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UNIDAD DE DESARROLLO SOSTENIBLE UIC Informe de estado del arte sobre el ruido ferroviario en Europa Enero de 2021 VER CAPITULOS 3 y 4 ISBN 978-2-7461-2990-0 Advertencia Ninguna parte de esta publicación puede ser copiada, reproducida o distribuida por ningún medio, incluido el electrónico, excepto para uso privado e individual, sin el permiso expreso de la Unión Internacional de Ferrocarriles (UIC). Lo mismo se aplica a la traducción, adaptación o transformación, ordenación o reproducción por cualquier método o procedimiento. Las únicas excepciones, señalando el nombre del autor y la fuente, son “análisis y citas breves justificadas por el carácter crítico, argumentativo, educativo, científico o informativo de la publicación a la que se incorporan” (artículos L 122-4 y L122-5 del Código de Propiedad Intelectual francés). © Unión Internacional de Ferrocarriles (UIC) - París, 2021 Expresiones de gratitud 1 Autores M + P Raadgevende Ingenieurs BV ◾ Wout SCHWANEN ◾ Bert PEETERS Müller-BBM Rail Technologies GmbH ◾ Stefan LUTZENBERGER Editores Miembros del grupo Noise and Vibration Core ◾ Deutsche Bahn AG - Lennart MOHEIT ◾ Deutsche Bahn AG - Martina FLECKENSTEIN ◾ Deutsche Bahn AG - Ferat GOECMEN ◾ ProRail - Chiel ROOVERS ◾ SBB y presidente del sector de ruido y vibraciones - Jakob OERTLI ◾ SNCF - Fabien LETOURNEAUX ◾ SNCF - Franck POISSON ◾ Trafikverket y Presidente del Sector de Ruido y Vibraciones - Alf EKBLAD ◾ UIC - Jefa de la Unidad de Sostenibilidad - Lucie ANDERTON ◾ UIC - Asesor senior del Sector de Ruido y Vibraciones - Pinar YILMAZER Este informe refleja la experiencia de los grupos de trabajo sobre ruido y vibraciones dentro de la UIC Sustainability. Unidad. Los miembros del Sector de Ruido y Vibraciones de la UIC (Anexo B) y las siguientes personas accedieron amablemente a ser consultados sobre el borrador del informe actual. Juntos proporcionaron sugerencias para mejorar aún más, por lo que la UIC les está muy agradecida. ◾ Comunidad de Empresas Europeas de Infraestructuras y Ferrocarriles (CER) - Ethem PEKIN ◾ Unión Internacional de Transportistas de Vagones (UIP) - Gilles PETERHANS ◾ Comisión Europea, Dirección General de Medio Ambiente (UE DG ENV) - Marco PAVIOTTI ◾ Comisión Europea, Dirección - General de Movilidad y Transporte (EU DG MOV) - Nino ZAMBARA Resumen ejecutivo 2 El ferrocarril es la forma más sostenible de transporte masivo tanto para pasajeros como para mercancías. Debido a su diseño intrínseco, el ferrocarril genera bajas emisiones de CO2 y contaminantes del aire, y es eficiente en el uso de la tierra y la energía. Al considerar los costos de transporte externo, un estudio reciente de la CE muestra que el tráfico ferroviario obtiene mejores puntajes en general tanto para el transporte de pasajeros como para el de carga que el tráfico por carretera y aéreo.[27]. En 2019, la Comisión Europea lanzó su Green Deal1 para proteger el medio ambiente y aumentar el bienestar humano. A esto le siguió en diciembre de 2020 el nuevoEstrategia de movilidad sostenible e inteligente2, que establece cómo la transformación del transporte ayudará a cumplir los objetivos del Green Deal. El objetivo es que la Unión Europea sea climáticamente neutra para 2050. Para la movilidad, esto requiere formas de transporte más limpias, baratas y saludables tanto para pasajeros como para mercancías. El ferrocarril se convertirá en la columna vertebral de este sistema de movilidad transformado, con la estrategia que establece objetivos de duplicar el ferrocarril de alta velocidad para 2030 y duplicar el transporte ferroviario de mercancías para 2050. Un elemento central de la nueva estrategia de movilidad es la promoción de un cambio modal desde la carretera y el aire. tráfico, que será necesario para generar importantes ahorros en las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). El hecho de que 2021 sea el Año Europeo del Ferrocarril demuestra el apoyo al cambio modal al ferrocarril y presenta una oportunidad para promover los beneficios del ferrocarril. La nueva estrategia de movilidad solo acelerará el compromiso de los ferrocarriles europeos de ayudar a la sociedad, hacer negocios de manera responsable y mejorar continuamente su desempeño para proporcionar un trabajo seguro y una movilidad respetuosa con el medio ambiente. El ruido ambiental tiene una importancia creciente en este contexto como un área con un importante potencial de mejora. Cada vez se reconoce más que el ruido ambiental tiene efectos negativos en la salud pública y el bienestar socioeconómico. Esto ha aumentado aún más con la publicación de las Directrices sobre ruido ambiental de la Organización Mundial de la Salud (OMS) en 2018.[103].El ruido del transporte es una de las principales fuentes de ruido ambiental. Los ferrocarriles se están responsabilizando y ya han tomado medidas para reducir el ruido ambiental. Durante las últimas décadas, la UIC y sus miembros han dirigido muchos proyectos de investigación que han ayudado a comprender mejor los mecanismos de generación de ruido de las ruedas y las orugas. Los ejemplos van desde el desarrollo del modelo de interacción TWINS en la década de 1990 hasta el trabajo actual dentro del programa Shift2Rail en curso. Estos conocimientos han llevado al desarrollo de medidas efectivas de reducción del ruido que ya están teniendo un efecto beneficioso. Las nuevas tecnologías y técnicas incluyen la modernización con zapatas de freno compuestas, amortiguadores de rieles y ruedas, barreras de ruido de baja altura y rectificado acústico. Los proyectos de investigación nuevos y en curso de la UE están destinados a mejorar aún más el rendimiento: esperamos un enfoque en la optimización de todo el sistema de vehículos, ruedas y rieles, y sus interacciones, así como un enfoque cada vez mayor en las vibraciones del suelo. Las nuevas políticas europeas, como la regulación de las tasas de acceso a vías diferenciadas por ruido (NDTAC) y la introducción de rutas más silenciosas en la ETI de ruido, fomentarán e incentivarán la mejora. A nivel nacional, se están ejecutando programas de mitigación del ruido a gran escala y varios países han implementado un esquema NDTAC para favorecer los vagones de mercancías de bajo ruido. Los administradores de la infraestructura ferroviaria están instalando ventanas insonorizadas y construyendo barreras acústicas en lugares donde el ruido afecta a los residentes. Con todas estas medidas, 1https://ec.europa.eu/info/strategy/priorities-2019-2024/european-green-deal_en 2https://ec.europa.eu/transport/themes/mobilitystrategy_en Los ferrocarriles europeos están bien posicionados para alcanzar los objetivos de desarrollo sostenible de las Naciones Unidas. El sector mantiene su compromiso de hacer negocios de manera responsable, proporcionando transporte de pasajeros y mercancías respetuoso con el medio ambiente y ofreciendo