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República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular Para la Defensa Universidad Nacional Experimental De La Fuerza Armada Nacional Bolivariana Carrera: Ingeniería Civil Sección: 7mo semestre D02 Cátedra: Ferrocarriles

Integrantes  Acosta, Geraldine. C.I: 20 014046  Arrieta, Luis. C.I: 21.413545  Díaz, Kathellyne. CI 23.607814 Caracas, mayo de 2016

INDICE

Pág.               

Introducción Especificaciones y tamaño para patios y talleres Principios básicos en patios de joroba Localización de patios Operación dinámica Clasificación Tiempos frecuencia del goteo Teoría de Colas Rodamiento de carros, perfil en patios planos Patios de gravedad Sistemas auxiliares Talleres de locomotoras Metodología de ferronales para cálculo del tamaño

3 4 8 9 9 10 14 15 15 17 17 17 18 19 19

         

del taller Distribución de los edificios Alojamiento del diésel Fosas Pisos deprimidos plataformas elevadas Reemplazo de trucks Taller eléctrico Taller de desmantelado de motores Conclusiones Referencias Bibliográficas

20 21 22 22 23 24 25 25 26 27

INTRODUCCIÓN

Es prescindible que cada país defina sus necesidades derivadas de sus costumbres, climas, cantidad y crecimiento del tráfico clasificado de pasajeros y carga. Se procede a la investigación de los patios y talleres para obtener

conocimientos

y

habilidades

de

su

proceso

a

nivel

informativo. Toda esta pequeña información nos ayudara a tener un conocimiento adecuado de lo que son patios y talleres y que ocurre en esto y para que nos puede servir a futuro. 2

Los patios y talleres poseen sus especificaciones y tamaños, entre los tipos de patios podemos encontrar los patios de joroba, patios planos, patios de gravedad y dentro de su sistema operativo se encuentra su operación dinámica, sistemas auxiliares, teoría de colas y frecuencia de goteo. En cuanto a los talleres tenemos los talleres de locomotoras, taller eléctrico y el taller de desmantelado de motores. Poseen una metodología de ferronales para el cálculo del tamaño del taller, una distribución para los edificios y alojamientos de diesel compuestos de fosas y pisos deprimidos. Dichos lugares son importantes en un sistema ferroviario ya que en ellos se realiza:     

El reposo Secciones de reparación Limpiezas Sección eléctrica Mecanizado de piezas

Para el mantenimiento adecuado de de todos los motores de los ferrocarriles y las locomotoras.

ESPECIFICACIONES Y TAMAÑO PARA PATIOS Y TALLERES Cada país debe definir sus propias necesidades derivadas de sus costumbres, climas, cantidad y crecimiento de su tráfico clasificado de pasajeros y cargas, etc. Ferrocarriles o carreteras existentes, aportan datos bases, estadísticas y la distribución del tráfico entre porteadores, así como su correspondencia o intercambio, señalar datos que el Ingeniero o

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Arquitecto deben interpretar para lograr proyectos cuya construcción pueda ejecutarse evolutivamente hasta alcanzar su tamaño máximo. En México (por ahora) cada 20 kilometro de vía troncal tenemos una estación con agente y el 30% apenas vende 5 pasajes diarios; el 35% sirve a 3oo pasajeros/día y el resto en promedio vende algo más de 50 pasajeros. La gran concentración urbana del 70% del tráfico en el área metropolitana, produce en contraste, más de 30,000 pasajeros en la capital y varios miles en Monterrey, Guadalajara, etc. Algo similar ocurre en carreteras donde las diversas terminales de autobuses por ahora

triplican el número de pasajeros del

ferrocarril; el tamaño debe ser suficiente para más de 1 siglo de permanencia (en lo que respecta al terreno disponible y sus accesos libres) aun cuando repetimos la construcción se la conduzca evolutivamente. Cada pasajero, puede representar 2 personas (considerando acompañantes no viajeros) y las salas de espera clasificadas por precios del servicio (Pulman, Primera, Segunda) así como los servicios conexos de comedor, sanitarios, guarda equipajes, etc.; deben ser proyectados con especial esmero por

especialistas en Arquitectura

para Edificios públicos y servicios ferroviarios además de considerar las necesidades propias de operación de trenes y mantenimiento. Las estaciones de pasajeros de paso (con 4 ó más andenes para abordar 5 y más trenes casi simultáneamente), demanda instalar vías de recibo y de salida y la gran superficie resultante permite instalar hasta "LAZOS" para proveer vías de circulación en rampa espiral y numerosos servicios al pasajero de las grandes Terminales cama Nueva York y otros numerosos ejemplos que deben consultarse detenidamente, antes de producir diseños de escasa capacidad y con alto costo de operación como ocurre en las Estaciones "de cola", aún para tamaños relativamente moderados. 4

En México, para el tráfico de carga (actual de 65 millones de toneladas netas/año) tenemos un Patio cada 250 Kms. y una Terminal cada 500 Kms., incluso una gran Terminal cada 5000 kilómetros de líneas. En las grandes terminales de las urbes como México, trabajan 15 trenes diariamente durante 3 turnos/tren en maniobras de recibo, clasificación y salida, incluyendo los trenes "escaperos" o "transfer" que atienden el ir y venir de carros destinados a diversas zonas industriales en la periferia de la urbe. Una red férrea nacional con determinada longitud de vías troncales, puede tener entre 20% y 40% adicional kilometraje para vías auxiliares (laderos de paso, vías dobles, escapes, vías para servicio de carros en las estaciones y bodegas, vías para maniobras en terminales y servicios de mantenimiento, etc.), según el grado del desarrollo industrial y según el porcentaje del uso del ferrocarril respecto al tráfico total de cada País o región. El futuro no parece reducir estas cifras, dado que al crecer la densidad del tráfico, se hace necesario alargar escapes y reducir su separación hasta llegar a un límite (cercano a 5 Kms de equidistancia) que demanda doble vía y mayor tamaño para las terminales. Ello señala la especialización que precisa el Técnico en terminales, cuya labor difiere de los problemas de localización para una línea entre sus patios extremos e intermedios. Toda región o país carente de ferrovías donde apoyar su estadística, precisa planificar previamente su desarrollo económico total, basado en el avalúo de sus recursos, para poder afrontar el diseño de su red férrea.

