Abstract
Este trabajo fin de grado consiste en el estudio del contacto rueda-carril en vía ferroviaria, construidos ambos perfiles en acero para ferrocarriles, mediante el desarrollo de un software utilizando MatLab como lenguaje de programación. El fin último de este programa es la conclusión de la intercambiabilidad o no de distintas parejas de perfiles rueda-carril mediante la obtención, gracias al software desarrollado, de la distribución de presiones, tensiones en la tracción y de deslizamientos, así como los valores aproximados de tensiones de tracción y lateral de la rueda sobre el carril.
El estudio del contacto rueda-carril ha tenido un amplio estudio, en los cuales se han aplicado las diferente teorías existentes para el contacto entre sólidos, con el objetivo de comprender el comportamiento de la rueda al rodar sobre el carril. La bibliografía que trata esta problemática es extensa y permite hacernos una idea de la importancia que tiene este estudio en el campo ferroviario, ya que la posibilidad de reducir en la vía ferroviaria tanto el desgaste de la rueda como del carril posibilita ahorrar importantes cantidades tanto en forma de mantenimiento como de sustitución de los mismos.
El desarrollo tanto de algoritmos como de softwares ha sido también extenso en el mundo de la simulación aplicada a la ciencia ferroviaria. Entonces, ¿Por qué se desarrolla uno nuevo algoritmo que, posiblemente, debido a las restricciones de presupuesto y tiempo, tenga una exactitud menor que aquellos ya existentes? El fin es principalmente económico. Es decir, en el ámbito docente universitario, no es factible el gasto de un presupuesto que suele rondar los 30,000 € en programas de una gran especificidad. Se opta, por tanto, por el desarrollo de un algoritmo basado en un software cuya licencia ya ha sido obtenida, MatLab, que nos permita obtener unos resultados que, si bien no son tan exactos ni de una calidad tan alta como los softwares específicos antes mencionados, tienen una aproximación bastante decente con respecto a la realidad.
Sin embargo, aunque el desarrollo de programación es el que ha presentado una mayor complejidad y una dedicación más extensa, la parte verdaderamente importante de este trabajo fin de grado son las conclusiones obtenidas respecto a la intercambiabilidad de distintas parejas de rueda-carril. Tomando como perfiles tanto los dos perfiles de carril (UIC54 y UIC60) como los tres tipos de ruedas (ORE S1002, EPS y 1:40) más utilizados, se simula la rodadura del material rodante con este montaje. Además se introducen dos variables más: la inclinación de traviesa (1:10, 1:20 y 1:40) y la zona de rodadura de rueda sobre carril.
Las partes en las que se ha dividido este trabajo han sido ordenadas de forma que se comprenda, en primer lugar, el estado del arte del problema, para conocer su localización dentro del amplio mundo ferroviario. En segundo lugar se expone una base teórica resumida, de forma que las teorías, definiciones y conocimientos, necesarios para comprender cómo se sustenta el estudio, sean más sencillos de comprender o al menos no se necesite una base previa para ello. La tercera parte expone de forma resumida como se desarrolla el software creado y utilizado, aunque no se incluye el código, a efectos de no aumentar innecesariamente la extensión del trabajo. La cuarte parte expone los resultados de la salida del programa y las conclusiones a las que se llegan tras el análisis de las
mismas, incluyendo dos tablas resumen de la compatibilidad. Finalmente, se incluye un plan de presupuesto y de organización temporal.
Por último resaltar una posible ampliación de este trabajo para aquellas investigaciones que sigan el mismo camino sobre el estudio de la intercambiabilidad. Es posible construir con el software utilizado nuevos perfiles de rueda y carril de forma que se pueden obtener las características del contacto, aunque la clasificación de compatibilidad para el intercambio debe realizarse según el criterio de la persona que esté ante los resultados y no se ha automatizado.
