Renovación por cadena de montaje – el método ecológico

Al noroeste de Hamburgo se saneó por tramos la línea ferroviaria hacia Cuxhaven. La mejora de la plataforma, el depurado-desguarnecido del balasto, la sustitución de carriles y traviesas, así como una conservación a fondo de la línea, formaban parte de las tareas que se realizaron a lo largo de tres semanas en varias fases.

En pocas ocasiones se ha visto tanto amarillo en la línea ferroviaria entre Hamburgo y Cuxhaven: en primavera fue saneada por tramos, cerca de la ciudad de Stade. Gracias al empleo de máquinas de construcción de vía de alto rendimiento, especializadas pero aún así flexibles, pudo evitarse un corte de vía total. El tráfico de cercanías entre Hamburgo y Stade pudo mantenerse operativo. Y, como si fuera lo más natural, todo se terminó en el plazo estipulado y el tráfico en ambas vías pudo reanudarse según lo previsto, nada más concluir los trabajos.

Las obras ferroviarias de gran envergadura suelen realizarse en épocas vacacionales o bien en días festivos, ya que de esta forma afectan menos al tráfico laboral. Las fechas alrededor de la Semana Santa de 2016 fueron uno de esos momentos de gran actividad constructora de la temporada. Y una de esas obras fue la renovación de la vía con desguarnecido de balasto en el área de los apeaderos de Horneburg y Dollern, entre Buxtehude y Stade. Para ello se cortó la vía en dirección norte. La totalidad de la logística se realizó únicamente sobre esta vía afectada por la obra. Para el suministro de materiales – predominantemente por ferrocarril – y el transporte de escombros y desechos se habilitaron lugares de almacenamiento a lo largo de la vía. De esta forma, pudo mantenerse mínimo el impacto sobre el tráfico ferroviario y los viajeros.

Una línea a través de paisajes verdes

El ferrocarril “Niederelbebahn”, que en el momento de la obra tenía 135 años de existencia, se encuentra en el área de Hamburgo hacia Cuxhaven y es el extremo norte de la conexión entre Lehrte y Cuxhaven, con el número de línea 1720. Desde el 1 de abril de 1881, este ferrocarril principal de doble vía se dirige desde Hamburgo-Harburg en dirección noroeste, pasando por Buxtehude y Stade a través de la comarca “Alte Land” (tierra vieja), famosa por sus plantaciones de manzanos, hasta Cuxhaven, situado directamente en la desembocadura del río Elba.

Aparte de los usuarios en días laborables para desplazamientos cortos, actualmente lo utilizan numerosos turistas, que continúan de Cuxhaven hacia Helgoland, por ejemplo.

La estación de Cuxhaven no recibe trenes de larga distancia. Por ello, lo más utilizado son las conexiones horarias del “Metronom”, el tren regional RE 5 a Hamburgo. En el tramo sur, a partir de Stade, además circula cada 20 minutos el tren de cercanías S 3, que pasa por Buxtehude, Harburg y el centro de Hamburgo hacia Pinneberg. Durante las obras, de varias semanas de duración, se suspendió el servicio del Metronom y el tren de cercanías cubría el vacío entre Buxtehude y Stade con una frecuencia menor, de 40 a 60 minutos. El tráfico de mercancías continuó circulando durante toda la obra. Cuxhaven también es una estación de origen y destino para la logística de la industria del automóvil, y un corte total de la línea habría sido impensable.

27 días de trabajo, numerosas máquinas

El lote 20, ejecutado en la Semana Santa de 2016, afectó al tramo situado al norte de Horneburg hasta la parada Agathenburg, a unos siete kilómetros de distancia. La misión consistía en el saneamiento de la vía principal en dirección Cuxhaven. El calendario de obras preveía 27 días de trabajo, así como otras tres noches para el bateo final del tramo saneado a las pocas semanas. El contratista y coordinador de este programa de obras en varias fases fue la sucursal en Múnich de la empresa austriaca Swietelsky Baugesellschaft mbH. Swietelsky dispone de un gran parque de máquinas propias y cuenta con numerosos técnicos con la formación correspondiente. Estas máquinas operan en varios países europeos. Algunas, como la máquina para la reconstrucción y mejora de la plataforma PM 1000 URM o las unidades tolva de carga y descarga de detritos MFS pertenecen a la unión de empresas “Eurailpool”, en la que participa Swietelsky.

