ES2950208A1 - Dispositivo para la determinacion del perfilado de una banqueta de balasto - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a un dispositivo para la determinación del perfilado de una banqueta de balasto, caracterizado por que comprende un chasis (1) que comprende un cuerpo configurado para el soporte de los distintos componentes del dispositivo, un primer palpador fijo (3) que comprende al menos una base configurada para apoyarse sobre una traviesa (8), un segundo palpador fijo (4) que comprende al menos un apoyo configurado para apoyarse sobre un patín (9) y un palpador móvil (5) que comprende al menos un vástago (6), que atraviesa el chasis (1) verticalmente, y una cabeza situada en el extremo inferior del vástago (6) configurado para apoyarse sobre la parte superior de la banqueta de balasto (7); y al método de determinación del perfilado de una banqueta de balasto (7) usando este dispositivo.
Description
DESCRIPCIÓN
DISPOSITIVO PARA LA DETERMINACIÓN DEL PERFILADO DE UNA BANQUETA DE
BALASTO
SECTOR DE LA TÉCNICA
La invención tiene aplicación en el sector de la construcción y mantenimiento del ferrocarril. Específicamente, la invención está destinada al control del perfilado de una banqueta de balasto.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El ferrocarril ha sido elegido por los principales países del mundo como medio de trasporte prioritario para el futuro inmediato, debido fundamentalmente a las mejoras que han propiciado los avances tecnológicos: reducción drástica del consumo de energía por tonelada y pasajero, que lo convierte en el medio de transporte interurbano más eficiente, posibilidad de descarbonización total de la energía necesaria para su operación, tiempos de viaje reducidos debido a las nuevas altas prestaciones, generalizándose las velocidades comerciales por encima de los 300 km/h, capacidad de integración en el entorno urbano, finalizando los trayectos en el mismo centro de las ciudades, etc.
La configuración clásica y más económica de la vía férrea es la vía en balasto, que consiste en la disposición de carriles de acero sobre traviesas que apoyan sobre una banqueta de balasto y a su vez esta sobre una plataforma de tierras. La banqueta de balasto consiste en una capa de piedra machacada, el balasto, de un tamaño entre 4 cm y 15 cm, que goza de propiedades ideales para recibir las cargas del tráfico ferroviario y repartirlas uniformemente sobre la plataforma, a la vez que permite el drenaje adecuado de la vía.
Si bien el diseño clásico de vía en balasto es el más ventajoso desde el punto de vista económico, se presenta el problema de que, a partir de velocidades de los trenes superiores a 250 km/h se manifiesta un efecto denominado vuelo de balasto que consiste en que si la plataforma no se ha perfilado adecuadamente, retirando las piedras que hayan podido quedar sobre las traviesas en las labores de construcción y mantenimiento y no se ha dejado una distancia de guarda de unos centímetros entre la parte superior del balasto y la parte superior
de las traviesas y la parte inferior del carril, una gran cantidad de piedras van a despegar al paso de los trenes por los fenómenos aerodinámicos que se generan bajo ellos, ocasionando daños graves en ejes, ruedas, elementos de los frenos, sensores, detectores de balizas, etc.; daños también en los aledaños de la vía a instalaciones e incluso daños al propio tren por rebote de las piedras proyectadas en postes, señales, muros, hastiales de túneles y pantallas acústicas.
Así, es importante verificar el correcto perfilado de la banqueta de balasto tras la construcción, los trabajos de mantenimiento y también periódicamente, pues de su correcto estado depende evitar los daños mencionados.
En el caso de España, la geometría del perfilado de la banqueta de balasto la prescribe:
• la normativa del Administrador de Infraestructuras Ferroviarias (ADIF: NAV 3-4-3.0 MONTAJE DE VÍA EN BALASTO PARA OBRA NUEVA.)
o Apartado 11.5.2 " El balasto no puede en ningún momento tocar el carril. Existirá un espacio no inferior a 2 cm entre el balasto y el patín del carril [...]”
o Apartado 11.5.3 “La diferencia de cota entre la parte superior de la traviesa (en su eje) y la parte superior del balasto será de 4 cm [ ... ]”
• la normativa estatal (MINISTERIO DE TRANSPORTES, MOVILIDAD Y AGENDA URBANA: INSTRUCCIÓN FERROVIARIA PARA EL PROYECTO Y CONSTRUCCIÓN DEL SUBSISTEMA DE INFRAESTRUCTURA - IFI:
o Apartado 2.1.1 "En las líneas nuevas o acondicionadas con velocidad de la línea superior a 250 km/h que estén equipadas con traviesa monobloque, la cota superior de balasto se rebajará entre 3-4 cm por debajo de la parte de menor altura de la cara superior de la traviesa y únicamente entre carriles”).
