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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION UNIVERSITARIA, CIENCIA Y TECNOLOGIA INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGIA DE MARACAIBO PNF. ING CONSTRUCCIÓN CIVIL

FERROCARRIL

APELLIDOS Y NOMBRES:

MARACAIBO, FEBRERO 2016

ESQUEMA

INTRODUCCION           

Ferrocarriles Clasificación de los ferrocarriles Tipos y variantes Constitución de la vía La infraestructura La superestructura Trazado La vía Vía férrea Clasificación de los trabajos de vías Mantenimiento

CONCLUSION BIBLIOGRAFIA ANEXOS

INTRODUCCION

En el presente trabajo se desarrollara el tema del ferrocarril como tipo de transporte, su uso, el mantenimiento de vías férreas entre otros puntos de gran importancia. El ferrocarril desde hace tiempo hasta la actualidad se ha situado en uno de los transportes terrestres de mayor importancia en el mundo, evolucionando poco a poco en diseño y tecnología, lo que ha logrado incrementar la eficiencia de sus destinos y sus diversos usos, bien sea de carga o de pasajeros. Debido a la creciente demanda las vías férreas han pasado por diversos diseños y han variado los tipos de materiales en las construcciones de los mismos, tales como acero, hierro y madera, así como también ha variado la infraestructura y la superestructura de los ferrocarriles, todas adaptables a las necesidades presentadas.

Ferrocarriles

Un ferrocarril se puede definir como la vía provista de guías paralelas, denominadas rieles, sobre las cuales se deslizan una serie de trenes movidos por tracción mecánica. El ferrocarril tiene la característica de ser un transporte guiado, sus movimientos están limitados a la ubicación de los carriles o rieles. Clasificación de los ferrocarriles 

Líneas principales y secundarias

Las líneas principales son aquellas que forman grades líneas troncales y las líneas secundarias las que complementan la red formada por las anteriores dando así un sistema completo de vías férreas. 

Líneas de vía angosta y ancha

Esta clasificación corresponde al aspecto económico de su construcción sin tener en cuenta si es vía principal o secundaria. 

Líneas de transito general, suburbanas y urbanas

Esta es una relación relativa al servicio público que prestan y así se tiene que las líneas de transito general corresponden al servicio nacional o internacional de larga distancia. Las líneas suburbanas son aquellas que ligan una población con sus zonas de influencia cercanas. Las líneas urbanas son las que prestan servicio dentro de las poblaciones. 

Líneas de servicio partículas

Corresponde a esta clasificación a las líneas dedicadas exclusivamente al servicio de algunas empresas de carácter privado, tales como las líneas mineras. Tipos y variantes Atmosférico: El que emplea como motor el aire comprimido en el interior de un tubo que, empujando un émbolo, hace que éste arrastre el tren Ferrocarril propiamente dicho: las líneas o redes férreas, de aspecto más usual, en sus variantes:    

Levitación magnética, Alta velocidad. Regionales y locales Funicular: es un tren arrastrado por cable, normalmente de punto a punto, en lugares de grandes pendientes Metro: tren metropolitano, es un ferrocarril predominantemente urbano. Puede ser completamente subterráneo, elevado o en superficie, pero es condición necesaria que tenga plataforma reservada

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Neumático: Variación del ferrocarril atmosférico en que todo el vehículo va empujado por la acción del aire comprimido marchando a modo de un émbolo por dentro de un tubo. Tranvía: es un ferrocarril de superficie de trazado urbano o mayormente urbano Tren ligero: es un tipo de tren utilizado específicamente para el transporte de viajeros en áreas urbanas Trenes de cremallera: es el tren en el que la adherencia se mejora mediante un sistema de cremallera, en lugares de fuertes pendientes.

Constitución de la vía Dentro de un ferrocarril se tienen 2 tipos de instalaciones:  

Fijas (vía, circuitos de vías, señales, edificios, estaciones, etc.) Instalaciones móviles (equipo rodante)

