Ante el escenario de la nueva infraestructura de trenes en México, repasamos cuáles son las soluciones que los geosintéticos aportan a este tipo de proyectos. Las diferentes aplicaciones de los geosintéticos contribuyen a mejorar la seguridad y eficiencia del transporte por vías de tren gracias, en gran parte, a su capacidad para el mejoramiento de suelos.  

Conceptos claves en la infraestructura ferroviaria 

Integrar geosintéticos en vías de tren exige un análisis geotécnico exhaustivo debido a la infraestructura involucrada. Recordemos que la supreaestructura ferroviaria, además de los rieles, involucra de forma esencial los siguientes componentes:  

• El durmiente es una pieza fabricada en madera, concreto o metal, que sirve de apoyo para los rieles. Su función es mantener el ancho de la vía y transmitir las cargas del tren hacia el balasto. Es un componente clave en la estabilidad estructural del sistema ferroviario. 

• El balasto es una capa de grava o piedra partida colocada debajo de los durmientes. Su función es distribuir las cargas, permitir el drenaje y asegura la posición de los durmientes. Debe tener características específicas de resistencia y dureza. 

• Por último, el subbalasto es una capa granular que se encuentra entre el balasto y la subrasante. Tiene como objetivo mejorar la capacidad de carga del terreno y facilitar el drenaje. Con ello, garantiza una base estable para el sistema ferroviario. 

Observar estos componentes en relación con el mejoramiento del suelo y su capacidad portante le da especial relevancia a la aplicación de geosintéticos. Lo anterior porque, además del peso asociado con la supraestructura misma, la operación de trenes soporta los pasajeros y la carga misma que mueve.  

Retos que enfrentan las rutas de trenes en México 

El sistema ferroviario actual de México cuenta con 26 914 kilómetros de vías férreas, las cuales se conectan con 12 puertos y 8 puntos fronterizos en el norte del país. Esto le coloca como el sistema número 11 a nivel mundial en volumen de carga y, de acuerdo con la OCDE, el más productivo de Latinoamérica. 

En contraste con estos números, la Secretaría de Infraestructura, Comunicaciones y Transportes (SICT) reportó que, durante el 2022, el Sistema Ferroviario Mexicano movilizó aproximadamente 128.5 millones de toneladas de carga y 41 millones de pasajeros. Ante este escenario demandante, los conflictos por accidentes son latentes.  

De acuerdo con la misma SICT, en el año 2020, se registraron en México 315 descarrilamientos de trenes. Esto dejó un saldo de 31 fallecimientos y 118 personas lesionadas. Tales cifras corresponden exclusivamente al transporte ferroviario de carga, por lo que a las pérdidas humanas también se suman los estragos económicos considerables. 

En ese sentido, aspectos como el cambio climático y los fenómenos meteorológicos afectan no solo la estructura del tren, sino al entorno por el que atraviesan. Riesgos asociados a la inestabilidad del terreno, los asentamientos diferenciales o las caídas de rocas deprendidas de taludes, por ejemplo, bien pueden ser mitigados con ayuda de soluciones geotécnicas como los geosintéticos.  

¿Cuáles son las aplicaciones de los geosintéticos en los ferrocarriles? 

El uso de geosintéticos ha ganado terreno en diferentes sectores de la construcción, como lo es la industria ferroviaria. El valor de la aplicación de estas soluciones cobra relevancia gracias a sus beneficios no solo geotécnicos, sino hidráulicos. Estas soluciones contribuyen a incrementar la capacidad portante del terreno y, por lo tanto, a mejorar la seguridad de las vías férreas.  

Los geosintéticos se emplean, así, para el refuerzo y mejoramiento de suelo, construir muros de contención, estabilizar terrenos (incluso aquellos que están bajo mucha actividad sísmica) y controlar la erosión, pues también pueden actuar como sistemas de drenaje en escenarios muy húmedos.  