Debido al avance de la tecnología y al despliegue generalizado del sistema europeo de gestión del tráfico ferroviario ETCS nivel 3, es inminente un salto generalizado cuantitativo en las velocidades de los trenes, permitiéndose alcanzar los 350 km/h en la mayoría de la red de alta velocidad con las únicas limitaciones de las capacidades y prestaciones de los trenes. Hasta ahora, no se ha incidido sistemáticamente ni con rigurosidad en la verificación del perfilado del balasto, ni se ha implementado un instrumento específico para dicha verificación.
Sin embargo, esto cobra importancia capital en el escenario inminente de altas velocidades generalizadas.
En la actualidad, la determinación y verificación del perfilado de la banqueta de balasto se viene llevando a cabo de las siguientes maneras:
• Empleando los perfilómetros láser de las máquinas auscultadoras, bateadoras o perfiladoras que los incorporan. La disposición de estas máquinas tiene un coste muy elevado y no todas implementan sistemas para el registro del perfil de la banqueta de balasto
• Empleando métodos topográficos trigonométricos clásicos. Exige medios que suponen un coste elevado (instrumental topográfico: estación total y prisma sobre jalón y personal especializado: topógrafo y ayudante)
• Empleando métodos topográficos de última generación. Exige medios que suponen un coste elevado (láser escáner o LIDAR) y personal especializado, tanto para la toma de datos como para el procesado de estos.
• Empleando reglas y flexómetros, realizando muestreos de forma lenta, penosa (exigen agacharse y arrodillarse continuamente en el balasto) y difícil de documentar (a base de cumplimentar estadillos a mano con los riesgos inherentes de equivocación, etc.)
Por este motivo, es necesario el desarrollo de alternativas para la determinación y verificación del perfilado de una banqueta de balasto.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
Debido a los inconvenientes existentes en la actualidad, se presenta un dispositivo para la determinación y verificación del perfilado de una banqueta de balasto. Este dispositivo proporciona una forma rápida, cómoda, sencilla y económica de medir, y preferiblemente verificar, el correcto perfilado de la banqueta de balasto, determinando la distancia entre la parte superior de dicha banqueta y una traviesa, preferiblemente la parte superior de dicha traviesa, así como la diferencia de cota entre la parte superior de dicha banqueta y un patín del carril.
El dispositivo comprende un chasis, que sirve de soporte para el resto de los componentes del dispositivo. Adicionalmente, el dispositivo comprende un medio de referencia y un palpador móvil que permite determinar el perfilado de la banqueta de balasto. De este modo,
el medio de referencia del dispositivo puede comprender un primer palpador fijo, destinado para la determinación desde la traviesa; y/o un segundo palpador fijo, destinado para la determinación respecto al patín del carril.
Para la determinación de la distancia entre la parte superior de la banqueta balasto y una traviesa, se posiciona el dispositivo apoyando el primer palpador fijo sobre dicha traviesa, preferiblemente sobre la parte superior de dicha traviesa. Por efecto de la gravedad el palpador móvil, formado por un vástago y un cabezal situado en el extremo inferior del vástago, desciende, de modo que la cabeza del vástago entra en contacto con la parte superior de las piedras que forman la banqueta de balasto.
Por otro lado, para medir la diferencia de cota entre la parte superior de la banqueta de balasto y la parte inferior del patín del carril, se posiciona el dispositivo haciendo contactar un apoyo un segundo palpador fijo sobre el patín de un carril. Nuevamente, por efecto de la gravedad el palpador móvil desciende de modo que la cabeza del vástago apoya sobre la parte superior de las piedras de la banqueta de balasto.
Por tanto, el método para la determinación del perfilado de una banqueta de balasto mediante el uso del presente dispositivo comprende las siguientes etapas:
- posicionar el medio de referencia del dispositivo de determinación del perfilado, ya sea mediante la al menos una base del primer palpador fijo en una traviesa o el al menos un asiento del segundo palpador en el patín de un carril;
- descender el al menos un vástago del palpador móvil de modo que la cabeza de dicho vástago contacte con la parte superior de la banqueta de balasto; y - medir la distancia a la que desciende la cabeza del vástago del palpador móvil.
Adicionalmente, el dispositivo puede estar configurado para permitir la verificación atendiendo a la longitud que sobresale de dicho palpador móvil por la parte superior del chasis del dispositivo, la cual es inversamente proporcional a la diferencia de cota con la capa superior de la banqueta de balasto. Una vez obtenida los valores de dichas longitudes, un usuario podría compararlos con los valores correspondientes a lo prescrito por la normativa.
