Aparatos de Vía Ferroviaria

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Índice de contenidos

1. Capítulo I INTRODUCCIÓN
2. Capítulo II DEFINICIONES GENERALES
3. Capítulo III DESVÍOS: PRINCIPIOS BASICOS
4. Capítulo IV CAMBIO: FUNCION Y COMPONENTES
5. Capítulo V EL PERFIL DEL CARRIL DE LAS AGUJAS
6. Capítulo VI TIPOS DE CAMBIOS Y DE AGUJAS
7. Capítulo VII EL CRUZAMIENTO
8. Capítulo VIII PROYECTO SIMPLIFICADO DE UN CORAZÓN RECTO
9. Capítulo IX ASIENTO DE LOS DESVIOS
10. Capítulo X DESVIOS
11. Capítulo XI TRAVESÍAS
12. Capítulo XII OTROS APARATOS DE VÍA
13. Capítulo XIII OTROS DISPOSITIVOS
14. Capítulo XIV REPRESENTACIÓN DE LOS APARATOS DE VÍA EN LOS PLANOS
15. Preguntas de repaso
16. Bibliografía

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Capítulo I INTRODUCCIÓN

En el ámbito de la ingeniería ferroviaria, el sistema de transporte sobre raíles presenta una característica distintiva fundamental: los vehículos ferroviarios operan siguiendo una trayectoria predeterminada y fija. Esta particularidad se debe a la relación existente entre la rueda y el carril, donde el elemento guía denominado pestaña cumple una función esencial al dirigir el movimiento del material rodante a lo largo de la vía.

Desde una perspectiva operacional, la infraestructura ferroviaria requiere la interconexión de múltiples itinerarios para que sea posible ejecutar diversas maniobras tales como el cruce de vías, el rebase de convoyes, el estacionamiento y apartado de unidades de transporte, y otras operaciones esenciales en la explotación diaria. Sin embargo, todas estas funciones deben realizarse sin que el elemento de guiado, la pestaña de la rueda, encuentre obstrucciones o impedimentos en su trayecto.

Históricamente, la solución a esta problemática fue desarrollada en el año 1796 por el ingeniero John Curr, quien implementó los dispositivos de conexión de vías en el contexto del proyecto de red ferroviaria para el condado de Norfolk en Inglaterra. Estos aparatos constituyeron un hito fundamental en la evolución del transporte ferroviario.

THE BEHR MONO-RAIL BETWEEN LISTOWEL AND BALLYBUNION, IN KERRY, IRELAND

Durante los siglos posteriores, la tecnología ferroviaria ha experimentado una serie de mejoras tecnológicas y de diseño, todas ellas orientadas hacia objetivos comunes de optimización. Los adelantos sucesivos han perseguido tres metas principales:

• Elevar significativamente los niveles de seguridad en la operación de los sistemas ferroviarios
• Posibilitar la circulación de los convoyes a velocidades cada vez más altas
• Extender considerablemente la durabilidad y la vida útil de los aparatos de vía

Capítulo II DEFINICIONES GENERALES

En el contexto de la ingeniería ferroviaria, se define como aparatos de vía al conjunto de dispositivos especializados cuya función es garantizar la continuidad operacional de la infraestructura ferroviaria en los puntos donde se conectan distintas trayectorias o itinerarios. Estos aparatos permiten mantener el mismo nivel de seguridad y fiabilidad que existe en una vía recta y continua, posibilitando la conexión y el cruce entre diferentes líneas o ramales de forma segura y eficiente.

Los aparatos de vía se componen mediante combinaciones de únicamente dos tipos de dispositivos fundamentales:

1. El desvío: se define como un aparato de vía especializado que permite la bifurcación de una vía férrea en dos o más ramales, de manera que los ejes de estas nuevas vías convergen tangencialmente con el eje de la vía principal o forman un ángulo muy reducido con respecto al mismo. Esto permite que el material rodante transite de forma suave desde una trayectoria a otra.

2. La travesía: constituye un dispositivo que facilita el cruce perpendicular de dos vías distintas. En este caso, los ejes de ambas vías se interceptan entre sí, permitiendo que los convoyes transiten en las cuatro direcciones posibles.

La construcción de los desvíos y travesías se realiza mediante la combinación estratégica de tres elementos estructurales fundamentales, que se encuentran interconectados por segmentos de vía convencional conocidos como carriles intermedios.

Estos tres elementos constituyentes son:

• El cambio: es el componente responsable de asegurar la continuidad de cada uno de los recorridos que divergen a partir del punto de bifurcación, garantizando que el material rodante siga la trayectoria correcta según su posición.

• El cruzamiento: permite la intersección de dos hilos de carril correspondientes a vías que se cruzan en sentidos opuestos, de manera que las ruedas pueden pasar de una vía a otra.

• El cruzamiento doble: constituye una variante más compleja que posibilita la intersección de dos hilos de carril del mismo lado o mano, permitiendo configuraciones geométricas más complejas.

Estructuralmente, los desvíos se conforman mediante la unión de un cambio y un cruzamiento simple, conectados por los carriles intermedios mencionados anteriormente.

Las travesías, por su parte, constituyen una combinación más elaborada formada por dos cruzamientos simples y dos cruzamientos dobles, lo que les confiere la capacidad de permitir circulación en múltiples direcciones.

Capítulo III DESVÍOS: PRINCIPIOS BASICOS

La configuración más elemental de un desvío es la denominada sencilla o de dos vías, la cual proporciona a los convoyes que circulan por él la alternativa de dirigirse hacia uno u otro ramal de bifurcación. De forma convencional, la vía que mantiene la continuidad de la dirección original se denomina vía directa, mientras que la otra recibe la denominación de vía desviada.

El proceso de separación de ambas vías y su posterior cruce se lleva a cabo mediante la acción combinada de dos elementos previamente descritos: el cambio, responsable de la separación, y el cruzamiento, que materializa la intersección de los carriles.

Un desvío sencillo consta de una serie de componentes identificables que se suceden en el sentido del recorrido:

• El cambio: ubicado en el origen común de ambas vías, donde se produce la bifurcación. En esta zona se separan, en parejas, los cuatro carriles que componen las dos vías (dos carriles de cada vía).

• Los carriles intermedios o de unión: son los segmentos de vía que conectan el cambio con el cruzamiento, permitiendo la transición geométrica entre ambos elementos.

• El cruzamiento: localizado al final del aparato, donde se produce la intersección efectiva del carril derecho (o izquierdo) de la vía directa con el carril izquierdo (o derecho) de la vía desviada.

Dimensionalmente, un desvío se delimita mediante seis juntas estratégicamente ubicadas: las dos juntas correspondientes al cambio marcan el comienzo del desvío (CD); mientras que las cuatro juntas finales del cruzamiento determinan el final del desvío (FD).

