Fundamentos Técnicos de la Infraestructura y Superestructura del Sistema Ferroviario

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Índice de contenidos

1. Capítulo I El camino de rodadura
2. Capítulo II El ancho de vía
3. Capítulo III El asiento de la vía
4. Capítulo IV Características de la vía
5. Capítulo V Características del material
6. Capítulo VI Características mixtas
7. Capítulo VII Cargas por eje admisibles
8. Capítulo VIII Gálibos
9. Preguntas de repaso
10. Bibliografía

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Capítulo I El camino de rodadura

La estructura de rodadura en un sistema ferroviario constituye uno de los pilares fundamentales de la ingeniería de transportes terrestres. Para permitir que los vehículos ferroviarios circulen de manera segura y cómoda, es indispensable construir una estructura capaz de soportar las solicitaciones tanto ordinarias como extraordinarias generadas por el paso de trenes, minimizando al máximo las deformaciones permanentes mediante la incorporación de deformaciones elásticas controladas.

Esta estructura debe distribuir adecuadamente las fuerzas transmitidas hacia la plataforma base, asegurando que las tensiones resultantes no superen la capacidad resistente del suelo subyacente. El conjunto completo que cumple estas funciones recibe el nombre de vía férrea, comúnmente conocida simplemente como vía, y constituye el elemento físico sobre el cual descansan los vehículos ferroviarios durante su desplazamiento.

Es importante aclarar que la terminología técnica distingue entre vía férrea y línea férrea; esta última está compuesta por uno, dos o más carriles independientes de vía, permitiendo así diferentes configuraciones operativas según las necesidades del transporte.

I.1 Partes

La estructura de una vía férrea se divide en dos componentes principales interdependientes:

a) La infraestructura: constituida fundamentalmente por la plataforma o lecho de apoyo que sostiene todo el sistema.

b) La superestructura: el conjunto integrado por los elementos de rodadura y fijación que operan directamente con el material móvil.

La superestructura merece un análisis más detallado, ya que se compone de varios elementos esenciales: dos filas paralelas de carriles que proporcionan la trayectoria para las ruedas de los trenes, traviesas (elementos estructurales orientados de forma transversal al eje de la vía que actúan como elementos de sujeción para los carriles) y balasto (la capa de material granular sobre la cual se apoyan las traviesas, distribuyendo las cargas hacia la infraestructura). Complementariamente, se incorporan diversos elementos auxiliares como placas de asiento, bridas de unión, sistemas de clavazón y otros accesorios que aseguran la cohesión del sistema completo.

Un aspecto notable de la evolución ferroviaria es que la configuración básica de la superestructura ha permanecido prácticamente invariable desde los orígenes del ferrocarril, demostrando la solidez y efectividad del diseño fundamental.

I.2 Funciones

Cada componente de la superestructura desempeña funciones específicas pero interconectadas que determinan el comportamiento integral del sistema.

El carril actúa como el elemento estructuralmente más crítico, asumiendo directamente las cargas puntuales transmitidas por las ruedas del material rodante. Sus funciones se pueden clasificar en dos categorías principales:

• Función de sustentación: el carril debe absorber y transferir de manera segura todos los esfuerzos generados por la circulación de trenes, realizando esta tarea con un desempeño generalmente confiable bajo las condiciones de diseño previstas.

• Función de guiado directivo: mediante la interacción entre las pestañas laterales de las ruedas y la geometría específica del carril, se logra mantener los vehículos sobre la trayectoria correcta. Sin embargo, este mecanismo de guiado conlleva consecuencias no deseadas, en particular la generación de rozamiento significativo entre las superficies de rodadura y el carril en secciones curvas, así como entre las pestañas y los carriles tanto en alineaciones rectas como curvas. Este fenómeno de fricción constituye una de las principales causas de desgaste prematuro y de los problemas asociados al mantenimiento de la vía y la conservación del material rodante.

Las traviesas, por su parte, desempeñan funciones estructurales igualmente importantes: mantienen y garantizan la separación constante entre los dos carriles (función conocida como arriostramiento lateral) y actúan como elementos de transmisión, canalizando los esfuerzos captados por los carriles hacia la capa de balasto subyacente. Comportamiento estructural del sistema de via

• El balasto tiene por función transmitir y repartir sobre la plataforma, lo más uniformemente posible las cargas de los trenes y evacuar lo más rápidamente posible las aguas de lluvia del asiento de las traviesas.
• Además será también función del balasto la de arriostrar las traviesas por rozamiento para evitar el desplazamiento de la vía, constituir con ellas un lecho elástico y permitir la evaporación del agua de la plataforma por capilaridad.

Capítulo II El ancho de vía

En el análisis de sistemas ferroviarios, el ancho de vía emerge como un parámetro dimensional fundamental que condiciona múltiples aspectos tanto del diseño como de la explotación operativa de las líneas. Esta característica geométrica se define técnicamente como la distancia medida entre los planos internos verticales de los carriles, específicamente en la zona de contacto con las ruedas. Para garantizar la precisión de esta medición, se establece convencionalmente que la determinación del ancho debe realizarse en un plano horizontal situado a una profundidad de 15 mm (designado como \(z_p\)) por debajo del plano de rodadura, que es la superficie de contacto efectiva entre la rueda y el carril.

La especificación del ancho de vía representa una decisión de diseño trascendental, ya que esta dimensión se mantiene constante a lo largo de toda la línea ferroviaria en alineaciones rectas, pero puede modificarse estratégicamente en curvas para optimizar la inscripción de vehículos equipados con ejes motrices.

II.1 Tipos

El ancho de vía internacional adoptado por la mayoría de los países en la Conferencia de Berna de 1907 y constituye el 61,5\% de las líneas del mundo, tiene un valor de \(4^{\prime}\) 8,5”, equivalente a \(\mathbf{1 . 4 3 5 ~ m m}\). Este valor es el mínimo en alineación recta. En curva, debido al problema de la inscripción de vehículos, en especial los vehículos dotados de ejes motores, se da un sobreancho en función del radio de la curva, siendo el máximo de \(\mathbf{1 . 4 7 0 ~ m m}\). El valor entre ejes de los carriles es aproximadamente de 1.500 mm .

En España se fijó el ancho de vía en el Pliego General de Condiciones que formaba parte de la R.O. de 31 de diciembre de 1844, redactada por los ingenieros de Caminos Subercase y Santa Cruz. Dicho valor fue de seis pies castellanos. La equivalencia al sistema métrico decimal es de \(0,2786 \mathrm{~m}\) por pie castellano, de modo que los seis pies son 1,6716 m. Pero al ser el primer ferrocarril peninsular el Barcelona-Mataró, construido por ingleses, estos se atuvieron a sus unidades y, buscando la equivalencia más próxima en medidas inglesas, adoptaron el ancho de cinco pies ingleses y seis pulgadas que, llevado al sistema métrico da: \((5 \cdot 0,3048)+ (6 \cdot 0,0254)=\mathbf{1 , 6 7 6 4} \boldsymbol{m}\). Resultó, por tanto, un ancho de vía mayor en \(4,8 \mathrm{~mm}\) que el valor oficial. Posteriormente, RENFE adoptó \(\mathbf{1 . 6 6 8} \mathrm{mm}\) para disminuir la amplitud del movimiento de lazo.

