Las heladas, un problema de los suelos ferroviarios en invierno

Los suelos ferroviarios en invierno y su mayor problema: las heladas

En ingeniería ferroviaria, cuando hablamos de "plataforma" nos referimos a la infraestructura superficial materializada mediante las obras de tierra y de fábrica que se destina al sustento de las partículas que conforman la subestructura de la vía. Por su propia constitución, los suelos ferroviarios en invierno no están exentos de sufrir problemas atmosféricos como, por ejemplo, uno de los problemas más comunes, las heladas. ¿Quieres conocer qué materiales son los más problemáticos? 

Foto: WorldSensing.com

Los suelos ferroviarios en invierno y las heladas

Los suelos ferroviarios en invierno tienen que enfrentarse a temperaturas muy bajas puesto que se producen lentejones que pueden llegar a ser de varios centímetros de espesor debido a las heladas. Cuando el agua se congela, la expansión puede llegar a ser del orden del 10%, llegando a producirse levantamientos de vía de hasta 20 centímetros. 

Cuando comienza el deshielo, se liberan grandes cantidades de agua que se acumulan en las capas inferiores del terreno, lo que provoca una fuerte reducción de la capacidad portante de la subestructura ferroviaria.

Dicha sensibilidad de los suelos ferroviarios en invierno frente a las heladas depende, mayoritariamente, de los siguientes factores:

• Índice de las heladas en grados-día, que es la suma de los productos de los días con heladas multiplicados por la temperatura de la helada.

• Coeficiente de uniformidad U. Donde U es la relación entre el peso de los granos con un diámetro de 0-60 mm respecto a los que tienen un diámetro de 0-10mm. Cuanto mayor sea U mayor resulta la compactibilidad de las mezclas de arena y grava.

• Capilaridad del suelo.

Foto: pxhere.com

El índice de heladas suele obtenerse como producto de Tu · t (temperatura del aire multiplicada por el tiempo). El total de los grados-día se calcula sumando los grados-día diarios superiores o inferiores a cero para la totalidad de la temporada de heladas y hallando la curva de frecuencias acumuladas de los grados-día. Entonces, el índice de heladas es la diferencia negativa máxima entre la suma de los grados-día de un invierno.

Según el criterio de Casagrande, se considera que un suelo es resistente a la congelación cuando, para un grado de irregularidad U > 15, no existan más del 3% de partículas hasta 0,02 mm y, con U < 5, no existan más del 10% de partículas hasta 0,02 mm. Cabe destacar que en la antigua norma NAV 2-1-0.0, de mayo de 1982, clasificaba los suelos según su sensibilidad al hielo en 3 tipos:

• Suelos no heladizos.

• Suelos sensibles al hielo.

• Suelos muy sensibles al hielo.

Foto: La información

Para evitar los problemas de los suelos ferroviarios en invierno, esto nos permite disponer de diferentes criterios en cuanto al uso de unos materiales u otros en el proyecto. Los suelos no heladizos son aquellos en los cuales la acción del hielo no introduce deformaciones inaceptables de la vía. Por el contrario, un suelo sensible al hielo es el que sufre deformaciones debidas a la formación de cristales de hielo.

Pero, es importante tener en cuenta que un suelo, en principio no heladizo, puede pasar a serlo bajo unas determinadas condiciones como, por ejemplo, si se produce un aumento determinado del porcentaje de limos o de arcillas (material muy expansivo). Por otra parte, los suelos totalmente orgánicos no son heladizos, pero una pequeña cantidad de partículas finas de origen mineral puede variar esta cualidad. En cuanto a los suelos minerales, puede decirse que son heladizos en las siguientes condiciones:

• Las gravas con más de un 20% de partículas inferiores a 0,02mm.

• Las arenas limosas con más de un 15% de partículas inferiores a 0,02mm.

• Las arcillas con índice de plasticidad superior a 12.

Foto: Diario de Burgos

Finalmente, y a modo de resumen, diremos que los materiales que resultan muy heladizos son los siguientes:

• Los limos y limos arenosos.

• Las arenas finas limosas con más del 15% de partículas menores de 0,02 mm.

• Las arcillas poco plásticas con índice de plasticidad inferior a 12.

• Las arcillas estratificadas de carácter heterogéneo.

Después de conocer el principal problema de los suelos ferroviarios en invierno, es decir, las heladas, ya conoces qué características se deben tener en cuenta a la hora de diseñar y construir este tipo de proyectos. Si quieres saber más sobre este ámbito y potenciar tu carrera profesional, en Structuralia contamos con una amplia oferta formativa, como el Máster en proyecto, construcción y mantenimiento de Infraestructuras e Instalaciones de líneas ferroviarias.