31 de marzo de 2014

El tendido ferroviario (1) Obras de tierra y fábrica.

Infraestructura 

El camino que atraviesa un ferrocarril, mucho antes de que los convoyes lo recorran, deben ser construidos, y es en este aspecto donde se desarrollan técnicas que implican un léxico especializado aunque no difícil de entender. Vamos a verlo.


Como es habitual en este blog, nos apoyamos en libros y conocimientos de nuestros ilustres colegas en la construcción ferroviaria, los ingenieros decimonónicos, aunque muchos de los términos e incluso técnicas, son de actual utilidad sin ningún problema.


El trazado ferroviario se componía de dos partes básicas, la Infraestructura y la superestructura. La primera estaba formada por el conjunto de obras necesarias para constituir la explanación del futuro trazado. La segunda era la vía propiamente dicha que se asentaba sobre la primera.

La infraestructura era la encargada de recibir el peso y esfuerzos provocados por los ferrocarriles que han de transcurrir por el trazado, ademas de encargarse del drenaje de las aguas para lo que se le da una inclinación de entre el 2% al 4% desde el centro al objeto de recoger las aguas pluviales en las cunetas.

Los terrenos mas problemáticos para la implantación de la infraestructura eran los arcillosos, ya que los golpes y vibraciones provocados por las circulaciones solían provocar que la arcilla emulsionase y ascendiera a través del balastro o peor aun que se plastificase y el balastro se hundía en ella, evitando la evacuación de pluviales lo que representaba un problema mas grave.

Para estos casos la plataforma se aseguraba la evaporación del agua con asientos de granulometría especifica para asegurar la misma e incluso con una capa de cal o cemento entre la infraestructura y el balasto. La anchura solía rondar lo 6 metros en vía única y 11 en vía doble, siendo en ambos casos las mismas soluciones que vamos a comentar las que se adoptaban, aumentando el ancho.

Las rasantes

La rasante es la inclinación que hay entre dos puntos, denominándose horizontal cuando los dos puntos están al mismo nivel, en rampa cuando al recorrerla en el sentido de la marcha se va en ascenso y en pendiente cuando se va en descenso.

Era importante mantener rasantes en rampa lo mas bajas posibles para lograr el mínimo esfuerzo de las locomotoras y en las rasantes en pendiente igual, ya que quedaba limitada por la capacidad del tren para frenar.

Terraplén

El trazado discurría por un terraplén cuando había que utilizar material de relleno suplementario para que la base de la infraestructura alcanzase el nivel que precisa la vía.



Trinchera

El trazado discurría por una trinchera cuando había que escavar para que la base de la infraestructura alcanzase el nivel que precisa la vía.



Media Ladera

El trazado discurría por una media ladera cuando, inteligentemente el ingeniero hacia discurrir por una ladera de forma que la mitad de explanación escavada en trinchera, servia como relleno del terraplén resultante. 


El trazado era estudiado cuidadosamente para el aprovechamiento de los materiales. no olvidemos que antiguamente, el trasporte de los materiales era muy costoso y lento, por lo que los ingenieros aprovechaban el que encontraban, aprovechando los materiales extraídos de las trincheras para el relleno de los terraplenes. De ahí que aveces veamos trazados antiguos que no tienen sentido visto con "ojos modernos" sin embargo, para los ingenieros de la época, era mas económico alargar una linea que el transporte del material para la explanación.

Taludes

Los taludes son la inclinación que se les daba a las tierras en los terraplenes o trincheras, siendo representados por el cociente de dos números, donde el dividendo era la base y el divisor la altura, por lo que un talud de 1/2 y 12 metros de altura debía tener de base.... 6 metros.


No es lo mismo un talud en roca que en tierra, por lo que los primeros tenían una inclinación de entre 1/4 y 1/10, siendo los segundos mas peligrosos por lo que solían darse inclinaciones desde 1/1 a 1/5 dependiendo de la dureza, consolidación y consistencia. Los taludes en las trincheras, solían acarrear problemas a las antiguas compañías y era el de que si la trinchera era muy profunda, la arista superior del talud quedaría muy alejada del eje central de la vía y por lo tanto era preciso expropiar mas terreno del necesario. Este problema se solucionaba con muros.

Muros

Los muros podían ser de tres tipos, de sostenimiento, de revestimiento y de contención, siendo este ultimo tipo el empleado para solucionar el problema antes comentado en las trincheras profundas.



