FERROCARRILES / MANTENIMIENTO DE VÍAS FÉRREAS: SEGURIDAD EFICIENCIA Y ECONOMÍA / JUAN

comités técnicos del colegio de acuerdo con sus especialidades: serán alrededor de 30 reuniones concurrentes.

IC: Muchos identifican el Congreso Nacional de Ingeniería Civil con sus jornadas finales, pero es mucho el trabajo previo a ellas, trabajo que da forma al congreso. ¿Cómo se están desarrollando las reuniones regionales y demás actividades de logística, de planeación…? MJS: Se ha conformado un comité organizador con colegas, mujeres y hombres, muy comprometidos, muy eficientes, expertos en diferentes áreas. Eso es importante. Hay una sesión semanal con todo el Comité Organizador para revisar los múltiples temas que hay que resolver. Tenemos también sesiones más reducidas con grupos más especializados en ciertos temas de la organización. A la fecha, también se han llevado a cabo dos reuniones regionales, una en Durango y otra –reciente– en Nuevo León. Se realizarán tres más: una en Mérida, otra en Puebla y la última en Aguascalientes. En la de Mérida se hablará más de turismo, por ejemplo. En Puebla se abordarán las ciudades inteligentes. En Aguascalientes, que es donde está el Inegi, nos concentraremos mucho en big data y en plataformas de información que toda la infraestructura física requiere como parte del ciclo de preparación y ejecución de proyectos.

IC: Una de las variables que generan fuerte impacto en la ingeniería civil es la tecnología. Obviamente, todo lo que estamos comentando tiene que ver con ella, pero en especial en las sesiones del congreso, en las jornadas finales, ¿habrá tratamiento de manera puntual y transversal de la tecnología en la ingeniería civil? MJS: Cada comité técnico tiene asignadas dos sesiones, que van a planear de acuerdo con los temas que cada uno considere convenientes en el marco de su especialidad. El Comité de Tecnología tendrá dos sesiones: una de ellas estará enfocada en las tecnologías transversales, como puede ser la inteligencia artificial o la robótica. Y otro aspecto del que hablaremos mucho es del emprendedurismo. Urge desarrollar emprendedores con el foco tecnológico puesto en la infraestructura. Cada comité es libre de organizar las sesiones que considere. En el caso del Comité de Tecnología, ésos son los temas que tenemos previstos.

IC: La innovación tecnológica sin duda es un área de especial interés para los jóvenes. En el caso de los estudiantes y recién egresados de la carrera de Ingeniería civil, ¿qué se contempla desde la organización del congreso para motivar su participación activa, para que no sólo acudan como oyentes u observadores? MJS: En todas las reuniones regionales y en el mismo congreso se está organizando un encuentro académico, previo a la reunión regional y al congreso. El día 22 de noviembre es cuando se llevará a cabo dicho encuentro académico, que organizan los estudiantes. El colegio se mete muy poco, sólo asesora. Y es muy interesante porque llevan los temas y las ideas que les interesan, y buscan a los ponentes. Obviamente, el CICM ayuda en lo que se requiera, en las asesorías, etcétera. Pero eminentemente son encuentros que organizan los jóvenes.

IC: ¿Por qué se ha considerado a Japón como país invitado? MJS: Dos congresos atrás, el país invitado fue del continente americano: Canadá. En el congreso pasado, el país invitado fue Francia. Entonces se pensó que ahora le tocaba a un país asiático, toda vez que los países asiáticos están teniendo un ritmo impresionante de crecimiento, de tecnología, de infraestructura... Y la decisión de Japón se debió a ciertos temas como la inversión extranjera: Japón ocupa el cuarto o quinto lugar de inversión en México. Es por eso que lo elegimos.

IC: ¿No había otro país asiático a considerar, por ejemplo China? MJS: Sí se pensó en China, pero finalmente nos inclinamos por Japón a partir del alto nivel de inversión que tiene en México.

IC: Buen punto. Después de cada congreso se elaboran memorias, a veces en versión impresa, a veces en versión digital o en ambas. En el 31CNIC ¿qué se tiene pensado hacer, además de generar unas memorias? ¿De qué manera dar seguimiento? Me dice que una de las ofertas importantes para los patrocinadores del congreso es que la exposición no va a durar unos días sino todo un año; entonces, en el caso de los contenidos, de las mesas, de las conferencias… ¿qué se tiene pensado para que haya seguimiento y para que no quede sólo ahí, en las reuniones? MJS: Todas las sesiones van a estar disponibles durante un mes después de finalizado el 31CNIC, pero solamente para las personas que se registren. A los comités técnicos les van a servir mucho las conclusiones de esas mesas para diseñar sus agendas futuras.

