CALIFICACIÓN DE VÍAS FÉRREAS MONTADAS SOBRE BALASTO.

• Ya han pasado los años del auge en la construcción de las infraestructuras ferroviarias en España. Si bien lo único bueno de ciertos desembolsos (lícitos o no) es que todo lo que se construyó en esos años de bonanza económica sigue en pie; se puede explotar y también se tiene que mantener. Por tanto : ?¿? como se certificaría que una vía férrea (ya sea de nueva construcción o incluso renovada) se encuentra en la geometría correcta -> esto se consigue mediante el proceso de Calificación acorde a la norma de que se trate.

• En España disponemos de varios anchos de vía: Internacional (1435 mm- AVE/Europeo), Ibérico (1668 mm - Lineas Convencionales/Velocidad Alta), Métrico (1000 mm Feve - Norte) y otras minorías. En total unos 16.000 kms de los cuales la mayor parte es montada sobre balasto; por ello nos centraremos en como se evalúa desde el punto de vista geométrico/topográfico un vía férrea de Alta Velocidad con ancho ibérico sobre superficie granular (balasto). 
• No vamos a entrar en como se construye/diseñan estas obras lineales (se supone que se tienen conocimientos básicos al respecto - para eso somos ingenieros no?¿?) si no tan solo en su evaluación/contraste. Así mismo proporcionaré plantillas de cálculo auxiliares a tal fin (esas que nadie te cede cuando las necesitas). 
• Hemos de reseñar que suele calificarse la vía convencional por un lado (ya se trate de estaciones o tramos interurbanos) y los aparatos de vía (aquellos elementos que permiten al material ferroviario transitar entre vías) por otro. La normativa utilizada y que regula estos contrastes geométricos en España son las eternas Normas Renfe Vía (N.R.V).

• Todos los aspectos en cuanto a los controles topográficos o mediciones a realizar que reflejan las N.R.V están bastante obsoletos (normas redactadas muchas de ellas durante los 80`s). Para discernir que es lo que se puede/se tiene que conseguir en cuanto  a la exactitud del posicionamiento de una vía hay que sumergirse en ellas (extrayendo petróleo) y además "llegar a acuerdos previos entre todos" para que "sepamos lo que se pide" e intentar que los ICCP`s no nos "vuelvan locos" con cosas imposibles.
• Las características topográficas/cálculo de la red de apoyo y la instrumentación necesaria para la toma de datos ya se describió en un anterior post. A grosso modo:

1.  La planimetria de las bases de replanteo se establece mediante polígonales de centrado forzado ( ET, 1cc-3cc y 1mm+1.5 ppm) observaciones en series angulares (6 al menos CD-CI) posteriores ajustes/magia (para que cuadren coordenadas definitivas con la infraestructura construida). Radiaciones con solapes (anterior/siguiente) a bulones wild atornillados a celosía de catenaria (para posteriores intersecciones inversas mixtas a 6-8 puntos de referencia para posicionamiento en xy).
2.  La altimetría por medio de nivelaciones geométricas de precisión ( niveles electrónicos con Ek=0.3 a 0.7 mm - raiz de k). Clavos sobre zapatas de torres catenaria (puntos de cota para posicionamientos con ET).

• Cuando una vía es de nueva construcción/renovada completamente (balasto, traviesa y carril) pasa por varias fases en las que se realizan contrastes: Primer Levante, primera nivelación y segunda nivelación (en ocasiones también sondeos durante estabilizados intermedios). Dichas etapas son aproximaciones a la posición/estado definitivo de las vías que lógicamente no quedan "bien a la primera" si no que van asentándose con el paso de tonelaje/cargas por encima.
• Los aspectos que evaluaremos son:
• 1.- Alineación en planta. Donde se ausculta la posición absoluta/distancia lateral (ripado) al teórico y el flechado (curvatura) en punto medio de cuerda de 10 m. Antiguamente se anotaba la distancia desde piquetes (con metro y horizontalmente) al borde del carril activo (para el primer parámetro) y se utilizaban asas de flechar  (para el segundo parámetro). 
• 2.- Ancho de la vía. Medida entre bordes activos de ambos carriles.
• 3.- Peralte/nivelación transversal. Distancia vertical/diferencia de cota entre carriles izquierdo y derecho medida perpendicularmente al eje de vía (en curvas). Este contraste nos proporcionará también el alabeo o variaciones del peralte con la distancia recorrida. Los puntos 2 y 3 se recogen a través de las reglas de ancho/peralte que han de estar homologadas por ADIF/RENFE y desde 2013 deben de ser digitales (antes eran analógicas y mas propensas a des-correcciones).
• 4.-Nivelación longitudinal o cota ortométrica de la vía. Obtenida mediante nivelación geométrica de precisión sobre la parte superior del hilo/carril bajo (que materializa la rasante de dicha vía).

