Antecedentes

El ferrocarril está considerado como un sistema de transporte eficiente y el más apropiado para disminuir el impacto sobre el cambio climático, debido a su consumo energético reducido (<2500 BTU/pasajero/millas) y las bajas concentraciones de CO2 emitidas en su funcionamiento. Debido a esto y con el fin de potenciar sus ventajas e incrementar su uso, durante las últimas décadas se ha producido una espectacular transformación del sector, pasando de unas velocidades relativamente pequeñas a velocidades que superan los 300 km/h. Este hecho conlleva cambios profundos, por ejemplo, en las solicitaciones que sufre la vía con el paso de vehículos a estas altas velocidades. Todos estos cambios se han materializado, dentro de la estructura de la vía, en un aumento de las exigencias de los materiales y elementos constituyentes de la infraestructura.

eficiencia energetica

Figura 1. Consumos de energía según el medio de transporte, el ferrocarril el más eficiente (Fuente: USDT)

Actualmente, existen dos formas de configurar una vía ferroviaria en función de qué materiales y elementos la constituyan: el sistema de vía convencional en balasto y el sistema de vía en placa. La vía convencional en balasto consta básicamente de cuatro elementos colocados sobre el lecho de subbalasto, que son: balasto, traviesa, sistema de sujeción de carril y carril. Sin embargo, los sistemas de vía en placa sustituyen el lecho de subbalasto por unas capas portantes sobre las que reposan placas de hormigón (realizadas in-situ o prefabricadas) o asfalto, en el que se incorpora el sistema de sujeción de carril y carril.

seccion vías sobre balasto y vía en placa

Figura 2. Secciones tipo en vía sobre balasto y vía en placa

Existen ventajas y desventajas de utilizar un sistema u otro, los cuales se describen a continuación:

Sistema de vía Ventajas Desventajas
Vía sobre balasto
  • Menor coste de la infraestructura necesaria, así como de la superestructura.
  • Soporta bien los asientos del terreno.
  • Posibilidad de corrección de la calidad geométrica
  • Rendimientos de construcción altos.
  • Capacidad de amortiguación de ruidos y vibraciones.
  • Elevados costes de mantenimiento.
  • Disponibilidad de infraestructura reducida por el tiempo de mantenimiento.
  • Problemas de desgaste del balasto.
  • Fenómeno “vuelo de balasto” para velocidades superiores a 320 km/h.
  • Falta de uniformidad en la rigidez de la vía
  • Resistencia lateral limitada y en ocasiones insuficiente.
Vía en placa
  • Buena conservación de la geometría de vía.
  • Incrementa la estabilidad lateral de la vía
  • Disminuye los esfuerzos transmitidos a la plataforma
  • Desaparece el problema de “vuelo de balasto”.
  • Vida útil superior.
  • Su mantenimiento es prácticamente nulo
  • Reducción del peso de la superestructura a soportar por los viaductos.
  • Menor sección de excavación necesaria en túneles.
  • Permite un trazado de vía óptimo, con curvas más cerradas (mayor peralte)
  • La construcción es más costosa y necesita de una topografía de precisión.
  • Su reparación necesita mayor tiempo y presenta mayor dificultad.
  • Falta de experiencia y mecanización en los procesos constructivos.
  • Necesidad de una infraestructura sin asientos, limitando la altura de los terraplenes.
  • Peor comportamiento respecto a ruido y vibraciones.
  • Capacidad casi nula de corrección de posibles defectos.

Las diversas ventajas que presenta el sistema de vía en placa han motivado su utilización generalizada en algunos países pioneros en el sector ferroviario desde hace décadas, como Alemania, Japón o Países Bajos; así como su utilización más reciente en otros países de gran importancia como Taiwán, y sobre todo, China.

En cambio, la principal desventaja del sistema de vía en placa, que además constituye la razón primordial por la que no se coloca hoy en día de forma general en España, es su elevado coste, que viene determinado en gran medida, porque todas las patentes comercializadas existentes son extranjeras y ello supone el pago por parte de nuestra Administración, de costosos derechos de utilización de las mismas.

Esta es la gran necesidad por la que se debe abordar el proyecto, conseguir un nuevo sistema de vía en placa que nos rompa la dependencia de patentes extranjeras, pero que además, consiga claras ventajas competitivas respecto a los sistemas que actualmente se están comercializando. En este sentido, las necesidades específicas del proyecto vienen a reforzar las ventajas que tienen los sistemas de vía en placa, y sobre todo, solventar las desventajas que presentan.

Además, la necesidad de buscar mercado en el exterior por parte de las empresas españolas del sector, hace que sea vital que dichas empresas se conviertan en “punta de lanza” en la utilización de este tipo de sistemas de vía, requiriendo de un expertise y desarrollos propios en todo el proceso que conlleva su utilización: desde el diseño de cada uno de sus elementos, a la comprobación de calidad, mejoras de los subsistemas con los que interacciona, fabricación y puesta en obra del mismo.