Conservación y Gestión de Infraestructuras Ferroviarias

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Índice de contenidos

1. Capítulo I. Introducción
2. Capítulo II. Auscultación
3. Capítulo III. Operaciones
4. Capítulo IV. Renovación de vía
5. Capítulo V. Interferencias con la explotación
6. Preguntas de repaso
7. Bibliografía

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Capítulo I. Introducción

En la actualidad, las infraestructuras ferroviarias enfrentan demandas cada vez más exigentes derivadas de múltiples factores operacionales y comerciales. Estas presiones se manifiestan en diversos aspectos del sistema férreo:

• Incremento continuo de las velocidades de circulación en las líneas modernas.
• Aumento de las cargas transmitidas por eje a la infraestructura.
• Intensificación de la frecuencia de circulaciones en tramos críticos.
• Requerimientos mejorados en términos de confort para los usuarios del transporte.
• Mayor énfasis en la seguridad operativa y la regularidad de los servicios.

Ante estas demandas, los entes gestores de transporte ferroviario han implementado estrategias innovadoras enfocadas en la mejora integral de las instalaciones. Estas acciones incluyen avances en el diseño conceptual de las infraestructuras y en la optimización de los componentes estructurales para incrementar su capacidad resistente y extender su vida útil operativa. Entre las medidas más significativas destacan los programas de renovación integral de vías y la sustitución sistemática de materiales de balasto deteriorados.

El mantenimiento constituye un pilar fundamental para preservar la calidad operativa de los sistemas ferroviarios a lo largo de su ciclo de vida. Las acciones de mantenimiento engloban todas aquellas operaciones orientadas a la conservación, reparación, reemplazo y modernización tecnológica de los componentes de la infraestructura, permitiendo que éstos mantengan el funcionamiento óptimo y la seguridad requerida, en conformidad con los estándares establecidos en la normativa del Sector Ferroviario.

Este proceso estratégico de gestión del mantenimiento define los procedimientos necesarios para ejecutar tanto las intervenciones preventivas como las correctivas en todas las categorías de infraestructuras, abarcando tanto las redes de Alta Velocidad como las líneas de transporte convencional. La implementación efectiva del programa incluye la planificación pormenorizada, la ejecución controlada y el monitoreo continuo de todas las actividades preventivas, complementadas con la gestión ágil de las acciones correctivas que surjan durante la operación de la red.

El proceso de mantenimiento puede clasificarse atendiendo a criterios múltiples que contemplan diferentes dimensiones de la gestión operativa:

CLASIFICACIONES

SEGÚN ESTRATEGIA

• Explotación hasta fallo: modelo reactivo que interviene cuando se produce la avería.
• Puesta a punto periódica preventiva: intervenciones planificadas a intervalos temporales regulares.
• Puesta a punto según estado: evaluación continua que determina intervenciones basadas en la condición actual del elemento.
• Inspección y diagnosis: evaluación sistemática para identificar problemas potenciales.

Según Etapas

• Mantenimiento Preventivo: acciones anticipadas para evitar fallos.
• Mantenimiento Correctivo: intervenciones para reparar defectos una vez ocurridos.

Según Recursos

• Medios Propios: personal y equipamiento internos de la organización.
• Externalizado: contratación de servicios externos especializados.
• Mixto: combinación de recursos propios y externos según necesidades.

Mantenimiento correctivo: Esta estrategia comprende la reparación de equipos e instalaciones que han experimentado fallo o avería, ejecutándose intervenciones destinadas a restaurar la funcionalidad de los componentes de vía después de que se manifiesten los defectos. Se trata de un enfoque de intervención tardía, reactivo a los problemas identificados.

Mantenimiento preventivo: Implica la realización de inspecciones y revisiones sistemáticas establecidas en función de parámetros temporales desde la última intervención, datos de kilometraje acumulado, ciclos de carga operados, u otros indicadores relevantes. Este modelo busca anticiparse al deterioro progresivo de la vía para evitar su degradación avanzada.

Mantenimiento según estado: Caracterizado por la vigilancia continua y el monitoreo de la evolución de instalaciones y equipos, permitiendo determinar el momento óptimo para ejecutar revisiones o cambios cuando los indicadores señalan proximidad a los umbrales críticos de fallo. Esta metodología posibilita la corrección de defectos de manera oportuna, basada en datos objetivos del estado actual de la vía.

Cabe destacar que la vida útil global aproximada de una infraestructura ferroviaria moderna oscila entre 35 y 40 años, período durante el cual se requiere la aplicación sistemática de estas estrategias de mantenimiento:

VIDA ÚTIL GLOBAL APROXIMADA: 35-40 AÑOS

I.1. Mantenimiento según estado

La metodología de mantenimiento basado en el estado de condición demanda requisitos específicos para su implementación exitosa. En primer término, es indispensable disponer de información permanentemente actualizada acerca de las características técnicas y condición actual de la vía. Esto requiere de:

Make optimum decision based on analysis results Perceive changes and conduct maintenance at appropriate timing

Como segundo requisito se requiere la capacidad de respuesta ágil ante la detección de defectos localizados, conjugada con la utilización metodológica y controlada de los recursos de maquinaria pesada disponibles. En esencia, el mantenimiento según estado se fundamenta en la repetición sistemática de un ciclo iterativo de evaluación y corrección, aplicándose tantas veces como sea necesario para mantener los parámetros de operación dentro de los rangos admisibles.

