Se sustenta en unos ejes rodando sobre la vía férrea.

  Ha permanecido inalterable en el tiempo, pese a los grandes cambios en la operación, la infraestructura y la explotación.

  Limitaciones: rozamiento de metal sobre metal y mantenimiento de trayectorias definidas limitando la libertad.

  El bajo rozamiento del metal sobre metal (3 Kg./ton remolcada) moviliza miles de toneladas con potencias reducidas, moderado consumo de energía. Exige extremar la señalización, sistemas de frenado y limitar las pendientes en los tramos de mayor tráfico

  La capacidad para transportar volúmenes considerables de personas y mercancías, a cortas y largas distancias.

  Facilidad de automatización y aplicación de la informática moderna en su operación y explotación.

  Seguridad a velocidades muy altas.   Independencia de la plataforma que evita la congestión.   Con alimentación eléctrica no hay contaminación ambiental   Con rieles soldados el ruido es mínimo

  Mínima distancia entre las caras laterales interiores de los rieles.

  Estándar de 1.435 mm según la conferencia de Berna de 1887.   Yárdica de 914 milímetros, conocida como trocha angosta.

Adoptada por Colombia.   La diferencia entre las dos trochas afecta la operación de los

servicios, la disponibilidad de material rodante y sus costos.

Una de las ventajas insuperables de los ferrocarriles es la forma como el conjunto riel, durmiente y base absorben verticalmente los esfuerzos producidos por el paso de los vehículos a cualquier velocidad, lo cual disipa los efectos negativos sobre los suelos, fenómeno que no ocurre con los pavimentos.

La sucesión de traviesas que sostienen un carril de acero de alta resistencia, permite que el conjunto funcione como una viga continua y la carga se reparta proporcionalmente a todo lo largo de la carrilera.

ESFUERZOS EN LA VÍA FÉRREA

ESFUERZOS EN LA VÍA FÉRREA

Rigidez entre riel y durmiente Distribución de cargas debajo de los

durmientes

Análisis de deformaciones permanentes de vías férreas balastadas. ALI AL SHAER. ENPC.2002.

COMPARACIÓN DE LA AGRESIVIDAD

Eje delantero: 7.5 toneladas - 7.5 toneladas Segundo eje: 12.0 toneladas - 12.0 toneladas Tercer eje: 10.5 toneladas - 10.5 toneladas Cuarto eje: 10.5 toneladas. A = agresividad, P= peso del eje, P0 = eje estándar de referencia

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LA FRICCIÓN ENTRE LA RUEDA Y EL RIEL

W= peso medio por eje expresado en Ton. J, k coeficientes que dependen del tipo del vagón (0.03 y 0.00034) V= velocidad expresada en KPH A= ancho total del vagón N= número de ejes por vagón. Resistencia al desplazamiento varía entre 2 y 3 kg/Ton traccionada.

El ingeniero W. J. Davies calculó el valor de la resistencia a la tracción, en kilos por toneladas de peso, de un vagón que se desplaza en tramo recto y horizontal de la vía férrea bajo condiciones normales del clima.

R=1,1T+60,8C

donde:

R: resistencia total en tramo horizontal expresada en kg. T: peso total de los coches y su contenido en toneladas métricas. C: número total de coches del tren

AREMA calculó la resistencia al desplazamiento de los trenes en condiciones normales, en tiempo seco y con excelente material, a velocidades entre 11 y 56 KPH, mediante la aplicación de la ecuación:

Los valores obtenidos al aplicar la ecuación, variaron entre 2.0 y 4.0 kg / Ton traccionada. La media satisfactoria para el tráfico mixto es de 3.0 kg/Ton traccionada.

El ingeniero Millard O. Starr (Universidad de Illinois) en su trabajo “A comparative analysis of resistance to motion in commercial transportation”, determinó la resistencia al rodamiento para velocidades que varían de 4 a 40 millas/hora en línea recta

R= 17,9 + (1,39 v - 10,2) W donde:

R: resistencia unitaria al rodamiento en libras/Ton v: velocidad en millas/hora W: peso total del vehículo en Ton Convertida a las mismas unidades: los valores obtenidos de R varían entre 1.5 y 4.0 kg/Ton traccionada.

• Los investigadores aplicaron las mismas fórmulas para el caso de los vehículos que se desplazan por una carretera, teniendo en cuenta que la resistencia propulsora es análoga a la de tracción que afecta a los trenes.

• Además, los factores que inciden en dicha resistencia incluyen las diferentes características del vehículo como el estado de las llantas, la presión de inflado, el estado de la vía, los impactos y la resistencia del aire.

