El accidente de Hatfield, ocurrido en el Reino Unido en el año 2000, fue una llamada de atención para las administraciones ferroviarias de todo el mundo. Se demostró que el descarrilamiento de un tren expreso de pasajeros, en el que hubo víctimas mortales, fue causado por la fatiga por contacto rodante (RCF), en la que pequeñas grietas en la cabeza del riel se extendieron hacia el cuerpo del riel, provocando finalmente una rotura.

Las estadísticas elaboradas por la Administración Federal de Ferrocarriles de los Estados Unidos sugieren que el RCF estuvo fuertemente implicado en 122 descarrilamientos y pudo haber sido un factor contribuyente en otros 160 incidentes durante el periodo 1995-2002.

Como resultado de estadísticas como estas, el RCF es ampliamente aceptado como un problema que deben gestionar las administraciones ferroviarias. No hacer nada no es una opción: el Reino Unido dejó de realizar operaciones de rectificado de rieles unos años antes del accidente, y ahora se acepta que no fue una decisión acertada. El rectificado raspa la superficie superior del riel, eliminando las grietas antes de que tengan oportunidad de propagarse hacia la alma y evitando así roturas en los rieles.

Un estudio de la Comisión Europea sugiere que el manejo de la RCF es una tarea costosa, con una cifra de 300 millones de euros mencionada para manejar el problema cada año en la red ferroviaria europea. Este total incluye las actividades de inspección, rectificado de rieles, sustitución de rieles y reparación de soldaduras, junto con los aspectos negativos de los retrasos y descarrilamientos de trenes cuando estos ocurren.

Es evidente que se trata de un problema que merece la atención de los directivos, y que las administraciones ferroviarias deben mantenerse al día de las últimas tecnologías si quieren minimizar el costo del RCF.

Gestión de RCF

En un estudio realizado para el Consejo Nacional de Investigación de Canadá, Eric Magel, Peter Sroba, Kevin Sawley y Joe Kalousek afirman que “son muchos los factores que interactúan e influyen en la RCF”, citando entre otros la dureza del riel, los perfiles detallados de las ruedas y los rieles, y la dinámica lateral y longitudinal de los ejes montados. Sin embargo, señalan que “la RCF es especialmente sensible a los perfiles de las ruedas y los rieles, y que unos perfiles inadecuados o no controlados pueden enmascarar por completo los efectos de la metalurgia”.”

Los investigadores añaden que, en el Reino Unido, la experiencia general ha sido que los aceros de alta resistencia son más propensos a formar RCF, “un hallazgo que puede explicarse por la sección de riel de alta tensión empleada y la incapacidad de los aceros duros para desgastarse o fluir hacia una forma de menor tensión”. La experiencia británica también ha demostrado que si el riel se rectifica inicialmente a una forma de menor tensión, es mucho más resistente a la RCF que los aceros más blandos. Esto pone de relieve la importancia de la rectificación inicial de los rieles.

Los investigadores canadienses explican la importancia de la ‘tasa de desgaste mágica’, el proceso de eliminar solo la cantidad adecuada de la superficie del riel para evitar la propagación de grietas. “En vías con RCF, la tasa de desgaste natural debe complementarse con rectificado para alcanzar la tasa de desgaste mágica”, afirman. La tasa de desgaste mágica suele ser mayor en las curvas que en las rectas, y la experiencia norteamericana en líneas de gran tonelaje demuestra que el carril inferior en las curvas debe gestionarse cuidadosamente mediante rectificado para alcanzar la tasa de desgaste mágica.

Speno a la vanguardia de la innovación

Hace algunos años, Speno International comenzó a investigar la posibilidad de detectar grietas por fatiga superficiales durante el rectificado. Un desarrollo conjunto con Deutsche Bahn AG dio como resultado un sistema de registro capaz de medir la densidad de los defectos y la profundidad de los daños.

