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Innovación y Sostenibilidad: El Potencial del Transporte Ferroviario en México 

Por Mundo Ferroviario 

 

Ciudad de México, 10 de diciembre de 2024 – Egis, una de las principales empresas mundiales de consultoría, ingeniería de construcción y operación, con más de 40 años de experiencia en México, el día de hoy presentó su evento “Eficiencia Operacional en la Conectividad Ferroviaria”, donde expusieron nuevos sistemas ferroviarios y su potencial de desarrollo en México.  

 

Egis ha demostrado su capacidad en la operación y mantenimiento de carreteras, gestionando actualmente uno de los activos con mayor tránsito diario en el país. 

 

Durante el evento, Egis subrayó el significativo potencial de México para el desarrollo ferroviario, destacando que en 2022 se transportaron 92.4 millones de toneladas de mercancías de las cuales 67.8 millones correspondieron a importaciones. Sin embargo, solo el 7.55% de las vías ferroviarias se utilizan para trenes de pasajeros, lo que subraya la necesidad de fomentar el transporte ferroviario. 

 

Planeación Estratégica y Asistencia Técnica 

 

Egis planea aprovechar su vasta experiencia para impulsar proyectos ferroviarios en México, garantizando eficiencia operativa, sostenibilidad y mitigación de riesgos. La gestión eficiente de una operación ferroviaria demanda una visión estratégica y una atención meticulosa a diversos aspectos clave, como la gestión de personal y capacitaciones, así como la implementación de programas de mantenimiento de activos. 

 

Innovación en Centros de Control y Seguridad Ferroviaria 

 

La empresa también presentó su plan para mejorar la coordinación entre los diferentes sectores del sistema ferroviario a través de centros de control bien diseñados y alimentados de información y con la tecnología más relevante y segura. Estos centros supervisarán la circulación de trenes y el mantenimiento de la infraestructura, asegurando la continuidad operativa. 

 

En términos de seguridad, Egis ofrece la Certificación ISA (Independent Safety Assessment), esencial para garantizar que los sistemas y productos sean seguros y cumplan con todas las regulaciones necesarias.  

 

Además, su metodología BIM (Building Information Modeling) permitirá una planificación más detallada y la supervisión en tiempo real de los avances en las obras, asegurando el cumplimiento de los estándares internacionales. 

 

Trenes de sostenebilidad ferroviaria (1)

Capacitación e Integración Intermodal 

 

Egis también se enfocará en la capacitación del personal mediante simuladores, reduciendo los tiempos de prueba y mejorando la eficiencia operativa; esto es crucial para mantener la competitividad y la operatividad del sistema ferroviario. 

 

La integración intermodal permitirá al ferrocarril tener interfaz con otros medios de transporte. Esta integración fomentará una mayor conectividad y eficiencia en el transporte ferroviario, facilitando el flujo de mercancías y personas a través de diferentes medios de transporte. 

 

Con su experiencia y visión estratégica, Egis está preparada para contribuir significativamente al crecimiento y desarrollo del sistema ferroviario en México, promoviendo un sistema más eficiente y sostenible, que no solo mejore la infraestructura existente, sino que también impulse el desarrollo socioeconómico del país.

 

La visión de Egis para el futuro del transporte ferroviario en México incluye: 

 

  • Implementación de tecnologías avanzadas. 

 

  • Capacitación continua del personal e integración de diferentes modos de transporte para crear un sistema de transporte más eficiente.

 

La empresa también demostró su liderazgo global en el sector ferroviario con casos de éxito como la primera línea de trenes de pasajeros de alta velocidad en Marruecos, África y la inauguración del primer metro automático en Grecia. Estos proyectos destacan la capacidad de Egis para llevar a cabo soluciones innovadoras y eficientes a nivel mundial. 

Egis está comprometida a brindar su experiencia global en México, asegurando que los proyectos ferroviarios no solo cumplan con los estándares internacionales, sino que también contribuyan a la sostenibilidad y el bienestar social.  


 

El Ferrocarril: Una Alternativa Eficiente de Transporte y Cuidado del Medio Ambiente

Por Gonzalo Contreras

Dentro del desarrollo global, la innovación en los medios de transporte más efectivos y que cuiden el medio ambiente, es el: ferrocarril una alternativa de transporte masivo de personas, además de mercancías y materiales. En este sentido el establecimiento de opciones eficientes, como el ferrocarril, es de vital consideración para el desarrollo de un país. 

 

Para este fin, desarrollar estrategias agresivas y robustas de establecimiento de vías férreas será de notable relevancia principalmente para países de economías desfavorecidas. 

 

Algunos beneficios del tren se ilustran a continuación: 

 

  • Abaratamiento de costos de transporte ya sea de mercancías, así como de personas, entre lugares distantes. 
  • Menores Impactos Ambientales en el uso de espacio efectivo 
  • Reducción de Gases de Efecto Invernadero 
  • Transporte confortable y cómodo 
  • Menor tasa de siniestros fatales 
  • Intermodalidad con otros medios de transporte 

A nivel de viabilidad financiera, el Banco Mundial en su informe:

“La Reforma de los Ferrocarriles: Manual para Mejorar el Rendimiento del Sector Ferroviario”, destaca la relación entre los ingresos y gastos a continuación:

2.2) Importancia de la comunicación con caminos rurales

Como parte del desarrollo rural y social en lugares alejados, la vinculación con redes de carreteras terciarias es de vital importancia. Este aspecto es mencionado por un distinguido Ingeniero, experto en vías terrestres, como es Hernán Otoniel Fernández Ordoñez, quien en el libro “Caminos rurales, una puerta al desarrollo y la conectividad territorial/América Latina” destaca la importancia de los caminos rurales para la comunicación de localidades que se encuentran más alejadas.

 

La articulación efectiva a través de este tipo de medio de transporte es muy importante, en el sentido del abaratamiento de costos, puntualidad, generando bienestar y progreso para las áreas o comunidades en las que se implementen este tipo de Intermodalidad, para unir sectores más alejados con las grandes urbes.

 

2.3) Proyectos Relevantes

 

A nivel de ejemplos se pudiera destacar, en Latinoamérica algunos proyectos:

 

Proyecto: El Tren de Cercanías de la Sabana de Bogotá, también llamado RegioTram, proyecto emblemático de Colombia, que se viene desarrollando actualmente con muy buenos resultados. En México el Tren Maya es un referente de innovación, con sus características y peculiaridades.

En Perú el proyecto “Corredor Tumbes Tacna o Tren Grau”, que está en proceso de planificación.
En Bolivia se puede destacar el corredor Bioceánico Ferroviario, que de igual manera se encuentra en etapa de planificación.

 

Tren Metropolitano de Cochabamba Bolivia, que actualmente se encuentra en funcionamiento.
En Brasil se pudiera destacar “El Gran Eje Ferroviario”, como un proyecto de gran envergadura. En Chile los tramos ferroviarios Santiago-Malloco y Malloco-Melipilla, junto a 23 pasos vehiculares.

 

2.4) Brechas encontradas

 

Algunas brechas que se tiene identificadas en el UIC (International Union of Railway), para Sudamérica, se establece El obstáculo más promovido es la falta de un ancho de vía común, se ilustra los que se tienen a continuación:

2.5) El Ferrocarril y su impacto en el Medio Ambiente

 

2.5.1) Estrategias exitosas de implementación de conceptos de preservación de la Biodiversidad.

 

A nivel de preservación de la Biodiversidad se ilustra algunas estrategias que se vienen desarrollando en materia de la Gestión Férrea, como se enuncia a continuación:

Con el fin de promover e incrementar, las estrategias de preservación y gestión de Recursos Naturales en Latinoamérica es importante ver desde la óptica de la realidad existente en la construcción y prestación de servicios ferroviarios en los lugares donde se desarrollan este tipo de infraestructura.

A nivel de potenciales estrategias adicionales existentes, en Gestión entre la Biodiversidad e Infraestructura, se pudiera enunciar algunos a continuación:


Desfragmentación del Hábitat, para garantizar el resurgimiento de la vegetación, que anteriormente existía, además de provisionar infraestructura para la fauna circundante, concepto desarrollado en Europa.

 

La Restauración de áreas colindantes a las vías férreas, a través de la introducción de conceptos de Soluciones Basadas en la Naturaleza, entre otros, dentro de este aspecto resaltar el concepto de Jardinería Comunitaria, tomando en cuenta:

 

  • Dimensión social y económica
  • Efecto integrador
    Experiencia de la naturaleza
  • Transferencia de conocimiento
  • Dimensión ecológica
  • Servicios ecosistémicos
  • Promoción de la biodiversidad
  • Reducción del esfuerzo de mantenimiento
  • Valor de la imagen

 

También el tema del pastoreo, en áreas colindantes a las vías férreas, será de mucha relevancia para la aplicación de medidas amigables con el entorno y medio ambiente, además de promover estrategias sociales de alto impacto.

 

2.5.2 Intermodalidad con otros medios de transporte.

 

Actualmente el desarrollo de la Intermodalidad de medios férreos, con otros es de mucha relevancia e importancia, principalmente en áreas urbanas, destacando en este sentido algunos ejemplos dignos de mencionar:

 

  • Sistema Integrado de Transporte Masivo de Medellín. En donde se articula de manera eficiente, el Metro, Transporte Aéreo por Cable (Teleférico), BTR (Bus de Transito Rápido), Tranvía y posteriormente el Metro de la 80.

 

  • Metro de Bogotá. El cual estará compuesto por el Metro, además del Sistema Transporte Transmilenio, Sistema de Transporte Público, el Tren de cercanías RegioTram y el Transporte Aéreo por Cable (Teleférico).

 

  • Sistema Integrado de Transporte denominado. Finger Plan de la ciudad de Copenhaguen Dinamarca.

 

  • Sistema Integrado de Transporte de La Paz – Bolivia, en donde se armoniza el Sistema de Transporte por cable Teleférico desarrollado por la empresa Doppelmayr y el Sistema de Bus Municipal (Puma Katari).

 

3) Propuestas

 

Promover una política de incremento en Infraestructura Férrea, que pueda generar una articulación real a nivel urbano con otras modalidades de transporte de personas como: bus, taxis, Sistemas de Transporte por Cable, etc. No menos importante es el tema de la incorporación de alternativas de vinculación regional, a través de vías férreas, como son los ejemplos ilustrados.

