El progresivo aumento del tonelaje por eje y la velocidad de los trenes ha impuesto nuevas exigencias para la circulación actual y ha puesto en evidencia el importante papel que desempeña la vía cuando se pretende alcanzar las metas y objetivos de conseguir más toneladas transportadas a velocidades competitivas para satisfacer las necesidades operativas.
Para poder sustentar el criterio de la necesidad de la conservación de la vía y mejorar las condiciones de estabilidad de la misma, es necesario realizar una evaluación más precisa de la relación entre los defectos de la vía y los movimientos perturbadores que estas provocan en el tren rodante bajo formas de oscilaciones anormales.
La amplitud de estas oscilaciones que parten desde las suspensiones elásticas del material rodante agravadas por los defectos geométricos de la vía se potencia aún más con el incremento de la velocidad.
Esto nos da la pauta de la importancia de la conservación de la vía, que deben realizarse en función de las velocidades establecidas orientada en los parámetros geométricos
Los esfuerzos soportados por la vía
La vía constituye un conjunto que no obstante tiene que ser resistente y también debe ser elástica.
Si la vía fuese un conjunto armado completamente indeformable el resultado sería una serie de reacciones muy violentas al paso de los trenes.
No obstante, ésta debe ser lo suficientemente resistente como para no adquirir deformaciones permanentes al paso de las cargas móviles que frecuentemente son de valores elevados.
La vía como está concebida debe servir, al mismo tiempo, como soporte de las cargas y guía de los trenes. Pero en realidad no puede realizar ambas funciones a la vez.
El hecho que debe existir un espacio entre pestaña de la rueda y el riel obliga a tener un juego que si bien reduce la fricción este aumenta los movimientos laterales y/o transversales.
También en función de la conservación de la vía, se tendrá irregularidades de nivel y línea, que afectará la inercia de la parte no suspendida de los vehículos con modificaciones de las reacciones normales de la vía.
En cuanto a la parte suspendida de los vehículos, en especial las de las locomotoras, estas oscilan incrementando los movimientos de traslación y rotación alrededor de sus ejes longitudinales, transversales y verticales e inician otros esfuerzos que serán transmitidos por las suspensiones elásticas a las ruedas y de estas a la vía.
En cualquier vía los movimientos de los vehículos pueden adquirir cierta amplitud y la vía debe ser suficientemente resistente para no sufrir sensibles deformaciones por efectos de los esfuerzos resultantes.
Los esfuerzos normales a la vía o esfuerzos verticales
Las locomotoras tienen un peso estático de alrededor de 20 toneladas por eje y es frecuente que el mal ajuste de los resortes de suspensión distribuya los pesos en forma desiguales aumentando unos y reduciendo otros.
Estos pesos afectan considerablemente el efecto de los movimientos de lazo, balanceo, etc. como así también las trepidaciones de la parte no suspendida del vehículo, causadas por las irregularidades de la vía.
Otro defecto en el material rodante, son las posaduras de las llantas que producen un martilleo constante sobre el riel.
Estos esfuerzos verticales normalmente son resistidos por los rieles sin inconveniente, con el espaciado de durmientes (densidad por kilómetro), pero pueden resistir mejor si aumentamos esa densidad principalmente en el sector de juntas.
Los durmientes (con densidades para pesos aproximadas por eje de 20 Tn/eje), los esfuerzos que deben resistir son generalmente reducidos considerándolos sobre su dimensión transversal y lo pueden resistir sin inconveniente durante un tiempo prolongado sin problemas.
Por lo tanto, la parte más sensible a estos esfuerzos es el balasto. La resistencia requerida se obtiene mediante un buen apisonado debajo del durmiente. Y debe poseer una buena granulometría y ser de piedra que reúna todas las condiciones a los ensayos al desgaste y calidad.
Esfuerzos longitudinales
Los frenajes y las aceleraciones producen esfuerzos longitudinales que tienden a desplazar y/o producir corrimiento de los rieles, afectando la posición original de los rieles. Esto ocurre en donde los trenes deben parar y arrancar nuevamente, sectores de andenes de estaciones, fuertes pendientes.
Otro desplazamiento longitudinal de los rieles es el que producen el choque o golpeteo de las ruedas sobre las juntas.
O las deformaciones elásticas de los rieles que produce una especie de ondulación.
Otro factor es el térmico, tanto en elevadas temperaturas como en bajas temperaturas.
Esfuerzos transversales
Se observan generalmente en las curvas por efecto de la fuerza centrífuga o del peralte. A estas causas se suman los efectos de las oscilaciones de los vehículos, o sea los movimientos de lazo y de balanceo, que en mayor o menor grado son inevitables.
Estos esfuerzos cuando son importantes tienden a forzar los rieles hacia el exterior de la curva, forzando las fijaciones.
Las presiones excesivas sobre el balasto y los movimientos laterales de los durmientes tienden a forzar los elementos constitutivos de la vía produciendo cambios en la nivelación y alineación.
Para que la vía pueda soportar los esfuerzos transversales sin inconveniente es necesario:
- Fijar bien los rieles a los durmientes.
- Que el riel tenga una superficie de patín lo suficientemente grande para repartir los esfuerzos, si esto no se consigue debemos incorporar silletas.
- Obtener una buena adherencia del durmiente al balasto y balasto de buena calidad de aristas vivas que puedan incrustarse en la superficie inferior de los durmientes.
- Que el juego de la pestaña al riel sea el mínimo posible siempre respetando la correcta trocha.
- Que la vía no pierda la posición, es decir la alineación y nivelación original del proyecto, variación de la curvatura y de peralte.
- Una excelente alineación.
- En la curva circular mantener un peralte constante.
Si bien tenemos en cuenta todo el detalle citado, en curvas de radios reducidos, se presentan desgastes laterales del riel exterior y para evitarlo es conveniente engrasar manualmente o con dispositivos montados para tal fin.