Desde el punto de vista de su clasificación, los desvíos pueden categorizarse según diversos criterios de diseño y funcionalidad:

Capítulo IV CAMBIO: FUNCION Y COMPONENTES

El cambio es un mecanismo esencial en la estructura de los aparatos de vía, cuya función es dirigir el flujo de circulación de los convoyes hacia el ramal específico de la vía por el cual deben transitar. Este componente está integrado por varios elementos mecánicos que trabajan de manera coordinada para lograr esta función. A continuación se describen los componentes estructurales del cambio:

1. Las agujas o espadines: constituyen las piezas interiores móviles del cambio. Están diseñadas para girar sobre uno de sus extremos (el talón), permitiendo que la rueda sea guiada hacia un lado u otro de la vía. Su movimiento es fundamental para redirigir el material rodante.

2. Las contraagujas: son piezas fijas que se posicionan en el exterior del cambio. Trabajan como superficies de soporte contra las cuales se acoplan las agujas cuando se posicionan en sus distintas configuraciones.

3. Los tirantes: elementos de vinculación mecánica que conectan las agujas entre sí, asegurando que ambas se desplacen de forma solidaria y simultánea. Su función es crítica para mantener la sincronización correcta del movimiento.

4. Los cerrojos de agujas: dispositivos de seguridad que mantienen la unión inmóvil entre la aguja y la contraaguja. Previenen que estas piezas se separen durante el paso de los convoyes, evitando descarrilamientos.

Adicionalmente, el cambio posee otras características mecánicas importantes:

5. La punta: es la región mecanizada y libre de la aguja, localizada en el extremo anterior. Esta zona es la que efectivamente guía a la rueda hacia su trayectoria correcta.

6. El talón: constituye el extremo posterior de la aguja, opuesto a la punta. A diferencia de la punta, esta zona no está mecanizada finalmente y es el punto donde la aguja se conecta con los carriles de unión que la integran en el aparato.

El inicio del desvío (CD) queda determinado técnicamente por la junta de la contraaguja, no por la punta de la aguja, lo cual es un parámetro fundamental en el diseño y construcción de los aparatos.

Durante su operación, la aguja se desplaza lateralmente para dejar paso libre a la pestaña de la rueda, permitiendo que el material rodante transite sin obstáculos.

Es importante aclarar que en los esquemas de representación, los trazos más gruesos no representan los ejes teóricos de los carriles, sino el borde activo de cada uno de ellos. Se define como borde activo la línea situada sobre la cara lateral del carril (denominada cara activa) que tiene contacto potencial con la pestaña de la rueda para realizar su función guía, ubicada a una profundidad de \(\mathbf{15 ~ mm}\) bajo el borde superior del carril.

Definiciones geométricas y funcionales del cambio:

• Punta matemática de una aguja (PMA): representa el punto teórico de convergencia de los bordes activos de los elementos que conforman el cambio, es decir, donde los bordes activos de la aguja y la contraaguja se interceptarían geométricamente.

• Punta real (PRA): constituye el extremo físico y material de la aguja tal como se fabrica e instala.

• Ángulo de desviación de una aguja (θ): es el parámetro angular que caracteriza la geometría del cambio, representando el ángulo formado entre los dos bordes activos en un punto específico de la geometría de la aguja.

• Ángulo de ataque (β): define el ángulo bajo el cual el eje (wheelset) del material rodante encuentra y entra en contacto con el borde activo de la aguja.

Sistema de accionamiento del cambio:

Las agujas de los cambios pueden ser accionadas mediante diversos procedimientos tecnológicos que se adaptan a las diferentes necesidades operacionales: sistemas manuales mediante palancas, sistemas mecánicos con conexiones rígidas, sistemas hidráulicos con fluidos a presión, o sistemas eléctricos con motores de baja tensión. Estos sistemas pueden desplazar las agujas simultáneamente o con pequeños intervalos de tiempo controlados. Una vez que la aguja se acopla correctamente con su contraaguja, la inmovilidad se mantiene mediante un dispositivo de bloqueo denominado cerrojo o encerrojamiento. Durante su desplazamiento, las agujas se deslizan sobre superficies lubricadas especiales llamadas cojinetes de resbalamiento o resbaladeras, hasta que se adaptan perfectamente a su posición de reposo.

Los cambios estándar operan con los siguientes parámetros técnicos:

Parámetro	Valor
Velocidad de talonamiento máxima	40 km/h
Modificación lícita de longitud de las agujas debido al cambio de temperatura	+/- 35 mm
Perfiles de carril	Apropiado para todo tipo de carril de uso corriente
Anchos de vía	Se puede utilizar independientemente del ancho de vía

Operacionalmente, se establece que de forma simultánea, excepto durante las operaciones de maniobra, una de las agujas debe estar acoplada y en contacto pleno con su contraaguja, mientras que la otra debe estar abierta y separada. Accionamientos específicos del cambio:

Los cambios pueden operarse de forma manual mediante una palanca ubicada al pie del aparato, la cual actúa sobre el mecanismo de maniobra de la aguja. Dependiendo de su configuración, estas palancas pueden tener una única posición de equilibrio (simple efecto) o dos posiciones (doble efecto). En los sistemas de doble efecto, se utilizan contrapesos especiales (denominados “quesos”) para determinar automáticamente la posición de las agujas.

Para operación a distancia, existen diferentes sistemas de transmisión: sistemas rígidos basados en elementos metálicos articulados; sistemas funiculares mediante cables tensados; sistemas de transmisión fluida utilizando aire comprimido o agua a presión; y sistemas eléctricos controlados por motores de baja tensión.

Capítulo V EL PERFIL DEL CARRIL DE LAS AGUJAS

Históricamente, la fabricación de las agujas se realizaba mediante procesos de maquinado de carriles ordinarios, donde se procedía a cepillar adecuadamente tanto la cabeza como el patín del carril para obtener la geometría específica requerida.

En la industria ferroviaria, aunque se ha experimentado en algún momento con el carril Brunnel (visible en la figura adjunta), la práctica estándar es utilizar carriles Vignole, que son carriles de patín convencional, pero con secciones de alma más amplias que proporcionan una mayor rigidez y resistencia mecánica.

Clasificación de perfiles de aguja:

La variedad de perfiles de agujas que existe actualmente en el mercado internacional se puede organizar en tres categorías principales, cada una derivada de diferentes escuelas de ingeniería ferroviaria:

• Perfil alto simétrico: desarrollado sobre la base de la tecnología ferroviaria francesa
• Perfil bajo simétrico: también procedente de la tradición ingenieril francesa
• Perfil asimétrico: proveniente de la tecnología de los ferrocarriles alemanes y austriacos

En la siguiente figura se realiza una comparación sistemática de estos tres perfiles con el perfil de carril normal utilizado en vías convencionales:

Perfil alto simétrico

Perfil bajo simétrico

Perfil asimétrico

Criterios de selección del tipo de carril:

En el proceso de ingeniería de diseño y selección del perfil más adecuado para una aplicación específica, deben considerarse cuidadosamente los siguientes aspectos técnicos y operacionales:

V.1. RIGIDEZ TRANSVERSAL

La rigidez transversal del carril constituye un parámetro de crucial importancia debido a las fuerzas y solicitaciones ejercidas por la pestaña de la rueda cuando el eje del vehículo entra en la vía desviada, particularmente durante la maniobra de talonamiento. El momento de inercia transversal, designado como ly, debe poseer una magnitud suficiente para garantizar que la aguja no experimente deformación plástica y que no se incline o torsione durante su movimiento operacional.