Los muros podían ser de sillería (piedra), de mampostería (piedra labrada o sin labrar hormigonadas, de hormigón (ciclópeo, en masa o armado). Los de sillería dejaron de usarse en épocas muy tempranas siendo los mas utilizados los de mampostería, hasta que en la década de 1920 se utilizaba el hormigón con asiduidad.



Los muros de mampostería y sillería debían tener una base mayor que su arista superior e ir decreciendo conforme ascendía para soportar los pesos y tensiones según la tabla superior. En los muros de hormigón, sobre todo el armado, no era preciso una pendiente en la construcción de los muros tan pronunciada como en los de piedra.


Cunetas

Para resolver la recolección de aguas pluviales o pequeñas avenidas torrenciales, eran imprescindibles las cunetas las cuales discurrían paralelas a la vía para cumplir dicho cometido y encauzarse hacia los desagües pertinentes.


Las cunetas eran habitualmente de entre 25 y 40 centímetros de ancho por los mismos de alto, aunque dependía de la ubicación de la misma y de la recolección de aguas prevista que podían variar estas medidas.



En terrenos arcillosos se intercalaba una capa de material poroso entre la base del talud y la cuneta, tal y como vemos en el siguiente esquema, que desaguaba directamente en la base de la cuneta, para evitar los problemas antes comentados con este tipo de terrenos.


Caño

Eran pasos inferiores de forma circular para el paso de pequeñas cantidades de agua. Su diámetro no solía pasar de los 40 centímetros y su construcción era muy básica.

Su construcción no insitu, podía realizarse en barro cuando no superaban los 20 o 25 centímetros de diámetro , aunque para medidas superiores hasta los 40 centímetros habituales se recurría al gres. No era extraño que se utilizasen tubos de hierro de fundición, aunque su uso era muy caro por lo que solo se usaban en casos muy concretos. 

Los tubos debían asentarse sobre una cama de arena compactada y sobre los mismos la misma capa para evitar roturas, siendo habitual instalarlos en filas de dos o mas unidades con el fin de evitar obras mayores, siendo en este caso unidos con mortero de cemento el cual era habitual estar compuesto por 1m3 de grava por cada 0,5m3 de arena y 200 kilos de cemento Portland.


Posteriormente se utilizo el hormigón prefabricado para la realización de los tubos. Con este material llego a probarse la forma ovoide aunque no tuvo continuidad, aunque en su forma circular, se llegaba a usar habitualmente diámetros de 60 centímetros o mas, debido a la facilidad de transporte por lo que sustituyó en muchos trazados tardíos a la Tajea.


Tajea 

Eran pequeñas obras de desagüe de paso inferior que no siendo tubos, tienen una separación entre apoyos menor de un metro. Habitualmente eran de entre 40 y 80 centímetros de luz. Era habitual que la bóveda o losa superior fuera anulada debido a su escasa luz, con lo que pasaba a denominarse tajea abierta.

Este tipo de tajeas, las abiertas, aunque habituales y del gusto de los ingenieros, no lo eran tanto de las brigadas de vías y obras, ya que al no tener solución de continuidad el balasto, las traviesas sufrían con las vibraciones y eran fuente habitual de mantenimiento.




Debido a su poca luz, no era habitual la bóveda en estas obras, siendo lo mas habitual para evitar los problemas de mantenimiento antes comentados que tuvieran una losa, con el tiempo de hormigón o simplemente se sustituyeran por caños simples o dobles según la luz.

A partir de las tajeas, todas las demás obras de fabrica podían denominarse como alta o baja en función de la altura de los estribos.


Alcantarilla

Se llamaban así a las obras de desagüe cuya separación entre apoyos estaba comprendida entre 1 y 3 metros, aunque no era inusual que tuviesen menos de un metro. Era cuasi obligado el uso de la bóveda hasta que el hormigón armado llego a sustituirla en algunos casos siendo instalado en placa.



Alcantarilla obra alta.
Alcantarilla obra baja
Interior alcantarilla

Pontón

Se llamaban así a las obras de desagüe cuya separación entre apoyos estaba comprendida entre 3 y 10 metros, aunque habitualmente no solían sobrepasar los 8 metros. Se construían en origen unos pocos con madera, aunque no era muy habitual, si siéndolo la construcción en piedra y metálicos, la cual fue rápidamente adoptada.