Los trabajos, de unas tres semanas de duración, realizados directamente en la transición entre el terreno tipo geest, más elevado, y la marisma húmeda, en áreas forestales y sobre terraplenes entre amplias praderas, se estructuraron en varias fases. A los trabajos previos, realizados durante la semana anterior siempre durante pausas entre trenes, le siguieron el desmontaje de los sistemas de señalización y otros trabajos auxiliares menores, ya con la vía en obras cortada.

Después, en primer lugar fue el turno de la máquina para la reconstrucción y mejora de la plataforma PM 1000 URM, una máquina multifunción que puede emplearse para diferentes tareas durante el saneamiento de la superestructura. En este caso, el encargo consistía en la depuración y la complementación del balasto y la colocación de una nueva capa protectora de la plataforma. La colocación de geotextiles solo fue necesaria en tramos aislados. Siguiente paso: la descarga de los carriles sobre los hombros de la banqueta mediante las unidades de transporte correspondientes. Después, la máquina de desguarnecido de balasto y renovación de vía RU 800 S sustituyó los carriles antiguos, incluidas las traviesas, con estos nuevos carriles. Pero también depuró el balasto en aquellos tramos en los que no era necesaria una nueva capa protectora de la plataforma. Después, el tramo saneado se bateó repetidas veces con una Dynamic Stopfexpress 09-4X y un vehículo de medición preliminar EM-SAT 120. Durante este proceso, al mismo tiempo se optimizó la distribución del balasto con un sistema de gestión de balasto BDS 2000. Antes de abrir la vía a la circulación había que soldar los carriles de barra larga y reinstalar los sistemas de guiado y señalización, así como los pasos a nivel.

Aparte de los vehículos mencionados, también se emplearon trenes de unidades MFS, vehículos auxiliares y otros equipos.

Ancho variable para trabajar en lugares estrechos.

Es muy importante que las máquinas puedan continuar trabajando, a ser posible sin paradas y, naturalmente, sin mermas en la calidad, cuando se encuentran con estaciones para viajeros u otras zonas estrechas en la línea. La PM 1000 URM y la RU 800 S son capaces de continuar trabajando en lugares estrechos como puentes, muros y barandillas, adaptando el ancho de excavación de la cadena y de los compactadores de placas. Gracias a su equipamiento especial los bordes de los andenes, independientemente de su forma y altura, no representan ningún obstáculo para la RU 800 S. Este hecho pudo observarse de forma impresionante aquí, en el andén de Dollern (altura: 760 mm), que además está situado en curva. En el caso de los pasos a nivel, todas las máquinas pudieron trabajar sin interrumpir su avance una vez retirado el firme y los elementos de sujeción. Tras la conclusión de la obra, éstos volvieron a montarse o se reemplazaron por nuevos sistemas, allá donde eran de aglomerado asfáltico.

Operación de la PM 1000 URM

Para ahorrar en balasto nuevo y transporte y reducir los enormes costes asociados, primero se depuró y recicló el balasto existente. Los materiales reutilizables se emplearon como materia prima, mientras los detritos inservibles se transportaron mediante unidades MFS a depósitos provisionales en Horneburg, alejados de la línea. De la depuración y el tratamiento del balasto junto a la colocación de una capa protectora de la plataforma se encargó la PM 1000 URM. Permite, en función de la calidad de la banqueta existente, una reutilización de materiales de hasta el 100 % y puede reaccionar a diferentes capacidades portantes del terreno. En la mayoría de los casos, la colocación de geotextiles fue innecesaria, ya que la capa protectora de la plataforma CPP, de 30 cm de grosor tras la compactación, por sí sola garantizaba la capacidad portante exigida, a pesar de la cercanía a la marisma. Es evidente, que hace 135 años este trazado se diseñó con mucha habilidad y sumo cuidado.

Con tres cadenas de excavación, la PM 1000 URM es igual de rápida que minuciosa en la excavación del material existente, con independencia del ancho y la profundidad requeridos. El material excavado se transporta en dirección de trabajo hacia adelante hasta el vagón de tratamiento, cribado y lavado de balasto. Los detritos se transportan mediante cintas hacia el tren compuesto por unidades MFS, enganchado en la cabecera. Al mismo tiempo, el material nuevo para la capa protectora de la plataforma y el balasto nuevo se suministran desde el extremo trasero de la instalación de lavado de balasto de la PM 1000, una fila de vagones de diez unidades y 52 ejes. Aquí no encontramos unidades MFS, sino un segundo tren de obra, compuesto de vagones de transporte con contenedores. Ambos trenes de obra – con detritos delante y material para la CPP y balasto nuevo detrás – se desplazan con independencia de la PM 1000 URM a vertederos o almacenes de suministros. Para ello disponen de locomotoras diesel de línea. Para acortar los desplazamientos, en esta obra el depósito de material nuevo para la capa protectora se acondicionó en una carretera protegida por una lona. Esta carretera de todas formas estaba cortada, debido al desmontaje del paso a nivel de Dollern. Mientras camiones acarreaban nuevo material, una pala cargadora rellenaba rápidamente los contenedores, también llamados cubos.