• En Portugal, \(\mathbf{1 . 6 6 5}\) mm. En Argentina, Chile y una línea de la India, el ancho adoptado es de \(\mathbf{1 . 6 7 6 ~ m m}\). ( \(5^{\prime} 6^{\prime \prime}\) que es el ancho que preconizaba Rennie, frente al ancho defendido por Stevenson 1.435 mm . durante la llamada Batalla de los anchos que finalizó con el Gauge Act de una Comisión Real en 1846). En Rusia, 1.524 \(\boldsymbol{m} \boldsymbol{m}\).
• Otros anchos son: La llamada vía estrecha o vía métrica con un valor de \(\mathbf{1 . 0 6 7 ~ m m}\left(3^{\prime} 6^{\prime \prime}\right)\) o \(\mathbf{1 . 0 0 0 ~ m m}\).
• También algunas vías de explotación minera o industrial con valores que en algunos casos llegan hasta los 600 mm.
• Podemos decir que el ancho de vía es una característica fundamental tanto en el trazado como en la explotación de líneas férreas.

Ancho de via

II.2 Ventajas e inconvenientes

La adopción de vía estrecha versus vía ancha implica un análisis cuidadoso de factores tanto económicos como operacionales. En primer lugar, desde la perspectiva de ventajas económicas, la implementación de vía estrecha presenta argumentos contundentes:\n\nLa utilización de curvas con radios de menor amplitud permite que la infraestructura se adapte con mayor flexibilidad a las topografías irregulares, minimizando la necesidad de movimientos de tierra extensivos comparados con configuraciones de vía ancha. La reducción del ancho de la plataforma genera consecuentemente menores volúmenes de terraplenes y desmontes en los trabajos de preparación del terreno. La construcción de obras de arte como túneles y puentes resulta económicamente más favorable debido a la disminución de sus dimensiones transversales. El material rodante diseñado para vía estrecha requiere un gálibo reducido, implicando economías significativas en su fabricación. Los componentes de la superestructura—balasto, traviesas de menor longitud y carriles con longitudes totales menores por la viabilidad de radios menores—todos se ven beneficiados por reducciones de coste. Finalmente, la resistencia a la tracción en curvas disminuye notablemente, permitiendo incrementos en las pendientes de las rampas sin comprometer la operatividad.\n\nNo obstante, los inconvenientes operacionales de la vía estrecha respecto a la vía ancha resultan significativos desde una perspectiva de explotación: la capacidad de tráfico se ve limitada inherentemente por las dimensiones reducidas de los vehículos. Las velocidades máximas operables son inferiores debido a limitaciones de estabilidad dinámica del material rodante en configuraciones más estrechas. Para mantener rentabilidades similares, el cociente de explotación (relación entre gastos operacionales e ingresos) experimenta un incremento a medida que el ancho de vía disminuye. Por último, existe la dificultad inherente de establecer conexiones operativas con redes ferroviarias preexistentes de ancho normal, complicando la interoperabilidad y el tránsito de material rodante entre sistemas.

II.3 Diseño de vehículos para circular en ambos anchos de vía

A lo largo de la historia del transporte ferroviario, la presencia de múltiples estándares de ancho de vía ha generado necesidades operacionales específicas. La empresa española Transfesa desarrolló una solución innovadora hace aproximadamente cuatro décadas para resolver el desafío de exportación de productos frescos españoles a los mercados europeos. Esta solución se basaba en el concepto del vagón de ejes intercambiables, que permitía la transición operativa entre sistemas de distinto ancho sin requerir transbordo de carga.

Este sistema operativo, implementado en las instalaciones logísticas de Hendaya y Cérbere, se fundamenta en un proceso mecánico preciso: un conjunto de gatos hidráulicos de gran capacidad eleva la caja del vagón y su bastidor una vez que los ejes originales han sido desconectados. Los ejes originales permanecen sobre la vía especializada de cambio, que posee una configuración dual que alberga tanto el ancho español como el internacional. Una vez retirados los ejes de la configuración anterior, se instalan ejes diseñados para el ancho internacional. Antes de permitir que el vagón descienda sobre los nuevos ejes, es necesario reposicionar con precisión las zapatas de freno del sistema de frenado. La fijación de los ejes—que ya incorporan sus correspondientes cajas de grasa preinstaladas—se realiza mediante procedimientos que priorizan tanto la seguridad como la velocidad de operación.

La eficiencia de este sistema demuestra sus ventajas operacionales: composiciones de veinte vagones pueden completar el proceso de cambio de ejes en el transcurso de solo unos minutos, quedando inmediatamente listas para continuar su trayecto hacia los destinos europeos.

II.4 Cambiadores de ejes

II.5 Cambio de Bogíes

Cambiador de boggies

Alzado de locomotora S-334 para cambio de bogies - Renfe

II.6 Talgo RD: Cambiador de ancho

• El \(\mathbf{1 2}\) de noviembre de 1968 efectuó el histórico viaje Madrid-París sin transbordo el Talgo Experimental de Rodadura Desplazable y, en la actualidad, se efectúan diversos servicios directos con Francia, Suiza e Italia. El sistema, que es económico, rápido y sencillo, se basa en la utilización de la rodadura Talgo de ruedas independientes, por lo que sólo se puede aplicar a este tipo de coches.
• El sistema, en esquema, consta de cinco operaciones:

1. Descargar el peso que gravita sobre los conjuntos de rueda (operación equivalente a los sistemas anteriormente expuestos a la entrada en gatos).
2. Desenclavar el puente o marco de la rodadura los conjuntos de rueda (esta operación equivale al descenso de los ejes).
3. Desplazamiento transversal de los conjuntos de rueda hasta la posición correspondiente al nuevo ancho de vía (esta operación equivale a la retirada del eje y a la aproximación del nuevo).
4. Encerrojamiento de los conjuntos de ruedas en su nueva posición (equivalente a la instalación del nuevo eje).
5. Cargar el vehículo sobre su propia rodadura, operación inversa al punto 1 (equivalente a la salida de gatos).

Talgo RD: rodadura desplazable

Capítulo III El asiento de la vía

El proceso de asiento o establecimiento de la vía ferroviaria constituye una fase crítica en la construcción de infraestructuras ferroviarias. Durante este procedimiento, que también se denomina colocación o tendido de la vía, la estructura debe recibir dimensiones geométricas precisas. En secciones de alineación recta, se establece el ancho de vía nominal mediante el posicionamiento riguroso de los carriles, asegurando que sus caras interiores mantienen la separación prescrita. Por el contrario, en zonas de curvatura, la geometría de la vía se modifica estratégicamente incorporando un sobreancho adicional, concepto que será examinado con mayor profundidad en secciones posteriores de este análisis.

El asiento de la vía

III.1 Inclinación de carriles

En la configuración geométrica transversal de los carriles, éstos no se disponen verticales sino que se inclinan intencionadamente hacia el interior de la vía. Esta inclinación persigue objetivos de optimización del comportamiento dinámico y de durabilidad. En la mayoría de las redes europeas, la inclinación típica es de \(\mathbf{1/20}\), aunque existen variaciones regionales notables: los ferrocarriles británicos implementan tradicionalmente una inclinación de \(\mathbf{1/40}\), mientras que en los Estados Unidos se han utilizado inclinaciones de \(\mathbf{1/100}\), e incluso en algunos casos carriles completamente verticales.

