Rampas y Puentes Ferroviarios

En nuestro foro se han leído estos días, muchos e-mails con el tema de las pendientes de la rampas de ascenso y descenso, y la altura de los puentes

La gran virtud del ferrocarril, el escaso rozamiento entre la rueda y el carril de acero, lo que permite arrastrar grandes cargas con reducido esfuerzo, se convierte en desventaja a la hora de superar pendientes, patinando fácilmente las locomotoras ante el menor obstáculo. Rampas de más del 3% son casi infranqueables para los trenes convencionales, teniendo que recurrir a otros sistemas como los trenes de cremallera o los funiculares. En nuestra maquetas muchas veces superamos ese % de pendiente, por el escaso espacio que disponemos y generalmente estamos en un 4% y en casos ya extremos 5%. Visitar este link: http://www.laplazavirtual.com/hobby/via2step.htm

Un ejemplo de como la ingeniería solucionó estos problemas, lo tenemos desarrollado en
el "Tren a Las Nubes" en la Provincia de Salta, Argentina.

El tren más asombroso del mundo, el que lleva a las nubes, asciende a 4.200 metros de altura en un recorrido de 217 kilómetros. Salta es reconocida en distintos lugares del planeta por esta magnifica obra de ingeniería dirigida por Richard Fontaine Maury. En esta vía férrea desde 1941 transitan pesados trenes cargados de minerales. Su recorrido cruza valles, quebradas y la puna. El Tren a las Nubes es la única excursión ferroturística que parte de la ciudad de Salta ubicada a 1.187 metros sobre el nivel del mar hasta llegar a los 4.200 en el viaducto La Polvorilla. Sale de la estación ferroviaria de Salta. Pasa por la Estación Alvarado, en la ruta nacional 51, siguen las estaciones de Rosario de Lerma, Campo Quijano, Quebrada del Toro, Alisal, Puerta de Tastil, Meseta, Diego de Almagro, Cachinal y San Antonio de los Cobres. La variada vegetación de la colorida Quebrada del Toro, el zigzag en la estación Alisal y el viaducto La Polvorilla, son los lugares imperdibles del viaje. En la estación Alisal, el tren hace una maniobra para ganar altura, cambiando a una vía paralela de modo que la locomotora queda por detrás, empujando a los coches dentro de un túnel donde, al repetir la maniobra, la máquina retoma la punta. Se trata de dos zigzag, avance y retroceso en continuo ascenso en los parajes denominados El Alisal y Chorrillos. Realiza dos "rulos, uno a cielo abierto, con las vías en un radio de 130 metros y una rampa ascendente del dos por ciento y avanza unos centenares de metros hasta colocar al tren en una segunda vía paralela por la que retrocede 750 metros y marcha hacia delante de nuevo.Como se acababa la ladera del cerro, Maury perforó un túnel, curvo y ciego de 88 metros, en el que se introduce un extremo del tren; cambia a una tercera vía paralela y marcha hacia delante de nuevo, elevándose entre un dos y tres por ciento. Vuelve a pasar por El Alisal, pero esta vez 54 metros más arriba.En distintas estaciones, los indígenas ofrecen sus artesanías regionales, siendo el poncho de vicuña, la vestimenta más preciada de la región.Diecinueve túneles, veintinueve puentes, nueve cobertizos y varias alcantarillas son las principales obras de arte colosales que este ingeniero imaginó para concretar la hazaña de atravesar y escalar la Cordillera de los Andes.El Ramal C-14 del ferrocarril General Belgrano -que posibilita el recorrido turístico del Tren a las Nubes- permite la salida al Océano Pacífico de las cargas generadas en Salta y la región. Es el tercero en altura en el mundo; el más alto está en Perú con 4816 metros sobre el nivel del mar. El Tren a las Nubes circuló el 16 de julio de 1972.El tren no usa cremalleras, de modo que la sola tracción de la locomotora arrastra a los diez coches integrantes del convoy, formado por una locomotora Diesel, un coche equipado con sala de enfermería y cabina central de transmisión informativa, un coche restaurante, un coche bar y siete coches con asientos de primera clase, con capacidad para 520 pasajeros.También el tren "vuela" sobre 13 viaductos, puentes de hierro y sin barandas. La excursión dura quince horas y alcanza su punto culminante en el viaducto La Polvorilla ubicado a 4.200 metros sobre el nivel del mar.

Aquí esta la tabla de gradientes del trayecto completo hasta Antofagasta en Chile, para que se den una idea mas acabada, de la complejidad de la obra. Haciendo doble click en la imagen y ultizando el zoom la podemos ver mejor.

Para que tengan una referencia del entorno de la Puna y lo que nos encontramos al llegar a San Antonio de Los Cobres.

