Una amoladora de rieles (o amoladora de rieles) es un vehículo de mantenimiento de vía o tren que se utiliza para restaurar el perfil y eliminar irregularidades de las vías desgastadas para extender su vida útil y mejorar el recorrido de los trenes que utilizan la vía. Las rectificadoras de rieles se desarrollaron para aumentar la vida útil de las vías a las que se les da servicio para corrugación ferroviaria. El rectificado de rieles es un proceso que se realiza para detener la deformación por uso y fricción en las vías del ferrocarril eliminando deformaciones y corrosión. [1] Las vías ferroviarias que experimentan un uso continuo tienen más probabilidades de experimentar corrugaciones y desgaste general. Las rectificadoras de rieles se utilizan para pulir las vías cuando hay corrugaciones en las vías o antes de que comiencen a formarse corrugaciones en las vías. Las principales vías de trenes de carga utilizan rectificadoras de rieles para el mantenimiento de las vías en función del intervalo de tonelaje, en lugar del tiempo. [2] Los sistemas de tránsito y el metro de las principales ciudades continúan utilizando procesos de rectificado ferroviario programados para combatir la corrugación común en las vías muy utilizadas. El equipo de pulido de rieles puede montarse en un único vehículo autopropulsado o en un tren de pulido de rieles exclusivo que, cuando se utiliza en una red extensa, puede incluir alojamiento para la tripulación. Las muelas abrasivas, de las cuales puede haber más de 100, se colocan en ángulos controlados para restaurar la pista a su perfil correcto.
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Las máquinas se utilizan en América del Norte y Europa desde principios del siglo XX. Están fabricados por empresas especializadas en mantenimiento ferroviario que también pueden explotarlos bajo contrato.
A principios de la década de 2000 se produjeron varios avances en la tecnología de mantenimiento ferroviario, en particular la introducción del reprofilado de vías mediante trenes de fresado de rieles , para lo cual se afirman ventajas en la precisión del perfil y la calidad de la superficie procesada. Una segunda tecnología que está ganando amplia aceptación en Europa, en particular en Alemania, es el rectificado de alta velocidad . Si bien no puede volver a perfilar los rieles como los trenes de fresado u otros trenes de molienda, su velocidad de trabajo de aproximadamente 80 km/h permite lograr la eliminación y prevención de defectos con poco o ningún impacto en el resto del tráfico programado.
La empresa ERICO fabrica taladradoras y rectificadoras de carriles manuales para la industria ferroviaria como herramientas de mantenimiento de vías. ERICO utiliza motores Honda de cuatro tiempos para impulsar su perforadora y rectificadora de rieles. Las rectificadoras de rieles se utilizan para la preparación de rieles antes de unir las uniones y sirven como una herramienta multipropósito capaz de preparar, mantener y reparar rieles. [3]
El índice de calidad de rectificado (GQI) es una plantilla basada en software que se utiliza para medir el perfil de un riel. Esto permite comparar el perfil de carril deseado con el perfil de carril real. El software GQI utiliza hardware basado en láser montado en la parte delantera y trasera de la rectificadora de rieles. El uso de hardware basado en láser en el mantenimiento de vehículos de vías, como las pulidoras de rieles, permite a los trabajadores y contratistas tomar medidas precisas del perfil del riel antes y después del pulido. El GQI tiene una clasificación de 0 (baja prioridad) a 100 (alta prioridad). El software de calidad de molienda puede registrar y documentar mediciones de forma independiente y proporcionar una clasificación GQI para cada riel en la vía antes y después de cada pasada por la rectificadora. La ventaja de utilizar el software GQI es la capacidad de producir informes posteriores al rectificado para que los planificadores los utilicen posteriormente y así ayudar a priorizar y monitorear aún más los perfiles de rectificado en el futuro. Los informes de GQI también proporcionan un análisis sobre la consistencia del perfilado para determinar si las operaciones de rectificado mejoran o deterioran consistentemente el perfil del riel. El uso del software GQI también brinda la capacidad de producir evaluaciones precisas de la efectividad de la rectificadora de rieles en tiempo real, lo que permite priorizar el trabajo de manera más eficiente y ejecutarlo de manera oportuna. [4]