Finalmente concluir con la idea del poeta y escritor Ingles Sir John Betjeman:

 

“The railways were built with the idea that they would make the countryside more beautiful”



 

 

Gonzalo Contreras

Ing. Gonzalo Contreras Pfäfflin

Gerente General de Santaoyála Consultores y Asociados

La Importancia de la Monitorización en Continuo de la Temperatura del Carril

Por Gaspar Acosta 

 

Resumen: 

 

El cambio climático impacta significativamente en el sector ferroviario debido al aumento de las temperaturas, ya que afecta a los materiales y la estabilidad de las vías. Este fenómeno tiene varias consecuencias específicas: dilatación de los carriles, fatiga de los materiales que componen la vía ferroviaria, movimiento del balasto y desestabilización de la vía y riesgos de seguridad y posibles reducciones de la velocidad de los trenes. 

 

En respuesta, el sector ferroviario ha comenzado a implementar sistemas de monitoreo de temperatura en las vías, así como materiales diseñados para soportar mejor la dilatación térmica. Aun así, el cambio climático sigue representando un desafío considerable para la infraestructura ferroviaria. 

 

Palabras clave: monitorización de la temperatura, temperatura libre de esfuerzo, temperatura de neutralización, pandeo térmico.

 

Introducción

 

El cambio climático afecta al ferrocarril principalmente a través de la expansión térmica de los carriles debido al aumento de temperatura, lo que causa tensiones y deformaciones en las vías. Las temperaturas elevadas inducen una dilatación del acero de los carriles, generando esfuerzos de compresión que pueden llevar al pandeo del carril. Este fenómeno, sino se controla, puede alterar la alineación de las vías y aumentar el riesgo de descarrilamiento. Para mitigar estos efectos, se aplican métodos de neutralización y homogeneización de tensiones en los carriles. 

 

Entre efectos que puede causar el aumento de temperatura tenemos los siguientes. Dilatación de los carriles. Los carriles de acero, como muchos materiales, se expanden cuando aumentan las temperaturas. Las temperaturas extremas provocan una expansión térmica significativa, elevando la posibilidad de que los carriles se curven o pandeen. Este efecto, conocido como pandeo térmico, puede provocar que los carriles se desplacen de su alineación original, causando riesgos de seguridad. 

 

Fatiga de los materiales 

 

Fatiga de los materiales: Las altas temperaturas incrementan la fatiga de los materiales de las vías y el balasto. El acero en los carriles se somete a esfuerzos constantes de expansión y contracción, debilitando su resistencia estructural con el tiempo y aumentando la probabilidad de fallos o roturas. 

 

Movimientos del balasto y desestabilización de la vía

 

El aumento de temperatura puede hacer que el balasto se asiente de manera desigual o pierda su cohesión, causando pequeños desplazamientos o deformaciones en la base de la vía. Esto incrementa el riesgo de desplazamientos en la vía, alterando la posición y nivelación de los rieles, y potencialmente provocando descarrilamientos. 

 

Riesgos en la seguridad y reducción de la velocidad

 

Debido a estos efectos, las operadoras ferroviarias deben reducir la velocidad de los trenes en épocas de calor extremo para evitar el riesgo de accidentes. Estas restricciones impactan la eficiencia del transporte y pueden ocasionar retrasos importantes en el servicio. 

 

CONCEPTOS DE TEMPERATURA LIBRE DE ESFUERZO Y DE NEUTRALIZACIÓN

 

La temperatura libre de esfuerzo

 

Es aquella a la cual las tensiones longitudinales en un carril continúo soldado (vía sin juntas) se anulan completamente. En este estado, el carril no está sometido ni a esfuerzos de compresión (que ocurren a altas temperaturas) ni de tracción (que se presentan a bajas temperaturas). 

Esta temperatura es crucial para la estabilidad de la vía, pues permite calcular y ajustar la longitud del carril en la instalación para minimizar riesgos de deformación o ruptura por cambios térmicos. 

 

La temperatura de neutralización 

 

Es la temperatura específica a la que se instalan y fijan los carriles en una vía continua para minimizar las tensiones longitudinales debidas a cambios de temperatura. Esta temperatura se determina para cada región geográfica y toma en cuenta los valores extremos de temperatura que la vía puede experimentar, añadiendo un margen de seguridad (generalmente de 5 °C) para reducir el riesgo de pandeo del carril en condiciones de calor extremo. 

A esta temperatura, los carriles se fijan de manera que las tensiones longitudinales sean nulas, logrando así una instalación segura y estable frente a las variaciones térmicas habituales.

 

RELACIÓN ENTRE TEMPERATURA LIBRE DE ESFUERZO Y DE NEUTRALIZACIÓN

 

La temperatura libre de esfuerzo y la temperatura de neutralización están estrechamente relacionadas en el contexto de la estabilidad y seguridad de los carriles en una vía continua sin juntas. 

 

Dado que la temperatura de neutralización es una referencia fija, elegida estratégicamente para que el carril soporte de manera segura las variaciones térmicas propias de la zona, la temperatura libre de esfuerzo debería coincidir con la temperatura de neutralización. Si ambos valores coinciden, significa que la vía está equilibrada y preparada para resistir las fluctuaciones térmicas extremas. 

 

En resumen, la temperatura libre de esfuerzo representa el estado tensional real del carril en su ubicación, mientras que la temperatura de neutralización es el valor objetivo al que se aspira durante la instalación para garantizar estabilidad. 

 

MONITORIZACIÓN EN CONTINUO DE LA TEMPERATURA DE LOS CARRILES

 

La variación de las temperaturas por el efecto del cambio climático hace necesario revisar todas las temperaturas de neutralización y tener que recalcular las operaciones de neutralización y homogenización de las tensiones de los carriles. 

 

Así la monitorización en continuo de la temperatura del carril, como la aplicación de algoritmos para predecir las temperaturas futuras y/o posibles problemas en vía es una necesidad en todas las administraciones ferroviarias encargadas del mantenimiento y construcción de nuevas líneas férreas, sin olvidar las actuales, que se deberán planificar nuevas neutralizaciones y homogenización de las tensiones en los carriles. 

 

Foto 1 – Sistema monitorización Acosta Smart Track Monitoring instalado en una vía férrea. 

Foto 2 – Datos monitorizados: temperatura máxima, mínima, media y rango. 

Foto 3 – Datos monitorizados graficados. 

NEUTRALIZACIÓN Y HOMOGENEIZACIÓN DE TENSIONES EN LOS CARRILES 

 

La neutralización de tensiones y la homogeneización de tensiones son procesos aplicados en vías ferroviarias continuas sin juntas para mantener la estabilidad de los carriles frente a cambios de temperatura. 

Neutralización de tensiones 

 

  • Es el proceso de instalación en el que se fija la longitud del carril a una temperatura específica  denominada. 

 

Temperatura de neutralización

 

  • A esta temperatura, las tensiones longitudinales en el carril son nulas, lo que ayuda a reducir el riesgo de pandeo (en climas cálidos) o fracturas (en climas fríos). 

 

  • La neutralización se lleva a cabo de manera que el carril quede en un estado de tensión controlado, de forma que pueda soportar los cambios de temperatura sin deformarse. 

 

Homogeneización de tensiones 

 

  • Es el proceso de distribución uniforme de las tensiones longitudinales a lo largo de un tramo de carril. 

 

  • Se emplea principalmente para corregir desequilibrios de tensión que pueden surgir debido al desgaste, movimientos del terreno, o intervenciones de mantenimiento. 

 

  • La homogeneización reduce los puntos de concentración de tensiones en el carril, disminuyendo los riesgos de pandeo o rotura en áreas específicas. 

 

 

Ambos procesos son esenciales para mantener la estabilidad y seguridad de la infraestructura ferroviaria en vías continuas sin juntas, ya que previenen deformaciones y extienden la vida útil de los carriles. 

 

 

 

Gaspar Acosta

Ingeniero Técnico Industrial, Ingeniero en Organización Industrial e Ingeniero de Minas y Energía, Arquitecto Técnico y Edificación por la UPC (BarcelonaTech).

Conociendo el Horario

Por Luis Miguel Carbajal

 

El presente artículo, pretende dar una mejor visión y comprensión de un documento esencial en la operación día a día del ferrocarril: el horario. Como se verá en el desarrollo del presente, el horario es el eje motor de un ferrocarril, división, distrito ya que depende de su correcta interpretación y comprensión la organización y servicio de los trenes y por consecuencia, la actividad en los patios, zonas de abastecimiento y oficinas que sin la circulación de trenes quedarían inactivos. 

 

De acuerdo con el reglamento del Departamento de Transporte de Ferrocarriles Nacionales de México de 1944, se define por horario “la autorización para el movimiento de trenes regulares sujetos a las reglas. Contiene los itinerarios clasificados de los trenes, con instrucciones especiales referentes al movimiento de los mismos”. ​(Administración de los Ferrocarriles Nacionales de México, 1944)​. 

 

Por otra parte, el Reglamento Interno de Transporte de Ferrosur, define al horario como “documento que contiene las instrucciones y especificaciones necesarias para el movimiento de trenes”. ​(Ferrosur S. A. de C. V., 2016)​. El Reglamento Interno de Kansas City Southern de México, (hoy Canadian Pacific Kansas City Southern) define al horario como “documento que contiene las especificaciones necesarias para el movimiento de trenes en un tramo determinado.” ​(Kansas City Southern de México, 2006)​. 

 

En relación con el horario, la regla 4 que los autorizaba en el sistema estándar, William Nichols, en su libro: Regla 4 cambio de horario, escribió en 1911, “la Asociación Americana de Ferrocarriles al formular esta regla, cuyas oraciones encierran un significado preciso, tuvo en cuenta la experiencia de casi medio siglo de operación ferroviaria, aun así, dicha regla es una fuente de discusiones y de peligros”. ​(Nichols)​  

 

Esta opinión de uno de los considerados especialistas en el conocimiento del sistema estándar para el movimiento de trenes da idea de la importancia de los horarios justificando la necesidad de los trabajadores que lo utilizan, de conocerlo debidamente, familiarizarse con sus disposiciones que son un código de normas prácticas y manual de consulta para las tripulaciones de los trenes y en general para todos los empleados ferrocarrileros cuya actividad se desempeña en la operación de los trenes en las diferentes empresas concesionarias en nuestro país, ya que contiene condiciones especiales de una división, distrito o patio de operaciones y su correcta interpretación ayuda al desempeño de las labores con seguridad. 

 

Las diferentes definiciones de un horario expresan que es la autorización para el movimiento de trenes sujetos a reglas, indicando cómo deberán de operar o moverse los trenes con instrucciones especiales referentes a los mismos, pero de esta definición se deriva el engranaje de actividades en los diferentes departamentos y su organización que dan vida al tráfico ferroviario. 

