jefe de la división de tecnología y experimentaciones (igevt)
Hasta hace poco, la mayoría de nuestras vías o casi la totalidad eran vías balastadas; tenemos 25 años de experiencia, empezamos en septiembre de 1981 con París-Lyon. Circulábamos a 300 kilómetros/hora y aca- bamos de alcanzar en una etapa suplementaria con el TGV Este a 320 kilómetros/hora.
En Francia tenemos proyectos para prolongar los tramos de vía en placa. En una de las últimas líneas, TGV del Mediterráneo, entre Aviñón y Marsella ya teníamos una zona de ensayo de 50 kilómetros a 300 kilómetros/hora, y ahora vamos a tenerlo también en el TGV Este.
Verán ustedes en la documentación los diferentes kilometrajes y las consistencias de las instalaciones, sabiendo que progresivamente el TGV del Sudeste, la parte París-Lyon, de 260 kilómetros/hora, había pasado a 270, y en el año 1981, cuando abrimos la parte hacia Marse- lla, también aumentamos la velocidad a 300 kilómetros para la primera línea.
Ven ustedes aquí las cifras de tonelaje en cuanto al diseño. Verán algunos parámetros de este diseño. A medida que aumentamos la velo- cidad, disminuye la insuficiencia del peralte. Lo que ha evolucionado también en cuanto a la primera línea es que teníamos aparatos de vía implantados en curvas y ahora exigimos que estos aparatos estuvie- ran instalados en alineación recta, porque había muchos problemas de mantenimiento.
La vía corriente de TGV
Los materiales son los de las líneas clásicas, no hay materiales espe- cíficos. Sencillamente, el balasto, que tiene una dureza más exigente; traviesas, que desde el inicio usamos Bibloc con unos dados de apoyo mayores pero que se utilizan en línea clásica. En el futuro vamos a generalizar el monobloque, pero es una decisión de las vías férreas de Francia para todo el patrimonio, no solamente para el TGV. Las suje- ciones empezamos con el sistema Nabla y ahora para el TGV estamos en Fastclip, que es el sistema que se ha decidido generalizar para todas las líneas en las futuras generaciones.
El material especial en las líneas de gran velocidad son los aparatos de vía. En la gama de aparatos encontramos el que cubre la velocidad de 80 kilómetros para algunas entradas en vías de apartadero. Los cam- bios de vía en el sistema francés se hacen con aparatos que permiten 170 kilómetros/hora y también tenemos desvíos para que permitan 230 kilómetros/hora en desviada. Los primeros aparatos están en placa de hormigón. En la misma fecha hemos mejorado el corazón móvil, incluyendo los raíles o los carriles 60 D y también algunas mejoras en el material de fijación. La próxima etapa va a ser adoptar técnicas sin engrasado.
En el mantenimiento tenemos la ronda de control, vigilando la geometría de la vía, el estado de los raíles. Reparamos los defectos que encontramos y también en vías balastadas el mantenimiento de la geometría.
Aquí tienen algunas cifras indicativas. Tenemos el parámetro NL, que es un parámetro estadístico, una media. Es un deslizamiento en una distancia, es lo más práctico en lo que se refiere a mantenimiento.
Los puntos sensibles del mantenimiento
Cuando se aumenta la velocidad en los puntos sensibles tendremos aparatos de dilatación. Como en las obras de arte que no plantean problemas, es más difícil mantener la geometría. Con la velocidad ve- mos que hay que trabajar muchas veces sobre los defectos de mayor longitud de onda. Por ejemplo, para los fallos o defectos de las últimas evoluciones en cuanto al mantenimiento, hemos puesto en marcha
un TGV capaz de registrar la geometría a 320 kilómetros/hora para aumentar la vigilancia.
El vuelo de balasto, ya hemos hablado de él. Personalmente nun- ca he creído que la aerodinámica sea capaz de aspirar las piedras, así que hemos hecho pruebas para buscar qué podía hacer que saltaran las piedras. En esta prueba se ha preparado un ensayo para fabricar el vuelo del balasto, se han puesto piedras en traviesas danzantes. En este ejemplo ven ustedes la piedra y van a ver la sombra de las piedras que pasan. Aquí ven ustedes cómo se manifiesta el vuelo. Aquí la piedra se despega, salta. Se trata de una piedra plana, pero como es plana, tiene un poco más de fuerza, porque en realidad gira. Aquí vuela y, si lo ven ustedes bien, choca, se aplasta. Yo pertenezco a la infraestructura, no al material rodante, lo que me interesa no son los daños sobre material rodante, pero sí sobre la vía, y los raíles forman parte de esto.