V.2. EL MANTENIMIENTO DE LA ENTRECALLE AGUJA-CONTRAAGUJA

La funcionalidad correcta del cambio requiere que cuando la aguja está en posición abierta, no exista contacto entre la guía móvil y la pestaña de la rueda de los vehículos. Para lograr esto, es necesario mantener una separación mínima entre la aguja abierta y su contraaguja adyacente. Este valor, denominado r, es función de varios parámetros: B (distancia estándar entre los planos interiores de las ruedas), e (espesor nominal de la pestaña), y G (ancho de vía), según la relación:

\[r>G-(B+e)\]

Al realizar estos cálculos, es fundamental aplicar todas las tolerancias en el sentido más desfavorable, además de considerar la posibilidad de desgaste lateral de los carriles a lo largo de la vida operativa.

Los valores típicamente empleados en la práctica están en el rango de: \(r=55-65 \mathrm{~mm}\).

Para cambios especializados en sistemas de alta velocidad, mantener la separación requerida exige la instalación de múltiples puntos de accionamiento distribuidos a lo largo del cambio, puesto que la flexibilidad inherente a las agujas de mayor longitud no garantiza por sí sola el mantenimiento de esta dimensión crítica. Consecuentemente, la Rigidez Transversal del carril (ly) debe ser particularmente importante en estas aplicaciones.

V.3. INCLINACION DE LOS CARRILES EN EL CAMBIO

En las vías ferroviarias convencionales, los carriles se instalan con una inclinación respecto a la vertical dirigida hacia el interior de la vía, típicamente de 1:20. Sin embargo, esta práctica varía según la administración ferroviaria:

• Ferrocarriles Ingleses, Alemanes y Austriacos: mantienen una inclinación de 1:40
• Algunas compañías de Estados Unidos: utilizan inclinaciones de 1:100 o incluso carriles completamente verticales

Justificación de la inclinación 1:20:

La adopción de la inclinación 1:20 responde a varias razones técnicas y operacionales:

1. El posicionamiento vertical del carril produce un desgaste oblicuo de la superficie de rodadura conforme con la inclinación de las llantas de las ruedas, ocasionando aplastamiento de la zona inferior de la cabeza del carril y formación de rebabas.

2. Se observa un patrón de desgaste anormal de las llantas, con la formación de una garganta en las cercanías de la pestaña.

3. Existe una tendencia al vuelco de los carriles hacia el exterior y un incremento de las solicitaciones en el carril exterior sobre los tirafondos y traviesas, especialmente en curvas cerradas, lo cual resulta en un deterioro de la alineación general de la vía.

Soluciones constructivas en cambios:

En la zona de cambio, la aguja debe colocarse verticalmente para facilitar su desplazamiento suave sobre las resbaladeras. Por esta razón, los proyectistas deben elegir entre dos configuraciones constructivas, cada una con ventajas e inconvenientes específicos:

Contraaguja Vertical: tiene la ventaja de permitir el uso de cojinetes de deslizamiento sencillos con placa resbaladera horizontal. Para lograr esta configuración, es necesario realizar una transición del carril de su inclinación 1:20 a completamente vertical. Esta transición se efectúa mediante juegos de placas de asiento de inclinación variable especial que van rotando progresivamente el carril a lo largo de 3 o 4 traviesas, de forma que el cambio angular sea gradual y uniforme en cada traviesa.

Contraaguja Inclinada: presenta la ventaja de no modificar el plano de rodadura de los vehículos (efecto que resulta especialmente significativo a velocidades altas) durante el paso del tren por la vía directa del cambio, que es la trayectoria más frecuentemente utilizada. El inconveniente radica en la complejidad constructiva de los cojinetes de deslizamiento. Una alternativa técnicamente elegante, aunque costosa, es utilizar contraagujas colocadas verticalmente pero fabricadas con un perfil especial cuya alma presenta una inclinación de 1:20.

V.4. PROBLEMA DE UNIR Y ACORDAR EN EL TALON EL PERFIL DE LA AGUJA

La conexión del perfil de la aguja con los carriles intermedios presenta distintos grados de dificultad técnica dependiendo de qué tipo de perfil se utilice:

Perfil Alto Simétrico: la solución es relativamente simple. Es suficiente mecanizar el perfil especial deseado y ejecutar una operación de torsión en el caso de que el perfil normal se encuentre inclinado (conforme a lo descrito en el punto anterior).

Perfil Bajo Simétrico: esta configuración requiere forjar el talón de la aguja para realizar la transición de una sección simétrica baja a una sección más alta que se adapte a los carriles intermedios. Esta unión se realiza típicamente mediante soldadura aluminotérmica.

Perfil Asimétrico: esta opción presenta las mayores dificultades constructivas, ya que es necesario forjar el talón para crear una transición entre secciones muy diferentes geometricamente.

V.5. FACILIDAD DE LAMINACION

Desde la perspectiva de procesos de fabricación, los perfiles simétricos presentan características más favorables para el laminado en caliente. Los perfiles asimétricos, por el contrario, presentan mayores complicaciones en las operaciones de enderezado posterior al laminado.

V.6. NECESIDAD DE REDUCIR EL ESFUERZO DE MANIOBRA

El proceso de flexión de la aguja en la proximidad de su talón requiere la aplicación de un esfuerzo mecánico importante. Por esta razón, en las zonas donde se concentra esta flexión se realiza típicamente un maquinado del patín del carril, reduciendo su espesor en una longitud aproximada de un metro.

V.7. FACILIDAD DE DISEÑO DEL MONTAJE AGUJA-CONTRAAGUJA

Los perfiles más bajos (simétricos o asimétricos) permiten mantener la geometría completa de la contraaguja, preservando especialmente la integridad íntegra del patín. Esta característica facilita incluso la posibilidad de establecer sujeciones interiores elásticas de la contraaguja, mediante sistemas alojados en el interior de la placa resbaladera. Esto permite mantener las propiedades de elasticidad características de la vía normal incluso dentro del cambio, función que no es alcanzable con perfiles altos simétricos, donde es necesario mecanizar los patines interiores de ambas piezas. En estos casos, para mantener la estabilidad de la contraaguja se requieren sujeciones rígidas que atraviesan el alma del perfil.

Capítulo VI TIPOS DE CAMBIOS Y DE AGUJAS

La ingeniería de aparatos de vía contempla diversas clasificaciones de cambios y agujas basadas en criterios funcionales, estructurales y operacionales.