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ESTACIONES, PATIOS Y TERMINALES Comprenden las áreas del Ferrocarril, donde se atienden los servicios Publicas de carga y pasajeros, contiguas (en ocasiones) a zonas destinadas a servicios propios de inspección, mantenimiento, aprovisionamiento y formación de trenes de carga y pasajeros. El mínimo servicio público (sobre vía troncal) se establece mediante un corto andén y una caseta con tejado, o la caja de un carro

fuera

de

servicio,

acondicionado

para

proteger

contra

intemperie, al reducido pasaje de una pequeña comunidad, que aborda trenes locales mediante las señales del usuario. Estas paradas ("de bandera") carecen de laderos de paso y de Agente y sólo a medida que el tráfico se incrementa, se las dota de uno o dos escapes para vías de pasada o alcance; espuela para carga local etc. y se designa un Jefe de Estación instalado (evolutivamente) desde un carro caja sin trucks, hasta un edificio cuyas dimensiones de sala de espera, bodegas, etc. son función del tráfico originado. Las vías con años en servicio, ofrecen Estadística de carga y sus tasas de crecimiento que deben consultarse. El desarrollo regional, la competencia con otros medios y un estudio de mercadotecnia permitirán proyectar edificios, vías e instalaciones con un tamaño tal que admita el crecimiento del tráfico duran te la vida útil de las obras, considerándolas construidas en etapas evolutivas bajo un planteo integral. En las poblaciones de mayor importancia y con desarrollo franco, el proyecto debe hacerse con plena responsabilidad, en unión de autoridades urbanística del tránsito y servicios municipales de la ciudad;

de

los

técnicos

viales

que

resuelven

el

tráfico

de

autotransportes de largo recorrido y de los técnicos que planean las instalaciones industriales, creando ese compromiso común que se llama Plano regulador. 6

Durante

decenios

del

pasado,

los

ferrocarriles

fueron

erróneamente considerados por algunos urbanistas, como "fantasmas obsoletos" que debían ceder sitio al autotransporte para cualquier actividad de carga o pasaje y en consecuencia, los boulevard calles y fraccionamientos

etc.,

invadieron

vías

y

Patios

ferroviarios

ahogándolos en su desarrolló, cruzándolos "a nivel" sin recato alguno o lanzándolos hacia extramuros compartiendo su sitio con cinturones de miseria. En la actualidad, ese urbanismo que produjo la congestión actual del tráfico urbano y la polución de Ciudades, así como el que localizó zonas industriales contrarias a elemental convivencia humana etc., está siendo relevado por una responsabilidad que se invoca para proyectar adecuadamente las Terminales locales de carga; los Patios de distribución de carros en tránsito y las estaciones de pasajeros (Centrales a Ciudades como París, Tokio, o Nueva York) usando trenes eléctricos y vías subterráneas cuando ello ,es preciso. El Proyecto de grandes Estaciones, demanda visión económica del conjunto, donde .el ferrocarril exhibe sólo sus necesidades y su derecho a prestar servicio eficiente a las grandes Ciudades y a Industrias adecuadamente localizadas. En Estaciones de mediana importancia se pueden proyectar servicios de pasajeros y carga, relativamente próximos uno a continuación del otro, debiendo emplearse túnel para peatones y amplio andén intermedio entre dos vías (exclusivas para .pasajeros) para atender trenes en dos direcciones simultáneamente. En Estaciones Ocle paso" (para pasajeros) los trenes de carga deben pasar sin detenerse empleando otras vías exclusivas para circulación hasta la Estación de carga. En ocasiones, las Estaciones de pasajeros (caso México, D.F.) se denominan "de cola", localizando el eje del peine de las vías de los

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andenes, como un ramal que se apoya con una "Y Griega" en la troncal. Ese tipo, se opera “virando" al tren y entrando "de cola" al andén y cuando la densidad crece, entrando de frente" y sacamos por separado, los coches vacíos y sus máquinas para conducirlos a su taller para inspección, aseo, reparación etc. La disponibilidad de terreno determina la clase de solución donde las “de paso" son las más recomendables. Tanto las de pasajeros como las de carga, sus dimensiones las determina el largo de los trenes y la "entrevía" 'que se adopte para los andenes cubiertos (pasajeros) o para la descarga de carros a camión, en caso de servicio local de carga. Los trenes de carga (excepto los unitarios destinados a un sólo escape) precisan de grandes Patios de maniobras donde se les recibe. Se clasifican según sus diversos destinos y se tornan nuevos grupos para hacerlos llegar a las Sl1ñtenninales de la urbe o a los escapes industriales de la misma. Citamos el caso de las dos Terminales de Guadalajara que ocupan terreno necesario para la expansión urbana de esa Ciudad donde se planea dejar Terminal de pasajeros y sacar de la Ciudad a las de carga para localizarlas posiblemente en Tlajomulco, además de dotar a esa gran Ciudad (dos millones habs.) de un libramiento. Cada gran Ciudad, es centro de vías férreas hacia 3 Ó 4 direcciones radiales y el tráfico "en tránsito" estorban al Patio Terminal, por lo que librar ese tráfico puede requerir de uno o más "cinturones" (caso París) o por lo menos uno o dos conexiones entre las radiales de mayor intercambio. Los