• Refuerzo de suelo-geomallas 

• Muros mecánicamente estabilizados-geomallas y geotextiles 

• Estabilización de suelos y pavimentos-georredes y geomembranas 

• Drenaje para el control de erosión-geocompuestos y geomantas 

1. Geosintéticos para el refuerzo de suelo aun en suelos muy blandos 

Geosintéticos como las geomallas ayudan a evitar asentamientos diferenciales. Su función es distribuir mejor las cargas del terraplén y prolongar la vida útil de las estructuras construidas sobre suelos blandos.  

Cuando estos geosintéticos se colocan en la base de un terraplén, según explica el Ing. Ramón Cavilha para el web talk Industria Ferroviaria En Mexico, el refuerzo permite transmitir cargas de forma más eficiente. De esta forma ayudan a evitar rupturas o deslizamientos. Este refuerzo incrementa el factor de seguridad de la estructura ferroviaria.  

2. Geosintéticos para estabilizar suelos y pavimentos e incrementar capacidad portante

Los geosintéticos también ayudan a enfrentar desafíos relacionados con cargas dinámicas elevadas y daños permanentes al pavimento. Su implementación brinda uniformidad a la resistencia de la estructura y reduce significativamente los asentamientos diferenciales.  

Además, la aplicación de los geosintéticos en proyectos ferroviarios puede ayudar a reducir el espesor de la estructura, pues son fabricados con materiales que les hacen flexibles y ligeros.  

Específicamente, las soluciones de Maccaferri aprovechan las propiedades del polipropoleno y del poliéster para crear geomembranas cuyo espesor no supera los 3 mm, por mencionar un ejemplo. Por lo tanto, la integración de estas soluciones a los proyectos ferroviarios contribuye a optimizar materiales y costos. 

3. Geosintéticos para muros de contención mecánicamente estabilizados con paramento 

En zonas urbanas o de difícil acceso, es común utilizar muros de suelo reforzado con paramentos verticales o inclinados. Esta técnica ayuda a prevenir fallas estructurales causadas por taludes con ángulos pronunciados, que podrían generar asentamientos en las vías férreas. 

El diseño de los muros mecánicamente estabilizados (MME) permite resistir las fuerzas ejercidas por el suelo y transmitirlas de manera segura a la cimentación. Para ello, algunas soluciones geosintéticas proporcionan resistencia a la tracción con el fin de reducir los movimientos excesivos de la tierra, es decir, incrementar o mejorar las propiedades del suelo y estabilizar así toda la masa. De esta manera, garantizan la estabilidad de toda la estructura ferroviaria.  

4. Geocompuestos drenantes para el control de erosión 

Estas soluciones geosintéticas están formadas por diferentes materiales que permiten conducir y filtrar el agua. En términos simples, están conformados por una estera o red a la que se adhieren dos capas de geotextil. Dicha combinación permite que el material cumpla funciones claves como la filtración y la separación de partículas dentro del suelo o en estructuras como los muros de contención. 

Con base en los anterior, la aplicación de estos geosintéticos en vías de tren ayuda a evitar que las capas de balasto y el suelo natural se mezclen. Por lo tanto, mejoran la estabilidad y reducen los espesores que son necesarios para las capas de soporte. Toma en cuenta que, al seleccionar estas soluciones, es fundamental considerar aspectos técnicos como su capacidad de filtración y el comportamiento del flujo de agua cuando está sometido a cargas o compresión. 

¿Deseas conocer más? 

Beneficios de los geosintéticos en proyectos ferroviarios  

Por todo lo anterior, estos son 8 beneficios claves que obtendrás con la aplicación de geosintéticos en proyectos ferroviarios:  

• Menor espacio requerido para el terraplén   

• Reducción del espesor del balasto   

• Mayor seguridad frente a condiciones estáticas y dinámicas   

• Posibilidad de utilizar suelos locales como material estructural   

• Menor emisión de CO₂ por menor necesidad de excavaciones   

• Mejor relación costo-beneficio   

• Instalación optimizada  

• Menor mantenimiento 

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