En el transporte ferroviario , un descarrilamiento es un tipo de accidente ferroviario que ocurre cuando un vehículo ferroviario, como un tren, se sale de sus raíles. Aunque muchos descarrilamientos son menores, todos provocan una interrupción temporal del funcionamiento adecuado del sistema ferroviario y suponen un peligro potencialmente grave.
El descarrilamiento de un tren puede ser causado por una colisión con otro objeto, un error operacional (como una velocidad excesiva en una curva), un fallo mecánico de las vías (como raíles rotos) o un fallo mecánico de las ruedas, entre otras causas. En situaciones de emergencia, a veces se recurre al descarrilamiento intencionado con descarriladores o puntos de enganche para evitar un accidente más grave.
Historia
El primer descarrilamiento de tren registrado en la historia se conoce como el accidente ferroviario de Hightstown en Nueva Jersey, que ocurrió el 8 de noviembre de 1833. El tren viajaba entre Hightstown y Spotswood, Nueva Jersey, y descarriló después de que un eje de uno de los vagones se rompiera como resultado de que una caja de diario se incendiara. El descarrilamiento resultó en una víctima y veintitrés heridos, y se registró que tanto el magnate ferroviario de Nueva York Cornelius Vanderbilt como el expresidente de los EE. UU. John Quincy Adams estaban en el tren cuando tuvo lugar, en el que Adams escribió sobre el evento en su diario. [1]
Durante el siglo XIX, los descarrilamientos eran algo habitual, pero las medidas de seguridad progresivamente mejoradas han dado como resultado un nivel estable y más bajo de este tipo de incidentes. Una muestra de las cifras aproximadas anuales de descarrilamientos en los Estados Unidos incluye 3000 en 1980, 1000 en 1986, 500 en 2010 y 1000 en 2022. [2] [3] [4]
Los descarrilamientos son resultado de una o más de varias causas distintas; estas pueden clasificarse como:
la falla mecánica primaria de un componente de la vía (por ejemplo, rieles rotos, ancho de vía extendido debido a falla de traviesas)
el fallo mecánico primario de un componente del tren de rodaje de un vehículo (por ejemplo, fallo de la caja de grasa o rotura de una rueda)
un fallo en la geometría de los componentes de la vía o del tren de rodaje que da lugar a una avería cuasiestática en la marcha (por ejemplo, ascenso de los raíles debido a un desgaste excesivo de las ruedas o de los raíles, deslizamiento de los movimientos de tierra)
un efecto dinámico de la interacción vía-vehículo (por ejemplo, oscilación de Hunting extrema , rebote vertical, desplazamiento de la vía debajo de un tren, velocidad excesiva)
Funcionamiento incorrecto de los puntos o incumplimiento de las señales que los protegen (errores de señal)
como un evento secundario después de una colisión con otros trenes, vehículos de carretera u otros obstáculos ( colisiones en pasos a nivel , obstáculos en la línea)
manejo de trenes (arranques debidos a fuerzas repentinas de tracción o frenado, denominados acción floja en América del Norte).
Una locomotora descarrilada en Australia en un punto de enganche oculto a la vista (enero de 2007)
[nota 1]
Rieles rotos
Los rieles rotos son una de las principales causas de descarrilamientos. Según datos de la Administración Federal de Ferrocarriles, los rieles y las soldaduras rotas son la causa más común de descarrilamientos de trenes, y representan más del 15 por ciento de los casos de descarrilamiento. [6]
Una estructura de vía tradicional consta de dos raíles, fijados a una distancia designada entre sí (conocida como ancho de vía ) y apoyados sobre traviesas transversales. Algunas estructuras de vía avanzadas sostienen los raíles sobre una losa de hormigón o asfalto. Se requiere que la superficie de rodadura de los raíles sea prácticamente continua y tenga la disposición geométrica adecuada.
En caso de rotura o agrietamiento de un riel , la superficie de rodadura del riel puede verse afectada si una pieza se ha caído, o se ha alojado en una ubicación incorrecta, o si surge un gran espacio entre las secciones restantes del riel. En 2008 se informaron 170 rieles rotos (no agrietados) en Network Rail en el Reino Unido, por debajo del pico de 988 en 1998/1999.