La experiencia operacional acumulada en Europa ha puesto de manifiesto que inclinaciones inadecuadas generan patologías de desgaste problemáticas: el análisis de la superficie de rodadura revela un desgaste oblicuo que se correlaciona directamente con la inclinación de las llantas, acompañado de aplastamiento prematuro en la parte interior de la cabeza del carril y formación de rebabas metálicas perjudiciales. Simultáneamente, se observa un desgaste anormal de las llantas con la formación de gargantas profundas próximas a las pestañas laterales. Estos fenómenos de degradación generan además una tendencia indeseable al vuelco de los carriles hacia el exterior, incrementando simultáneamente la magnitud del empuje del carril exterior sobre los tirafondos y traviesas, especialmente en curvas cerradas, lo que se traduce en una significativa peor calidad de alineación general de la vía.

Por estas razones fundamentadas en la observación empírica, las administraciones ferroviarias europeas han mantenido firmemente la inclinación de \(1/20\) como estándar operativo. Existe, sin embargo, una excepción notable en las líneas de Alta Velocidad en Alemania y Japón, que han adoptado la inclinación más moderada de \(1/40\) para optimizar el comportamiento dinámico a velocidades extremas y reducir la magnitud de las solicitaciones laterales sobre la superestructura.

Geometry of track

III.2 Tolerancia en el ancho de vía

A pesar de que los estándares de construcción especifican la necesidad de establecer un ancho de vía absolutamente preciso durante el tendido de la vía en alineaciones rectas, la realidad operativa dista significativamente de este ideal teórico. Los defectos inherentes a los procesos constructivos combinados con los efectos acumulativos de la circulación de trenes generan desviaciones del ancho nominal, manifestándose en forma de sobreanchos o estrechamientos de la vía. Estas variaciones constituyen un fenómeno prácticamente inevitable en la explotación ferroviaria.

Los sobreanchos pueden manifestarse indistintamente en traviesas de madera o de hormigón, presentando una multiplicidad de causas generatrices:

Sujeciones

a) Erosión y pérdida de material de la cabeza del carril en su superficie interior, producto del continuo contacto con las llantas de las ruedas.

b) Deterioro progresivo del cuerpo del tirafondo mediante mecanismos de abrasión causados por el roce del extremo del patín del carril durante ciclos repetitivos de carga y vibración.

c) Deformación plástica y pandeo de los tirafondos bajo la acción combinada de cargas verticales y horizontales.

d) Fisuración y agrietamiento del material de la traviesa de madera, generados por ciclos de humidificación y desecación, así como por impactos repetitivos.

e) Deterioro funcional del sistema de sujeción elástica del carril a la traviesa, incluyendo pérdida de pretensión de los elementos de fijación y degradación de los elementos elastoméricos.

Los estrechamientos, que se presentan exclusivamente en alineaciones rectas, obedecen a etiologías multifactoriales, siendo destacables el acentuamiento progresivo de la inclinación del patín del carril (fenómeno inducido por la conicidad natural de la llanta de la rueda durante ciclos repetitivos de desgaste), la curvatura inducida en traviesas de madera por deficiencias en su preservación química o por variaciones en su contenido de humedad, y la cedencia de la sección central de la traviesa bajo solicitaciones complejas.

En respuesta a esta realidad operativa, se ha desarrollado un sistema jerárquico de tolerancias geométricas que comprenden desde los criterios aplicables en el momento de la recepción de la obra nueva hasta los límites críticos de alarma que prohíben la circulación. A continuación se especifican las tolerancias específicamente vinculadas al parámetro del ancho de vía segun NAV 7-1-3.7:

Tolerancias de vía nueva: Estos parámetros se prescriben en las especificaciones técnicas para la construcción de vías nuevas, estableciendo límites de \((+3 \mathrm{~mm} \cdot -2 \mathrm{~mm})\) respecto al valor nominal.

Tolerancias de servicio o buena rodadura: Estos márgenes dimensionales definen el rango de variación permisible en los parámetros geométricos de la vía durante su operación normal, fijándose en \((+6 \mathrm{~mm}-3 \mathrm{~mm})\) del valor de diseño.

Tolerancias de límite de velocidad: Cuando estas cotas se superan, se activa la necesidad de implementar restricciones en la velocidad operativa de los trenes hasta que la vía sea restaurada a condiciones geométricamente aceptables.

Tolerancias de seguridad: Estos constituyen los límites críticos de variación dimensional más allá de los cuales se establecen condiciones de riesgo para la operación segura de los trenes. La determinación de estos umbrales depende no exclusivamente de características de la vía, sino también de parámetros del material rodante incluyendo su tipología, sus características dinámicas específicas y su estado general de conservación.

Tolerancias indicadoras de alarma: Al ser superadas estas cotas, se genera una señal de alerta operativa que demanda la restauración inmediata de las características geométricas nominales de la vía en el segmento afectado.

Tolerancias de conservación: Estos valores son exigibles durante las actividades de control de calidad en los trabajos de mantenimiento y reparación de la vía, fijándose en \((+4 \mathrm{~mm}-3 \mathrm{~mm})\) con respecto al diseño original.

Tolerancias auscultación geométrica en vía general

Nivel de alerta (AL):	Ancho pico (mm)		Ancho pico+ (mm)		Ancho 100 m (mm)	Ancho 100 m+ (mm)	Alabeo 3 m (mm/m)	Niv. Transv D1 (mm)	Niv. Long. D1 (mm)	Alin. D1 (mm)
	Estándar	Ibérico	Estándar	Ibérico
\(V \leq 80\)	-7	-7	25	25	-6	25	4	10	21	17
\(80 < V \leq 120\)	-7	-7	25	20	-5	16	4	8	18	15
\(120 < V \leq 160\)	-6	-6	25	18	-3	16	4	7	15	12
\(160 < V \leq 200\)	-4	-4	20	16	-3	16	4	6	12	10
\(200 < V \leq 230\)	-4	-3	20	14	-3	16	3	5	12	8
\(230 < V \leq 300\)	-3	-2	20	10	-1	16	3	4	10	7
\(300 < V \leq 360\)	-3	-1	20	9	0	16	3	3	8	6

Tabla 1.- Parámetros geométricos para ancho estándar y ancho ibérico con niveles AL.

Nivel de alerta (AL):	Alineación D1 (mm)					Alineación D2 (mm)
	A	B	C	D	E	A	B	C	D	E
\(V \leq 80\)	12	14	14	14	15	-	-	-	-	-
\(80 < V \leq 120\)	8	10	10	10	11	-	-	-	-	-
\(120 < V \leq 160\)	6	8	8	8	9	-	-	-	-	-
\(160 < V \leq 200\)	5	7	8	8	8	10	12	14	14	14
\(200 < V \leq 230\)	5	6	8	8	8	10	12	14	14	14
\(230 < V \leq 300\)	4	5	7	7	7	8	9	10	10	10
\(300 < V \leq 360\)	3	4	6	6	6	6	7	8	8	8

Tabla 2.- Alineación por tipo de línea según Declaración sobre la Red (A, B, C, D o E) \({ }^{3}\) con niveles AL.

Nivel de alerta (AL)	Nivelación Longitudinal D1 (mm)					Nivelación Longitudinal D2 (mm)
	A	B	C	D	E	A	B	C	D	E
\(V \leq 80\)	12	16	16	17	18	-	-	-	-	-
\(80 < V \leq 120\)	10	12	12	14	16	-	-	-	-	-
\(120 < V \leq 160\)	8	10	10	13	15	-	-	-	-	-
\(160 < V \leq 200\)	7	9	12	12	12	12	14	16	16	16
\(200 < V \leq 230\)	7	8	12	12	12	12	14	16	16	16
\(230 < V \leq 300\)	6	7	10	10	10	8	10	12	12	12
\(300 < V \leq 360\)	6	6	8	8	8	8	9	10	10	10

Tabla 3.- Nivelación longitudinal por tipo de línea según Declaración sobre la Red ( \(A, B, C, D\) o E) \({ }^{3}\) con niveles AL.