VI.1. ACCIONAMIENTO

Operación a pie de aparato: Los cambios pueden ser manipulados manualmente mediante una palanca de maniobra ubicada en el mismo sitio del aparato. Esta palanca actúa directamente sobre el mecanismo de transmisión de la aguja. Dependiendo de su configuración mecánica, estas palancas pueden poseer una única posición de equilibrio (denominadas de simple efecto) o bien dos posiciones diferenciadas (de doble efecto). En los cambios de doble efecto, se utilizan contrapesos especiales, coloquialmente llamados “quesos”, para estabilizar y determinar automáticamente la posición en reposo de las agujas.

Operación a distancia: Para aplicaciones donde se requiere control remoto desde puestos de maniobra centralizados, existen múltiples alternativas tecnológicas de transmisión:

• Transmisión rígida: basada en elementos metálicos articulados que transmiten el movimiento de forma directa y mecánica.
• Transmisión funicular: utiliza sistemas de cables de acero tensados para transmitir los esfuerzos de control.
• Transmisión fluida: aprovecha aire comprimido o agua a presión como medios de transmisión de energía.
• Transmisión eléctrica: emplea motores eléctricos de baja tensión que accionan el mecanismo del cambio.

VI.2. MOVIMIENTO DE LOS VEHICULOS

En términos del movimiento del material rodante a través de los cambios, estos pueden ser tomados desde diferentes direcciones, lo que conlleva distintas consideraciones de seguridad:

Un cambio puede ser transitado desde la zona del cambio propiamente dicho (punta), en cuyo caso el material rodante toma la dirección que impone la posición actual de las agujas. Alternativamente, el convoy puede ingresar por el talón del cambio. Si la maniobra se ha ejecutado correctamente, el tren encontrará la vía expedita para circular según corresponda. Sin embargo, si la maniobra no se realizó adecuadamente y el cambio permanece en configuración cerrada para ese itinerario específico, las pestañas de las ruedas se introducirán en el espacio entre la aguja y la contraaguja, provocando su separación forzada y rompiéndose los tirantes que mantienen la correcta separación entre ambas piezas.

Se denomina talonamiento a este evento donde el material rodante fuerza la apertura de un cambio que no estaba preparado para recibirlo por esa dirección. El proceso comienza con la deformación o ruptura de los tirantes, seguido por la separación forzada de las agujas.

El talonamiento de un cambio ordinario no produce necesariamente el descarrilamiento inmediato del tren que lo ocasiona. No obstante, si el convoy intenta retroceder después de un talonamiento, especialmente si no ha rebasado completamente el desvío, sí puede producirse un descarrilamiento. Esta situación es particularmente peligrosa si el convoy tiene una parte de sus vehículos en la vía directa y otra parte en la vía desviada del cambio. Este tipo de accidente suele ocurrir por errores operacionales de los agentes encargados de las maniobras en las estaciones. En ciertos tipos de ferrocarriles de menor importancia o tráfico reducido, existen agujas especiales denominadas normalmente talonables. Estas agujas están diseñadas de forma que un resorte o contrapeso automáticamente devuelve los espadines a su posición original después de que el material rodante que los talonó ha superado el aparato. Los espadines en este tipo de configuración operan de forma independiente uno del otro.

Capítulo VII EL CRUZAMIENTO

El cruzamiento representa el componente más complejo y crítico del desvío, siendo el lugar donde se produce la superposición geométrica de los dos itinerarios ferroviarios. Su estructura está constituida por tres componentes fundamentales: el corazón, los contracarriles, y los carriles colaterales.

El Corazón del Cruzamiento:

Se define como corazón la zona constructiva donde se produce la unión física de los dos carriles que se interceptan. Los hilos de la vía directa y de la vía desviada forman, al cortarse mutuamente, la línea característica denominada punta del corazón. El punto PM (punta matemática) marca la posición teórica e ideal donde se interceptarían geométricamente ambos hilos de carril; el punto PR (punta real) materializa la posición física efectiva donde comienza la unión de los dos carriles. La punta real del corazón suele estar ligeramente rebajada o conformada para conseguir un ascenso suave y gradual de la rueda sobre esta zona crítica.

El corazón constituye la zona más solicitada del cruzamiento, ya que recibe continuamente los impactos de las ruedas de los vehículos durante el paso de los convoyes. Se denomina talón del corazón al extremo de esta zona que coincide con el final del desvío.

Características constructivas para paso seguro:

Para permitir el tránsito de las pestañas de las ruedas sin que se produzca contacto damoso con el corazón, es necesario introducir una discontinuidad estratégica en ambos carriles, creando un espacio vacío denominado laguna. Esta discontinuidad es esencial para la funcionalidad del aparato.

Se denominan patas de liebre a las prolongaciones especiales que presentan los carriles adyacentes en la zona del corazón, con el propósito de proporcionar apoyo mecánico a la llanta de la rueda cuando esta rueda externamente por el extremo exterior de la llanta durante el paso de la pestaña a través de la laguna.

La separación espacial entre las caras activas del corazón y la correspondiente pata de liebre, o entre contracarril y carril colateral, recibe la denominación de entrecalle u huella. Este parámetro es crítico para la seguridad operacional.

Función de los Contracarriles:

Los contracarriles constituyen elementos estructurales especializados cuya función es garantizar el guiado bidireccional de la rueda del eje que atraviesa la zona crítica del corazón, pasando sobre la laguna. Su presencia es esencial para evitar el descarrilamiento del vehículo y para proteger la integridad del corazón frente a daños acelerados. Tanto los contracarriles como las patas de liebre presentan aberturas en sus extremos de entrada, diseñadas para encauzar suavemente a las ruedas que se aproximan, evitando así los choques frontales destructivos que podrían danar las piezas.

VII.1. DEFINICION DE UN CRUZAMIENTO

Los cruzamientos y los desvíos de los cuales forman parte se caracterizan fundamentalmente por el ángulo de cruzamiento (α), que representa el ángulo que forman los dos hilos de las vías que se interceptan. Este parámetro es también conocido como ángulo del corazón. En los corazones curvos, donde la geometría es más compleja, este ángulo se define como el que forman las tangentes a los hilos en el talón del corazón.

En la práctica profesional, no es habitual definir un cruzamiento o desvío mediante su ángulo de cruzamiento expresado en grados, sino más bien mediante el valor de la tangente de dicho ángulo. Esta tangente puede expresarse numéricamente (por ejemplo, 0.11) o mediante una relación tipo 1:n que resulta más fácil de recordar y utilizar (por ejemplo, 1:9). En ciertas administraciones ferroviarias, el número n recibe la denominación de índice del desvío o número del desvío.