Circuito de vía: es un circuito eléctrico o electrónico que sirve para saber si hay trenes en un tramo de vía determinado. Se utiliza normalmente para actuar sobre las señales y evitar que un tren acceda al cantón si este es utilizado por otro tren. El circuito se realiza creando una diferencia de potencial entre ambos carriles. Al entrar un tren en un circuito de vía, las ruedas metálicas cortocircuitan los carriles y este cortocircuito es detectado por un relé. Este relé informa al resto de los sistemas conectados a él de que el circuito de vía se encuentra ocupado. Cuando el tren sale del circuito de vía, las ruedas dejan de cortocircuitar los raíles y el circuito vuelve a considerarse como libre. En el caso de los bloqueos, los circuitos de vía coinciden con los cantones e indican si los cantones están o no ocupados. También pueden situarse en una estación como parte de un enclavamiento en una estación. Estación: una estación ferroviaria o estación de ferrocarril es una instalación ferroviaria con vías a la que pueden llegar y desde la que se pueden expedir trenes. Se compone de varias vías, con desvíos entre ellas, y se delimita por señales de entrada y salida. Señales: La señalización ferroviaria se utiliza para indicar al maquinista las condiciones de la vía que se va a encontrar por delante.

En contraposición a las normalmente más conocidas señales de tráfico, en el ferrocarril se denomina como señales principalmente a las indicaciones para la regulación de tráfico, como semáforos y similares. La necesidad de cierta distancia para permitir que

un tren frene condiciona este tipo de señales, ya que es necesario informar al tren de que debe parar con suficiente antelación al punto de parada. Ahora bien, podemos dividir las instalaciones fijas de un ferrocarril en 2 partes esenciales las cuales son: la infraestructura y la superestructura. La infraestructura Comprende todo aquello que es necesario construir para permitir las instalaciones de una ferrocarril, es decir, por infraestructura consideraremos la plataforma. La infraestructura es la obra ingeniera que se obtiene mediante el movimiento de tierra para llevarla al estado tal, que permita la colocación en su superficie de la superestructura de la vía férrea. Elementos de infraestructura Son aquellos que comprenden la ejecución de movimiento de tierras, construcción de terraplenes, obras menores y obras mayores como los viaductos, puentes y túneles. 

Terraplenes: En ingeniería civil se denomina terraplén a la tierra con que se rellena un terreno para levantar su nivel y formar un plano de apoyo adecuado para hacer una obra. Los terraplenes son estructuras construidas siguiendo un diseño previamente elaborado, en sitios definidos, con suelos seleccionados y utilizando métodos y recursos determinados.

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Drenajes: Se define sistemas de drenaje de una vía como el dispositivo específicamente diseñado para la recepción, canalización y evacuación de las aguas que puedan afectar directamente a las características funcionales de cualquier elemento integrante de la carretera. Dentro de esta amplia definición se distinguen diversos tipos de instalaciones encaminadas a cumplir tales fines, agrupadas en función del tipo de aguas que pretenden alejar o evacuar: Las obras de drenaje son elementos estructurales que eliminan la inaccesibilidad de un camino, provocada por el agua o la humedad. Los objetivos primordiales de las obras de drenaje son: Dar salida al agua que se llegue a acumular en el camino. Reducir o eliminar la cantidad de agua que se dirija hacia el camino. Evitar que el agua provoque daños estructurales. De la construcción de las obras de drenaje, dependerá en gran parte la vida útil, facilidad de acceso y la vida útil del camino.

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Drenaje superficial: Se construye sobre la superficie del camino o terreno, con funciones de captación, salida, defensa y cruce, algunas obras cumplen con varias

funciones al mismo tiempo. En el drenaje superficial encontramos: cunetas, contra cunetas, bombeo, lavaderos, zampeados, y el drenaje transversal. 

Drenaje transversal: Su finalidad es permitir el paso transversal del agua sobre un camino, sin obstaculizar el paso. En este tipo de drenajes, algunas veces será necesario construir grandes obras u obras pequeñas denominadas obras de drenaje mayor y obras de drenaje menor, respectivamente. Obras de drenaje menor:

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Las alcantarillas: son estructuras transversales al camino que permiten el cruce del agua y están protegidas por una capa de material en la parte superior, pueden ser de forma rectangular, cuadrada, de arco o tubular, se construyen de concreto, lamina, piedra o madera. Para canalizar el agua se complementan con muros o aleros en la entrada y salida, podemos decir que actualmente en los caminos rurales, las más usuales son las alcantarillas laminares.