Tolerancias auscultación geométrica en vías no generales

Para las vías no generales (vías secundarias, vías de apartado, etc) los parámetros a considerar son los siguientes:

Nivel de alerta (AL):	Ancho pico (mm)	Ancho pico+ (mm)	Ancho 100 m (mm)	Ancho 100 m+ (mm)	Alabeo 3 m (mm/m)	Niv. Transv D1 (mm)	Niv. Long. D1 (mm)	Alin. D1 (mm)
\(V \leq 40\)	-8	29	-7	25	5	12	21	17
\(40 < V \leq 80\)	-7	25	-6	25	4	10	18	15

Tabla 4.- Niveles AL para vías no generales.

Tolerancias auscultación geométrica en vías con tráfico mixto

De forma adicional, para vías con tráfico mixto:

Nivel de alerta (AL)	Alabeo 5 m (mm/m)	Alabeo 9 m (mm/m)	Var Ancho D1 (mm/m)
\(V \leq 80\)	4	3,1	9
\(80 < V \leq 120\)	4	3,1	8
\(120 < V \leq 160\)	4	3,1	7
\(160 < V \leq 200\)	4	3,1	6
\(200 < V \leq 230\)	3	3	5
\(230 < V \leq 300\)	3	3	4
\(300 < V \leq 360\)	3	3	3

Tabla 5.- Niveles AL para vías con tráfico mixto.

Tolerancias auscultación geométrica en vías de ancho métrico

Para las vías de ancho métrico los parámetros serán los siguientes:

Nivel de alerta (AL)	Ancho pico (mm)	Ancho pico+ (mm)	Ancho 100 m (mm)	Ancho 100 m+ (mm)	Alabeo 3 m (mm/m)	Niv. Transv D1 (mm)	Niv. Long. D1 (mm)	Alin. D1 (mm)
\(V \leq 60\)	-6	20	-5	18	4,5	11	18	16
\(60 < V \leq 80\)	-6	20	-5	15	4	10	16	14
\(80 < V \leq 120\)	-6	15	-5	10	4	8	12	10

Tabla 6.- Niveles AL para RAM.

III.3 Número y colocación de las traviesas

La densidad de traviesas a lo largo de la vía constituye un parámetro de diseño de considerable importancia operativa. Existe una relación directa entre mayor concentración de traviesas y mejoramiento de la calidad de la rodadura; simultáneamente, el incremento en la densidad de traviesas reduce significativamente la tendencia del subsuelo de apoyo a experimentar movimientos diferenciales que comprometería la estabilidad geométrica de la vía. Las traviesas se orientan perpendicularmente al eje longitudinal de la vía, manteniendo esta disposición tanto en alineaciones rectas como en sectores curvos. La densidad de traviesas varía considerablemente en la práctica operativa, oscilando entre \(\mathbf{1.000 ~ traviesas/km}\) en líneas de menor importancia y \(\mathbf{2.000 ~ traviesas/km}\) en líneas de alto tráfico, siendo esta variación función de múltiples parámetros incluyendo los niveles de carga que debe soportar la estructura, las velocidades operativas, la importancia del volumen de tráfico, y en sectores curvos, el radio de curvatura que caracteriza a dichas secciones.

En la terminología especializada de vías ferroviarias, se designa como traviesa de junta a aquella que se posiciona inmediatamente contigua a los extremos de los carriles individuales, mientras que las traviesas consecutivas reciben la denominación de traviesas de contrajunta. La característica esencial de estas traviesas especiales es su espaciamiento más reducido comparativamente con el resto de la estructura, medida que resulta crítica para la estabilidad estructural. La omisión o deficiencia en la aplicación de este principio de concentración conduce a fenómenos perjudiciales: los extremos libres de los carriles experimentan hundimiento progresivo bajo la acción de cargas repetitivas si el espaciamiento es excesivo, mientras que si el espaciamiento se reduce en exceso, se observa un fenómeno inverso de levantamiento de los extremos de los carriles, comprometiendo nuevamente la geometría prescrita.

III.4 Posición de las juntas

La unión entre carriles, denominada junta, constituye una característica geométrica de relevancia técnica fundamental en el comportamiento dinámico de la vía ferroviaria. Con excepción de los modernos tramos de vía soldada que han eliminado esta discontinuidad mediante procedimientos metalúrgicos, la junta representa de manera inevitable una solución de continuidad en el camino de rodadura, introduciendo perturbaciones en la trayectoria de las ruedas que circulan sobre la estructura.

III.5 Juntas concordantes

La disposición espacial de las juntas entre los dos carriles de una vía constituye una decisión de ingeniería que impacta significativamente el comportamiento dinámico del sistema. Cuando las juntas de un carril no coinciden posicionalmente con las del carril paralelo, se designa este arreglo como juntas alternadas. En esta configuración, típicamente la junta de un carril se sitúa en correspondencia con el punto medio del carril adyacente, distribuyendo de esta manera las solicitaciones de manera más dispersa a lo largo de la estructura. Este procedimiento goza de mayor difusión en Norteamérica que en el continente europeo. Incluso algunas administraciones ferroviarias estadounidenses han adoptado procedimientos más radicales, tales como el sistema denominado hit-or-miss, que prescinde de criterios regulares en la colocación de juntas, posicionando los carriles sin referencia sistemática a la geometría de juntas existentes. Otras administraciones ferroviarias han adoptado como criterio la colocación de juntas en correspondencia con los espaciamientos de los ejes motrices de los bogíes de los vehículos.

III.6 Comparación de los dos sistemas de juntas

La literatura técnica ferroviaria documenta la existencia de defensores para ambas configuraciones de posicionamiento de juntas, cada una ofreciendo ventajas operativas diferenciadas. En la configuración de juntas concordantes, las magnitudes de los impactos dinámicos generados en las transiciones de junta son de mayor amplitud, si bien su incidencia es menos frecuente a lo largo del trayecto del vehículo. Inversamente, con juntas alternadas, los impactos dinámicos son de menor magnitud en cada evento individual, pero se generan con frecuencia considerablemente mayor. Adicionalmente, cuando las juntas están alternadas, los efectos giroscópicos derivados del desalineamiento diferencial entre ruedas adquieren magnitudes superiores, potencialmente comprometiendo la estabilidad dinámica del vehículo. Desde una perspectiva de comodidad de marcha, la configuración de juntas concordantes produce oscilaciones transversales notablemente menores del material rodante en comparación con la disposición alternada, circunstancia que favorece la calidad de la rodadura y el confort de los pasajeros.