Patios

tienen

diseño

especial

para

cada

necesidad

especifica: Muelles para mercancías en general; de contenedores; de granos

agrícolas,

mineral,

automóviles,

carbón

petróleo

etc., 8

demandan que el proyectista deba considerar el volumen de tráfico y su crecimiento, además de conocer las especificaciones del equipo e instalaciones (grúas, tolvas, silos, etc. etc.) y con esos datos formulan un anteproyecto que debe compararse con otros para seleccionar el que produzca la mayor eficiencia: operación mantenimiento y depreciación y producción a costo total mínimo: esa labor tan compleja demanda información amplia sobre obras similares y la experiencia de especialistas. PRINCIPIOS BASICOS PATIOS DE JOROBA En los pequeños patios y terminales, localizados en Empalmes de 2 ó más líneas y cuando el tráfico es reducido, basta utilizar una o dos máquinas de patio para clasificar los carros de los trenes que se reciben y formar los nuevos trenes según su destino. Estas maniobras (en patios a nivel) resultan lentas y costosas, quedando las vías semibloqueadas por el continuo ir y venir de las máquinas patieras, donde los garroteros operan manualmente los numerosos cambios de vías y donde la operación se realiza bajo órdenes verbales del Jefe de Patio, obteniéndose apenas regulares resultados económicos que llegan alcanzar un valor crítico, cuando los dispendios del costo de operar y las horas-carro perdidas, suman la suficiente anualidad, para redimir el costo de construir un patio de joroba o sea de clasificación por gravedad. En principio, todo Empalme y terminal importante, debería proyectarse evolutivamente hacia la creación y desarrollo de un patio de gravedad, haciendo factible su instalación futura, lo cual establece condiciones previas a su localización. LOCALIZACIÓN DE PATIOS De ser posible, debe alojarse el patio donde exista alguna loma o ondulación natural 5 Ó 6 metros más alta que los terrenos planos colindantes para constituir la joroba necesaria para impulsar los 9

carros hacia las vías de clasificación, dado que de no existir esas condiciones topográficas naturales, entonces precisaremos construir y compactar las terracerías de una loma de 5 metros de altura, cuyo volumen es considerable. OPERACION DINAMICA La máquina de patio, se concreta a extraer del patio de recibo carros y subirlos hasta la cima de la joroba, donde los impulsará hacia las vías de clasificación con velocidad teórica óptima de 10 kph, cifra que consideraremos como la carga de velocidad inicial del patio. Desde la torre de control se observa con gemelos o mediante Televisión, el paso de los carros y se les conduce hasta la vía de su destino

clasificado,

accionando

las

agujas

de

los

cambios,

automáticamente (mediante control eléctrico a distancia) al igual que la aplicación del freno hasta controlar la velocidad deseada por observaciones a ojo o mediante computadoras electrónicas quienes inclusive pueden aplicar por sí mismas el frenado requerido para llegar a formar cada carro en su meta asignada. En los patios de gravedad los carros rápidos golpean y se dañan pero logran formarse y no reducen el rendimiento del patio, en tanto que los carros lentos se quedan a medio camino y entorpecen la producción, lo cual ha dado origen al empleo de unas maquinillas mecánicas llamadas mulas 'que usan vía angosta intercalada en las vías del patio y que se accionan mediante cables y poleas, pudiendo pasar bajo los carros y remolcar a los lentos mediante rodillos levadizos que se aplican al eje de los carros. Una equivocación cuantiosa de velocidad (en exceso) provoca que el carro lanzado desde la cumbre de la joroba, choque contra otros carros estacionados, o alcance a los que están en tránsito, un carro lento obliga a la máquina de patio, a penetrar a la zona de clasificación y empujarlo hasta reunirlo Con sus carros compañeros del nuevo destino, ambas situaciones, creadas por el 5 ó 15% de 10

carros malos, ha dado origen desde 1930, al uso de frenos retardadores, que controlan la velocidad de los cimas lanzados desde la joroba con excesiva fuerza, mediante un apretón mecánico de las cejas de las ruedas, calculado en función de la velocidad y características de cada carro y la distancia por recorrer hasta su paradero de clasificación. Finalmente, el mejor funcionamiento de un patio provisto de frenos retardadores, se obtiene con la rápida aplicación de complejas formulas de resistencias y su equilibrio con fuerzas de aceleración usando computadoras .electrónicas, que reciben datos sobre el peso, tara, tipo de carro, velocidad, distancia por recorrer, velocidad del viento, etc., y resuelven el problema del exacto freno requerido para cada carro, en unos cuantos segundos, mientras el carro efectúa el recorrido entre la joroba y los retardadores. La televisión, radio, básculas y computadoras electrónicas, etc., forman parte del equipo moderno que auxilia a un Estado Mayor Técnico que reemplaza al antiguo y .experimentado Jefe de Trenes carente de elementos tan valiosos cama la actual mecanización y cálculo rápido. PROYECTO PATIOS DE CLASIFICACION En los Empalmes grandes Terminales, los trenes de carga, reparten sus carros hacia diversos destinos, o hacia los Escapes de las Empresas destinatarias de la localidad. En esos grandes Patios de maniobras, se revisan, aprovisionan y reparan carros y locomotoras; se forman nuevos trenes y se cambian sus tripulaciones, requiriendo entre 2 y 6 horas para labores normales y pudiendo ocurrir Demoras de gran cuantía, hasta provocarse Bloqueo o congestión, durante varios días, cuando la saturación en algún Sector del Patio, paraliza el flujo del Tráfico necesario para la Producción prevista.

