Ferrocarriles: Funciones de la Vía

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Questions and Answers

¿Qué es el ferrocarril y cuáles son las funciones de la vía?

El ferrocarril es un sistema de transporte guiado unidireccional sobre la vía, cuya función es guiar el material rodante, soportar fuerzas, transmitirlas a la plataforma y garantizar la circulación confiable de los trenes.

¿Qué es la vía férrea y cuáles son los elementos que la componen?

La vía férrea es la infraestructura que une dos puntos de manera unidireccional y está compuesta por la superestructura (carriles, traviesas) y la subestructura (plataforma, obras de tierra).

¿Cómo trabaja estructuralmente la vía?

La vía trabaja como una viga sobre un lecho elástico, soportando su propio peso y distribuyendo cargas a través del balasto.

¿Cuáles son los grupos de elementos de las líneas ferroviarias?

Instalaciones ferroviarias Signup and view all the answers

Describe la estructura de una vía simple.

La estructura de la vía está constituida por la infraestructura (terreno, plataforma) y la superestructura (riel, durmientes, balasto). Signup and view all the answers

¿Qué es el riel y cuáles son sus características?

El riel es el elemento sobre el que circulan las ruedas del ferrocarril y debe tener alta resistencia al desgaste, compresión y fatiga. Signup and view all the answers

¿Qué son los durmientes y cuál es su función?

Los durmientes son elementos rectangulares que mantienen la separación de los rieles y distribuyen las cargas al balasto. Signup and view all the answers

¿Qué es el balasto y qué función cumple?

El balasto es un conjunto de piedras que proporciona estabilidad a la vía, distribuye carga y permite el drenaje de agua. Signup and view all the answers

¿Qué determina el coeficiente de balasto?

La calidad del balasto, que es la presión necesaria para producir un hundimiento de 1 cm en el balasto. Signup and view all the answers

¿Cuáles son los tipos de trochas en Argentina?

Trochita: 750 mm Signup and view all the answers

¿Cuánto espesor mínimo de balasto debe tener según la norma argentina?

30 cm por debajo del durmiente. Signup and view all the answers

El ensayo Los Ángeles determina la resistencia a la abrasión del balasto.

True Signup and view all the answers

¿Qué se denomina 'juego de la vía'?

Es el espacio anular entre la cara interna del riel y la cara interna de la pestaña. Signup and view all the answers

Para asegurar la correcta alineación de los rieles, se deben limpiar las zonas de contacto riel-eclisa con un ______.

cepillo de acero Signup and view all the answers

Las locomotoras en Argentina pueden llevar más de 20 tn por eje.

False Signup and view all the answers

¿Cuáles son las dos formas en las que se pueden unir los rieles?

Soldadura y eclisas Signup and view all the answers

¿Qué se entiende como peralte en la vía?

Es la diferencia de cota que existe entre ambos rieles de la vía en curva. Signup and view all the answers

¿Qué función cumplen las fijaciones en el tendido ferroviario?

Fijar los rieles a los durmientes y mantener la invariabilidad del ancho de la vía. Signup and view all the answers

¿Cuál es el valor aproximado del sobreancho de trocha en curvas?

Entre 15 y 18 mm. Signup and view all the answers

¿Cuáles son los valores de rampa y pendiente que se utilizan en el ferrocarril?

Varía entre 0 y 5 mm/metro en llanura, hasta 15 mm/metro en ondulado y hasta 25 mm/metro en montaña. Signup and view all the answers

¿Qué forma de ascender se utiliza en caso de pendientes pronunciadas?

Sistemas de cremallera, trayectos en zigzag o rodeando la montaña. Signup and view all the answers

¿Cuáles son las resistencias al movimiento de los trenes?

Resistencia ordinaria (Ro), resistencia a las rampas (Rp), resistencia en curvas horizontales (Rc) y resistencia a la inercia (Ri). Signup and view all the answers

¿Qué son y para qué se aplican las fórmulas de Davis en ferrocarriles?

Son fórmulas que permiten calcular la resistencia al movimiento. Signup and view all the answers

¿Para qué se aplica la fórmula empírica de Desdouit?

Para el cálculo de la resistencia en curvas horizontales. Signup and view all the answers

¿Cómo toma energía un tren eléctrico?

A través de un cable de alta tensión mediante una antena llamada catenaria. Signup and view all the answers

¿Qué tareas deberían realizarse en un mantenimiento de vías con fijaciones rotas?

Retirar fijaciones, levantar rieles, retirar durmientes, colocar durmiente nuevo y fijar rieles de nuevo. Signup and view all the answers

¿Cuáles podrían ser las causas de un desnivel en los rieles?

Hundimiento del balasto, durmiente en mal estado o fijaciones mal puestas. Signup and view all the answers

¿Qué es el galibo en el contexto ferroviario?

Es la altura y dimensiones por las que debe pasar el tren para evitar colisiones. Signup and view all the answers

¿Cuál es la importancia de los ferrocarriles?

Permiten un transporte eficiente de mercancías y personas a bajo costo. Signup and view all the answers

¿Qué es la longitud virtual en el contexto ferroviario?

