Estimación de la corrugación en carriles ferroviarios mediante modelos dinámicos avanzados

摘要

La corrugación es un tipo de rugosidad en los carriles caracterizada por una forma ondulada cuya longitud varía entre un metro y unos pocos centímetros. Tiene su origen en diversas causas, si bien hasta la actualidad no todas han sido completamente analizadas. Aquellas que han sido mejor estudiadas, atribuyen la corrugación a un acoplamiento desfavorable entre la dinámica del sistema vía-vehículo ferroviario, con algún mecanismo de daño sobre el carril (desgaste, deformación plástica,...). Por este motivo en la Bibliografía se propone una doble clasificación para este problema: la primera atendiendo al mecanismo de fijación de la longitud de onda (causas que hacen que la irregularidad aparezca en una determinada longitud de onda); la segunda, al mecanismo de daño. El mecanismo de daño más común es el desgaste, razón por la cual en España se identifica a la corrugación como desgaste ondulatorio. La importancia de este problema es evidente: produce un aumento considerable de la emisión acústica y acelera el deterioro de la superestructura y órganos de rodadura. Aparece con mucha frecuencia en tramos rectos y en curvos, en vía sobre balasto o en placa, con o sin carril embebido, cuando los vehículos tienen ejes motores y cuando se trata de funiculares. En este trabajo se ha desarrollado una metodología que permite estimar el patrón de corrugación en carriles. Para ello se ha combinado un modelo de desgaste con un método de simulación de la interacción dinámica vehículo-vía. El modelo dinámico considera las características de la vía de forma realista: traviesas, rigidez de balasto, placas de asiento y carriles son considerados de forma independiente a través de técnicas de subestructuración. Se ha implementado un modelo del eje montado flexible y rotatorio en el que se considera los efectos inerciales asociados a la rotación. Los resultados de esta investigación muestran un mecanismo original de fijación de la longitud de onda que no había sido descrito en la Bibliografía hasta el momento.