Sistemas de auscultación, que proporcionen en tiempo real un conocimiento objetivo sobre el estado de la vía: Instalaciones tecnológicas especializadas capaces de suministrar información objetiva y en tiempo real respecto al estado integral de la vía, facilitando la toma de decisiones basada en datos reales de operación.

Brigadas de vía con herramientas ligeras, dotadas de gran agilidad, para la corrección de defectos puntuales: Equipos de personal debidamente entrenado, equipados con herramientas ligeras y ágiles, destinados a la corrección expedita de defectos puntuales y localizados que no requieren intervención de maquinaria mayor.

Unos equipos de maquinaria pesada con rapidez en la respuesta: para la corrección de la degradación generalizada de la geometría de la vía o sustitución de materiales de vía defectuosos: Conjuntos de máquinas especializadas con capacidad de respuesta rápida para atender tanto la corrección de degradación generalizada en la geometría de la vía como la sustitución de materiales estructurales que hayan llegado al final de su vida útil operativa.

Para la formulación efectiva de medidas preventivas resulta imprescindible contar con conocimiento detallado del estado actual de materiales e instalaciones, así como del seguimiento de la trayectoria evolutiva de los defectos potenciales. El paso de circulaciones sobre la vía genera respuestas dinámicas en los vehículos que atraviesan las irregularidades presentes, produciendo esfuerzos internos y aceleraciones cuyas magnitudes dependen directamente del grado de defectología presente en la vía y de la velocidad de operación aplicada.

A medida que aumenta el volumen acumulado de circulaciones, se incrementa progresivamente el nivel de defectos presentes en la vía y, consecuentemente, se amplifica la respuesta dinámica experimentada por los vehículos que circulan sobre ella. Cuando estos parámetros de respuesta dinámica se aproximan a los umbrales críticos establecidos para asegurar el confort de pasajeros, para preservar las condiciones aceptables de explotación, o para garantizar los márgenes de seguridad operativa definidos, se requiere activar protocolos de intervención mediante acciones de mantenimiento o, alternativamente, mediante la implementación de restricciones de velocidad en los tramos afectados.

Capítulo II. Auscultación

El sistema de auscultación constituye el conjunto de procedimientos, técnicas y equipos destinados a evaluar, controlar y documentar el estado actual de la infraestructura ferroviaria. A través de la auscultación, se recopila información sistemática que permite conocer el nivel de degradación de la vía y planificar las acciones correctivas necesarias. Entre las metodologías disponibles se encuentran:

• VIGILANCIA A PIE: inspecciones realizadas mediante recorridos pedestres a lo largo de la vía.
• RECORRIDOS EN CABINA: observaciones desde vehículos especialmente equipados que circulan sobre la vía.
• AUSCULTACIÓN ULTRASÓNICA DE CARRILES: técnicas acústicas para detectar defectos internos en los elementos de carril.
• AUSCULTACIONES DINÁMICAS: medición de aceleraciones y respuestas dinámicas experimentadas durante la circulación.
• AUSCULTACIÓN GEOMÉTRICA DE LA VÍA: evaluación de parámetros geométricos como nivelación, alineación y peralte.
• ESTADO MATERIALES DE VÍA: inspección del estado de traviesas, balasto y sujeciones.
• DETECTORES DE IMPACTO DE VÍA (DIV): dispositivos para identificar defectos que generan impactos anormales.
• MEDICIONES MANUALES - SONDEOS: evaluaciones de campo utilizando equipos topográficos y de medición directa.

ACTUACIONES		CRITERIOS
INSPECCION DE LA SUPERESTRUCTURA DE LA VIA	VIGILANCIAS A PIE	Todas las líneas 2 veces/año (si no hay auscultación) En tramos auscultados con ZUT 1 y 2 (Actuaciones inmediatas y a corto plazo)
	VIGILANCIA DE APARATOS DE VIA	Vias generales		Vías secundarias
		B1, B2 C1, C2	2 veces/año	1 vez/año
		DyE	1 vez/año	1 vez/año
	VIGILANCIAS EN CABINA	Toda la Red: 3 veces/año
AUSCULTACIÓN	AUSCULTACIÓN GEOMETRICA DE VIA	- Líneas B1, B2, C1 y C2 : 2 veces/año - Líneas D y E: 1 vez al año
	AUSCULTACIÓN ULTRASONICA DE CARRILES	- Líneas B1, B2, D y E : 1 vez al año Lineas C1 y C2: 2 veces/año
TRATAMIENTO MECANIZADO DE VÎA	NIVELACIÓN Y ALINEACIÓN DE TRAMOS UNITARIOS	Actuación preferente con medios propios en líneas B1,B2, C1 y C2 con Calidad de Estado DEFICIENTE O MAL. Preferentemente en tramos no inferiores a 20 Km No actuar en tramos con Calidad de Estado BIEN, ACEPTABLE 0 REGULAR
	NIVELACIÓN Y ALINEACIÓN DE DEFECTOS PUNTUALES	Se actuará preferentemente con medios ajenos en Zonas de Urgente Tratamiento Y en Aparatos de vía
	AMOLADO DE CARRILES	Se distribuyen los recursos en función de: Peticiones de las SS. 00 territoriales Y de los resultados del Análisis III del Coche Auscultador Actuación preferente en líneas B1,B2, C1 y C2

II.1. Auscultación: objetivos

La auscultación busca alcanzar una serie de objetivos estratégicos en la gestión del mantenimiento ferroviario:

• Medir, cuantificar y analizar la evolución del estado de la vía: Mediante la recopilación sistemática de datos, se establecen métricas objetivas que permiten seguimiento temporal del deterioro y su trayectoria.
• Identificar los defectos críticos: Se busca detectar tanto aquellos defectos que se aproximan a los límites de mantenibilidad (identificando oportunidades para mantenimiento preventivo), como aquellos que señalan el agotamiento de la vida útil del elemento (justificando actuaciones de mejora integral).
• Definir y valorar actuaciones de mantenimiento correctivo: Cuando se detectan defectos que en su evolución proyectada se acercarían a situaciones de riesgo para la seguridad operativa, es necesario evaluar y planificar intervenciones correctivas de manera expedita.
• Priorizar actividades: La información recopilada permite establecer un orden de prioridades para la aplicación eficaz de recursos disponibles, tanto humanos como materiales, asignándolos a los tramos que lo requieran de manera más urgente.

II.2. Auscultación: tipos

Existen múltiples metodologías de auscultación que pueden clasificarse en función del grado de mecanización y el tipo de parámetros evaluados:

Auscultación con metodología general: Esta aproximación comprende un procedimiento integral mediante el cual se analizan los principales parámetros técnicos de la vía. Su ejecución puede realizarse de forma “manual” mediante recorridos pedestres y visuales, o bien mediante la utilización de vehículos especializados provistos de sensores integrados a sistemas informáticos que registran y procesan automáticamente los parámetros, generando diagnósticos automatizados de calidad.

Entre los parámetros usualmente medidos en una auscultación completa se incluyen:

• Geometría vertical de la vía (cotas y peralte)
• Geometría horizontal de la vía (alineación en planta)
• Geometría del carril (desgaste, deformaciones)
• Trazado general del segmento
• Calidad de la marcha (medida de confort dinámico)

Auscultación visual: Esta metodología tiene por objeto evaluar el estado físico de los componentes que integran la vía y la plataforma, realizándose generalmente mediante inspección directa a través de recorridos pedestres. Permite identificar: defectos en el balasto (incluyendo balasto de mala calidad o en mal estado), daños en traviesas (zonas podridas o quemadas en traviesas de madera, o grietas en traviesas de hormigón), deficiencias en sistemas de sujeción, desgaste o roturas en carriles, problemas en juntas de vía, y defectos en soldaduras.

Auscultación geométrica: Se enfoca en la evaluación de los parámetros geométricos de la vía, tales como: nivelación longitudinal (cuyas irregularidades generan efecto de galope o cabeceo en vehículos), nivelación transversal (cuyas irregularidades provocan movimientos de balanceo), alabeo (cuyos defectos pueden originar descarrilamientos), ancho de vía (que afecta indirectamente el movimiento de lazo según el juego disponible), alineación (cuyo defecto genera movimientos de lazo), peralte y radio de curvatura.

Auscultación dinámica: Consiste en la medición y registro sistemático de aceleraciones que experimenta un vehículo circulando por la vía, registrando simultáneamente su velocidad de paso. Mediante múltiples acelerómetros instalados en posiciones estratégicas, se miden aceleraciones verticales y horizontales originadas por las imperfecciones de la vía, tomando datos tanto en zonas de caja de grasa del eje como en la caja de pasajeros. Este enfoque proporciona información sobre la interacción dinámica real entre vía y tren, permitiendo conocer las condiciones de confort experimentadas por los usuarios en operación real. Esta metodología es especialmente sensible para detectar desgaste ondulatorio, uno de los defectos más críticos en vías de alta velocidad, siendo considerada la forma preferida de auscultación periódica para líneas modernas.

II.3. Auscultación: equipos

Para la ejecución de las tareas de auscultación se dispone de una diversidad de equipos que varían desde instrumentos manuales simples hasta sistemas automatizados complejos.

II.3.1. Equipos manuales de auscultación:

Los equipos manuales constituyen herramientas portátiles utilizadas por brigadas de campo para inspecciones directas y mediciones locales. Entre estos se incluyen equipos topográficos para toma de datos de posición y cota, reglas de vía para verificación de dimensiones, dispositivos de comprobación de soldaduras, asas de flechar para control de geometría, medidores especializados de perfil de carril, y equipos láser de precisión empleados particularmente en inspección de desvíos y aparatos de vía.

II.3.2. Carros manuales de auscultación:

Los carros auscultadores manuales constituyen equipos semi-mecanizados que permiten mediciones más rápidas y precisas que los instrumentos puramente manuales. Estos incluyen carros auscultadores de empuje manual que transportan al personal de medición, auscultadores de coordenadas absolutas que utilizan sistemas de posicionamiento para capturar datos tridimensionales de la vía, así como otros sistemas complementarios especializados que aumentan la productividad de los equipos de inspección de campo.

II.3.3. Vehículos auscultadores:

Los vehículos auscultadores son sistemas mecanizados de alto nivel que permiten capturar datos de auscultación a velocidad de operación o velocidades controladas. Se incluyen entre estos trenes-laboratorio especializados como el Séneca, que combina amplia instrumentación con capacidad de desplazamiento autónomo, vehículos adaptados en sistemas de transporte urbano como los del Metro de Madrid que cuentan con equipamiento interno especializado, y dresinas que son plataformas ligeras con sistemas de medición embarcados destinadas a líneas de menor tráfico. Estos equipos permiten captura automatizada de datos a gran escala, generando bases de información que alimentan los sistemas de análisis centralizado.