En las vías articuladas , los rieles suelen estar conectados con placas de unión atornilladas. El alma del riel experimenta grandes fuerzas de corte que se intensifican alrededor del orificio del perno. Cuando el mantenimiento de las vías es deficiente, la fatiga metalúrgica puede provocar la propagación de grietas en estrella desde el orificio del perno. En situaciones extremas, esto puede provocar que se desprenda una pieza triangular del riel en la unión.
Los cambios metalúrgicos se producen debido al fenómeno del agrietamiento en las esquinas del calibre (en el que el microagrietamiento por fatiga se propaga más rápido que el desgaste ordinario) y también debido a los efectos de la inclusión de hidrógeno durante el proceso de fabricación, lo que lleva a la propagación de grietas bajo carga de fatiga.
Puede producirse una fragilización local del metal base debido al giro de las ruedas (las unidades de tracción hacen girar las ruedas motrices sin moverse a lo largo de la pista).
Las soldaduras de rieles (donde las secciones de rieles se unen mediante soldadura) pueden fallar debido a una mano de obra deficiente; esto puede ser provocado por un clima extremadamente frío o una tensión inadecuada de los rieles soldados de forma continua, de modo que se generan altas fuerzas de tracción en los rieles.
Las placas de unión (barras de unión) en vías unidas pueden fallar, lo que permite que los rieles se separen en climas extremadamente fríos; esto generalmente está asociado con un deslizamiento del riel no corregido.
El descarrilamiento puede ocurrir debido a un ensanchamiento excesivo del ancho de vía (a veces conocido como ensanchamiento de la vía ), en el que las traviesas u otros elementos de sujeción no logran mantener el ancho de vía adecuado. En vías de ingeniería ligera donde los rieles están clavados a traviesas de madera, la falla de la sujeción de los clavos puede resultar en una rotación hacia afuera de un riel, generalmente bajo la acción agravante del deslizamiento de los bogies (carretes) en las curvas. [3]
El mecanismo de ensanchamiento del ancho de vía suele ser gradual y relativamente lento, pero si no se detecta, el fallo final suele producirse por efecto de algún factor adicional, como exceso de velocidad, mal mantenimiento del tren de rodaje de un vehículo, desalineación de los raíles y efectos de tracción extremos (como fuerzas de propulsión elevadas). El efecto de cangrejo al que se ha hecho referencia anteriormente es más marcado en condiciones secas, cuando el coeficiente de fricción en la interfaz rueda-raíl es alto.
Ruedas defectuosas
El tren de rodaje ( juegos de ruedas , bogies (camiones) y suspensión) puede fallar. El modo de falla histórica más común es el colapso de los cojinetes lisos debido a una lubricación deficiente y la falla de las ballestas; los neumáticos de las ruedas también son propensos a fallar debido a la propagación de grietas metalúrgicas.
Las tecnologías modernas han reducido considerablemente la incidencia de estos fallos, tanto por diseño (especialmente la eliminación de cojinetes lisos) como por intervención (ensayos no destructivos en servicio).
Interacción inusual en la pista
Si una irregularidad vertical, lateral o transversal es cíclica y se produce en una longitud de onda correspondiente a la frecuencia natural de ciertos vehículos que recorren la sección de la ruta, existe el riesgo de que se produzca una oscilación armónica resonante en los vehículos, lo que provoca un movimiento inadecuado extremo y posiblemente un descarrilamiento. Esto es más peligroso cuando se produce un balanceo cíclico mediante variaciones transversales, pero los errores cíclicos verticales también pueden provocar que los vehículos se despeguen de la vía; esto es especialmente así cuando los vehículos están en estado de tara (vacío) y si la suspensión no está diseñada para tener las características adecuadas. La última condición se aplica si la suspensión tiene una rigidez optimizada para la condición de carga o para una condición de carga de compromiso, de modo que es demasiado rígida en la situación de tara.
Los juegos de ruedas del vehículo se descargan momentáneamente en posición vertical, de modo que la guía requerida desde las bridas o el contacto de la banda de rodadura de las ruedas es inadecuada.