CARRO DE VIAS. 

• Hoy en día os pueden contar "milongas" pero nadie (o mejor dicho "casi nadie") va con dos mordazas, un hilo de pesca y una reglilla midiendo mm (asas de flechar --> a no ser que seas un "pureta"); suelen utilizarse los carros de vía que incorporan pues una regla de ancho/peralte digital (sobre armazón) y un sistema de medición remota a estación total para obtener las coordenadas absolutas/espaciales del eje de via; así como generación de listados, exportaciones en diversos formatos de los datos recogidos. Los datos recogidos solo serán fiables si conservamos una buena metodología en la toma de observaciones (rigurosidad en los posicionamientos, depuración de observaciones, ojo distancias maximas (80-100 metros), correcciones temperatura/presión, inversas al menos a 2 clavos NAP etc9.
• Si no tenemos muchos recursos (el alquiler del carro es bastante caro) utilizaremos para la toma de datos otros aditamentos topográficos: zapatas de vía - con prisma EDM, reglas de ancho/peralte y niveles automáticos  que los suplan (para la obtención de coordenadas absolutas del eje de vía y evaluar desviaciones en estadillos/excel de calificación).

• Cuando algunas de las vías cercanas a la del contraste/toma de datos tiene circulación debe estar presente un personaje denominado "piloto" que suele "facilitar" RENFE (previo pago). En teoría estará presente/vigilante  y te avisará de los siguientes trenes que tienen previsto su paso (eso es bueno para que no te atropellen al operario --> porque no se les oye venir y a veces está de espaldas a la circulación, agachado o con máquinas trabajando; sobre todo en estaciones, doy fé de ello).
• No se muestrea toda la longitud de la vía si no tan solo 100m por cada km (los llamados hectométricos). Esto no significa que no se hagan otras medidas de calidad geométrica aparte de la calificación (como comprobación de piquetes y otros levantamientos anteriores, soldaduras aluminotermicas, liberación de tensiones etc). Para todo ello ayuda una barbaridad dejar la vía metrada (empleando tubos de pasta/rotuladores indelebles)  marcando los PKs cada x metros (ya vemos mas adelante).
• La norma (Montaje NRV -7.1.0.3) identifica los estados de la vía según las viñetas siguientes (abajo) en las que se definen la fase de primera y segunda nivelación donde normalmente se realizan los contrastes/calificaciones de la misma. Así mismo cita unas tolerancias geométricas de cumplimiento obligado para los parámetros recogidos por los equipos de topografía:

• En este LINK podréis encontrar la normas y plantillas (utilizadas por mi  realmente para calificar unas vías férreas de nueva construcción (años 2009- 2015) en una estación del E.A.A.V.) que cito en esta entrada del blog (veréis algunas que tienen mas de 35 años --> todavía sus premisas son vigentes en la mayoría --> parece mentira ¡¡). Dichas hojas excel están programadas para introducir los datos obtenidos en campo con los algoritmos/cálculos que exige la norma y baremar los resultados obtenidos con un indice de calidad (i) que los evalúa como BIEN, ACEPTABLE, REGULAR, DEFICIENTE O MAL -> en teoría debe dar BIEN siempre (con matices -- je je). 
• En ocasiones se sondean vias que no son nuevas o con ciertas características en cuanto a velocidad de transito, tratamiento reciente, traviesas de madera, apartaderos etc --> en estos casos hay que investigar en la norma y llegar a parámetros limite para darlas por buenas en geometría pero que esos estados sean conseguibles. Es decir no puedes calificar una via de alta velocidad nuevecita con la misma rigurosidad que una via recien bateada pero de antigua construcción en travesía de una estación.
• Lo primero será tener clara la implementación de toda la geometría de la vía en el software de trazado para conocer los datos teóricos en cada posición del sondeo del hectométrico objeto de estudio. Podremos comparar en cada punto los datos teóricos (listados Istram/Ispol) con los reales e incluirlos en las hojas de calificación para evaluar la situación real de la obra. 

• Comenzamos pues con un sondeo en segunda nivelación de nuestra vía 4, ancho ibérico y sobre balasto. Elegiremos el hectómetro entre PK`s 0+360 y 0+460. 
• Para verificar  la ALINEACIÓN o ripado a piquetes (1) (desplazamiento horizontal al teórico) y primer parámetro a comprobar hemos de metrar (anotando pks em carril) cada 100m en recta (se chequea todo el km) y cada 50 m en curva (en este caso el trazado no llega a 600 m de vía). 
• Nos posicionaremos en esos Pk´s marcados (carro o zapata) y efectuamos el levantamiento oportuno obteniendo coordenadas absolutas del eje o cara activa de carril (+-0.834m a eje). Ya en campo podremos ver el ripado (distancia perpendicular al teórico) o bien en gabinete evaluamos esos puntos con repecto al eje de via 4. Las desviaciones se anotan en su posición correspondiente (la tolerancia establecida es de +-6mm):