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El Tamaño del patio representa un serio problema que debe resolverse adecuadamente, además de precisarse preveer su futura ampliación. Una Terminal consta de Patio de recibo; otro de clasificación; de reclasificación y de salida o despacho además de vías para la circulación, talleres, servicios y desde luego Torre de control de la Clasificación (mecánica o por gravedad) Oficinas etc. Se requiere para el proyecto del conjunto, de la Estadística disponible para preveer la Tasa del Crecimiento, que será proporcional a la del área Industrial o Población servida. Se toma como unidad, al, carro cargado, o vacío y se calculan los Volúmenes diarios, separadamente, para los carros entrantes de los salientes. La vida útil del Tamaño inicial de la Terminal depende del límite del número de carros que sea posible manejar diariamente durante las horas y días de mayor Tráfico. Por otra parte, para atender los Horarios Específicos de la Industrial local, de la llegada y salida de trenes de carga etc., precisa agruparse el movimiento de carros para localizar las horas de "Pick" mediante observación .estadística de frecuencias. El

tiempo

de

permanencia

de

un

carro,

debe

ser

lo

.estrictamente necesario para las maniobras y servicios y ello define el número de empleados, Vías y elementos disponibles en el Patio analizado. La capacidad resultante de la estimación anterior, deberá considerarse

proporcional

al

número

despachados

diariamente.

Esto

de

permite

carros

recibidos

correlacionar

o

diversos

proyectos o ampliar el Patio existente. Existe un lugar clave en la Terminal y es la Vía de joroba, donde se inicia (por gravedad) el "GOTEO" o lanzado de los carros hacia las diversas vías del Patio de clasificación. Cuando el flujo de Tráfico de Carros por la joroba se reduce, entonces se produce acumulación de carros entrantes al Patio de Recibo y se desperdicia .tiempo, personal 12

y vías existentes en los Patios subsecuentes que deben operar como una Línea de montaje en serie. En la Unidad de metodología de su Subgerenda de Planeación de Ferrocarriles, Se emplean las siguientes formulas: C=

NxFaxT 24

  

(C)=Es la capacidad necesaria para el Estacionamiento del Patio (N)=Es el número de carros/ día (Fa)=Es un factor de agrupamiento (dato promedio aprox. =



1.5) (T)=Es el tiempo promedio de permanencia por cada carro lo cual se calcula proyectando detalladamente las maniobras por ejecutar en esa área. Además se requiere usar una holgura (de un 15'.70) para

absorber los errores del cálculo teórico. Si (C) es la capacidad Física máxima del Patio y (N) el número de carros promedio diario. La variación se presenta de la siguiente manera V=

C N

Y él % porcentaje de máxima de variación se presenta de este modo %Vmax=

100(C−1) N

La capacidad máxima del Patio (Cmáx.) (Cmax)=

NxFaxTxFv H 24 (1− ) 100

Donde;

13

  

(Fv )=Es el factor de variación (en el Pick) (H)=es la holgura del Patio, en % de la capacidad (C). Fa = Factor de agrupamiento. Generalmente igual a 1.5 Los Patios de recibo, Clasificación etc. Funcionan “en serie” y

por ello

sus capacidades deben ser congruentes con el flujo

constante de carro que se requiere a través de diversas áreas de la Terminal y por ello, la velocidad del GOTEO de carros a través de la joroba, determinará la capacidad del Patio de Recibo y cuando .ya no Se puede reducir la holgura para incrementar ese goteo, entonces se 'precisan 2 jorobas Con sus respectivos Patios de clasificación separados.

La capacidad de clasificación (carros/día) es dada Cc=24 xFgxFu  

Donde;

Fg = Frecuencia de goteo (carros X hora). Fu = Factor de goteo (aprox.0.75). Los Patios de recibo y Despacho (o Salida) se proyectan de

acuerdo con el periodo de mayor llegada o salida de trenes y de acuerdo con las prácticas locales. num. trenes(entra o sale)/dia ¿ ¿ N¿ C ( recibidos o salida ) dia C /Tren= ¿   

Donde;

Ctren= Carros por tren. C = Carros de recibo o salida por día N = Numero de trenes de entrada o salida por día Factor de Agrupamiento

14

Fa=



24 xFmax N

Donde;

(Fmáx)=ES la frecuencia (en la llegada o salida) de trenes en los periodos Pick, expresada en trenes/hora. En los Patios de clasificación el número de Vías debe ser la

suma de los diversos destinos más las vías para usos diversos y la capacidad media será la total del Patio entre el número de Vías del peine, debiéndose preveer

la

anchura

necesaria

para

futuras

ampliaciones. Para la revisión de un Patio existente donde las demoras Son considerables, ferronales recomienda: 1. Formar las últimas estadísticas del número diario de carros para localizar "Picos" 2. Definir tasas de crecimiento y las curvas del pronóstico resultante para 25 años adelante. 3. Determinar los Factores de Agrupamiento, u sea la cantidad y frecuencia de carros llegando JUNTOS hacia igual destino, así como el factor de variación respecto al Pico máximo 4. Definir capacidad Física de cada Patio para el último año de vida útil del proyecto (25 años) 5. Definir número de vías 6. Definir la frecuencia de la clasificación (goteo) 7. Realizar ANTEPROYECTO total para revisar

los

tiempos,

maniobras y secuencias. 8. Efectuar correcciones al anteproyecto de masas 9. Proyectar Instalaciones, Oficinas y Servicios 10. Efectuar Proyecto definitivo y Presupuestos 11. Realizar Estudios rentabilidad de la inversión TIEMPOS En los patios de recibo se deben definir los tiempos de permanencia para evitar demoras, las cuales llevarían a un bloqueo de las vías de recibo llegando a producir un almacenamiento de trenes hasta impedir incluso la circulación de trenes con destinos diferentes a la estación. 15