Un caso especial es el pandeo relacionado con el calor : en climas cálidos, el acero de los rieles se expande. Esto se soluciona sometiendo a tensión los rieles soldados de forma continua (se tensan mecánicamente para que sean neutros en cuanto a la tensión a una temperatura moderada) y proporcionando los espacios de expansión adecuados en las juntas y garantizando que las placas de unión estén correctamente lubricadas. Además, se proporciona una restricción lateral mediante un hombro de balasto adecuado. Si alguna de estas medidas es inadecuada, la vía puede pandearse; se produce una gran distorsión lateral que los trenes no pueden sortear. (En nueve años, de 2000/1 a 2008/9, hubo 429 incidentes de pandeo de vías en Gran Bretaña). [nota 2] [7]
Funcionamiento inadecuado de los sistemas de control
Los cruces y otros cambios de ruta en los ferrocarriles se hacen generalmente por medio de agujas (cambios de vía, secciones móviles capaces de cambiar la ruta de avance de los vehículos). En los primeros tiempos de los ferrocarriles, estas agujas eran movidas de forma independiente por el personal local. Los accidentes (normalmente colisiones) se producían cuando el personal olvidaba para qué ruta estaban colocadas las agujas o pasaba por alto la llegada de un tren en una ruta contraria. Si las agujas no estaban colocadas correctamente para ninguna de las rutas (colocadas a mitad de recorrido), es posible que un tren que pasase por ellas se descarrilara.
La primera concentración de palancas para señales y puntos reunidos para su funcionamiento se produjo en Bricklayer's Arms Junction, en el sureste de Londres, en el período 1843-1844. La ubicación del control de señales (precursora de la caja de señales) se mejoró con la provisión de enclavamientos (que impedían que se estableciera una señal clara para una ruta que no estaba disponible) en 1856. [8]
Para evitar el movimiento involuntario de vehículos de carga desde los apartaderos a las líneas de circulación, y otros movimientos indebidos análogos, se instalan puntos de bloqueo y descarrilamientos a la salida de los apartaderos. En algunos casos, se instalan en la convergencia de las líneas de circulación. En ocasiones, sucede que un conductor cree erróneamente que tiene autoridad para pasar por los puntos de bloqueo, o que el señalero otorga dicho permiso de forma indebida; esto da lugar a un descarrilamiento. El descarrilamiento resultante no siempre protege por completo la otra línea: un descarrilamiento en un punto de bloqueo a gran velocidad puede provocar daños y obstrucciones considerables, e incluso un solo vehículo puede obstruir la línea libre.
Descarrilamiento tras colisión
Si un tren choca con un objeto de gran tamaño, es evidente que puede producirse un descarrilamiento del correcto desplazamiento de las ruedas del vehículo sobre la vía. Aunque se imaginan obstáculos de gran tamaño, se sabe que una vaca que se desvía hacia la vía descarriló un tren de pasajeros a gran velocidad, como ocurrió en el accidente ferroviario de Polmont .
Los obstáculos más comunes que se encuentran son los vehículos en los pasos a nivel ; a veces personas malintencionadas colocan materiales sobre los rieles y, en algunos casos, objetos relativamente pequeños provocan un descarrilamiento al guiar una rueda sobre el riel (en lugar de por una colisión grave).
También se han producido descarrilamientos en situaciones de guerra u otros conflictos, como durante las hostilidades de los nativos americanos, y más especialmente durante períodos en que se transportaba personal y material militar por ferrocarril. [9] [10] [11]
Manejo severo de trenes
El manejo de un tren también puede provocar descarrilamientos. Los vehículos de un tren están conectados mediante acoplamientos; en los primeros tiempos de los ferrocarriles, estos eran tramos cortos de cadena ("acoplamientos sueltos") que conectaban vehículos adyacentes con una holgura considerable. Incluso con mejoras posteriores, puede haber una holgura considerable entre la situación de tracción (la unidad motriz tensa los acoplamientos) y el frenado de la unidad motriz (la locomotora aplica los frenos y comprime los amortiguadores en todo el tren). Esto da como resultado una sobrecarga de acoplamiento .
Las tecnologías más sofisticadas que se utilizan hoy en día generalmente emplean acoplamientos que no tienen holgura, aunque sí hay movimiento elástico en los acoplamientos; se proporciona un frenado continuo, de modo que todos los vehículos del tren tienen frenos controlados por el conductor. Generalmente, esto utiliza aire comprimido como medio de control y existe un desfase temporal medible a medida que la señal (para aplicar o liberar los frenos) se propaga a lo largo del tren.