III.7 Carriles cortos

En los sectores curvos de la vía, emergen desafíos geométricos fundamentales derivados de la diferencia en las longitudes de arco recorridas por los carriles exterior e interior. El desarrollo longitudinal del carril ubicado en la posición exterior de la curva excede substancialmente al del carril interior. Esta circunstancia impide la mantención de la concordancia de juntas entre ambas filas de carriles si se utilizan segmentos de longitud uniforme. La solución tecnológica a este desafío consiste en la introducción de carriles de longitud reducida y estratégicamente compensada en el hilo interior, permitiendo así que las juntas permanezcan concordantes a lo largo de ambas filas. Para analizar este fenómeno geométrico, considérese la siguiente relación fundamental entre las longitudes de carril:

\[\frac{\mathrm{L}}{\mathrm{~L}^{\prime}}=\frac{\mathrm{R}+\frac{\mathrm{a}}{2}}{\mathrm{R}-\frac{\mathrm{a}}{2}}\]

A partir de esta expresión, es posible derivar la relación diferencial:

\[\frac{L-L^{\prime}}{L}=\frac{\left(R+\frac{a}{2}\right)-\left(R-\frac{a}{2}\right)}{R+\frac{a}{2}}=\frac{a}{R+\frac{a}{2}}\]

Desarrollando algebraicamente esta ecuación:

\[L-L^{\prime}=L \frac{a}{R} \Rightarrow L^{\prime}=L \cdot\left(1-\frac{a}{R}\right)\]

Donde \(L\) representa la longitud nominal del carril exterior, \(L'\) la longitud reducida del carril interior, \(R\) denota el radio de curvatura, y \(a\) es el ancho de vía. Esta formulación permite determinar con precisión la reducción de longitud requerida para mantener la concordancia geométrica de juntas en curvas.

Diferenciade longitud entre carril interior y exterior

Cabe destacar la influencia significativa que el ancho de la vía ejerce sobre estos cálculos geométricos, factor que determina en última instancia las correcciones requeridas en las longitudes de carril.

III.8 Curvas

Radios mínimos	Vía normal	Vías secundarias
Líneas normales	300 m	150 m
Vía de 1 m	100 m	60 m
Vía de 0,75 m	80 m	40 m

Coeficiente K	4.5	3.8	2.5
Radio	Curvas con transición peraltadas	Curvas sin transición peraltadas	Curvas no peraltadas
200 m	64 km/h	55 km/h	37 km/h
300 m	78 km/h	65 km/h	45 km/h
400 m	90 km/h	76 km/h	52 km/h
500 m	101 km/h	85 km/h	58 km/h
900 m	135 km/h	114 km/h	78 km/h
1000 m	142 km/h	120 km/h	82 km/h

La determinación del radio mínimo geométrico que puede adoptarse en los sectores curvos de una línea ferroviaria mantiene una correlación estrecha con el ancho de la vía, como se ha demostrado en el análisis precedente. Los límites mínimos generalmente adoptados por las diferentes administraciones ferroviarias se presentan sintetizados en los cuadros anteriores.

Conforme se desarrollará con mayor profundidad en capítulos posteriores, la interrelación entre velocidad operativa y radio de curvatura adquiere una expresión matemática específica, caracterizada por la siguiente formulación:

\[V=K \cdot \sqrt{R}\]

Donde \(V\) representa la velocidad máxima permisible expresada en kilómetros por hora, \(R\) denota el radio de curvatura medido en metros, y \(K\) constituye un coeficiente característico que varía en función de múltiples parámetros incluyendo el radio específico de la curva y particularmente la presencia o ausencia de peralte en la geometría transversal de la vía. Los valores específicos del coeficiente \(K\) para diferentes configuraciones de curva se encuentran detallados en los cuadros de referencia adjuntos.

III.9 Rampas

El perfil longitudinal de una vía ferroviaria constituye un elemento de diseño que requiere análisis detallado de sus características pendientes. En la evaluación de estos perfiles se considera de manera sistemática la configuración de las rampas, es decir, los cambios de elevación a lo largo del trazado.

En las líneas de carácter general e importancia estratégica, los diseñadores ferroviarios procuran mantener las pendientes dentro de rangos que no superen \(\mathbf{10 ~ mm}\) por metro, considerado como límite de referencia para aplicaciones convencionales. Análisis estadísticos de las redes ferroviarias de esta categoría demuestran que típicamente entre el \(70\%\) y el \(80\%\) del trazado total presenta pendientes inferiores a este valor de referencia. Sin embargo, en regiones de topografía particularmente accidentada, se presentan situaciones que requieren desviaciones significativas de estos parámetros. En territorios montañosos, es común encontrar rampas del orden de \(\mathbf{20 ~ mm}\) por metro, cifra frecuente especialmente en gran proporción de las líneas ferroviarias españolas que atraviesan zonas orográficamente complejas. Las regiones alpinas españolas presentan pendientes de hasta \(25 ~ mm\) por metro, magnitud que constituye el límite superior recomendado para líneas accionadas mediante tracción de vapor, tecnología que presenta limitaciones inherentes en su capacidad para superar inclinaciones más pronunciadas.

Existen, no obstante, excepciones históricamente notables donde se han alcanzado o superado estos límites convencionales. Las celebres líneas alpinas europeas de Mont Cenis y Arlberg incorporan en sus trazados pendientes de \(\mathbf{30 ~ milésimas}\), límites raramente alcanzados en diseños contemporáneos. La línea de Giovi atravesando la cordillera de los Apeninos llega a pendientes de \(\mathbf{3 5 ~ milésimas}\), cifra que se aproxima a los máximos extremos de viabilidad técnica. Existe un caso excepcional adicional en la línea transpirenaica que interconecta Ripoll-Puigcerdá-Aux les Termes, que explota comercialmente con tracción eléctrica para superar obstáculos orográficos que prescindió de las limitaciones de tracción convencional. Esta línea incorpora rampas de \(\mathbf{41 ~ milésimas}\) en su vertiente española y de \(\mathbf{43 ~ milésimas}\) en el lado francés, demostrando las posibilidades técnicas que las modernas tecnologías de tracción eléctrica permiten superar en comparación con sistemas de vapor.

Capítulo IV Características de la vía

La vía ferroviaria, concebida como sistema complejo integrado, debe satisfacer simultáneamente tres requisitos fundamentales interrelacionados que definen su comportamiento en operación: la resistencia estructural, la flexibilidad elástica, y la continuidad geométrica. Estos tres atributos caracterizan el desempeño del sistema en su totalidad.

IV.1 Resistencia

La característica de resistencia resulta indispensable para garantizar que la vía no experimentará deformaciones permanentes de magnitud significativa, tanto en su geometría de planta (desviaciones horizontales) como en su perfil longitudinal (desviaciones verticales), cuando es sometida a la acción de las cargas generadas por el tráfico. La vía debe mantener su integridad dimensional bajo ciclos repetitivos de solicitación mecánica inherentes a la operación continua.

IV.2 Flexibilidad

La característica de flexibilidad o elasticidad de la vía emana de la necesidad técnica fundamental de que la estructura no constituya un conjunto rígidamente indeformable. Tal rigidez absoluta provocaría la generación de reacciones dinámicas violentas y concentradas al paso de las cargas sobre la estructura, con consecuencias perjudiciales para la integridad del sistema.