Es la longitud ideal en recta y horizontal que requiere el mismo trabajo mecánico que un trazado real. Signup and view all the answers

¿Cuáles son los esfuerzos que actúan sobre las vías?

Esfuerzos verticales, horizontales y longitudinales, como el rozamiento durante el frenado y efectos por temperatura. Signup and view all the answers

¿Qué tipos de cruces existen entre vías y carreteras?

Cruces a nivel y a distinto nivel (por arriba y por abajo). Signup and view all the answers

¿Qué son las obras de arte en el contexto ferroviario?

Estructuras como alcantarillas, puentes y tramos metálicos que permiten el paso por sobre o debajo de obstáculos. Signup and view all the answers

¿Cómo se da vuelta un tren?

Utilizando una mesa giratoria que permite girar la locomotora. Signup and view all the answers

Study Notes

Ferrocarriles y su infraestructura

El ferrocarril es un sistema de transporte guiado unidireccional mediante elementos metálicos (llanta-riel).
La vía debe analizarse como un sistema rueda-riel, utilizando la adherencia para transmitir tracción.

Funciones de la vía

Guiar el material rodante y prevenir descarrilamientos.
Soportar fuerzas verticales, horizontales y longitudinales de los trenes.
Transmitir estas fuerzas a la plataforma a través de la superestructura.
Garantizar la circulación confiable de trenes.
Lograr alta disponibilidad operativa.

Ventajas del transporte ferroviario

Un tren puede transportar el equivalente a 200 camiones en carga y combustible.
Trenes en Argentina operan a velocidades bajas (60 km/h y 12 km/h en ocasiones), afectando su eficiencia.

Vía férrea y componentes

La vía férrea conecta puntos en el territorio mediante rozamiento.
Elementos clave: plataforma, superestructura (carriles, traviesas, fijaciones), obras civiles (puentes, túneles) e instalaciones de electrificación y señalización.
Movimientos de tierra son necesarios para la construcción de vías.

Estructura de la vía

Funciona como una viga sobre un lecho elástico, distribuyendo cargas al terreno.
Elementos importantes: durmientes y rieles.

Agrupación de elementos ferroviarios

La vía se compone de subestructura (obras de tierra y fábrica) y superestructura (carriles, traviesas, balasto).
Instalaciones ferroviarias incluyen dispositivos de electrificación y señalización.

Infraestructura de la vía

La infraestructura incluye terreno, plataforma y zanjas.
La plataforma debe soportar los esfuerzos de la superestructura y evacuar agua de lluvia.

Superestructura de la vía

Balasto: material que distribuye carga y permite drenaje.
Durmientes: mantienen la separación de los rieles y distribuyen cargas al balasto.
Riel: soporte de rueda que debe tener resistencia al desgaste y a la tracción, con características específicas para un óptimo desempeño.

Durmientes

Pueden ser de madera o hormigón, con funciones de estabilidad y distribución de carga.
Las dimensiones dependen de la trocha y su carga a soportar, con separación aproximada de 60-70 cm entre ellos.

Balasto

Conjunto de piedras que proporciona estabilidad y drenaje a la vía.
Espesor mínimo recomendado de 30 cm, afectando la calidad de la vía.
Granulometría adecuada (aprox. 70mm) fundamental para el drenaje eficiente.

Trocha de la vía

La trocha es la distancia entre rieles que define el tipo de servicio y carga que puede soportar la vía.

Movimiento de lazo

Desviaciones en la trocha y juego entre ruedas provocan un movimiento de "lazo" que afecta la estabilidad del tren.

Resumen de elementos y requisitos

Rieles y durmientes: elementos clave en la estabilidad y seguridad del ferrocarril.
Balasto: esencial para la distribución de cargas, conformando una base sólida y drenante.### Trocha o ancho de vía
La trocha se mide entre las caras internas de los rieles, entre 10 mm y 15 mm por debajo del plano de rodadura.
En Argentina se distinguen cuatro tipos de trochas:
- Trocha ancha: 1676 mm
- Trocha media: 1435 mm (mundial)
- Trocha métrica: 1000 mm
- Trochita: 750 mm
Una mayor longitud de trocha permite trenes con mayor carga, ya que distribuye mejor el peso.
Diferentes trochas en una misma región dificultan la operatividad ferroviaria, requiriendo playas de transferencia.

Juego de la vía

Se refiere al espacio entre la cara interna del riel y la pestaña del mismo para evitar roce y desgaste.
Un exceso de movimiento puede abrir la trocha y causar descarrilamientos.

Estructura del tren

Los vagones apoyan sobre 2 bogies, sumando 8 llantas; las locomotoras tienen 2 bogies con 12 ruedas.
El eje se inserta a presión sobre las ruedas, el contacto es metal a metal, lo que resulta en baja fricción.

Fijaciones en los rieles

Fijan los rieles a los durmientes y pueden ser fijas (clavos, tirafondos) o elásticas (ganchos).
Las fijaciones evitan el desplazamiento y mantienen el ancho de la vía.
Clavos y tirafondos deben colocarse a distancias específicas del borde del durmiente para fijar adecuadamente.