Capítulo III. Operaciones

Las operaciones de mantenimiento comprenden un conjunto de actividades mecanizadas y manuales diseñadas para corregir y prevenir defectos específicos de la infraestructura ferroviaria. A continuación se describen las principales operaciones de mantenimiento utilizadas en la industria ferroviaria moderna.

III.1. Amolado

La operación de amolado constituye un procedimiento especializado de mantenimiento preventivo dirigido a la eliminación de una película superficial de acero descarburado que se genera durante el proceso de fabricación industrial de los carriles, así como para la remoción simultánea de otros tipos de defectos superficiales. Esta operación persigue los siguientes objetivos técnicos:

Objetivos principales del amolado:

• Generación de superficie de rodadura uniforme: Permite conseguir una superficie de rodadura que presente una inclinación constante del carril, mejorando la distribución de cargas.
• Preservación del perfil geométrico: Asegura que se mantiene el perfil correcto de la cabeza del carril y elimina o reduce significativamente los defectos superficiales existentes.
• Mejora del trazado longitudinal: Se logra mediante el aplanamiento de ondas superficiales originadas en la fabricación del carril y del esmerilado posterior de soldaduras aluminotérmicas.
• Prolongación de vida útil: Mantener en buen estado los carriles mediante amolado periódico mejora sustancialmente la vida útil tanto de carriles como de ruedas de vehículos, reduciendo simultáneamente los niveles de ruido operativo.
• Eliminación de defectos de fabricación: Se eliminan defectos residuales presentes en la superficie activa del carril tras su manufactura.
• Eliminación de defectos de montaje: Se remueven marcas y daños producidos durante los procesos de descarga y manipulación de materiales en campo.
• Control del desgaste ondulatorio: El amolado proporciona un control mejorado del deterioro general de la vía y retrasa significativamente la formación y progresión del desgaste ondulatorio, defecto que tiende a acelerarse con la velocidad de circulación.
• Reducción de fisuras: Contribuye a reducir la aparición y propagación de fisuras longitudinales en los carriles.

III.2. Bateadora-Niveladora:

La operación de bateado constituye el proceso mediante el cual se introduce material de balasto debajo de las traviesas con el fin de restaurar la nivelación de la vía o consolidar su posición después de asentamientos. Esta función, ejecutada por máquinas especializadas denominadas bateadoras, puede realizarse mediante procesos de vibración, compresión mecánica, o combinaciones de ambos métodos.

Las bateadoras se encuentran equipadas con un conjunto coordinado de elementos batidores que se posicionan de manera estratégica para atacar las cabezas de las traviesas por sus caras laterales, operando por ambos lados del carril simultáneamente. El sistema de bateado integra tres movimientos principales:

• Movimiento vertical del conjunto de bateo: Proporciona la acción de introducción y extracción de los bates del lecho de balasto, permitiendo la alternancia entre penetración y retroceso.
• Movimiento vibratorio de los bates: Generado por mecanismos excéntricos, facilita el movimiento de los bates dentro de la masa del balasto, permitiendo su penetración progresiva.
• Movimiento de aproximación de los bates: Mediante sistemas de husillo sinfín, se coloca y se aprisiona el balasto debajo de la traviesa, consolidando su posición vertical.

La niveladora constituye una máquina especializada derivada de la bateadora convencional, equipada adicionalmente con sistemas de levante del carril que permiten combinar operaciones de levantamiento y bateado simultáneamente, dejando la vía finalmente a la altura geométrica deseada. El procedimiento más habitual de nivelación se ejecuta bajo control de un operador provisto de un visor-nivel de precisión y mandos de radio control remoto que detiene el movimiento de levante en el instante exacto en que se alcanza la cota objetivo.

Las niveladoras cuentan con un grupo especializado de levantadores constituido por discos circulares de acero (denominados “uñas”) asociados a sistemas hidráulicos de accionamiento. Estos discos se acoplan a la cabeza del carril sujetándolo firmemente durante el levantamiento, permitiendo un control preciso de la altura final. Una característica importante es que todas las máquinas bateadoras modernas incorporan capacidad de nivelación. Históricamente, las bateadoras primitivas carecían de esta función y la nivelación se realizaba mediante gatos hidráulicos posicionados secuencialmente al paso de la máquina por la vía.

Operaciones

III.3. Alineadora:

Las máquinas alineadoras son equipos especializados provistos de elementos sujetadores similares a los utilizados en las niveladoras, pero caracterizados por poseer movimiento horizontal controlado. Este movimiento horizontal permite desplazar la vía lateralmente hasta conseguir la posición correcta en planta, rectificando defectos de alineación general. Las máquinas alineadoras operan típicamente mediante el procedimiento de las cuerdas deslizantes, que establece referencias geométricas mediante líneas de referencia que se desplazan con la máquina.

En la práctica operativa moderna, existen máquinas alineadoras especializadas exclusivamente en esta función, aunque lo más frecuente es encontrar máquinas combinadas denominadas bateadoras-niveladoras-alineadoras que integran las tres funciones en una sola unidad de trabajo, permitiendo optimizar tiempos y recursos mediante la ejecución simultaneada de múltiples tareas correctivas.

III.4 Perfiladora:

Las máquinas perfiladoras constituyen equipos especializados en la distribución y conformación del balasto de la banqueta lateral, dando forma y espesor apropiados a esta zona de transición entre la plataforma y la caja de la vía. Estas máquinas se equipan con arados frontales y laterales de diseño especializado que empujan el balasto hacia las posiciones correctas, conformando la geometría de la banqueta. Muchas perfiladoras incorporan adicionalmente un cepillo de barrido que recoge el balasto sobrante y deteriorado, transportándolo mediante una cinta transportadora hacia una tolva integrada en la máquina, desde la cual se redistribuye selectivamente el material limpio según las necesidades operacionales.