Esta distinción conceptual establece una diferencia radical entre la vía ferroviaria y las estructuras de carretera. La superestructura de una carretera podría, en teoría, diseñarse como un elemento perfectamente rígido, dado que los vehículos que circulan sobre ella poseen pesos comparativamente ligeros respecto al material ferroviario, y están equipados con sistemas de suspensión provisionados de llantas elásticas que absorben efectivamente los impactos derivados de irregularidades del pavimento. El neumático de un vehículo de carretera realiza una función de amortiguamiento crítica, disipando energía cinética e impacto. Por el contrario, la vía ferroviaria debe ser capaz de acomodar material rodante de considerable peso provisto de llantas metálicas rígidas carentes de cualquier capacidad elastomérica. Esta realidad impone la necesidad de que la estructura de la vía misma presente una elasticidad controlada, permitiendo que se adapte a pequeñas irregularidades o discontinuidades de la superficie sin transmitir impactos destructivos. Cuando una irregularidad geométrica de apenas pocos milímetros de altura (ejemplificado por el desnivel correspondiente al plano de una rueda) es atravesado por un eje fuertemente cargado en movimiento a alta velocidad, los esfuerzos generados sobre la vía alcanzan magnitudes extraordinarias si la estructura no posee elasticidad suficiente para absorber parcialmente el evento de impacto. Ambas características—robustez estructural y elasticidad—presentan un antagonismo intrínseco que debe resolverse mediante un equilibrio ingenieril. Hasta la presente, este compromiso óptimo no ha sido alcanzado de manera superior a la lograda por la vía convencional sobre traviesas y balasto, demostración elocuente de la eficacia del diseño clásico.

Los valores de las cargas no suspendidas que solicitan la vía constituyen un parámetro de diferenciación notable entre los sistemas ferroviarios europeos y estadounidenses. Las especificaciones de carga por eje varían substancialmente: mientras que en Europa la carga máxima normal admitida se sitúa en el rango de \(20-22\) toneladas por eje, en América del Norte los valores operativos normales alcanzan \(30\) a \(32\) toneladas por eje. Incluso existen ejemplos de líneas norte americanas de importancia estratégica, como la Pennsylvania Railway, que han diseñado su superestructura para soportar cargas de hasta \(43.5\) toneladas por eje, cifra que cuadriplica aproximadamente los estándares europeos de la época.

Actualmente, uno de los desafíos centrales de la ingeniería de vías consiste en lograr una configuración de diseño que sea simultáneamente suficientemente rígida para soportar cargas extremas en los componentes no suspendidos, y simultáneamente capaz de absorber las vibraciones complejas originadas por la circulación a velocidades elevadas. Este dilema de ingeniería busca producir una rodadura suave que atenuada significativamente la transmisión de choques dinámicos y ruidos hacia el material rodante y sus ocupantes, mejorando tanto la seguridad como el confort operativo.

Jacksonville Florida

IV.3 Continuidad

Una característica operativa igualmente esencial de la vía ferroviaria es su continuidad geométrica, tanto en la dimensión horizontal (continuidad de planta) como en la dimensión vertical (continuidad de perfil). La vía, definida por su trazado en planta y su perfil longitudinal, constituye inherentemente una entidad geométrica fundamentalmente discontinua, no solamente por la discontinuidad física propia de los carriles cuando estos no están soldados (deficiencia subsanada en vías modernas mediante soldadura que garantiza continuidad metalúrgica total), sino también por el hecho de que se compone de tramos sucesivos que presentan inclinaciones longitudinales diferenciadas y curvas de radio variable.

La consecución de esta continuidad debe ser alcanzada no únicamente desde una perspectiva estática de la geometría, sino también desde un análisis dinámico de la respuesta del sistema bajo condiciones de operación. Esto implica la necesidad fundamental de que la elasticidad y flexibilidad característica de la vía sea uniforme a lo largo de toda su extensión, manteniéndose invariante bajo el paso de las cargas dinámicas, evitando perturbaciones abruptas en las propiedades mecánicas de la estructura.

La presencia de discontinuidades verticales en la geometría de la vía, comúnmente denominadas baches de vía, puede dar lugar a eventos dinámicos transitorios severos. Cuando un eje montado del material rodante experimenta un desplazamiento vertical derivado de una irregularidad geométrica, se produce una aceleración instantánea del eje como respuesta inercial. Este evento dinámico puede tener consecuencias perjudiciales significativas: los pasajeros experimentan variaciones abruptas de comodidad, la integridad del material rodante se ve comprometida por solicitaciones mecánicas inesperadas, y la seguridad operativa puede ser afectada en situaciones extremas.

Capítulo V Características del material

V.1 Calaje

A diferencia de los vehículos de transporte por carretera, donde las ruedas se montan libremente sobre ejes, los vehículos ferroviarios presentan una configuración radicalmente diferente en su sistema de rodadura. En el ferrocarril, las ruedas se encuentran permanentemente acopladas a sus ejes correspondientes, constituyendo una unidad rígida solidaria que rota como conjunto integral. Esta arquitectura de diseño confiere una solidez estructural superior en comparación con alternativas tecnológicas, puesto que un eje montado fabricado como pieza única íntegra presenta menor susceptibilidad a fenómenos de dislocación o desprendimiento en comparación con configuraciones donde las ruedas están montadas libremente sobre cojinetes interiores. Esta ventaja es de particular importancia cuando el material ferroviario debe soportar cargas extremas y circular a velocidades elevadas, condiciones donde la robustez estructural es crítica.

Sin embargo, esta configuración constructiva conlleva una consecuencia operativa desfavorable que se manifiesta principalmente en sectores curvos. Cuando un eje completo circula por una curva, la rueda posicionada en el exterior del giro recorre una distancia arclínea mayor que la rueda interior. Debido al acoplamiento rígido entre ambas ruedas al eje común, la rueda exterior debe simultáneamente rodar y deslizar sobre el carril exterior para compensar la diferencia de desarrollo de arco. Este movimiento combinado de rodadura y deslizamiento genera rozamiento significativo entre las superficies de contacto, produciendo desgaste acelerado tanto de la llanta como del carril, incrementando los costos de mantenimiento y limitando la vida operativa de ambos componentes.

V.2 Forma de las llantas

La geometría de la superficie de contacto entre la rueda y el carril constituye un elemento de importancia fundamental en el comportamiento dinámico del sistema ferroviario. La superficie de rodadura de la llanta no es cilíndrica como pudiera esperarse intuitivamente, sino que pertenece a una superficie cónica cuyo vértice se localiza en una posición exterior a la plataforma de la vía. Esta disposición cónica es análoga a la mostrada en la geometría representada en la Figura 10, donde el ángulo de conicidad ha sido exagerado para propósitos ilustrativos; en la práctica, este ángulo es típicamente de \(1/20\) (cinco grados de inclinación). Esta geometría cónica de las llantas proporciona dos funciones operativas diferenciadas pero complementarias: en primer lugar, actúa funcionalmente como un diferencial mecánico que compensa automáticamente las diferencias de desarrollo de arco entre rueda exterior e interior en sectores curvos; en segundo lugar, contribuye al guiado lateral del eje montado, completando los mecanismos de control de trayectoria en alineaciones rectas mediante la interacción entre las pestañas de la rueda y la geometría del carril.

Capítulo VI Características mixtas

Se designan como características mixtas aquellas propiedades geométricas y funcionales definidas conjuntamente por parámetros de la vía y características del vehículo en forma interdependiente, donde la especificación de una requiere información del otro. En esta categoría se incluyen aquellas características cuya presencia en la vía es una exigencia técnica impuesta por las propiedades del material rodante que circula sobre ella. Ejemplos paradigmáticos de estas características mixtas incluyen el juego de vía y el sobreancho, ambas inherentemente vinculadas a la interacción dinámica y geométrica entre vehículo e infraestructura.

Ancho de via frente a ancho de solapa

Plano de Rodadura: Se define como la superficie de rodadura del carril que efectivamente se encuentra en contacto físico con la llanta de la rueda durante la operación.