Los valores más comúnmente utilizados por la administración española ADIF son los siguientes:

TANGENTE DEL ÁNGULO	Relación	n	ÁNGULO DEL CRUZAMIENTO
0.075	1:13	13	\(4^{\circ} 17^{\prime} 21^{\prime \prime}\)
0.09	1:11	11	\(5^{\circ} 8^{\prime} 34^{\prime \prime}\)
0.11	1:9	9	\(5^{\circ} 16^{\prime} 38^{\prime \prime}\)
0.13	1:7.5	7.5	\(7^{\circ} 35^{\prime} 41^{\prime \prime}\)

Criterios de diseño de contracarriles:

Desde una perspectiva de seguridad operacional, los contracarriles cumplen la función específica de guiar el eje cuando este atraviesa la laguna del corazón. Considerando el esquema geométrico representado en la figura, para que la rueda que pasa sobre el corazón no adopte una trayectoria incorrecta ni choque contra la punta del corazón, debe cumplirse necesariamente la siguiente condición:

\[\mathrm{G}-\mathrm{h}_{1}=(\mathrm{B}+2 \mathrm{e})-\mathrm{e}=\mathrm{B}+\mathrm{e}\]

De donde se deduce que:

\[h_{1}=G-(B+e)=G-m\]

Donde m se conoce como cota mínima de protección de la punta del corazón, siendo un parámetro fundamental en el cálculo y diseño de cruzamientos.

Capítulo VIII PROYECTO SIMPLIFICADO DE UN CORAZÓN RECTO

En el desarrollo proyectual de un cruzamiento, se parte del conocimiento de la tangente del ángulo de cruzamiento tg(α), a partir del cual se pueden calcular y determinar los restantes elementos geométricos que definen completamente la estructura.

La longitud total del corazón Lt se determina en función de la abertura mínima b necesaria para realizar el embridado y conexión correcta con los carriles colaterales, siendo c la anchura del perfil de carril utilizado.

Los parámetros geométricos fundamentales se calculan mediante las siguientes expresiones:

\[\begin{aligned} s & =\frac{b}{\tan \alpha} \\ r & =\frac{b+2 c}{\tan \alpha} \\ L_{t} & =\frac{2(b+c)}{\tan \alpha} \end{aligned}\]

Corazones curvos:

Adicionalmente a los corazones rectos tradicionales, existen geometrías más sofisticadas denominadas corazones curvos, donde los bordes activos del corazón presentan una curvatura continua en lugar de líneas rectas. Comparados con corazones rectos de igual ángulo de cruzamiento, estos corazones curvos permiten un radio mayor para la trayectoria de la vía desviada, lo cual posibilita la operación a velocidades más altas, mejorando significativamente el desempeño del aparato de vía.

Capítulo IX ASIENTO DE LOS DESVIOS

El asiento y la fijación de los aparatos de vía se realizan mediante elementos estructurales especiales denominados riostras o longrinas, que presentan mayor longitud y sección transversal comparadas con las traviesas ordinarias de vía. Estos elementos tienen la función crítica de distribuir y transmitir los esfuerzos concentrados derivados del paso del material rodante hacia la plataforma de apoyo, además de fortalecer considerablemente toda la estructura del aparato.

Desde la perspectiva de los materiales de construcción, se prefieren las longrinas fabricadas en madera que permite ser fácilmente cajeadas y taladradas en función de los requisitos específicos de cada tipo de aparato y de su geometría particular.

En tiempos más recientes, se ha observado que las longrinas de hormigón pretensado se están haciendo progresivamente competitivas desde puntos de vista técnicos y económicos. Esta tendencia se debe principalmente a que su mayor peso específico incrementa significativamente la estabilidad de la vía en la zona del aparato, proporcionando ventajas operacionales en términos de resistencia a fuerzas laterales y torsionales.

Capítulo X DESVIOS

X.1. VELOCIDAD DE PASO POR LOS DESVIOS

Velocidad en la vía directa:

El tránsito de los convoyes por la vía directa de un desvío no presenta limitaciones adicionales relacionadas con la geometría del aparato, siendo las únicas restricciones las de origen dinámico general de la línea ferroviaria. Esta característica constituye una ventaja operacional importante, ya que permite mantener velocidades elevadas en la dirección preferente.

Velocidad en la vía desviada:

Por el contrario, el paso a través de la vía desviada presenta limitaciones significativas y está sujeto a restricciones establecidas por las normas técnicas (NRV 3-6-0.0) en función de las características geométricas específicas de cada desvío. En las líneas de ancho RENFE, la velocidad máxima de paso por la vía directa permitida es:

1. Desvíos de tipo A: 140 km/h
2. Desvíos de tipo B: 160 km/h
3. Desvíos de tipo C: 200 km/h
4. Desvíos de AV (ancho internacional): 250 km/h

Para el tránsito por la vía desviada, la velocidad máxima está limitada por la aceleración centrípeta que experimentaría el vehículo en la curva, de acuerdo con la siguiente formulación:

\[\left.\begin{array}{l} a_{c}=\frac{v^{2}}{R} \leq 0,65 \quad \mathrm{~m}/\mathrm{s}^{2} \\ v^{2}=\frac{V^{2}}{3,6^{2}} \end{array}\right\} \Rightarrow V \leq 2,9 \sqrt{R}\]

Donde V es la velocidad en km/h y R es el radio de la curva en metros.

X.2. DESVIOS PARA ALTA VELOCIDAD

Los aparatos de vía en sistemas de alta velocidad representan los elementos más complejos de toda la superestructura ferroviaria, debido a que concentran múltiples fuentes de discontinuidades que generan solicitaciones dinámicas importantes:

• Discontinuidad de dirección: existe una discontinuidad abrupta en la dirección del eje de la vía cuando la circulación toma la vía desviada, generalmente sin la presencia de una curva de transición progresiva.

• Discontinuidad de aceleraciones: esta discontinuidad de dirección se traduce directamente en una discontinuidad en las aceleraciones y sobreaceleraciones experimentadas por los vehículos, agravada por la imposibilidad de establecer el peralte geométrico adecuado en la vía desviada.

• Discontinuidad en el apoyo de rodadura: finalmente, y especialmente en sistemas de alta velocidad, existe una discontinuidad significativa en el apoyo de las ruedas cuando estas transitan por la zona crítica del cruzamiento, experimentando una transición desde la pata de liebre a la punta del corazón, o viceversa, atravesando la laguna.

Toda discontinuidad en la superficie de rodadura genera importantes solicitaciones dinámicas entre el material rodante y la infraestructura. La magnitud de estas solicitaciones crece notablemente con la velocidad de circulación, razón por la cual los problemas antes descritos son especialmente críticos y exigen soluciones sofisticadas en desvíos de Alta Velocidad.

Soluciones constructivas innovadoras:

Para abordar específicamente la problemática de la laguna en cruzamientos de Alta Velocidad, cuando se presentan elevadas cargas por eje o se requiere una gran intensidad de circulación, se han desarrollado dos diseños innovadores que eliminen efectivamente esta discontinuidad:

Corazón de punta móvil: Su funcionamiento se basa en un principio similar al del cambio, donde una punta móvil se acopla a una contrapunta fija. El movimiento de la punta del corazón se realiza aprovechando su flexibilidad inherente, facilitada por la presencia de una junta lateral estratégicamente ubicada. Este sistema elimina la laguna al permitir que la punta acompañe el paso de la rueda.