Para estimar la importancia de un horario, debe tenerse en cuenta su contenido del que se hace un análisis: cada horario tiene sus disposiciones a los límites de la división o del ferrocarril correspondiente y por consecuencia, el movimiento de los trenes es independiente de los otros ferrocarriles. También da vida autónoma a cada uno de sus distritos en los cuales todos los trenes nacen y mueren dentro de sus límites sin afectar a los trenes de otros distritos o ferrocarriles. Por su parte, los distritos dan vida a las estaciones al citarlas en la lista central con lo que quedan autorizadas para el tráfico, pues sin este requisito, sería como cualquier edificio a un lado de la vía. 

 

Los mismos distritos indican si están dotadas de servicios, las distancias entre dichas estaciones, escapes, empalmes, conexiones, kilómetro donde se sitúan las puntas de aguja, la longitud de placa a placa kilométrica, el número de carros que caben en cada escape, el sistema para el movimiento de los trenes, la velocidad máxima para trenes de carga y trenes de pasajeros, el estado (división política) por el que pasan las vías, altura sobre el nivel del mar, el grado de pendiente máxima, (rumbo norte, rumbo sur), así como el grado de curvatura. Esto se puede ver en el horario 2 de Ferrosur, como se muestra en la figura 1. 

Figura 1. Distrito de Apizaco, horario 2, Ferrosur. 

Nota: Página 27 del horario 2 de Ferrosur, donde se muestra el distrito de Apizaco y cada una de las estaciones que lo componen. Fuente ​(Ferrosur S. A. de C. V., 2014)​ 

 

Los tiempos mostrados se traducen en velocidad promedio con la que están autorizados a correr los trenes, tomando en cuenta la pendiente máxima entre cada estación. En los propios distritos se marcan las direcciones (norte o sur), además se da instrucciones especiales para el movimiento y gobierno, algunas de las cuales modifican los preceptos del propio reglamento interno de transporte. 

 

En el perfil se informa de la curvatura máxima de los mismos y su localización, las pendientes máximas en cada dirección, el perfil topográfico de cada distrito, la situación en cada una de las estaciones. 

 

El texto de los horarios contiene tablas de velocidad para calcular la carrera de los trenes con exactitud, informar de las máquinas en servicio en la respectiva división o ferrocarril, características o tonelaje, que remolcan entre cada una de las estaciones donde cambia la pendiente en cada dirección; además están las instrucciones generales que complementan las reglas para el servicio dentro del propio ferrocarril, la clasificación y localización de los cruceros con vías a nivel en cada distrito de la división y la protección de los movimientos de los trenes sobre estos, así como las instrucciones para pasarlos; indican la localización de las placas de límite de patio, las horas de trabajo de los servicios de patio; también se indica las vías en los patios para colocar el equipo de auxilio tales como: grúas, campamentos de auxilio,  señala las estaciones con características propias tales como las siguientes: 

 

  • Longitud del distrito. 
  • Comunicación por radio (canal). 
  • Peso bruto admisible por carros. 
  • Velocidad máxima en escapes y vías auxiliares. 
  • Movimiento de trenes. 
  • Vías designadas para librar y paso de los trenes. 
  • Restricciones permanentes. 
  • Ubicación de cambios semiautomáticos y viaductos. 
  • Ubicación de túneles y su dimensión. 
  • Especificaciones de locomotoras diésel – eléctricas. 
  • Tonelaje ecuacionado por tramo, por locomotora. 

 

Este cúmulo de datos e informes no es posible retenerlos en la memoria ni deben confiarse a ésta exclusivamente, en especial, los datos referentes a los movimientos de los trenes, pues una discrepancia pueden ser origen de un serio accidente. Por estas razones, el horario debe ser considerado un compañero inseparable del trenista en servicio, ya que es el más exacto consultor, ya que, en efecto, el conocimiento del horario para encontrar la información requerida en el momento que se necesita permite a los trabajadores de trenes trabajar en cualquier distrito y en cualquier división sin conocerla de donde se desprende que el horario es piloto disponible en todo momento. 

Es oportuno mencionar, que el horario 2 de Ferrosur, viene con una sección al final del mismo denominada “unifilares”, donde se muestra de forma gráfica cada una de las estaciones por distrito, lo que ayuda más a conocer este ferrocarril sin necesidad de ir físicamente a cada uno de los patios. Esto se puede ver en la figura 2. 

 

 Figura 2 Patio de Coatzacoalcos, distrito Papaloapan, horario 2 Ferrosur. 

Nota: Perfil unifilar del patio de Coatzacoalcos, donde se puede ver las instalaciones, así como las vías y otras instrucciones especiales para el movimiento de trenes. ​(Ferrosur S. A. de C. V., 2014)

Esta característica que se menciona hace al horario de Ferrosur el más completo en cuanto a información contenida, ya que los horarios de Ferromex en sus 5 divisiones y Kansas City Southern de México (hoy CPKC), no cuentan con esta sección. Esto se puede ver en las figuras 3 y 4. 

Horario No. 3 y distrito de Vanegas, Kansas City Southern de México. 

Nota: Horario No. 3, junto con el distrito de Vanegas, ferrocarril Kansas City Southern de México, hoy Canadian Pacific Kansas City (CPKC). ​(Kansas City Southern de México, 2016)​

 

Figura 4. Horario No. 5 división Centro – México, distrito Viborillas, Ferromex. 

Nota: Horario No. 5 de Ferromex, correspondiente a la división Centro – México, junto con el distrito de Viborillas. ​(Ferromex, 2012)​. 

 

Es oportuno comentar que conforme las necesidades del servicio, los horarios tienden a ser cambiados por nuevos horarios, con las nuevas instrucciones para el movimiento de trenes, así como también, se suprimen las instrucciones anteriores, ya que muy probablemente estas han quedado sin efecto. 

 

Por lo antes explicado, se debe considerar a estos documentos, como clave en el movimiento de los trenes, ya que al saber interpretar lo que se indica en ellos, se tendrá un panorama amplio de la operación de ferrocarriles, entendiendo el por qué se realizan determinadas maniobras bajo medidas de seguridad y protección. 

 

 

Luis Carbajal Juárez 

Catedrático Licenciatura Ciencias Políticas y Administración Pública. UAMCC- Universidad Autónoma de Tlaxcala

Implementación de la Metodología BIM en un Proyecto Ferroviario

Por René Arellano 

 

La Metodología (Building Information Modeling) BIM se ha convertido en una herramienta clave para mejorar la eficiencia y precisión en el desarrollo de proyectos de infraestructura, especialmente en la industria ferroviaria. La implementación de BIM en un proyecto ferroviario permite centralizar la información, mejorar la colaboración y minimizar los errores, desde la fase de diseño hasta la operación y mantenimiento de la infraestructura. A continuación, se detallan los aspectos críticos para implementar BIM en un proyecto ferroviario, así como los beneficios que aporta a lo largo de todo su ciclo de vida. 

 

  • FASES DE IMPLEMENTACIÓN 

 

  • PLANIFICACION Y PRE-DISEÑO 

La planificación en BIM implica la creación de un plan de ejecución BIM (BEP, por sus siglas en inglés), el cual define los objetivos, los roles, las responsabilidades y los estándares de modelado a seguir durante el proyecto. En esta fase se identifican los requisitos específicos de información del proyecto (EIR) y se establecen los niveles de desarrollo (LOD) necesarios para cada etapa del proceso. El BEP también debe incluir el plan de intercambio de información para asegurar que todas las partes involucradas en el proyecto trabajen de forma sincronizada y con acceso a datos actualizados. 

 

  • DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO 

 

El diseño conceptual en BIM permite crear un modelo preliminar de la infraestructura ferroviaria, considerando aspectos como el trazado de las vías, estructuras de soporte, túneles y estaciones. Las herramientas de modelado permiten realizar simulaciones y análisis de viabilidad para evaluar el diseño. Durante el diseño detallado, los equipos de ingeniería civil, estructural y eléctrica colaboran mediante modelos BIM compartidos, ajustando los detalles técnicos de cada componente y revisando la geometría del proyecto. En esta fase, el uso de softwares especializados, como Bentley OpenRail Designer o Autodesk Civil 3D, facilita la creación de modelos precisos que integran toda la información necesaria para la ejecución. 

 

  • CONSTRUCCION Y MONITOREO 

 

Durante la fase de construcción, el modelo BIM actúa como la principal fuente de información, permitiendo que los equipos de trabajo en campo accedan a datos actualizados en tiempo real. El modelo BIM puede enlazarse con software de gestión de obra para monitorear avances y asegurar que las actividades se realicen en los tiempos y costos establecidos. Herramientas como los dispositivos de realidad aumentada (AR) permiten comparar el progreso físico de la obra con el modelo BIM en 3D, ayudando a identificar posibles desajustes y tomar decisiones informadas para la corrección inmediata de cualquier desvío. 

 

  • OPERACION Y MANTENIMIENTO 

 

En la fase operativa, BIM continúa siendo una herramienta de valor, ya que permite el acceso a información detallada sobre la infraestructura, como el mantenimiento de cada componente y los protocolos de seguridad. Con BIM, los responsables del mantenimiento pueden prever reparaciones, realizar inspecciones virtuales y consultar la historia completa de intervenciones de cada componente de la infraestructura ferroviaria. En esta fase, BIM se convierte en un sistema integral de gestión del activo, conocido como “BIM para Operación”. 

 

De los puntos anteriores podemos resumir los siguientes pasos, tomando en cuenta que los puntos anteriores son los principales puntos para atacar: 

 

  • Planificación y Definición del Proyecto 

 

  • Identificación de objetivos del proyecto. 
  • Desarrollo de requisitos del modelo BIM. 
  • Creación de equipo de trabajo y asignación de roles. 

 

  • Diseño Conceptual 

 

  • Creación del modelo conceptual inicial. 
  • Revisión y aprobación inicial del diseño. 
  • Coordinación interdisciplinaria (ingeniería civil, arquitectónica, eléctrica). 

 

  • Diseño Detallado 

 

  • Desarrollo del modelo de diseño detallado. 
  • Detección de interferencias (Clash Detection). 

 

  • Construcción 

 

  • Creación del modelo de construcción. 
  • Coordinación con contratistas y proveedores. 
  • Planificación y simulación de construcción. 

 

  • Operación y Mantenimiento 

 

  • Integración de datos del proyecto en el modelo de operación. 
  • Implementación de sistemas de monitoreo. 
  • Actualización del modelo en tiempo real para operaciones futuras. 