Si un maquinista aplica los frenos de forma repentina y brusca, la parte delantera del tren es la primera en sufrir las fuerzas de frenado (cuando sólo la locomotora tiene frenos, este efecto es obviamente más extremo). La parte trasera del tren puede sobrepasar a la delantera y, en los casos en que las condiciones de acoplamiento son imperfectas, el cierre repentino resultante (un efecto conocido como "rodamiento") puede hacer que un vehículo en estado de tara (un vehículo de carga vacío) se levante momentáneamente y se salga de la vía. Este efecto era relativamente común en el siglo XIX. [12]
En los tramos con curvas, las fuerzas longitudinales (tracción o frenado) entre vehículos tienen una componente hacia el interior o hacia el exterior de la curva respectivamente. En situaciones extremas, estas fuerzas laterales pueden ser suficientes para producir un descarrilamiento.
Un caso especial de problemas de manejo de trenes es el exceso de velocidad en curvas cerradas . Esto generalmente ocurre cuando un conductor no reduce la velocidad del tren en una sección de curva cerrada en una ruta que de otro modo tendría condiciones de mayor velocidad. En casos extremos, esto da como resultado que el tren ingrese a una curva a una velocidad a la que no puede sortearla, y se produce un descarrilamiento grave. El mecanismo específico de esto puede implicar un vuelco corporal (rotación), pero es probable que implique la interrupción de la estructura de la vía y el descarrilamiento como el evento de falla principal, seguido del vuelco.
El sistema de guiado de los vehículos ferroviarios en la práctica se basa en el efecto de dirección de la conicidad de las bandas de rodadura en curvas moderadas (hasta un radio de unos 500 m, o unos 1.500 pies). En curvas más cerradas se produce un contacto de la brida y el efecto de guiado de la brida se basa en una fuerza vertical (el peso del vehículo).
Si la relación entre estas fuerzas, L/V, es excesiva, puede producirse un descarrilamiento por ascenso de la brida . La fuerza lateral L no solo resulta de los efectos centrífugos, sino que un gran componente proviene del desvío de un juego de ruedas que tiene un ángulo de ataque distinto de cero durante la marcha con contacto con la brida. El exceso de L/V puede resultar de la descarga de las ruedas o de perfiles inadecuados de los rieles o de la banda de rodadura de las ruedas. La física de esto se describe con más detalle a continuación, en la sección Interacción rueda-riel .
La descarga de las ruedas puede ser causada por una torsión en la vía. Esto puede ocurrir si el peralte (desnivel o peralte) de la vía varía considerablemente a lo largo de la distancia entre ejes de un vehículo y la suspensión del vehículo es muy rígida en torsión. En la situación cuasiestática, puede ocurrir en casos extremos de mala distribución de la carga o en peraltes extremos a baja velocidad.
Si un riel ha estado sujeto a un desgaste lateral extremo, o una brida de rueda se ha desgastado hasta un ángulo inadecuado, es posible que la relación L/V exceda el valor que el ángulo de la brida puede resistir.
Si se realizan reparaciones con soldadura de interruptores desgastados lateralmente, es posible que debido a una mano de obra deficiente se produzca una rampa en el perfil en la dirección de orientación, que desvíe la brida de la rueda que se aproxima hacia la cabeza del riel.
En situaciones extremas, la infraestructura puede estar gravemente distorsionada o incluso ausente; esto puede deberse a diversas causas, entre ellas, movimientos de tierra (deslizamientos y derrumbes de terraplenes), terremotos y otras perturbaciones terrestres importantes, o protección deficiente durante los procesos de obra, entre otras.
Interacción rueda-carril
Casi todos los sistemas ferroviarios prácticos utilizan ruedas fijadas a un eje común: las ruedas de ambos lados giran al unísono. Los tranvías que requieren niveles de piso bajos son la excepción, pero se pierden muchas ventajas en la guía del vehículo al tener ruedas no conectadas. [13]
El beneficio de las ruedas enlazadas se deriva de la conicidad de las huellas de las ruedas : las huellas de las ruedas no son cilíndricas , sino cónicas . [2] [13] En una vía recta idealizada, un juego de ruedas correría centralmente, a mitad de camino entre los rieles.