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Drenaje subterráneo: El drenaje subterráneo es un gran auxiliar para eliminar humedad que inevitablemente ha llegado al camino y así evitar que provoque asentamientos o deslizamientos de material. Son usuales los drenes ciegos que consisten en zanjas bajo las cunetas rellenas con material graduado con una base firme que evite filtraciones más allá de donde se desea, dirigiendo el agua hacia un lugar donde se le pueda retirar de manera superficial del camino, las dimensiones varían según las características hidrológicas del lugar donde se van a construir, son funcionales en varios tipos de camino. La plantilla de estos es de 45 cm. Y de 80 a 100 cm. De profundidad, el material se graduara cuidadosamente en capas con tamaños uniformes. La superestructura Comprende todas las instalaciones que son de carácter netamente ferroviario como es la vía, los cambios (sapos), los edificios, las estaciones, la señalización, la electrificación, las telecomunicaciones, etc. La superestructura de la vía férrea se compone de varios elementos como son: carriles, traviesas, elementos de sujeción o pequeño material de vías, elementos de apoyo y aparatos de vías.

Elementos de superestructura

Son aquellos elementos básicos para el funcionamiento de la vía tales como las trochas (ancho de vía o distancia entre caras internas de los rieles), rieles, balastos y elementos de fijación y de ajuste. Son sus componentes: 

Riel: barra longitudinal de acero sobre la que se desplazan las ruedas del móvil. Primero se utilizaron barras de acero fundido y luego se comenzaron a incorpora las de acero forjado. Esta barra es la que da el nombre a todo el conjunto y son específicamente las vías.

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Traviesas o “durmientes”: son tirantes de maderas de una longitud adecuada a la trocha que se utilice, sobre la que se apoyan las vías que se ajustan mediante fijaciones y planchas de metal de tanto en tanto. Hace ya bastantes años que se incorporó el durmiente de hormigón, del cual hay muchas versiones según el tipo de tren que va a circular sobre las vías.

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Balasto: La capa de balasto es la masa pétrea granular colocada sobre la explanada y debajo de los campos. 

Funciones del balasto: La función fundamental del balasto es: 1. Garantizar la estabilidad de la vía en su conjunto tanto vertical como horizontal, asumiendo las cargas horizontales transversales y longitudinales y las verticales, sin que con ello se acumulen deformaciones residuales. 2. Transmitir las presiones asimiladas a través de las traviesas, a un área más amplia posible de la corona de la explanada. 3. Participar en el aseguramiento de la elasticidad necesaria a la base del carril.

La capa de balasto no debe contener agua en su superficie que propicie la dilución y el derrame de la explanada, así como su humedecimiento. El material para el balasto debe ser resistente y estable bajo la acción de la carga, ser resistente a la abrasión (no triturarse y no pulverizarse) al compactarse, ser resistente a las variaciones climáticas, no permitir el crecimiento de vegetación, poseer propiedades dieléctricas, ser duradero y económico. 

Materiales utilizados como balasto: Los materiales más utilizados como balasto son: piedra picada (graníticas, calizas, basálticas, etc.) Gravas, arenas, escorias, asbesto y rocas metamórficas. El mejor material para balasto es la piedra picada de roca ígnea, aunque la caliza es bastante utilizada. La roca debe ser resistente al impacto.

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Fijaciones: la forma en que la vía se fijaba al durmiente también ha ido variando con el tiempo. Inicialmente se utilizaron clavos que con la cabeza sujetaban la base de la vía, luego tirafondos que también sujetaban la base de la vía con la cabeza, con el tiempo se incorporó una base metálica que se fijaba al durmiente y que sostiene la vía mediante tornillos sujetos a la base y más recientemente sobre dicha base se ajustan

grampas elásticas que son las que sostienen la vía. Este último sistema tiene la ventaja de no aflojarse ya que al ser elásticas tienen a llevar la vía a su posición original. 

Trocha: es la distancia que hay entre las caras interiores de las vías. La variedad en todo el mundo es inmensa.

Trazado Cuando se decide construir tramo ferroviario entre dos puntos, el trazado es lo primero que hay que determinar. En principio la línea recta parece ser lo más conveniente pero resulta que la geografía va presentando situaciones que el trazado debe salvar: lagos, ríos, montañas, zonas anegadas, poblaciones, etc. Todos estos aspectos se tienen en cuenta para ver como esa línea recta inicial y teórica se empieza a modificar para unir los dos puntos entre los que se decidió la construcción. Una de las primeras limitaciones en el trazado son las rampas. Hay varias razones que ponen límites muy precisos a las rampas máximas admitidas: 

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Adherencia: el coeficiente de rozamiento entre metal y metal (rueda y riel) es muy bajo por lo que las ruedas se deslizan sobre los rieles con mucha más facilidad que la de un neumático contra el asfalto por ejemplo. Un auto puede superar sin inconveniente pendientes de hasta un 8% mientas que el FFCC el límite está en el orden del 3%. Potencia: las locomotoras tienen una potencia determinada que para el desplazamiento sin pendiente en general sólo afecta a la aceleración, pero en las pendientes puede impedir directamente el arranque de la formación.