Círculo de Rodadura: Se designa así a la sección transversal de la superficie de rodadura que resulta de la intersección con un plano vertical orientado a una distancia específica de \(70 ~ mm\) medida desde la cara interior de la pestaña de la rueda, constituyendo así una referencia geométrica normalizada para mediciones.

Juego de vía: Se entiende por juego de vía el espacio libre que se deja intencionadamente entre la pestaña lateral de la rueda y la cara interior del carril, permitiendo que estos componentes no se encuentren en contacto continuo, evitando así el desgaste constante por fricción que comprometería la durabilidad. Técnicamente se define como la diferencia que existe en alineación recta entre la separación de los planos interiores de los carriles y la distancia entre los bordes exteriores de las pestañas de la rueda, siendo esta medición realizada en un plano a \(10 ~ mm\) bajo el plano de rodadura. El concepto del juego de vía es operativamente crítico: si el huelgo fuera excesivamente grande, el movimiento sinusoidal del eje montado podría adquirir una amplitud tal que resultaría en una marcha dinámica inestable y potencialmente peligrosa, con incremento del ángulo de ataque rueda-carril a magnitudes inaceptables. Inversamente, si el juego fuera muy reducido o nulo, se produciría fricción constante altamente perjudicial.

Considerando el escenario de carriles nuevos, el juego de vía será función directa del desgaste progresivo de las pestañas de la rueda. A una altura de \(10 ~ mm\) bajo el plano de rodadura, las pestañas pueden presentar un espesor variable, oscilando entre \(30 ~ mm\) en condición de ruedas nuevas y \(22 ~ mm\) cuando han alcanzado el límite de desgaste permisible antes de retirada.

VI.1 Juego de vía

En consecuencia, para una misma vía operativa, el juego disponible varía substancialmente según el estado de desgaste del material rodante. Si se circula con llantas nuevas, el juego será \(J\), mientras que si se efectúa la operación con llantas gastadas, el juego disponible se incrementará en:

\[\mathrm{J}+2^{\star}(30-22)=\mathrm{J}+16 \mathrm{~mm}\]

La metodología normalizada para la medición del juego de vía se expresa mediante la relación algebraica:

\[\mathrm{J}=\mathrm{G}-\mathrm{B}-2^{*} \mathrm{e}\]

donde \(G\) representa el ancho de vía nominal, \(B\) es la distancia entre los planos interiores de los carriles, y \(e\) es el espesor de la pestaña.

Para el ancho ibérico específicamente:

\[\mathrm{J}=1668-1596-2^{*} 30=12 \mathrm{~mm}\]

Para ruedas nuevas; cuando se alcanzan condiciones de desgaste extremo de las llantas, este valor se incrementa a:

\[\mathrm{J}=28 \mathrm{~mm}\]

Diferencia de \(16 ~ mm\) adicionales con respecto a llantas nuevas.

Para el ancho internacional de vía:

\[\mathrm{J}=1435-1366-2^{*} 30=9 \mathrm{~mm}\]

Valor inicial con ruedas nuevas; al alcanzar desgaste máximo permisible:

\[\mathrm{J}=25 \mathrm{~mm}\]

La sección transversal del círculo de rodadura, definida por la referencia de \(70 ~ mm\) desde la cara interior de la pestaña, proporciona valores dimensionales característicos:

Para el ancho ibérico:

\[1596+2^{*} 70=1736 \mathrm{~mm}\]

Para el ancho internacional:

\[1435-9-2^{*} 30+2^{*} 70=1506 \mathrm{~mm}\]

VI.2 Sobreancho

En la operación de vehículos sobre sectores curvos, surgen solicitaciones geométricas adicionales que no se presentan en alineaciones rectas. La configuración estructural rígida del bastidor del vehículo combinada con las características mecánicas del eje montado genera la necesidad de espacio adicional lateral más allá del juego de vía convencional. Este espacio adicional se denomina sobreancho. Por estas razones, cuando se describe el comportamiento en curvas, se introduce el concepto de juego total, expresado como:

\[J_{t}=J+S\]

donde \(J_t\) representa el juego total disponible, \(J\) es el juego de vía en alineación recta, y \(S\) es el sobreancho requerido.

En el contexto de la infraestructura ferroviaria española, se han establecido mediante normas técnicas valores estandarizados para el sobreancho en función del radio de curvatura:

• En curvas con radio entre \(300\) y \(400 ~ m\): sobreancho de \(10 ~ mm\)
• En curvas con radio entre \(200\) y \(300 ~ m\): sobreancho de \(13 ~ mm\)
• En curvas con radio inferior a \(200 ~ m\): sobreancho de \(18 ~ mm\)

A escala internacional, la Unión Internacional de Ferrocarriles (UIC) ha propuesto y validado fórmulas empíricas que relacionan el sobreancho requerido con el radio de curvatura específico:

\[S=\frac{6}{R}-0,012 \quad \text { Si } R \geq 500 \mathrm{~m} \rightarrow \mathrm{~S}=0\]

Alternativamente, se dispone de una formulación adicional:

\[\text { } S=\frac{(1000-R)^{2}}{27000} \quad \text { Si } R \geq 1000 \mathrm{~m} \rightarrow S=0\]

Se observa una diferencia substancial en las filosofías de diseño entre continentes: en Europa, es característica la implementación de juego de vía relativamente reducido combinado con valores generosos de sobreancho en curvas. Por el contrario, en Estados Unidos, el enfoque diseño invierte estas prioridades, utilizando juego de vía más amplio con sobreaanchos más conservadores.

Capítulo VII Cargas por eje admisibles

La especificación de la capacidad de carga de una infraestructura ferroviaria constituye un parámetro fundamental que determina la categorización de la línea y sus posibilidades operacionales. La Unión Internacional de Ferrocarriles (UIC) ha establecido un sistema de clasificación sistemático que categoriza las vías en función de sus características estructurales peculiares, incluyendo parámetros tales como el peso del carril expresado por unidad de longitud y la distancia relativa entre traviesas. Históricamente, se establecieron inicialmente tres categorías fundamentales:

Categoría A: Líneas con capacidad de carga máxima de \(16 ~ t/eje\) Categoría B: Líneas con capacidad de carga máxima de \(18 ~ t/eje\) Categoría C: Líneas con capacidad de carga máxima de \(20 ~ t/eje\)

A su vez, cada una de estas categorías primarias (designadas como \(X\), donde \(X\) puede ser A, B o C) se subdivide en cinco subgrupos \((X_1, X_2, X_3, X_4, X_5)\) que caracterizan la capacidad resistente de las obras de fábrica tales como puentes y viaductos. Estos subgrupos se determinan mediante el cociente de peso total del vehículo dividido entre su longitud total medida entre topes de amortiguamiento:

• \[X_{1}=5 ~ t/m\]
• \[X_{2}=6,4 ~ t/m\]
• \[X_{3}=7,2 ~ t/m\]
• \[X_{4}=8 ~ t/m\]
• \[X_{5}=8,8 ~ t/m\]

VII.1 Clasificación de las vías

Desde noviembre de 2004, la UIC implementó una clasificación revisada y ampliada que incorpora nuevas categorías que reflejan la evolución de las tecnologías de transporte y la intensificación de cargas:

Carga máxima por
Categoría de la línea	Eje (tm)	Unidad de longitud (tm/m)
A	16	4,8
B 1	18	5,0
B 2	18	6,4
C 2	20	6,4
C 3	20	7,2
C 4	20	8,0
D 2	22,5	6,4
D 3	22,5	7,2
D 4	22,5	8,0
E 4	25	8,0
E 5	25	8,8

Esta clasificación actualizada refleja tanto el incremento de cargas por eje observado en sistemas modernos como la variabilidad de exigencias según las características de la infraestructura y su utilización operativa.

