Corrección en la medida del área de contacto de una rueda de ferrocarril
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Resumen
El trabajo pionero de H. I. Andrews de 1959 sobre el contacto entre una rueda de ferrocarril y el carril de las vías férreas es de una relevancia significativa en el ámbito de desarrollo y optimización de máquinas ferroviarias. Andrews desarrolló una técnica experimental basada en el uso de carbono en forma de grafito y papel de oficina para visualizar el área de contacto generada por la aplicación de un rango incremental de cargas en diversas referencias de ruedas ferroviarias con vías nuevas y desgastadas, las cuales presentan distintos radios de curvatura. En su trabajo, Andrews llegó a la conclusión de que, aunque su técnica era capaz de captar la curva de tendencia del aumento del área de contacto al incrementar la carga normal aplicada a las ruedas, las medidas experimentales diferían de los cálculos analíticos realizados aplicando una forma simplificada de la teoría de Hertz. Las medidas experimentales resultaban en un área de contacto significativamente mayor a los cálculos teóricos tanto en vías nuevas como desgastadas, lo que Andrews atribuyó a la influencia de la rugosidad superficial no contemplada en la formulación analítica. En un trabajo reciente, donde se analiza la medida del área de contacto en elementos rodantes con superficies pintadas, se demuestra que el aumento del área de contacto experimental respecto al teórico se debe al grosor de la capa de pintura aplicada. Los resultados obtenidos en el desarrollo de esta metodología sugieren que el aumento en el área de contacto percibido por Andrews puede ser debido al efecto del grosor del papel utilizado y su deformación a compresión al aplicarse la fuerza normal en la rueda. La metodología de cálculo del área de contacto en superficies pintadas se ha aplicado a las medidas realizadas por Andrews para compensar el efecto del papel introducido en el contacto, calculando para ello la compresión de la lámina al aplicar la carga normal. Los resultados obtenidos concuerdan satisfactoriamente con los resultados experimentales medidos por Andrews, demostrando así que el efecto del espesor del papel introducido es mayor que el de la rugosidad superficial mencionada en la publicación original.
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