• El segundo parámetro a comprobar o FLECHADO (2) cada 5 m con cuerdas de 10m sondea la geometría en planta respecto a las alineaciones teóricas. Esto es; en una alineación recta la flecha debe ser 0, en una curva de radio R será constante y en una zona con espiral/clotoide ha de ser variable. Habremos pues de metrar el hectómetro cada 5m y levantar dichos puntos obteniendo igual que en el punto anterior las coordenadas planimétricas absolutas para después en gabinete determinar dichas magnitudes de flecha (esto con carro de vías es inmediato y con zapata/prisma hay que cocinarlo en oficina). Hay quien para obtener este parámetro todavía anda flechando la vía con asas (ver imagen inferior) --> normalmente con ganas de tocar las narices.

• En mi caso particular esta operación lo solía realizar de igual modo en gabinete con AUTOCAD a partir del levantamiento por radiación realizado (más rápido y seguro si hay circulación). Podremos comparar las magnitudes obtenidas con las teóricas/calculadas e implementarlas en el estadillo de evaluación.

• El tercer parámetro es la NIVELACIÓN LONGITUDINAL(3) del tramo objeto de estudio. En esta ocasión por un lado se evalúa a grosso modo (en un primer apartado) la totalidad del km auscultado (recordemos que esta vía tiene 550m por eso se tomaron cada 50m) recogiendo cotas del hilo bajo cada 100m.

• Por otro lado se metran los Pk´s de dicha vía cada 3m tomando el mismo dato (z hilo bajo/rasante de vía) en el hectómetro de calificación (0+360-0+460). Esto es una simple nivelación geométrica con nivel automático o levantamiento con carro de vias para obtener la rasante real y compararla con la teórica.

• Si os fijais en las hojas de calificación no solo se contabilizan las diferencias entre datos de proyecto/diseño y campo/contruido si no también las variaciones entre los valores de los parámetros recogidos que posteriormente se incluyen en la formulación para evaluar su estadd/indice final de calidad.
• Dichos variaciones son muy importantes en el confort/seguridad de marcha del tren como recogemos en el siguiente sondeo de PERALTE y ALABEO (4). En este caso aprovecharemos el metrado de via cada 3 m (5 traviesas) realizado para la nivelación longitudinal y recogeremos el peralte de la vía en todos esos puntos. El peralte es muy restrictivo y los alabeos muy acusados pueden hacer descarrilar un tren --> por tanto es un parámetro fundamental. El estado/consolidación y apriete de traviesas no es un valor que controlen/persigan los equipos de topografía (por tanto lo obviaremos).

• Finalmente y como última auscultación de la geometría  habremos de recoger el ANCHO DE VIA (5) en un tramo de 42 traviesas (25 m) consecutivas dentro del hectómetro elegido. Con cuidado de posicionar la regla o perpendicular al carril en cada punto. Normalmente este parámetro y con traviesa monobloque de hormigón suele estar bastante correcto (en traviesa de madera puede ser un infierno --> vías antiguas).

• Tras efectuar todas las operaciones anteriores dispondremos de la calificación completada y arrojará un resultado --> debe ser BIEN en todos los apartados para que se considere como positiva/aprobada. Por tanto habrá de tocarse/corregirse en aquellos puntos que ocurran discordancias. El caso es que cuando se tiene que manipular un ripado a lo mejor se descorrije el peralte o al contrario (recordemos que si ese hectómetro no ha quedado bien --> como estarán los otros nueve ?¿? ).

• Las bateadoras son máquinas enormes que consiguen que una vía tras múltiples pasadas (alinea, peralta, consolida y levanta) quede perfectamente plasmada sobre el balasto. Se tienen que proporcionar a dichos equipos unos listados de gran exactitud (los generan los programas de trazado a partir de levantamientos en campo) para que hagan correctamente su trabajo. En los listados proporcionados se reflejan la geometría teórica (planta y peraltes) y las correcciones a realizar (sobre todo ripados y levantes) en cada pk del informe. 

• Finalmente podemos hablar (solo por encima) de que como departamento de topografía es posible que tengas que chequear (el 100%) las soldaduras aluminotérmicas (entre barras de carril o parejas). Puede realizarse por medio de reglas de inducción o por medio de galgas. También se verifica que la distancia de esmerilado no sea excesiva. 
• En fin como nociones para el que sepa poco o no haya trabajado en ello creo que no está mal. Hay un montón de cosillas que he  obviado --> porque esto de las vias es un mundo..
• Espero que a alguien le sea útil la entrada; si gusta puedo hacer otra contando como se califican los aparatos de vía.
• Un saludo y hasta pronto.
• By Rah.