El ejemplo que se muestra aquí utiliza una sección de vía que se curva hacia la derecha. El enfoque se centra en la rueda del lado izquierdo, que está más involucrada con las fuerzas críticas para guiar el vagón a través de la curva.
El diagrama 1 que aparece a continuación muestra la rueda y el riel con el juego de ruedas en línea recta y centrado en la vía. El juego de ruedas se aleja del observador. (Tenga en cuenta que el riel se muestra inclinado hacia adentro; esto se hace en las vías modernas para que el perfil de la cabeza del riel coincida con el perfil de la banda de rodadura de la rueda).
El diagrama 2 muestra el juego de ruedas desplazado hacia la izquierda, debido a la curvatura de la pista o a una irregularidad geométrica. La rueda izquierda (mostrada aquí) ahora está rodando sobre un diámetro ligeramente mayor; la rueda derecha opuesta también se ha movido hacia la izquierda, hacia el centro de la pista, y está rodando sobre un diámetro ligeramente menor. Como las dos ruedas giran al mismo ritmo, la velocidad de avance de la rueda izquierda es un poco más rápida que la velocidad de avance de la rueda derecha. Esto hace que el juego de ruedas se curve hacia la derecha, corrigiendo el desplazamiento. Esto se lleva a cabo sin contacto con las bridas; los juegos de ruedas se dirigen por sí solos en curvas moderadas sin ningún contacto con las bridas.
Interacciones rueda-carril
Diagrama 1. Banda de rodadura de la rueda y riel durante el desplazamiento central (la perspectiva es a la altura de los ojos y mirando a lo largo del riel izquierdo)
Diagrama 2 Rueda y riel con la rueda desplazada hacia la izquierda (la perspectiva es al nivel de los ojos y mirando a lo largo del riel izquierdo)
Diagrama 3 Bogie y juego de ruedas en una curva con giro a la derecha (perspectiva aérea)
Diagrama 4 Fuerzas L y V en curva (la perspectiva es al nivel de los ojos y entre los dos rieles, mirando hacia abajo por la vía)
Diagrama 5 Rueda y riel durante el ascenso de la brida (la perspectiva es a la altura de los ojos y mirando a lo largo del riel izquierdo)
Diagrama 6 Rueda y riel desgastados durante el ascenso de la brida (la perspectiva es a la altura de los ojos y mirando a lo largo del riel izquierdo)
Cuanto más pronunciada sea la curva, mayor será el desplazamiento lateral necesario para lograrla. En una curva muy pronunciada (normalmente de menos de 500 m o 1500 pies de radio), el ancho de la banda de rodadura de la rueda no es suficiente para lograr el efecto de dirección necesario, y la pestaña de la rueda entra en contacto con la cara del riel elevado. [nota 3]
El diagrama 3 muestra el desplazamiento de los ejes montados en un bogie o en un vehículo de cuatro ruedas. El eje montado no se desplaza en paralelo a la vía, sino que está limitado por el bastidor y la suspensión del bogie y se desvía hacia el exterior de la curva; es decir, su dirección de desplazamiento natural lo llevaría a seguir una trayectoria menos pronunciada que la curva real de la vía. [nota 4]
El ángulo entre la trayectoria natural y la trayectoria real se denomina ángulo de ataque (o ángulo de guiñada). A medida que el juego de ruedas avanza, se ve obligado a deslizarse a través de la cabeza del riel por el contacto de la brida. Todo el juego de ruedas se ve obligado a hacer esto, por lo que la rueda en el riel bajo también se ve obligada a deslizarse a través de su riel. [nota 5]
Para que este deslizamiento se produzca se necesita una fuerza considerable, y la fuerza de fricción que se opone al deslizamiento se denomina "L", la fuerza lateral. El juego de ruedas aplica una fuerza L hacia el exterior de los raíles, y los raíles aplican una fuerza L hacia el interior de las ruedas. Nótese que esto es bastante independiente de la "fuerza centrífuga". [nota 6] Sin embargo, a velocidades más altas, la fuerza centrífuga se suma a la fuerza de fricción para formar L.
La carga (fuerza vertical) sobre la rueda exterior se designa V, de modo que en el Diagrama 4 se muestran las dos fuerzas L y V.