Tras realizar pruebas intensivas en vía con un prototipo, se han equipado seis rectificadoras Speno con el ‘Headcheck Grinding Scanner’ de la empresa. El sistema permite a los operadores comprobar la reducción de los defectos por fatiga durante cada pasada de rectificado y documentar el resultado obtenido en cuanto a la eliminación de metal de la superficie fatigada del riel. El sistema ha entrado en servicio comercial en varias compañías ferroviarias europeas, entre ellas las de Austria, Francia, los Países Bajos y Polonia.

La llegada del ‘Headcheck Grinding Scanner’ es la última de una larga lista de innovaciones de Speno. En la década de 1980, la empresa introdujo un tren de rectificado con motores de rectificado inclinables controlados a distancia. A esto le siguió la primera máquina rectificadora de cambios, el primer equipo de medición a bordo para la sección transversal del riel y la introducción de sistemas de recolección de polvo.

Speno está trabajando con los administradores de infraestructuras ferroviarias en formas de abordar defectos y problemas específicos del ferrocarril generados por el intenso tráfico ferroviario. La empresa participa en el proyecto de investigación europeo ‘Innotrack’, que reúne la experiencia y los conocimientos técnicos de varias organizaciones ferroviarias y de la industria.

Speno preside el proyecto de trabajo 4.5 ‘Mantenimiento ferroviario’ dentro del programa Innotrack. Se está preparando información para los administradores de infraestructuras sobre cómo establecer una estrategia de mantenimiento adecuada que combata la fatiga por contacto rodante, incluyendo sugerencias sobre los perfiles ferroviarios deseables.

Speno lleva 40 años diseñando, construyendo y operando trenes rectificadores de rieles. La empresa afirma que sus 30 unidades rectificadoras de rieles en funcionamiento en Europa en 2009 constituyen, con diferencia, la mayor flota de trenes rectificadores bajo un mismo techo. “La larga experiencia en el diseño, la fabricación y la explotación de trenes rectificadores proporciona un rendimiento excelente, combinando un alto rendimiento por turno y una calidad controlada de forma constante día a día”, afirma Speno.

Speno reconoce que el trabajo rutinario de rectificado hoy en día comprende:

• Rectificado inicial de rieles nuevos, rectificado cíclico preventivo y correctivo.
• Aplicación de perfiles especiales para reducir el desgaste elevado de los rieles, mitigar la fatiga de las esquinas del ancho de vía y mejorar el comportamiento de rodadura, incluido el ensanchamiento del ancho de vía.
• Rectificado antirruido para minimizar el ruido generado por el tráfico ferroviario.

Actualmente, el rectificado de una sola pasada con máquinas de alta resistencia se lleva a cabo en líneas de alta velocidad. “Es muy importante contar con personal experimentado y con conocimientos”, afirma Speno. La empresa afirma que el truco no solo consiste en eliminar una determinada cantidad de metal en una sola pasada, sino también en garantizar una tasa mínima de eliminación de metal.

Nuevo vehículo fresador Linsinger para LRT

También dirigido al sector del tren ligero está el tren fresador SF 01 F de la empresa austriaca Linsinger. Este salió al mercado hace un año, a principios de 2008, y la empresa afirma que ha obtenido muy buenos resultados en los sistemas de tren ligero de Asia.

El concepto de perfilar el riel mediante fresado en una sola pasada ya es bien conocido gracias a máquinas anteriores de Linsinger, y la SF 01 F se basa en esta experiencia. Linsinger afirma que su tecnología de fresado de rieles combina el fresado y el rectificado en una sola operación con un alto grado de precisión y rendimiento, y añade que los sistemas de tren ligero pueden lograr una reducción significativa de los costos de mantenimiento mediante el uso de esta tecnología.

Linsinger se enorgullece de señalar que las ventajas del SF 01 F incluyen lo siguiente:

• Procesamiento en una sola pasada de toda la superficie del riel.
• Respetuoso con el medio ambiente: sin emisiones, sin polvo, sin suciedad.
• Sin chispas voladoras, sin riesgo de incendio
• Funcionamiento seguro y fluido
• Procesamiento en seco
• Rendimiento muy alto
• Tasas controladas de eliminación de metal
• Cualquier perfil de riel requerido, con alta calidad de superficie.
• Reducción del ruido del material rodante
• Bajos costos de funcionamiento