Estudio de influencia de términos en la respuesta dinámica y acústica de una vía ferroviaria para la mitigación sonora

Abstract

[ES] La interacción dinámica entre la rueda y el carril ferroviario produce una excitación debida a la rugosidad presente en la superficie de ambos elementos. Como consecuencia de ello, la vía ferroviaria vibra y produce la radiación sonora conocida como ruido de rodadura, que se caracteriza por un amplio espectro de emisión en el dominio de la frecuencia. Son muchos los factores que determinan el contenido y la magnitud de esta radiación acústica, por lo que las medidas más habituales para la mitigación sonora son el uso de elementos de disipación y el reperfilado de las superficies del carril y de la rueda para reducir su rugosidad, aunque éstas son soluciones costosas. En la literatura pueden encontrarse modelos dinámicos de la vía basados en teoría de propagación de ondas con una alta precisión en la predicción del comportamiento dinámico de esta estructura. Asimismo, en los últimos años se han desarrollado modelos acústicos que permiten estimar la radiación sonora de este elemento ferroviario, si bien es cierto que resultan ser muy costosos computacionalmente. En este trabajo se propone realizar un estudio de la influencia de las características geométricas del carril y de las propiedades dinámicas de la vía en la radiación sonora de ésta. Para ello, se consideran los principales parámetros de diseño de una vía ferroviaria y se realiza, en primer lugar, un estudio con un modelo unidimensional que permite conocer el grado de influencia del diseño de la vía en la radiación sonora; posteriormente, se hace uso de un modelo tridimensional que reproduce con mayor precisión el comportamiento dinámico y acústico de la vía. Dado el alto coste computacional de los modelos acústicos, en este trabajo también se estudia si las conclusiones obtenidas del análisis de la radiación sonora coinciden con las obtenidas analizando otras variables dinámicas menos costosas computacionalmente como es la tasa de decaimiento de las ondas que se propagan por la vía tras la interacción rueda/carril.

[EN] It is the reason the objective of the work is to carry out a study on the influence of terms on the dynamic and acoustic response of the railway track in order to minimize vibrations and rolling noise. To do this, it has been necessary to identify which parameters of the railway track influence the acoustic radiation. The acoustic calculation methodology has consisted of characterizing the track using the wave propagation theory. After determining the dynamic response of the railway components caused by the wheel/rail contact, it has been possible to establish the basis for calculating the acoustic power radiated.

[CA] L’objectiu del treball ´es realitzar un estudi d’influ`encia de termes ´ en la resposta din`amica i ac´ustica d’una via ferrovi`aria amb la fi de minimitzar les vibracions i el soroll de rodament. Per aix`o, s’ha tingut que identificar quins par`ametres de la via ferrovi`aria influeixen en la radiaci´o ac´ustica. La metodologia del c`alcul ac´ustic ha consistit en caracteritzar la via mitjan¸cant la teoria de propagaci´o d’ones. Despr´es de calcular la resposta din`amica dels components ferroviaris originada pel contacte roda/carril, ha sigut possible establir les bases del c`alcul de la pot`encia ac´ustica radiada pels mateixos.