Carriles Especiales en la Infraestructura Vial
Además de los carriles destinados a la circulación normal de vehículos, existen una serie de carriles especiales destinados a cumplir un cometido específico en un determinado tramo de vía.
Carriles de Cambio de Velocidad
Este tipo de carriles se emplea para facilitar la incorporación o abandono de una determinada vía por parte de los vehículos, denominándose de aceleración y de deceleración respectivamente. La Instrucción de Carreteras española exige la disposición de este tipo de carriles en los siguientes casos:
- En entradas y salidas de carreteras de calzadas separadas –autopistas y autovías–, vías rápidas y carreteras convencionales de clase C-100 y C-80.
- En entradas y salidas de carreteras de clase C-60 con una IMD superior a 1.500 vehículos.
- En cualquier otro caso suficientemente justificado.
Carriles Adicionales
Un carril adicional se habilita en aquellas zonas de la calzada donde el nivel de servicio disminuya de forma significativa en comparación con los tramos adyacentes. Generalmente esto sucede en rampas prolongadas o con fuertes pendientes, y con un tráfico compuesto por un elevado porcentaje de vehículos pesados. En general, la longitud mínima de un carril adicional no debería bajar en ningún caso de los 300 metros.
Lechos de Frenado
En aquellos tramos de carretera donde existan pendientes prolongadas y/o pronunciadas, los vehículos pueden perder el control por un sobrecalentamiento o una avería en su sistema de frenado, dado que en este tipo de zonas el freno se acciona intermitentemente con cierta frecuencia. Para ayudar a la detención del vehículo siniestrado y evitar que éste ocasione problemas al resto de los vehículos que circulan por la vía, deben habilitarse lechos de frenado en el margen derecho de la calzada.
Carriles de Espera
Los carriles centrales de espera se emplean en intersecciones a nivel para proporcionar a los vehículos que desean girar a la izquierda una zona de resguardo donde puedan esperar a realizar la maniobra sin obstaculizar al resto de vehículos que circulan por la vía.
Dominios de la Red Viaria
La zona de afección está constituida por dos bandas de terreno paralelas a la traza de la vía, delimitadas interiormente por la zona de servidumbre y exteriormente por dos líneas paralelas a las aristas exteriores de la explanación y distantes de ellas 100 metros en autopistas, autovías y vías rápidas, y 50 metros en el resto de las carreteras.
Esta zona es de ámbito privado, aunque está restringida a ciertos preceptos legales como el no poder instalar vallas publicitarias, cambiar el uso o destino de sus instalaciones y plantar o talar árboles sin autorización previa del Ministerio de Fomento.
La zona de dominio público comprende los terrenos ocupados por la carretera y sus elementos funcionales, así como una franja de terreno de 8 metros de anchura en autopistas, autovías y vías rápidas y de 3 metros en el resto de las carreteras, medida desde las aristas exteriores de la explanación.
Esta zona es propiedad del Estado y sólo él podrá autorizar la realización de obras en su interior.
La zona de servidumbre está formada por dos franjas de terreno que discurren paralelamente a la carretera, delimitadas interiormente por la zona de dominio público y exteriormente por dos líneas paralelas a las aristas exteriores de la explanación y distantes de ellas 25 metros en autopistas, autovías y vías rápidas, y 8 metros en el resto de las carreteras.
El principal uso de esta zona es la ubicación de servicios propios o complementarios de la carretera. Está prohibida la realización de obras en esta zona, como tampoco se permitirán más usos que aquellos que sean compatibles con la seguridad vial, previa autorización del Ministerio de Fomento.
La línea límite de edificación está situada, por regla general, a 50 metros de la arista exterior de la calzada en autopistas, autovías y vías rápidas; y a 25 metros en el resto de carreteras. Marca el límite exterior de la zona donde no podrá efectuarse ningún tipo de obra de construcción, ampliación o reforma salvo causa suficientemente justificada.
No obstante, existen zonas donde esta línea podrá situarse a una distancia menor de la arista exterior de la calzada debido a motivos geográficos o socioeconómicos.