El contacto de acero con acero tiene un coeficiente de fricción que puede ser tan alto como 0,5 en condiciones secas, de modo que la fuerza lateral puede ser de hasta 0,5 de la carga vertical de la rueda. [nota 7]
Durante este contacto de la brida, la rueda en el riel alto está experimentando la fuerza lateral L, hacia el exterior de la curva. A medida que la rueda gira, la brida tiende a subir por el ángulo de la brida. Se mantiene hacia abajo por la carga vertical sobre la rueda V, de modo que si L/V excede la tangente trigonométrica del ángulo de contacto de la brida, se producirá un ascenso. La brida de la rueda subirá hasta la cabeza del riel donde no hay resistencia lateral en el movimiento de rodadura, y generalmente se produce un descarrilamiento por ascenso de la brida . En el Diagrama 5, el ángulo de contacto de la brida es bastante pronunciado y es poco probable que la brida suba. Sin embargo, si la cabeza del riel está desgastada lateralmente (corte lateral) o la brida está desgastada, como se muestra en el Diagrama 6, el ángulo de contacto es mucho más plano y es más probable que la brida suba. [3] [13]
Una vez que la pestaña de la rueda ha subido completamente a la cabeza del riel, no hay restricción lateral y es probable que el juego de ruedas siga el ángulo de guiñada, lo que hace que la rueda se caiga fuera del riel. Una relación L/V mayor que 0,6 se considera peligrosa. [2]
Se enfatiza que esta es una descripción mucho más simplificada de la física; los factores que complican el proceso son el deslizamiento, los perfiles reales de las ruedas y los rieles, los efectos dinámicos, la rigidez de la restricción longitudinal en las cajas de grasa y el componente lateral de las fuerzas longitudinales (tracción y frenado). [12]
Reencarrilamiento
Una B1 de la British Rail (por ejemplo, London North Eastern Railway ) descarrilada es devuelta a las vías por una grúa ferroviaria en 1951Encarrilamiento de una locomotora con un encarrilador y bloques de madera después de un descarrilamiento por rotura de raíl
Después de un descarrilamiento, es necesario, por supuesto, sustituir el vehículo en la vía. Si no hay daños importantes en la vía, puede que eso sea todo lo que se necesite. Sin embargo, cuando los trenes que circulan normalmente descarrilan a gran velocidad, puede resultar dañada o destruida una parte considerable de la vía; y pueden producirse daños secundarios mucho peores si se topan con un puente.
En los descarrilamientos sencillos de vagones en los que la posición final está próxima a la ubicación correcta de la vía, normalmente es posible tirar de los juegos de ruedas descarrilados de nuevo hacia la vía utilizando rampas de encarrilamiento; se trata de bloques metálicos diseñados para encajar sobre los raíles y proporcionar un camino ascendente de vuelta a la vía. Normalmente se utiliza una locomotora para tirar del vagón. Una desventaja de hacerlo de esta manera es que las rampas pueden dañar gravemente la infraestructura. Por este motivo, este procedimiento puede no utilizarse en varios países.
Si el vehículo descarrilado está más alejado de la vía o su configuración (como un centro de gravedad alto o una distancia entre ejes muy corta) hace imposible el uso de rampas, se pueden utilizar gatos. En su forma más rudimentaria, el proceso implica levantar el chasis del vehículo y luego dejarlo caer del gato hacia la vía. Es posible que sea necesario repetir este proceso.
Un proceso más sofisticado implica un proceso controlado que utiliza además gatos de giro. Esta combinación de elevación y deslizamiento se denomina sistema de encarrilamiento hidráulico. Un sistema que consta de gatos de elevación hidráulicos de alta presión (utilizados para elevar el tren) de modo que se pueda colocar un sistema de deslizamiento debajo del vehículo. El sistema de deslizamiento consta de una viga (también llamada puente) con trineos o vagones que se mueven lateralmente con un gato hidráulico de alta presión colocado horizontalmente para empujar el vehículo de nuevo sobre la vía. Después de lo cual se baja de nuevo sobre la vía.
Las fotografías de las primeras locomotoras a menudo indican uno o más gatos transportados en el bastidor de la locomotora para ese propósito, lo que se presume era una ocurrencia frecuente.
