Ferrocarriles. Contituyentes, planeación y construcción de una estación ferroviaria.

 

Trabajo realizado por Mercedes Liñan

 

IntroducciónI.- El FerrocarrilDefiniciónConstitución de la vía El RielLos DurmientesPlacas para durmientesEl BalastoII.- Planeación de una Estación FerroviariaIII.- Construcción de una vía FerroviariaIV.- Procedimiento de Construcción de una vía Ferroviaria

Introducción

 

El ferrocarril remonta su origen al igual que el camino, por donde transitaron mayas, incas guerreros y comerciantes a pie y a caballo,

en carretas y diligencias desde hace 300 años hasta el de 1808, en que nace la locomotora de vapor.

 Es por eso que en este trabajo, presentamos una investigación acerca de este medio de transporte, que abarca desde como esta constituida una vía férrea, los estudios que se requieren para la realización de la misma e incluso como se planea una estación ferroviaria.

 Para la realización de este trabajo acudimos a T.F.M. (Transportes Ferroviarios Mexicanos) y charlamos con el Ing. Marcelo Isaac Vara de la Cruz, a quien le agradecemos el habernos atendido; y se consultó en varios libros acerca del tema.

 

 

I. El Ferrocarril

 

Definición.

Un ferrocarril se puede definir como la vía provista de guías paralelas, denominadas rieles, sobre las cuales se deslizan una serie de trenes movidos por tracción mecánica.

 

Constitución de la vía.

La vía de un ferrocarril se compone de dos partes principales: las terracerías y la superestructura.

 

o Terracerías:

Conjunto de obras formadas por cortes y terraplenes para llegar al

nivel de subrasante, y a la superestructura.

 

o Superestructura:

parte que va arriba de la terracería y la forman dos hileras de rieles sujetos a piezas transversales llamadas durmientes, que a su vez descansan sobre un lecho de material pétreo denominado balasto, a lo que hay que agregar los accesorios de la vía tales como placas,

planchuelas, tornillos, etc.

 

 

El riel.

Viene designado por el número de libras de peso por cada yarda de longitud o calibre. En el caso de T.F.M. se utilizan los calibres de 100,112, 115 lb/yd. Está formado por tres partes que son: la cabeza u hongo del riel, el alma y el patín.

 

El riel y sus partes

 

La superficie de rodadura de los rieles no es plana sino combada con el fin de reducir el desgaste recíproco entre rueda y riel. El alma de los rieles es la parte que ha sido diseñada con el fin de absorber los efectos de corte como también los efectos flectores que se producen por la acción de cargas transversales. El patín debe darle al riel su resistencia máxima y una superficie contra las fuerzas transversales que provocan su volteo.

 

Los rieles son normalmente laminados de 12 m (30 pies) de longitud. Los rieles se fijan a los durmientes por medio de clavos que se ponen contrapeados para que no se raje el durmiente.

Los durmientes.

Se llaman durmientes o traviesas a las piezas que se colocan transversalmente sobre el balasto para proporcionar a los rieles de la vía un soporte adecuado. Los durmientes no solo soportan los rieles sino que además, proporciona un medio para que los rieles se conserven con seguridad a la distancia correcta del escantillón.

 

La mayor parte de los durmientes que se emplean en los ferrocarriles son de madera. También existen los durmientes de concreto, metal, concreto con piezas de metal o de madera insertadas; siendo algunos de ellos deseables y económicos cuando se trata de servicios especiales, pero es dudoso que estos puedan competir ventajosamente con los durmientes de madera.

 

Se han hecho diferentes estudios para determinar los factores que afectan la vida de los durmientes de madera. Los tres principales resultados de estos estudios son:

 

El desarrollo del conocimiento científico acerca de la pudrición de la madera, el desarrollo de procesos definidos para tratar químicamente los durmientes con la finalidad de evitar su pudrición y alargar la vida, El desarrollo de placas para durmientes y otros medios de sujeción correctamente diseñados para usarse entre la base y el riel y el durmiente con miras a retardar el desgaste mecánico del durmiente debido al riel.

 

En México, las dimensiones reglamentarias de los durmientes son de 7 pulgadas de grueso, 8 pulgadas de ancho y 8 pies de largo (7" * 8" * 8´).

El esparcimiento de los durmientes en la vía varía de acuerdo a su tamaño y la intensidad de transito. Para permitir un calzamiento correcto con herramientas de mano, se requiere un espacio libre de 25 cm. entre los durmientes adyacentes. En vías troncales algunos ferrocarriles emplean un espaciamiento mínimo de 25 cm. entre durmientes. Aún en ramales poco importantes, la práctica usual es limitar al espacio entre durmientes a 45 cm.

 

Placas para Durmientes

Una placa de asiento bien diseñada y bien colocada en el durmiente evitará el desgaste debido a la acción del riel. Las placas de diseño moderno se hacen de espesores comprendidos entre un mínimo de ½" y un máximo de 5/16", de acuerdo con el peso del riel y el volumen de transito a soportar. La anchura promedio es de 7.5" y la longitud de 10 a 14".