En la industria ferroviaria, existen riesgos con el uso prolongado de vehículos de mantenimiento de vías durante el mantenimiento y la construcción de vías. Un riesgo común es la exposición prolongada a vibraciones excesivas de todo el cuerpo y exposición a golpes en los ejes vertical y horizontal de la columna lumbar y la placa terminal vertebral , lo que puede provocar lesiones en la columna o daños a largo plazo en la estructura ósea vertebral . La Conferencia Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales ha propuesto umbrales para la vibración de todo el cuerpo y ciertas pautas también se basan en las normas ISO-2631, pero no se han publicado ni aplicado ampliamente umbrales de exposición para el mantenimiento de vehículos de paso. El ACGIH-TLV limita la vibración de todo el cuerpo a no más de 8 horas. En la Unión Europea, como resultado de una investigación sobre el riesgo de vibraciones, se propuso un modelo de evaluación de riesgos (modelo VibRisk) para fallos estructurales de la columna lumbar en la zona lumbar. El modelo VibRisk proporciona evaluaciones de riesgo más específicas de falla de la placa vertebral en niveles lumbares individuales teniendo en cuenta la postura del conductor. En comparación, las evaluaciones de riesgo que utilizan el modelo VibRisk califican un mayor riesgo de falla de la placa vertebral en diferentes niveles lumbares de lo que sugieren las normas ISO-2631 Parte 5. El principal factor que contribuye que VibRisk incorpora y que falta en los estándares ISO-2631 Parte 5 es el reconocimiento de la postura del operador como un factor de estrés adicional cuando se expone a vibraciones y múltiples impactos. [5]
La corrugación de los rieles o rieles rugientes es un tipo de desgaste de las vías que se desarrolla a partir del contacto entre las vías y las ruedas del tren con el tiempo. Una vez que este proceso haya comenzado, comenzará a empeorar exponencialmente a medida que avance el tiempo. El desgaste que se desarrolla debido al contacto del juego de ruedas entre los ferrocarriles toma su forma en los numerosos valles y crestas que deja con el tiempo, que pueden convertirse o no en corrugaciones del carril, dependiendo de las circunstancias. Los rieles que se utilizan mucho y se someten a un desgaste continuo y constante desarrollarán corrugaciones. La ondulación del carril se representa en longitud de onda. [1] Normalmente, los carriles muy corrugados experimentan una deformación cóncava en la parte superior de la vía en intervalos de 20 mm a 200 mm. [2] Una importante corrugación ferroviaria puede disminuir la vida útil de las vías y hacer necesaria la sustitución de la vía afectada. La ondulación del riel es causada por la fricción entre el riel y las ruedas del tren tangencial, vertical y axialmente. [2] La corrugación por desgaste es el resultado de la fricción en el riel inferior, que entra en contacto con la rueda del tren. La corrugación excesiva se puede identificar por la longitud de onda que se encuentra en el riel superior o exterior. [2] La corrugación de los rieles puede limitarse o reducirse con el uso de rieles tratados térmicamente o aleados , a diferencia del riel tradicional compuesto de carbono. [2] La tendencia estimada del desgaste se calcula teniendo en cuenta las fluctuaciones en el contacto entre la oruga y el juego de ruedas, lo que hace que varíe la cantidad de desgaste. Las propiedades dinámicas de las diferentes líneas de la vía pueden dar lugar a distintos grados de ondulación del carril mediante el uso de juegos de ruedas de alta velocidad. En un estudio de vías de ferrocarril de alta velocidad , se estudiaron cuatro tipos de vías por su tendencia a desarrollar ondulaciones (RHEDA 200, AFTRAV, STEDEF y vía sobre balasto de alto rendimiento ) y de los cuatro considerados la vía sobre balasto fue la menos propensa a la corrugación ferroviaria, siendo la vía AFTRAV la segunda más confiable también. [6]
Generalmente se acepta que hay algunas causas distintas detrás de las diferentes longitudes de onda de la corrugación del ferrocarril. [7] [8] Un estudio indica que la deformidad ferroviaria de onda corta específica es causada principalmente por resonancia fijada-pinchada, en la que el riel vibra como una viga fija, como si estuviera fijada entre traviesas colocadas periódicamente . La interacción dinámica tren-vía que provoca vibraciones de frecuencia fija a altas velocidades, comúnmente observadas en operaciones de metro de carga ligera , y la antirresonancia provocada por la fijación de los rieles sobre las traviesas, provoca la deformación y la corrugación "rugiente" de los rieles.
