Diseño y puesta a punto del marco de ensayos
Durante la primera fase del proyecto, ha sido necesario el desarrollo de un marco de ensayos que permita la evaluación del comportamiento mecánico de los diferentes productos a diseñar. Para ello, además de cumplir con los requisitos establecidos por la normativa, el marco debió adaptarse a las condiciones de trabajo establecidas en el centro de investigación LabIC.ugr.

Las características del marco diseñado permiten su adaptación a un equipo servo-hidráulico de las siguientes características:

- Depósito de aceite de 400 litros de capacidad
- Caudal de 45 l/min
- Bomba de Caudal Variable
- Trabaja con presiones máximas de 300 bares

Además, cumple con los siguientes requisitos necesarios para la ejecución de los ensayos:

- Alcanzar valores de carga de hasta 200 kN, siendo capaz de mantener solicitaciones típicas de 95 kN a 3-5 Hz de frecuencia (aunque también hay ensayos a altas frecuencias). Es muy importante que el pistón-actuador que aplica la fuerza sea el de arriba, ya que en ocasiones es necesario ensayar materiales con balasto (Figura).

- Por temas de espacio en el laboratorio, el suelo máximo a ocupar debe rondar los 4 metros cuadrados (2 x 2 m), pero ha de haber la suficiente separación entre los pilares del marco para que se pueda alojar en el interior un cajón con balasto, o una base especial para el ensayo de carga inclinada (Figura).

- El sistema de aplicación de cargas y adquisición de datos deberá llevarse a cabo mediante un equipo preciso, que se componga de un software programable (que permita llevar a cabo variedad de ensayos en función de las condiciones de carga introducidas en el software) y de un sistema de medición (tanto de fuerza como de deformaciones aplicadas), que llegue a rangos de deformación de 5-10 mm, con precisión de 0,01 mm.

En base a dichas consideraciones las características geométricas del marco diseñado son:

Así, una vez diseñado y ubicado en el laboratorio, los primeros trabajos a realizar para el desarrollo del proyecto fueron la puesta a punto de dicho marco de ensayo, que incluye desde su calibración, hasta la toma de resultado y análisis de los mismos. De esta forma, se establecerán los órdenes de magnitud a emplear en cada una de las variables de ensayo que se llevarán a cabo para la evaluación del comportamiento de los productos a desarrollar.

Diseño y Evaluación de “Panel Anti-vibración” como almohadilla elástica de asiento de carril

Diseño
A partir de los productos desarrollados por los principales fabricantes de este tipo de elementos para el sector ferroviario (Edilon Sedra, CDM, Sistema MLG, IsolGomma, Sanrok y Getzner), se llevará a cabo el diseño del producto “panel anti-vibración” como almohadilla elástica de asiento de carril.

Así, en función de los diseños establecidos por los diferentes fabricantes, se determinará el espesor, dimensiones, geometría, rugosidad, y acabado (lisos, con acanaladuras rectas, curvas, etc.), del producto “panel anti-vibración” de forma que cumpla con las prescripciones establecidas para su homologación, y se adapte a las condiciones de producción más adecuadas. Por otra parte, se determinará la solución que mejor se adapte para su fijación a entre la traviesa y el carril.

Metodología de Ensayos de Laboratorio
Una vez diseñados los “paneles anti-vibración” como almohadilla elástica de asiento de carril, se llevará a cabo la ejecución de los diferentes ensayos prescritos para su homologación de uso en estructuras ferroviarias. Para ello, se seguirá la normativa española de cumplimiento, la cual viene recogida en las especificaciones técnicas del ADIF, E.T. 03.360.570.0. Además, eventualmente los ensayos recogidos en dichas especificaciones se completarán con otros ensayos recogidos en normas internacionales para este tipo de productos, de forma que pueda obtenerse una mayor información del comportamiento mecánico del producto.

En este sentido, el conjunto de ensayos a llevar a cabo sobre el producto desarrollado pretende la :

- Evaluación de su geometría
- Evaluación de su dureza (SHORE)
- Evaluación de la deformación producida bajo cargas de compresión
- Evaluación de las propiedades de rotura y alargamiento del material
- Evaluación de la termo-plasticidad del material
- Evaluación de la capacidad de atenuación de impactos
- Evaluación de la rigidez estática
- Evaluación de la rigidez dinámica
- Evaluación del comportamiento bajo cargas repetidas
- Evaluación de la resistencia eléctrica (OPCIONAL)

Además, con el objetivo de poder establecer un análisis comparativo del producto desarrollado con aquellos de su competencia, se llevará a cabo el ensayo de dos modelos de almohadilla elásticas de asiento de carril de cualquier fabricante comercial (2 de ellos), bajo las mismas condiciones. De esta forma podrá evaluarse, no solo frente a los valores normativos, sino de forma directa sobre la competencia, las características del comportamiento mecánico del producto desarrollado.

