Resumen
El objetivo fundamental de este proyecto se centra en abordar de manera integral los problemas asociados al impacto negativo del
ferrocarril en lo referente a contaminación acústica y vibraciones. Dicho impacto es especialmente significativo en curva, donde tienen
lugar fenómenos tales como chirridos y corrugación en el carril, que surgen como consecuencia de la interacción dinámica entre el
vehículo ferroviario y la vía. Se trata de problemas clásicos que, sin embargo, no han sido suficientemente investigados y, aún hoy,
carecen de una explicación fehaciente. Para el estudio de problemas ferroviarios, la literatura muestra dos grandes grupos de modelos
dinámicos, caracterizados fundamentalmente por su rango de frecuencia de interés: los modelos de baja frecuencia permiten estudiar la
dinámica del vehículo por debajo de aproximadamente 20 Hz, mientras que los modelos de interacción vehículo-vía de alta frecuencia
investigan un rango más amplio, que llega a incluir parte de las frecuencias audibles. El comportamiento a baja frecuencia es
especialmente útil para predecir, por ejemplo, el guiado y la inestabilidad de lazo, mientras que los modelos de alta frecuencia están
orientados a la predicción, entre otros, de los niveles de vibración y ruido de rodadura, así como el crecimiento de la corrugación en
carriles. Dichos modelos de alta frecuencia se basan en la hipótesis de pequeños desplazamientos y tienen en cuenta la dinámica de la
vía y del eje montado; simplifican, no obstante, la geometría de los perfiles del contacto rueda-carril. El comportamiento en curva tiene
asociados, sin embargo, ciertos fenómenos dinámicos que no pueden clasificarse de manera clara en ninguno de los grupos
mencionados, tales como los chirridos en curva y ciertos tipos de corrugación del carril. A menudo, ambos están estrechamente
vinculados entre sí y existen algunas características de los chirridos en curva que pueden indicar un vínculo con el desarrollo de la
corrugación. Así pues, estos problemas deben ser investigados asumiendo simultáneamente las hipótesis más realistas de ambos grupos
de modelos dinámicos. El presente proyecto pretende llenar este vacío, y en este sentido, se propone: (1) el desarrollo de un modelo
dinámico de interacción vehículo/vía en curva de amplio ancho de banda, que combine la dinámica de baja frecuencia asociada a las
masas suspendidas, el comportamiento a alta frecuencia debido a la flexibilidad del eje montado, el modelado avanzado de la dinámica
de la vía, la geometría de los perfiles de carril y rueda, y un modelo de contacto no estacionario y no lineal; (2) la propuesta de
mecanismos plausibles de generación de chirridos y crecimiento de corrugación en curva, que permitan una mejora de su comprensión y
hagan posible la simulación precisa y computacionalmente eficiente; (3) el desarrollo y evaluación de medidas encaminadas a la
mitigación de los problemas de chirridos y corrugación en curva, actuando sobre el diseño de la rueda y el amortiguamiento del eje
montado, entre otros. El conocimiento generado deberá contribuir a establecer criterios y especificaciones para el diseño del material
rodante y la vía. Dichos criterios y especificaciones tendrán vocación de óptimos en el sentido de que contribuirán a reducir el impacto
ambiental y los costes de explotación, al tiempo que habrán de permitir aumentar la competitividad de este medio de transporte.