Unión de rieles

Se realizan mediante soldadura eléctrica o eclisas.
Las eclisas se colocan con agujeros ovalados para permitir dilataciones y deben evitar tocar el alma del riel.

Aparatos de vía

Dispositivos que permiten la ramificación y cruce de vías, como desvíos y agujas.
Un desvío utiliza dos agujas y dos contraagujas para dirigir el tren a otra vía.

Peralte

Se refiere a la elevación del riel exterior en curvas para compensar la fuerza centrífuga.
El peralte práctico debe ser entre 2/3 y 160 mm de su valor teórico.

Rampas y pendientes

Las pendientes se expresan en mm/metro o por mil y afectan la adherencia del tren.
En llanura, las pendientes varían entre 0 y 5 mm/metro, y pueden llegar a 25 mm/metro en montaña.

Resistencias al movimiento

Se componen de resistencia ordinaria, pendiente, curva e inercia.
La resistencia total al movimiento se determina por el rozamiento y otros factores, siendo una función del peso del vehículo.### Resistencia en el Ferrocarril
La resistencia al movimiento en ferrocarriles se clasifica en tres tipos: resistencia a rampas (Rp), resistencia en curvas (Rc) y resistencia a la inercia (Ri).
Rp: Calculada con la fórmula de Davis, la resistencia ordinaria varía entre 2 a 4 kg/ton. Las rampas pueden duplicar el peso del tren, afectando su movimiento.
Rc: Resulta del mayor rozamiento en curvas; influye el radio de la curva y la trocha. La fórmula de Desdouit establece rc = 500 * t/R, donde t es la trocha y R el radio de la curva.
Ri: Requiere esfuerzo adicional para vencer la inercia de rotación de ejes y ruedas. Se basa en la masa del tren y su velocidad, representada como ri = a/g * (1 + J/mR²).

Fórmulas de Davis y Desdouit

Las fórmulas de Davis se utilizan para calcular la resistencia al movimiento, aportando variables cruciales para determinar la potencia de la locomotora necesaria.
La fórmula de Desdouit ayuda en el cálculo de la resistencia en curvas, considerando el aumento en el frotamiento de las ruedas y la interacción con el riel.

Trenes Eléctricos

Los trenes eléctricos obtienen energía a través de una catenaria, un cable aéreo que proporciona electricidad a lo largo de la ruta.
En el caso de subtes, cada vagón tiene su propio motor eléctrico, y se utilizan sistemas de frenado y recuperación de energía para optimizar el uso eléctrico.

Mantenimiento de Vías

El mantenimiento de vías implica retirar y reemplazar fijaciones dañadas, durmientes en mal estado y rieles, asegurando la correcta alineación y fijación.
Factores que afectan el desnivel de rieles incluyen el hundimiento del balasto, durmientes dañados y fijaciones inadecuadas.

Galibo

El galibo es la medida de las dimensiones que debe tener un tren para transitar sin obstrucciones, incluyendo altura y ancho, esencial para evitar colisiones con infraestructura como puentes.

Importancia de los Ferrocarriles

El ferrocarril es una solución de transporte masivo, ideal para largas distancias debido a su eficiencia en la carga, aunque en Argentina solo el 7% de mercancías se transporta por este medio.
Su uso implica menos accidentes y menor contaminación, además de la capacidad de mover grandes cantidades de carga en comparación con camiones.

Longitud Virtual

La longitud virtual representa la distancia ideal en línea recta que requiere el mismo trabajo mecánico que un trazado real.
Permite optimizar costos y tiempo de transporte al comparar diferentes trazados entre estaciones.

Esfuerzos sobre las Vías

Las vías soportan fuerzas centrípetas, peso de vehículos y esfuerzos anormales que dependen de factores constructivos y tipos de vehículos.
Los tres tipos de esfuerzos son: verticales (cargas estáticas), horizontales (curvas y transversales) y longitudinales (por temperatura y dilatación).

Cruces Vía-Carretera

Los cruces entre vías y carreteras pueden ser a nivel o a distinto nivel; el tren tiene prioridad en estos cruces.
La señalización es crítica y puede ser activa (con barreras) o pasiva, dependiendo del tráfico y características del cruce.

Obras de Arte

Incluyen alcantarillas y puentes con distintas estructuras según su longitud y material, imprescindibles para el paso de trenes.
El comportamiento del vehículo en relación a la vía se manifiesta en fenómenos como balanceo y cabeceo, que afectan la estabilidad de la estructura.

Dando Vuelta a un Tren

Para girar un tren, se utiliza una mesa giratoria, que permite cambiar la dirección de la locomotora y adaptar su ruta.

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Description

Este cuestionario explora el concepto de ferrocarril y las funciones esenciales de la vía en un sistema de transporte ferroviario. Aprenderás sobre la interacción entre la rueda y el riel, así como la importancia de la adherencia en la transmisión de fuerzas. ¡Pon a prueba tus conocimientos sobre el transporte ferroviario!