Pontón de piedra
Pontón metálico

Los muros que se construían unidos a los estribos para contener los taludes se denominaban "en vuelta" cuando no sobresalen de la obra y "de aleta" cuando si lo hacen.

Para evitar costes, era habitual el ahorro en materiales de obra, reconduciendo los cauces de agua para que atravesasen perpendicularmente el trazado, aunque no siempre era posible, tomando así el nombre de caños, tajeas, alcantarillas o pontones oblicuos. Su principal uso era el de encauzar correctamente los caudales de agua que de manera perpendicular hubiera sido imposible o pudiese haber generado mas problemas que soluciones.



No era inusual para mantener la pendiente existente antes de la implantación de la infraestructura, que las obras de fabrica se adaptasen a las pendientes del terreno existente. De esta forma se ahorraba costes y tiempo ya que se podían construir antes de la llegada del terraplén, aunque al ser inclinadas o con mucha pendiente, solían dar problemas y ser substituidas con el tiempo por caños o tener que ser excesivamente reforzadas por lo que perdía la economía.



Sifón

Son obras para el paso del agua por debajo de la infraestructura, pero manteniendo un nivel mas elevado que la misma. Esto se consigue por succión estableciendo un vaso comunicante y era muy utilizado en terrenos de regadíos donde premiaba mantener el nivel de las acequias aun estando por encima del nivel de la rasante. 



Como podemos ver en la figura superior, aunque a la entrada se construya un cubo de recepción para lodos, el paso por debajo de la infraestructura solía llenarse de tarquín y era preciso que un operario los limpiase. Para esa función, los sifones solían tener 80 centímetros de diámetro.

Cuando no era posible, por diámetro, la limpieza por la brigada de vías y obras, se instalaba un registro en la salida, o registros intermedios a lo largo del paso inferior.

Los registros así como los cubos d entrada daban paso a arquetas que se denominaban sifónicas.


Como podemos ver en la imagen superior, no era extraño que la llegada a los puntos de entrada y de salida del sifón fueran en acueducto, buscando con ello la mayor economía posible.


Paso Inferior/superior

Se llamaban paso inferior a las obras para el paso inferior de peatones o vehículos y superior para el paso de los mismos por encima de la infraestructura, cuya separación entre apoyos estaba comprendida entre 3 y 10 metros. 


Paso superior con placa de hormigón armado
Paso Superior con bóveda en trinchera.
Paso inferior con bóveda.

Paranieve

Poco habitual en nuestros ferrocarriles eran los problemas con la nieve. Para resolver el problema se creaba un túnel artificial denominado paranieves que protegía la infraestructura de nieves y avalanchas haciendo pasar la misma, por encima de la vía.


Conclusiones

Los terraplenes, trincheras y demás desmontes eran consideradas obras de tierra, siendo consideradas las demás, obras de fábrica.

Todas las obras de fabrica vistas hasta aquí tienen dos apoyos llamados estribos, pudiendo ser soportada la plataforma de vía por bóvedas en el caso de grandes luces o por placas en el caso de pequeñas luces. En el caso de ser compuestos y componerse de varias unidades, los apoyos intermedios recibían el nombre de pilas. Los muros que se construían unidos a los estribos para contener los taludes se denominaban "en vuelta" cuando no sobresalen de la obra y "de aleta" cuando si lo hacen.

Ademas de puentes, viaductos y túneles que podremos ver en otros posts, ya tenemos preparado el terreno para recibir la superestructura, o sea todo lo necesario para que un tren pueda circular.

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6 comentarios:

  1. Hola Paco.

    Toda una lección de técnica dentro del mundo ferroviario.
    Un excelentre artículo y con muchos ejemplos gráficos que sirven para adquir cultura e ideas dentro de nuestra querida afición.

    Un saludo.

    Chigory

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  2. Gracias Chigory, a veces olvidamos la importancia de lo elemental.

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  3. Me ha encatado y sobre todo ayudado mucho. Las explicaciones estan geniales y con las fotografias no da lugar a dudas.
    Un saludo y gracias

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  4. Me ha encatado y sobre todo ayudado mucho. Las explicaciones estan geniales y con las fotografias no da lugar a dudas.
    Un saludo y gracias

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  5. Muy buenas y sencillas explicaciones. Con las fotografias no da lugar a la dudas.
    Un saludo

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