¿Por qué se debe hacer un mejoramiento de suelo para vías de tren? 

Los proyectos de trenes de pasajeros volverán a nuestro país con 13 rutas que buscan agilizar el traslado entre ciudades claves a lo largo de todo México, como es el caso del Tren Tepic-Los Mochis o del Saltillo-Nuevo Laredo en la zona norte. Este tipo de infraestructura, sin embargo, representa serios desafíos asociados con la estabilidad del suelo y su respectiva capacidad de carga.  Sin embargo, aquí te explicamos la razón por la que los geosintéticos son una excelente solución para vías de tren. 

Las vías ferroviarias incorporan materiales de alto calibre y tonelaje tales como rieles de acero. Por ejemplo, para el Tren Maya se implementaron durmientes de concreto para soportar las vías. En el caso de este proyecto, también se sumó el servicio de pasajeros, por lo que este tren implicó una carga máxima por eje de 17.5 toneladas a una velocidad de 160 km/h.  

Todavía a este peso, un tren de pasajeros como el Maya debe contemplar el servicio de carga de mercancía, el cual también es calculado por eje y bien puede rondar las 30 toneladas al menos. Debido a estas exigencias, aprovechamos este artículo para recordar algunos conceptos claves que debes considerar al estabilizar suelo para este tipo de infraestructura ferroviaria. Verás cómo la integración de geosintéticos brinda una base sólida a estos proyectos. 

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El refuerzo del suelo en relación con la capacidad de carga 

El mejoramiento del suelo implica modificar sus propiedades para optimizar su rendimiento y resistencia, mediante la reducción de compresibilidad y el aumento de su capacidad drenante. Para ello, los procesos claves son compactación, drenaje y refuerzo. En el último caso, nuestra sugerencia son los geosintéticos, dada su comprobada eficacia en proyectos ferroviarios nacionales de gran envergadura como el Tren Maya, donde se empleó la solución ParaGrid®.  

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¿Qué es la compactación de suelo? 

Este proceso se refiere a la eliminación de espacios vacíos entre las partículas con la finalidad de incrementar la densidad del suelo y, con ello, su capacidad de soporte. La compactación se logra mediante la aplicación de energía al suelo a través de diferentes métodos, usualmente se emplea maquinaria pesada.  

Es muy importante tomar en cuenta que una compactación de suelo adecuada es clave para evitar problemas como asentamientos diferenciales o subsidencia. Para medir la consolidación se utiliza el valor Proctor al 100 %, referencia estándar para evaluar la calidad del proceso de compactación. 

El uso de geosintéticos en la mejora del suelo 

Por otro lado, existen soluciones que contribuyen a la consolidación del suelo, de manera que, a través de la separación de capas y del filtrado adecuado del agua, se eviten problemas de saturación y pérdida de capacidad de carga. Recordemos que esta última es un criterio clave en la operación segura de las vías férreas.  

Pues bien, los geosintéticos están diseñados a partir de polímeros para mejorar las propiedades del suelo. Entre sus funciones principales están el refuerzo, la separación y el drenaje. Son materiales son altamente duraderos y ofrecen un rendimiento consistente gracias a controles de calidad en su fabricación, tal como lo lleva a cabo Maccaferri en sus diferentes plantas, distribuidas en México y Latinoamérica.  

Particularmente, un drenaje eficiente es fundamental para eliminar el exceso de agua del suelo y evitar problemas como la saturación y la pérdida de capacidad de carga. En suelos extremadamente blandos (CBR<4%), la solución tradicional ha sido reemplazar el material con suelos de mejor calidad. Sin embargo, los geosintéticos ofrecen una solución más eficiente y sostenible, al permitir un drenaje controlado y mejorar la estabilidad general del terreno. 

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¿Qué son las geomallas?

Las geomallas forman parte de las familias de geosintéticos. Su estructura especial proporciona resistencia y confinamiento de las partículas para procesos como el refuerzo de suelos.

Las geomallas biaxiales son especialmente útiles en la estabilización de vías ferroviarias, gracias a su resistencia en ambos sentidos (longitudinal y transversal) y su capacidad para trabajar con materiales como el balasto.  

Por otro lado, las geomallas monoaxiales, como las de la línea ParaLink® de Maccaferri, pueden soportar cargas de hasta 1500 kN/m, cualidad que las hace ideales para suelos blandos. 

¿Qué son los geotextiles?

Los geotextiles, por otra parte, desempeñan una doble función en su condición de geosintéticos: separación y filtración. Ayudan a evitar que las capas de balasto y el suelo natural se mezclen, con lo que mejoran la estabilidad y reducen los espesores necesarios para las capas de soporte. En Maccaferri, por ejemplo, ofrecemos dos tipos de soluciones en este tipo de geosintéticos.  

• En el primer caso, los geotextiles no tejidos son estructuras textiles planas que están formadas por fibras sintéticas ensambladas casualmente mediante procesos de punzonado o térmicos.  
• Por otro lado, los geotextiles tejidos innovados por Maccaferri son estructuras planas que, según el tamaño y la forma de los hilos, ofrecen beneficios en términos de permeabilidad, resistencia, rigidez y robustez.  

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Estos son los geosintéticos de Maccaferri para vías ferroviarias 

En proyectos ferroviarios, la combinación de soluciones como las geomallas y los geotextiles permite optimizar la transferencia de cargas desde el terraplén hacia los cimientos. Esto controla los asentamientos diferenciales y mejora la estabilidad general. En el caso particular de vías férreas, estas soluciones tienen la capacidad de soportar la elevada carga dinámica del tren.  

Hablando especialmente de las geomallas que maneja Maccaferri, estas trabajan de manera biaxial, ya que poseen la misma resistencia en ambos sentidos (longitudinal y transversal). Además, son fabricadas con polipropileno y tienen aberturas especiales, planeadas para crear trabazón en capas como los balastos. Esto les dan estabilidad y mejoran su resistencia como parte de un terraplén diseñado para vías de tren, por ejemplo.  

Junto a este tipo de elementos, también se recomienda integrar geotextiles no tejidos con el fin de separar el suelo natural de los más finos y de la capa del balasto, la cual está conformada por grava y no debe mezclarse con el suelo natural; todo ello a fin de garantizar una correcta consolidación del suelo. 

Para todo lo anterior, soluciones con geomallas (como ParaGrid®, ParaLink® de Maccaferri) y con geocompuestos drenantes (como ParaDrain®) son ideales para vías de tren, ya que pueden ofrecer diferentes niveles de resistencia y capacidades de carga con el objetivo de adaptarse a las necesidades específicas de cada proyecto.  

Algunas especificaciones técnicas de estos geosintéticos

Estas soluciones tecnológicas de Maccaferri no solo mejoran el rendimiento del suelo, sino que también contribuyen al desarrollo sostenible de la infraestructura de transporte en México. Aquí te compartimos algunas especificaciones técnicas generales que, desde ahora, te pueden orientar acerca de cómo se pueden sumar a tu proyecto ferroviario. 

• La geomalla ParaLink® presenta una resistencia a la tensión de 100 kN/m hasta 1600 kN/m.  
• La geomalla ParaGrid® presenta una resistencia de 30 kN/m hasta 200 kN/m en dirección longitudinal.  
• El geocompuesto ParaDrain® presenta una resistencia de 50 kN/m hasta 200 kN/m en dirección longitudinal.