 

Las placas para durmientes pueden dividirse en dos tipos:

 

Placas que se sujetan rígidamente a los durmientes.

 

Placas que quedan sueltas sobre los durmientes.

 

Generalmente se emplean dos métodos para sujetar las placas a los durmientes. El primer método emplea clavos completamente independientes del riel. El segundo, usa clavos que sujetan la placa, pero el gancho de su cabeza queda librando el patín del riel en 1/16". Las placas pueden ser con 4, 6 u 8 agujeros. Estos pueden ser cuadrados o circulares.

 

El balasto

Se llama balasto a cierta clase de material escogido, tal como piedra triturada, grava, escoria, cenizas, etc. que se coloca sobre las terracerías compactadas para dar apoyo y estabilidad a los durmientes o traviesas. El balasto mantiene a los durmientes alineados y nivelados, permitiendo arrojar el agua fuera de ellos y haciendo posible el alineamiento, nivelación y elevación de la vía o bien la renovación de los durmientes sin tocar el lecho. Cuando se coloca correctamente y tiene suficiente espesor, el balasto proporciona un soporte firme y uniforme a los durmientes y distribuye por igual la presión causada por el peso y el empuje de los trenes que transitan por la vía.

 

El material que llena mejor los requisitos de un balasto ideal es la piedra triturada. La piedra caliza, el granito y la lava volcánica son las variedades mas empleadas. T.F.M. especifica para su uso como balasto piedra triturada de origen basáltico de ¾" a 2" y es traído del Sur.

 

 

 

II. Planeación de una estación ferroviaria

 

 

La planeación de una terminal ferroviaria tiene como principio el que exista la necesidad de transportar un producto a cierto lugar. Una vez

que ésta necesidad se define, se sigue un procedimiento básico, el cual consiste de los siguientes pasos:

 

 

Estudios de Mercado, dentro de los cuales se toma en cuenta:

 

Tipo de producto a mover Dimensiones del producto a mover Peso del producto a mover

 

 

Clasificación del producto:

 

Alimenticios: maíz, frijol, sorgo, etc. Industriales o Agroindustriales: Imp. agrícolas, partes y auto partes. Químicos: Prod. Peligrosos, flamables e inflamables, tóxicos y corrosivos. Minerales: Gravas, arenas y metales.

 

Esta se hace para evitar, por ejemplo, el que productos alimenticios lleguen al mismo lugar que los químicos, pues los primeros se pueden contaminar.

 

 

Y por ultimo se hace un calculo de el volumen del producto a mover por día, por semana, por mes y por año y se proyecta hacia a un periodo de 20 años.

 

Esto con el fin de determinar si es conveniente o no la realización de dicha estación.

III. Construcción de una vía ferroviaria.

 

 

 

En el caso de T.F.M. el proceso comienza desde que una compañía hace solicitud al área comercial de T.F.M. y esta convoca a una reunión con el área de infraestructura a quien hace del conocimiento y entrega de la documentación.

 

A continuación T.F.M. (área de infraestructura) hace una visita de campo y recomienda a la compañía interesada el padrón de contratistas adscritos a T.F.M. y verificará su número asignado según su especialidad.

 

El área de infraestructura de T.F.M. verificará las especificaciones de los materiales a emplear y la revisión de planos para que el solicitante solicite los permisos necesarios ante S.C.T. y T.F.M.

 

Una vez aprobado lo anterior, la compañía interesada depositará a T.F.M. el costo económico que se estipule en el presupuesto, el cual es variable al tipo de obra, procediendo a la construcción. El área de infraestructura de T.F.M., emite su permiso de construcción y supervisará los parámetros de la vía construida por la compañía interesada.

 

Si la documentación, planos, estudios de impacto ambiental, pagos correspondientes y la obra están dentro de los parámetros indicados por T.F.M., se procederá a boletinar la obra y cuando la espuela este en operación se efectuara la supervisión de la conexión y de la vía

que este dentro del derecho de vía con determinado costo anual por conexión.

 

 

Ahora bien, para establecer una ruta de vías férreas entre dos puntos a comunicar se tienen que realizar diversos estudios (sin excepción alguna), los cuales son:

 

También se hacen estudios de impacto ambiental, ya que de lo contrario se sancionara con una multa.

 

 

 

IV. Procedimiento de construcción de una vía ferroviaria

 

 Una vez realizados los estudios necesarios que se mencionaron anteriormente, y habiendo hecha una propuesta, definiendo la ruta mas adecuada y económica, se procede a la construcción de la vía férrea.

 

Básicamente lo que se hace es quitar toda la vegetación existente por donde pasará la vía y se quita la capa de suelo con materia orgánica presente (desmonte y despalme).

 

Después, basándose en los estudios de mecánica de suelos, se excava a una profundidad en la que se encuentre un suelo capaz de soportar la carga a la cual será sometido (profundidad de desplante). Al llegar a esa profundidad esta se escarifica el estrato encontrado y se compacta a un 95% de su peso volumétrico seco máximo, prueba proctor estándar.

