Vías sin balasto preparadas para el futuro: el sistema de Interfaz común de Pandrol

Introducción

Es ampliamente reconocido que los requisitos de mantenimiento muy reducidos y la larga vida útil son ventajas fundamentales de las vías sin balasto (NBT) frente a los sistemas convencionales con balasto. Las vías NBT tienen un coste inicial más elevado que las vías con balasto y su construcción requiere mucho tiempo, pero, una vez instaladas, proporcionan un sistema de vías estable que podría seguir en uso un siglo después. En teoría…

En la práctica, la rigidez del NBT plantea una serie de problemas, sobre todo en las zonas urbanas. Una vez realizada la instalación del hormigón, resulta muy costoso ajustar o corregir la geometría de la vía.

Cuando surgen nuevas urbanizaciones junto a un sistema de carriles compuesto por NBT, los residentes suelen quejarse de problemas de Ruido y vibraciones. Esto hace que sea necesario aumentar los requisitos de rendimiento establecidos, y ahí es donde surge el problema. Sin la flexibilidad necesaria para adaptarse a las nuevas exigencias de Mitigación del ruido y las vibraciones, hay que modificar toda la vía, o bien desmontarla y reconstruirla desde cero.

Ahora, por primera vez, Pandrol puede ofrecer una solución innovadora para garantizar la viabilidad a largo plazo del NBT. El sistema de Interfaz común proporciona a los propietarios de infraestructuras ferroviarias la tranquilidad de saber que, al instalar el NBT, podrán adaptarlo para satisfacer cualquier cambio futuro en los requisitos de rendimiento, de forma rápida y asequible.

¿Qué es el Sistema de Interfaz común?

Actualmente, los elementos de hormigón utilizados para el NBT cuentan con interfaces alineadas con Sistemas de fijación y anclajes específicos. El Sistema de Interfaz Común (CIS) de Pandrol, como su nombre indica, proporciona un punto de conexión común para una amplia gama de conjuntos de fijación diferentes que pueden intercambiarse fácilmente para ajustar el rendimiento de la vía. Cuando cambian los requisitos de mitigación del ruido y las vibraciones, en lugar de tener que modificar o sustituir toda la vía, basta con cambiar el sistema de fijación para alcanzar el nivel de rendimiento requerido.

El sistema de interfaz común consta de dos placas de plástico técnico con elementos de sujeción, tal y como se muestra en la imagen. Debajo de las placas hay pasadores de plástico reforzado que permiten instalar los tornillos de fijación.

El sistema de Interfaz común es compatible con toda la gama principal de fijaciones de Pandrol, tanto atornilladas como sin atornillar.

Configuración básica

Imaginemos que se construye una nueva estación de Metro en una zona no residencial de la ciudad, donde viven y trabajan pocas personas. Dado que los requisitos de mitigación del ruido y las vibraciones son bajos, el sistema de interfaz común puede equiparse con una solución de fijación sencilla y de resistencia media, como Fastclip FCA.

Los soportes Fastclip SGI se encajan en las placas de plástico de la estructura y se fijan mediante tornillos de anclaje. A continuación, se coloca un aislante de plástico en la cara frontal de cada soporte y se instalan los Fastclips, que incorporan aisladores de patin en los extremos, en posición de reposo. Se coloca una almohadilla de carril en la zona de apoyo del carril antes de enroscar este y de empujar los Fastclips hasta sus posiciones de instalación. El sistema Pandrol FCA permite un ajuste vertical de hasta 10 mm con el soporte estándar mediante la adición de cuñas debajo de la almohadilla de carril y del soporte. Es posible un ajuste adicional de hasta 20 mm utilizando un segundo soporte más alto.

La carga aplicada al carril se transfiere a través de los hombros y se dispersa en el hormigón. La rigidez del sistema está limitada a 40 kN/mm en la configuración estándar, para garantizar que no se produzca ningún efecto perjudicial en el Calibre dinámico debido a un balanceo excesivo del carril. Aunque la almohadilla de carril contribuye a reducir las vibraciones producidas por las irregularidades tanto de la superficie de la rueda como del cabezal de carril, los límites de resiliencia de una sola almohadilla siguen permitiendo la transmisión de algunas vibraciones procedentes del suelo a las estructuras circundantes.

Configuración intermedia

Entonces, ¿qué pasará dentro de diez años, cuando surjan nuevas urbanizaciones, oficinas y un colegio alrededor de la estación y los vecinos empiecen a quejarse de los niveles de Ruido y vibraciones?

En lugar de tener que realizar costosas modificaciones en el NBT, basta con retirar el sistema FCA de la Interfaz común y sustituirlo por un conjunto de componentes diferente y más resistente, tal y como se muestra a continuación.

Aunque esto se parece al sistema FCA, los dos hombros de hierro fundido forman ahora parte de una placa base unida que se asienta sobre una almohadilla de gran resistencia. Se utilizan dos abrazaderas de hierro fundido, provistas de casquillos de nailon, para fijar el sistema a la Interfaz común. La placa base puede desplazarse verticalmente alrededor del casquillo de nailon a medida que la almohadilla elástica se comprime bajo carga. Esto protege los clips de una deformación excesiva y, lo que es más importante, garantiza que no se superen los límites de rodadura del carril.

