El físico Michio Kaku dijo una vez: "Lo que generalmente consideramos imposible son simplemente problemas de ingeniería ... no hay ninguna ley de física que los impida". Y así ha sido con los puentes de ferrocarril y metro que cruzan las vías fluviales. La ciudad de Washington,DC, está limitado por dos lados por ríos y una cantidad incalculable de arroyos. Cada mañana, la Línea Naranja, una de las seis líneas de trenes que sirven a la ciudad, transporta 12.060 viajeros por hora. Y este milagro ocurre todos los días en Berlín, Tokio, Londres, Amsterdam, Shanghái y muchas otras áreas metropolitanas. Solo en el Reino Unido hay más de 40,000 puentes ferroviarios.
Se ha escrito mucho sobre cómo mantener esta infraestructura, particularmente en las zonas de transición difíciles donde los trenes salen de la tierra para ascender puentes sobre el agua. "Todos los sistemas ferroviarios sufren un rápido deterioro de la vía en las zonas de transición que requieren altos costos de mantenimiento", dijo Sakdirat Kaewunruen, Ph.D., Departamento de Ingeniería Civil, Universidad de Birmingham, Reino Unido. "En las últimas décadas, se han proporcionado tantas soluciones ad hoc, pero no se ha trabajado en la evaluación de su costo y sostenibilidad del ciclo de vida".
Cada nación ha empleado su propia metodología para el mantenimiento y las reparaciones, pero los desafíos nuevos e intimidantes creados por el cambio climático calor extremo, frío extremo e inundaciones severas requieren soluciones aún más rigurosas.
Publicado en un estudio sin precedentes titulado "Evaluaciones del ciclo de vida de las transiciones de puentes ferroviarios expuestos a eventos extremos" Fronteras en el entorno construido , compara los costos y las emisiones de carbono para el ciclo de vida de ocho medidas de mitigación y revisa la efectividad de estos métodos en tres tipos de condiciones ambientales extremas.
Los sistemas ferroviarios están diseñados para una vida útil de 50 años, que se calcula sobre la integridad de los materiales utilizados, y la mayoría de los ferrocarriles se construyen a lo largo de uno de los dos sistemas de vías comunes: rieles colocados en amarres ferroviarios EE. UU. O traviesas Reino Unido, que luego se 'balastran' en lechos de roca o grava, o rieles que se colocan sobre losas de concreto. A veces, ambos se usan en una línea de ferrocarril con uno en tránsito hacia el otro. En cualquier caso, la proeza de ingeniería que debe resolverse esque a medida que el tren cruza la transición entre el suelo y el puente, la rigidez relativa de la roca madre, el concreto y el puente de metal puede impartir vibraciones intensas que impactan drásticamente los rieles del tren e incluso hacen que el viaje sea incómodo para los viajeros. Las zonas de transición requieren de cuatro a ochoveces más mantenimiento que las vías de tren normales.
El estudio investiga medidas de mitigación para puentes que abarcan 30 metros y 100 metros. El estudio revisa las ocho técnicas más comunes para las transiciones de puentes, que incluyen: debajo de tapetes de lastre UBM, placas base blandas, debajo de almohadillas para dormir USP, almohadillas de riel, tratamientos de terraplén, losas de transición, unión de balasto y durmientes anchos. En general, el estudio encuentra que las almohadillas de riel elásticas, las placas de base blandas y el UBMS son los más adecuados para puentes de tramo corto, confiando en una gama de materiales como materiales elásticos, cloroprenocaucho o compuestos poliméricos para reducir la rigidez del ferrocarril. Desafortunadamente, los mismos materiales que proporcionan elasticidad se deterioran más rápido en condiciones de calor extremo y frío extremo, condiciones que se han vuelto más frecuentes con el cambio climático. Como referencia, los materiales tienden a exhibir sensibilidad a 20 gradosC y problemas graves en pleno invierno a -40 grados C en las lejanas latitudes del norte.
Para puentes largos, los autores recomendaron emplear losas de transición, unión de lastre y tratamientos de terraplén, métodos que mitigan la rigidez de la vía gradualmente con transiciones más largas. Estas soluciones tienden a verse muy afectadas por inundaciones repentinas que pueden arrastrar los terraplenes y el lastre que soporta elestructura de la vía. En algunas áreas de Noruega, las inundaciones han convertido los sedimentos en lodo, causando el colapso de las vías del tren.
"El calentamiento global y el cambio climático ... aumentan las tasas de renovación y desgaste de los materiales de lubricación, así como la posibilidad de torcer y torcer la vía", dijo Kaewunruen en un documento anterior con Lei Wu, quien actualmente trabaja en KualaFerrocarril de alta velocidad Lumpur-Singapur.
En este estudio, los autores proporcionan suposiciones de ingeniería y cálculos de muestra para sus recomendaciones, pero también enfatizan que las soluciones deben desarrollarse caso por caso, teniendo en cuenta el costo durante el ciclo de vida, los factores ambientales yimpacto que puede tener un alto mantenimiento en la huella de carbono. Además, el costo de los materiales y del mantenimiento puede variar ampliamente de un país a otro.
"El cambio climático es un problema importante para todas las industrias del mundo", dijo Kaewunruen. "A continuación analizaremos escenarios con múltiples riesgos. Se nos ha informado que algunos eventos pueden ocurrir, por ejemplo, un terremoto al mismo tiempo quecalor extremo o viento extremo al mismo tiempo que lluvia extrema o escorrentía. Los puentes responden a diferentes eventos individualmente, pero cuando tienes múltiples peligros simultáneamente, pueden sufrir impactos aún mayores ".
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Materiales proporcionados por fronteras . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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