Si vuelvo al vuelo del balasto, para nosotros es preocupante desde el punto de vista del carril y de la geometría. Este fenómeno nos crea unas huellas sobre los carriles que estamos obligados a corregir du- rante el mantenimiento. Si la huella no es muy importante, se puede corregir por amolado, y si es más importante, hay que pasar un poco a lo que no se ha practicado mucho, a la recarga, y se pueden tener pro- blemas con el mantenimiento o comportamiento de dicha recarga. En los casos más extremos se cambia el raíl. Tenemos raíles estropeados, lo que nos ha llevado a desarrollar operaciones específicas de rectifi- cación del raíl en línea.
Y el otro problema, el vuelo del balasto por un lado, poco sensible con la velocidad, y tenemos también el comportamiento del nivelado en situación de danza. Las dos cuestiones o los dos problemas no son independientes, puesto que si tenemos una vía que danza tendremos más marcas, más huellas, y en cuanto tengamos una huella o un carril deformado, tendremos danza. También podemos tener danza inde- pendientemente de los problemas de marcas o de huellas.
Otro ejemplo. Aquí se trata de que incluso construido con las mejores normas de ingeniería civil observamos una cierta dispersión de un comportamiento debido a las plataformas. Aquí estamos en un ejemplo en nuestra nueva primera línea. Tenemos una plataforma que a priori plantea problemas. Ven ustedes la evolución de la nivelación
longitudinal sobre la primera línea nueva. Teníamos un valor bastante fuerte. Como está al lado de los aparatos, hemos hecho una regene- ración de aparatos renovando el balasto, pero no ha sido muy eficaz. Aquí estamos a 210 kilómetros/hora. El día en que pasamos a 300 ki- lómetros/hora para el TGV del Mediterráneo el nivelado evolucionó mucho más rápidamente.
La danza, vuelvo a esta cuestión.
Aquí tienen una representación que se puede llamar teórica para un bogie espaciado, con un espacio de 3 metros, aquí hay un hundi- miento de aproximadamente un milímetro y en rojo tienen la teoría de aceleración correspondiente. Se hacen medidas en la vía. Aquí tie- nen una traviesa que era danzante y que se ha corregido por bateo. Se ha desarrollado un método para tener una señal de medida, no es un cálculo. Para tener una señal explotable se ha desarrollado un trata- miento para tener, digamos, una signatura de la vía y una sucesión del bogie, y después se obtiene una media mucho más estable.
Tenemos aquí el mismo toque de traviesa cuando danzaba. Aquí tenemos los dos puntos que corresponden a las dos posiciones loca- lizadas de las dos ruedas del bogie. Justamente después del bateo está bien situada.
Vamos a ver las aceleraciones a nivel teórico. Cuando tenemos una situación de danza, vemos que hay un valor de aceleración importante no sobre la rueda sino al lado, o sea, que la traviesa tiene un choque cuando la rueda se aproxima, y esto forma parte de la degradación de la vía y del balasto.
Las señales
Una vez que se ha hecho la media, se puede llegar a una evaluación de hundimiento a través de una doble integración. Después del bateo vemos un valor. Esto es una traviesa con un hundimiento de 0,5 milí- metros aproximadamente, lo que es normal, y aquí vemos que estamos en situación de danza y tenemos 3-4 milímetros.
La danza, ¿qué es lo que prevemos para corregirla? Esto nos ha llevado a tener una política de mantenimiento por la cual no sola- mente se hace bateo continuo y periódico, sino que hacemos mucha
rectificación localizada, lo que llamamos justamente calaje con fines de mantenimiento. Estamos desarrollando y estudiando y buscando medios de diagnosticar la vía en cuanto al aparato de medida y, even- tualmente, con métodos de tratamiento de las aceleraciones de los ejes de la rueda. Y también hay una pista de mejora que es la instalación de suelas reductoras de rozamiento bajo la traviesa.
Hay que saber que tenemos ya una primera idea desde hace tiem- po, después de más de 25 años, y ya hemos empezado los ciclos de regeneración de esta vía. Hemos procedido a sustituciones totales de aparatos de vías desde el año 1995. En vía corriente el balasto es el punto más débil. Hemos empezado haciendo elevaciones, aportacio- nes de nuevo balasto, aumentando el espesor, y ya hemos hecho todo un ciclo de renovación del balasto total. Antes de poner en servicio el TGV del Mediterráneo hemos hecho de un 30 a un 40% de la pri- mera línea.