Corazón de patas de liebre móviles: En esta solución, las dos patas de liebre se desplazan simultáneamente mediante un mecanismo coordinado, creando entrecalle en un lado para permitir el paso de la pestaña de la rueda, mientras que simultáneamente la suprimen en el otro lado. Esto asegura continuidad en la superficie de rodadura.

X.3. ANCHO IBERICO

Los desvíos para el ancho de vía ibérico (1.668 m) se clasifican en diferentes tipos según su capacidad operacional y características técnicas:

X.3.1. DESVÍOS TIPO A

Los desvíos tipo A representan la generación anterior de aparatos, que fueron instalados extensamente en la red de RENFE hasta hace poco tiempo. De cara a futuras ampliaciones y modernizaciones de la red, estos desvíos solo deben instalarse en vías de apartado y maniobra de toda la Red, así como en vías generales de la Red Secundaria. Pueden utilizarse excepcionalmente en vías de circulación de la Red Principal si no hay disponibilidad de tipos más modernos, aunque es altamente preferible utilizar tipos más avanzados en estas ubicaciones. Igualmente son válidos para reparaciones y rehabilitaciones parciales de aparatos existentes de este tipo.

Estos aparatos permiten velocidades máximas de paso por vía directa de 140 km/h y de 30 km/h por la vía desviada. Una limitación técnica importante es que sus corazones no son aptos para soldadura directa a la barra larga de carril continuo, siendo necesario intercalar aparatos especiales de dilatación. Por excepción, los desvíos modelo DS-A-54-500-0.085-CC sí admiten 60 km/h por vía desviada y pueden integrarse directamente a la barra larga sin aparatos de dilatación intermedios.

Se fabrican para vías con carriles modelo 45 prima o UIC 54, siendo asentados sobre traviesas de madera convencionales.

X.3.2. DESVÍOS TIPO B

Los desvíos tipo B constituyen una generación intermedia que permite el paso por vía directa a velocidades máximas de 160 km/h en los modelos B1 y B2, y de 140 km/h en el modelo B3, mientras que por vía desviada permiten velocidades de 30, 45 y 60 km/h dependiendo del modelo específico.

Una ventaja importante es que no requieren la instalación de aparatos especiales de dilatación, permitiendo una integración más directa con la barra larga. Se fabrican para vías con carril modelo UIC 54 y se subdividen en tres variedades:

• Tipo B₁: Desvíos con corazón soldado a cupones de unión de 2,40 m de longitud, siendo estos cupones soldables aluminotérmicamente a la barra larga continua.
• Tipo B₂: (En fase de extinción) Desvíos con corazón embridado y encolado a cupones de unión de 2,40 m que se pueden soldar aluminotérmicamente a la barra larga.
• Tipo B₃: Desvíos con corazón que puede ser embridado y encolado directamente a la barra larga sin cupones intermedios. Su longitud total es más reducida, siendo comparable a la de sus equivalentes del tipo A.

Con la superación de los problemas técnicos de fabricación del tipo B₁, la producción del tipo B₂ ha cesado prácticamente. Se asientan sobre traviesas de madera.

X.3.3. DESVÍOS TIPO C

Los desvíos tipo C representan una generación más moderna y permiten el paso por vía directa a velocidades máximas de 200 km/h, mientras que por vía desviada permiten velocidades de 45, 50 y 60 km/h según el modelo específico. Por excepción, el modelo DS-C-54-250-0,11-CR solo admite 160 km/h por vía directa.

Se fabrican para vías con carriles tanto UIC 54 como UIC 60, permitiendo así adaptación a diferentes estándares de carril. De momento se asientan sobre traviesas de madera, aunque en futuras modernizaciones se anticipa la migración hacia traviesas de hormigón.

X.3.4. DESVÍOS TIPO V

Los desvíos tipo V constituyen una categoría especializada que permite el paso por vía directa a velocidades máximas de 200 km/h, mientras que por vía desviada permiten velocidades de 100 km/h, con prototipos en desarrollo que aspiran a alcanzar 130 km/h.

Se fabrican únicamente para vías con carril modelo UIC 60, limitando su aplicación a las líneas más modernas. Actualmente se asientan sobre traviesas de madera, aunque se anticipa su evolución hacia soportes de hormigón.

X.4. ANCHO INTERNACIONAL

X.4.1. DESVÍOS TIPO A

Los desvíos tipo A para ancho internacional aprovechan los componentes (cambios y corazones) de los desvíos tipo A de vía ancha, adaptándolos al ancho internacional de 1.435 m.

Las velocidades máximas permitidas son 140 km/h por vía directa y 30 km/h por vía desviada. Se fabrican para vías con carril UIC 54 con las siguientes opciones de tangente:

• Tangente 0,09 utilizando semicambios y cruzamiento de su homólogo de vía ancha
• Tangente 0,11 con semicambios y cruzamiento de su homólogo de vía ancha
• Tangente 0,11 con semicambios del desvío de 54 kgs de vía ancha con tangente 0,13, combinado con cruzamiento de tangente 0,11

No son soldables a la barra larga, requiriendo por lo tanto la instalación de aparatos especiales de dilatación. Se asientan sobre traviesas de madera.

X.4.2. DESVÍOS TIPO B

También aprovechan los componentes de los desvíos de vía ancha (Tipo B₁), adaptándolos al ancho internacional.

Se fabrican para vías con carril modelo UIC 54, permitiendo velocidades de 160 km/h por vía directa y entre 40 y 60 km/h por vía desviada.

Los modelos disponibles presentan las mismas tangentes y características similares a sus homólogos de vía ancha. Son soldables a la barra larga, no requiriendo aparatos de dilatación. Se asientan sobre traviesas de madera.

X.4.3. DESVÍOS TIPO C

Para esta categoría se han previsto cuatro modelos que aprovechan los componentes de los desvíos de vía ancha (Tipo C), además de 10 modelos adicionales desarrollados específicamente con carriles UIC 54 y UIC 60.

Permiten velocidades de 200 km/h por vía directa y entre 45 y 80 km/h por vía desviada. Por excepción, el modelo DSI-C-54-320-0,11-CC solo admite 160 km/h por vía directa.

Son soldables a la barra larga sin requerir aparatos de dilatación. De momento se asientan sobre traviesas de madera, con excepción del modelo DSI-C-60-760-0.071-CC que es asentado sobre traviesas de hormigón.

X.4.4. DESVÍOS TIPO V

Se han desarrollado 2 modelos diferentes con carril UIC 60, con tangentes de 0.042 CR y 0.052 CC (siendo este último aún en fase de desarrollo).

Permiten velocidades de 200 km/h por vía directa y 100 km/h por vía desviada. Son soldables a la barra larga sin aparatos de dilatación intermedios. De momento se asientan sobre traviesas de madera.

X.4.5. DESVÍOS TIPO AV

Existen 2 modelos diferentes con carril UIC 60, ambos equipados con corazones de punta móvil de acuerdo con la tecnología más moderna.

Permiten velocidades superiores a 200 km/h por vía directa y 80 y 160 km/h por vía desviada respectivamente. Son soldables a la barra larga sin requerir aparatos de dilatación. Se asientan sobre traviesas de hormigón.

