Autor: Pandrol

Concepción de una solución en una zona de fuerte actividad sísmica

Metro de Santiago de Chile es una de las redes ferroviarias subterráneas más avanzadas de Latinoamérica. Actualmente cuenta con seis líneas y 107 estaciones, que se extienden a lo largo de 118 km y transportan alrededor de 2,5 millones de pasajeros cada día. Pandrol está desarrollando trabajos dentro de un paquete de trabajo que forma parte de un contrato a 20 años para la construcción y mantenimiento de las líneas 3 y 6.

El reto

Al ser Santiago de Chile uno de los lugares del mundo con mayor índice de movimientos sísmicos, el cliente exigía una solución de fijación que permitiese un potencial futuro ajuste de la vía. Durante los últimos 12 meses se han producido 67 movimientos sísmicos en Santiago de Chile, por lo cual las exigencias del proyecto planteaban una capacidad de ajuste de +30 mm. El proyecto exigía una solución de fijación para 50 km de vía y se necesitaba una placa de asiento ligera y mantas de caucho bajo la vía para atenuación del ruido y las vibraciones.

Solución de Pandrol

Pandrol desarrolló una solución de vía multifaceta que incluía sujeciones, catenaria y mantas bajo losas flotantes. Estos singulares y desafiantes requisitos llevaron a Pandrol a desarrollar una nueva placa de asiento de plástico compuesto, la SEE-SD. Esta placa de asiento se concibió para su embebido en el hormigón fresco vertido o por métodos de vertido en mojado. Esto presentaría una mayor rentabilidad que la tradicional pieza fundida de aluminio/acero y sería más fácil de manipular e instalar en la vía. La SEE-SD brinda una resiliencia (rigidez) suficiente para crear una atenuación respecto a la placa de hormigón y brinda amplios márgenes de ajuste vertical de la posición del carril. El sistema de evacuación de aire de Pandrol impide que penetre aire atrapado por debajo de la placa de asiento. La placa de asiento de plástico SEE-SD presenta una característica especial de respiraderos y canales que optimizan su inserción en el hormigón y garantizan una excelente resistencia a los esfuerzos laterales.

Una vez desarrollado el sistema, el equipo técnico de Pandrol llevó a cabo rigurosos ensayos para demostrar al cliente que su solución estaba en condiciones de cumplir los requisitos de prestaciones y costos. Esto exigía una validación técnica del sistema, incluida una evaluación completa y totalmente testada de la solución recomendada por Pandrol.

El conjunto SEE-SD se concibió para proporcionar una rigidez dinámica vertical típica de unos 60 MN/m. Brinda un amplio rango de niveles de rigidez de la suela, haciéndola idónea para cumplir los requisitos de atenuación del ruido y las vibraciones planteados en este proyecto. Además, cumple todos los requisitos de las normas EN 13146 y EN 13481-5 en sus versiones actualizadas. A ello se añade que sus prestaciones relativas al aislamiento eléctrico cumplen
la norma EN 13146-5:2012.

Las placas de asiento utilizadas en el diseño de la SEE-SD se fabrican a partir de un material de poliamida reforzada con fibra de vidrio con el fin de proporcionar la máxima resistencia a cargas laterales. La placa de asiento no se ‘coloca’ sobre el hormigón, sino que se ‘ancla’ y se integra en la placa de vía. En consecuencia, no existe riesgo de resbalamiento. El nivel de tensión de los tirafondos se ve reducido de manera significativa incluso en curvas cerradas, como consecuencia del sistema de anclaje, que está basado en el uso de dos tirafondos.

La SEE-SD se ha diseñado para su uso en combinación con el clip SD, con su diseño atornillado que optimiza los costos de construcción de vía, y brinda un rendimiento técnico muy elevado. SD corresponde a ‘safely driven’ (inspirado en la seguridad), designación que hace referencia a un guiado controlado del clip de la posición ‘aparcado’ a la posición ‘en servicio’.