 

Para darnos una idea de lo anterior, presentamos el siguiente croquis:

 

 

Una vez hecho lo anterior, se procede a realizar la formación de terraplén en capas de 20 cms. de espesor y compactadas al 95% de su peso volumétrico seco máximo prueba proctor estándar, hasta llegar al nivel de subrasante.

 

Se coloca la capa de sub-balasto, con un espesor mínimo de 8" y una compactación del 100% de su peso volumétrico seco máximo en la prueba proctor estándar.

 

 

Una vez colocada la capa sub-balasto, se coloca el balasto donde descansaran los durmientes y el riel.

 

A continuación, mostramos un croquis de cómo queda finalmente el perfil de la vía:

 

 

 

Como datos adicionales podemos añadir algunas de las especificaciones utilizadas por T.F.M.:

1. Pendiente máxima utilizada del -2% o bien +2%, según sea el caso.

2. El grado de curvatura máximo permitido por la S.C.T. es del 10%, pero T.F.M. utiliza como máximo el 8%.3. El espesor de la capa de balasto es de 30 cms. medido de la parte superior del bombeo del terraplén a la base del durmiente.4. El peralte del durmiente es de 20 cms.5. El calibre del riel a emplear será de 100, 112.3 lbs/yda o mayor, nuevo o de segunda clase. Para químicos y Metales 112.3 y 115 lbs.6. Se empleará durmiente de madera nuevo o de segunda clase. La cantidad de clavos será de 6 por durmiente en las tangentes y de 8 en las curvas, de acuerdo al siguiente croquis:

 

7. La distancia entre los centro de vías será de 5.00 metros.8. No se aceptan distancias menores de 2.50 metros del eje de la vía a cualquier construcción, excepto cuando éste sea un muelle de descarga.9. Las terracerías dentro del derecho de vía (terraplén y capa sub-balasto), deberían construirse con material que cumpla con las especificaciones de la S.C.T., donde el ancho de corona será de 6.60 metros, al nivel de sub-balasto, debiendo tener este último un espesor mínimo 8".10. La sección de balasto en la base de la corona será de 4.56 metros y en el ancho de la corona de 6.60 metros, debiendo observar un espesor mínimo abajo del durmiente de 12".11. Para que dos pendientes puedan quedar enlazadas por curvas parabólicas verticales, es necesario que la diferencia algebraica de pendientes sea mayor de 0.5%.12. La separación mínima entre dos curvas verticales debe ser de 20.00 metros, donde estas no se podrán ligar directamente. 13. La longitud de la curva es determinada por la diferencia algebraica de pendientes dividida entre la variación permitida por estación.

 

http://www.construaprende.com/docs/caminos/347-ferrocarriles

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Corte esquemático.

Solución adoptada La experiencia de obras realizadas en la misma zona (como el viaducto de ingreso a la Autopista Illia en su intersección con Av Sarmiento) aconsejaba el uso de un geotextil que actuara como separador y filtro sobre los suelos existentes de muy bajo valor soporte. Nuestra Oficina Técnica recomendó en este caso el uso de un geotextil tejido de resistencia media (

El geotextil se extendió sobre el terreno existente, previa limpieza, en sentido transversal al eje de vía. Se cubrió en exceso toda la caja, sobrepasando lateralmente casi 50 cm la base prevista del terraplén, en los tramos donde se debía elevar la cota. Los paños se vincularon por solapes de 30 cm y un clavado adicional mediante grampas metálicas, asegurando su posicionamiento durante las tareas de relleno

03.08

Como parte de los trabajos de extensión de la Autopista Illia Norte en la zona del Aeroparque.

Estabilización de subrasante ferroviaria con geotextil tejido Plustex T-HLT

Apertura de caja y colocación del gtx. y del suelo seleccionado.

Descripción de la obra La extensión de la rama norte de la Autopista Illia permitirá contar con una vía rápida de salida desde el centro de Buenos Aires hasta la Av. Gral Paz. Para atravesar la zona del Aeroparque era necesario desplazar lateralmente casi 3 km de vías de la concesionaria Ferrovias S.A. (ex-línea Belgrano). Además de la vía doble existente, se prevé una tercer vía y la futura electrificación del tramo, según la planificación ferroviaria de la CNRT (Com.Nac.de Regulación del Transporte).

Comitente: Ferrovías S.A.Proyectista: Ferromel S.A.Contratista: Ferromel S.A.Ejecución: Inicio Marzo 2007

Plano de formación listo para recibir el balasto.

Problema a Solucionar La reubicación de las vías debía realizase sobre terrenos de escaso valor soporte, producto de más de 3 m de rellenos heterogéneos realizados sobre la playa del Río de la Plata al crearse el Parque 3 de Febrero. El proyecto original de la CNRT contemplaba la ejecución de una caja de más de un metro de profundidad para recambio del suelo. Pero existían dos problemas: por un lado el riesgo de encontrarse con suelos menos estables al eliminar una primer capa más consistente. Por otro, la dificultad constructiva que generaban los volúmenes de suelos a remover, aportar y compactar. Dificultad acrecentada porque la obra debía realizarse sin interrumpir el servicio ferroviario, y lindante a la Av. Lugones que es el principal acceso al centro de la ciudad.