Entonces en el patio de recibo, se calcula el tiempo de permanencia mediante la ecuación

T

H ) 100 C d  Fa  Fv

24  C m  (1 

Donde;

    

T = Tiempo máximo [h] Cm = Capacidad máxima [carros]. Cd = Numero de carros. Fa = Factor de agrupe Fv = Factor de variación del pick respecto al promedio. FRECUENCIA DE GOTEO

La frecuencia de goteo que no es otra cosa que la cantidad de carros por minuto con que se puede evaluar la mejor utilización del goteo, depende de la altura o carga de velocidad de la joroba, equipos de freno, habilidad, visibilidad, etc. y uniformidad de los carros que se clasifican, lo cual es difícil cuando se tiene un equipo heterogéneo, ósea que rueden bien o mal y por ello no pueden lanzarse a mayor velocidad. TEORIAS DE COLAS El matemático Poissón estableció una serie de Teorías sobre juegos (que resultan aplicables a pronosticar compartimento de trenes etc.) basadas en el cálculo de probabilidades y Estadística, teorías que a partir de 1950, se usan Como herramienta básica moderna. Por ejemplo: Si la caseta de cobro de alguna autopista sólo dispone de 2 accesos para atender 4 carriles y la operación de 16

expedir boleto a cada automóvil fuese en ocasiones, más lenta que el intervalo de la llegada de vehículos, se comprende que tanto por la reducción del número de carriles respecto al de empleados, como por el tiempo o tasas de arribo respecto a la de maniobras de pago, como por el efecto de Grupos de autos que arriban juntos etc. Ocurrirán demoras y almacenamiento de autos frente a la caseta de cobro durante largos periodos periódicamente. Con mayor magnitud, igual ocurre en Patios de clasificación, donde el "goteo" de carros, con frecuencia causa Demoras en general y Almacenaje de carros en el Patio de Recibo, hasta su bloqueo. Si la tasa del arribo de trenes (carros) fuese (a) y (g) la tasa o tiempo medio para "gotear" cada carro o el tren. El almacén o tamaño de la cola que se forma r por la demora (en Patio de recibo) es: r ( 1+r )

; Donde

r=

tasa ( a ) tasa ( g )

Y si hay (n) trenes/día, la probabilidad de que ocurra la demora o cola será (r) elevado a la (n) potencia El señor Ing. R. Suárez Jiménez de México (desde 1970) expuso el siguiente cálculo aplicado a un Patio: Arribo diario de 36 trenes, su

intervalo promedio,

24 h x 60 =40 minutos; 36

Tiempo de maniobra, desde

patio de Recibo hasta gotear los carros por la joroba (g) =.30 minutos por lo que el factor de utilización (r) = 30/40 = 0.75. Si el número de vías (en P. Recibo) es n=10, el Tamaño de las Colas será de 3 vías o trenes y la probabilidad de Saturar al Patio, será de 0.05 (o sea uno en 20).

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Si el Tráfico crece 5% anual, a 'los 2 años se tendrán 40 trenes, con intervalo promedio de 36 minutos requiriendo un factor de 30/36 = 0.84 o sea precisando de operación "perfecta" en la joroba, situación teórica que duplicarla la cola llenando 6 vías y aumentando la probabilidad de bloquear el patio, hasta 0.20 o sea uno en 5. Una gran Cola de trenes inactivos representa una gran pérdida que se puede valuar en función del costo de la hora de un carro y locomotoras correspondientes. Resulta de gran interés reducir Demoras o "Colas" de carros esperando su clasificación y entrega y para ello periódicamente se hacen modificaciones en las vías de los Patios; se modernizan sus Retardadores; se emplea mayor número de máquinas de Patio etc.; con objeto de lograr que la velocidad de recibo de carros, se iguale (temporalmente) con la de goteo o salida hacia la clasificación. RODAMIENTOS DE CARROS Se conoce como buen rodador, al carro moderno y en buen orden que con frecuencia empieza a rodar sin empuje, por rampas de -0.15 % cuando esta cargado y a partir de -0.30 % para el carro vacío. Los malos rodadores son anticuados o en mal orden, que ruedan entre -0.30 % para carro cargado y -60 % para el carro vacío. En consecuencia, los carros diferentes, precisan distinto frenado para igual recorrido por una rampa y al soltarlos por la joroba, unos quedarán separados por su corto recorrido, en tanto que otros, chocan con los que 1e preceden. Este problema se reduce en magnitud, usando garroteros de patios, y recurriendo a locomotoras para consolidar al tren recién clasificado y previamente se necesita la habilidad del operador de los retardadores para reconocer las velocidades iniciales y definir si cada carro, es o no, un buen corredor. PERFIL EN PATIOS PLANOS

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Dentro de lo posible, el Patio plano debe ser "a nivel" o preferentemente Recibir con descenso de - 0.2'/,0 dejando a nivel, el Centro de Patio y proyectando una suave subida de + 0.2% a la salida', a modo de ayudar al movimiento de entrada de los carros (en ambos sentidos) ya su frenado al extremo opuesto. PATIOS DE GRAVEDAD Los patios de gravedad, son aquellos que mantienen una pendiente en el transcurso de su longitud. Se debe tener en cuenta que del patio de recibo, los carros son empujados hasta la cima de una joroba, donde por gravedad, descienden hacia un patio donde existen tantas vías como destinos de los carros que se clasifican. La operación se ejecuta a mayor planos, a

ritmo y menor costo que en patios

partir de cierto volumen de tráfico. A continuación se

exponen generalidades sobre

la tecnología

empleada para su

proyecto y operación.

