Por Luis Miguel Carbajal Juárez
El presente artículo pretende dar una mejor visión y comprensión del estudio de la dinámica vía – tren, término que sirve para explicar las fuerzas que involucran el movimiento de trenes, tanto de carga como de pasajeros, en patios de operaciones o en su camino de una terminal a otra. Cabe hacer mención que, al haber investigado con diversos actores del área ferroviaria, no se encontró una definición que expresara el significado de “juego muerto del tren”, de allí que se trabajó en una definición adecuada que haga comprender al lector este concepto. Al final del presente, se hacen algunas recomendaciones referentes al movimiento dentro de los patios de operación y escapes particulares.
Definición Dinámica Vía – Tren
Cualquier movimiento que se realice con equipo vacío, cargado o ambos, arrastrados por una o varias máquinas sobre vías de tránsito operativo, ocasionará durante su viaje o movimiento la producción de distintas fuerzas que se mostrarán a través de reacciones del tren manejado y que se determinarán el comportamiento seguro o incorrecto durante su movimiento.
Esas distintas fuerzas, son tres, mismas que se explican en el diagrama inferior.
Juego muerto del tren
Fuerza generada en los acopladores de carros cargados y vacíos, por estiramiento y compresión, al efectuar movimientos en patio, camino o escapes particulares. Esto se ve reflejado en las fuerzas longitudinales, verticales o laterales durante el recorrido de todo el tren.
El acoplador es un mecanismo para enganchar automáticamente por impacto, locomotoras, y/o unidades de arrastre y para desengancharlas manualmente desde fuera de la vía utilizando una palanca para ello. Otra definición es un bastidor de metal grande utilizado para conexión de equipo de carga y/o pasajeros y locomotoras.
En el caso de las fuerzas longitudinales, estas fuerzas se ven incrementadas al realizar el maquinista maniobras de aceleración o de frenado del tren; es decir, de estiramiento o compresión del equipo. Al efectuar frenajes o aceleraciones bruscas desde la locomotora, el juego muerto se tornará irregular y entonces incrementará significativamente estas fuerzas aumentando el riesgo de fallas en la vía si existen tramos en mal estado.
Esto es, cuando el juego muerto transmitido a través de los acopladores de los carros sea irregular se corre el riesgo de que haya un descarrilamiento o volcadura del tren si hay tramos de vía dañados.
Otra forma de incremento de fuerzas longitudinales se presenta al transitar en pendiente ascendente o descendente mayor de 1% ya que en estos casos se requiere de la aplicación de aceleraciones continuas y frenajes constantes que pueden desestabilizar el juego muerto del tren. Estas condiciones son típicas del manejo de trenes en camino. Sin embargo, se deben tener presentes también al efectuar movimientos en patios de operaciones, al formar trenes, lotearlos y hacer movimiento en ellos, debido a los tipos de formación tan variada e informal que se tiene de unidades y lotes de tren, así como a su longitud. Estas condiciones pueden elevar el nivel de esfuerzos longitudinales en la vía en forma riesgosa, si tomamos en cuenta que, por norma general, en los patios de cualquier ferrocarril, las condiciones físicas de las vías no siempre son las más adecuadas, sin embargo, en la actualidad, estas situaciones se cuidan debido a los niveles de seguridad que manejan las empresas ferroviarias.
En el caso de las fuerzas laterales, al transitar en las curvas reversas de un cambio, el mantener uniforme el juego muerto del equipo mediante la circulación a velocidades moderadas es fundamental, de lo contrario, se presentarán riesgos de descarrilamientos que se incrementarán si el herraje de los cambios de vía, se compone de piezas en mal estado como agujas desgastadas o desniveladas, sapos acanalados o desgastados del diamante o durmientes de cambio podridos.
Es decir, en los patios, las tripulaciones al estar haciendo movimiento con carros cargados o vacíos, deberán moverse a velocidad de patio, (30km/h) para que en caso de que los cambios de vía se encuentren defectuosos, no haya un descarrilamiento o volcadura del equipo. No hay que olvidar que estos defectos se pueden sumar a defectos existentes en el equipo, situación que aumentará las fuerzas laterales.
Movimientos en patio y escapes particulares.
La operación no termina al llegar el tren con sus lotes a una terminal, simplemente se cumple la etapa de ruta programada; la segunda parte concluye al situarse las unidades para su carga o descarga ante los clientes, en ese mismo instante se cierra el círculo del servicio ferroviario e inmediatamente da inicio otro nuevo ciclo al ofrecerse equipo vacío, por lo que cualquier movimiento de patio significa un engrane en la gran maquinaria del transporte ferroviario.
