Prevención de los fenómenos de pandeo de vías y roturas de carriles (rieles) con el sistema VERSE® de Pandrol

La reducción del riesgo de descarrilamiento como consecuencia de fenómenos de pandeo o roturas de carriles ha sido durante mucho tiempo una prioridad para las compañías ferroviarias y los ingenieros de vías. La medición de la temperatura de neutralización del carril continuo soldado constituye una parte clave de este fenómeno, lo que permite identificar y manejar los puntos flacos y los riesgos. Sin embargo, en el pasado esto era un proceso lento, costoso y a menudo poco fiable que llevaba como consecuencia cortar el carril.

El innovador sistema VERSE® de Pandrol brinda un método no destructivo para medir la temperatura de neutralización de los carriles. Este sistema fue lanzado al mercado en 2000 y ya está mejorando la seguridad, la eficiencia y la rentabilidad en numerosas líneas férreas en todo el mundo.

El desafío de la temperatura.

El aumento y la disminución de la temperatura hacen que los carriles se alarguen y acorten. Las sujeciones de carril, las traviesas y el balasto han sido diseñados para evitar la expansión y la contracción, por lo cual las variaciones de la temperatura provocan que el carril se comprima cuando la temperatura aumenta y se tense cuando la temperatura baja. Si la compresión es excesiva, la vía sufrirá un fenómeno conocido como pandeo. Si la tensión del carril es excesiva, el carril se romperá (generalmente en una soldadura, donde el carril es más débil).

La temperatura de neutralización (sin tensiones longitudinales) es el punto en el cual el carril no está sometido ni a tensión ni a compresión. El ingeniero de vía identifica la temperatura de neutralización, generalmente 5 ° más o menos por encima del punto medio entre la temperatura más baja y la más alta que probablemente alcanzará el carril. Acto seguido, las compañías ferroviarias deben monitorear la temperatura de neutralización del carril para identificar riesgos, planificar un mantenimiento efectivo y mantener la seguridad y el rendimiento de explotación.

¿Cómo funciona VERSE®?

El sistema VERSE®, desarrollado conjuntamente por Pandrol y AEA Technology, es un método preciso y no destructivo de medición de la temperatura de neutralización. Al no ser necesario cortar el carril, se tarda mucho menos que con los enfoques tradicionales, a menos del 5% del costo de éstos.

Realizar una medición implica retirar las sujeciones de carril en alrededor de 30 m de vía. El equipo VERSE® incorpora una abrazadera a la cabeza del carril que permite elevar el carril a 10 kN (operación monitoreada por un transductor de carga). El sistema luego somete el carril a deflexión y un transductor de desplazamiento registra la carga y el desplazamiento en incrementos regulares, midiendo con precisión el perfil de esfuerzo y de desplazamiento de la deflexión. Cuanto mayor sea la tensión en el carril, mayor será la fuerza necesaria para provocar la deflexión.

La salida de los transductores se enruta a un ordenador portátil (tipo tablet) y se combina con otros datos, incluida la temperatura ambiente del carril, el perfil del carril y la altura del carril (de tal modo que se pueda tener en cuenta el desgaste de la cabeza del carril y el rectificado del carril). El software VERSE® luego utiliza estos datos para devolver como resultado una temperatura de neutralización instantánea directamente in situ en la vía, con un alto nivel de precisión. Los archivos de datos se almacenan en el ordenador portátil y se pueden descargar al software del PC para su posterior análisis.

El equipo VERSE® es sencillo y presenta un uso eficiente. Los preparativos necesarios son mínimos: no es necesario conocer la tensión inherente ni el historial de tensiones del tramo de carril y no es necesario realizar mediciones a diferentes temperaturas del carril. La temperatura del carril en el momento de la medición debe ser inferior a la temperatura de neutralización, lo que hace que VERSE® sea ideal para su uso por la noche y temprano por la mañana. El usuario introduce los datos críticos en el ordenador portátil y es guiado a lo largo del proceso de delexión del carril. El tiempo de ensayo típico es de 20 a 30 minutos para un equipo de operarios experimentados, en función del tipo de sujeción de carril.

Creando diferencias en todo el mundo

En la actualidad, VERSE® se encuentra en uso en más de 25 países en todo el mundo. Al identificar los problemas inmediatos, el sistema ha evitado muchas operaciones innecesarias de retensado y ha permitido subsanar situaciones de alto riesgo que se habrían pasado por alto en el pasado. A largo plazo, está mejorando el conocimiento que las compañías ferroviarias tienen de los efectos del paso del tiempo, el tráfico, el mantenimiento, los cambios climáticos y el estado de los componentes de la vía.

Algunos usuarios de VERSE® en el Reino Unido han realizado hasta 1.000 mediciones en cuestión de semanas, brindándoles este sistema una nueva visión del estado de su infraestructura de vía además de información valiosa para mejorar los estándares y los procedimientos. En algunos casos, se han identificado problemas en hasta el 30% de los emplazamientos medidos, incluidas diferencias significativas de tensión entre carriles en la misma vía y grandes variaciones entre tramos con solo 400 m de separación. En una vía recién tendida, se detectó una variación de más del 5% entre un carril y el otro.

La compañía nacional de ferrocarriles de Canadá (Canadian National Railways) ha utilizado VERSE® para estudiar el efecto en la temperatura de neutralización (libre de tensiones longitudinales) de las máquinas desguarnecedoras de balasto y otros procedimientos mecánicos de mantenimiento de vías. La compañía de transporte metropolitano de Dallas (Dallas Area Rapid Transit) ha utilizado VERSE® para inspeccionar una vía recién tendida antes de su puesta en servicio y detectó problemas con las técnicas de tensado utilizadas anteriormente. Una compañía ferroviaria ha utilizado VERSE® junto con una bateadora para corregir la temperatura de neutralización a lo largo de una curva. La bateadora mueve la curva hacia afuera para reducir la tensión y las mediciones se verifican con VERSE®. Se ha constatado que esto supone un ahorro considerable en comparación con el procedimiento convencional de neutralización de tensiones.

Lo que depara el futuro

Mirando hacia el futuro, está claro que VERSE® desempeñará un papel clave para permitir a compañías ferroviarias de todo el mundo ser más eficientes, rentables y, sobre todo, más seguras.