Y lo que usted menciona de la continuidad es algo muy importante: cómo seguir en contacto con la evolución, con la innovación, con la tecnología, con los servicios, con los productos, todo en torno a la infraestructura… va a ser un gran aliciente visitar la exposición permanente del colegio.

IC: Para toda esta nueva versión del congreso, ¿han tomado nota de casos similares que se hayan dado en otros países, o incluso en México? MJS: Claro que sí. Le puedo decir que prácticamente todos los eventos relacionados con la infraestructura de este año migraron a formatos virtuales, debido a que las condiciones no son las adecuadas para el formato presencial, sobre todo cuando se tienen aforos limitados. Insisto: una exposición con un aforo limitado no es rentable para nadie, especialmente para las empresas que participan; entonces, no podemos correr riesgos en este sentido y

hemos de actuar con mucha cautela. Confiamos en que hacia noviembre podamos tener un congreso híbrido en el que pueda haber participación presencial con aforo limitado y un gran contenido en la parte virtual.

Sí se han tomado ejemplos de varios países. Yo he participado en algunos eventos virtuales para ver cómo se están manejando; tenemos la tecnología que hemos elegido para eso, y creo que va a salir muy bien.

IC: ¿Cuál fue una de las experiencias que le llamó más la atención? MJS: En enero participé en el Consumer Electronic Show, que se hace en Las Vegas todos los años y quizás es uno de los eventos más concurridos en el mundo; el tema es la tecnología de consumo, pero a mí me interesó inscribirme para ver cómo funciona la expo virtual y en el contexto de un evento que tiene una concurrencia muy alta, más de 100 mil asistentes. En la parte virtual no sé qué cantidad de visitantes tuvo, pero yo estimo que fácilmente se duplicó o triplicó esa cifra, algo que no se habría podido alcanzar si se hacía de manera presencial.

IC: ¿Quiere agregar algún comentario final? MJS: Como vemos, el colegio está muy activo y presente por varios medios. Hay que consultar las redes sociales del colegio para enterarse de lo que está pasando, y vamos a tener cápsulas de la organización del congreso en los Diálogos con Ingenieros; próximamente habrá una sesión del Comité Organizador. Estamos trabajando intensamente con las vías de comunicación del colegio y con aquellos profesionales que no son miembros, tanto del país como extranjeros, para que se enteren de lo que está sucediendo en torno a la organización del 31CNIC.

IC: En congresos anteriores había una participación de otros colegios, por ejemplo de la FEMCIC o de otras organizaciones que no son de ingenieros civiles pero que están vinculadas con el tema de la infraestructura. ¿Se está haciendo algo al respecto, y quiénes son los que participarían? MJS: Nuestro foco son los ingenieros civiles. Tenemos muchas organizaciones hermanas y son bienvenidas. Estamos trabajando con la FEMCIC y con los colegios de ingenieros civiles existentes en toda la República, así como con organizaciones profesionales de otras disciplinas que tienen vinculación con la infraestructura

Entrevista de Daniel N. Moser

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Mantenimiento de vías férreas: seguridad, eficiencia y economía

En este artículo se aborda el mantenimiento de la infraestructura desde la perspectiva de la ingeniería civil, con la óptica de la filosofía del mantenimiento, su marco normativo y su práctica en la industria ferroviaria.

JUAN CARLOS

MIRANDA HERNÁNDEZ

Ingeniero civil con maestría en Alta dirección de empresas y en Planeación. Fue gerente de Planeación y Evaluación de Proyectos y subdirector de Operación del Ferrocarril del Sureste en Ferrocarriles Nacionales de México. Coordinador del Subcomité de Ferrocarriles del CICM. El ferrocarril es un sistema complejo. En su diseño, operación y mantenimiento intervienen múltiples disciplinas, mayormente del campo de la ingeniería. Destacan la ingeniería civil en lo que a infraestructura se refiere (vía, túneles, puentes, obras de drenaje, patios, estaciones y terminales, entre otros), la ingeniería mecánica y eléctrica (locomotoras, carros de carga, coches de pasajeros, maquinaria de vía y electrificación) e ingeniería electrónica y de comunicaciones (sistemas de control y despacho de trenes, señalización y dispositivos al lado de la vía). Cada uno de estos elementos del ferrocarril son activos físicos, que requieren mantenimiento para un desempeño confiable y seguro.