un entorno de trabajo seguro. De esta forma, los ferrocarriles son un buen vecino y un miembro responsable de la sociedad. François DAVENNE, director general de la UIC https://ec.europa.eu/transport/themes/mobilitystrategy_en https://ec.europa.eu/transport/themes/mobilitystrategy_en https://ec.europa.eu/info/strategy/priorities-2019-2024/european-green-deal_en https://ec.europa.eu/transport/themes/mobilitystrategy_en 3 el ruido cerca de las vías del tren se ha reducido considerablemente. Esta tendencia continuará en el futuro cercano con la medidas en curso y previstas. En general, las medidas con la mejor relación costo-beneficio ya se han implementado o se están implementando actualmente. Hay medidas que pueden reducir aún más el ruido, pero tienenun costo relativamente alto, lo que dificulta la inversión. Los elevados costes de las medidas adicionales contra el ruido amenazan la competitividad del tráfico ferroviario. Esta carga de costos podría obstaculizar el cambio modal requerido hacia los ferrocarriles. A este respecto, es importante que las recientes recomendaciones de la OMS se apliquen con cuidado, especialmente para no poner el transporte ferroviario ecológico en una situación de desventaja económica en la competencia con otros modos de transporte y para apoyar las ambiciones climáticas del Pacto Verde Europeo. . Los ferrocarriles han logrado mucho en términos de reducción del ruido, continúan investigando medidas rentables para garantizar la competitividad de los ferrocarriles. Jakob OERTLI, presidente del sector de ruido y vibraciones de la UIC y ferrocarriles federales suizos 4 Contenido Resumen ejecutivo ..................................................................................................................................... 2 1. Introducción ......................................................................................................................................... 6 Objeto del informe ...................................................................................................................................... 6 Alcance....................................................................................................................................................... 7 Público objetivo .......................................................................................................................................... 7 Proceso de escritura .................................................................................................................................... 7 Estructura del documento ............................................................................................................................ 7 2. El panorama ......................................................................................................................................... 8 El Pacto Verde Europeo .............................................................................................................................. 8 Comparación entre ferrocarril y otros medios de transporte .......................................................................... 9 Preocupaciones ........................................................................................................................................ 11 Hacedores de políticas y partes interesadas ................................................................................................ 12 3. Fuentes de ruido ................................................................................................................................ 14 Fuentes de ruido ........................................................................................................................................ 14 Ruido de rodadura ........................................................................................................................ 14 Ruido de locomotoras y unidades de tracción ................................................................................ 15 Ruido aerodinámico ............................................................................................................dieciséis Ruido de impacto ................................................................................................................dieciséis Chirridos en las curvas ........................................................................................................dieciséis Ruido de chirrido de freno ...................................................................................................dieciséis Ruido de puentes .................................................................................................................dieciséis Ruido de trenes estacionados ........................................................................................................ 17 Ruido de túnel .............................................................................................................................. 17 Ruido de construcción .................................................................................................................. 17 Modelado de fuentes de ruido .................................................................................................................... 18 MELLIZOS ................................................................................................................................. 18 ESTÁNDAR ................................................................................................................................ 18 UN ENTRENAMIENTO ............................................................................................................. 18 Experto en ruido de trenes ............................................................................................................ 18 BORDE ....................................................................................................................................... 18 4. Métodos de control de ruido ............................................................................................................. 20 Introducción.............................................................................................................................................. 20 Mitigación del ruido en la fuente ............................................................................................................... 20 Mitigación y medidas de ruido de locomotoras y unidades de tracción .......................................... 20 Medidas de mitigación del ruido de rodadura ................................................................................ 20 Medidas de mitigación del ruido aerodinámico ............................................................................. 24 Planificación de tráfico ................................................................................................................. 