SISTEMAS AUXILIARES El conductor del tren de carga (al entrar al Patio de recibo de una Terminal) entrega una lista de los carros del convoy, detallando su destino, clase y número denominada "consist". El empleado que recibe el "consist", 10 transcribe al operador de la torre de control, al Jefe del Pafio, etc. y esa lenta maniobra, origina demoras considerables y bloqueo del Patio, las que se reducen si se envía la documentación por tubería accionada por aire comprimido, o previamente (de preferencia) se reporta por radio comunicación el citado "consist" del tren. El método moderno para identificar carros antes de su arribo al Patio y remitir esa lista para cada tren, consiste en un aparato televisor que ilumina al tren y remite al receptor del Patio, la

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documentación

del

“consist"

empleando

un

código

o

clave

internacional (fajas de diversos colores Std. en cada carro). El "Kartrack automatic car identificatión" puede "leer" cualquier tren de 100 o más carros, que pase frente al transmisor (a velocidades hasta de 80 millas por hora) y esa documentaci6n el aparato receptor del Patio, la recibe traduciendo la clave al lenguaje común, imprimiendo similar a los resultados de una computadora. Por otra parte, los Patios disponen de Talleres para reparar carros y locomotoras y resulta lento el que los reparadores revisen las zapatas de todos los frenos de un largo tren, para localizar las defectuosas y las cajas calientes, para poder retirar ese carro y remitirlo al Taller. La Cía. servo, emplea Detector de cajas calientes y zapatas sueltas, etc., que se localiza en la vía (a 15 o 20 kms antes del Patio) y que envía el "consist" del tren donde se marca una alarma (precisando el carro y eje) donde existe la falla, lo que permite sacar ese carro defectuoso a la brevedad; en México el F.C. del Pacifico (en Mazatlán) dispone de ese equipo cuyo empleo debe extenderse. Finalmente el Ferrocarril Sta. Fé (que es uno de los mejores del mundo) emplea en su moderno Patio de clasificación en Barstow Calif, una pequeña joroba que clasifica lotes de 18 carros en s610 4 vías, colocando en orden de 16 Estaciones o rutas destinatarias, usando so1amente 2 movimientos con máquina de Patio, en ese pequeño Patio de 4 vías que denominan mini hump. El ingenioso principio se funda en cambiar el orden de "hileras y columnas” (vías y números de orden) similar a los métodos de gausjordan y el simplex. TALLERES DE LOCOMOTORAS

20

Constan de Taller para motores Diesel y casa de máquinas para reparaciones

en

general,

además

del

cobertizo

para

aprovisionamiento. Precisa calcular el Número de máquinas por tren promedio (2 en México) y previamente se define el porcentaje de reparaciones mayores (Rp): mensual, trimestral y semestral, que deben atenderse en cada Terminal; en tanto que las reparaciones de viaje (Rv) debe considerarse en su totalidad. El Tiempo de Permanencia (en horas) para cada reparación es un

dato

propio

de

la

Eficiencia

y

Elementos

disponibles

correspondiendo a México: 25 horas (mensual) 30 horas (Trimestral) y 75 horas (semestral) por locomotora; o sea un promedio por loc. de (25 X 12) ÷ (30 X 4) ÷ (75 X 2) ÷18 = 32 horas. La capacidad de cupo del Taller de máquinas, debe ser: Ctma=

   

NxFxT 24

Donde;

Ctma=Capacidad de cupo del taller de maquinas N=Es el número de máquinas que se reciben/día F=Factor de agrupamiento y pick = 1.7 T=es el Tiempo promedio por máquina METODOLOGÍA DE FERRONALES PARA CÁLCULO DEL TAMAÑO DEL TALLER

Los grandes Talleres emplean el "Spat System" para trabajos mayores y talleres eficientes pata las reparaciones ligeras. Se

distinguen

2

clases

de

reparaciones:

Ligeras

o

de

Conservación (aplicables al 10 a 15% de los carros recibidos) y las mayores o de reparación que se aplican al 3% de los carros pasando la Terminal del Valle, la cual no representa el Taller máximo de carros del Sistema.

21

El número de carros recibidos es 50 mil/mes y .el de unidades atendidas en los Talleres 7 mil; correspondiendo 80% a ligera conservación y 20% a reparaciones mayores, o sea un 3% del total recibido. 

CAPACIDAD DEL TALLER "SPOT SYSTEM"

Cupo 3 carros; Tiempo 1 hora; labores 3 turnos de 7 horas capacidad de producción (.en 3 turnos) = 63 carros/ día equivalente a - 16,000 carros mensua1es. En una hora, se reciben

21 =0.87 24

carro y los "agrupamientos y

Picks" producen factores de 0.87 y 1.2; además, se precisan "holguras" etc., de modo que la capacidad del Patio de Recibo de carros en mal orden debe ser: 27 carros (1er. turno); 14 en 2° y 9 en el 3°. DISTRIBUCIÓN DE LOS EDIFICIOS Debido" a la dieselización que ha tenido lugar en todos los ferrocarriles, es necesario que se tengan las comodidades adecuadas para la reparación, mantenimiento e inspección de locomotoras diesel de patio y camino. Es necesario contar con escuelas para la enseñanza de los procesos necesarios de reparación y mantenimiento adecuado para varios

tipos

de

unidades

diesel,

que

aunque

varían

considerablemente en algunos aspectos, son semejantes en otros muchos. Generalmente, un taller de reparaciones diesel comprende una estructura (ya sea nueva y especialmente diseñada para el objeto, o existente y transformada para dicho propósito) dentro de la cual se encuentran las locomotoras para reparaciones pesadas, inspección, mantenimiento y servicio. Es preferible que el edificio del taller sea