Enfoque del mantenimiento de la infraestructura ferroviaria

Una buena definición de mantenimiento es la proporcionada por la normativa UNE-EN 50126 de la Unión Europea, como parte de su sistema RAMS (reliability, availability, manteinability, safety): “la combinación de todas las acciones técnicas y administrativas, incluidas las acciones de supervisión, destinadas a mantener un producto en un estado en el que pueda realizar una función requerida, o a devolverlo a dicho estado”.

En el ámbito ferroviario, la “función requerida” de la infraestructura consiste en que los trenes que circulen en las vías lo hagan a la velocidad y con las cargas (tonela-

Figura 1. La vía como activo que requiere mantenimiento.

Figura 2. El equipo como activo que requiere mantenimiento.

jes) requeridas por el servicio ferroviario, en condiciones de seguridad. Pero la “función requerida” no sólo define una especificación para su cumplimiento, sino también un límite permisible. Diseñar y mantener una infraestructura que exceda los requisitos resulta antieconómico. Por ello, en el sistema ferroviario norteamericano (México, Estados Unidos y Canadá), en el que circulan más de 1.6 millones de carros y 26 mil locomotoras en más de 250,000 kilómetros de vías, el mantenimiento de la infraestructura no sólo es preventivo, sino también correctivo, con un enfoque de tipo reactivo, mas no por ello riesgoso ni técnicamente insostenible; se basa en el desgaste generado por el uso, en un marco técnico de tolerancias máximas permisibles de desgaste de cada componente y en un estricto mecanismo de inspección permanente.

El caso de la interacción rueda-riel

Tanto el riel como las ruedas son elementos metálicos, diseñados con aceros de alta resistencia. Sin embargo, los fuertes esfuerzos a los que son sometidos por el efecto simultáneo de tonelaje, velocidad y geometría de la vía generan desgaste progresivo en el perfil del riel y en el perfil de la rueda.

El objetivo de las prácticas de mantenimiento no es sustituir las ruedas o los rieles de manera programada (como sucede con los programas de mantenimiento de un automóvil), sino en función del desgaste y las tolerancias que tienen que cumplirse, para asegurar que se lleven a cabo las acciones correctivas de manera oportuna con objeto de extender la vida de ambos componentes y, sobre todo, para garantizar una operación segura.

En este sentido, se mide el desgaste del riel en la superficie del hongo (desgaste vertical) y en la cara interna del hongo (desgaste horizontal). Cuando este desgaste llega al límite permisible para las velocidades y tonelajes establecidos para la vía en cuestión, se toman medidas tales como esmerilar el riel (restablecer su perfil), transponer (cambiar la cara interna del riel) o cambiar el riel.

Por otro lado, se mide el desgaste de la ceja de las ruedas. Cuando éste supera la tolerancia máxima, la rueda “condena” y el carro debe ser retirado del servicio para reperfilar o cambiar la rueda defectuosa.

Para alargar la vida, tanto del riel como de las ruedas, un aspecto muy importante a cuidar es la geometría de la vía, particularmente evitar el escantillón cerrado (separación entre rieles) y la escasa o excesiva sobreelevación. Estos defectos geométricos se generan por factores tales como terracerías inestables, falta de resistencia o escasez de durmientes y falta de balasto, entre otros, con lo que el problema de origen de desgaste de riel y ruedas se vuelve más complejo.

La visión sistémica del mantenimiento de la vía

El ejemplo descrito pone en evidencia la naturaleza de la infraestructura ferroviaria: cada uno de sus elementos (riel, durmiente, fijaciones, balasto, capas de subbalasto y subrasante, terracerías, puentes, alcantarillas...) está estrechamente interrelacionado. La falla de un elemento resultará en la falla de otros, en un mecanismo de deterioro progresivo y acelerado.

El mantenimiento no debe diferirse. La interrelación de los componentes de la vía hará que, si se desatiende uno, otros resulten afectados, y el costo para abatir el mantenimiento diferido acumulado de la vía sobrepasará por mucho el costo de tomar las acciones oportunas en cada componente de la vía, cuando se requiere.

