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Ensayos de Materiales para Elementos Ferroviarios

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INTRODUCCIÓN

La Administración de infraestructuras ferroviarias, así como cualquier otro organismo que sea fiable para la supervisión del sistema ferroviario, es responsable de la construcción de las infraestructuras más innovadoras, que suelen ser financiadas por el Gobierno, así como la carga de trabajo de mantenimiento a lo largo de todo el sistema ferroviario para que estén en el estado adecuado para su utilización tanto para los trenes convencionales como los de alta velocidad, así como los llamados "de carga" usados fundamentalmente para servicios de transporte marítimo.

Esta tarea no puede realizarse si la Administración u organismo en cuestión no está equipada con suficientes recursos tecnológicos para que pueda optar a certificar y validar a sus proveedores y así dotar a la infraestructura de la calidad necesaria para un sector tan delicado y estratégico como el ferroviario.

La multiplicación de las velocidades alcanzadas por los trenes que están en este momento operativos ha dado lugar a una multiplicación importante de las tensiones dinámicas que las pistas y todos los elementos de anclaje deben resistir.

Por lo tanto, la compra de cualquier material, equipo o sistema  deberá ser sometido a exigentes pruebas, que se llevan a cabo a fin de comprobar que son adecuados y para confirmar que cumplen con todos los requisitos que se exigen.

En vista del hecho de que los componentes no son estándar y varían mucho de un proveedor a otro, no sólo en su forma sino que además en su composición (metales, polímeros, cerámicos y compuestos), es esencial llevar a cabo ensayos independientes en cada uno de ellos, así como pruebas en su conjunto, a fin de asegurar que respondan adecuadamente a todos los elementos que interactúan entre sí.

Hoy en día, el hecho de que los materiales suministrados sean sólidos y resistentes no es suficiente, sino que también están obligados a proporcionar a los pasajeros una mayor comodidad

ENSAYOS DE FATIGA EN SOLDADURAS DE JUNTAS DE ALTA VELOCIDAD EN VÍAS FERRAS

Hay una serie de diferencias entre soldaduras habituales y  las soldaduras que se utilizan en las vías del ferrocarril: La composición, los tipos de tensiones a que están sometidos, los procesos de soldadura, etc

Estas características detalladas obligarán a realizar las pruebas mecánicas exactas para asegurarse de que el proceso de soldadura es correcto y que las propiedades mecánicas de la articulación son adecuadas.

Las máquinas de ensayo (materials testing equipment) que pueden aplicar cargas dinámicas (estudios de fatiga) y / o cargas estáticas (para controlar el ángulo Error de carga) son las utilizadas para comprobar el rendimiento mecánico de las soldaduras.

ENSAYOS DE FLEXIÓN

Este tipo de prueba implica la realización de un ensayo de flexión en cuatro puntos, aplicando una carga cíclica para comprobar el rendimiento de la soldadura en lo que se refiere a la fatiga.

La carga se aplicará de forma sinusoidal, lo que irá desde el valor de carga máxima hasta el 90% de ese valor.

Esta tensión se repetirá durante cinco  millones de ciclos o hasta que la soldadura falle.

Si se produce el fallo, la pieza debe ser marcada y la serie a la que pertenece desechada.

ENSAYOS DE CARGA CÍCLICA

Esta es la más esencial de las pruebas realizadas. Se trata de reproducir una carga periódica de amplitud constante, por tres millones de Ciclos, en una posición y en un ángulo que simula la tensión real que ejerce un tren de ruedas en la línea de ferrocarril.

La magnitud de la carga y la posición del actuador (ángulo de aplicación de la carga) se determinará a partir del valor DE rigidez dinámica vertical de la placa que indica la línea de ferrocarril.

ENSAYO REALIZADO SOBRE ELEMENTOS ADAPTABLES

Los materiales que se utilizan son de polímero, por las razones siguientes:

- Aislamiento: esencial para garantizar que no se produzcan interferencias.

- Confort: Tiene una absorción de alto nivel / cualidades de amortiguación.

Por lo tanto, es esencial para confirmar la validez de los beneficios de estos materiales cuando son sometidos a tensiones altas.

ENSAYOS SOBRE ELEMENTOS RIGIDOS

La carga normal para esta prueba son 25 y 95 kN, y se aplican durante un minuto.

- Resistencia a la tracción: Buscando la deformación residual de la bobina. Una carga de 20 kN se aplicará a la vaina de forma constante. Posteriormente, la carga se incrementa hasta un máximo de 1,1 kN por cada mm de bobina insertada. Esta carga se mantiene durante 2 minutos antes de la liberación de la carga de hasta 20kN de nuevo. Una vez que pasa un minuto con esta última carga, se mide la deformación. El valor de esta deformación residual debe ser menor a 0,35 mm

- Valor de la rotura por tracción: El valor promedio debe ser mayor de 1,65 kN por mm de bobina insertada. Primero se aplica1,1 kN por cada mm de bobina insertada. Si se rompe la vaina, se registra el valor 1,1. Si no hay rotura de la carga se incrementa hasta la rotura o hasta 2 mm kN.

ENSAYO DE FATIGA BAJO CARGA LATERL

Se usa un dispositivo para simular la carga lateral del ferrocarril. Esta carga lateral es del tipo de compresión para la parte en cuestión.

Las condiciones de ensayo son las condiciones reales de funcionamiento.

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Acerca del autor

Felipe Garcia es consultor de Ibertest Internacional - Ensayo de Materiales y Acero

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