Sin embargo, en una realización preferente, el vástago del palpador móvil puede encontrarse graduado, con intervalos rotulados y coloreados, por lo que un usuario puede verificar el
perfilado de la banqueta de balasto simplemente comprobando que el color del intervalo del vástago que sobresale corresponda al del intervalo de conformidad de dicha normativa.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de 3 figuras en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
• La figura 1 muestra una vista esquemática en perspectiva de una realización del dispositivo con un primer palpador fijo con dos bases, un segundo palpador fijo con dos bases y un palpador móvil de cuatro vástagos.
• La figura 2 muestra una vista esquemática frontal de una realización del dispositivo con un primer palpador fijo con dos bases, un segundo palpador fijo con dos bases y un palpador móvil de cuatro vástagos; en posición de verificación de la distancia entre la parte superior de la banqueta balasto y la parte superior de dos traviesas.
• La figura 3 muestra una sección esquemática de una realización del dispositivo en posición de verificación del espacio entre la parte superior de la banqueta de balasto y la parte inferior del patín del carril.
REFERENCIAS NUMÉRICAS DE LAS FIGURAS
1. Chasis
2. Mango
3. Primer palpador fijo
4. Segundo palpador fijo
5. Palpador móvil
6. Vástago
7. Banqueta de balasto
8. Traviesa
9. Patín del carril
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
A la vista de las mencionadas figuras y de acuerdo con la numeración adoptada, la invención comprende esencialmente los siguientes componentes:
• un chasis (1) que comprende un cuerpo configurado para el soporte de los distintos elementos del dispositivo;
• Un medio de referencia que comprende:
o un primer palpador fijo (3) que comprende al menos una base configurada para ser apoyado sobre una traviesa (8), preferentemente sobre la parte superior; y/o
o un segundo palpador fijo (4) configurado para ser apoyado sobre un patín del carril (9), preferentemente sobre la parte superior; y
• un palpador móvil (5) configurado para ser desplazables hasta la parte superior de la banqueta de balasto (7).
El chasis (1) es una estructura sobre la que se disponen el resto de los componentes del dispositivo. Puede presentar múltiples formas y tamaños, si bien es preferible una estructura alargada, donde sus extremos se encuentren a una longitud tal que el dispositivo pueda ser empleado para la determinación del perfilado de la banqueta de balasto (7) situado entre dos traviesas (8) de la vía. En una realización aún más preferente, el chasis (1) puede comprender unido, además, un mango (2) de posicionamiento, que facilita el uso del dispositivo por parte de un usuario. Dicho mango (2) puede presentar diferentes configuraciones. Así, en una realización preferente, el mango (2) es plegable, y preferiblemente telescópico.
Por su parte, el primer palpador fijo (3) soportado, preferiblemente en un extremo, en el chasis (1), comprende al menos una base configurada para apoyarse sobre una traviesa (8), de modo que dicho primer palpador fijo (3) pueda ser la referencia y determinar la posición de la banqueta de balasto (7) respecto a dicha traviesa (8). En una realización preferente, el primer palpador fijo (3) puede deslizar a lo largo del chasis (1). De este modo, en una realización aún más preferente, donde el dispositivo comprende un primer palpador fijo (3) formado por dos elementos desplazables situados, respectivamente, en un primer y segundo extremo de un chasis (1) alargado. Al tratarse de elementos desplazables a lo largo del chasis (1), el primer palpador fijo (3) puede adaptarse, aproximándose o alejándose, en función de la distancia entre traviesas (8)
Adicionalmente, este primer palpador fijo (3) puede también escamotearse. Es decir, dicho primer palpador fijo (3) puede ocultarse en el chasis (1), o directamente retirarse de éste. Esta característica es empleada para evitar que estorbe para la medición de la altura de la banqueta de balasto (7) bajo el patín de carril (9), capacitando la medida en algunos tipos de traviesas (8), que sin ello no sería posible.
De modo similar al primer palpador fijo (3), el segundo palpador fijo (4) soportado, preferiblemente en la parte central, en el chasis (1), comprende un apoyo configurado para contactar con un patín (9) de un carril y ser la referencia para determinar la posición de la banqueta de balasto (9) respecto a dicho patín (9), preferiblemente sobre la parte superior, de modo que pueda ser la referencia y determinar la posición de la banqueta de balasto (7) respecto a dicho patín (9).
El palpador móvil (5) soportado, preferiblemente en la parte central, en el chasis (1), comprende al menos un vástago (6), configurado para atravesar el chasis, preferiblemente a través de un orificio cilíndrico existente en el chasis; y una cabeza situada en el extremo inferior del vástago (6), en forma de peso, configurado para entrar en contacto con la parte superior de la banqueta de balasto (7) sobre el que se apoya la traviesa (8) o el patín (9).