El mantenimiento diferido genera además un efecto en la operación ferroviaria, que se puede traducir en reducciones de velocidad mediante órdenes de precaución y, muy probablemente, en accidentes. Se reitera: no debe diferirse el mantenimiento.

Figura 3. Los sistemas de control de trenes y comunicaciones como activo que requiere mantenimiento.

Figura 4. Interacción riel-rueda.

Marco normativo

La naturaleza sistémica de la infraestructura ferroviaria, aunada a la necesidad de contar con un criterio técnico de seguridad que sea común para la industria y que permita la verificación por parte de los órganos reguladores, así como la adecuada operación intraferroviaria a través de derechos de paso, ha motivado el desarrollo del marco normativo para el mantenimiento de la infraestructura.

En Estados Unidos, la Federal Railroad Administration (FRA) ha establecido una marco normativo de cumplimiento obligatorio para la inspección y los estándares de seguridad de las vías: el Track Safety Standards Compliance Manual, publicado en 2008.

En México, el mantenimiento de las vías está normado por la Ley Reglamentaria del Servicio Ferroviario. De principio, en su artículo 25 establece que la construcción, conservación y mantenimiento de vías férreas es de utilidad pública, es decir, de beneficio colectivo. Además, en su artículo 28 refiere que los concesionarios realizarán la conservación y el mantenimiento de la vía general de comunicación ferroviaria con la periodicidad y las especificaciones técnicas que al efecto establezcan los reglamentos y demás disposiciones aplicables, los cuales son fundamentalmente dos: • El Reglamento del Servicio Ferroviario, que en su artículo 42 establece que la finalidad de la conservación y mantenimiento de las vías férreas es brindar seguridad y eficiencia al servicio, y determina que los concesionarios deben definir las reglas generales de mantenimiento para cada clase de vía, tomando en cuenta la velocidad máxima autorizada y el tonelaje bruto anual del equipo; la periodicidad mínima y alcance de las inspecciones; los formatos de los reportes de las inspecciones y de los trabajos de conservación y mantenimiento; y las funciones y responsabilidades del personal para la inspección, conservación y mantenimiento. • La Norma Oficial Mexicana NOM-003-ARTF-2019 “Sistema ferroviario-Seguridad-Clasificación y especificaciones de vía”, publicada por la Agencia Reguladora del Transporte Ferroviario en diciembre de 2020, que tiene como objetivo establecer la clasificación y los requerimientos mínimos que debe cumplir cada clase de vía para garantizar la seguridad del tráfico de trenes en el sistema ferroviario mexicano, así como incorporar mejoras a la vía de acuerdo con los avances tecnológicos.

La NOM-003-ARTF-2019 Esta Norma Oficial Mexicana es un mecanismo muy valioso para el objetivo último de garantizar la seguridad y la eficiencia de los ferrocarriles, pero a la vez es un marco general para la práctica de las inspecciones a la vía y para la definición de las especificaciones mínimas de la calidad de las vías. Se basa en el manual de la FRA, arriba mencionado, y considera las aportaciones de los diversos concesionarios del sistema ferroviario, de la propia Agencia Reguladora del Transporte Ferroviario y de otras partes interesadas, por lo que no es sólo un instrumento normativo de la autoridad, sino también resultado de la integración de la experiencia de la industria ferroviaria mexicana. Se basa en la clasificación de vías en seis categorías –vía de excepción y de la 1 a la 5–, de acuerdo con la velocidad máxima de operación de cada línea, consignada en los horarios (véase tabla 1).

Para cada clase de vía se establecen tolerancias máximas de los diversos componentes de la infraestructura de las vías férreas: • Geométricas: escantillón, alineamiento, trazo de curvas, sobreelevación y nivelación. • Superestructura de vía: durmientes, juntas, desgaste horizontal y vertical del riel, fijaciones, cambios y espesor de balasto.

Cuando las tolerancias son excedidas, corresponde decidir si se restringe la velocidad en el tramo afectado o bien si se reclasifica la clase de la vía a un nivel inferior. Esto es muy importante, en el sentido de que una vía bien mantenida, de acuerdo con su clase, siempre es segura. No puede decirse que una vía que tiene ciertos defectos es insegura; más bien, tiene una velocidad máxima

Figura 5. Mantenimiento de vía.