Ventajas de la solución adoptada El geotextil tejido PlusTex T especificado posee, por ser del tipo HLT una muy elevada estabilización a la termoxidación, lo que asegura su prolongada vida útil; y por los controles de fabricación al que es sometido una garantía estricta de sus propiedades mecánicas e hidráulicas. Los más de 40.000 m2 empleados permitieron reducir sustancialmente el movimiento de suelos previsto en el proyecto original. Esto, sumado a la sencilla y rápida instalación del geotextil, redujeron los costos y los tiempos de ejecución en los tramos de obra ya realizados.

Vista general de la zona de la obra.

http://www.coripa.com.ar/casos-de-obra/36-3/08-subrasante-ferroviaria-con-Plustex-T-HLT

Se denomina vía férrea a la parte de la infraestructura ferroviaria formada por el conjunto de elementos que conforman el sitio por el cual se desplazan los trenes. Las vías férreas son el elemento esencial de la infraestructura ferroviaria y constan, básicamente, de carriles apoyados sobre traviesas que se disponen dentro de una capa de balasto. Para su construcción es necesario realizar movimiento de suelos y obras complementarias (puentes, alcantarillas, muros de contención, drenajes, etc.).

Se completa la infraestructura básica con sistemas de señalización (antes manuales y ahora automáticas) y, en el caso de líneas electrificadas, con el tendido eléctrico que provee de energía a las locomotoras.

Índice

1 Elementos de la infraestructura 2 Historia 3 Véase también 4 Enlaces externos

Elementos de la infraestructura

Aparato de vía Balasto Catenaria (ferrocarril) Circuito de vía Desvíos (agujas, cruzamientos) Estación ferroviaria Carril Señalización de vías férreas Subestructura ferroviaria

Se denomina trocha o ancho de vía a la separación entre los carriles, la cual debe coincidir con la separación entre ruedas del material rodante. Se mide entre caras internas, tomando como punto de referencia el ubicado entre 10 mm y 15 mm por debajo de la cara superior del carril, diferencia ésta que depende del tipo de carril y de las normas aplicables en el país.

La vía trabaja como una viga sobre lecho elástico debido a su propio peso y la forma de comportarse del balasto, elemento destinado al apoyo y a la distribución de cargas en el terreno, y a contención. Desde el inicio de los ferrocarriles se utilizaban carriles de longitudes reducidas, con juntas de dilatación entre ellos, lo que producía el

característico traqueteo de los ferrocarriles, con traviesas de madera tratada para evitar la putrefacción.

En la actualidad se emplean principalmente traviesas o durmientes de hormigón pretensado y materiales plásticos sobre los que apoyan rieles soldados con longitudes relativamente grandes y juntas de dilatación más separadas gracias a un diseño más perfeccionado.

Historia

Algunas fechas históricas del ferrocarril relacionadas con la evolución de la vía se pueden relacionar en la introducción de los carriles de madera 1676, el forro de hierro del carril 1776, los carriles de hierro fundido 1789, los desvíos ferroviarios 1796, el carril tipo Vignole 1836, el creosato de las traviesas de madera 1838, los carriles de acero 1857, el trazado secante de las agujas 1886, las traviesas bibloque de hormigón 1954, el radio único en vía desviada 1965, la traviesa monobloque de hormigón pretensada 1979, el cambio con velocidad de 100 km/h por vía desviada 1986, el corazón de punta móvil para el cruzamiento de los desvíos 1992 y el cambio con velocidad de 230 km/h por vía desviada 1998.

http://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%ADa_f%C3%A9rrea

Intentos a cruzar la frontera

El Trasandino SurEn 1902 el Gobierno organizó la construcción de un ferrocarril entre Neuquén y el campamento Las Lajas, acercando la frontera chilena. Se abandonó la propuesta por razón de la intimación del FC Sud indicando la intención extender su línea a la frontera chilena pasando por Las Lajas.

Se presentó esta propuesta al Congreso en agosto de 1906 en lugar de la presentada por Sigifredo Nathan y Cía para una línea similar. Se promulgó la ley Nº5535 de 25 de junio de 1908 que estableció la prioridad para la construcción de una línea a Chile por paso Pino Hachado o Lonquimay. Más tarde fue enmendado a algo menos específico. (1)

Poco tiempo después el FC Sud comenzó la construcción de la línea en Neuquén. Llegó pronto la línea a Zapala unos 115 kilómetros lejos de la frontera a cual punto el ferrocarril no podía recaudar más fondos para la construcción. Al lado chileno faltaba unos 110 kilómetros para el empalme con el FC Sud. Como era

1914, es posible que el comienzo de la Guerra Mundial fuera la razón para las dificultades financieras.

La estación Zapala mirando hacia el oeste y Chile – fecha junio de 2011.

Tenía esta sección los pendientes más empinados (1,25%) de todo el FC Sud. El gradiente promedio de Zapala a Neuquén es 0,45%.