Y ahora vamos a ver las primeras sustituciones de raíles, sustitucio- nes continuas. Todos estos trabajos se hacen sin interrupción del tráfi- co comercial. Evidentemente, es un coste que, naturalmente, no apli- camos a la primera construcción, como es lógico. Para su curiosidad, acabamos de ganar o batir un récord de velocidad, por tanto, todas las teorías que dicen que hay un cierto límite de velocidad en la vía balas- tada es mejor olvidarlas; en cambio, hay que comprender que se trata solamente de una prueba y no es una situación que podamos mantener. Aquí tienen ustedes algunas indicaciones sobre los valores obtenidos en el ensayo. Más allá del récord, que es un poco simbólico, tenemos tam- bién una demanda de prestaciones ferroviarias para rodar más rápido, y aquí hablamos de 320 kilómetros/hora. Quizá ustedes están a nivel de pedir material para una velocidad de 350 kilómetros/hora.
Recientemente hemos hecho una campaña para los 360 kilóme- tros/hora. Aquí tienen algunas indicaciones sobre los parámetros de ensayo. Entre los puntos críticos que hemos identificado para poder circular a 360 kilómetros/hora está el problema del mantenimiento de la vía. Por una parte, puesto que hemos visto que con el aumento de la velocidad, por ejemplo, habrá más intervenciones de bateo y de mantenimiento de la geometría, esto plantea un problema económico,
pero más allá del problema económico, se corre riesgo de no tener bastantes surcos para poder hacer el mantenimiento. Todo esto depen- de del estudio técnico-económico.
El segundo problema es el control de los vuelos de balasto. Práctica- mente tendremos que limitar el vacío que ejercen los trenes. En Fran- cia las leyes físicas son las mismas, así que también tenemos problemas de vuelo de balasto, pero con los TGV teníamos ramas articuladas con menos bogies que se habían estudiado para un mayor beneficio aerodinámico. El límite práctico era entre 300 y 320 kilómetros/hora, y como nuestros colegas alemanes tenían un tren menos estudiado, el límite bajó a 250-270 kilómetros/hora, que en el futuro forzosamente tendrán que resolver, en cuanto al vacío que crean los trenes.
Dentro del marco de la puesta en servicio de la línea TGV Este, tenemos un acuerdo. Digamos que en un futuro tendremos en Francia modificaciones mediante un carenado por debajo. Buscamos también mejoras por parte de las infraestructuras o de las vías. Algunas cuestio- nes ya mencionadas, como la disminución del perfil de balasto, plan- tean problemas y hay que encontrar los aparatos para llevar a cabo el mantenimiento correspondiente, con lo cual estamos pensando en lo que se llama el apisonado o el bateo y el pegado. En cualquier caso, siempre existirá un punto de bloqueo para las proyecciones de balasto debidas a la intemperie; por tanto, esto no tiene solución.
El otro punto que también puede ser crítico para la velocidad de 360 es el control de la geometría. Significa que hay que llegar a ver los mecanismos de detección y de rectificación de la danza. También tenemos que prever reparaciones rápidas sobre los fallos o defectos en los raíles.
Dentro de esta perspectiva de 360 kilómetros/hora, nos planteába- mos también la cuestión de la elección de vía balastada o no. También tenemos en curso estudios técnico-económicos. Los puntos que blo- quean desde el punto de vista de vía balastada ya los he mencionado antes.
Y en cuanto a la vía sin balasto, hay algunos puntos que todavía bloquean. El primero es el control de los asentamientos del suelo de apoyo. El segundo punto, que de momento todavía no se ha resuelto, son todas las operaciones de regeneración de la vía sin interrumpir la
Y para acabar, dentro de esta perspectiva, nuestro objetivo tecnológico en cuanto a la vía sin balasto nos ha llevado a hacer una zona de ensayo para el TGV Este. Tenemos dos veces 1.800 metros de vía sin balasto en doble vía, y luego, si tengo tiempo, volveré a hablar de ello. Y tam- bién tenemos tres aparatos de vía en la zona de ensayo o de pruebas. Esto es una foto de la línea que circula a 360 kilómetros/hora.
Muchísimas gracias a todos por su atención.
Juan Barrón
director general asesor del presidente de ineco-tifsa
Muchísimas gracias, monsieur Fumey, por esta disertación sobre la experiencia francesa en las líneas de alta velocidad, en la que se ha re- ferido especialmente a temas de mantenimiento relacionados – como ya habían salido aquí en algunas otras ponencias – con la proyección del balasto y con la danza de las traviesas.
A continuación Moisés Gilaberte va a exponernos su disertación sobre criterios y funcionalidad en relación con la vía en placa versus vía sobre balasto.