Balasto
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Balasto . La capa de balasto es la masa pétrea granular colocada sobre la explanada y debajo de los campos.
Sumario
Funciones del balasto
Las funciones fundamentales del balasto son:
- Garantizar la estabilidad de la vía en su conjunto tanto vertical como horizontal, asumiendo las cargas horizontales transversales y longitudinales y las verticales, sin que con ello se acumulen deformaciones residuales.
- Transmitir las presiones asimiladas a través de las traviesas, a un área más amplia posible de la corona de la explanada.
- Participar en el aseguramiento de la elasticidad necesaria a la base del carril
. La capa de balasto no debe contener agua en su superficie que propicie la dilución y el derrame de la explanada, así como su humedecimiento. El material para el balasto debe ser resistente y estable bajo la acción de la carga, ser resistente a la abrasión (no triturarse y no pulverizarse) al compactarse, ser resistente a las variaciones climáticas, no permitir el crecimiento de vegetación, poseer propiedades dieléctricas, ser duradero y económico.
Materiales utilizados como balasto
Los materiales más utilizados como balasto son: piedra picada (graníticas, ofíticas, calizas, basálticas, entre otros). Gravas, arenas, escorias, asbesto y rocas metamórficas.
El mejor material para balasto es la piedra picada de [[roca ígnea, aunque la caliza es bastante utilizada. La roca debe ser resistente al impacto. La resistibilidad se mide en distintas unidades de medida según los estudios realizados por cada uno de los que han experimentado con estos materiales.
Resistencias del balasto
Clase Descripción Resistencia a compresión en Kg/cm2 A Resistencia muy alta > 2250 B Resistencia alta 1120- 2250 C Resistencia media 560- 1120 D Resistencia baja 280- 560 E Resistencia muy baja < 280
Grava utilizada
La grava utilizada como balasto puede ser de dos tipos, la grava de cantera (natural) y la grava bien graduada.
La grava de cantera debe tener partículas entre 3 y 60 mm, en no menos de la mitad de su peso total, deberá tener no menos del 20% y no más del 50% de partículas de arena, no menos del 50% de granos de cuarzo, las partículas menores de 0.1mm que estén en su composición no deben exceder el 6%, incluyendo en este volumen las arcillosas (dimensión menor de 0.005 mm) en no menos del 1% del peso. Las partículas entre 60 y 100 mm, se permiten sólo en un 5% del volumen total. Teniendo en cuenta que la forma de la grava es esférica, la mezcla de arena es beneficiosa para el aumento de la fricción entre las partículas y las hace más estable. Sin embargo, la presencia de partículas de arena disminuye las propiedades drenante de las gravas y permite que se mantenga la humedad en el balasto con la consiguiente formación de deformaciones residuales en la vía en su conjunto.
Es por ello que se recomienda la utilización de gravas bien graduadas, las cuales se componen de partículas entre 5 y 40 mm y se obtiene por la vía del tamizado de las partículas indeseables y menores o mayores que la granulometría antes mencionada. Sólo se permiten estas partículas en un 5% del peso total. Además que contenga partículas menores de 0.01mm en no más del 1% del peso total.
Para aumentar la fricción entre partículas y la creación de una estabilidad suficiente, en la grava bien graduada se permite la adición de piedra obtenida a partir de la trituración de las partículas mayores de 40 mm. De esta forma en dependencia de la composición granulométrica de la grava, se le agrega variadas cantidades de piedras entre los 5 y 40mm. La grava bien graduada en, menor escala tiene menos calidad que la piedra picada
En calidad de balasto se utiliza también la arena de grano grueso que contiene partículas entre 1 y 3 mm, en no menos del 50% del peso total y arena de grano mediano, cuyas partículas menores de 0.5mm deben estar en no menos del 50% del peso total no se permite en el contenido de la arena para balasto la arena de grano fino.
El balasto compuesto por arenas es menos resistente que el balasto de grava. Es más movible y por eso se requiere de más gasto de fuerza de trabajo en el mantenimiento de la vía. Si no se tiene un constante chequeo sobre el balasto, se va contaminando y crece la hierba. Pero si además es de grano fino, puede deslavarse por la presencia de agua en tiempo de fuertes lluvias y requiere de una constante supervisión. El viento fuerte o el paso de trenes a grandes velocidades puede levantar el balasto de la vía en forma de polvo que se incrusta en los distintos lugares del equipo móvil, entre las fijaciones, entre las sillas y las traviesas, y donde quiera que caiga trae consigo un aumento de desgaste y crea condiciones nocivas en las partes rodantes de los equipos.
Capa de sub balasto
En algunos ferrocarriles se coloca debajo de la sub rasante (nivel de la explanada), una capa de 30 cm denominada sub balasto. Esta capa se construye con arena con el fin de economizar piedra y para la prevención de la penetración de la piedra en la explanada y la elevación por sifonamiento de las capas superiores de la explanada debido a la penetración de la piedra y la unión de ésta con el aguas formando los llamados baches zapateados.
En Cuba el balasto se fabrica de piedra triturada con fracciones desde 19,1 a 63,5 mm; las piedras de tamaño inferior se utilizan solamente en patios y ramales secundarios. La Norma Cubana 197: 2004 Transporte Ferroviario. Vías Férreas. Balasto de piedra triturada. Especificaciones, regula la granulometría en dos fracciones, de 63,5 mm a 38,1 mm y de 38,1 mm a 19,1 mm, diferenciando la granulometría de las rocas ígneas a la de las rocas calizas.
Requerimientos para un buen balasto
Los requisitos exigidos a un buen balasto de piedra partida y de óptima granulometría y apto para soportar cargas verticales que superan las 20 Tn/eje son:
- Transmitir lo más homogénea posible las presiones de los durmientes al balasto.
- Obtener un buen comportamiento a los esfuerzos laterales y longitudinales.
- Permitir una fácil corrección de los parámetros geométricos de la vía mediante bateo con equipos mecanizados.
- Permitir una buena evacuación del agua de lluvia para mantener la capacidad portante de la plataforma.
- Garantizar la elasticidad de la vía con el fin de reducir las fuerzas dinámicas y transmitirlas lo más atenuada posible al plano de formación.
Para lograr lo antes mencionado es necesario:
- Granulometría del balasto correcta (evitar finos que lo contaminan rápidamente).
- Buen diseño del espesor de balasto.
- Calidad óptima de la roca que se eligió para procesar el triturado del balasto.
- Buen comportamiento para la compactación.