Estaciones a Zapala(Buenos Aires) 0 km(Bahía Blanca) 640 kmNeuquenPlottier 1209 kmSenillosa 1227 kmPlaza Huíncul 1300 kmCutral-Co 1303 kmZapala 1382 km

Tomó cargo la administración ferroviaria gubernamental argentina de la promoción de la línea y decidió determinar otra ruta, con cima más bajo, cerca 1.200 metros sobre el nivel del mar, pero con un túnel de longitud 1.000 metros. Se nombró una comisión en 1922. Al mismo tiempo se preparó un acuerdo con Chile, pero la Argentina no lo firmó. El primer artículo tenía los asuntos siguientes.

«Los Gobiernos de la República Argentina y de la República de Chile han resuelto recíprocamente la construcción de dos líneas de ferrocarril que unirán sin trasbordo: primero en el Norte, la ciudad argentina de Salta con el puerto chileno de Antofagasta*, y seguidamente en el Sur, el puerto argentino de Bahía Blanca, por la prolongación del ferrocarril del Sud con Zapala (argentino) hasta su empalme con la red sur chilena, como también el dejarlas terminadas y en condiciones de que dichas líneas pueden prestar servicios en el termino de 3 años a contar desde la fecha, creen llegado el momento de establecer normas que definan y orienten la política interoceánica.» (2)

Note — Este es el Ramal C14, bien conocido, que funciona hoy con la cuarta cima más alta del mundo. Pasajeros pueden disfrutar los placeres de parte de la línea, viajando desde Salta en el Tren a las Nubes. Se explota esta línea sin cremallera con gradiente máximo de 2,5% y radio mínimo de 120 metros.

Se muestra debajo un mapa descubierto en el Archivo General de la Nación en Buenos Aires. La ruta del ferrocarril comienza con una línea sólida que quiere decir que la traza ha sido aprobada. Pues es línea intermitente que sugiere que la línea ya no está aprobada. La línea tiene su rumbo desde Pavía hacia el noroeste desviando a Las Lajas, pues gira hacia el oeste dentro uno de los valles paralelos separados en este mapa por líneas fuertes denominando la divisoria de aguas. Así llega a Paso Mallín Chileno que tiene hasta hoy tiene una carretera cruzando la frontera.

Ya no está completa la línea. Todavía, después de unos ochenta años, están hablando y amenazando comenzar por realidad la construcción.

Está disponible el texto completo del capítulo del libro de Rögind en un apéndice. (1)

Adelante desde ZapalaEn el sitio web del gobierno neuquino con dirección http://www.neuquen.gov.ar/trasandino (3A) hay documentos tratando de los convenios entre los interesados, una cronología de los eventos críticos y estudios hechos. También hay una galería de fotos interesantes con la dirección <http://www.neuquen.gov.ar/trasandino/pages/galeria_obras.asp> (3B) Link currently (January 2011) unavailable.

Parece que estos sitios no estén disponibles ahora. La voluntad política parece ser desaparecido. Las vistas siguientes, mostrando el progreso de las obras fueron extraídas de aquellos sitios.

Esta vista muestra la instalación de la vía sobre el coronamiento preparado que desaparece en el horizonte. Es aparente que hay la necesidad de mucha mano de obra.

Se ha armado la vía y el balasto de piedra está puesto; un tren de balasto, proveído por Ferrosur Roca, adelanta cargado de piedra hasta el punto de necesidad. El vehículo de adelante es un furgón de cola de 60 toneladas; es un tipo introducido por el FC Sud al fin de los años 1920. Note como el balasto cubre los durmientes.

Aquí un peón de vía aprieta los tornillos de la eclisa de seis tornillos de estilo estadounidense. Interesantemente, la especificación indicó el uso de eclisas de cuatro tornillos.

Se ve también las uniones escalonadas. Se escalona las uniones sobre curvas para evitar el uso de unos rieles un poco más cortos como era la práctica en el Reino Unido. La práctica argentina es que el ingeniero calcula la diferencia de longitud entre los rieles de adentro y de afuera. Se corta un riel cerca el medio en tal manera que la diferencia en longitud de los dos partes es igual a la diferencia en longitud de los rieles de adentro y de afuera. Se coloca un riel en el comienzo de la curva para introducir el escalonado en las uniones y se coloca el otro sobre el otro lado al término de la curva para volver las uniones a su posición normal.

Aquí la obra ha llegado a la etapa de la media tapada donde se ha instalado la vía, se ha depositado parte del balasto, se ha mejorado la condición y se ha colocado la vía en la

línea definitiva y al nivel correcto. La segunda tapada supone la colocación de balasto adicional, como se ve en la vista anterior, y la aseguración de la exactitud de la alineación.