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Enganche: Aun cuando la potencia de la locomotora pueda superar la pendiente y suponiendo que la adherencia es la necesaria, los enganches entre los vagones / coches también tienen límites en cuanto a las fuerzas máximas que soportan. Con estas consideraciones, un cerro impone analizar cuál es la mejor forma para continuar con el trazado y entonces aparecen las diversas formas de salvar la situación:   

Túnel: se orada el cerro para abrirle camino al trazado. Zigzag: se establecen tramos en los que para subir la cuesta el tren va hacia delante y atrás subiendo de a tramos Rulos: se hace un giro alrededor del cerro para alargar el recorrido y de esa forma reducir la pendiente

La decisión del método a utilizar se relaciona con: 

Inversión: el costo asociado al método elegido podría hacer inviable el proyecto por cuestiones de inversión.  Longitud: el tramo podría ser tan largo que lo haga inviable desde el punto de vista operativo por costos y tiempos  Formaciones: por ejemplo los zigzag imponen un largo máximo a las formaciones lo que también podría hacer inconveniente el proyecto desde el punto de vista operativo  Curvas: si se trata de un proyecto de tren de alta velocidad las curvas tienen que ser muy suaves lo que seguramente es inviable con los rulos y poco convenientes con los zigzag. La Vía Se denomina de esta forma a todos los componentes que hacen al tendido de las guías que permiten el desplazamiento de los móviles y los guían ya que los móviles no doblan sino que siguen el trazado. Las vías más comunes son: 

Vías elásticas: es aquella en las que se emplean placas de hule amortiguadoras entre rieles y durmientes y sujeción de muelles y resortes.

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Vías clavadas: es aquella en la que se emplean placas de asiento metálico entre rieles y durmientes, sujeciones con clavos de vías y anclas a presión sujetas a rieles, siendo esta la más común.

Vía férrea 

De vía doble: El que en toda su longitud tiene la vía doble, dedicándose cada una para la marcha de los trenes en un sentido.

También hay tramos de vías cuádruples. En estas los recorridos centrales son para el transporte de mercancías y las laterales o externos, para el transporte de pasajeros ya que los andenes exteriores permiten mejor acceso. 

De vía sencilla: El que solo tiene una vía en toda su longitud y por ella se verifica el movimiento de los trenes en ambos sentidos, ejecutándose el cruce de los mismos en las estaciones y algunos puntos determinados, donde se sitúan con tal objeto vías dobles o apartaderos.

Clasificación de los trabajos de vías Las operaciones generalmente son las mismas lo que cambia es el volumen a ejecutar. Los trabajos de vías se clasifican en: 

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Construcción: La ejecución de una nueva inversión para lo cual se construyen nuevos trazados de vías, construyéndose además de la superestructura una nueva infraestructura. El trabajo se realiza sobre la base de un proyecto ejecutivo, confeccionado de acuerdo a los parámetros de explotación, donde se tiene en cuenta el tipo de equipo rodante, (tractivo y de arrastre), la densidad de tráfico y la velocidad técnica. Reconstrucción: En la ejecución de una superestructura sobre una infraestructura remodelada o rediseñada debido a la necesidad de ampliar los parámetros iniciales, de velocidad, carga por eje y densidad de tráfico. En la reconstrucción se amplía la corona de la explanación, se aumenta la potencia de la superestructura, se mejora los radios de curva, etc. Reparación capital: Es el cambio total de la superestructura por una igual, nueva o por otra de mayor capacidad portante nueva o de uso. Se aumenta el espesor de balasto se repara los drenajes y se colocan señales nuevas o reparadas. Reparación media: Son cambios de elementos en la superestructura de la vía, en una cantidad tal que no llega a ser una reparación capital. Se toma en cuenta la cantidad de traviesas, carriles y balasto en mal estado y se cambia un por ciento de ellos. Reparación ligera: Es al igual que la media, cambio de los elementos de la superestructura de la vía, en una magnitud menor a la anterior, se tiene en cuenta los mismos elementos que en la media y se toma un % menor que el anterior.

Mantenimiento Es el cambio aislado de elementos de la superestructura de la vía o una serie de operaciones que se realizan para evitar la pérdida de uno u otro elemento de la vía.