Al hacer movimiento las máquinas de patio, tanto en los patios de operaciones como en los escapes de empresas privadas, es común que manejan una cantidad de carros tanto cargados como vacíos, algunos de ellos que son de gran tamaño y por consiguiente, con un aparejo de tiro muy grande, que sobrepasa a otros carros. Un ejemplo de aparejo de tiro, lo podemos ver en la figura 2.
Al hacer movimiento en algunos patios, también es común que los movimientos se realizan por regla general con el sistema de frenos de aire purgados, es decir, sin que las mangueras de aire de las máquinas de patio estén conectadas a las mangueras de aire de los carros, por lo que la capacidad de frenado y de control del juego muerto del equipo arrastrado dependen únicamente de la capacidad de frenos de la locomotora y de la pericia de la tripulación que la controla, de allí que por reglamento, las máquinas de patio al hacer movimiento, deben hacerlo a velocidad de patio (30Km/h), para controlar el peso del flete.
Recomendaciones para movimientos en patios
La desestabilización del juego muerto y las unidades vacías, tenderán a efectuar desviaciones en los acopladores que pueden colaborar en descarrilamientos de ruedas principalmente en los cambios, por ello, deberá de moverse a velocidad de patio, así como también se sugiere que al moverse con flete dentro de escapes particulares la velocidad sea de 15 km/h.
Durante el recorrido, los movimientos de patio normalmente corresponden a viajes cortos repetitivos en vías ocupadas o bloqueadas, por lo que se debe medir adecuadamente la distancia promedio necesaria para efectuar los cambios de compresión o estiramiento del juego muerto para detener apropiadamente el equipo. Normalmente esto se hace coordinando los movimientos entre la tripulación de patio y haciendo uso de los radios de comunicación para así realizar los movimientos con seguridad, sobre todo, en patios grandes como los de Valle de México, Monterrey, Guadalajara o Sánchez, Tamaulipas donde por la longitud de las vías se requiere estar comunicado. Estos movimientos son interesantes, ya que para tener una coordinación y evitar que haya algún contratiempo como pudiera ser la rotura de un acoplador, el “arrastre” de una unidad por tener el freno de mano aplicado o una válvula de retención colocada en posición incorrecta. El mayordomo de patio, junto con los garroteros, utilizando radios de comunicación, se coordinarán con el maquinista, para que el movimiento se haga conforme a lo ordenado cuidando la seguridad del personal y del equipo ferroviario, ya que, en los patios, se deberá tomar en cuenta que hay otras máquinas de patio solas o con equipo haciendo movimiento, así como también llegan y salen trenes. También, tomar en cuenta que estos movimientos se pueden hacer con equipo cargado, vacío o una combinación de ambos.
En el caso de requerir del apoyo de máquinas ayudadoras para realizar el movimiento de grandes lotes en formación, debe tenerse especial cuidado, ya que es común que el juego muerto tiende a comprimirse por el efecto de empuje de las ayudas, provocando incrementos importantes de fuerzas laterales transmitidas por los acopladores, creando situación de riesgo en los rodados que tienden a virar el riel o a montar las cejas de las ruedas sobre el riel. En esta situación se sugiere que realizar este tipo de movimientos, además de moverse a velocidad restringida, las máquinas de patio, tanto ayudadoras como de tronco, vayan conectadas a la línea de aire del equipo que se va a mover para poder tener un control pleno de los frenos de aire, así como distribuir a los garroteros y mayordomo de patio a lo largo de la formación del flete para que vía radio coordinen el movimiento con el maquinista.
Conclusión
El estudio de la dinámica vía – tren sin lugar a duda, da para muchas líneas más de explicación, sobre todo porque los ferrocarriles, están en movimiento constante y en la actualidad, la longitud de los trenes hace que las fuerzas dinámicas estén en movimiento, de allí que las tripulaciones deberán de extremar precauciones en el manejo de los trenes, sin olvidar que el ferrocarril es el medio de transporte más cómodo y seguro para los viajeros y el único que puede movilizar grandes volúmenes de materias primas y productos que se necesitan en los centros industriales; por esta razón, tiene afianzado su porvenir, al modernizarse para satisfacer la creciente necesidad de transportes rápidos, económicos y seguros, en cuyo renglón no tiene competidores.
Referencias
Carbajal, J. L. ( 2024). Propio. Apizaco, Tlaxcala, México.
Companies, T. G. (2024). Obtenido de gbrx.com
Corporation, W. ( 2024). Obtenido de https://www.wabteccorp.com/
Ferrosur. (2015). Sistema de frenos de aire. Reglas de frenos de aire y recomendaciones para el manejo de trenes. Veracruz, Veracruz, México: Ferrosur.
Trainiax. (2020). Trainiax. Obtenido de www.trainiax.net
Luis Miguel Carbajal
Catedrático Unidad Académico Multidisciplinaria Campus Calpulalpan. Licenciatura en Ciencias Políticas y Administración Pública, Universidad Autónoma de Tlaxcala.