Cuando se necesitan trabajos de encarrilamiento más complejos, se pueden utilizar varias combinaciones de sistemas de cables y poleas, o el uso de una o más grúas sobre rieles para levantar el cuerpo de una locomotora. [14] [15] En casos especiales se utilizan grúas de carretera, ya que tienen mayor capacidad de elevación y alcance, si el acceso por carretera al sitio es factible.
En circunstancias extremas, un vehículo descarrilado en una ubicación incómoda puede ser desguazado y cortado en el lugar, o simplemente abandonado por no poder recuperarse.
Fallo mecánico primario de un componente de la vía
En el accidente ferroviario de Hatfield , en Inglaterra, ocurrido en 2000, en el que murieron cuatro personas, la fatiga por contacto rodante había provocado múltiples grietas en las esquinas de la superficie; posteriormente se encontraron 300 grietas de este tipo en el lugar. El raíl se agrietó bajo un tren de pasajeros de alta velocidad, que descarriló. [16]
En el accidente ferroviario de Hither Green , un segmento triangular de raíl se desplazó y quedó atascado en una junta; descarriló un tren de pasajeros y murieron 49 personas. La causa fue el mantenimiento deficiente de una sección de la ruta con un uso intensivo. [17]
Fallo mecánico primario de un componente del tren de rodaje de un vehículo
En el accidente ferroviario de Eschede , en Alemania, un tren de pasajeros de alta velocidad descarriló en 1998 y murieron 101 personas. La causa principal fue la fractura por fatiga del metal de un neumático de la rueda; el tren no logró pasar por dos agujas y chocó contra el pilar de un puente elevado. Fue el accidente ferroviario más grave en Alemania y también el más grave en una línea de alta velocidad (más de 200 kilómetros por hora). Las pruebas ultrasónicas no habían revelado la fractura incipiente. [18]
Efectos dinámicos de la interacción entre el vehículo y la vía
En 1967, en el Reino Unido se produjeron cuatro descarrilamientos debidos al pandeo de las vías soldadas de forma continua ("CWR"): en Lichfield, el 10 de junio, un tren de vagones planos vacíos (un tren de vagones planos para el transporte de automóviles); el 13 de junio, un tren expreso de pasajeros se descarriló en Somerton; el 15 de julio, un tren de carga (tren de contenedores) se descarriló en Lamington; y el 23 de julio, un tren expreso de pasajeros se descarriló en Sandy. El informe oficial no fue del todo concluyente en cuanto a las causas, pero observó que el total anual de deformaciones por pandeo fue de 48 en 1969, habiendo sido de un solo dígito en todos los años anteriores, y que las deformaciones [relacionadas con el calor] por cada 1.000 millas por año fueron de 10,42 para CWR y 2,98 para vías con juntas en 1969, habiendo sido un máximo de 1,78 y 1,21 en los diez años anteriores. El 90% de las distorsiones podrían atribuirse a uno de los siguientes factores:
incumplimiento de las instrucciones para la colocación o mantenimiento de las vías del CWR
Interferencia reciente con la consolidación del lastre
el efecto de las discontinuidades en la trayectoria del CWR, como puntos, etc.
factores extraños como el hundimiento de la formación. [19]
Funcionamiento inadecuado de los sistemas de control
Una locomotora de maniobras DB V90 descarriló en un desvío en desuso
En el accidente ferroviario de Connington South, ocurrido el 5 de marzo de 1967 en Inglaterra, un señalero desplazó las agujas justo delante de un tren que se aproximaba. En el lugar había una señalización mecánica y se cree que el señalero reemplazó incorrectamente la señal que protegía las agujas del peligro justo cuando la locomotora pasaba por ellas. Esto liberó el bloqueo de las agujas y el señalero las desplazó para que condujeran a una línea circular con una restricción de velocidad baja. El tren, que viajaba a 75 millas por hora (121 km/h), no pudo pasar por las agujas en esa posición y cinco personas murieron. [20]
Eventos secundarios posteriores a la colisión
En 1984, un tren de pasajeros se descarriló en el accidente ferroviario de Polmont , en el Reino Unido, al chocar contra una vaca a gran velocidad; la formación del tren tenía la locomotora en la parte trasera (impulsora) con un vehículo ligero con remolque al frente. La vaca se había desviado hacia la vía desde un terreno agrícola adyacente, debido a una valla deficiente. Trece personas murieron en el descarrilamiento resultante. [21] Sin embargo, se cree que este fue el primer incidente por esta causa (en el Reino Unido) desde 1948. [22]
