Page 28 - Tecnologías Transporte Mercancías - Documento posicionamiento

3.9. Desarrollo de Nuevos Materiales

La investigación en nuevos materiales para vías férreas y componentes de trenes busca
mejorar la durabilidad, reducir el mantenimiento y aumentar la eficiencia.

Las vías de alta capacidad están experimentando un rápido crecimiento en los últimos
años y se espera que este crecimiento sea aún más pronunciado en el futuro.

El desarrollo de nuevos materiales para las vías de alta capacidad es uno de los
principales objetivos para las compañías ferroviarias. Además, los investigadores en
infraestructuras ferroviarias están cada vez más preocupados por la creación de carriles
resistentes a la abrasión causada por la arena del desierto en la línea del Haramain La
presencia de arena y el clima extremo pueden provocar un aumento significativo en los
costos de mantenimiento debido al desgaste, corrosión, grietas en soldaduras y
degradación prematura del balasto. También se debe considerar el impacto que puede
tener la arena al introducirse en las grietas generadas en el carril debido a las elevadas
fluctuaciones térmicas características de esta zona. Para abordar este problema, se está
desarrollando un nuevo tipo de carril endurecido con una menor tasa de desgaste debido
a la arena y las altas temperaturas (nuevos carriles para condiciones de abrasión
extraordinarias).
El aumento constante en la velocidad de los trenes, las cargas ferroviarias (tráfico
pesado) y la densidad del tráfico conlleva la generación de más defectos en los carriles
ferroviarios, lo que resulta en una disminución en la vida útil del carril y un aumento en
los costos de mantenimiento. Por lo tanto, es necesario fabricar nuevos tipos de carril
con mejores propiedades mecánicas que garanticen los más altos niveles de fiabilidad
en las infraestructuras ferroviarias.

Los aceros de carril convencionales (C-Mn) satisfacen las demandas normales de
servicio, es decir, son grados de acero perlítico con una dureza que varía entre 260 HBW
y 300 HBW. Sin embargo, las solicitaciones actuales particularmente elevadas sobre el
carril, lo que producen es un fuerte desgaste y una elevada deformación en la cabeza
del carril, provocando defectos aislados y roturas más frecuentes de los carriles, que
requiere de reemplazos muchos más frecuentes de las vías de tren. Para hacer frente a
las condiciones más exigentes de las infraestructuras ferroviarias, es necesario
desarrollar nuevos aceros de carril y métodos de fabricación. La microestructura óptima
para los aceros de carril es la perlita, en particular la perlita fina (con una menor distancia
interlaminar), que confiere al acero una mayor dureza y resistencia al desgaste.

Esta microestructura deseada se puede lograr mediante dos métodos diferentes. El
primero implica un tratamiento térmico (enfriamiento controlado) de la cabeza del carril
(carril de cabeza endurecida). El objetivo de esta tecnología es refinar la microestructura
y, por lo tanto, aumentar significativamente la resistencia al desgaste sin afectar
negativamente a la soldabilidad. El segundo método implica el uso de pequeñas
cantidades de elementos microaleantes (aceros microaleados), que contienen pequeñas
cantidades de elementos como niobio, vanadio y titanio en concentraciones inferiores al
0.01 %. Debido a la baja cantidad de estos elementos, se logra una mejora considerable
en las propiedades mecánicas y de desgaste, lo que presenta ventajas en términos de

Tecnologías para un transporte de mercancías ferroviarias vertebrador de la 28
cadena logística, fiable para el cliente y responsable en la descarbonización