El acero para placas de unión se utiliza ampliamente en vías férreas principales, tranvías urbanos, vías para grúas industriales y vías mineras. Este artículo ofrece una visión general completa de qué es el acero para placas de unión, su principio de funcionamiento, las clasificaciones de los productos, los casos de aplicación y las pautas de selección.
1. ¿Qué es el acero para placas de unión?
1.1 Definición
Pescado‑chapa de acero Se refiere a las barras de unión de acero instaladas por pares a ambos lados de las juntas de los carriles. Junto con los pernos pasantes y las arandelas elásticas, sujetan firmemente los extremos de dos carriles para lograr la continuidad mecánica del carril. Son componentes fundamentales para la unión de los carriles.
1.2 Principio de funcionamiento
Cuando pasan los trenes, las ruedas ejercen enormes cargas de impacto sobre las juntas de los carriles. El acero de la placa de unión se ajusta perfectamente al alma del carril gracias a su perfil interior y transfiere las cargas de un segmento del carril a otro. Al mismo tiempo, se adapta a la dilatación y contracción térmicas de los carriles provocadas por los cambios estacionales de temperatura. Mantiene una geometría estable de la vía, evita el desplazamiento y la desalineación de las juntas de los carriles y garantiza un funcionamiento fluido y seguro de los trenes.
Sin acero para placas de unión que cumpla los requisitos, las uniones de los carriles se convertirán en puntos débiles a lo largo de toda la vía. Es muy probable que se produzcan problemas como colisiones entre los extremos de los carriles, tornillos sueltos y deformaciones de la vía, lo que aumentaría considerablemente el riesgo de fallos en la vía.
2. Clasificaciones del acero para placas de unión
2.1 Clasificación según el número de orificios para tornillos
Placa de unión de acero de 4 orificios: Presenta un menor número de orificios y unas dimensiones totales más reducidas. Se utiliza principalmente en vías ligeras, vías de fábrica y vías mineras provisionales para condiciones de trabajo a baja velocidad y con baja carga por eje. Permite una instalación sencilla y ofrece unos costes totales más bajos.
Placa de unión de acero con 6 orificios: El mayor número de posiciones de los pernos proporciona una mayor fuerza de sujeción y una resistencia a la fatiga superior. Es la opción más habitual para las líneas ferroviarias de gran calibro y las líneas principales de transporte de mercancías, y resulta adecuada para vías de uso intensivo con tráfico frecuente.
Acero para placas de unión con defectos: Barras de unión con perfil especial diseñadas para conectar carriles de diferentes perfiles; por ejemplo, para unir carriles de 50 kg/m con otros de 60 kg/m. Ambos extremos de la barra están perfilados para adaptarse a los contornos respectivos del alma de los carriles. Se utiliza habitualmente en la renovación de vías y en las uniones entre tramos de carril antiguos y nuevos.
2.2 Clasificación por función
Acero estándar para placas de unión, sin aislar: Fabricado en acero al carbono o acero aleado para la conexión mecánica de los carriles. Se utiliza en vías de fábrica y vías mineras sin circuitos de señalización.
Acero aislante para placas de unión: Fabricado con materiales compuestos o capas intermedias aislantes compuestas. Mantiene la resistencia de la unión mecánica y, al mismo tiempo, garantiza el aislamiento eléctrico. Se utiliza principalmente en ferrocarriles con sistema de bloqueo automático para aislar los circuitos de vía y evitar cortocircuitos en el sistema de señalización, con el fin de garantizar el funcionamiento normal de las señales de detección de trenes. Se le exigen requisitos muy estrictos en cuanto a su resistencia de aislamiento.
2.3 Clasificación según el proceso de fabricación
Acero laminado para placas de unión de raíles: Se fabrica mediante laminación de perfiles de acero. Se caracteriza por su alta eficiencia productiva y su coste moderado. Se adapta a las líneas ordinarias en condiciones de trabajo convencionales y cumple los requisitos de la mayoría de las vías industriales y ferroviarias secundarias.
Acero forjado para placas de unión: Fabricado mediante forja. Su estructura metálica interna es densa, lo que le confiere una mayor resistencia a la fatiga y a los impactos que los productos laminados. Es adecuado para líneas principales de transporte de mercancías pesadas con grandes cargas por eje, aunque sus costes de fabricación son más elevados.
3. ¿Para qué se utiliza el acero para placas de unión?
- Líneas ferroviarias principales para el transporte de mercancías pesadas: Se recomiendan las placas de unión forjadas de alta resistencia con 6 orificios para soportar grandes cargas por eje y cargas de impacto repetidas.
