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Riel

Riel

Se denomina riel, carril, raíl o trillo a cada una delas barras metálicas sobre las que se desplazan lasruedas de los trenes y tranvías. Los rieles se disponencomo una de las partes fundamentales de las víasférreas y actúan como soporte, dispositivo de guiadoy elemento conductor de la corriente eléctrica. Lacaracterística técnica más importante del ferrocarriles el contacto entre el riel y la rueda con pestaña,siendo sus principales cualidades su material, formay peso.

Historia

Los primeros rieles que se conocen datan de la Edad de Piedra y del Bronce, en el siglo V a. C., apareciendonuevamente como rieles de madera para facilitar el transporte en las minas. La mejora de éstos en el sector minerofue lo que llevó a la aparición de los primeros carriles de hierro en el siglo XVIII en Alemania e Inglaterra, paraconvertirse en los carriles de acero en el siglo XIX.

Los primeros carriles fueron pequeños rieles de fundición, que no aguantaban el paso de las ruedas por su fragilidad,con lo que se pasó al acero laminado mientras que se aumentaba su longitud y su duración (en algunas situacionesllegaban a durar sólo 3 meses), a la vez que se le añadía el patín plano después de estudios sobre el perfil, y llegandoa durar hasta 16 años.Ya en el siglo XIX aparecen las ruedas provistas de pestaña y la mejora de materiales, desde el acero pudelado, lossistemas Bessemer, Thomas y Martin, hasta los actuales aceros eléctricos y al oxígeno, permiten pasar de cargassobre el eje de 3 a más de 30 toneladas, y velocidades máximas de 300 km/h (como el AVE español), e inclusopruebas a más de 500 km/h (como el TGV francés).

Fabricación y montajePor la laminación del acero en bruto se obtienen barras con el perfil requerido, que se cortan en tramos de 18 a 288m. Para realizar el montaje se disponen las barras sobre los durmientes y se unen entre sí mediante eclisas y bulones,sujetándose al durmiente mediante algún sistema de fijación.También se ajusta la trocha y se alinea y nivela el conjunto. Después es usual, en las vías modernas, quitar las eclisasy bulones para sustituirlas por uniones soldadas. De esta forma se eliminan las juntas, punto en el cual se produce elmayor desgaste.

Perfiles utilizadosEn el comienzo del transporte por ferrocarril se utilizaron rieles con dos cabezas, con la intención de que fueranusados nuevamente una vez que la cabeza en servicio llegara a su límite de desgaste. Posteriormente se vio que taloperación no era posible, dado que, al invertir su posición, no resultaban aptos para el tráfico debido al desgasteocasionado por los durmientes en la superficie de apoyo, y se adoptó el perfil actual, denominado Vignole, el cualconsta de una cara inferior ancha, destinada al apoyo sobre los durmientes, y una cara superior, más angosta y demayor altura, destinada a guiar y sostener las ruedas.En sitios donde coexiste el tránsito carretero con el tráfico ferroviario se debe pavimentar la superficie, siendo usualque se utilicen rieles de tipo Vignole modificados mediante una garganta, la cual permite que se desplace por ella la

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pestaña de las ruedas del material ferroviario, al tiempo que actúa como límite del pavimento.En grúas es común emplear un perfil específico, denominado Burdach, con una forma más achatada y ancha que enel perfil Vignole.

Riel antiguo Riel de garganta Riel Burdach Rieles Vignole

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Partes del ríel• Cabeza: Parte superior, que se utiliza como elemento de rodadura.• Patín: Base, de anchura mayor que la cabeza, cuya superficie inferior es plana para su apoyo en la traviesa.• Alma: Parte de pequeño espesor que une la cabeza con el patín.

Tipos• Ríel ligero: Es aquél cuyo peso no excede de los 40 kg por metro lineal. Se usa en líneas por las que circulan

trenes sin excesivo peso o que transportan cargas ligeras, y cuya velocidad no es alta. Por ejemplo, en losferrocarriles mineros o los tranvías.

• Riel pesado: Su peso oscila entre los 40 y los 60 kg por metro lineal. Se utilizan cuando aumentan losrequerimientos de velocidad, seguridad y carga máxima a transportar. Principalmente se emplea en ferrocarrilesde mercancías o pasajeros y metropolitanos, así como líneas de alta velocidad.

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Requisitos que debe cumplir el carril•• Resistir directamente las tensiones que recibe del material rodante y transmitirlas, a su vez, a los otros elementos

que componen la infraestructura de la vía.•• Realizar el guiado de las ruedas en su movimiento.•• Servir de conductor de la corriente eléctrica para la señalización y la tracción en las líneas electrificadas.