III.5. Operaciones: Trabajos continuos

Trenes BCP:

Cuando los análisis realizados con vehículos auscultadores detectan que la pérdida acumulada de nivelación y alineación de una línea ferroviaria se aproxima a los umbrales críticos permitidos, se procede a su corrección mediante la utilización coordinada de trenes BCP (sigla que representa Bateadora, Compactadora y Perfiladora).

Un tren BCP típico está conformado por tres máquinas especializadas que trabajan de manera complementaria e integrada:

• Una máquina Bateadora (con capacidades de nivelación y alineación) que corrige la geometría defectuosa.
• Una máquina Compactadora que consolida el balasto después del bateado.
• Una máquina Perfiladora que define y consolida la forma final de la banqueta.

Estos trenes pueden operar en dos configuraciones distintas: en tajos sencillos donde trabaja un único tren BCP, o en tajos de gran rendimiento donde operan simultáneamente tres trenes BCP en el mismo segmento, dividiendo el tramo de vía a corregir en tres zonas de trabajo equivalentes que avanzan coordinadamente.

Parámetros operacionales de los trenes BCP:

Para ejecutar correctamente una operación de nivelación, se realiza típicamente un levantamiento de la vía entre 2 a 5 centímetros, lo que requiere una aportación de balasto nuevo entre 100 a 200 litros por metro lineal. Esta aportación preliminar de balasto se realiza previo al ciclo de bateado.

Los trenes BCP requieren de 3 a 4 horas continuas de operación ininterrumpida para alcanzar productividad óptima. En líneas con tráfico de pasajeros, frecuentemente es necesario efectuar transbordes de servicios de viajeros para permitir esta continuidad. Por esta razón, en muchos casos se recurre a la estrategia de emplear tres trenes BCP operando en configuración de gran rendimiento, lo que reduce significativamente los tiempos de transborde requeridos. La productividad típica de un tren BCP operando en jornadas de duración variable es de aproximadamente 1500 metros diarios cuando se trabaja en ciclos de 3 a 4 horas.

Operaciones: Trabajos contínuos

III.6. Operaciones: Desguarnecido de vía

La operación de desguarnecido constituye el proceso de extracción selectiva del material de balasto de la vía sin efectuar desmantelamiento de los elementos estructurales principales. Con los equipos desguarnecedores especializados se ejecutan dos modalidades operacionales distintas:

• Desguarnecido total: Consiste en la extracción completa de todo el material de balasto presente en la vía, permitiendo posteriormente su sustitución por balasto de mejor calidad o generando las condiciones previas necesarias para una operación de levante de vía en contextos de renovación integral.
• Depuración de balasto o desguarnecido parcial: Comprende un proceso de reciclaje mediante el cual se extrae todo el balasto, se lo somete a procesamiento de machacado y cribado, se descartan las fracciones excesivamente gruesas o finas así como los detritos contaminantes procedentes de la descomposición del material, y finalmente se reintroduce en la vía el balasto limpio y clasificado que resulta apto.

Las máquinas desguarnecedoras están equipadas con una cadena sinfín provista de elementos batidores con puntas de acero al manganeso de alta dureza, que rompen progresivamente la banqueta de balasto ubicada debajo de las traviesas, transportando el material extraído hacia una tolva equipada con sistemas de cribas y clasificación. Estas máquinas poseen capacidad adicional para levantar y ripar la vía, machacar el balasto en su sistema interno, y en algunos casos avanzados, extienden capas de arena y geotextiles para sanear y mejorar la explanación de fundación.

Desguarnecedora

Los componentes principales de una máquina desguarnecedora incluyen:

1.- CADENA DE RECOGIDA Y ARRASTRE DEL BALASTO DE LA VIA: Sistema de transporte que extrae material. 2.- MACHACADORA: Equipo que reduce el tamaño del balasto extraído. 3.- CRIBADORA: Sistema de clasificación que separa fracciones según granulometría. 4.- CINTA PRINCIPAL QUE TIRA EL DETRITO FUERA DE LA EXPLANACION: Transporta material rechazado fuera de la infraestructura. 5.- TOLVA REPARTIDORA DEL BALASTO LIMPIO: Almacena balasto clasificado listo para redistribución. 6.- REPARTIDOR CENTRAL: Distribuye balasto hacia la zona axial de la vía. 7.- REPARTIDORES LATERALES: Distribuyen balasto hacia las zonas laterales de la banqueta.

Parámetros de operación del desguarnecido:

El desguarnecido total requiere típicamente ser acompañado por operaciones complementarias de mejora de la explanación, incluyendo drenaje, saneamiento de suelo y otras medidas de acondicionamiento. La operación de desguarnecido demanda un intervalo de trabajo de aproximadamente 4 horas continuas, además de la implementación de restricciones de velocidad para el tráfico que pueda atravesar la zona durante los trabajos. Por esta razón, la planificación del intervalo de trabajo debe realizarse con análisis detallado de impactos operacionales.

La productividad típica del desguarnecido oscila entre 400 a 800 metros por jornada de trabajo, dependiendo de las condiciones específicas del balasto y de la complejidad de los trabajos de acondicionamiento asociados.