Mediante este dispositivo se puede lograr, además, de la determinación, la verificación del perfilado de la banqueta de balasto (7) atendiendo a la longitud que sobresale de dicho palpador móvil (5), la cual es inversamente proporcional a la distancia a la que se encuentra la capa superior de la banqueta de balasto (7). Para ello, en una realización preferente, el vástago (6) se encuentra graduado, con intervalos rotulados y coloreados. De este modo, un usuario del dispositivo puede verificar el cumplimiento del perfilado de la banqueta de balasto (7) en función del rótulo y color que muestra el vástago (6). En una realización aún más preferente, el dispositivo comprende un palpador móvil (5) con 4 vástagos (6) graduados distribuidos a lo largo del cuerpo del chasis (1), de modo que se abarca la distancia existente entre dos traviesas (8). Específicamente, en una realización preferente, la cabeza del palpador móvil (5) presenta un diámetro cercano a la mitad del tamaño máximo del tamiz por el que pasa el 100% de la masa de balasto. De este modo, se asegura un correcto contacto entre el cabezal del vástago (6) y la banqueta de balasto (7). No obstante, el número de vástagos (6) puede incrementarse en función del tamaño de la cabeza del palpador móvil (5), ya que dicha cabeza es proporcional a la granulometría media del balasto de modo que se puede tener una
lectura representativa del perfilado de la banqueta de balasto (7) ajustando el número de vástagos (6) en el dispositivo.
Mediante esta realización, la disposición del dispositivo de determinación puede realizarse apoyando cada una de las dos bases del primer palpador (3) sobre dos traviesas (8) consecutivas de las vías, permitiendo la determinación del perfilado de la banqueta de balasto (7) situada entre estas traviesas (8).
Claims (14)
1. Dispositivo para la determinación del perfilado de una banqueta de balasto, caracterizado por que comprende:
o un chasis (1) que comprende un cuerpo configurado para el soporte de los distintos componentes del dispositivo;
o un medio de referencia que comprende:
■ un primer palpador fijo (3), soportado en el chasis (1), que comprende al menos una base configurada para apoyarse sobre una traviesa (8), y/o
■ un segundo palpador fijo (4), soportado en el chasis (1), que comprende al menos un apoyo configurado para apoyarse sobre un patín (9)
o un palpador móvil (5), soportado en el chasis (1), que comprende al menos un vástago (6) que atraviesa el chasis (1) verticalmente; y una cabeza situada en el extremo inferior del vástago (6) configurado para apoyarse sobre la parte superior de la banqueta de balasto (7).
2. Dispositivo para la determinación del perfilado de una banqueta de balasto según la reivindicación 1, donde el chasis (1) comprende además un mango (2).
3. Dispositivo para la determinación del perfilado de una banqueta de balasto según la reivindicación 2, donde el mango (2) es plegable.
4. Dispositivo para la determinación del perfilado de una banqueta de balasto según la reivindicación 3, donde el mango (2) es telescópico.
5. Dispositivo para la determinación del perfilado de una banqueta de balasto según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde la al menos una base del primer palpador fijo (3) está configurada para apoyarse sobre la parte superior de la traviesa (8).
6. Dispositivo para la determinación del perfilado de una banqueta de balasto según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde el primer palpador fijo (3) comprende dos bases situadas en extremos opuestos del chasis (1).
7. Dispositivo para la determinación del perfilado de una banqueta de balasto según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde el al menos un apoyo del segundo palpador fijo (4) está configurado para apoyarse sobre la parte superior del patín (9).
8. Dispositivo para la determinación del perfilado de una banqueta de balasto según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde el segundo palpador fijo (4) comprende dos apoyos.
9. Dispositivo para la determinación del perfilado de una banqueta de balasto según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde el palpador móvil (5) comprende cuatro vástagos (6).
10. Dispositivo para la determinación del perfilado de una banqueta de balasto según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, donde el al menos un vástago (6) se encuentra graduado.
11. Dispositivo para la determinación del perfilado de una banqueta de balasto según la reivindicación 10, donde el al menos un vástago (6) se encuentra rotulado y coloreado.
12. Dispositivo para la determinación del perfilado de una banqueta de balasto según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, donde el primer palpador fijo (3) puede escamotearse.
13. Método de determinación del perfilado de una banqueta de balasto con un dispositivo para la determinación del perfilado según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende las siguientes etapas:
- posicionar el medio de referencia del dispositivo para la determinación del perfilado;
- descender el al menos un vástago (6) del palpador móvil (5) de modo que la cabeza de dicho vástago (6) contacte con la parte superior de la banqueta de balasto (7); y
- medir la distancia a la que desciende la cabeza del vástago (6) del palpador móvil (5).
14. Método de determinación del perfilado de una banqueta de balasto según la reivindicación 13, donde el método comprende además verificar la distancia descendida por la cabeza del vástago (6).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2950208 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20231005 |
|
| PA2A | Conversion into utility model |
Effective date: 20240606 |