Diseño y Evaluación de “Panel Anti-vibración” como Suela bajo Traviesa

Diseño
A partir de los productos desarrollados por los principales fabricantes de este tipo de elementos para el sector ferroviario (Edilon Sedra, CDM y Getzner), se llevará a cabo el diseño del producto “panel anti-vibración” como suela bajo traviesa.

Así, en función de los diseños establecidos por los diferentes fabricantes, se determinará el espesor, dimensiones, geometría, rugosidad, y acabado (lisos, con acanaladuras rectas, curvas, etc.), del producto “panel anti-vibración” de forma que cumpla con las prescripciones establecidas para su homologación, y se adapte a las condiciones de producción más adecuadas. Además, se determinará la mejor solución para su adhesión al hormigón (material del que suele estar compuesto la traviesa), de manera que actúe de forma solidaria al mismo.

Metodología de Ensayos de Laboratorio
Una vez diseñados los “paneles anti-vibración” como suela bajo traviesa, se llevará a cabo la ejecución de los diferentes ensayos prescritos para su homologación de uso en estructuras ferroviarias. Para ello, se seguirá la normativa española de cumplimiento, la cual viene recogida en la especificación técnica del ADIF, E.T. 03.360.570.2. Además, eventualmente los ensayos recogidos en dichas especificaciones se completarán con otros ensayos recogidos en normas internacionales para este tipo de productos, de forma que pueda obtenerse una mayor información del comportamiento mecánico del producto.

En este sentido, el conjunto de ensayos a llevar a cabo sobre el producto desarrollado pretende la :

- Evaluación de su geometría
- Evaluación de su dureza (SHORE)
- Evaluación de su resistencia a tracción
- Evaluación de su durabilidad (Envejecimiento Térmico, Hielo-Deshielo, Calor-Frío)
- Evaluación de su módulo de soporte estático
- Evaluación de su módulo de soporte dinámico
- Evaluación de comportamiento a fatiga
- Evaluación de la resistencia al arrancamiento

Además, con el objetivo de poder establecer un análisis comparativo del producto desarrollado con aquellos de su competencia, se llevará a cabo el ensayo de dos modelos de suela bajo traviesa de cualquier fabricante comercial (2 de ellos), bajo las mismas condiciones. De esta forma podrá evaluarse, no solo frente a los valores normativos, sino de forma directa sobre la competencia, las características del comportamiento mecánico del producto desarrollado.

Diseño y Evaluación de “Panel Anti-vibración” como manta elastomérica

Diseño
A partir de los productos desarrollados por los principales fabricantes de este tipo de elementos para el sector ferroviario (Edilon Sedra, CDM, Getzner, MLG e IsolGomma), se llevará a cabo el diseño del producto “panel anti-vibración” como manta elastomérica.

Así, en función de los diseños establecidos por los diferentes fabricantes, se determinará el espesor, dimensiones, geometría, rugosidad, y acabado (lisos, con acanaladuras rectas, curvas, etc.), del producto “panel anti-vibración” de forma que permita un comportamiento óptimo en servicio (ya que actualmente en nuestro país no existe ningún tipo de prescripción para su homologación), y se adapte a las condiciones de producción más adecuadas.

Además, se determinará la mejor solución para su incorporación tanto en vías en placa, como en balasto, de manera que tanto su puesta en obra, como su mantenimiento se lleve a cabo con la mayor facilidad posible.

Metodología de Ensayos de Laboratorio
Dado que en nuestro país no existe una normativa de ensayos específica para este tipo de productos, una vez diseñados los “paneles anti-vibración” como manta elastomérica, se llevará a cabo la ejecución de los diferentes ensayos recogidos por los fabricantes y/o estudios internacionales, de manera que se evalúe su aptitud para el empleo en estructuras ferroviarias. El conjunto de ensayos que ofrece una evaluación más efectiva del comportamiento de este tipo de productos, engloba los siguientes:

- Ensayo de rigidez estática
- Ensayo de rigidez dinámica
- Ensayo de durabilidad (Envejecimiento Térmico, Hielo-Deshielo, Calor-Frío)
- Ensayo de fatiga

Por su parte, este conjunto de ensayo podrá ser completado con algún otro, si se requiere mayor información del comportamiento del material.

Con el objetivo de poder establecer un análisis comparativo del producto desarrollado con aquellos de su competencia, se llevará a cabo el ensayo de dos modelos de manta elastomérica de cualquier fabricante comercial (2 de ellos), bajo las mismas condiciones. De esta forma podrá evaluarse las características del comportamiento mecánico del producto desarrollado.