Efectos en el manejo del tren
El accidente ferroviario de Salisbury tuvo lugar el 1 de julio de 1906. Un tren especial de primera clase procedente de Stonehousepool, Plymouth, Inglaterra, atravesó la estación de Salisbury a unas 60 millas por hora (97 km/h); había una curva cerrada de diez cadenas (660 pies, 200 m) de radio y una restricción de velocidad de 30 millas por hora (48 km/h). La locomotora volcó y chocó contra los vehículos de un tren lechero que circulaba por la vía adyacente. Murieron 28 personas. El conductor estaba sobrio y normalmente era fiable, pero nunca antes había conducido un tren sin paradas por Salisbury. [23]
En el Reino Unido se han producido otros descarrilamientos debido a que los trenes han entrado a una velocidad excesiva en tramos de vías con limitación de velocidad; las causas han sido generalmente la falta de atención del conductor debido al alcohol, la fatiga u otras causas. Casos destacados fueron el accidente ferroviario de Nuneaton en 1975 (restricción temporal de velocidad en vigor debido a obras en la vía, fallo de la iluminación de las señales de advertencia), [24] el accidente de Morpeth en 1984 (un tren expreso de pasajeros con camarote tomó una curva cerrada restringida a 50 millas por hora (80 km/h) a toda velocidad; el alcohol fue un factor; no hubo víctimas mortales debido a la mejora de la resistencia a los choques de los vehículos) [25].
^ La Administración Federal de Ferrocarriles de los EE. UU. clasifica los descarrilamientos de manera diferente, para uso de los profesionales de la industria; estos no son del todo útiles para los lectores externos, pero para completar, las principales agrupaciones se dan aquí:
Riel, barra de unión y anclaje
Defecto en la geometría de la pista
Reglas generales de conmutación
Ruedas
Ejes y cojinetes de deslizamiento
Interruptores
Ranas, cambios de agujas y dispositivos de vía
Componentes del bogie (camión)
Manipulación de trenes / composición de trenes
Nivelación de vías de carretera
Fuente: Análisis de la base de datos de seguridad, Transportation Technology Center Inc, Pueblo Col, 2002, citado en Wu y Wilson , página 210-211
^ En Network Rail, excluyendo así ciertas redes de "Metro".
^ El riel alto se considera el riel exterior en una curva; el riel bajo es el riel interior.
^ La guiñada describe la situación cuando el eje longitudinal del juego de ruedas no es el mismo que el eje longitudinal de movimiento.
^ Esto se entendió ya en 1844, cuando Robert Stephenson testificó que "al tomar la curva, todas las ruedas estarán fijadas en los ejes y, al ser del mismo tamaño, por supuesto, la parte exterior tiene que pasar por más terreno que la interior y, por lo tanto, las exteriores se deslizan en la curva y, en consecuencia, como se ve en las estaciones de Bristol [donde los trenes de ancho ancho negociaban curvas cerradas], se verá que tales ruedas rechinan en su funcionamiento". Stephenson estaba testificando en la Cámara de los Comunes con respecto al proyecto de ley del Ferrocarril del Sur de Devon, el 26 de abril de 1844, citado en Hugh Howes, The Struggle for the South Devon Railway , Twelveheads Press, Chacewater, 2012, ISBN 978 0 906294 74 1
^ La fuerza centrífuga es un concepto imaginario conveniente; estrictamente hablando, es la inercia de un cuerpo que se acelera, igual al producto de la masa del cuerpo por la aceleración.
^ El valor de L se determina por la carga en ambas ruedas del juego de ruedas multiplicada por el coeficiente de fricción, más la fuerza centrífuga. Pero el deslizamiento de la rueda sobre el riel bajo no es lateral: la banda de rodadura de la rueda en realidad se desliza hacia atrás (es decir, gira menos rápido de lo que requiere la velocidad de avance) y la fuerza de fricción lateral generada está limitada por el vector de la acción de deslizamiento.
Referencias
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Lectura adicional
Iwnicki, Simon, ed. (2006). Manual de dinámica de vehículos ferroviarios . Boca Raton, Florida: Taylor and Francis. ISBN 978-0-8493-3321-7.
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Diagrama 1.