Esta estabilidad permite utilizar con seguridad un mayor grado de resiliencia para ofrecer una mayor protección frente a las vibraciones transmitidas por el suelo y a cualquier problema de ruido secundario asociado. Cuanto mayor sea la resiliencia del sistema de fijación, menor será la vibración que se transmita a través de la vía y que llegue a las viviendas de los vecinos. Una rigidez de 22,5 kN/mm es habitual en esta configuración, aunque puede oscilar entre 16 kN/mm y 25 kN/mm.

Configuración avanzada

En caso de que los requisitos para la Mitigación del ruido y las vibraciones se vuelvan aún más estrictos —por ejemplo, si se construyera un quirófano sobre el túnel del Metro—, el sistema actual podría retirarse fácilmente de la Interfaz común y sustituirse por componentes más resistentes.

Para lograr la máxima atenuación, el sistema FCA o DFC puede sustituirse por el sistema Pandrol Vanguard (o DFF de caucho adherido). Ambos sistemas proporcionan un alto grado de aislamiento contra las vibraciones que se transmiten a través del Carril y que, de otro modo, se transmitirían libremente a las estructuras que rodean la vía. El sistema Vanguard sujeta el carril por la alma y por debajo del Cabezal de carril. Esto permite que el carril quede totalmente apoyado sobre elementos elásticos que se fijan a una placa base de hierro fundido. Estos elementos elásticos actúan por cizallamiento, lo que garantiza un alto grado de control del Calibre, ya que la deflexión resultante del carril es casi totalmente vertical.

En lugar de apoyarse sobre una almohadilla o la placa base, el Carril queda suspendido gracias a los bloques elásticos, lo que crea un espacio de aire por debajo de aproximadamente 6 mm.

Este sistema es extremadamente resistente, ofrece una rigidez de tan solo 5 kN/mm y cuenta con un historial probado de reducción de los niveles de vibración transmitidos por el suelo de más de 10 dB.

La versatilidad en la práctica

La línea Follo, en Noruega, conecta Oslo y Ski a través de dos túneles gemelos de 19,5 km, los más largos de Escandinavia. Los túneles atraviesan una montaña de granito en la que hay personas que viven y trabajan, y desde el principio quedó claro que sería necesario aplicar medidas de Atenuación de vibraciones para limitar cualquier impacto del ferrocarril en los habitantes de esta zona.

Se tomó la decisión de utilizar el Sistema de Interfaz común para permitir ajustar la resiliencia de la vía con el fin de cumplir los estrictos requisitos del estudio sobre Ruido y vibraciones (N&V) realizado por los consultores. El sistema permitió establecer tres niveles diferentes de rigidez, y las mediciones realizadas tras la Instalación confirmaron que los puntos críticos de N&V señalados en el estudio se habían controlado de forma eficaz y cumplían con las especificaciones requeridas.

Las imágenes anteriores muestran el sistema de Interfaz común en uso en el túnel de Follo con dos sistemas de fijación diferentes: Pandrol VIPA DFC (izquierda) y Pandrol Vanguard (derecha). Al ocupar la misma superficie de instalación, estos sistemas proporcionan los niveles intermedio y avanzado de mitigación de vibraciones transmitidas por el suelo que se requieren en distintos puntos del túnel. Se seleccionó una combinación de dos conjuntos DFC y un conjunto Vanguard desintonizado para cumplir el exigente límite de ruido de 32 dB. Estos sistemas permitieron variar la Rigidez de la vía entre 22,5 kN/mm, 16 kN/mm y 11 kN/mm utilizando la misma interfaz.

Optar por el Sistema de Interfaz común ofrece la garantía de que el NBT podrá adaptarse a cualquier cambio en los requisitos de rendimiento que se produzca en el futuro.

Resumen

El sistema de Interfaz común de Pandrol está llamado a revolucionar el futuro de la NBT, al ofrecer la primera solución hasta la fecha a la falta de flexibilidad inherente a los sistemas actuales. Con el Sistema de Interfaz común, los propietarios de infraestructuras de vía pueden invertir en NBT con la seguridad de que podrán adaptar la vía a cualquier cambio en los requisitos de rendimiento, ya sea dentro de 10, 20 o 50 años.

Las ventajas económicas de esto son evidentes: poder sustituir simplemente el sistema de fijación, en lugar de toda la vía, puede suponer un ahorro de millones en costes innecesarios. El proceso es mucho más sencillo y rápido, lo que reduce las molestias para el sistema de transporte y las comunidades locales. Además, dada la elevada huella de CO₂ del hormigón, alargar la vida útil de las NBT aporta enormes beneficios en materia de Sostenibilidad. Una vez retirados, los Sistemas de fijación pueden reciclarse o, en algunos casos, reutilizarse en otro proyecto.

El sistema de Interfaz común de Pandrol es único y garantiza la preparación para el futuro de activos valiosos y de alto coste. Es compatible con todos los sistemas NBT. Acércate a hablar con nosotros si quieres saber más sobre su potencial para garantizar el futuro de NBT.