vía férrea

Una vía férrea consta de dos rieles de acero paralelos sujetos a una serie de durmientes de madera u hormigón (llamados traviesas en algunos lugares), que a su vez se colocan sobre una subrasante o balasto preparado. Los rieles suelen ser secciones de acero laminado con un perfil en forma de T invertida, con una base plana, alma vertical y cabeza redondeada. La cabeza proporciona una superficie de rodadura para las pestañas de las ruedas, mientras que la base distribuye la carga a los durmientes. El ancho de vía estándar en Norteamérica es de 4 pies 8.5 pulgadas entre los bordes interiores de los rieles; otros países utilizan anchos de vía diferentes, destacando los 1,435 mm (efectivamente el mismo) en Europa y los 1,000 mm en algunos ferrocarriles de montaña e industriales.

Los rieles en sí mismos vienen en varios pesos y perfiles dependiendo de las demandas del servicio. Las líneas de carga pesada utilizan secciones de riel de 130 a 155 libras por yarda; las líneas de pasajeros y las industriales más ligeras pueden usar de 100 a 115 libras por yarda. El riel moderno soldado continuamente, tendido en piezas únicas de varias millas de largo, ha reemplazado en gran medida al riel articulado con eclisas atornilladas, lo que reduce el mantenimiento y el impacto de las ruedas en las juntas. Los rieles se mantienen en ancho (la separación correcta) mediante tirantes o arriostramientos laterales y suelen fijarse a los durmientes con clavos, clips o sistemas de sujeción diseñados para permitir cierto movimiento lateral y al mismo tiempo evitar el deslizamiento, el desplazamiento gradual de los rieles bajo tensión repetida.

Balasto y cimentación

El balasto, generalmente piedra triturada o grava, se asienta debajo de los durmientes y cumple múltiples funciones: distribuye la carga concentrada de los durmientes sobre un área más amplia de la subrasante, permite el drenaje lejos de la vía y proporciona sujeción lateral. En rutas con drenaje deficiente o en climas húmedos, la profundidad del balasto puede alcanzar de 12 a 15 pulgadas; las regiones áridas pueden usar de 8 a 10 pulgadas. La subrasante misma debe estar correctamente nivelada y compactada para evitar asentamientos; la subsidencia diferencial provoca vías onduladas y un contacto deficiente de las ruedas, lo que lleva a un desgaste acelerado y riesgo de descarrilamiento.

Los durmientes de madera siguen siendo comunes en Norteamérica y suelen tener una sección transversal de 7 por 9 pulgadas y 8.5 pies de largo, espaciados de 19 a 21 pulgadas en vías rectas y más juntos en curvas. Los durmientes de hormigón, más pesados y duraderos pero menos tolerantes a la desalineación, han ganado terreno en corredores de mucho tráfico y en regiones con clima severo o plagas que dañan la madera. Los durmientes de madera absorben humedad, se pudren y deben tratarse con conservantes; los durmientes de hormigón son inmunes a estos problemas pero no pueden clavarse con puntas, lo que requiere clips de sujeción especiales.

La geometría de la vía es crítica: el riel debe estar correctamente peraltado en las curvas (el riel exterior elevado con respecto al interior), típicamente de 4 a 6 pulgadas de elevación en las curvas de la línea principal, para equilibrar la fuerza centrífuga y el peso normal. Los rieles se desgastan a diferentes velocidades dependiendo del tonelaje del tráfico, la curvatura y la velocidad; los rieles interiores en curvas cerradas se desgastan más rápido. La inspección regular para detectar defectos en los rieles (fallas internas detectadas mediante pruebas ultrasónicas), sujetadores corroídos y degradación de los durmientes es esencial; una vía descuidada acumula retrasos y riesgo de accidentes. Todo el sistema es un equilibrio entre rigidez (para soportar cargas pesadas y la dinámica del tren) y flexibilidad (para distribuir el impacto y permitir el drenaje).