Operaciones: Desguarnecido de vía

Capítulo IV. Renovación de vía

La renovación de infraestructuras ferroviarias constituye uno de los procesos más relevantes en la gestión del ciclo de vida de las vías, implicando decisiones estratégicas complejas, inversiones significativas e impactos operacionales considerables.

IV.1. Concepto de renovación de via:

Por renovación de vía se entiende un proceso integral cuyo propósito fundamental es reemplazar de manera sistemática los elementos constitutivos de la superestructura de la vía (carriles, traviesas, sujeciones y balasto), al tiempo que se acondiciona y mejora la infraestructura subyacente (explanación, drenaje) y su entorno (desmontes, terraplenes) para que sean capaces de cumplir con funciones típicamente más exigentes que las del establecimiento anterior, en términos de carga, velocidad o frecuencia de circulación.

IV.2. Causas:

Causas principales: El envejecimiento progresivo de los componentes de la vía y sus elementos constitutivos (carriles deteriorados, traviesas fisuradas, balasto descompuesto) constituye la causa más frecuente que justifica la decisión de proceder a renovación integral de un segmento.

Causas secundarias: La necesidad de adaptar una línea existente a nuevos patrones de tráfico más exigentes (mayor velocidad, mayores cargas por eje, mayor frecuencia) representa otra motivación importante para acometer proyectos de renovación.

Consideraciones económicas y operacionales: El costo elevado de ejecutar una renovación, así como el impacto disruptivo que genera en la explotación operativa de una línea (especialmente crítico en contextos de vía única sin alternativas de circulación), hacen que el análisis y la posterior decisión de renovar sean objeto de estudios técnico-económicos exhaustivos en la fase de evaluación preliminar.

Las gráficas adjuntas ilustran conceptualmente cómo se comporta el deterioro de una vía a lo largo de su vida útil bajo diferentes estrategias de mantenimiento:

• a: Límite mínimo admisible (límite de explotación) - umbral bajo el cual la vía no puede operar
• b: Límite mínimo aceptable (límite de mantenimiento) - nivel a partir del cual se requieren intervenciones
• e: Eficacia previsible de renovación - capacidad de restauración esperada
• X1, X2, X3: Deterioro exponencial bajo diferentes condiciones de operación
• (1), (2), (3): Ciclos de bateado preventivo
• d: Alargamiento de vida útil debido a la estabilización dinámica después de mantenimiento
• AC: Calidad inicial del bateado (depende de capacidad de máquinas)
• BC: Asiento inicial causado por primeras circulaciones (depende de propiedades del balasto)
• AB: Eficacia previsible del bateado (depende de diseño de carril, traviesas, tendido y condiciones del subsuelo)
• DE: Asientos ahorrados por efecto de estabilización dinámica

Restricciones operacionales de renovación:

• Se favorece la ejecución de trabajos preferentemente durante horas diurnas
• Se requieren trabajos previos de preparación y desmovilización
• En casos de vía única renovada por fases, se implementan limitaciones de velocidad mientras continúan los trabajos

IV.3. Pasos a seguir:

La secuencia constructiva de una renovación de vía comprende los siguientes pasos metodológicamente ordenados:

1. Replanteo de la vía: Establecimiento de referencias geométricas y líneas de referencia para controlar la ejecución.
2. Recepción de los materiales: Acopio verificado de todos los elementos nuevos (carriles, traviesas, sujeciones, balasto).
3. Levante y desguace de la vía antigua: Extracción controlada de todos los componentes obsoletos para reciclaje o disposición.
4. Montaje de vía: Posicionamiento e instalación de los nuevos elementos estructurales.
5. Aporte de balasto y perfilado: Distribución del balasto nuevo y conformación de la banqueta.
6. Montaje y nivelación de los desvíos: Instalación de aparatos de vía si es aplicable.
7. Primera nivelación: Control geométrico preliminar tras el tendido.
8. Soldaduras: Realización de soldaduras aluminotérmicas en juntas de carril si corresponde.
9. Segunda nivelación: Ajuste geométrico final después de soldaduras.
10. Liberación de tensiones: Alivio de tensiones residuales acumuladas en carriles continuos soldados.

IV.4. Montaje de vía con materiales sueltos

Este procedimiento tradicional de renovación se caracteriza por la disposición estratégica de materiales a lo largo del tramo de renovación, seguida de su incorporación progresiva mediante procedimientos de manejo manual y semi-mecanizado.

Preparación y distribución de materiales:

Los materiales requeridos se distribuyen de manera ordenada en el tramo designado para renovación:

• Las traviesas nuevas se apilan en uno de los laterales de la vía para acceso conveniente.
• Los carriles se extienden a lo largo de ambos lados de la traza de vía, apoyados sobre la banqueta de balasto para facilitar su manipulación posterior.
• Se mantiene disponible un tren de trabajo con plataformas vacías destinadas al transporte y retirada del material antiguo a medida que se desmonta.

Secuencia operativa:

• Corte de vía: Se realiza el corte de los carriles antiguos para facilitar su levante.
• Levante de vía antigua: Se emplea pórticos de carga de capacidad apropiada para elevar la vía antigua completa y colocarla sobre el tren de retirada.
• Colocación de traviesas: Se utiliza equipo retroexcavador especializado (denominado Vaiacar) para posicionar las traviesas nuevas en sus ubicaciones proyectadas con precisión geométrica.
• Colocación de carril: Se instalan los carriles utilizando máquinas posicionadoras que aseguran la alineación precisa.
• Embridado: Se colocan y aprietan los elementos de sujeción que fijan carriles a traviesas.
• Riego de balasto, perfilado, bateado y primera nivelación: Se incorpora el balasto, se conforma la banqueta, se ejecuta el bateado de consolidación y se realiza un primer control geométrico.
• Comprobaciones geométricas y segunda nivelación: Se efectúan mediciones de verificación y ajustes finales de geometría.