Dos instalaciones de grúas pórtico, que discurren sobre los vagones de transporte, se encargan de transportar los contenedores. La grúa pórtico trasera acarrea dos contenedores cada vez, mientras la otra grúa pórtico, más cercana a la máquina, suministra una carga de contenedor en cada viaje, que vuelca con precisión en el depósito o tolva de la máquina. Esta carga puede ser material para la capa protectora o balasto nuevo, según necesidad. El sistema de estafeta, en el que los pórticos entregan y recogen los contenedores en un punto intermedio, acorta los desplazamientos de ambos pórticos y acelera de esta forma los procesos. Al observador se le presenta la imagen de grúas pórtico desplazándose incansablemente en lo alto del tren de transporte llevando y trayendo contenedores. Sus caminos sólo se cruzan en el punto de intercambio correspondiente.

El ancho de trabajo variable de los compactadores de placas, situados inmediatamente detrás del dispositivo de colocación de la capa protectora, permite salvar posibles obstáculos como fundamentos, barandillas y muros a los lados de la vía. Una vez colocados la capa protectora y el balasto, un satélite de bateo con grupo de levante y ripado integrado en la máquina concluye esta primera fase del saneamiento de la superestructura, que aún conserva la vía antigua. Esta vía es transitable de inmediato por los trenes de obra a velocidades de hasta 70 km/h. En conjunto, la PM 1000 URM alcanza un rendimiento de trabajo muy respetable: en los diferentes tramos de obra cercanos a Dollern, de casi 5.000 m de longitud en total, estuvo trabajando unas 50 horas durante el fin de semana de Semana Santa, día y noche sin interrupciones. 

Depuración de la banqueta y sustitución de carriles y traviesas con la RU 800 S

En la siguiente fase había que sustituir las traviesas y los carriles, además de depurar la banqueta en otros tramos de la obra, aunque, en este caso, sin renovar la CPP. Estas tareas las realizó a su vez una única y compleja máquina, la RU 800 S, en un ciclo de trabajo. Esta máquina, tras retirar las traviesas antiguas excava el balasto, lo depura, almacena provisionalmente los materiales reutilizables y después los vuelve a colocar en la vía mezclados con balasto nuevo. Le sigue la colocación de las traviesas nuevas e, inmediatamente después, la colocación de los carriles nuevos sobre sus puntos de anclaje. La RU 800 S sustituye los carriles antiguos por los nuevos avanzando de forma continua, guiando ambos simultáneamente mediante numerosas tenazas de guiado. Gracias a su diseño, con dos excavadoras de flancos ajustables independientemente, la máquina puede trabajar y excavar el balasto incluso en áreas con andenes.

Los andenes tampoco interfieren en la sustitución de los carriles. Gracias a un guiado preciso uno al lado del otro, así como uno encima del otro, es decir, elevándolos o separándolos, los carriles viejos y nuevos intercambian su lugar sobre las sujeciones y los hombros de la banqueta. Las tensiones de torsión a las que se someten se mantienen reducidas, ya que el espacio libre de trabajo tiene 45 m de longitud. Esto sólo es posible porque la máquina se eleva en el centro, incluido el bogie situado en esa zona, mientras, al mismo tiempo, los dos bogies de 4 ejes exteriores se desplazan hacia los extremos. Una vez colocada la vía nueva, una clava­dora de 8 husillos se encarga de apretar las sujeciones.

También la RU 800 S cuenta con grúas pórtico, que transportan constantemente los materiales viejos y nuevos a modo de lanzaderas con sistema de estafeta. Sin embargo, en este caso son dos instalaciones idénticas, con capacidad para transportar 30 traviesas cada una. Las traviesas nuevas se suministran desde la parte delantera en dirección de trabajo y las traviesas antiguas, recogidas y acopiadas por la máquina en un piso inferior, son cargadas por la misma grúa pórtico y transportadas hacia los vagones enganchados en la cabecera, donde se depositan en el espacio que ha quedado libre. Dado que en la línea Buxtehude-Stade no existen apartaderos, los vagones de transporte tenían que intercambiarse por otros ya cargados con traviesas nuevas en Hamburgo. Esto se realizaba por las noches.

