Modelado geométrico, estructural y vibratorio de carriles ferroviarios para su optimización en el campo acústico

Abstract

[ES] Uno de los mayores problemas de los vehículos ferroviarios es la emisión acústica que producen debido a la interacción entre la rueda y la vía, acentuado aún más en zonas urbanas. De entre los distintos focos de emisión acústica, una de las más importantes se debe a las vibraciones del carril originadas por las cargas dinámicas a las que están sometidos. Uno de los métodos utilizados para paliar este problema consiste en instalar pantallas acústicas anti-ruido a lo largo del trayecto urbano. Otra solución consiste en instalar la tecnología SilentTrack, basada en colocar amortiguadores a lo largo de todo el carril para reducir el ruido a frecuencias concretas. Ambas soluciones son pasivas y excesivamente caras. En este trabajo se ha parametrizado la geometría del carril, se ha desarrollado e implementado su cálculo estructural para garantizar su integridad mediante el Método de los Elementos Finitos, y se ha modelado su comportamiento dinámico vibratorio mediante formulaciones avanzadas en el dominio de la frecuencia, basadas en propagación de ondas en estructuras periódicas e infinitas. Una vez desarrollado e implementado todo lo indicado anteriormente, se lleva a cabo el cálculo para diferentes perfiles normalizados del carril, obteniendo sus propiedades modales como números de onda, tipos de onda, tasa de decaimiento y funciones de respuesta en frecuencia, con la finalidad de analizar qué tipos de carril emiten una potencia acústica menor bajo las mismas condiciones de funcionamiento.