Sistemas de Ferrocarriles: Componentes, Funcionamiento y Seguridad

Ferrocarriles: Bajas pendientes (0 – 2%). Alta inversión inicial. Considerado para proyectos de prolongada vida. El ferrocarril es para grandes capacidades de transporte, puede ser Eléctrico (menores costos y no requiere ventilación) o Diesel.

Ventajas

• Alta productividad.
• Confiabilidad.
• Seguridad.
• Bajo costo operacional y de mantención.
• Es posible usar el sistema como transporte de mineral y como suplidor de insumos.

Desventajas

• Alta inversión inicial.
• Altos costos de instalación.
• Se requiere de talleres de mantención especializados.
• Baja o nula flexibilidad.

Equipo de transporte horizontal. Poca capacidad para trabajar en pendientes (0-2% de pendiente).

Componentes del sistema

• Locomotora: Equipadas con dos motores eléctricos, cuya posición es paralela a los ejes de las ruedas motrices, efectuándose la transmisión por medio de un sistema de piñones y engranajes. Los motores se montan en una suspensión elástica, con lo que se consigue un trabajo sin vibraciones. Para poner en movimiento el convoy, los motores se acoplan en serie, con lo que se consigue un gran torque de partida. Una vez en marcha, cuando se ha vencido la inercia del reposo, los motores se acoplan en paralelo con lo cual se obtiene una mayor velocidad.
• Carros (convoy de carros, se componen de Caja, Chasis y sist de rodado).
• Sistema de descarga de carros.
• Vías: se componen de:
  • Infraestructura base (piso): excavación en el piso en la que se asentará el afirmado y vías, se conecta con el drenaje.
  • Afirmado: material de asiento para la vía, se fabrica de grava uniforme para permitir el escurrimiento de aguas.
  • Vías mismas: rieles (transite el peso del ferrocarril a la infraestructura), elementos de sujeción y durmientes (mantiene la dirección del mov del ferrocarril).
• Empalmes (agujas) y cruces (sapos).
• Sistema de control.
• Equipos de apoyo: Locomotora de servicio y de limpieza de vías.
• Taller de mantención.

Sistemas de Vaciado

Sistema de vaciado rígido (carros)

Se requiere voltear la unidad completa con un sistema de volteo. Los carros son de fondo plano y de mayor capacidad, pero no permite la descarga continua ya que es necesario separar el carro del convoy para su vaciado.

Sistema de vaciado lateral

En este sistema el carro pivotea mediante una rueda o bien accionado por medio de cilindros hidráulico. Los carros con vaciado lateral han sido ocupados en niveles intermedios de transporte.

Sistema de vaciado en el fondo

Este sistema es apropiado cuando existen restricciones de espacio. Puede ser descargado de 1 o 2 puertas.

Circuito de corriente

La circulación de C.C. para accionar los motores de la locomotora se efectúa por dos conductores. El del polo positivo corresponde a un cable aéreo y el negativo son los rieles que se unen entre ellos por los cables de cobre.

Toma de corriente

La toma de corriente para una locomotora desde el cable aéreo se realiza por medio de un “colector de corriente” o “toma de corriente”. El polo negativo se hace llegar al motor por medio de las ruedas que lo toma desde los rieles. El colector toma la corriente desde el trolley por medio de Pluma, Pantógrafo (Es un paralelogramo articulado que ejerce una presión adecuada sobre el trolley y la parte que va en contacto con el cable aéreo corresponde a dos barras paralelas que corren perpendicular a éste. Se puede subir y bajar desde la cabina del conductor.) y Bobina desenrrolladora.

Fuentes de energía de corriente continua

Para evitar importantes pérdidas de voltaje se lleva corriente alterna trifásica hasta las estaciones de alimentación y allí se transforman en corriente continua, con un rectificador estático. Pueden ser de mercurio o de selenio.

Riesgos de Trolleys

• La producción de chispas es inevitable.
• Inflamación y explosiones de grisú en minas de carbón (Se contrarresta con mayor ventilación).
• Incendios.
• Electrocuciones (Con alturas mínimas sobre el suelo).
• Corriente vagabundas (Retorno perfecto de la corriente por los rieles y no por cañerías o terrenos húmedos.)

Resistencia a la Aceleración/Desaceleración

Incluye una tolerancia que permita poner en movimiento las partes rotatorias de la locomotora y acelerar o desacelerar (frenar) la masa del convoy a razón de 1 km/hr por cada segundo.

Fuerza de tracción

Para lograr el movimiento del convoy se requiere vencer todos los esfuerzos descritos, que atentan contra el desplazamiento. Es la fuerza total liberada por la potencia motora de la locomotora a través de los engranajes a las caras de las ruedas. Si esta fuerza es mayor que el producto del peso por el coeficiente de adherencia entre las ruedas y los rieles, las ruedas resbalan.

Fuerza de empuje

Fuerza ejercida sobre la carga acoplada por una locomotora a través de su barra de enganche. Se ocupa para determinar la fuerza de empuje que es capaz de desarrollar una locomotora dada o qué fuerza de empuje se requiere para mover una carga dada.