Para una evaluación técnica recomendamos una visión global o una combinación de varios métodos de análisis. Una primera base de decisión son los errores en la posición de la vía. Los viajes de medición pueden alertar de la necesidad de una depuración del balasto. Los errores de posición de la vía con una longitud de onda entre 5 y 6 m son indicio de apoyos insuficientes del emparrillado, lo que a su vez es indicativo de un balasto en mal estado.
Otra posibilidad para localizar puntos críticos es el análisis fractal. Se trata de un método para reconocer patrones y permite determinar la rugosidad específica de señales, considerando las diferentes longitudes de onda (en función del rango de frecuencias, ondas largas, medias o cortas). Los análisis de datos de geometría de vía, no obstante, no permiten hallar el porcentaje de materiales finos en el lecho de balasto ni la humedad de la banqueta, sino únicamente constatar sus consecuencias.
Los Ferrocarriles Federales Austriacos realizaron análisis fractales en unos 4.000 km de la red principal. Para ello tuvieron la posibilidad de utilizar datos de medición de los últimos 14 años en combinación con información detallada sobre las instalaciones y su estado de mantenimiento. A fin de validar esta nueva metodología, los resultados del análisis fractal fueron comparados con una auscultación por georradar de aproximadamente 1.000 km de la red ferroviaria y un gran número de excavaciones.
La figura muestra la evolución temporal de una onda media fractal dentro en un tramo de 400 m de vía en Austria. En este caso, el valor alcanza –34, lo que es cuatro veces mayor que el cuantil del 90 % de la red. Una inspección in situ corroboró los resultados del análisis fractal. En la superficie, el hundimiento del balasto era perfectamente visible. El balasto debajo de la traviesa estaba completamente contaminado y el historial de mantenimientos reflejaba una geometría de vía inestable en este tramo. Poco después de la inspección se procedió a la depuración del lecho de balasto y a la sustitución de la mayoría de las traviesas. En la actualidad, los Ferrocarriles Federales Austriacos y los Ferrocarriles Federales Suizos ya utilizan los análisis fractales como parte de sus estrategias de gestión de activos.
Fuentes:
Landgraf, M.: Zustandsbeschreibung des Fahrwegs der Eisenbahn – von der Mess-datenanalyse zum Anlagenmanagement, 2016 (tesis doctoral, Universidad Técnica de Graz)
Hansmann, F.: Innovative Messdatenanalyse – ein Beitrag für ein nachhaltiges Anlagenmanagement Gleis, 2015 (disertación, Universidad Técnica de Graz)
El grado de contaminación del lecho de balasto también se puede diagnosticar mediante aplicaciones de georradar (GPR), aprovechando las características especiales de las señales que provoca la contaminación. La propagación de las ondas electromagnéticas en el subsuelo depende en gran medida de las estructuras existentes en el terreno, que pueden producir la reflexión, la dispersión, la difracción o la transmisión de la onda irradiada. El agua tiene una gran influencia en el análisis GPR. Es sencillo, por tanto, cuantificar el contenido real de humedad en el lecho de balasto, valorar la calidad del drenaje y determinar el grosor de las diferentes capas en función de la disminución de su contenido de agua. En base a estos análisis por GPR se pueden calcular los diferentes grados de contaminación sin necesidad de costosas excavaciones.
La evaluación directa del estado del balasto de la banqueta es otro criterio seguro para determinar la necesidad de un desguarnecido del balasto, aunque resulta muy costosa. Mediante las inspecciones in situ o el análisis de imágenes de vídeo procedentes de viajes de medición se localizan zonas con una suciedad visible o grandes áreas de salpicaduras.
Actualmente, el grado de contaminación y el porcentaje de materiales finos solo se puede determinar de forma fiable mediante la toma de muestras y el cribado del material. La toma de muestras puede ser manual (prueba de cajón de vía) o mecanizada, con la ayuda de una perforadora. No existe un valor límite generalmente aplicable para decidir el momento de realizar un desguarnecido-depurado del balasto. Según el país y las especificaciones de los administradores ferroviarios o empresas de infraestructuras, existen distintas curvas granulométricas con diferentes valores límite. La composición del balasto y el porcentaje de materiales finos varía en cada país en función de estas curvas granulométricas. En Europa se ha adoptado el valor límite establecido en el ERRI Report D182 (European Rail Research Institute) del 30 % de contenido de materiales finos (< 22,4 mm). A más tardar a partir de este valor se debe realizar un desguarnecido-depurado del balasto o una renovación de la vía.
Es fundamental mantener un buen equilibrio entre la capacidad portante y de drenaje del lecho de balasto.
El conocimiento de la necesidad técnica de realizar un desguarnecido-depurado del balasto es una premisa esencial para valorar su rentabilidad.
