1. ¿Qué le pasa a las vías de balasto del Shinkansen después del último tren?
En la mayoría de los tramos donde circulan los trenes comerciales del Shinkansen de Tokaido, se utiliza la "vía de balasto", que es una vía tradicional cubierta con piedras trituradas. Sobre estas piedras se colocan las traviesas (piezas transversales que sostienen los rieles) y encima van los rieles. Cada vez que pasa un tren, las piedras se mueven un poco, lo que altera la altura y la rectitud de la vía. [1]
La máquina que corrige estas irregularidades se llama Multiple Tamping Machine, conocida popularmente como "Maruta". [1] JR Central anunció en marzo de 2026 que utiliza aproximadamente 50 trenes de mantenimiento cada noche para cuidar la vía y las instalaciones eléctricas. Este número representa la escala del mantenimiento nocturno, que incluye no solo la vía sino también otros equipos. [2]
Así, los trenes que alcanzan una velocidad máxima de 285 km/h durante el día dependen de este mantenimiento cuidadoso durante la noche. Pero, ¿por qué las vías de piedra requieren tanto mantenimiento?
2. Ventajas de las vías de piedra y qué les ocurre con el paso de los trenes
Las vías de piedra no son malas. Las piedras angulares encajan entre sí y la fricción las hace difíciles de mover. Esto distribuye el peso ampliamente y absorbe vibraciones y ruido. Se dice que el balasto (piedra triturada) es barato, fácil de colocar y tiene buen drenaje, por lo que todavía se usa en muchos ferrocarriles. [5]
Sin embargo, su punto débil es la carga repetida. Cada vez que pasa un tren, las piedras se hunden ligeramente, sus esquinas se redondean o se rompen, lo que hace indispensable el mantenimiento regular. [5] Un artículo de 1987 explica que, con cada paso del tren, se acumulan deformaciones residuales en la base, lo que deforma la forma de la vía, y la mayor parte del trabajo de reparación se dedica a corregir esto. [4]
Un texto escrito por ingenieros de la antigua Empresa Nacional de Ferrocarriles en 1970 usa una expresión más fuerte: dice que la vía tradicional, hecha de rieles, traviesas y grava, es una "estructura que asume la destrucción", porque absorbe la energía del movimiento mediante la deformación de la propia vía. Además, se menciona que en el Shinkansen se usaba aproximadamente el triple de mano de obra para el mantenimiento que en las líneas convencionales, y que conseguir ese personal se estaba volviendo muy difícil. [3]
¿Se puede crear una vía que no necesite mantenimiento? Eso se preguntaban algunos ingenieros. [3]
3. La vía de losa: rieles fijados directamente a placas de concreto armado
La vía de losa (slab track) es una vía donde los rieles se fijan directamente a placas de concreto armado fabricadas en fábrica (losas de vía). Las losas del modelo inicial usado en el Shinkansen de Sanyo medían 4,95 m de largo, 2,34 m de ancho y 16 cm de grosor; el modelo estándar posterior tiene otras dimensiones, así que estas cifras son solo de ese modelo. Debajo de las placas se coloca un material llamado mortero de asfalto-cemento (CA mortar), y todo el conjunto se apoya sobre una base dura de viaductos o túneles. Las fuerzas laterales se reciben mediante protuberancias en los extremos de las placas. [4]
La idea en sí no es nueva. En Japón, alrededor de 1929, comenzó la investigación de vías sin piedras dentro de los túneles, y la forma de la vía de losa tomó forma a mediados de la década de 1960. En el Instituto de Investigación de Ferrocarriles de la Empresa Nacional de Ferrocarriles, un grupo especializado comenzó a trabajar en el año 40 de la era Showa (1965), realizando experimentos con modelos en el laboratorio de Tsudanuma y pruebas en puentes de la línea Kisei y dentro de la estación de Nagoya en el Shinkansen de Tokaido. [3]
En el Shinkansen de Sanyo, el tramo de Shin-Osaka a Okayama usaba principalmente vías de piedra, igual que el Tokaido, pero para probar estructuras al oeste de Okayama, se planeó colocar vías de losa en túneles y partes de viaductos (aproximadamente 12 km según el plan). [3] ¿Cómo fueron los resultados de estas pruebas?
4. ¿Redujo la vía de losa el trabajo de reparación en el Shinkansen de Sanyo?