Estaba notado en los sitio gubernamentales detalles de las normas para las obras nuevas, como:• Pendiente máxima de la traza es de 14 ‰.• Radios de curva horizontales entre 400/500 y hasta 1.000 m.• Nivel de la subrasante con promedio de piedra de 0,30 m. bajo durmiente.• Carga máxima por eje: 22 ton/eje.• Velocidad de cálculo: 30 Km/hora.• Rieles: Perfil 50 Kg/m o similar.• Durmientes: Quebracho Colorado de 2,70 x 0,24 x 0,12 m.• Distribución de durmientes: 1.622 por Km. • Soldadura de Rieles: Aluminotérmica formando barras de riel de 36 m. de largo

Debajo está un perfil de la vía en desmonte.

Se inauguró una playa de cargas en las afueras occidentales de Zapala, pero no hay evidencia que ha recibido alguna carga.

Desde aquel punto en adelante la línea necesita más y más obras grandes y es evidente porque Zapala ha quedado como el punto de rieles durante tantos años. Se ve en esta foto que los rieles son soldados, asegurados a los durmientes de quebracho con tirafondos, pero sin asientos.

Otra vista a nivel del riel, con las montañas en el horizonte.

Siguiendo los cientos de kilómetros del tren cruzando los llanos abiertos desde el oriente, una trinchera como ésta es una sorpresa,Es claro porque ambos la gerencia ferroviaria y los gobiernos han dudado finalizar los últimos kilómetros a la frontera.

Una vista en la dirección opuesta desde el cima de la misma trinchera.

En el presente, 2011, las obras de tierra y la vía no estienden mucho más que Los Catutos, posiblemente a unos veinte kilómetros al noroeste de Zapala. No hay evidencia de la continuación de las obras. Sería un hombre muy bravo que aposta que un tren llegare a la frontera este lado de la eternidad.

El lado chilenoHay un escrito con dirección <http://www.amigosdeltren.cl/ferrochile/estudios/lonquimay/lonquimay_it_es.php> (4) que escribe sobre este proyecto desde la perspectiva chilena.

Esta foto de calidad inferior muestra una boca del túnel Los Raices del ramal a Lonquimay. Era intentado ser el enlace chileno del FC Trasandino desde Neuquén. Pero la Argentina faltaba el entusiasmo para este proyecto. Últimamente los chilenos no querían esperar más y se clausuró el ramal. Hoy (2011) el túnel sirve como carretera de sentido único según la hora del día, y con calidad de aire muy mal en la anchura estrecha. Muestra esta vista el túnel acercando el fin de la construcción con una vía férrea provisoria de trocha angosta saliendo del mismo.

Fuentes:1 El Ferrocarril Transandino Sud por Lonquimay. Capítulo 55 (parte). Historia del Ferrocarril Sud 1861-1936. William Rögind, 1937. Buenos Aires, presumiblemente publicado por el FC Sud.2 Ibid. Página 616.3 Sitio web del Gobierno de la Provincia del Neuquén (A) <http://www.neuquen.gov.ar/trasandino> (B) <http://www.neuquen.gov.ar/trasandino/pages/galeria_obras.asp> Link currently (January 2011) unavailable.4 Interpretación Histórica del FFCC por Lonquimay. Ian Thomson Newman. <http://www.amigosdeltren.cl/estudios/interpretacion-historica-del-ffcc-por-lonquimay>

29-7-12

Pagina buscada por samuel

http://www.ferrocarrilesenelconosur.co.uk/03Sfovertheandes.html

Domingo 23rd septiembre 2012by El Inge Ese

En este trabajo trataremos los ferrocarriles desde el punto de vista de la ingeniería civil; es decir, nos enfocaremos de manera preferencial en el desarrollo y tendido de la vía férrea, quedando el desarrollo de las locomotoras y los vehículos de arrastre para la ingeniería mecánica y la logística y aprovechamiento del tendido para la ingeniería industrial.

Los ferrocarriles son, hoy por hoy, el medio más económico de transportar mercancías dentro de una nación. Su mayor desventaja es, sin duda, el hecho de que se deben tender vías entre los puntos que se desean conectar, y que las vías no son precisamente económicas; sin embargo, esto mismo podemos decir de las carreteras.En los últimos años el desarrollo de las vías férreas se ha visto gravemente disminuído y se ha dejado de invertir en el desarrollo de nuevas rutas a favor de la construcción de carreteras y autopistas; el transporte de pasajeros también se ha visto fuertemente impactado por los aeropuertos y las aerolíneas de bajo costo. Sin embargo, el ferrocarril juega aún un papel importante en la transportación de mercancías en el país. La velocidad del tren no supera, por lo normal, los cien kilómetros por hora, pero transporta una cantidad de carga muy superior a la que puede transportar con seguridad una flotilla de camiones en una autopista por la misma cantidad de dinero.

Elementos que componen la superestructura.

La construcción de una carretera y una fía férrea comparten muchos elementos en su subestructura, y éstos comienzan a diferir radicalmente en la superestructura. La función de ésta última es mantener el riel, y por tanto, la vía en su lugar geométrico. Podemos imaginar el riel como una viga continua, apoyada sobre durmientes, cuya función es mantener el escantillón, es decir, la separación entre rieles a todo lo largo de la vía. Hay dos grandes métodos de construcción de vías: la clásica y la elástica. Comenzaremos por la vía clásica, porque es la más fácil de desarrollar.