Renovación de vía

IV.5. Montaje de vía con tren de renovacion rápida TRR

El Tren de Renovación Rápida (TRR) constituye un sistema mecanizado avanzado que permite ejecutar operaciones de renovación de vía de manera expedita y con control de calidad elevado. Su capacidad operativa abarca múltiples funciones:

Funciones que puede ejecutar el TRR:

• Renovación integral de vía existente
• Sustitución aislada de traviesas defectuosas
• Sustitución selectiva de carriles deteriorados
• Montaje de vía sobre plataformas completamente nuevas
• Operaciones de mantenimiento pesado

Parámetros de rendimiento:

El rendimiento típico del TRR es de 100-200 metros por hora en operación normal, aunque este rendimiento es dependiente del tiempo requerido para efectuar cortes de vía y preparación de interfaces.

Composición del sistema TRR:

El Tren de Renovación Rápida está integrado por los siguientes componentes principales:

• Vagón de manutención de traviesas: Transporta y suministra traviesas en el frente de obra
• Grupo de trabajo: Conjunto de máquinas especializadas que ejecutan las operaciones de renovación (amolado, bateado, nivelación, alineación)
• Vagón tractor: Proporciona tracción al conjunto y potencia a los sistemas hidráulicos

Este sistema integrado permite una ejecución coordinada y eficiente de todas las operaciones, reduciendo significativamente los tiempos de intervención comparado con metodologías convencionales de materiales sueltos.

Renovación de vía

Capítulo V. Interferencias con la explotación

El transporte ferroviario como sistema operativo posee características de rigidez operacional que lo distinguen de otros modos de transporte. Esta rigidez implica que la capacidad de vía es fija y que en cualquier operación de mantenimiento o construcción inevitablemente se generan interferencias con el tráfico regular. Esto hace necesario establecer protocolos cuidadosos de coordinación entre operaciones y explotación. Definición de corte de vía: Se entiende por corte de vía la interrupción programada de las circulaciones ferroviarias durante un período determinado y en un tramo concreto específico, con el propósito de permitir la ejecución de trabajos de mantenimiento, renovación o construcción que requieren acceso dedicado a la infraestructura.

Organización del modelo ferroviario:

La gestión de la explotación ferroviaria responde a modelos organizacionales que coordinan múltiples funciones desde la planificación comercial hasta la operación operacional en tiempo real.

V.1. Zonas de trabajo:

Para garantizar la seguridad durante las operaciones de mantenimiento y construcción, se definen zonas de trabajo con grados crecientes de riesgo:

• Zona de seguridad: Esta zona se extiende desde una línea paralela trazada a más de 3 metros de distancia desde el borde exterior de la cabeza del carril, hacia ambos lados de la vía. En esta zona pueden permanecer personas sin protecciones especiales durante circulaciones de vehículos ferroviarios.

• Zona de riesgo: Comprende el espacio intermedio entre la zona de seguridad y la zona de peligro. En esta región existe riesgo moderado de afectación por la circulación ferroviaria, requiriéndose vigilancia y precauciones de seguridad.

• Zona de Peligro: Esta es la zona de máximo riesgo, definida como aquella donde el personal, herramientas o materiales pueden ser potencialmente arrollados por circulaciones ferroviarias o expuestos a efectos de succión-absorción provocados por vehículos en movimiento. Abarca la caja de la vía y los espacios laterales comprendidos entre la cabeza del carril y una línea paralela trazada a 2 metros de distancia hacia cada lado. Esta zona requiere protecciones especiales y bloqueo de circulaciones para trabajos intensivos.

V.2. Documentos contracturales en la gesti’on del corte:

La coordinación efectiva entre operaciones de mantenimiento y explotación requiere de un conjunto de documentos normativos y de gestión:

• Ley del sector ferroviario: Marco legal fundamental que establece los principios y regulaciones bajo los cuales operan los ferrocarriles españoles, incluyendo derechos y obligaciones de operadores y usuarios.

• Normas RENFE de Vía (N.R.V.) o Normas ADIF de Vía (N.A.V.): Normativa técnica de carácter mandatorio que especifica los parámetros técnicos, materiales y procedimientos constructivos que debe cumplir cualquier obra ferroviaria, garantizando compatibilidad y seguridad del sistema.

• Reglamento General de Circulación: Documento exhaustivo que recopila todos los artículos necesarios para la circulación correcta y segura de trenes. Incluye especificaciones sobre señalización de la vía, condiciones técnicas de distintos tipos de cortes de vía, medios de seguridad adicionales requeridos, y procedimientos operativos. Se complementa operacionalmente con el Manual de Circulación.

• Plan Marco: Documento específico elaborado para cada obra ferroviaria individual. Es firmado conjuntamente por los responsables de Mantenimiento y de Circulación del área donde se ejecutan las obras. Define explícitamente los cortes de vía asignados para la obra, precauciones de velocidad aplicables, e identifica de manera pormenorizada las interferencias específicas entre explotación y construcción en ese tramo.