Capítulo VIII Gálibos

El concepto de gálibo en ingeniería ferroviaria se define como el perfil transversal máximo que puede poseer el material móvil de manera que no provoque colisiones o interferencias con la vía y sus estructuras asociadas. Esta definición comprende todas las instalaciones que bordean o atraviesan la vía, incluyendo andenes de estaciones, aparatos de cambio de vía (desvíos), puentes y viaductos, túneles de transporte, postes de señalización, y toda otra infraestructura lateral. El gálibo constituye así una envolvente que asegura que el material rodante circule sin riesgo de impacto con elementos externos.

Gálibo PPI (Passe-Partout International): Se designa así el gálibo de carga estática correspondiente a una posición específica del vehículo, que constituye el perfil máximo permitido bajo condiciones de reposo.

Orden FOM/1630/2015, de 14 de julio, por la que se aprueba la “Instrucción ferroviaria de gálibos”

En 1973, la Unión Internacional de Ferrocarriles (UIC) estabeleció una clasificación normalizada de gálibos, designados mediante las letras A, B y C. Esta clasificación permite armonizar los estándares internacionales y facilitar el tráfico transfronterizo. La tabla adjunta sintetiza las características principales y posibilidades de carga comercial asociadas con cada gálibo:

CUADRO 7.1. PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS Y POSIBILIDADES DE CARGA DE LOS GÁLIBOS A, B Y C

Gálibo	Ancho \(y\) alto del gálibo ( \(m\) )		Posibilidades de carga	Ancho \(y\) alto de la carga (m)
A	3,15	4,32	sobre vagones porta-contenedores.	2,44	2,61
			Semiremolques sobre vagones poche	2,50	3,57
B	3,15	4,32	Cajas móviles sobre vagones portacontenedores normales.	2,50	2,90
			Semiremolques sobre vagones poche	2,50	3,80
C	3,15	4,65	Semiremolques y camiones con gálibo de carretera sobre vagones rebajados	2,60	\(4,00 \mathrm{~m}\)

En 1986, la administración ferroviaria francesa desarrolló una variante mejorada del gálibo B, designada como gálibo B+, que permitió incrementar las dimensiones de carga transportable. El gálibo B+ permitió el transporte de cajas móviles de mayores dimensiones (\(2,6 ~ m\) de ancho por \(3 ~ m\) de alto) y semiremolques transportados en vagones poche con dimensiones de \(2,6 ~ m\) por \(3,9 ~ m\), ampliando substancialmente las posibilidades operacionales comparativamente con el gálibo B convencional.

VIII.1 Gálibo de carga A, B Y C

UIC static and kinematic gauge

En la planificación de nuevas infraestructuras ferroviarias, se adopta preferentemente el gálibo C para líneas de nueva construcción, proporcionando las máximas posibilidades de transporte de carga. Para aquellas líneas especializadas donde se contempla una explotación en tráfico mixto combinando servicios de alta velocidad para viajeros con circulación de trenes de mercancías, se especifica un gálibo mejorado que permite el transporte de camiones convencionales montados sobre vagones especiales. Este gálibo elevado recibe la denominación de gálibo AF (que corresponde a autopista ferroviaria), conceptualmente diseñado para maximizar la utilización operativa de la infraestructura mediante la combinación de modalidades de transporte.

VIII.2 Entrevía

En los sistemas de ferrocarril de doble vía o vía múltiple, es inevitable que se presente la situación donde dos trenes circulan simultáneamente sobre vías adyacentes en la misma sección transversal de la línea. Esta configuración operativa introduce la necesidad técnica de especificar la distancia mínima horizontal que debe existir entre los ejes de dos vías contiguas. Este parámetro geométrico se designa como entreeje, definido como la distancia medida en dirección transversal entre los ejes de dos vías adyacentes pertenecientes a una línea de doble vía o superior. Es importante notar que la nomenclatura técnica difiere entre administraciones: algunas designan como entreeje a este parámetro completo \(E\), mientras que denominan entrevía a las distancias parciales \(e\) y \(e'\) componentes, como se ilustra en la figura 35.

Gálibo de túnel para vía doble

En trazados rectilíneos en planta, la entrevía puede mantenerse constante a lo largo de toda la extensión de la vía, salvo en puntos específicos donde se requiere incrementar su valor. Los incrementos de entrevía se justifican típicamente por la necesidad de instalar andenes de estación en la zona intermedia entre dos vías, o por la existencia de obras de fábrica individuales (por ejemplo, pilas de puentes) que requieren espacio diferenciado para cada vía.

En alineación recta, la entrevía mínima adoptada actualmente por la Administración de Infraestructuras Ferroviarias (ADIF) en España varía según la sección transversal del carril: \(\mathbf{3.800 ~ mm}\) cuando se utiliza carril de \(\mathbf{45 ~ k/m}\), y \(\mathbf{3.808 ~ mm}\) con carril de \(\mathbf{54 ~ k/m}\). Estos valores difieren de los especificados por otras administraciones; por ejemplo, la SNCF (Société Nationale des Chemins de Fer Français) utiliza una entrevía mínima de \(\mathbf{3.700 ~ mm}\) en sus especificaciones.

En líneas de Alta Velocidad, estos parámetros deben ser revisados y ampliados substancialmente. Los valores mínimos para Alta Velocidad son siempre superiores a \(\mathbf{4.000 ~ mm}\). La nueva línea ferroviaria entre Hanover y Gemunden incorpora un valor máximo de entrevía de \(5.600 ~ mm\), caso excepcional de espaciamiento muy amplio. Para la línea Madrid-Barcelona-Port-Bou, diseñada para servicios de Alta Velocidad, se adoptó un valor fijo y conservador de \(4.200 ~ mm\) de entrevía.

Preguntas de repaso

¿Cuáles son los dos componentes principales que conforman la estructura de una vía férrea?

La infraestructura (plataforma o lecho de apoyo) y la superestructura (elementos de rodadura y fijación como carriles, traviesas y balasto).

¿Cuáles son los anchos de vía principales mencionados en el texto y sus valores?

El ancho internacional (1435 mm), el ancho ibérico o RENFE (1668 mm) y la vía estrecha o métrica (1000 mm).

¿Qué funciones principales realiza el balasto en la superestructura de la vía?

Transmite y reparte las cargas, drena el agua de lluvia, arriostra las traviesas y aporta elasticidad al conjunto.

¿Qué inclinación tienen típicamente los carriles hacia el interior de la vía en la mayoría de redes europeas?

Una inclinación de 1/20 para optimizar el contacto rueda-carril y reducir el desgaste.

¿Qué es el “sobreancho” y dónde se aplica?

Es un espacio adicional lateral que se añade al ancho de vía en las curvas para facilitar la inscripción de los vehículos rígidos.

Bibliografía

• García Díaz-de-Villegas, J.M. (2007) Ferrocarriles. Publicaciones de la E.T.S. Ingenieros de Caminos, Santander.
• López Pita, A. (2006) Infraestructuras ferroviarias. Edición UPC.