En variantes y carreteras de circunvalación que se construyan con objeto de eliminar las travesías de las poblaciones, la línea límite de edificación se situará a 100 metros, medidos horizontalmente desde la arista exterior de la calzada.
El Ferrocarril: Características y Normativa
El ferrocarril convencional es un sistema de transporte terrestre en el que los vehículos se apoyan sobre el camino de rodadura por intermedio de elementos rotativos metálicos. Esta interrelación entre vehículo y camino de rodadura se concreta en otros dos conceptos que son específicos del sistema:
- Guiado unidireccional por contacto.
- Utilización de la adherencia rueda-carril para la transmisión de los esfuerzos de propulsión y frenado.
El bajo rozamiento de metal sobre metal, que reduce la resistencia a la rodadura a menos de 3 Kg por Tonelada remolcada, permite el transporte de grandes cargas (trenes de decenas de miles de toneladas) con potencias relativamente reducidas y con un moderado consumo de energía. Este punto fuerte del ferrocarril le sitúa con ventaja frente a otros medios alternativos en determinados tipos de transporte.
La Ley y el Reglamento del Sector Ferroviario definen los conceptos de infraestructura ferroviaria y de línea ferroviaria, especificando con mucho detalle sus elementos constitutivos. Establecen, además, una clasificación de las líneas en líneas de alta velocidad y líneas convencionales, con las definiciones siguientes:
Líneas Ferroviarias de Alta Velocidad
Se consideran líneas ferroviarias de alta velocidad:
- Las líneas especialmente construidas para la alta velocidad, equipadas para velocidades, por lo general, iguales o superiores a 250 kilómetros por hora.
- Las líneas especialmente acondicionadas para la alta velocidad equipadas para velocidades del orden de 200 kilómetros por hora.
- Las líneas especialmente acondicionadas para la alta velocidad, de carácter específico, debido a dificultades topográficas, de relieve o de entorno urbano cuya velocidad deberá ajustarse caso por caso.
Líneas Ferroviarias Convencionales
Son líneas ferroviarias convencionales las que, estando integradas en la Red Ferroviaria de Interés General, no reúnen las características propias de las líneas ferroviarias de alta velocidad.
Normativa Técnica de Ferrocarriles
El diseño, trazado y construcción de ferrocarriles debe ajustarse a una serie de normas técnicas entre las que destacan:
- Normas Renfe Vía (NRV)
- Pliego de Condiciones Renfe Vía (PRV)
- Normas de la Unión Internacional de Ferrocarriles (UIC)
Características Geométricas Básicas de Ferrocarriles
Ancho de Vía
El ancho de vía es la distancia entre las dos caras activas de las cabezas de los carriles, medida a una altura de 14,5 mm (±0,5 mm) por debajo del plano de rodadura. Una de las principales diferencias entre las líneas convencionales y las de Alta Velocidad es el ancho de vía, que diferencia la red española del resto de Europa.
Entrevía e Inclinación del Carril
El espacio ocupado por una vía doble de ferrocarril (plataforma) dependerá del ancho de vía y de la velocidad de proyecto. La entrevía es la distancia medida en dirección transversal entre los dos ejes de vías contiguas. Dicha distancia se fija en un valor compatible con la resistencia de las cajas de los vehículos a los esfuerzos aerodinámicos en los cruces de trenes. A medida que aumenta la velocidad del vehículo, aumenta la inestabilidad del mismo y son por tanto necesarias mayores distancias entre vías. Actualmente existe la tendencia en Alta Velocidad de aumentar cada vez más la entrevía.
El carril constituye el elemento principal de la vía actuando como dispositivo de sustentación y de guiado de las ruedas de los trenes. Se monta desplomado hacia el interior de ella para resistir mejor las acciones a las que está sometido y dándole una inclinación. Se define la inclinación del carril como el ángulo entre el eje de simetría del perfil nuevo del carril fijado sobre su soporte y la perpendicular al plano de rodadura. La inclinación del carril, además de otros elementos, aporta la estabilidad de marcha de los bogies.
