Tratamiento de outliers para el estudio de transmisión de vibraciones del ferrocarril

Treatment of Outliers to Study Railway Vibrations Transmission

En este trabajo se presenta el resulado del análisis de datos de vibraciones inducidas por la propagación de ondas originadas por el paso de trenes, metro y tranvía. Dichos datos han sido tomados con aelerómetros de fibra optica, dentro del marco del proyecto de investigación TRAVIESA (Transmisión de Vibraciones del ferrocarril urbano al entorno: Estrategias, Tecnologías y materiales para su atenuación) financiado por el CDTI y el Ministerio De Ciencia e Innovación del Gobierno de España. La metodología desarrollada permite caracterizar el nivel de las vibraciones que afectan a los diferentes elementos dela infraestructura ferroviaria y los edificios cercanos. La tecnología de los acelerómetros es la fibra óptica y las mediciones fueron realizadas por el Instituto Tecnológico de Óptica, Color e Imagen (AIDO).

1 INTRODUCCIÓN

La industria ferroviaria europea [1] desarrolla programas para la eficiencia energética y el impacto medioambiental del ferrocarril. Los trenes que circulan a nivel de la superficie, así como los subterráneos, son uno de los medios de transporte masivo más seguros ambientalmente , ya que sus niveles de contaminación y el espacio requerido son reducidos comparados con carreteras de capacidad similar u otros modos de transporte [2]. No obstante, un posible problema de este medio de transporte en zonas urbanas son las vibraciones que generan y los ruidos emitidos. La principal causa de las vibraciones generadas por la circulación de un tren es el contacto rueda-carril, concretamente en las fluctuaciones de la fuerza de contacto provocadas por las irregularidades del perfil de ruedas y carriles [3] . Estas fuerzas dan origen a ondas que se transmiten desde el punto de aplicación hacia la superficie libre [2], ya sea siguiendo un camino directo o tras múltiples reflexiones y refracciones. Las vibraciones pueden generar perturbaciones acústicas y vibraciones en edificios que se convierten en incomodidades para la calidad de vida de las personas.

El paso de trenes a través de las vías genera un gran nivel de tensiones en la estructura ferroviaria debido al aumento de las cargas que se producen por el carácter dinámico de los esfuerzos. Aunque este aumento de las cargas puede tener múltiples focos de origen, sólo se produce debido a la acción de la carga móvil desplazándose por la vía. Para el caso de vías con balasto estos esfuerzos son amortiguados y absorbidos por la capa granular del balasto, que sufre un elevado nivel de vibraciones en sus partículas que puede llegar a afectar su comportamiento mecánico con fenómenos como la licuefacción del balasto, situación que provoca una descompactación de los granos de la capa, y por tanto ve así reducida su capacidad de resistir los esfuerzos generados que se transmiten a través de la traviesa.