 

  • Cierre del Proyecto y Entrega 

 

  • Generación de informes y documentación final. 
  • Transferencia del modelo BIM al cliente o al equipo de operación. 
  • Evaluación y retroalimentación del proyecto.
  • VENTAJAS DE LA METODOLOGÍA BIM 

 

  • CENTRALIZACION Y ACCESO A LA INFORMACION 

 

Uno de los principales beneficios de implementar BIM en proyectos ferroviarios es la centralización de toda la información en un solo modelo digital. Esto facilita el acceso y actualización de datos a todas las partes involucradas, desde ingenieros hasta operadores y contratistas. 

 

  • REDUCCION DE ERRORES Y RE-TRABAJOS 

 

BIM permite la detección temprana de conflictos entre disciplinas mediante la función de revisión de conflictos (clash detection). Por ejemplo, conflictos entre el trazado de vías y las instalaciones subterráneas de servicios pueden ser identificados y corregidos en las etapas iniciales, lo que minimiza los costos y tiempos de re-trabajo. 

 

  • EFICIENCIA EN LA TOMA DE DECISIONES 

 

El modelo BIM facilita la toma de decisiones informadas mediante la integración de datos geoespaciales, simulaciones y análisis de costos. Los equipos pueden simular diferentes escenarios y seleccionar la alternativa que optimice tanto el presupuesto como los tiempos de ejecución. 

 

  • MEJOR COMUNICACION Y COLABORACION 

 

La metodología BIM mejora la comunicación entre los equipos al mantener a todos los actores del proyecto actualizados en tiempo real. La colaboración se ve facilitada gracias a la interoperabilidad entre herramientas de modelado, permitiendo que múltiples disciplinas trabajen en el mismo modelo desde ubicaciones geográficas distintas. 

 

  • RETOS EN LA IMPLEMENTACIÓN BIM 

 

  • COSTOS INICIALES Y CAPACITACION 

 

Uno de los principales desafíos es el costo inicial de implementación y la capacitación del personal. La transición hacia BIM requiere inversión en software, hardware y en programas de formación, tanto para el equipo de diseño como para los operadores de campo. 

 

  • ESTANDARES Y PROTOCOLOS DE INTEROPERABILIDAD

 

La interoperabilidad entre diferentes plataformas BIM es fundamental para proyectos ferroviarios, donde se requiere que múltiples disciplinas trabajen en conjunto. Sin embargo, los estándares BIM no siempre son universales, lo que genera problemas de compatibilidad entre herramientas de distintos proveedores. La adopción de estándares internacionales, como el (Industry Foundation Classes) IFC, puede facilitar la interoperabilidad entre diferentes herramientas. 

 

  • RESISTENCIA AL CAMBIO 

 

La implementación de BIM en proyectos ferroviarios puede encontrar resistencia en aquellos acostumbrados a metodologías tradicionales de diseño y construcción. La adopción de esta metodología requiere un cambio de mentalidad, tanto a nivel organizacional como individual, ya que implica una transformación digital en la manera de trabajar. 

 

CONCLUSIÓN 

 

La implementación de la metodología BIM en proyectos ferroviarios representa una inversión inicial significativa, pero los beneficios superan ampliamente los costos, especialmente cuando se considera el ciclo de vida completo de la infraestructura. Con BIM, los proyectos ferroviarios pueden gestionar la complejidad y escala de su desarrollo de manera más eficiente, asegurando que la planificación, construcción y operación de la infraestructura ferroviaria sean mucho más precisas, seguras y sostenibles. La adopción de BIM es, sin duda, un paso clave hacia el futuro de los proyectos de infraestructura ferroviaria, y su implementación asegura una mejora continua en la calidad y desempeño de los activos ferroviarios a largo plazo.

 

 

 

 

 

René Arellano Xolalpa 

Encargado del Área del Topografía en EGIS México. Perito oficial del Poder Judicial de la Federación número P. 0050-2021. 

La Decadencia del Sistema Férreo en Colombia

Por Oswaldo Escobar Muriel

 

Retroceder en el tiempo es un ejercicio necesario para entender el por qué los ferrocarriles colombianos han tenido una vida tan azarosa, llena de momentos difíciles y un aparente final marcado por el fracaso.

 

Y el análisis de la historia del cómo se pensaron las líneas, cómo se diseñaron, de dónde provino el dinero para esas obras, cómo se construyeron y operaron, es el camino imprescindible para responder una pregunta obvia y recurrente: ¿Qué pasó con los ferrocarriles en Colombia?

 

A través de una investigación de más de 20 años, donde el objetivo inicial era simplemente contar la historia de las líneas férreas pensadas y construidas con origen en Bogotá y destino el río Magdalena, la respuesta a esa pregunta fue apareciendo en la medida en que profundizaba en la exploración de los datos y en el análisis de la información disponible de fuentes primarias, no solo a nivel nacional, sino de archivos existentes en los países de donde eran originarias las empresas que tuvieron a su cargo la construcción de las líneas.

 

A mediados del siglo XIX, Colombia era un país con dificultades para comunicarse con el exterior y deficitario en la comunicación entre sus regiones.

Los productos se comercializaban en áreas cercanas y contiguas, por caminos heredados de los españoles y el medio disponible más seguro y expedito para lograr llegar desde Bogotá a la costa norte era: el río Magdalena.

 

Específicamente la zona de la altiplanicie cundiboyacense donde está localizada la capital, no tenía vías de comunicación con el río, estaba aislada del Occidente del país por la Cordillera de los Andes y contaba únicamente con caminos intransitables en épocas de invierno.

 

Los tiempos que un viajero se podía tomar para hacer el recorrido desde la costa Norte colombiana se contabilizaba en semanas y muchas veces en meses.

 

La Sabana de Bogotá estaba lejos de su curso y eso obligaba a buscar una forma de transporte que llevara pasajeros y carga hasta sus orillas. Y el ferrocarril, un medio de gran aceptación e indudable éxito en Inglaterra y la Europa Continental, se vislumbraba como la gran solución para dinamizar las economías regionales, basadas tradicionalmente en un transporte lento como era el de los llamados tercios, que, a velocidades inferiores a unos cientos de metros por hora en las zonas montañosas, llevaban y traían carga y pasajeros desde los 200-300 msnm.

 

Y ese trayecto, independientemente de cuál fuera la ruta, estaba lleno de grandes peligros provistos por la naturaleza, como los climas malsanos y la imposibilidad de transitar en carretas por el accidentado terreno montañoso.

 

Y este fue el escenario en donde se dio inicio a la gran aventura de llegar al río Magdalena por medio del ferrocarril. Pero, ¿cómo hacerlo?, si en el país no existían las condiciones para adelantar esa tarea.

El destino era el río Magdalena. ¿Pero qué punto del río debía ser el más conveniente? Se debía optar por una ruta corta con unos costos bajos al alcance de los recursos económicos de la Nación, obligando a proyectar un trazado con grandes pendientes; o un trayecto largo suavizando las pendientes, accediendo al río muy al Norte. 

 

Cada intento tuvo su nombre: Ferrocarril de la Sabana, de Girardot, de Cundinamarca, del Norte, del Sur, del Nordeste y otros apenas fueron algo más que un proyecto, como el Ferrocarril de Guarumo y de Occidente. Cada una de esas líneas eran tramos aislados, no conectados entre sí, conformando una especie de colcha de retazos, sin ninguna concepción de red. Y eso se explica, porque los primeros ferrocarriles fueron consecuencia de la necesidad de conectar un centro de producción, llámese mina o ciudad, con un sistema de agua, fuera mar, río o canal, utilizado para la comercialización de los productos en las diferentes regiones europeas.

 

Así fue el origen del ferrocarril y así se pensó en Colombia. Y todas esas líneas aisladas con destino el río, enfrentaron grandes dificultades, algunas de tipo geográfico y geológico y otras, la competencia de la carretera.  Finalmente, en 1949 llevó a una misión del Banco Mundial encabezada por Lauchlin Currie a recomendar levantar los rieles de las líneas financieramente inviables y como consecuencia de la recomendación, se suspendió e inutilizó un alto porcentaje de las líneas existentes en el territorio nacional.    

 

En Colombia, la continua modificación del peso de los rieles para mejorar su condición ante la aplicación de cargas cada vez mayores, sumada a ese cambio de la especificación de los rieles de hierro por el acero, era casi  imposible de implementar, por los altos costos que representaba desechar los rieles instalados, comprar nueva tecnología en acero e instalarlos nuevamente: además del fracaso de las industrias organizadas para proveer de rieles de hierro a los ferrocarriles nacionales, cuando el mundo ya estaba utilizando el acero.  

 

Reemplazar el hierro por el acero y pasar del vapor a la energía eléctrica significaba un impacto en las finanzas de esas naciones consumidoras de tecnología, en general, incapaces de hacer reemplazos después de las grandes inversiones hechas en materiales en desuso, para ser reemplazados por otros más resistentes y eficientes. 

Un aspecto que podría considerarse equivocadamente de menor importancia es el diseño geométrico de las vías, definido como la determinación de los alineamientos, curvas, radios de giro y pendientes de, en nuestro caso, una línea férrea. En sus inicios, los fabricantes de locomotoras en el Norte de Inglaterra buscaban solucionar las dificultades de los trenes para ascender una montaña por medio de aditamentos colocados en la parte alta del tramo. Se recomendaban los planos inclinados, definidos como un sistema consistente en un motor de vapor fijo colocado en lo alto de una montaña, que, con su fuerza y un contrapeso colocado en el lado opuesto, ayudaban al ascenso de los trenes; además, existían el sistema de cremallera, tercer riel, el zig zag y otros que debían ser usados en aquellos sitios donde la simple tracción de vapor no era suficiente para subir una montaña.

  

En Colombia, durante la segunda mitad del siglo XIX y las primeras décadas del siglo XX, los trazados necesariamente se adaptaron para ascender grandes montañas localizadas incluso por encima de los 3.000 msnm y por ello los alineamientos se proyectaron y construyeron asumiendo que pendientes de 3, 4, 5 e incluso 8%, podían solucionarse con ese tipo de aditamentos. Y mientras esto ocurría en los países andinos y particularmente en Colombia, en Europa, Inglaterra y Estados Unidos, en algún momento, posiblemente a finales del siglo XIX, se llegó a la conclusión de que un tren comercialmente factible, solo era posible si las pendientes de la línea no superaban el 1.5% y eso ellos lo lograron, no solo aprovechando las bajas alturas de sus montañas, sino utilizando ya métodos de diseño vial como los túneles y viaductos, con tecnologías inexistentes en Colombia, donde por ejemplo, aun se usaba la peligrosa pólvora negra para romper la roca, mientras en Europa estaba en boga la dinamita.  Y nuevamente, modificar en Colombia los trazados para lograr pendientes máximas de 1.5% implicaba, no solo la rectificación de las líneas existentes, sino muchas veces el cambio total de los alineamientos a través de las montañas andinas y eso era un imposible para el Estado colombiano.