La vía clásica es aquella en la cual se tienen rieles de una longitud fija, no unidos entre sí, y con juntas de dilatación que permitan su contracción y expansión frente a altas y bajas temperaturas. Generalmente los rieles son similares a las vigas en I, compuestos por un patín, un alma y un hongo.

Los rieles están dispuestos en paralelo y con las juntas cuatrapeadas o escalonadas, de manera que el tren no caiga con fuerza en la junta de expansión al mismo tiempo, lo cual aumenta la vida útil tanto del riel como de la rueda. Para mantener el escantillón se utilizan durmientes, usualmente de de pino tratado en las rectas y encino en las curvas, aunque actualmente se usan durmientes de concreto por su mayor durabilidad a la intemperie. Los durmientes, que en México suelen instalarse cada 50 centímetros en las vías de menor capacidad de carga,  transmiten las cargas al suelo y se encargan de mantener las vías en su lugar geométrico. Es conveniente señalar que los durmientes son normalmente más anchos que altos. En la vía clásica, en México y en la mayor parte de los climas, las juntas de expansión se encuentran al descubierto, pues el paso de los trenes termina por destruir con gran rapidez cualquier protección que se le ponga. 

El durmiente se encuentra rodeado por balasto, que es piedra triturada. El balasto transmite la carga a la terracería subrasante, quien a su vez transmite la carga a la capa subyacente. De esta manera, la carga útil que el terreno natural tiene que sostener al pasar un tren es comparativamente menor  a que si los rieles estuvieran colocados directamente encima del terreno. Para efectos prácticos, emplearemos en la vía clásica rieles de calibre 100, los cuales tienen una medida de 39 pies y un peso de cien libras por yarda.

Vía férrea con durmientes de madera (primer plano) y de concreto (segundo plano)

Los rieles no se montan directamente sobre el durmiente: hay una serie de herrajes diseñados para soportarlo y mantenerlo en posición, que además permiten transmitir las cargas de manera homogénea. El riel debe encontrarse a noventa grados del eje central de la vía en todas sus direcciones, y se coloca sobre una placa de asiento, la cual se clava al durmiente. La placa de asiento tiene un doble hombro que impide que el riel salga de su lugar geométrico. Los clavos impiden que la placa de asiento se mueva, y el balasto impide que el durmiente se mueva de su lugar. Como un mismo durmiente sostiene dos secciones del riel, éste siempre  estará paralelo, sin embargo, es necesario que el eje central del riel no varíe considerablemente a lo largo de la vía, para evitar un descarrilamiento. Cuando el durmiente es de concreto la placa de asiento se atornilla; en los durmientes de acero se puede utilizar una placa de asiento o ésta ya puede venir integrada en el cuerpo del durmiente. La separación entre durmientes va en función de la capacidad del tren y la capacidad del suelo. Mientras más durmientes haya, menor será la vibración y el peso que tiene que transmitir al suelo; también se aumenta el costo de la vía y el peso total de la vía férrea. Así, los durmientes de concreto se reservan generalmente para los tramos que tienen mayor uso y carga. El escantillón en una vía clásica  usualmente es de cuatro pies ocho y media pulgadas, esto es, 1.453 m con una tolerancia de no más de dos pulgadas o 5.08 cm a 1.58 cm debajo de la banda de rodamiento del riel.  Gracias a la fuerza del terreno circundante y del mismo riel, los durmientes no tienen que estar todos en perfecto estado al circular el tren, e incluso en un momento dado puede desaparecer un durmiente sin que se afecte sobremanera la geometría de la vía; sin embargo, no debe despreciarse la presencia de los durmientes, por su factor estabilizador y su capacidad de transmisión de cargas, por lo que debe verificarse constantemente su salud y cambiar a la brevedad aquellos durmientes dañados o que han excedido su vida útil.

Bogie Bettendorf en exhibición en el Illinois Railway Museum

Por sobre los rieles viajará el convoy del ferrocarril propiamente dicho, y para su cálculo nos basamos no tanto en la locomotora sino en los trucks. Entendemos por truck o bogie a un par de mancuernas unidas a un vagón, plataforma, furgón o tanque. Generalmente cada segmento de un tren tiene dos trucks, uno adelante y otro atrás. Las mancuernas son un par de ruedas conectadas por un eje, y cada rueda tiene su propio juego de balatas para frenado; las ruedas suelen ser de acero.  Cada sección del ferrocarril debe tener un peso máximo de 50 toneladas y transportar una carga máxima de 50 toneladas, de manera tal que el peso máximo de cada sección es de 100 toneladas métricas.  Dado que cada sección cuenta con dos trucks, y suponiendo una carga uniformemente distribuída, el peso máximo que debe soportar cada truck es de 50 toneladas. Dado que cada truck cuenta con cuatro ruedas, en un momento dado cada rueda soporta 12.5 toneladas. En los rieles de calibre cien cada rueda tiene un área de

apoyo  aproximada de una pulgada cuadrada, y las ruedas tienen una forma de cono truncado, más anchas en la base, que minimizan el desgaste del riel y proporcionan mejor agarre en las curvas que las ruedas cilíndricas.