Los bloques aislados del clip SD se han concebido para brindar un ajuste lateral del ancho de vía de 1,25 mm. El método de ajuste del ancho de vía consiste simplemente en adaptar la combinación de bloques aislados. La placa de asiento SEE-SD cumple los requisitos para todas las redes de transporte urbano, desde las líneas de tranvía
a las aplicaciones modernas para trenes ligeros y metropolitanos de alta capacidad.

A lo largo de la vida útil del proyecto, Pandrol ha fabricado más de 200.000 sistemas de fijación SEE-SD para el consorcio ferroviario francés formado por ETF y Colas Rail por encargo de Metro de Santiago.

Atenuación de las vibraciones

Para cumplir los requisitos de minimización de vibraciones, Pandrol suministró sus Mantas bajo Losa Flotante (FSM), formadas por mantas resilientes continuas, que se utilizan para aislar las vibraciones generadas por el tren en losas de vía de hormigón. Estas mantas FSM se fabrican con caucho de alta calidad adherizado por resina para lograr una atenuación de las vibraciones, con una baja frecuencia de resonancia.

El sistema de carril embebido QTrack® de Pandrol también se suministró a los depósitos de máquinas de Metro de Santiago para facilitar el logro de una estructura de placa de vía exenta de mantenimiento.

Los carriles se soportaron y sujetaron de modo elástico durante su embebido, haciendo posible de este modo un movimiento libre y seguro de los operarios y los vehículos de mantenimiento. El sistema QTrack® de Pandrol también se puede desarrollar para encapsular totalmente las agujas y cruzamientos de un depósito de máquinas de idéntica manera que en una vía ordinaria.

Electrificación

También la electrificación constituyó una parte importante del proyecto de Metro de Santiago, habiendo finalizado dicha parte en 2017. Metro de Santiago necesitaba 60 km de Catenaria Rígida para este proyecto, para el cual diseñamos y fabricamos todo el sistema. Este sistema se suministró principalmente para su uso en túneles. Se especificó nuestro sistema de catenaria rígida ya que ofrece unas escasas necesidades de mantenimiento, altas prestaciones y una seguridad mejorada.

El proyecto implicó el suministro de soporte y formación técnica al contratista que instaló el sistema. Esto incluyó la formación in situ y la presencia de miembros de nuestro equipo técnico durante la instalación con el fin de asegurar que el proceso se desarrollase con la mayor normalidad posible.

La Catenaria Rígida es un sistema de línea aérea de contacto que presenta ventajas frente al tercer carril o al carril en T bimetálico suspendido. Se fabrica mediante un perfil de aleación de aluminio que aloja el hilo de contacto de cobre, con una gran sección transversal para el paso de corriente que permite tensiones operativas del sistema de la catenaria de 750 a 1.500 V, sin necesidad de ninguna alimentación intermedia de refuerzo.

La Catenaria Rígida brinda numerosas ventajas frente al sistema de catenaria flexible tradicional, incluido el hecho de que no sufre tensiones por tracción, ya que admite un mayor desgaste del hilo de contacto sin ningún riesgo de que se rompa. La catenaria rígida no provoca tensiones mecánicas sobre el hilo de contacto, por lo cual surgen menos problemas por desgaste y requiere menos mantenimiento.

Resumen

Es práctica corriente que en zonas de riesgo sísmico en todo el mundo, una vez que se detecta un movimiento sísmico, los trenes se detienen inmediatamente, tras lo cual se continúa el servicio de trenes a velocidades reducidas o se suspende, en función de la intensidad del movimiento sísmico.

Metro de Santiago de Chile ha invertido en una infraestructura que palía el impacto de una actividad sísmica frecuente, asegurando al mismo tiempo sus prestaciones y resiliencia a largo plazo. En 2010, un movimiento sísmico de magnitud 8,8 sacudió el Sur de Chile, pero la mayoría del metro superó bien este terremoto. Más recientemente, en abril de 2017, un movimiento sísmico de magnitud 7,1 alcanzó Santiago de Chile tras iniciarse en torno a la costa chilena, no viéndose afectada la mayor parte de la red del metro.

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