 

Esto significó operar, hasta su salida del servicio, los trenes en trazados con altas pendientes, con el consecuente desgaste de máquina, ruedas y rieles del sistema, con mayores costos de mantenimiento, una operación deficitaria y un estancamiento tecnológico. Con grandes inversiones, en algunos casos muy superiores a los ingresos del país, los pocos miles de kilómetros de vías férreas construidas en Colombia con rieles en hierro, gran parte de ellas cruzando zonas montañosas andinas, quedaron obsoletas y muchas veces sin reemplazo cuando entraron en el mercado las nuevas tecnologías y el material de acero; y las antiguas debieron ser, con el tiempo, abandonadas por su poca eficiencia, rentabilidad negativa, grandes costos operativos y poca confiabilidad del sistema.  

Y en el caso del vapor, desde principios del siglo XX, la gran cobertura de líneas eléctricas en los campos de Europa facilitó la transición del vapor a la electricidad, solucionando de paso inconvenientes generados por los residuos del carbón tanto a maquinistas como a pasajeros; mientras que en Colombia, el rezago y falta de cobertura de la red eléctrica especialmente en los campos, impidió la  transición, dejando el sistema férreo dependiendo del vapor con los altos costos asociados de mano de obra especializada y repuestos de difícil consecución, condenando al sistema férreo a una crisis que incidió en casi su desaparición.  

 

El tercer factor externo causante de los problemas en el sistema férreo colombiano fue la distancia entre rieles, llamada trocha. En la primera parte de la Revolución Industrial, cuando existía una gran diversidad de fabricantes de locomotoras y vagones, los anchos de la trocha dependían casi exclusivamente del vendedor, quien disponía de una grandes cantidades Solo hasta finales del siglo XIX se estandarizó en gran parte de Europa y Estados Unidos ese ancho entre rieles, tomando como dimensión tipo (1,435 m), ya adoptada por George Stephenson en la línea entre Manchester y Liverpool; y en Colombia, por recomendación del ingeniero cubano-norteamericano Francisco Javier Cisneros (1882), ya se había determinado como la más conveniente la de “yarda”, ventajosa, según él, para radios de giro bajos en terrenos montañosos y recursos económicos limitados, como era el caso colombiano. Llevar a la nueva especificación estándar de 1,435 m las líneas construidas en Colombia implicaba ampliar el ancho del corredor férreo, reemplazar las traviesas y rehacer terraplenes, aumentar excavaciones, modificar puentes, reemplazar locomotoras y vagones, tareas que representaban un gran costo, imposible de asumir por un Estado con recursos limitados y teniendo otras prioridades. 

   

A pesar de todo, estos inconvenientes no pueden ser considerados como determinantes para declarar la muerte de los ferrocarriles en Colombia. El férreo es un sistema de transporte, que no puede ser descartado con el argumento de haber tenido decisiones equivocadas o errores en el pasado, y más bien, deberían servir como experiencias para no repetir en el futuro. La crisis podría ser temporal, si los gobiernos adoptan como Política de Estado la necesidad de construir líneas férreas de especificaciones acorde con las necesidades y adaptables a los estándares internacionales.   

 

 

 

 

Oswaldo Escobar Muriel 

Ingeniero Civil e Historiador de la Universidad Javeriana. Autor de libros sobre la historia de los ferrocarriles en Colombia. 

El Desafío de Implementar Cambios Tecnológicos en el Ferrocarril 

Por Alejandro Betancor

  

En este complejo proceso de globalización, donde las economías del mundo están cada vez más integradas a través del comercio y los flujos financieros, el transporte de mercancías y pasajeros es un actor de gran relevancia.  

El modo ferroviario, como sector fundamental para la infraestructura y economía de muchos países, también enfrenta desafíos para los cuales debe mantenerse al día con la demanda comercial y los procesos logísticos en los que es indispensable se encuentre involucrado armoniosamente para no perder su cuota en el competitivo mundo actual del consumo, la era digital, las telecomunicaciones e incluso la inteligencia artificial. Estas exigencias se pueden abordar mediante diversas y constantes innovaciones tecnológicas de esta era moderna.  

Aquí se presentan algunos desafíos clave y posibles innovaciones tecnológicas para enfrentarlos: 

1.  Material rodante y Eficiencia Energética

 

Desafío: Las locomotoras diésel tradicionales tienen un alto consumo de energía y emiten grandes cantidades de CO2.

 

Innovaciones Tecnológicas: 

 

  • Electrificación de Ferrocarriles: Ampliar la red de líneas electrificadas y modernizar la infraestructura para reducir la dependencia de combustibles fósiles. 
  • Trenes Híbridos: Combinar sistemas de energía eléctrica y diésel para mejorar la flexibilidad y eficiencia energética en rutas no electrificadas. 
  • Uso de Energías Renovables: Implementar paneles solares en estaciones y depósitos para generar energía limpia y reducir costos operativos.

 

2. Seguridad Operacional

 

Desafío: Los accidentes ferroviarios pueden tener consecuencias graves y la seguridad operacional debe ser una prioridad. 

 

Innovaciones Tecnológicas: 

 

  • Sistemas de Control Automático de Tren (ATO): Incorporar sistemas que permitan la operación autónoma del tren para minimizar errores humanos. 
  • Tecnología de Señalización Avanzada: Implementar sistemas de señalización basados en comunicaciones y control centralizado para mejorar la gestión del tráfico ferroviario. 
  • Sensores y Monitoreo en Tiempo Real: Usar sensores para detectar problemas en la infraestructura o en los trenes antes de que causen fallos graves (mantenimiento preventivo y predictivo). 

3. Modernización de Infraestructura

 

Desafío: Muchas infraestructuras ferroviarias son antiguas y necesitan ser actualizadas para satisfacer las demandas modernas. 

 

Innovaciones Tecnológicas: 

 

  • Nuevos Materiales: Utilizar materiales más duraderos y ligeros en la construcción de vías y trenes para reducir el mantenimiento y mejorar la eficiencia. En Argentina una empresa cordobesa ha fabricado durmientes realizados en plástico reciclado que ya han sido instalados en la traza de la operadora Trenes Argentinos Carga en cercanías de la ciudad de Rosario, Santa Fe. 
  • Tecnología de Construcción Modular: Implementar métodos de construcción modular para acelerar la modernización y reparación de infraestructuras. 

 

4. Experiencia del Pasajero

 

Desafío: La experiencia del pasajero puede verse afectada por la falta de confort, información y servicios a bordo. 

 

Innovaciones Tecnológicas: 

 

  • Wi-Fi y Conectividad a Bordo: Proveer conexión a internet y servicios digitales para mejorar la comodidad durante el viaje. 
  • Sistemas de Información en Tiempo Real: Ofrecer actualizaciones en tiempo real sobre horarios, retrasos y conexiones a través de aplicaciones móviles (redes sociales) y pantallas en las estaciones. 

5. Formación del personal

 

Desafío: El personal debe contar con la formación, capacitación y práctica suficiente para asimilar y trabajar con las innovaciones tecnológicas que el ferrocarril desee incorporar. Los cambios generacionales y todo lo que ello implica debe ser un gran tema de debate en cualquier sociedad y organización moderna. 

 

Innovaciones Tecnológicas: 

 

  • Simuladores: Incorporar al proceso de capacitación software y hardware que represente escenarios y situaciones reales tanto para solucionar problemas técnicos como eventos complejos, dinámicos y de emergencia con el resguardo de las personas como principal objetivo. 
  • Nuevas tecnologías de formación: Facilitar la accesibilidad mediante plataformas online (páginas web, aplicaciones para celulares y tabletas, uso de la nube) para acceder al material de estudio y contenido que los empleados deben tener al día para sus funciones diarias a fin de estandarizar y tener una línea unificada en cuanto a lo que la organización espera y lo que los usuarios terminan recibiendo por parte de los empleados.  

Conclusión 

 

Dependiendo del contexto político, social y económico que cada país esté atravesando, implementar innovaciones tecnológicas en el transporte ferroviario puede ser un desafío muy complejo para cualquier organización, privada o pública, pero con un enfoque en la eficiencia, seguridad operacional, modernización, experiencia del pasajero y formación del personal, es posible lograr mejoras significativas en el corto, mediano y largo plazo. La colaboración entre gobiernos, universidades, institutos, empresas tecnológicas y operadores ferroviarios será crucial para superar estos desafíos y lograr un sistema ferroviario más avanzado y eficiente. 

 

 

 

 

Lic. Alejandro M. Bentancor 

Mg. en Política y Planificación del Transporte 

Profesor en Universidad de la Marina Mercante 

Centro de Gravedad del Equipo Ferroviario 

Por Luis Miguel Carbajal Juárez 

 

El presente artículo tiene el objetivo explicar la importancia del conocimiento del centro de gravedad en los trenes, tanto de carga como de pasajeros, así como los riesgos que se corre cuando ese centro de gravedad sufre desplazamientos en las curvas, tomando en consideración que, en diversos tramos férreos de nuestro país, existen curvas de diversos grados que requieren de la atención de la tripulación para vigilar que no haya el riesgo de un percance. 

 

Uno de los factores de seguridad en los trenes, es que en todas las circunstancias conserven el equilibrio necesario para evitar volcaduras, ya sea al exterior o al interior de las curvas, o bien en las rectas cuando hay fuertes desniveles en las vías. Para lograrlo, es necesario que el centro de gravedad de cada una de las unidades que conforman un tren de carga o un tren de pasajeros se conserve dentro de las líneas verticales que caen sobre sus bases que son las ruedas, las que a su vez descansan sobre los rieles. 

 

Tanto las máquinas (locomotoras), como el equipo de arrastre, bien sea de carga o de pasajeros, se fabrican distribuyendo su peso, para que no queden más ligeros de un lado que del otro, a fin de que el centro de gravedad quede situado lo más cercano posible a la mitad de la vía. También se procura en su construcción que la mayor parte del peso muerto se localice en la parte inferior, pues de esta forma el centro de gravedad siempre se mantiene lo más bajo posible, dando así al equipo ferroviario mayor estabilidad. 

 

Figura 1. Centro de gravedad en equipo ferroviario. 


 

 

Nota: Ubicación del centro de gravedad en carros de carga de diversos tipos. Fuente: Propia. 