Capítulo XI TRAVESÍAS

Las travesías constituyen aparatos de vía complejos que permiten el cruce de dos itinerarios ferroviarios. Estos dispositivos pueden clasificarse según varios criterios funcionales y geométricos que se detallan a continuación:

\[\text { Travesias }\left\{\begin{array}{c} \text { Sencillas }\left\{\begin{array}{l} \text { Rectangulares } \\ \text { Oblicuas } \\ \text { Curvas } \end{array}\right. \\ \text { De union }\left\{\begin{array}{l} \text { Sencillas } \\ \text { Dobles } \end{array}\right. \end{array}\right.\]

Travesías sencillas rectangulares:

Estos aparatos facilitan la intersección de dos vías que se cruzan a ángulo recto, siendo capaces de operar con vías de igual o diferente ancho de vía. Su estructura interna consta de múltiples elementos:

• Cuatro cruzamientos dispuestos en ángulo recto uno respecto a otro
• Cuatro contracarriles estratégicamente ubicados para guiar el material rodante
• Un contracarril interior de contorno cerrado que proporciona protección adicional
• Otras piezas menores de conexión y soporte

Estos aparatos se fabrican típicamente como piezas monobloque unitarias.

XI.1. Travesías sencillas oblicuas:

Las travesías oblicuas permiten el cruce de dos vías con un ángulo diferente al recto, permitiendo la intersección de vías de igual o diferente ancho. Su configuración estructural es más compleja que la rectangular, incluyendo:

• Dos cruzamientos agudos (de ángulo pequeño)
• Dos cruzamientos dobles que proporcionan guiado adicional
• Carriles de conexión y otras piezas especializadas

Típicamente se fabrican como piezas monobloque unitarias.

XI.2. Travesías sencillas curvas:

Estas travesías proporcionan soluciones para casos donde la geometría es más compleja: permiten el cruce entre una vía recta y otra en curva, o bien entre dos vías curvas. Su estructura geométrica requiere diseño especializado.

Tienen componentes constructivos idénticos a los descritos para travesías oblicuas, adaptados a la geometría curva específica de la aplicación.

Travesías de unión doble:

Las travesías de unión doble constituyen una configuración especializada que combina elementos de una travesía oblicua con componentes de desvíos simples. Este diseño integrado permite la circulación del material rodante en cuatro direcciones diferentes, proporcionando una funcionalidad equivalente a dos desvíos ordinarios enfrentados, pero ocupando aproximadamente la mitad del espacio longitudinal.

Este ahorro de espacio resulta especialmente valioso en las restricciones de terreno típicas de zonas de servicio y maniobra en estaciones. Sin embargo, no se aconsejan velocidades de circulación superiores a los 70 km/h en estas travesías.

Debido a estas limitaciones de velocidad, su uso se restringe principalmente a las zonas de servicio y maniobra de las estaciones.

Están formadas por los siguientes componentes:

• Dos cruzamientos dobles
• Dos cruzamientos simples
• Cuatro pares de espadines (agujas)
• Carriles de conexión y otras piezas menores especializadas

Travesías de unión simples:

Las travesías de unión simples permiten la circulación del material rodante en tres direcciones diferentes, proporcionando menos versatilidad que las dobles pero ocupando también menos espacio.

El empleo de este tipo de travesía, al igual que las de unión doble, es generalmente desaconsejado por las administraciones ferroviarias, excepto en aquellos casos específicos donde la falta de espacio disponible compense económicamente los elevados gastos derivados de conservación y reparación que estos aparatos requieren.

Capítulo XII OTROS APARATOS DE VÍA

Existen otra serie de aparatos que permiten el paso y la maniobra entre vías:

• Escape entre vías.
• Placas y puentes giratorios.
• Triángulos de vía.

XII.1. ESCAPE ENTRE VÍAS

Los escapes entre vías son dispositivos conectadores que unen dos vías adyacentes, permitiendo el paso del material rodante de una a otra. Su longitud total depende del tipo específico de cruzamiento que se emplee en su construcción.

Escape normal: permite el paso del material rodante de una vía a otra en un único sentido de circulación, proporcionando una conexión unidireccional entre vías paralelas.

Escape cruzado: una configuración más versátil que permite el paso en ambos sentidos, facilitando maniobras más complejas entre líneas adyacentes.

XII.2. PLACAS O PUENTES GIRATORIOS

Las placas o puentes giratorios constituyen dispositivos mecánicos rotatorios que han sido extensamente utilizados en depósitos de locomotoras y zonas de maniobra especializadas. Su función es orientar el material rodante hacia la dirección deseada y dirigirlo posteriormente sobre una vía de destino seleccionada. Típicamente, las vías de acceso se disponen en configuración radial alrededor del aparato, como los radios de una rueda.

Desde la perspectiva operacional, estos aparatos presentan la ventaja de ocupar un espacio relativamente reducido. Sin embargo, tienen la limitación significativa de que solo pueden cambiar de vía un vehículo cada vez, limitando su capacidad de maniobra.

Es importante notar que, con la introducción de las locomotoras y unidades modernas con doble cabina de conducción (permitiendo conducción en ambas direcciones sin necesidad de volteo), estos aparatos son cada vez menos utilizados en nuevas instalaciones.

XII.3. TRIANGULOS DE VÍA

Este dispositivo ocupa mas espacio que los puentes giratorios, permitiendo el giro de \(\mathbf{1 8 0}^{\boldsymbol{\circ}}\) de un tren entero. Triangulos de vía \(\left\{\begin{array}{c}\text { Simétricos }\left\{\begin{array}{l}\text { con vía principal en recta } \\ \text { con vía principal en curva }\end{array}\right. \\ \text { Asimétricos }\left\{\begin{array}{l}\text { con vía principal en recta } \\ \text { con vía principal en curva }\end{array}\right.\end{array}\right.\) Para establecer estos dispositivos debe hacerse un estudio que relacione espacio ocupado y capacidad diaria.

Capítulo XIII OTROS DISPOSITIVOS

Aunque las instalaciones ferroviarias que se describen a continuación no responden estrictamente a la definición técnica formal de aparato de vía, suelen ser consideradas como parte integral de la infraestructura de conexión y maniobra ferroviaria en la práctica profesional.

XIII.1. TOPERAS

Las toperas son dispositivos de seguridad fijos, instalados estratégicamente en los extremos finales de vías terminales. Su función esencial es detener la circulación del material rodante como medida de seguridad final, en caso de que por algún motivo los sistemas de frenado normales del convoy no hubieran actuado correctamente.

Se distinguen dos categorías principales según su modo de funcionamiento:

• Toperas rígidas: utilizadas por la administración RENFE, fabricadas en hormigón o metálicas, que actúan mediante obstáculo físico al movimiento.

• Toperas deformables: basadas en sistemas de zapatas de fricción, que transforman la energía cinética del tren en calor mediante fricción controlada.