En una desértica cavidad se levanta San Antonio de los Cobres, con su iglesia, su flamante escuela y hostería, y los obradores de las minas, gasoductos y alguna otra industria de la zona. En San Antonio se detiene el Tren a las Nubes. Los artesanos venden sus productos regionales cuando retorna el famoso tren del Viaducto La Polvorilla. Este paseo se detiene durante una hora en el pueblo.El tejido es la principal fuente de trabajo de las mujeres en la zona. Es una costumbre ancestral que se transmite de generación en generación. Aquí se teje el legendario barracán, una tela gruesa hecha con lana de llama o de oveja que se caracteriza por el entramado de colores naturales en el que priman el blanco, el negro y el marrón.El barracán se usa en la confección de trajes, sacos y ruanas (una especie de chal) y tapados. En los últimos años algunos diseñadores locales, regionales, nacionales e internacionales lo han utilizado para confeccionar sus prendas de vestir y los han presentado en desfiles de modelos.En San Antonio la mayoría de las mujeres teje pulóveres, chalecos, medias, guantes, gorros, ruanas y frazadas, entre otras prendas, con la lana de oveja o de llama.Para confeccionarlas usan, en general, tres tipos de técnicas: el telar para ruanas y frazadas, las dos agujas para pulóveres y chalecos, y cinco agujas para guantes y medias.Muchas tienen "viejos telares" de cardón (madera típica de la zona) y otras aprendieron técnicas más modernas que reducen sus horas de esfuerzo, pero ninguna quiere abandonar la costumbre de tejer con agujas de madera de tola (arbusto de altura que sirve como combustible) porque "no hacen doler las manos" al ser flexibles. "El fierro (por los palillos de metal) cansa y hasta lastima los dedos", comentó doña Ana Sarapura, una artesana de 72 años que tiene la sabiduría en las manos: aprendió a tejer cuando era niña. Desde San Antonio se puede ir a Salinas Grandes. Son sólo 80 kilómetros, pero es preciso calcular mínimo una hora y media de viaje. Se puede visitar también Santa Rosa de los Pastos Grandes, una aparición de adobe. Tiene escuela con unos 70 alumnos y puesto sanitario pero nada le quita el aura de pueblo fantasma

Mails enviados a Ferroamigos por Carlos Madrigal de Costa Rica que motivaron esta nota del blog:

1) Hola amigos,ahora que leo este correo, sobre el tema de las pendientes, es bueno hacer algunas consideraciones reales sobre este tema.Bien lo dice José Luis en uno de los correos referidos a lo mismo, que se debe tomar una pendiente de entre 3% y 4%, que de hecho ya son pendientes pesadas sobre todo si hay curvas con radios de 36 cm, vías curvas 5100 (M), 2221 (K) y 24130 (C), que son bastante cerrados y totalmente fuera de escala, si se le quiere ver con ojo en la lupa.Sin embargo, Märklin recomienda siempre subir 6 mm en 180 mm (tramos de vía de 18 cm de largo, 5106, 2200 y 24188, que tiene algo más que 18 cm). Esto no es otra cosa más que un 3,33%. En mi maqueta tengo pendientes de entre 2% y 3%, con excelentes resultados, tales como que no me patinen las locomotoras, que no sean exigidas demasiado, que no descarrilen los trenes pesados en curvas cerradas como las descritas antes, y hablando de trenes pesados, pues que los arrastren sin ninguna dificultad, asuntos que he logrado en forma satisfactoria.De esta manera nos encontramos entonces que una pendiente de más de 3,5%, ya la podemos llamar o calificar de "grosera", y si es posible evitarlas, pues muchísimo mejor.En términos reales de ingeniería, las pendientes máximas para ferrocarriles sin cremallera, deben alcanzar como máximo un 4%, siendo esta una pendiente sumamente pesada.Dicho sea de paso, nuestros ferrocarriles, en Costa Rica para los recién ingresados al grupo y que no me conocen, son ferrocarriles ubicados en un país mayoritariamente montañoso, y el problema de ellos comenzaba cuando comenzaban a escalar las pendientes de las montañas para llegar a la capital desde cualquiera de las dos costas, atlántica y/o pacífica, En el caso de la vía al Pacífico, en la primera mitad del siglo pasado ya habían hecho una rectificación de la vía en el sector de Cabezas y evitando el paso por la roca Carballo, todo esto cerca del hoy puerto de Caldera y a pesar de la rectificación (vía nueva) siempre quedó pesada la pendiente que es de un 3,5% si no me equivoco. Y en la vía del Atlántico el mayor problema estaba en la subida desde Cartago al Alto de Ochomogo, punto más alto por donde pasa una vía férrea en nuestro país, con una altitud de 1400 m sobre el nivel del mar, y cuya pendiente es de aproximadamente un 4,5 % y que obligaba a dobletear las locomotoras para alcanzarlo con mayor facilidad.Por lo tanto, si se tiene la posibilidad de diseñar las cuestas con pendientes de bajo porcentaje, pues mejor para el funcionamiento de los trenes, y desde luego, para los puristas, se ajusta más a la realidad. Ahora si no se tiene esta posibilidad, pues a sufrir con las cuestas.