 

El centro de gravedad de un cuerpo ya sea locomotor, furgón, tolva, etc., es el punto teórico del mismo que si pudiera descansar sobre una línea vertical o suspenderse de un hilo o de un cable, todos sus lados quedarían equilibrados y de esta manera se conservaría indefinidamente en la misma posición. Entre más alto y de mayor peso sea la parte superior de una locomotora o del equipo de arrastre y más alto quedará de su base el centro de gravedad; así que, mientras más alto esté el centro de gravedad, habrá mayores probabilidades de perder el equilibrio, ocasionando un descarrilamiento o volcadura. (Figura 1) 

 

El centro de gravedad siempre está oscilando mientras el equipo está corriendo, debido a la trepidación de sus trucks o resortes, a los asentamientos o golpes de la vía, a los balanceos propios de las rozaderas en los trucks, o bien por los desplazamientos laterales debidos a diferencias de escantillón en las curvas, permitiendo el paso de unidades de base rígida larga, por el juego lateral entre ruedas y bastidores y por el desgaste de las cejas y rieles. 

Figura 2. Truck de un carro de carga. 

 

 

Nota: Truck de un carro de carga y sus partes principales. Fuente: Propia. 

Pero los más fuertes y constantes desplazamientos laterales del centro de gravedad, son producidos por la fuerza centrífuga del tren en carrera a su paso por las curvas, fuerza que aumenta en proporción al cuadrado de la velocidad y se manifiesta claramente por la tendencia de los trenes de seguir corriendo en línea recta, al entrar en cada curva. Esta fuerza se calcula de acuerdo con la siguiente fórmula:

 

                                                             

Donde:  

 

Fc= Fuerza centrífuga. 

m= Masa del objeto. 

r=Radio de la trayectoria circular. 

𝝎= velocidad angular. 

 

Figura 3. Fuerza centrífuga. 


 

 

Nota: Fuerza centrífuga cuando un tren toma una curva. Fuente: Studysmarter 

Esta ley no solo afecta al equipo ferroviario, también a la carga, pasajeros y a todos los objetos y cuerpos que en ellos se transportan, por lo que deben repartirse convenientemente a los lados de cada frente, siendo importante la justa distribución lateral que a los extremos y no exceder la capacidad de cada truck. 

 

Para contrarrestar la fuerza centrífuga, al nivelarse las vías, se da al riel exterior en las curvas una altura mayor que la del anterior, sobreelevación que debe ser proporcional a la velocidad que se considere conveniente para las necesidades del tráfico y sin que por ningún motivo se exceda de 19 centímetros o 7 ½ pulgadas que es la máxima permisible en vías con escantillón de 1.435 metros. En México, la sobreelevación máxima autorizada es de 15 centímetros, por ser la que permite un margen de seguridad razonable para cuando algún tren llegue a parar en las curvas. Conforme a la NORMA Oficial Mexicana de Emergencia NOM-EM-003-ARTF-2023, Sistema Ferroviario-Seguridad-Clasificación y Especificaciones de Vía, publicada en el DOF, la sobreelevación se fija con la condición de equilibrio (igual reacción sobre ambos rieles para evitar el desgaste excesivo de los rieles) para los trenes lentos de acuerdo con la velocidad a la que pueden operar (velocidad real) considerando la fórmula:

 

                                                                     

 

Donde: 

e= Sobreelevación en pulgadas. 

V= Velocidad de los trenes en kilómetros por hora. 

G= Grado de curvatura métrico (con cuerdas de 20 metros) en grados. 

 

Se debe imaginar que el centro de gravedad del equipo ferroviario se encuentra situado en un punto cercano a su altura media formando un triángulo con el plano de las ruedas sobre las que descansa su peso. En condiciones normales este punto que es perpendicular al plano de los rieles caerá verticalmente a la mitad de la vía en las rectas, sin embargo, al encontrarse un riel más alto que el otro, como en las curvas, el vértice del triángulo se desplazará hacía el lado del riel más bajo y si llegará a salirse de la vertical que cae sobre el riel habrá peligro de inminente volcadura. 

 

En la figura 4 se muestra el diseño de una locomotora, donde se señala con un punto en la parte superior de un triángulo, la localización de su centro de gravedad y por puntos, el desplazamiento de éste hacía el interior de una curva debido a la sobreelevación del riel exterior. Este desplazamiento se contrarresta si se corre a una velocidad proporcional a la sobreelevación, porque entonces el centro de gravedad se conservará a la mitad de la vía y los trenes pasarán con seguridad, debido a que los dos rieles soportarán el mismo peso y la fricción en el exterior será solo la necesaria para guiar las ruedas en la curva; pero si se corre a más de lo permitido por la sobreelevación o se encuentra un asentamiento o golpe de riel exterior, inmediatamente el centro de gravedad se desplazará hacía afuera de la curva y entonces todo el peso y carga tenderán a seguir corriendo en línea recta. En estas condiciones de velocidad existe peligro de volcaduras o roturas de los rieles y al menos habrá la posibilidad de un descarrilamiento por exceso de fricción de las ruedas sobre los rieles. 

Figura 4. Centro de gravedad en una locomotora. 

 

 

 

 

Nota: Diseño de una locomotora donde se muestra el centro de gravedad y su desplazamiento. Fuente: Propia. 

 

Volviendo a la figura 4, en ésta se marcan dos líneas que caen verticalmente hacía las ruedas sobre el punto en que se advierte que descansan sobre los rieles. Estas líneas no varían de posición por la ley física de la gravedad y corriendo o en estado de reposo determinan el límite de desplazamiento del centro de gravedad que, al ser rebasado, provoca un accidente.  

 

Por las razones analizadas, se debe llegar al convencimiento del peligro que supera las velocidades permitidas por las diferentes empresas concesionarias, ya que se calculan considerando la resistencia y la sobreelevación en las vías, siendo indispensable su observancia y el cumplimiento de los boletines de vía. 

 

 

 

Bibliografía 

  1. Carbajal Juárez, L. M. (28 de Junio de 2022). Taller Dinámica Vía – Tren. México, México. 
  2. Carbajal Juárez, L. M. (20 de Enero de 2024). Propio. Apizaco, Tlaxcala, México. 
  3. Diario Oficial de la Federación. (22 de Septiembre de 2023). México. 
  4. Fava Javier, R. R. (2022). Defectos en rieles y elementos para su inspección no destructiva. Argentina. 
  5. Ferrosur. (29 de Julio de 2015). Sistema de frenos de aire. Reglas de frenos de aire y recomendaciones para el manejo de trenes. Veracruz, Veracruz, México: Ferrosur. 
  6. StudySmarter. (2 de Septiembre de 2024). Obtenido de https://tinyurl.com/25szgdaa

 

 

Mtro. Luis Miguel Carbajal Juárez 

Catedrático Unidad Académica Multidisciplinaria 

Las Tecnologías en los Trenes de Pasajeros

Por Alberto Parra 

 

El transporte ferroviario inició hace muchos años como consecuencia de la revolución industrial del siglo XVIII. En el año 1769 apareció el tren de vapor y en 1839 se inauguró la primera línea de tren interurbano entre Liverpool y Manchester. 

 

En el siglo XIX se diseñan y manufacturan los primeros trenes eléctricos con las tecnologías disponibles de la época,  los primeros trenes de pasajeros del transporte ferroviario eran carros de pasajeros arrastrados por locomotoras de Diesel,  lo más común era tener trenes mixtos  (carros de carga y de pasajeros), en el caso de México fueron fabricados en la ciudad de  Sahagún por CNCFSA, en cuanto a transporte urbano (metro y trenes ligeros) fueron diseñados y manufacturados igualmente en la ciudad de Sahagún, Hidalgo por Concarril y Bombardier.  

 

Los primeros trenes de pasajeros del metro que llegaron de Francia en el año de 1968, como tecnología se usaba: 
 

  • En el sistema de tracción (JH a partir del movimiento de levas, que modificaban las conexiones de los motores de tracción) y con esto establecer el control de velocidad y/o del par de los motores de tracción de corriente directa y por tanto el control de velocidad del tren. 
  • El sistema de control del tren y de servicios se diseñó con relevadores electromagnéticos y protegidos por fusibles. 
  • Los sistemas de generación de energía para servicios auxiliares y de CA se obtenía a través de máquinas rotativas (motor/generador). 
  • El motocompresor o generador de aire comprimido era impulsado por un motor de corriente directa, controlado mediante resistencias conectadas en la armadura y/o al campo del motor de corriente directa, utilizaban materiales que ahora están prohibidos por producir gases tóxicos, por ejemplo, los aislamientos de los cables que utilizaban forros de PVC y aislamientos a partir de asbestos). 
  • El alumbrado del salón de pasajeros era mediante lámparas fluorescentes y la mayoría de los acabados interiores era mediante paneles laminados.  

 

En los coches de pasajeros de transporte ferroviario utilizaba un grupo motor/generador para obtener energía para el suministro de los servicios, tales como alumbrado, ventilación o aire acondicionado, etc. 

 

En cuanto a las comunicaciones y sistemas de control de tráfico de los trenes se utilizaban tecnologías, cómo el radioteléfono que funcionaba a partir de las mismas vías de transmisión de energía (corriente directa) con señales de frecuencia que se separan de las señales de corriente directa y de sus harmónicos o ruidos eléctricos por medios electrónicos.  

 

Con la evolución tecnológica de la ingeniería, la manufactura y desarrollo de material rodante ha traído cambios en cortos períodos, de modo que tenemos trenes más ligeros, con mejor desempeño, con mayor vida útil, con consumo de energía optimizado: una mejora continua. 

 

El mejor ejemplo de la evolución tecnológica son los trenes de pasajeros, donde encontramos  sistemas de tracción, compuesto por un sistema de control por levas (JH) para los motores de tracción de corriente directa, después se utilizaron semiconductores electrónicos ( SCR y GTOs) que son elementos de potencia que requerían para su adecuado funcionamiento refrigerantes en las cajas de instalación y  conexión, éstos en algunas ocasiones usaron refrigerantes como los del sistema de aire acondicionado (en sus inicios eran contaminantes) después se optó por sistemas de enfriamiento por tubería de agua. 

 

Después llegaron los semiconductores tipo IGTBT componentes electrónicos, que se utilizaban en los sistemas de tracción y convertidores electrónicos para servicios auxiliares, conectados por un puente ondulador para obtener la corriente alterna, para controlar la velocidad de los motores de tracción. Estos semiconductores se instalan sobre bloques de disipación térmica que requieren de ventilación forzada, por lo que contribuyen a mejores resultados en cuanto al desempeño (esfuerzo de tracción y consumo de corriente) y a mejores resultados en cuanto a RAMS. 