• Con base en una velocidad promedio de 65 KPH y pavimento en buen estado, se le asigna normalmente un efecto resistivo de 9.1 kg/Ton; cuando el estado de la carretera es regular el efecto sube a 13.6 kg/Ton y si la superficie está en malas condiciones ese factor alcanza a los 18 kg/Ton.

Síntesis de las comparaciones por la fricción:

La resistencia promedio para la rueda de acero es de (aprox.) 1.8 kg/Ton traccionada y para neumáticos es de 7.3 kg/Ton traccionada.

Si se tiene en cuenta efectos como la velocidad, estos valores se aproximan a 2.72 y 13.6 respectivamente, los cuales se adoptan como resistencia media de la vía férrea y la carretera.

  Para cada radio de curva se define una velocidad máxima que depende de un factor K. Mientras más ancha sea la trocha, la velocidad es mayor porque es directamente proporcional:

Velocidad máxima en curva según K   Para la trocha estándar el valor del coeficiente K universalmente

adoptado es de 4.6   Para la trocha de yarda, el valor del coeficiente K es de 3.36

Resistencia “r ” al avance en recta y en curva:

Para el cálculo de la resistencia al avance, en plano y en recta, promedio por unidad de peso, expresada en kg / ton, se utiliza la fórmula de Davies:

Resistencia al avance en curva, en función del radio

K= coeficiente de rozamiento entre la rueda y el riel R= radio de la curva

ABSCISADO Y CURVAS CORREDOR OCCIDENTAL TMC

Para el efecto tomamos la ecuación del sistema alemán (Ferrocarriles Mexicanos -Francisco M. Togno 1968):

Para trocha de yarda: r= 2.77+ 0.03 V + 0.00035V2 Para trocha estándar: r= 2.77 + 0.014 V + 0.0003 V2

Para R = 200 metros » V = 4.60 * 2000.5 = 4.60 x 14,142 = 65.05 km / h Para R = 250 metros » V = 4.60 * 2500.5 = 4.60 x 15,810 = 72.73 km / h

EL PROBLEMA DE LOS CAMBIAVÍAS PARA EMPALMAR DIFERENTES ANCHOS DE TROCHA, NO ES INSOLUBLE.

 Colombia debe ir con la meta de la integración de los sistemas de transporte.  Fortalecer el sistema de transporte mediante la adopción de redes multimodales de alta competitividad.   En el caso del proyecto del Ferrocarril Central, columna vertebral de la economía y desarrollo del país, se deben integrar carreteras, ferrocarriles, ríos y puertos.  El país esta rezagado en sistemas multimodales de transporte; no los conoce, pero sufre las consecuencias de este atraso.

REFLEXIONES

Es imperat ivo evitar que los grandes presupuestos y los compromisos del Estado en las próximas concesiones, se basen en tecnologías de más de 150 años ya superadas.

REFLEXIONES

La trocha estándar (1.435 mm) es la utilizada por la gran mayoría de los países del mundo para el transporte a grandes distancias y alta velocidad, sobre rieles de 115 ,125 o 136 lbs/yarda, de contenedores, remolques de tractomulas (“piggyback” en camabaja),

Es ventajosa para el transporte de pasajeros en trenes rápidos, de cercanías Permite velocidades por encima de 250 kph.

La trocha estándar cuenta con capacidad de carga dos veces mayor que la yárdica; y como sus trenes pueden desplazarse a más del doble de la velocidad permite capacidades de transporte entre cuatro y cinco veces mayor.

Permite utilizar locomotoras de mayor potencia para transportar mayores volúmenes de carga en trenes más largos.

REFLEXIONES

El material rodante para trocha estándar es de fabricación en serie y cuestan la mitad por unidad de potencia o de capacidad de carga, de lo que cuestan los equipos para trocha angosta.

La fabricación de trenes para trocha angosta se hace exclusivamente sobre pedido y tienen plazos de entrega dilatados.

Por ejemplo una locomotora de 1.000 hp para trocha estándar cuesta la mitad de lo que cuesta la de igual potencia para trocha angosta.

REFLEXIONES

El valor del transporte por tonelada /km en trocha estándar es entre ocho y diez veces más barato que en trocha angosta, porque la relación de velocidad de 2.5 entre vía angosta y estándar hace que el tiempo de ocupación de ésta vía es tantas veces menor, lo cual le permite correr más trenes en iguales tiempos.

REFLEXIONES

Los ferrocarriles en Colombia representan:

  La historia de la cultura y del desarrollo del país

  La herencia de una gran ingeniería representada en obras, que no podemos perder y que son un aliciente para nuevas generaciones de ingenieros

  Aún con el transcurrir de los años, gran parte de la red sigue justificando su trazado que es tan aprovechable como sus estructuras.

GRACIAS