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rectangular y con vías continuas o una combinación de vías continuas y vías sin prolongación. La consideración primordial en el planeado de un taller diesel es que las vías sean paralelas y es de recomendarse que aquellas vías que estén destinadas a mantenimiento, sean vías continuas. Otra consideración importante es que las locomotoras diesel sean atendidas bajo una rutina de producción en línea, en cuanto a llenado de arena, alimentación de combustible, agua y lavado en una vía adyacente a la principal del edificio del taller. En esta forma, cuando una locomotora entra al edificio para inspección, lubricación o reparaciones de menor importancia, otras unidades le siguen para obtener así un proceso continuo de trabajo. Con las vías de mantenimiento continuas, las locomotoras se pueden sacar del taller sin que haya una interrupción en el movimiento de locomotoras hacia el taller. La tendencia en el planeado y diseño de talleres diesel en muchos

casos

es

efectuar

el

desarmado,

reparaciones

y

mantenimiento en un sólo edificio grande. El edificio principal del taller está dividido generalmente en dos secciones: la sección de reparaciones pesadas en la cual se efectúa también el desmantelado y

la

sección

de

mantenimiento

donde

se

efectúan

también

inspecciones y algunos otros trabajos. La sección de reparaciones pesadas generalmente tiene el piso al nivel de la superficie del hongo del riel y está provista de grúa viajera. La sección de mantenimiento, tiene fosas pisos a un nivel inferior, .plataformas elevadas y en algunos casos grúas Viajeras de pequeña capacidad. En unión, a estas dos principales secciones, el taller deberá contener locales o áreas para reparaciones afines a máquina,

equipo

eléctrico

ruedas

desmantelado

de

motor,

reparaciones al' generador de vapor, corte de láminas, frenos de aire, un área para reparación de tucks, cuarto para limpieza de filtros y 23

otras piezas pequeñas, cuarto de reacondicionamiento de -piezas chicas, talleres de reparación de baterías y plomería, almacenamiento de aceite lubricante, almacén cuarto herramienta oficina, vestidor, comedor, W.C. y lavabos. ALOJAMIENTO DIESEL . En muchos casos se construyen pequeños edificios exteriores

para el alojamiento de las locomotoras. En algunos casos estos locales están provistos de fosas y gatos para efectuar diversas reparaciones ligeras. Es de recomendarse calefacción adecuada en lugares con climas fríos. FOSAS Los detalles de las fosas de inspección varían en los diferentes talleres, pero una profundidad de 1.22 mts (4 pies) abajo del hongo de riel es generalmente aceptada. La longitud de la fosa deberá ser de 3.05 a 7.62 mts (10 a 25 pies) más grande que la longitud total de la locomotora a ser atendida. Se instalarán blocks de levantamiento para quitar cajas de chumaceras o trucks. Las fosas deberán estar drenadas correctamente a intervalos adecuados sobre toda su longitud. Las paredes de concreto .reforzado de las fosas llegarán hasta la base del riel o al nivel del área del piso deprimido o tendrán columnas de acero para soportar el riel. Esto último es conveniente dado que se proporciona un método positivo de drenaje a los pisos adyacentes, mejor alumbrado y proporciona un medio de acceso a la fosa en toda su longitud. La distancia entre centros de fosas paralelas vana de 5.48 a 7.92 mts (18 a 26 pies). Esta distancia está dada por el ancho deseado para las plataformas .elevadas, excepto cuando haya que poner una vía entre fosas pata los trucks, en cuyo ~so, son necesarios 7.00 mts (23 pies) como mínimo entre centros de vías. El 24

riel de las fosas de inspección deberá ser de sección pesada y preferiblemente nuevo. PISOS DEPRIMIDOS La depresi6n del piso a lo largo de la fosa de inspección coloca al mecánico a una altura conveniente con respecto a la locomotora para inspección y efectuar reparaciones a los trucks, sistema de frenos y otro equipo bajo el cuerpo de la locomotora. La elevaci6n de esta área de piso deprimido varía de 0.76 mts (2 pies 6 Pulg.) a 0.92 mts (3 pies) abajo del hongo del riel en las fosas de inspecci6n. El piso deberá estar bien drenado y construido con una superficie fácil de limpiar. E] desnivel recomendado es 0,32 cm por 30.5 cm (1/8 pulg por pie). PLATAFORMAS ELEVADAS Las

plataformas

elevadas

en

las

áreas

entrevías

de

mantenimiento adyacentes como también a los lados exteriores de estas vías son convenientes en un taller de mantenimiento de locomotoras. La altura de las plataformas con respecto al hongo del riel es generalmente de 1.42 mts (4 pies 8 pulg.) a 1.50 mts (4 pies 11 pulg) y a veces construidas hasta de 1.67 mts (5 pies 6 pulg). La distancia de la orilla de la plataforma a la línea central de la vía deberá ser como mínimo de 1.67 mts (5 pies 6 pulg) o dando el juego libre necesario entre la locomotora y la orilla de la plataforma. Las plataformas

se

deberán

construir

de

material

incombustible,

generalmente constituido de columnas y vigas de acero o de concreto reforzado. El ancho de las plataformas deberá sujetarse también al manejo cómodo de material y piezas para transportarse a las áreas de trabajo, almacenes o lugares para materiales de desecho. Cuando las áreas de trabajo no estén localizadas sobre o bajo las plataformas, el 25