El balasto nuevo se suministra continuamente desde el extremo posterior de la máquina. Para ello se enganchan unidades MFS, que de vez en cuando se desplazan hasta la base para recargar balasto. La RU 800 S trabajó en este tramo durante tres jornadas de diez horas y durante las noches estuvo parada. Tal y como estaba planificado, este tramo se terminó en tres días. La puntualidad es rutina: las obras siguientes en Luxemburgo, Austria y Escandinavia ya llevaban tiempo planificadas para fechas inmediatamente posteriores.

Trabajos de alineación y bateo junto a nuevos aportes de balasto

Igual que la PM 1000 URM, la RU 800 S deja tras de sí una vía apta para la circulación de trenes de obra, por lo que se hace innecesario un bateo adicional entre las diferentes fases de trabajo. Para su apertura al tráfico normal, la vía naturalmente tiene que terminarse, colocándola con precisión en su posición teórica. En primer lugar se distribuyó más balasto y después entró en acción la Dynamic Stopfexpress 09-4X, con bateo de 4 traviesas y estabilizador dinámico de vía. Su modo de trabajo de avance continuo y su satélite de bateo móvil permiten una velocidad de trabajo considerable, por lo que los transeúntes que querían observar su trabajo tenían que apretar el paso. Una elevada velocidad de trabajo durante el bateo final también es un factor de peso para la duración total de la obra. Se realizaron varios ciclos de bateo consecutivos. Dado que había que aportar más balasto entre ciclo y ciclo, a la bateadora le seguía a poca distancia un tren de obra, compuesto por vagones tolva cargados de balasto. No hacían falta unidades MFS, ya que el balasto debía descargarse directamente sobre la vía. 

Gestión del balasto para un aprovechamiento óptimo

El balasto es un bien con un alto valor. Para que no se acumulara innecesariamente en los flancos de la banqueta, en esta obra también se empleó un sistema de gestión de balasto BDS 2000. Los arados laterales y el arado central, así como el dispositivo de barrido en la parte posterior de la máquina retiran el balasto sobrante tras el bateo y lo redistribuyen o lo almacenan provisionalmente en la tolva. Para aumentar su capacidad, se enganchó una unidad MFS entre las dos unidades que conforman el BDS 2000.

EM-SAT 120 – Registro de la posición de la vía mediante satélite de medición

Entre la Stopfexpress y el BDS en esta obra trabajó un vehículo de medición preliminar EM-SAT 120 para registrar la posición de la vía. Esta unidad para la medición electrónica de la posición lateral, longitudinal y vertical de la vía hace posible alcanzar una posición final perfecta. El pequeño satélite de medición autónomo primero persigue a la Stopfexpress y se para en una posición. Después se acerca la máquina principal y, mediante una cuerda larga láser entre ambos vehículos, así como los registros del propio vehículo de medición, se miden tramo a tramo los valores de la posición real, es decir, de nivelación y alineación, en combinación con puntos fijos (p.ej. postes de catenaria). Los registradores de 8 canales registran estos datos que, además, se almacenan en formato digital.

Empleo de numerosas unidades MFS

Para la logística de materiales se emplearon numerosas unidades MFS. Durante el acarreo de materiales y el transporte de los detritos pudieron aprovecharse plenamente sus características, como el trasvase de los materiales desde la cola del tren hasta la cabecera. Además, ofrecían la posibilidad de descargar los detritos directamente en un lateral de la vía para su recogida posterior, una ventaja enorme para mantener cortos los trayectos y, por tanto, los tiempos. Cuando una composición de unidades MFS se desenganchaba de la máquina de construcción para su carga o descarga, algunas unidades permanecían allí para evitar paradas debidas a la falta de suministros o de capacidad de almacenamiento. Tras sólo 27 días de exigentes jornadas de trabajo, tanto para las personas como para la maquinaria, la modernización de la línea hacia Cuxhaven estaba terminada. El tráfico ferroviario convencional pudo restablecerse con plena seguridad en ambas vías según el calendario previsto. 

La obra en cifras

Las máquinas empleadas para esta obra, en parte únicas por sus especiales configuraciones, movieron 10.000 t únicamente de balasto nuevo. Para la capa protectora de la plataforma se emplearon 3.500 t de material. Mucho más elevado es el volumen de balasto depurado y reutilizable. La cantidad de detritos que hubo que transportar fue de alrededor de 11.800 t. Además, se colocaron 10.800 nuevas traviesas de hormigón y se transportaron y colocaron 13.120 m de carriles de perfil S 54.

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