Resumen de Desarrollo de material elastomérico a partir de neumático fuera de uso para alta atenuación de vibraciones en sistemas de vía en placa con carril embebido
- español
La superestructura de vía (plataforma ferroviaria) ha sufrido cambios importantes en los últimos años, en los que se han ido imponiendo nuevos sistemas de vía en placa de hormigón sobre el tradicional sistema de balasto y traviesas.
Este desarrollo ha tomado mayor relevancia en el campo de las infraestructuras de transporte (metro subterráneo, metro ligero y tranvía), donde la plataforma debe coexistir con otros medios de transporte y facilitar las actuaciones de evacuación en caso de emergencia, así como las labores de operación y limpieza.
Como fruto de estas necesidades surgió el concepto de sistema de vía en placa con carril embebido, donde el carril queda completamente integrado en la propia plataforma de vía y la superficie de rodadura a cota de rasante.
Por otro lado, la sociedad moderna cada vez más demanda nuevas soluciones enfocadas a mejorar el confort y la calidad de vida de las personas, tomando conciencia de problemas que hasta la fecha no se le había dado la suficiente importancia. Uno de ellos, generado por la actividad intrínseca a la circulación de vehículos ferroviarios, es la transmisión de vibraciones y ruido estructural al entorno generando importantes molestias en las personas que habitan en las viviendas colindantes a las líneas ferroviarias. Debido a esto, se ha considerado necesario investigar en el campo de los materiales con suficiente capacidad amortiguadora para permitir una alta atenuación de las vibraciones generadas por la interacción material móvil-infraestructura-vivienda.
Por todos es sabido la excelente capacidad de deformación elástica del caucho sintético, por lo que junto con la necesidad medioambiental de reutilizar el caucho procedente de neumáticos usados, más allá de su valorización energética, se plantea en esta Tesis Doctoral el desarrollo de un material elastomérico a partir de neumáticos fuera de uso (NFU) que permita conseguir una alta atenuación de vibraciones en los sistemas de vía en placa con carril embebido, mediante su aplicación como revestimiento del carril, de forma que actúe como aislador pasivo entre el carril y la plataforma de hormigón.
Para ello ha sido necesario caracterizar los componentes que conformarán dicho material elastomérico, principalmente caucho reciclado granulado en diferentes granulometrías y un ligante polimérico que actúa como matriz, para conseguir una mezcla con un rango de rigideces óptimas (K) según las teorías de mecánica de vía actualmente en vigor.
A partir de aquí se procede a definir el diseño geométrico más operativo del revestimiento del carril con este material y a analizar diferentes prototipos a escala de laboratorio, según las normativas de aplicación (Norma de Metro de Madrid y diferentes normas UNE-EN, para comprobar el comportamiento mecánico y de atenuación de la configuración seleccionada.
Una vez analizados los resultados obtenidos en laboratorio y comprobada la viabilidad técnica de este material para la aplicación buscada, se realiza un demostrador a escala real que permite definir la fabricación y el montaje del sistema propuesto, verificar el comportamiento vibroacústico real en condiciones de servicio y realizar una comparativa con otros sistemas comerciales ejecutados en el mismo tramo constructivo.
Los resultados obtenidos permiten contrastar el nivel de rigidez impuesto al sistema y conocer el nivel de atenuación de vibraciones real desde la vía al pie de los edificios cercanos, garantizando que se cumple en todo momento la legislación vigente y confirmando el perfecto funcionamiento del material procedente de NFUs, acorde al diseño previsto.
- English
Slab track systems with embedded rail have acquired more importance in urban transport infrastructures, since the platform must allow for the joint use of wheeled vehicles. Another relevant concern in urban environment is the structural noise transmission to the surrounding areas.
Together with these restrictions, the environmental need to reuse the used tires set the development of a new elastomer from this material to get a high vibration attenuation, acting as an isolator between the rail and the concrete platform.
For that reason, the materials under study (recycled rubber and a polymeric binder) were characterized to obtain a mixture with a range of optimal stiffness according to the classical track mechanics theories.
Once the design of the system was defined, two prototypes were tested in laboratory in order to check out their technical viability.
Finally, a real scale demonstrator was carried out to ensure the perfect performance of the proposed elastomer.