El mantenimiento comienza desde que una vía se pone en explotación, el seguimiento del comportamiento de cada elemento, la atención a tiempo de un defecto, el control constante sobre la vía ya es mantenimiento. Con el chequeo periódico se trata de hacer un diagnóstico de la situación que ocurre, de los fenómenos que provoca el defecto y se determina la forma de combatir la formación o desarrollo de un defecto o desgaste en los elementos de la vía. Los mantenimientos al igual que el resto de las reparaciones se planifican en un periodo de un año. Mantenimiento corriente de la carrilera Mantenimiento de la carrilera: El mantenimiento comienza desde el mismo instante en que la vía comienza a ser explotada. El mejor mantenimiento es el constante chequeo del comportamiento de los distintos elementos que componen la superestructura de la vía. El mantenimiento a la vía férrea significa observar que los parámetros de diseño de la vía chequeada no sufran variaciones que determinen el deterioro de un elemento que componen la vía o en su conjunto. Las normas técnicas establecen parámetros basados en la categoría de la vía para el mantenimiento de la vía en perfil. En los tramos rectos la cara superior de la corona en ambas bandas en cada sección deben estar en un mismo nivel, sin embargo para que los trenes tengan un movimiento más sereno se permite que una de las bandas este más alta que la otra en 4 mm. En este caso la carrilera sufre menos impactos laterales del equipo rodante. En los tramos rectos sobre puentes metálicos de tablero superior se podría mantener el desnivel relativo de 4 mm entre una y otra banda de carriles, cuando la longitud del mismo no exceda los 25 m. Si la longitud del puente es mayor de 25 m no podrá mantenerse el desnivel relativo de 4 mm en recta. No se admite tampoco en conexiones ni en los accesos a los puentes, 25 m a cada lado. El desarrollo del desnivel de 4 mm de una de las bandas de carriles en los tramos rectos de una vía sencilla se determina la dependencia de las condiciones locales, estado del terraplén, etc., en los tramos de doble vía como regla se eleva la banda exterior de las carrileras. Para mantener estos parámetros del nivel en recta se requiere ejecutar los trabajos de nivelación.

Mantenimiento en curva: En curvas el mantenimiento en planta se realiza calculando las flechas tanto en la parte de la transición como en la circular. En curvas de igual radio las flechas son constantes en la parte de la circular y varía en la de transición.

Mantenimiento al carril largo soldado: Por sus características, el carril largo soldado o sin juntas, debe ser chequeado con mayor frecuencia que el carril de largo normal y observando los siguientes situaciones: 1. – Mantener siempre un intervalo de temperatura cuando se vaya a trabajar. 2. – Garantizar los parámetros del hombro de balasto 3. – Mantener limpios los drenajes y la explanada estable. 4. – Chequear el comportamiento de la vía en días muy cálidos o muy fríos. 5. – Planificar con anticipación la ejecución de los trabajos, teniendo en cuenta los pronósticos del tiempo y trabajar con temperaturas cercanas a la de colocación. 6. – Medir la temperatura del carril y compararla con la de colocación. 7. – Conocer las características de cada tramo.

CONCLUSION

Con este trabajo se muestra que el sistema ferroviario es de suma importancia como medio de transporte, ya que nos facilitaría el traslado a menor costo con mayor demanda.

Es importante recalcar que los ferrocarriles son unos de los elementos de productividad de un país, ya que está ligado directamente con la economía del mismo. Ante todo se debe realizar una planificación y desarrollar unas vías de comunicación con infraestructuras adecuadas que permitan al país flujos de materias primas y distribución de productos, incrementando la economía nacional.

BIBLIOGRAFIA

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Reveron Larre, Andrés. (1982). Tratado del Transporte Ferroviario y su Economía Ferrocar. Manual Férreo de Especificaciones Técnicas

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Togno M.F. (1990). Ferrocarriles, Editorial Dossat. Monografias.com

ANEXOS

FERROCARRIL LOCAL

FERROCARRIL MAGNETICO

FERROCARRIL NEUMATICO

FUNICULAR

TREN DE CREMALLERA

METRO

DETALLE DE CREMALLERA

TRANVIA

RIELES

DURMIENTE DE MADERA

DURMIENTE DE CEMENTO

BALASTRO: CAPA GRANULAR

TROCHAS: ANCHO DE LA VIA

FIJACION DE RIELES

FIJACION CON ABRAZADERAS

FIJACION CON CLIP

CONSTRUCCION Y MANTENIMIENTO DE VIAS FERREAS

MANTENIMIENTO