El accidente de Hatfield (Reino Unido) en 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 con víctimas mortales se debió a la fatiga por contacto de rodadura (FCR), en la que pequeñas grietas en la cabeza del raíl se extendían hacia el cuerpo del raíl, provocando finalmente una rotura.

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

Como resultado de estadísticas como éstas, la FCR está ampliamente aceptada como un problema que debe ser gestionado por las administraciones ferroviarias. No hacer nada no es una opción: el Reino Unido dejó de esmerilar los raíles unos años antes del accidente, y ahora se reconoce que no fue una decisión acertada. El esmerilado afeita la superficie superior del raíl, eliminando las grietas antes de que tengan la oportunidad de propagarse hacia el alma y evitando así las roturas del raíl.

Un estudio de la Comisión Europea sugiere que la gestión de las FCR es un ejercicio costoso, con una cifra de 300 millones de euros mencionada para la gestión del problema cada año en la red ferroviaria europea. Esta cifra incluye las actividades de inspección, amolado, sustitución de raíles y reparación de soldaduras, además de los retrasos y descarrilamientos que se producen.

Evidentemente, se trata de un problema que merece tiempo de gestión y las administraciones ferroviarias deben mantenerse al día de las últimas tecnologías si quieren minimizar el coste de los FCR.

Gestión del FCR

En un estudio 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 para influir en la FCR”, citando entre otros la dureza de los raíles, los perfiles detallados de ruedas y raíles y la dinámica lateral y longitudinal de los ejes. Pero afirman que “la FCR es especialmente sensible a los perfiles de rueda y carril, y unos perfiles inadecuados o incontrolados 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 carril de alta tensión empleada y la incapacidad de los aceros duros para desgastarse o fluir a una forma de menor tensión”. Según la experiencia británica, si el raíl se rectifica inicialmente para darle una forma de menor tensión, es mucho más resistente a la FCR que los aceros más blandos. Esto subraya la importancia del rectificado inicial de los raíles.

Los investigadores canadienses explican la importancia de la ‘Tasa de Desgaste Mágico’, el proceso de eliminar la cantidad justa de la superficie del carril para evitar la propagación de grietas. “En las vías con RCF, la tasa de desgaste natural debe complementarse con el esmerilado para alcanzar la Tasa de Desgaste Mágico”, afirman. El Índice de Desgaste Mágico suele ser mayor en las curvas que en las vías rectas, y la experiencia norteamericana en líneas de gran tonelaje demuestra que el carril inferior en las curvas tiene que gestionarse cuidadosamente mediante esmerilado para alcanzar el Índice de Desgaste Mágico.

Speno, a la vanguardia de la innovación

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

Tras intensas pruebas en pista con un dispositivo prototipo, seis rectificadoras Speno han sido equipadas con el ‘Headcheck Grinding Scanner’ de la empresa. El sistema permite a los operarios comprobar la reducción de los defectos de fatiga durante cada pasada de rectificado y documentar el resultado obtenido con respecto a la eliminación de metal de la superficie fatigada del carril. El sistema ha entrado en servicio comercial en varios ferrocarriles europeos, entre ellos los de Austria, Francia, Países Bajos y Polonia.

La llegada del ‘escáner de rectificado Headcheck’ es la última de una larga lista de innovaciones de Speno. En la década de 1980, la empresa introdujo un tren de esmerilado con motores de esmerilado basculantes controlados a distancia. Le siguieron la primera esmeriladora de agujas, el primer equipo de medición a bordo de la sección transversal del carril y la introducción de sistemas de recogida de polvo.

Speno colabora con los gestores de infraestructuras ferroviarias en la búsqueda de soluciones a los defectos y problemas específicos que genera el tráfico ferroviario pesado. La empresa participa en el proyecto de investigación europeo ‘Innotrack’, que reúne la experiencia y los conocimientos 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 gestores de infraestructuras sobre cómo establecer una estrategia de mantenimiento adecuada que combata la fatiga de los contactos rodantes, incluidos los perfiles de carril objetivo sugeridos.

Speno lleva 40 años diseñando, construyendo y explotando trenes de esmerilado ferroviario. La empresa afirma que sus 30 unidades de esmerilado ferroviario en funcionamiento en Europa en 2009 constituyen, con diferencia, la mayor flota de trenes de esmerilado bajo un mismo techo. “La dilatada experiencia en el diseño, fabricación y explotación de trenes de molienda proporciona un excelente rendimiento, combinando una alta producción por turno y una calidad controlada día a día”, afirma Speno.

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

• Rectificado inicial de carriles nuevos, rectificado cíclico preventivo y correctivo
• Aplicación de perfiles especiales para reducir el alto desgaste de los carriles, mitigar la fatiga de las esquinas de los gálibos y mejorar el comportamiento en marcha, incluido el ensanchamiento de los gálibos.
• Rectificado antirruido para minimizar el ruido generado por el tráfico ferroviario

La ejecución del rectificado en una sola pasada con máquinas pesadas se realiza actualmente en líneas de alta velocidad. “El personal con experiencia y conocimientos es muy importante”, afirma Speno. La empresa afirma que el truco no está sólo en eliminar una determinada cantidad de metal en una pasada, sino en asegurar la mínima tasa de eliminación de metal.

Nuevo vehículo fresador Linsinger para trenes de cercanías

El tren fresador de raíles SF 01 F de la austriaca Linsinger también está destinado al sector de los trenes ligeros. Salió al mercado hace un año, a principios de 2008, y la empresa afirma que ha obtenido muy buenos resultados en sistemas de ferrocarril ligero en Asia.

El concepto de perfilado del carril con fresado mediante procesamiento de una sola pasada ya es bien conocido de máquinas anteriores de Linsinger, y la SF 01 F se basa en esta experiencia. Linsinger afirma que su tecnología de fresado de carriles combina el fresado y el rectificado de carriles en una sola operación con un alto grado de precisión y rendimiento, y añade que los sistemas de ferrocarril ligero pueden lograr una reducción significativa de los costes de mantenimiento mediante el uso de esta tecnología.

Linsinger se enorgullece de señalar que entre las ventajas del SF 01 F se incluyen las siguientes:

• Tratamiento de una sola pasada de toda la superficie del carril
• Respetuoso con el medio ambiente: sin emisiones, sin polvo, sin suciedad
• Sin chispas, sin riesgo de incendio
• Funcionamiento seguro y fluido
• Procesado en seco
• Muy alto rendimiento
• Velocidades controladas de arranque de metal
• Cualquier perfil de carril que se desee, con alta calidad superficial
• Reducción del ruido del material rodante
• Bajos costes de funcionamiento