 

 

En el inicio del desarrollo de la ingeniería de los trenes ligeros se decidió utilizar en el control de servicios, la aplicación de PLCs en lugar del control a través de relevadores (se buscaron aplicar sistemas de control electrónico que soportaran vibraciones, choques, temperaturas y con la aplicación de dispositivos electrónicos que cumplieran con las normas militares). 

 

En el caso de circuitos y equipos de seguridad conectados en el bucle de seguridad se ha buscado aplicar sistemas “fail-safe”, es decir, es un circuito duplicado; en los sistemas electrónicos por PLC y en sistemas por relevadores e interruptores de límite de carrera, como el caso del censado de las posiciones de las puertas, del enganche o acoplamiento, relevadores y palancas de control. Igualmente se ha sustituido los sistemas de alumbrado y ahora se utilizan sistemas de alumbrado por LEDs en lugar de lámparas incandescentes o tubos fluorescentes.   

 

En los sistemas de anuncio a pasajeros se utilizaban equipos básicos de sonorización que se han venido modernizando de tal manera que los sistemas de comunicación por radiofrecuencia eran de conductor a pasajeros y viceversa. Este puesto de control por radiofrecuencia es compatible con los sistemas más modernos de comunicación e inmune a ruidos eléctricos externos (compatibilidad electromagnética). 

 

En los sistemas de control de tráfico al inicio del desarrollo de los ferrocarriles de pasajeros se usaban los sistemas básicos de PA (ATP+ATO+ATC), ahora tenemos la señalización hasta un sistema de control de tráfico como el ERMTS, que además de usar señales en radiofrecuencia también cuenta con balizas de ubicación en tiempo real de los trenes o material rodante.  

 

Los equipos de señalización del estado de los equipos abordo que dan información al conductor  utilizaban  focos o lámparas incandescentes; actualmente utilizan equipos de señalización con sistemas de pantallas tipo “touch screen” permitiendo una interface en tiempo real, de manera gráfica y eficiente con el conductor dando a conocer el estado de los equipos en tiempo real, inclusive apoyando los trabajos de ayuda al mantenimiento información que toma de todos los equipos conectados en red y con el protocolo adecuado  despliega la información requerida para el mantenimiento y aviso al conductor.  

 

Otro de los equipos que han evolucionado a es el sistema de velocímetro, odómetro y registrador de eventos (caja negra) que utilizaba elementos básicos de almacenamiento de información (memoria EEPROM, tipo FIFO ) con capacidad de almacenar  señales digitales y analógicas, han venido evolucionando de tal manera que reciben estas señales de los equipos en ese tipo de información además de la que corresponda en tipos de señales (tren de datos, en base a interfaces de comunicación que pueden ser del tipo can bus o la aplicable en el diseño del vehículo o tren ) el registro de esta información igualmente podrá ser enviada vía radio frecuencia al puesto central de control. 

 

Actualmente la gran mayoría de los equipos eléctricos/electrónicos utilizan como parte de su sistema un control por microprocesador siendo posible establecer interfaces para que puedan comunicarse y establecer interfaces de manera fácil y rápida. 

Ahora los sistemas de control sean más efectivos que en lugar de utilizar interruptores límite de carrera optan sensores de proximidad. Ahora tenemos trenes sin conductores que principalmente se utiliza en sistemas people mover desde hace algunos años y recientemente se ve en trenes del tipo monorraíl y trenes de servicio urbano. 

En cuanto a los sistemas de tracción se vienen aplicando sistemas híbridos Diesel/eléctricos, eléctricos con respaldo de baterías que pueden ser de carga por oportunidad, de carga al final de la jornada de trabajo y varias combinaciones más. 

 

Lo más reciente en sistemas de tracción son las celdas de hidrógeno que para obtener energía eléctrica utilizada en el sistema de tracción y mientras el sistema lo permita pueda almacenarse la energía en baterías, la gran ventaja es que el residuo que se obtiene de esas celdas es agua. 

 

La evolución tecnológica y su impacto en los trenes de pasajeros, incluye los materiales  y las normas que se aplican que ahora son mucho más exigentes en cuanto a seguridad y desempeño de los trenes y sus equipos, la tecnología en el diseño de los trenes igualmente ha venido evolucionando, desde el diseño en restirador con reglas universales y cálculos a mano (con la regla de cálculo), pasando por el uso de calculadoras, hasta las hojas de cálculo, las simulaciones por computadora, el diseño por AutoCard al diseño basado en modelos (BIM) que permiten  la verificación de las interfaces mediante el diseño con maquetas virtuales o modelos en 3D, estas interfaces son verificadas en cuanto a las instalaciones y montajes de equipos. 

 

Este tema sin duda resulta muy apasionante y falta mucho por describir. 

 

 

Alberto Parra Sánchez

Ingeniero especialista con más de 30 años de experiencia en material rodante.  

Trazado Geométrico de Ferrocarriles: Análisis de las Principales Soluciones de Software en la Industria 

Por René Arellano 

 

El trazado geométrico de ferrocarriles es un aspecto crucial y desafiante en la ingeniería civil y de transporte. Este proceso involucra la planificación, diseño, y optimización de rutas ferroviarias que deben cumplir con criterios estrictos de seguridad, eficiencia, y sostenibilidad. Con el avance de la tecnología, las soluciones de software se han convertido en herramientas indispensables para ingenieros y diseñadores, permitiéndoles modelar, simular y analizar diferentes alternativas de trazado con una precisión sin precedentes.  

En este artículo, exploraremos a detalle algunas de las principales soluciones de software utilizadas en la industria para el trazado geométrico de ferrocarriles, sus características, ventajas y el impacto que han tenido en el desarrollo de infraestructuras ferroviarias a nivel global.

Con la creciente complejidad de los proyectos ferroviarios, el uso de software especializado se ha vuelto indispensable. Estas herramientas permiten a los ingenieros modelar, simular y analizar diferentes opciones de trazado, evaluando su viabilidad técnica y económica antes de la construcción. El trazado es fundamental para garantizar la seguridad, eficiencia y sostenibilidad de las redes ferroviarias. Este proceso implica la planificación y diseño de la alineación horizontal y vertical de las vías, considerando curvas, pendientes, y peraltes que afectan directamente la operatividad y seguridad de los trenes.  

Un trazado geométrico bien ejecutado minimiza el riesgo de descarrilamientos y accidentes, al asegurar que los trenes puedan circular de manera segura a las velocidades previstas. Además, optimiza la eficiencia operativa, permitiendo que los trenes alcancen velocidades máximas sin comprometer la seguridad, lo que reduce los tiempos de viaje y mejora la puntualidad del servicio.  

 

Desde un punto de vista económico, un trazado adecuado ayuda a reducir los costos de construcción y mantenimiento al evitar movimientos de tierra excesivos y al minimizar el desgaste del material rodante. Asimismo, un trazado planificado cuidadosamente puede reducir el impacto ambiental, al evitar zonas ecológicamente sensibles y minimizar la necesidad de grandes intervenciones en el terreno.  

 

A continuación, analizamos algunas de las más importantes:

1.1 BENTLEY OPENRAIL DESIGNER 

 

Es una de las herramientas más avanzadas y completas para el diseño, análisis y gestión de infraestructuras ferroviarias. Desarrollado por Bentley Systems, este software ofrece una solución integral que abarca todas las fases del ciclo de vida de un proyecto ferroviario, desde la planificación inicial hasta la operación y el mantenimiento. Su versatilidad y capacidad para manejar proyectos de gran escala lo han convertido en una elección preferida para ingenieros y diseñadores en todo el mundo. 

 

Características Principales 

 

  • Diseño Geométrico Preciso: “OpenRail Designer” permite a los ingenieros crear y modificar alineaciones horizontales y verticales con una precisión milimétrica. El software facilita el diseño de curvas, peraltes, y transiciones, asegurando que el trazado geométrico cumpla con las normativas y requisitos específicos del proyecto. La capacidad de modelado 3D permite a los usuarios visualizar y analizar el trazado en su contexto real, lo que es esencial para identificar posibles conflictos o problemas geométricos antes de la construcción. 
  • Modelado Paramétrico: Una de las características más destacadas de OpenRail Designer es su capacidad de modelado paramétrico. Esto permite a los diseñadores crear modelos de infraestructura que se pueden ajustar y modificar fácilmente a lo largo del proceso de diseño. Por ejemplo, si se cambia un parámetro geométrico, como el radio de una curva, el software ajustará automáticamente todas las dependencias relacionadas, como las pendientes y los peraltes, lo que economiza tiempo y disminuye la existencia de errores. 
  • Simulación Dinámica: OpenRail Designer incluye herramientas avanzadas para la simulación del comportamiento dinámico de los trenes en el trazado propuesto. Esta funcionalidad permite a los ingenieros evaluar cómo se comportarán los trenes en diferentes condiciones de operación, lo que es crucial para garantizar la seguridad y eficiencia operativa. La simulación dinámica también ayuda a identificar y resolver posibles problemas, como la inestabilidad en curvas o la falta de capacidad en tramos específicos. 
  • Colaboración Multidisciplinaria: El software está diseñado para facilitar la colaboración entre diferentes disciplinas dentro de un proyecto. Ingenieros civiles, eléctricos y mecánicos pueden trabajar juntos en un entorno de datos común, lo que mejora la comunicación y la coordinación entre los equipos. OpenRail Designer se integra perfectamente con otras soluciones de Bentley: OpenBuildings y OpenRoads, permitiendo un enfoque integrado para el diseño de infraestructuras complejas. 
  • Gestión del Ciclo de Vida del Proyecto: Además del diseño geométrico, OpenRail Designer ofrece herramientas para la gestión del ciclo de vida del proyecto, incluyendo la planificación de la construcción, la estimación de costos y la gestión de activos. Esta funcionalidad permite a los gestores de proyectos mantener un control preciso sobre el progreso del proyecto, asegurando que se mantenga dentro del presupuesto y plazos establecidos. 

 

Ventajas Competitivas 

 

  • Integración Total: Una de las principales ventajas de OpenRail Designer es su capacidad para integrarse con otros productos de Bentley Systems. Esto permite un flujo de trabajo continuo y sin interrupciones desde la fase de diseño hasta la operación, lo que reduce el riesgo de errores y mejora la eficiencia del proyecto.  
  • Flexibilidad y Escalabilidad: OpenRail Designer es adecuado para proyectos de cualquier tamaño, desde pequeñas líneas ferroviarias hasta grandes redes metropolitanas y de alta velocidad y capacidad para manejar grandes volúmenes de datos y su flexibilidad en el diseño lo hacen ideal para proyectos complejos que requieren una atención meticulosa a los detalles. 
  • Enfoque en la Sostenibilidad: El software también incluye herramientas para evaluar el impacto ambiental del trazado propuesto, lo que permite a los ingenieros diseñar infraestructuras que no solo son eficientes y seguras, sino también sostenibles. 
  • Diseño de alineaciones: Permite crear y modificar alineaciones horizontales y verticales con una gran precisión, utilizando una interfaz gráfica intuitiva. 
     