En marzo de 1975, se abrió el tramo de Okayama a Hakata del Shinkansen de Sanyo. En los tramos de viaductos y túneles, se adoptó plenamente la vía de losa, cubriendo 545,2 km de vía principal, lo que equivale al 68% de la longitud total de la vía entre Okayama y Hakata (esta cifra es la suma de la longitud de las vías de losa, no la longitud total del tramo). [4]
En promedio, durante los primeros 10 años después de la apertura (1975-1984), el costo de corregir las irregularidades de altura era de aproximadamente el 14% del costo de las vías de piedra, es decir, casi una séptima parte. El costo de corregir las desviaciones laterales era de aproximadamente el 20%, casi una quinta parte. El artículo afirma que se confirmó el objetivo inicial de reducir el trabajo. [4] Además, los lugares donde la irregularidad de altura superaba el objetivo de gestión disminuyeron a aproximadamente 0,1 lugares por km en 1984 y se estabilizaron. [4]
Sin embargo, no todo fue perfecto. Los dispositivos que fijan los rieles se aflojaban o se desprendían, y el mortero CA debajo de las placas se aplastaba. Justo después de la apertura, reapretar los dispositivos aflojados representaba el 24% de todo el trabajo de mantenimiento de la vía de losa. También hubo períodos en que las desviaciones laterales fueron peores que en las vías de piedra. [4]
Estos problemas se abordaron y se aplicaron en diseños posteriores. [4] Pero apareció otro desafío que no se refleja fácilmente en los números.
5. El ruido de las vías de losa y las mejoras que se hicieron después
Durante las pruebas del Shinkansen de Sanyo, se descubrió que en los tramos de vía de losa, el sonido de alta frecuencia era mayor que en los tramos de vía de piedra. Las piedras absorben el sonido y las vibraciones, pero las placas duras no son buenas para eso. Sin embargo, esto fue un resultado comparando sonidos de alta frecuencia en el rango de 210 km/h. No se puede afirmar categóricamente que "la vía de losa es ruidosa". [4]
En los Shinkansen de Tohoku y Joetsu, se estableció el objetivo de mantener el ruido de las zonas aledañas por debajo de 80 dB(A) en la apertura. Por ello, se creó la vía de losa antivibración, que pega una alfombra antivibración llamada "slab mat" debajo de la placa. Se realizaron pruebas en viaductos del Shinkansen de Tohoku en 1973. Para las regiones con mucho frío y nieve, también se mejoró la durabilidad del mortero CA y de las placas. [4]
Posteriormente, en las líneas del programa de nuevos Shinkansen (los llamados «Seibi Shinkansen», como el de Nishi-Kyushu), la vía de losa se convirtió en la estructura estándar debido a la facilidad de construcción y la reducción del mantenimiento. En tramos que requieren medidas contra las vibraciones, se usa la vía de traviesa elástica directa. En el Shinkansen de Nishi-Kyushu (Takeo-Onsen a Nagasaki), se instaló la "vía de losa con traviesa elástica incrustada", que combina las ventajas de ambos métodos, y se verificó su efecto antivibración. [6] También se han desarrollado mejoras para ampliar la distancia entre los dispositivos de fijación de los rieles y reducir su número, disminuyendo significativamente los costos. [7]
Existe el camino de mantener las vías de piedra mediante mantenimiento y el camino de reducir el mantenimiento con vías de losa. Ambos tienen ventajas y debilidades. La vía de losa no quedó terminada en el Shinkansen de Sanyo: fue mejorando para responder al ruido, a los costos y a la durabilidad. [4]
6. Cómo comparar los cimientos de las vías desde el andén de la estación
Lo que puedes hacer hoy: Dentro de la línea blanca del andén de la estación, sin asomarte, observa los cimientos de las vías en el rango visible. Solo compara si hay piedras o placas de concreto. Por favor, no entres en las vías bajo ninguna circunstancia. Si tienes la oportunidad de viajar en el Shinkansen, también puedes buscar desde la estación o la ventana del tren. [1]
Si quieres leer documentos: El artículo de 1987 en las Actas de la Sociedad de Ingenieros Civiles de Japón (en J-STAGE) está disponible gratuitamente en japonés. [4] Los resultados de la vía de losa del Shinkansen de Sanyo están escritos allí con cifras.