- Líneas de tranvía urbano y vías de metro a nivel del suelo: Las placas de unión estándar o aisladas se eligen en función de los requisitos del sistema de señalización.
- Vías para grúas de fábrica y vías para patios: Se suelen utilizar placas de unión enrolladas de 4 o 6 orificios; las versiones aisladas no son necesarias si no hay circuitos de señalización.
- Vías temporales para minas y vías de acceso para obras: Se utilizan placas de unión de acero al carbono laminadas, diseñadas para optimizar los costes.
- Seguir los límites de las secciones de señalización: Es necesario instalar placas de unión aisladas para garantizar el correcto funcionamiento de los sistemas de circuitos de vía.
- Renovación de la vía con transiciones de carril antiguo a nuevo: Para unir perfiles de carril distintos se utilizan placas de unión especiales.
4. Directrices para la selección de acero para placas de unión
4.1 Comprobar el perfil del carril
Este es el factor de selección principal. Mide el peso del carril por metro o comprueba la denominación del perfil del carril. El perfil interior de la chapa de unión debe ajustarse perfectamente al alma del carril. Un desajuste entre los perfiles puede acarrear graves riesgos para la seguridad.
4.2 Selección del proceso de fabricación y del material en función de la carga de la vía y la velocidad de funcionamiento
Para vías de fábrica de baja velocidad y carga ligera, basta con utilizar placas de unión de acero al carbono laminado Q235 o 55#. Para líneas de transporte de mercancías pesadas con tráfico frecuente, se recomiendan placas de unión forjadas de acero aleado de alta resistencia.
4.3 Determinar si es necesario aislar
Seleccione placas de unión aisladas para vías equipadas con sistemas de detección de trenes o de señalización de bloqueo automático. Las placas de unión estándar de acero se utilizan para las vías normales de las grúas de fábrica.
4.4 Tener en cuenta los entornos de funcionamiento corrosivos
Los acabados galvanizados en caliente son obligatorios en entornos costeros expuestos a la niebla salina, en instalaciones de plantas químicas y en túneles húmedos. Los acabados por inmersión en aceite o pintados son aceptables para entornos secos del interior.
4.5 Lista de verificación de parámetros clave para las consultas a los proveedores
Al enviar consultas a los proveedores, facilite la siguiente información completa: perfil del carril, configuración de los orificios (4 orificios / 6 orificios / tipo mixto), requisitos de aislamiento, proceso de fabricación (laminado / forjado), calidad del material, tratamiento superficial, calidad del perno correspondiente y normas aplicables.
Preguntas y Respuestas
P: ¿Son las placas de unión forjadas siempre mejores que las laminadas?
R: Las placas de unión forjadas ofrecen una resistencia a la fatiga superior, aunque su coste de adquisición es mayor. Las placas de unión laminadas homologadas cumplen plenamente las condiciones de funcionamiento de las vías de fábrica con baja velocidad y carga ligera, por lo que las versiones forjadas no siempre son necesarias. Las placas de unión forjadas son las preferidas para líneas de servicio pesado con tráfico frecuente.
P: ¿Se pueden utilizar placas de unión aisladas en vías normales?
R: Aunque encajan mecánicamente, las placas de unión con aislamiento compuesto son más caras y ofrecen una resistencia al impacto mecánico ligeramente inferior a la de las barras de unión de acero. No se recomiendan en aquellos casos en los que no se requiera aislamiento eléctrico.
P: ¿A qué profundidad de desgaste deben sustituirse las placas de unión?
R: Es necesario sustituirla cuando la profundidad del desgaste por aplastamiento superficial supere los 2 mm, o cuando el espesor restante de la placa sea inferior al 80 % del espesor original. Queda prohibido seguir utilizándola.
P: ¿Se pueden utilizar directamente las placas de unión entre carriles que cumplan con normas diferentes?
R: No. Los carriles que cumplen normas diferentes presentan perfiles de alma distintos. Las placas de unión estándar no son compatibles con ellos. Para las transiciones entre perfiles de carril diferentes, deben utilizarse placas de unión especiales de compromiso.
Resumen
La chapa de unión es un componente de seguridad fundamental para las uniones de los carriles. El principio básico para su selección es la coincidencia total del perfil entre las chapas de unión y los carriles. El proceso de fabricación, la calidad del material y el tratamiento superficial se determinarán además en función de la carga por eje de la vía, la velocidad de circulación, los requisitos de señalización y las condiciones de corrosión.
Referencias
- GB/T 11265‑1989 Barras de unión para rieles ligeros
- UIC‑864‑2: Especificación técnica para placas de unión ferroviarias
- Normas de la AREMA (Asociación Americana de Ingeniería Ferroviaria y Mantenimiento de Vías) sobre fijaciones de vía
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