espaciamiento entre centros de vías se reducirá a 5.48 mts (18 pies), excepto cuando las columnas hagan que sea necesario aumentar los anchos de las plataformas. Las plataformas estarán provistas con pasamanos removibles a todo 10 largo de la orilla construidos de tubo o una combinaci6n de tubos soportes con cadenas entre ellos. El acceso a las plataformas desde el nivel del riel y pisos deprimidos deberá preveerse por medio de escaleras y rampas en los extremos y en los puntos intermedios. El acceso de una plataforma a otra es conveniente y puede efectuarse por medio de puentes removibles y de peso ligero motorizados, o elevados con rieles en el piso. Este último tipo de puente proporciona el mejor medio de intercomunicación pero su control estará .en combinaci6n con el de operaci6n de la puerta de acceso para evitar accidentes. Algunas veces se emplean plataformas elevadas a aprox.4.64 mts (15 pies 3 pulg) sobre el hongo del riel. Esta plataforma es particularmente aceptada si la locomotora requiere remoci6n de cabezas de cilindro. La plataforma elevada es generalmente del mismo ancho que la plataforma de más bajo nivel con escaleras localizadas en puntos convenientes entre los dos niveles. Las plataformas

portátiles

se

emplean

algunas

veces

cuando

las

plataformas fijas y los pisos deprimidos no son aceptables. REMPLAZO DE TRUCKS Gatos, fosas y mesas de traslación se emplean para el cambio de ruedas y trucks. Las mesas de traslaci6n que emplean elevadores con

cremalleras

eléctricos

o

hidráulicos

son

el

equipo

más

generalmente aceptado para las operaciones de cambio de trucks. Los requisitos en cuanto a capacidad de la mesa de traslación depende de las locomotoras que deben ser atendidas. Generalmente se emplean de 100 tons americanas de capacidad. Las mesas de 5.48 26

mts (18 pies) de longitud Son necesarias para los trucks de 4 ruedas y de 7.16 mts (23 pies 6 pulg) para los de 6 ruedas. En algunos casos se instalan mesas de 7.92 mts (26 pies) de longitud. Numerosos ferrocarriles están empleando mesas de traslación de aprox. (6 pies 6 pulg) de longitud para cambio de mancuernas, con o sin motores de tracción. Algunas de éstas, están instaladas separadamente y otras en combinación con mesas de suficiente longitud para permitir el manejo del trucks completo. Las vías para desmontar los trucks se colocarán entre cada 2 vías; esto es, en un, taller con 4 vías para desmontar trucks, una entre la 1 y 2 Y otra entre la 3 y 4. Con esta disposición, una fosa para mesa de 2.43 a 3.05 mts (8 a 10 pies) de profundidad es suficiente en vez de emplear una de 4.87 a 5,48 (16 a 18 pies) que hace más costosa la instalación. Por otro lado, la fosa profunda puede costar menos que el espacio adicional del edificio re· querido para emplear más de una vía. Para desmontar trucks y las operaciones de taller pueden resultar más económicas si el espacio entre vías de trabajo está libre en lugar de estar ocupado con ruedas y trucks. El costo de almacenaje de trucks y ruedas, se deberá comparar con el costo de un remolque adicional si es que se dispone de suficiente área para un almacenaje al nivel del piso. Con mesas de más de 7 mts (23 pies) de long, el potorte del cuerpo deberá tener un ajuste longitudinal para la colocación de un segundo trucks de la locomotora sobre la mesa. La inversión en 'la instalación de mesas elevadoras y soportes del cuerpo, se justifica en aquellos casos en que se tengan que reparar y mantener numerosas locomotoras diesel para que el trabajo resulte económico así como se acorte el tiempo en que dichas unidades vuelvan al servicio. No se justifica

en

lugares

donde

las

locomotoras

sean

únicamente

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mantenidas y el cambio de trucks sea sólo esporádico. En estos casos se emplean gatos, grúas o mesas laterales para cambio de trucks. TALLER ELÉCTRICO Se emplean para la reparación y el desmantelado del equipo eléctrico, así como para el mantenimiento de las instalaciones de tuerza, luz calefacción y ventilación, protección contra incendio y equipo de grúa y gatos de maniobra.

TALLER DE DESMANTELADO DE MOTORES Este taller se emplea principalmente para desmantelar y armar motores, cuyas operaciones se efectúan más satisfactoriamente en un área separada del taller principal y provisto de grúa viajera. Dado que el trabajo sobre el motor requiere el manejo de partes pesadas, es necesario contar con equipo elevador de capacidad adecuada. Es conveniente contar con una pequeña fosa sobre cada lado de la vía de armado del motor, de Q.81 mts (2 pies 8 pulg) de ancho 0.76 mts (2 pies 6 pulg) a 0.84 mts (2 pies 9 pulg) de profundidad y 0.67 mts (35 pies) de longitud entre las .escaleras de cada extremo.

CONCLUSIONES

En ingeniería se define patio a lugares donde descansa, se le da mantenimiento y se repara el equipo ferroviario, el taller comprende 28

un grupo de edificaciones especializadas en la reparación total de locomotoras, coches de ferrocarril, estos se encuentran organizados en diferentes secciones para mantener un buen funcionamiento En algunos países del mundo los patios ferroviarios también se usan como centros de acopios para las cargas que vienen de otros ramales o de lugares donde no hay líneas férreas para ser llevadas a los puertos. La necesidad de existencia de patios y talleres es de gran importancia ya que a través de estos se mantienen los equipos de los ferrocarriles y locomotoras en sus mejores condiciones no está de más decir que su existencia se da en lugares donde hay líneas ferroviarias.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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

FEROOCARRILES Autor: Francisco. M .Togno D. R. © 1982, por Representaciones y Servicios de Ingeniería, S.A., Apartado Postal Postal 61-195, 06600 México, D.F. Segunda Edición, 1982

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