Calidad Geométrica de la Vía
La calidad geométrica de la vía juega un papel fundamental en la seguridad, fiabilidad y confort de la infraestructura. Las características de la vía evolucionan durante el tiempo de funcionamiento del sistema, por lo que deben ser objeto de planes de vigilancia y mantenimiento. Los parámetros que definen la calidad geométrica de la vía son:
- Alineación: La alineación teórica de la vía viene determinada por la proyección horizontal del hilo director definido por el Proyecto o replanteo. Llevando un ancho de vía a un lado de dicha proyección se obtiene la alineación teórica del otro hilo.
- Nivelación longitudinal: Parámetro que define la cota de la superficie de rodadura de un hilo de la vía, referida a un plano de comparación.
- Nivelación transversal: Es la diferencia de cota existente entre las superficies de rodadura de los dos carriles de una vía en la sección normal al eje de ésta (en términos de calidad geométrica, se habla de nivelación transversal en lugar de peralte).
- Alabeo: Considerando las cuatro ruedas de un vagón, o de un bogie de dos ejes, el alabeo de una vía en la sección transversal se define como la distancia existente entre el punto de apoyo teórico de una de las ruedas y el plano determinado por los puntos de apoyo reales de las otras tres, cuando el eje delantero se encuentra situado en la citada sección transversal. El alabeo, así definido, depende de la separación de los ejes de las ruedas delanteras y traseras que se utilice para su determinación (base de medida).
Gálibos
El gálibo representa un contorno de referencia. En el ámbito del ferrocarril existen muchos tipos de gálibos: gálibo cinemático, de implantación de obstáculos, de material motor, de material remolcado, gálibo de puentes, gálibo de túneles, etc.
La UIC define tres tipos de gálibos: A, B y C. Cada uno de ellos posibilita un transporte de mercancías diferente. El ferrocarril español se asimila al contorno de referencia C, debido a su mayor ancho de vía.
El gálibo cinemático se define como la envolvente de los lugares geométricos que pueden ocupar cualquier parte de un vehículo referenciada a los ejes de coordenadas representados por el plano de rodadura y el eje de la vía. Es un contorno de referencia que tiene en cuenta los movimientos geométricos de los vehículos, debidos a la curvatura de la vía y al juego de los ejes de la vía (existirán gálibos para vía en recta y gálibos para vía en curva), y movimientos dinámicos, debidos a la flexibilidad de las suspensiones. El gálibo cinemático se divide en dos: gálibo de partes altas y gálibo de partes bajas.
Trazado en Planta de Ferrocarriles
Radios de Curva en Planta. Radio Mínimo
La velocidad de proyecto de una línea determina el valor de los radios mínimos en planta. Es necesario limitar el radio inferiormente debido a ciertos condicionantes: razones de seguridad debido a las fuerzas transversales que ejerce el vehículo sobre la vía y que tienden a desplazarla, razones de seguridad debido a la posibilidad de descarrilo o vuelco del vehículo ferroviario, razones de confort del viajero (es más sensible a las fuerzas variables en sentido transversal).
Peralte Máximo. Insuficiencia de Peralte
Se define el peralte como la diferencia de cota entre las superficies de rodadura de los dos carriles de una vía dentro de una misma sección normal a ella. En recta, el valor del peralte es nulo; en curva, el valor del peralte es constante e igual a un cierto valor. La curva de transición, entre la recta y la curva circular, permite una variación lineal del peralte a lo largo de la misma hasta alcanzar el valor del peralte en la curva circular.
Las funciones del peralte son varias: compensación del efecto de la fuerza centrífuga en curva, proporcionar confort al viajero, mejor distribución de las cargas en ambos carriles, disminución del desgaste de los carriles y ruedas. Asimismo, se exigen ciertas limitaciones de peralte para tener un control sobre él. Las razones por las que ha de limitarse el peralte son las siguientes: los trenes lentos y, normalmente, pesados provocan desgastes importantes en el carril bajo si el peralte es excesivo, propiciando un indebido desgaste del carril y consecuente descarrilo; si un tren se detiene en una curva, el peralte podría provocar un desplazamiento de carga y un arranque dificultoso.
Mínima Longitud de Transición en Planta
La curva de transición en planta más adecuada es la clotoide. Este tipo de curva permite una variación lineal del peralte a lo largo de la misma para así entrar en la curva circular con el peralte deseado.