La corrugación de los rieles se puede evitar seleccionando rieles con composiciones de materiales que sean más resistentes a la corrugación. Los rieles de acero aleado termotratados con dureza relativa son los más resistentes, a diferencia de los aceros Bessemer , debido a una mayor dureza relativa. Los rieles con una dureza Brinell de 320 a 360 son los mejores para rieles resistentes a la corrugación. [9] Los trenes pueden variar la velocidad en las vías en un esfuerzo por evitar que la corrugación afecte las secciones o los rieles en los sistemas de tránsito. [9] Variar la velocidad, la dirección y el tonelaje de un tren es beneficioso para combatir el crecimiento de la corrugación ferroviaria, ya que la corrugación es causada por una fricción continuamente uniforme. [2] En el metro y los principales sistemas de transporte, no es posible variar la dirección de los trenes, lo que hace que el uso de procesos de rectificado de carriles anuales y bienales sea más aplicable.
El pulido preventivo de los rieles se realiza antes de que aparezcan signos de desarrollo de corrugaciones en los rieles. La corrugación de los rieles se desarrollará exponencialmente si los primeros signos de corrugación de los rieles no se rectifican ni se reparan. [2] El rectificado preventivo elimina la deformación por fricción y la degradación química de las orugas. [1] El rectificado regular de rieles es la operación de mantenimiento principal que se utiliza para combatir el rugido de los rieles o la corrugación de los rieles de paso corto. [9] Las operaciones de rectificado de rieles se realizan periódicamente para evitar que se produzcan ondulaciones en los rieles. Los vagones rectificadores de rieles se pueden transportar por líneas de carga que recorren largas distancias en la misma dirección si el ferrocarril de carga se utiliza continuamente [2] La ondulación del riel, el crecimiento de carbono del riel que aumenta por la fricción, crece exponencialmente. [2]
La corrugación ferroviaria es frecuentemente objeto de quejas comunitarias por ruido. A menudo, las vibraciones de la pista corrugada empeorarán progresivamente, generando más fricción y contacto de metal con metal. El rugido de la corrugación ferroviaria es un motivo común de quejas por ruido en comunidades urbanas y suburbanas y es más frecuente cuando los trenes viajan a velocidad moderada. [2] A menudo se le llama corrugación de paso corto y es responsable de la mayoría de las reacciones de la comunidad. [9] La vibración fuerte e incómoda causada por la corrugación ferroviaria en los sistemas de tránsito afecta tanto a los pasajeros del sistema de tránsito como a las comunidades locales donde se cruzan los ferrocarriles. La ondulación de paso corto genera mucho más ruido que la fricción normal de las vías del ferrocarril, con un tono de aproximadamente 500 a 800 hercios. [9] La corrugación de paso corto se ve con mayor frecuencia en ferrocarriles que no experimentan un mantenimiento regular de rectificado de rieles o que rara vez se utilizan. La rigidez del soporte del riel se correlaciona directamente con la corrugación de paso corto.