Estudio de la resistencia normal al avance de trenes de mercancías

Abstract

El presente Trabajo Fin de Grado consiste en el estudio de la resistencia al avance que afecta a una composición ferroviaria determinada. La única manera de abordar este problema es de forma empírica, es decir, mediante el análisis y tratamiento de una serie de datos medidos en ensayos ideados para la obtención de los mismos. Este proyecto surge como consecuencia de la necesidad de cuantificar esta resistencia en función de parámetros característicos del material rodante, para no tener que recurrir a este proceso empírico-analítico cada vez que se desee conocer el valor de la resistencia para un material rodante concreto Con este fin, se llevarán a cabo diversas labores, empezando por la descripción teórica de los fenómenos físicos que intervienen en los procesos que se van a evaluar a la hora de cuantificar la resistencia al avance. Se seguirá con la explicación de las pruebas llevadas a cabo, así como de los equipos necesarios para llevar a cabo las mediciones anteriormente comentadas. Cabe mencionar que, dado que los datos empleados en el proyecto fueron tomados en ensayos realizados previamente, no hubo necesidad de diseñar ni ejecutar los mismos. Además, debido a lo anterior, tampoco hubo que preocuparse de los requerimientos del material ni de la instrumentación necesaria para el registro de estos datos. Entonces, se comentarán los procedimientos que se van a seguir para el análisis de los datos, con el fin de que los resultados obtenidos lleven a conclusiones factibles y que se correspondan con los hechos que se pueden comprobar empíricamente. Tras esto, una vez recopilados los datos en los ensayos mencionados anteriormente, se procederá a su tratamiento adecuado para conseguir unos resultados en consonancia con los ya conocidos en el ámbito ferroviario. Cabe mencionar que, para hallar estos, se expondrán diversas metodologías que surgen como consecuencia de las mediciones realizadas en los ensayos. Este tratamiento de datos implicará no solo la ejecución de diversas regresiones de cara a la evaluación de los coeficientes A, B y C, característicos de la fórmula de Davis; sino que también conllevará el estudio de dos fenómenos intrínsecamente ligados en la dinámica ferroviaria, como son la resistencia de rodadura y la resistencia aerodinámica al avance. Este análisis tratará de cuantificar la aportación de cada uno a la resistencia global y, si fuera posible, desligar ambas contribuciones, a fin de obtener alguna expresión analítica que permitiese estimarlas en función de datos característicos de la composición y de la velocidad de la misma. Una vez se hayan realizado las regresiones pertinentes, se analizarán de forma exhaustiva y minuciosa los resultados que estas reflejen, con el fin de identificar y discernir aquellos que sean potencialmente válidos de aquellos que carezcan de sentido físico. En este aspecto, hay que mencionar la complejidad que conlleva la evaluación de los resultados obtenidos en cuanto a las resistencias de rodadura y aerodinámica, puesto que no existen fórmulas o expresiones analíticas en las que apoyarse. Tras esto, se extraerán las conclusiones pertinentes a partir de los resultados previamente analizados, teniendo en cuenta las similitudes y diferencias con los valores de resistencia al avance que proporciona el fabricante de la locomotora. Además, se expondrán las posibles líneas futuras que se observen necesarias para profundizar más en el proyecto y poder llegar a resultados más contrastados y, por ello, más válidos. Idealmente, los distintos procedimientos que se han seguido para el tratamiento de los datos deberían conducir a resultados similares entre sí, y nunca podrían mostrar valores incongruentes desde el punto de vista físico. Sin embargo, como se analizará posteriormente, esto no es así, por tanto, estos resultados habrán de ser descartados, ya que no es posible extraer conclusiones válidas de ellos. En lo que a estas líneas futuras se refiere, se ha considerado interesante llevar a cabo otro análisis exhaustivo de los ensayos para recabar aún más datos útiles de cara a las regresiones que se mostrarán posteriormente. Asimismo, se estima adecuado realizar más ensayos con composiciones diferentes, con el fin de evaluar los datos que de estos se extrajesen y así poder evaluar si se verifica o no la tendencia mostrada en las regresiones realizadas en el presente proyecto. También se cree conveniente llevar a cabo pruebas en otras vías para no tener en cuenta los condicionantes propios de estas y poder extraer de los datos obtenidos la influencia que estos condicionantes puedan tener. Además, podría resultar provechoso llevar a cabo ensayos con un control más minucioso sobre los equipos e instrumentos, con el fin de evitar errores debidos a un mal uso de estos. Para acabar, se propone realizar un registro de otros datos relativos a la circulación del material rodante, tales como esfuerzo tractor, de frenado o tensión de la catenaria, para su ulterior análisis. Por último, se mostrará el diagrama de Gantt, desarrollado con el fin de obtener una planificación temporal que sirviese como referencia, así como la correspondiente estructura de descomposición del proyecto, útil de cara a conocer los diferentes paquetes de trabajo en los que se consideró oportuno dividir el mismo. Además, se expondrá un presupuesto orientativo de este proyecto.