Instalación Ferroviaria de Absorción de Energía (IFAE):

Este sistema especial representa una solución más sofisticada para la absorción de energía cinética. Su funcionamiento se basa en transformar la energía cinética del tren en calor de forma controlada. Estos sistemas tienen la capacidad de detener convoyes de 1200 toneladas de peso cuando circulan a velocidades de 10 km/h.

XIII.2. BASCULAS

Las básculas ferroviarias son instalaciones especializadas que se instalan en vías dedicadas (no en vías generales de tráfico), diseñadas específicamente para realizar el control y verificación del peso del material rodante y su carga. Tienen importancia especial en estaciones de mercancías, apartaderos especializados, y en zonas portuarias donde el control de peso es crítico para la seguridad y la tarificación correcta.

XIII.3. CALCES DE SEGURIDAD

Los calces de seguridad son pequeños dispositivos mecánicos anclados permanentemente al carril, típicamente instalados en las estaciones ferroviarias. Se colocan estratégicamente en los accesos de vías secundarias a la vía principal, con el propósito de impedir que el material rodante estacionado en vías secundarias pueda desplazarse hacia la vía principal sin control.

XIII.4. AGUJA DESCARRILADORA

Una aguja descarriladora (también llamada derail o aparato descarrilador) se utiliza en los sistemas ferroviarios como un mecanismo de seguridad para evitar que un vehículo ferroviario no autorizado o fuera de control invada una vía donde podría causar un accidente mayor. La aguja descarriladora se utiliza para.

1. Protección de vías principales: Se coloca en vías secundarias, apartaderos o zonas de maniobras para impedir que un tren o vagón mal frenado entre accidentalmente en una vía principal donde circulan trenes a alta velocidad.
2. Protección de trabajadores: Cuando hay personal trabajando en una vía, la aguja descarriladora evita que un vehículo no autorizado llegue a la zona de trabajo.
3. Control de material rodante estacionado: En patios o estaciones, si un vagón queda mal asegurado y comienza a moverse, la aguja lo descarrila de forma controlada antes de que alcance zonas peligrosas.
4. Prevención de colisiones: Si un tren se aproxima sin autorización a un área protegida (por ejemplo, un taller, un depósito o una vía ocupada), la aguja descarriladora actúa como último recurso para evitar una colisión.

Capítulo XIV REPRESENTACIÓN DE LOS APARATOS DE VÍA EN LOS PLANOS

XIV.1. CONSIDERACIONES GENERALES

La representación gráfica de los aparatos de vía en planos técnicos sigue convenios normalizados que permiten una comunicación clara y uniforme entre profesionales. Los desvíos sencillos rectos se representan esquemáticamente de acuerdo con la normativa RENFE NRV 3-60.0, utilizando las siguientes convenciones de representación:

Elementos de representación:

• La vía directa: se dibuja mediante su eje longitudinal, representando la trayectoria principal del desvío.

• La vía desviada: se representa por medio de la tangente de su eje al final del desvío. El punto donde esta tangente de la vía desviada intersecta el eje de la vía directa recibe el nombre de nudo del desvío (ND).

• El nudo del desvío: se representa gráficamente mediante un pequeño círculo en el plano, marcando la intersección teórica de ambas vías.

• El comienzo del desvío (CD): queda definido por la proyección sobre el eje de la vía de la junta de cada contraaguja, representándose mediante un trazo vertical corto.

• Los dos finales del desvío (FD): se obtienen proyectando las juntas finales del cruzamiento sobre los ejes de la vía directa y la vía desviada.

• El corazón: se representa mediante un pequeño cuadrilátero de lados contiguos iguales, que esquematiza la parte del corazón comprendida entre la punta matemática y el talón del corazón.

Representación de desvíos curvos:

En los desvíos curvos, tanto la vía directa como la desviada se representan mediante ejes curvos que reflejan la geometría real del aparato.

XIV.2. NOMENCLATURA

La nomenclatura de los aparatos de vía sigue la norma técnica RENFE NRV 3-6-0.0, que establece un código alfanumérico que contiene toda la información técnica relevante del aparato. Este código se estructura de la siguiente manera:

Estructura del código de nomenclatura:

• Tipo de aparato de vía:
  • DS: Desvío sencillo
  • DSI: Desvío sencillo de ancho internacional
  • DSIH: Desvío sencillo de ancho internacional asentado sobre traviesas de hormigón
• Tipo de desvío:
  • A: Antiguo
  • B: Bueno (existen subcategorías B₁, B₂, B₃)
  • C: Calidad
  • V: Velocidad
  • AV: Alta Velocidad
• Clase de carril:
  • 45: para carril de 45 K/m
  • 54: para carril UIC 54
  • 60: para carril UIC 60

• Radio de la vía desviada: su valor expresado en metros

• Tangente del ángulo de cruzamiento: expresada en una sola cifra decimal

• Tipo de corazón:
  • CR: Corazón Recto
  • CC: Corazón Curvo
  • CM: Corazón de punta Móvil
• Desviación (sentido):
  • D: Desviación a la derecha
  • I: Desviación a la izquierda
  • S: Simétrico

El sentido de la desviación se determina observando el desvío desde el comienzo del cambio hacia el cruzamiento.

Ejemplo de interpretación:

A modo de ejemplo, consideremos la denominación: DS-C-60-318-0.11-CR-D

Este código corresponde a un desvío sencillo de ancho RENFE (vía estrecha), asentado sobre traviesas de madera, tipo C, con carril UIC 60, radio de la vía desviada de 318 metros, tangente del ángulo de cruzamiento de 0.11 (relación 1:9), corazón de geometría recta, y vía desviada hacia la derecha.

Preguntas de repaso

¿Cómo se definen los aparatos de vía en ingeniería ferroviaria?

Son dispositivos especializados que garantizan la continuidad operacional en los puntos donde se conectan distintas trayectorias, permitiendo la conexión y cruce de vías con seguridad.

¿Cuáles son los dos tipos de dispositivos fundamentales que componen los aparatos de vía?

El desvío (bifurcación de una vía en dos o más ramales) y la travesía (cruce perpendicular de dos vías).

¿Qué es el talonamiento de un cambio y qué consecuencias tiene?

Es cuando un tren fuerza la apertura de un cambio no preparado desde el talón. Provoca deformación o ruptura de los tirantes y la separación forzada de las agujas.

¿Cuál es la función principal de los contracarriles en la zona del corazón de un cruzamiento?

Garantizar el guiado del eje cuando atraviesa la laguna del corazón, evitando el descarrilamiento y protegiendo la punta del corazón.

¿Cómo se soluciona el problema de la laguna en los desvíos de Alta Velocidad?

Mediante el uso de corazones de punta móvil o patas de liebre móviles, que eliminan la discontinuidad en la superficie de rodadura.

Bibliografía

• Ferrocarriles. Apuntes de Clase. Jose Manuel Garcia Díaz de Villegas
• Desvíos Ferroviarios. Jose Manuel Garcia Díaz de Villegas - Miguel Rodriguez Bugarin
• Infraestructuras Ferroviarias. Andrés López Pita