  • Modelado 3D: El software ofrece capacidades avanzadas de modelado tridimensional, lo que facilita la visualización del trazado en su contexto real y la identificación de posibles conflictos o problemas geométricos. 
  • Análisis dinámico: Permite simular el comportamiento dinámico de los trenes en el trazado diseñado, lo que ayuda a evaluar la seguridad y la eficiencia operativa del diseño. 

1.2 AUTOCAD CIVIL 3D 


Desarrollado por Autodesk, es una herramienta de diseño civil ampliamente utilizada que incluye funcionalidades específicas para el diseño geométrico de ferrocarriles; aunque no es una solución especializada en ferrocarriles, su flexibilidad y su integración con otras herramientas de AutoCAD la han convertido en una opción popular entre los ingenieros ferroviarios. Autodesk Civil 3D permite a los ingenieros diseñar el trazado de vías férreas con un alto grado de precisión. Utilizando herramientas avanzadas para la creación de alineaciones, perfiles y secciones transversales, los usuarios pueden modelar todo el recorrido de la vía férrea, incluyendo curvas horizontales, pendientes y otras características geométricas críticas. 

 

Características clave 


  • Diseño de alineaciones: Civil 3D permite el diseño de alineaciones horizontales y verticales, con herramientas que facilitan la creación de curvas, peraltes y otras características geométricas. 
  • Modelado de terreno: El software permite crear modelos tridimensionales detallados del terreno, lo que es esencial para evaluar cómo el trazado propuesto interactuará con el entorno natural. 
  • Documentación y planos: Civil 3D ofrece potentes herramientas para la generación automática de planos y documentación técnica, como perfiles longitudinales, secciones transversales y listados de materiales. 

 

Ventajas de Autodesk Civil 3D 


  • Integración Completa en el Entorno BIM: Una de las principales ventajas de Autodesk Civil 3D es su integración con la metodología BIM (Building Information Modeling). Esto permite a los ingenieros trabajar de manera colaborativa, compartir datos y mantener la coherencia del proyecto en todas las etapas: desde el diseño inicial hasta la construcción. Esta integración facilita la coordinación entre diferentes disciplinas y mejora la precisión del proyecto. 
  • Automatización de Procesos: Autodesk Civil 3D cuenta con una serie de herramientas que automatizan tareas repetitivas, como la generación de perfiles, secciones transversales y creación de informes. Esto no solo ahorra tiempo, también reduce el riesgo de errores humanos, aumentando la eficiencia y la calidad del diseño. 
  • Capacidad de Modelado 3D Avanzado: Civil 3D ofrece potentes capacidades de modelado tridimensional, lo que es esencial para proyectos de vías férreas que requieren un análisis detallado del terreno y la infraestructura circundante. Los ingenieros pueden visualizar el impacto de la vía férrea en el terreno y realizar ajustes en tiempo real, lo que mejora la toma de decisiones y la precisión del proyecto. 
  • Actualizaciones Dinámicas: Cualquier cambio realizado en un aspecto del diseño, como la alineación de la vía o el perfil, se refleja automáticamente en todo el proyecto. Esto garantiza que todos los documentos y modelos estén siempre sincronizados, lo que es crucial en proyectos complejos y de larga duración. 

Desventajas de Autodesk Civil 3D 


  • Curva de Aprendizaje Pronunciada: A pesar de sus potentes capacidades, Autodesk Civil 3D puede ser difícil de dominar para los nuevos usuarios. La interfaz es compleja y las herramientas avanzadas requieren un nivel significativo de capacitación y experiencia para utilizarlas eficazmente. Esto puede representar una barrera para equipos pequeños o ingenieros que no estén familiarizados con el software. 
  • Requisitos de Hardware Elevados: Para manejar grandes volúmenes de datos y modelar terrenos complejos, Autodesk Civil 3D requiere un equipo de hardware robusto. Esto incluye procesadores rápidos, grandes cantidades de memoria RAM y tarjetas gráficas de alto rendimiento. Estos requisitos pueden aumentar los costos iniciales y limitar su accesibilidad para algunas empresas.  
  • Costo del Software: Autodesk Civil 3D es un software comercial que puede resultar costoso, especialmente para pequeñas empresas o proyectos de menor escala. Además, el modelo de suscripción de Autodesk puede ser una desventaja para aquellos que prefieren una licencia perpetua. 
  • Aunque es una herramienta poderosa: Civil 3D no es tan especializada en ferrocarriles como otras soluciones, lo que limita su eficacia en proyectos complejos. 

 

ISTRAM 

 

El software ISTRAM es una herramienta ampliamente reconocida en la ingeniería civil, especialmente en el diseño y trazado de infraestructuras de transporte como carreteras, en particular: vías férreas. Este software es desarrollado por Buhodra Ingeniería y se destaca por su capacidad para manejar proyectos de gran complejidad, ofreciendo una solución integral que abarca desde la concepción inicial del trazado hasta la generación de planos y documentación técnica.  

 

A continuación, se analizan sus principales características, ventajas y desventajas. 

 

Características Principales de ISTRAM 

 

ISTRAM es conocido por su enfoque en la precisión geométrica y la capacidad de gestionar grandes volúmenes de datos. Algunas de las funcionalidades más relevantes para el trazado de vías férreas incluyen:

 

  • Modelado Geométrico Completo: ISTRAM permite la creación de modelos geométricos detallados que integran el diseño horizontal y vertical de las vías, considerando parámetros clave como radios de curvatura, pendientes y peraltes, fundamentales para garantizar la seguridad y eficiencia operativa de las líneas férreas. 
  • Análisis Topográfico y Geotécnico: El software puede importar y trabajar con datos topográficos y geotécnicos, permitiendo una adaptación precisa del trazado a las condiciones del terreno. Esto es crucial para el diseño de líneas férreas, donde la estabilidad del terreno y la minimización de movimientos de tierra son consideraciones primordiales. 
  • Gestión de Interferencias y Estructuras: ISTRAM facilita la detección y resolución de interferencias con otras infraestructuras, también permite el diseño y análisis de estructuras complementarias, como túneles y viaductos, integrando estos elementos en el modelo global. 
  • Generación de Documentación Técnica: Una de las fortalezas de ISTRAM es su capacidad para generar automáticamente planos, perfiles y secciones transversales, así como documentación técnica necesaria para la construcción, que reduce el tiempo de preparación y mejora la consistencia del proyecto.  
 

Ventajas de ISTRAM 

 

  • Precisión y Flexibilidad: Una de las mayores ventajas de ISTRAM es su capacidad para manejar trazados complejos con alta precisión. Los ingenieros pueden ajustar cada detalle del diseño geométrico, asegurando que el trazado cumpla con los estándares de seguridad y eficiencia requeridos. 
  • Integración de Datos: ISTRAM permite la integración fluida de datos de diferentes fuentes, como estudios topográficos, datos geotécnicos y otros estudios especializados, lo que facilita la creación de un modelo coherente y detallado del proyecto. 
  • Reducción de Errores y Tiempo: Al automatizar muchos de los procesos de diseño y documentación, ISTRAM reduce el riesgo de errores humanos y acelera el desarrollo del proyecto. Esto resulta en un ahorro significativo de tiempo y recursos, especialmente en proyectos de gran escala. 
  • Capacidad de Simulación: ISTRAM ofrece herramientas de simulación que permiten visualizar el comportamiento de la vía férrea bajo diferentes condiciones, como cambios de carga, temperatura o eventos sísmicos, lo que ayuda a predecir y mitigar problemas potenciales.  
 

Desventajas de ISTRAM

 

  • Curva de Aprendizaje: Una de las principales desventajas de ISTRAM es su complejidad. La amplia gama de funcionalidades y la profundidad de las opciones de personalización pueden ser abrumadoras para los nuevos usuarios, requiriendo una curva de aprendizaje significativa. 
  • Costo de Licencias: El costo de las licencias de ISTRAM puede ser elevado, lo que podría ser una barrera para pequeñas empresas o proyectos con presupuestos limitados. Aunque su capacidad y funcionalidad justifican el precio para proyectos grandes, puede no ser accesible para todos. 
  • Requisitos de Hardware: Dada la complejidad de los proyectos que maneja ISTRAM, los requisitos de hardware pueden ser elevados, por lo que hay que contar con equipos de alta capacidad para usar el software de manera eficiente.

2. Conclusiones Generales

 

Cuando se trata de proyectos ferroviarios, la elección del software adecuado es crucial para el éxito del diseño y la ejecución. Autodesk Civil 3D, ISTRAM y Bentley OpenRail Designer son opciones líderes en el mercado, cada una con sus propias ventajas y desventajas. 

  • Autodesk Civil 3D: Se destaca por su integración en el entorno BIM, su capacidad de automatización y modelado 3D avanzado, lo que lo convierte en una herramienta poderosa para el diseño detallado y la gestión de datos. Sin embargo, su curva de aprendizaje pronunciada, altos requisitos de hardware y costos de licencia limitan su accesibilidad, especialmente para equipos menos experimentados o proyectos de menor escala. 
  • ISTRAM: Es una opción más especializada, conocida por su precisión en el diseño de trazados geométricos y su flexibilidad para adaptarse a diferentes normativas. Al igual que Civil 3D, su uso requiere un alto nivel de especialización y puede no ser tan accesible en términos de costos. 
  • Bentley OpenRail Designer: Es una herramienta integral que abarca desde la planificación hasta el diseño detallado, con una fuerte integración BIM y capacidades avanzadas de modelado. Es ventajoso para grandes proyectos por su robustez y precisión. No obstante, su complejidad y costo también pueden ser desventajas para proyectos más pequeños.  

 

La selección del software adecuado dependerá de las necesidades específicas del proyecto ferroviario: el presupuesto disponible y el nivel de experiencia del equipo de diseño. Cada herramienta ofrece un conjunto de capacidades únicas que pueden complementarse entre sí para maximizar la eficiencia y precisión en diferentes etapas del proyecto. 

 

 

 

Ing. René Arellano Xolalpa 

Encargado del Área del Topografía en EGIS México.