos los parámetros medidos entiempo real para cada punto.

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La medición, base para una estrategia de mantenimiento

La amortización ocupa el lugar más destacado en los costes de conservaciónde la vía. Por lo tanto, se persigue conseguir un aumento de la vida útil dela vía, para obtener una mayor rentabilidad. La eliminación de errores aisla-dos tiene poco sentido; una alta calidad inicial y una estrategia de conserva-ción selectiva, que defina intervalos óptimos de mantenimiento, ofrece ven-tajas económicas sensiblemente mayores. Los procedimientos de mediciónde Plasser & Theurer conforman la base para ello. La información que sumi-nistran sobre el comportamiento de la vía va mucho más allá que la simplemedición de errores aislados.

1. Bastidor de medición con una distancia fija con respecto a la superficie

del carril.

2. Unidad de medición inercial IMU.

3. Sensores de medición para el ancho de vía.

4. Haces de rayos láser para el palpado del ancho de vía.

5. Registro de datos por GPS.

6. Ordenador de navegación.

7. Curvas azules: curvas espaciales de ambos carriles como resultado de la

medición, que representan el recorrido exacto de la vía (obtenidas con

ayuda de los datos del GPS).

8. Líneas verdes: posición teórica de la vía.

9. Flechas rojas (horizontales): errores de alineación, calculados a partir de

la curva espacial correspondiente.

10. Flechas naranjas (verticales): errores de nivelación, calculados a partir de

la curva espacial correspondiente.

Requerimientos de un vehículo de medición