Introducción A Los Ferrocarriles En Ingeniería Civil

Ferrocarriles.
Guillermo Ruiz Buenrostro

Introducción.
En este trabajo trataremos los ferrocarriles desde el punto de vista de la ingeniería civil; es decir, nos enfocaremos de manera preferencial en el desarrollo y tendido de la vía férrea, quedando el desarrollo de las locomotoras y los vehículos de arrastre para la ingeniería mecánica y la logística y aprovechamiento del tendido para laingeniería industrial.
Los ferrocarriles son, hoy por hoy, el medio más económico de transportar mercancías dentro de una nación. Su mayor desventaja es, sin duda, el hecho de que se deben tender vías entre los puntos que se desean conectar, y que las vías no son precisamente económicas; sin embargo, esto mismo podemos decir de las carreteras. En los últimos años el desarrollo de las vías férreasse ha visto gravemente disminuído y se ha dejado de invertir en el desarrollo de nuevas rutas a favor de la construcción de carreteras y autopistas; el transporte de pasajeros también se ha visto fuertemente impactado por los aeropuertos y las aerolíneas de bajo costo. Sin embargo, el ferrocarril juega aún un papel importante en la transportación de mercancías en el país. La velocidad del tren nosupera, por lo normal, los cien kilómetros por hora, pero transporta una cantidad de carga muy superior a la que puede transportar con seguridad una flotilla de camiones en una autopista por la misma cantidad de dinero.

Elementos que componen la superestructura.
La construcción de una carretera y una vía férrea comparten muchos elementos en su subestructura, y no es sino hasta lasuperestructura que éstos comienzan a diferir de manera radical. La función de ésta última es mantener el riel, y por tanto, la vía en su lugar geométrico. Podemos imaginar el riel como una viga continua, apoyada sobre durmientes, cuya función es mantener el escantillón, es decir, la separación entre rieles a todo lo largo de la vía. Hay dos grandes métodos de construcción de vías: la clásica y la elástica.Comenzaremos por la vía clásica, porque es la más fácil de desarrollar.
La vía clásica es aquella en la cual se tienen rieles de una longitud fija, no unidos entre sí, y con juntas de dilatación que permitan su contracción y expansión frente a altas y bajas temperaturas. Generalmente los rieles son similares a las vigas en I, compuestos por un patín, un alma y un hongo. Los rieles están dispuestosen paralelo y con las juntas cuatrapeadas o escalonadas, de manera que el tren no caiga con fuerza en la junta de expansión al mismo tiempo, lo cual aumenta la vida útil tanto del riel como de la rueda. Para mantener el escantillón se utilizan durmientes, usualmente de pino tratado en las rectas y encino en las curvas, aunque actualmente se usan durmientes de concreto por su mayor durabilidad ala intemperie. Los durmientes, que en México suelen instalarse cada 50 centímetros en las vías de menor capacidad de carga, transmiten las cargas al suelo y se encargan de mantener las vías en su lugar geométrico. Es conveniente señalar que los durmientes son normalmente más anchos que altos. En la vía clásica, en México y en la mayor parte de los climas, las juntas de expansión se encuentran aldescubierto, pues el paso de los trenes termina por destruir con gran rapidez cualquier protección que se le ponga. 

Acomodo de rieles.

Acomodo de rieles.
El durmiente se encuentra rodeado por balasto, que es piedra triturada. El balasto transmite la carga a la terracería subrasante, quien a su vez transmite la carga a la capa subyacente. De esta manera, la carga útil que el terreno naturaltiene que sostener al pasar un tren es comparativamente menor a que si los rieles estuvieran colocados directamente encima del terreno. Para efectos prácticos, emplearemos en la vía clásica rieles de calibre 100, los cuales tienen una medida de treinta y nueve pies (11.8872 metros) y un peso de cien libras por yarda (45.359237 kg por cada 0.9144 metros de longitud, es decir, 49.6054648 kg/m)....