Utilizando estos datos podemos obtener la resistencia necesaria de cada riel. Dado que la tensión a que está sometido un elemento es equivalente a la presión ejercida sobre el

área de apoyo, podemos utilizar la fórmula  para calcular la resistencia mínima de

nuestro material: . La resistencia de un riel de acero viene dado por su módulo elástico y su índice de alargamiento de la forma , donde es equivalente al diferencial de longitud sobre longitud en la cual el acero puede regresar a su forma original sin sufrir una deformación permanente, una magnitud

adimensional que en el caso del acero es igual a y E es igual a

, lo cual vuelve la tensión máxima en la zona elástica

. Para propósitos de seguridad, esta cifra máxima la dividiremos

a la mitad, para tener un factor de seguridad y entre 3.5 para

obtener el peso admitido de la vía  . Suponemos de esta manera que el peso máximo admitido de la carga y el del carro combinados no exceden el factor de seguridad, y que de manera habitual los vehículos no alcanzarán el peso admitido.

El riel de calibre cien se refiere a un riel con valores unitarios nominales de 100 libras de peso por cada yarda de longitud, con una longitud de 39 pies. En el sistema métrico decimal, este riel mide 11.8872 metros, pesa 589.6658 kilogramos, y tiene un valor unitario de 49.6051 kilogramos por metro cuadrado. El área de la sección transversal es de . Es de hacer notar que, aún a riesgo de caer en falsa precisión, con estos tonelajes y resistencias basta una pendiente del 0.03% para que los carros se muevan solos a lo largo de la vía, por lo cual se deberá tener especial cuidado en el diseño y construcción de los patios de maniobra.

Teniendo en cuenta los datos anteriores podemos calcular cuál será el valor que usaremos para la separación entre rieles, la cual actuará como junta de dilatación. El problema podemos simplificarlo un tanto si calculamos el diferencial de temperaturas al cual estará sometido de ordinario un riel. Para propósitos educativos, sin embargo, podemos utilizar las temperaturas más extremas en las cuales puede circular un ferrocarril. Supondremos un verano con temperaturas abrasadoras de 60°C y un invierno con temperaturas congelantes de -20°C, lo que nos da una temperatura de 20°C en promedio y un diferencial de 40°C.  La diferencia de longitud , de donde podemos calcular un valor .

Con estos datos ya es posible calcular el número de rieles que se necesitarán para cubrir un kilómetro de vía. Puesto que un riel mide 1188.72 cm, si usamos durmientes de 50 cm se necesitarán 23.77 durmientes por riel, redondeando, 24 unidades. Cada durmiente de madera de pino tratada pesa 59 kilogramos. En un kilómetro de vía se requerirán entonces 84.5 rieles por hilo, es decir, 168.25. Redondearemos este número a 169. El

número de durmientes, por tanto, será de durmientes. El peso de los 169 rieles será de 99652.54 kilogramos, redondeado a 100 toneladas, y el peso de los durmientes será de 119.652 toneladas, redondeado a 120 toneladas.

Planchuela de conexión y placa de asiento sobre durmiente de madera tratada.

Para unir dos rieles en la vía clásica se requiere usar dos planchuelas de conexión, las cuales generalmente van atornilladas, aunque en las vías más antiguas iban remachadas.

Cada planchuela para el riel de calibre cien tiene un peso de   , aproximadamente 15.115 kg. Hay que unir 169 juntas, es decir, se usan 338 planchuelas, lo que nos da un peso de 5108.87 kg, 5.1 toneladas. Las planchuelas se aseguran con cuatro tornillos, cada uno con una rondana de presión y una tuerca. Cada tornillo mide 6½ in de largo y 2 in de diámetro (16.51 cm × 5.08 cm) y junto con su tuerca y rondana pesa 500 gramos. Se requieren, por tanto, 676 tornillos, lo que da un total de 338 kilogramos.

Cada tornillo puede resistir una fuerza cortante máxima de . Cada placa de asiento de doble hombro se asegura en las rectas con dos clavos y en las curvas con cuatro. Se requieren dos placas por durmiente, y cada placa pesa 12 kg, por lo que las 4056 piezas tendrán un peso de 40.672 toneladas. En una recta se requieren 4 clavos por durmiente, cada clavo con un peso de 0.34 kg, por lo que las 8112 piezas tendrán un peso de 2758.08 kg. El balasto, por medio lineal de vía, tiene un volumen de 1.5 m³ y un peso de 2.7 toneladas. Por tanto, por kilómetro el balasto pesará 4050 toneladas y tendrá un volumen de 1500 m³.

Curiosamente, podemos observar que el medio más barato para transportar tan grandes volúmenes de material es el mismo tren: para abaratar los costos de transporte se utiliza la misma vía que se está construyendo para transportar el material, y se comienza a construir desde ambos extremos al mismo tiempo.

Continuaremos este trabajo analizando los defectos de los elementos de la vía y sus efectos en el transporte.

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