Cualidades buscadas en los rieles•• La superficie de rodadura debe ser lo más lisa posible para reducir la fricción, pero a la vez, posea rugosidad para

mejorar la adherencia rueda carril.•• Características geométricas deben encontrarse dentro del intervalo que delimita una calzada de buena calidad, con

elevada rigidez, pero debe absorber la energía en forma de deformación elástica.• Su peso es deseable para tener elevadas cargas por eje, velocidades y para mantener la seguridad, pero el coste

aumenta, aunque también se reducen costes de mantenimiento, mayor duración y menor resistencia al avance delas ruedas. Se suele usar la fórmula de Shajunianz para buscar el peso óptimo del carril.

Características necesarias del perfil•• La cabeza del raíl debe tener un ancho y altura suficiente según las cargas y la pestaña. El contacto en la rodadura

no debe ser puntual, repartiendo los esfuerzos para evitar desgastes, para lo que la inclinación de la cabeza es de1/20, compromiso entre la circulación en recta y en curva.

•• El espesor del alma del raíl debe transmitir las solicitaciones de la cabeza hacia el patín, teniendo en cuenta lacorrosión y las solicitaciones transversales.

•• La anchura del patín da la rigidez para una repartición correcta de la carga sin volteo del raíl, siendo la relaciónaltura-anchura óptima entre 1,1 y 1,2. La relación espesor/ancho del patín debe ser inferior a 0,075, y el espesorexterior superior a 11 mm para evitar enfriamientos irregulares en caso de soldadura.

•• Además, también se requiere un equilibrio térmico entre cabeza y patín para evitar deformaciones o tensionesresiduales después de la laminación o soldadura. Esto se logra con una relación cabeza-patín 1:1. También sebuscan radios de acuerdo grandes (sin perjudicar el comportamiento de servicio) para evitar concentraciones detensiones en la laminación del rail, lo que asegura asimismo una mejor expansión y más regular de la llama deprecalentado en las soldaduras. El radio de aristas exteriores será mayor o igual a 3 mm y su ancho inferior a 160mm por razones de laminación.

Dureza y materialesEn cuanto a la dureza de los raíles, debe coincidir con la de las ruedas, siendo la dureza interna 341HB o superior.Esta dureza depende del tratamiento superficial (estructura microperlítica) y de los compuestos del acero de losraíles, que son: el hierro, carbono, silicio, azufre, fósforo, arsénico y otros minerales e impurezas.

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Tabla de materiales de los raíles

Porcentaje de material Fabricados en Europa Fabricados en América

% de carbono 0,4 - 0,57 mayor a 0,57

% de manganeso 0,8 - 1,2 menor a 0,8

% de silicio 0,1 - 0,25 0,1 - 0,25

% de fósforo máximo admisible 0,06 máximo admisible 0,06

% de azufre máximo admisible 0,06 máximo admisible 0,06

Dureza del riel

Dureza Brinell, HB

Tipo de riel Mínimo Máximo

Rieles normales 300 -

Rieles de alta resistencia 341 388

Fluencia en los aceros usuales en los carriles

Concepto Normal Alta resistencia

Límite de fluencia, kg/cm2 mínimo 4920 7730

Límite de ruptura a la tracción, kg/cm2 mínimo 9840 11950

Alargamiento en 50 mm, % mínimo 9 10

TerminologíaCarril, Rail (España) y Riel (Latinoamérica) son palabras sinónimas en el lenguaje popular. El nombre en lenguajetécnico es el de carril, ya que de esta palabra proviene ferrocarril.

Fuentes y contribuyentes del artículo 5

Fuentes y contribuyentes del artículoRiel  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=68266678  Contribuyentes: Alonsoquijano, Bernard, Bielasko, Bucyrus, Cinabrium, Diegusjaimes, Ejmeza, Gaijin, Guay, HrAd, Jarisleif,Lecuona, Mortadelo2005, Peter Horn, SPQRes, Santiperez, Saulpila2000, Sobreira, Tano4595, Yrithinnd, 38 ediciones anónimas

Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentesArchivo:Rail used by CN mainline in Champaign County Illinois.jpg  Fuente:http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Rail_used_by_CN_mainline_in_Champaign_County_Illinois.jpg  Licencia: Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported Contribuyentes: Dual FreqImage:Rail Barrow Steel 1896.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Rail_Barrow_Steel_1896.jpg  Licencia: Creative Commons Attribution-Sharealike 2.5 Contribuyentes: Arnold PaulImage:Riel de garganta 02.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Riel_de_garganta_02.jpg  Licencia: Creative Commons Attribution-Sharealike 2.5  Contribuyentes:Tano4595Image:Rail section.JPG  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Rail_section.JPG  Licencia: Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported  Contribuyentes:User:RomaryImage:Schiene Profil.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Schiene_Profil.jpg  Licencia: Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported  Contribuyentes:HutschiImage:Rail phoenix ri-60.png  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Rail_phoenix_ri-60.png  Licencia: Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported Contribuyentes: Ingolfson, Yrithinnd

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