Saludos a todos desde Palmares, Costa Rica

2) Hola amigos,volviendo al tema técnico de las pendientes y para dejar un poco más claro el concepto de ellas y por si alguno no entiende y no se atreve a preguntar por la razón que sea, voy a meter un poco más la cuchara, pero de una forma más simple.Cuando hablamos de porcentajes de pendientes, por ejemplo, un 2%, esto significa que en 1 m vamos a subir o bajar 2 cm, si es un 3%, pues serán 3 cm, y así para el porcentaje del que se quiera hablar.Hacemos esto con 1 metro por ser más acorde al tamaño de nuestras maquetas, pero en la realidad se habla de estos mismos porcentajes y se dice que, por ejemplo, para un 2%, el tren subiría o bajaría 2 m en 100 m.Sí es importante aclarar que en este tema no hay escalas que valgan.

3) Se habla de que Märklin recomienda 10 cm al menos de claro para poner catenaria, y es exactamente cierto. Pero no olvidemos que hay que dejar algo a nuestros puntos críticos. Si buena parte de la catenaria no va a tener vías encima, esto es, sólo va a pasar por debajo de una vía, en forma de cruce a desnivel, pues no hace falta elevarse tanto y se puede jugar con la colocación de los postes, de tal forma que no queden debajo de la vía de arriba. El hilo tensor de la catenaria (hilo superior), en la catenaria vieja, en su centro está a 8,5 cm de altura, para la catenaria nueva de Märklin, a 9 cm y para la catenaria que aquí nosotros hacemos artesanalmente, a 9,5 cm. Esto quiere decir que no necesitamos obligatoriamente los 10 cm, es lo más recomendable, pero para aquellos que tienen problemas de espacio, pues se puede disminuir esa altura un poquito. Les recuerdo, esto para el caso de que la línea inferior solamente cruce a la superior, pero que no se mantenga el recorrido de la inferior en un largo trecho debajo de la superior, porque ahí sí, los postes no caben. Los postes tienen una altura de 10 cm.Es importante destacar que cuando se habla de pendientes, no se puede hablar de escalas. Como esto es una razón matemática, la pendiente será siempre la misma en la realidad o en nuestras maquetas.Forma de obtener matemáticamente la pendiente:El valor de la pendiente se deduce de la razón entre la diferencia de alturas y la distancia horizontal, y aquí nos va a dar el valor de la tangente del ángulo que forman la superficie inclinada y la horizontal. Ese valor multiplicado por 100 nos dará el porcentaje de pendiente del que hablamos. La fórmula sería la siguiente:(altura final - altura inicial) x 100% de pendiente = distancia horizontal Entonces, sabemos que la diferencia de alturas que queremos alcanzar son los 10 cm y tendríamos lo siguiente para diferentes distancias horizontales, en los casos de José Luis y de Roberto: José Luis: L = 2,0 m (200 cm), altura h = 10 cm, % de pendiente = 5%L = 2,25 m (225 cm), misma h, % de pendiente = 4,44%, Roberto: L = 2,55 m ( 255 cm), h = 10,4 cm, % de pendiente = 4,08%L = 2,65 m (265 cm), h la misma, % de pendiente = 3,92 %. Como les comenté en algún correo anterior, las pendientes recomendables son las más bajas, pero esto no quiere decir que nuestras maquetas no estarán a escala o son feas, o no sirven. Les recuerdo, y a eso iba en el comentario que hice en un correo anterior, que en Costa Rica, en la vía al Atlántico, entre el ciudad de Cartago y el Alto de Ochomogo (punto más alto por donde pasaba algún ferrocarril nuestro, con 1440 m.s.n.m.) la pendiente es de un 4% conservadoramente, pero en la realidad existe, y en la vía del Pacífico, en el sector denominado Cabezas, la pendiente es de un 3,9% aproximadamente. En ferrocarriles de cremallera supera cualquier valor de estos.Importantes dos cosas:1) en pendientes no hay escala que valga o haga la diferencia, siempre son las mismas.2) tenemos que ajustar nuestras maquetas a nuestras necesidades, por lo tanto, las haremos de acuerdo a ellas, y la explicación "técnica" será siempre, la falta de espacio, que es una variable "crítica".Saludos y espero no se cansen con tanta cosa,

Carlos R. Madrigal, Palmares, Costa Rica