• Tiempos TOC: Parámetro establecido anualmente que representa los tiempos adicionales previstos para que los trenes absorban las demoras causadas por las precauciones requeridas durante las obras. El Plan Marco establece que no se pueden superar estos tiempos TOC asignados en los servicios de una línea determinada.

Complementando los documentos de nivel estratégico, existen documentos operacionales de gestión táctica y operativa:

• Consignas: Documentos emitidos por la función de Circulación cada vez que se identifica una condición que afecta a la seguridad de la circulación o la integridad de instalaciones. Proporcionan instrucciones específicas que deben aplicarse de manera inmediata.

• Consignas Serie C: Documentos de distribución mensual emitidos por Circulación que recopilan todas las precauciones que los maquinistas encontrarán a lo largo de una línea determinada durante ese mes, incluyendo trabajos en curso, restricciones temporales y condiciones especiales.

• Acta de trabajos: Documento semanal elaborado por la función de Mantenimiento de Infraestructuras que documenta e identifica detalladamente los trayectos específicos donde se ejecutarán trabajos durante esa semana y qué tipo de trabajos se realizarán.

• Programación de los trabajos: Documento semanal emitido por la empresa constructora responsable de las obras, que detalla el Plan de Obra, necesidades de personal especializado, requerimientos de maquinaria, y afecciones previstas a la circulación durante esa semana.

• Diagrama de Capacidad de la Línea: Herramienta gráfica tipo espacio-tiempo que refleja esquemáticamente la circulación de todos los trenes programados en una línea. Es particularmente importante para solicitar cortes de vía, ya que en él quedan claramente identificados los intervalos horarios en los que no hay circulaciones y, por lo tanto, son disponibles para trabajos.

V.3. Tipos de corte de vía

Existen varios regímenes operacionales para ejecutar trabajos en infraestructura ferroviaria, cada uno con características, requisitos y restricciones específicas:

• Régimen de interrupción de la circulación: Este régimen contempla la interrupción completa de circulaciones durante intervalos horarios previamente programados, según especificaciones del Plan Marco. El bloqueo se formaliza entregando la vía al inicio del intervalo y devolviéndola al término del mismo, realizando estas transferencias en estaciones colaterales establecidas. Este régimen permite trabajos intensivos con protecciones reducidas.

• Régimen de liberación por tiempos: Bajo este régimen, los trabajos se ejecutan durante los intervalos temporales disponibles entre circulaciones de trenes. Constituye un régimen de alto riesgo operacional, ya que requiere vigilancia permanente y capacidad de reacción rápida. El Reglamento General de Circulación impone que debe mantenerse comunicación permanente con las estaciones colaterales o con la central de tráfico (CTC) para coordinar movimientos de trenes.

• Corte permanente en vía doble: Cuando la infraestructura de vía doble lo permite, se puede establecer un corte permanente de una de las vías durante toda la duración del proyecto de obras, permitiendo trabajar 24 horas. En este caso, se trabaja como si se estuviera en zona de riesgo con régimen de liberación por tiempos, requiriéndose detener los trabajos en los momentos en que circulan trenes por la vía adyacente en servicio. Obligatoriamente se debe disponer de un sistema de Bloqueo Automático de Bloqueo (BAB) activado.

• Trabajo en estaciones: Las operaciones en estaciones pueden ejecutarse bajo régimen de interrupción de circulación o bajo régimen de corte permanente de vía, según las necesidades. En cualquier caso, se deben implementar protecciones específicas: inmovilización física de agujas en posiciones que impidan acceso a vía cortada, ocupación del circuito de vía mediante dispositivos en cuadros de mando o utilizando herramientas de cortocircuito, y en casos donde no sea posible bloquear físicamente las agujas, instalación de señales de parada de carácter restrictivo.

Preguntas de repaso

¿En qué se diferencia el mantenimiento preventivo del mantenimiento correctivo?

El preventivo se anticipa al fallo mediante inspecciones sistemáticas, mientras que el correctivo actúa para reparar averías una vez que se han producido.

¿Qué función principal tiene la operación de amolado de carriles?

Eliminar defectos superficiales y la película de acero descarburado, retrasando la aparición del desgaste ondulatorio y mejorando el contacto rueda-carril.

¿Qué maquinaria compone un tren BCP y cuál es su finalidad?

Lo forman una Bateadora, una Compactadora y una Perfiladora. Se utilizan coordinadamente para corregir la geometría de la vía y consolidar el balasto.

¿Qué es el Tren de Renovación Rápida (TRR)?

Es un sistema mecanizado capaz de sustituir carriles y traviesas de forma integral con un rendimiento típico de 100 a 200 metros/hora.

¿Qué se entiende por “Corte de Vía”?

Es la interrupción programada de la circulación en un tramo determinado para permitir la ejecución de trabajos de mantenimiento o construcción sin riesgo.

Bibliografía

• Díaz de Villegas, J.M. (2003) Ferrocarriles. Apuntes de clase. E.T.S. Ing. Caminos, Canales y Puertos Santander.
• García Álvarez, A. (2022) Manual de ferrocarriles. El sistema ferroviario español. Ed. Garceta.
• Lichtberger, B. (2011) Manual de vía. Infraestructura, superestructura, conservación, rentabilidad. Eurail Press.
• Villaronte Fernández-Villa, J.A. (2009) Ingeniería y Tecnología Ferroviaria - Tecnología de la vía. Delta Publicaciones.
• Adif: normativa técnica: http://descargas.adif.es/ade/u18/GCN/ NormativaTecnica.nsf