24 Efecto de las medidas de reducción .............................................................................................. 24 Mitigación de ruido en la ruta de propagación ............................................................................................ 25 Mitigación de ruido en el receptor ............................................................................................................. 25 Futuros desarrollos .................................................................................................................................... 26 5 5. Costes de las medidas de reducción del ruido ferroviario .............................................................. 28 Costos del ciclo de vida ............................................................................................................................. 28 Costes de las medidas vehiculares ............................................................................................................. 28 Reequipamiento con zapatas de freno de material compuesto ........................................................ 29 Amortiguadores de ruedas ............................................................................................................ 29 Costos de las medidas de vía ..................................................................................................................... 29 Costos de las medidas de propagación ....................................................................................................... 30 6. Métodos de evaluación del ruido ......................................................................................................31 Indicadores de ruido .................................................................................................................................. 31 Modelado de evaluación de ruido .............................................................................................................. 32 Directiva de la UE 2015/996 "CNOSSOS-EU" ............................................................................. 32 Ejemplos de métodos nacionales .................................................................................................. 34 Medidas de ruido ...................................................................................................................................... 35 Estaciones de monitoreo de ruido ................................................................................................. 35 Medidas vinculadas al vehículo .................................................................................................... 37 7. Impacto del ruido en las personas .................................................................................................... 38 Efectos adversos del ruido ......................................................................................................................... 38 Molestia .................................................................................................................................................... 38 Efectos sobre el sueño ............................................................................................................................... 40 Niveles recomendados............................................................................................................................... 41 8. Costes del ruido ambiental ................................................................................................................ 43 Costos internos, externos y de infraestructura ............................................................................................ 43 Cuantificar los costos del ruido externo ..................................................................................................... 45 9. Política de la UE y requisitos legales ................................................................................................ 47 Directiva de ruido ambiental ..................................................................................................................... 47 Ruido TSI ................................................................................................................................................. 48 Cargo por acceso a pista diferenciado por ruido ......................................................................................... 49 Mecanismo Conectar Europa ..................................................................................................................... 50 Pasos hacia la futura política de ruido ........................................................................................................ 50 10. Implementación.................................................................................................................................. 51 Ejemplos de implementación de NDTAC .................................................................................................. 51 Valores límite ........................................................................................................................................... 51 Factor de corrección de molestias por ruido ............................................................................................... 52 Ejemplos de legislación sobre ruido en Europa .......................................................................................... 53 11. Conclusiones y próximos pasos ....................................................................................................... 56 Conclusiones............................................................................................................................................. 56 panorama .................................................................................................................................................. 56 Referencias ............................................................................................................................................... 58 Anexo A - Actividades de ruido de la UIC ................................................................................................ 63 Anexo B - Miembros del sector de ruido y vibraciones de la UIC .......................................................... 64 Ruido ferroviario en Europa: informe sobre el estado del arte 6 1. Introducción Objeto del informe El primer elemento de la misión de la UIC es promover el transporte ferroviario a nivel mundial con el objetivo de afrontar de forma óptima los retos actuales y futuros de la movilidad y el desarrollo sostenible.3 Dado que el mundo se encuentra en un punto de inflexión para el cambio climático, este es un problema más urgente que nunca. La Comisión Europea lanzó su Pacto Verde en diciembre de 2019 con el objetivo de proteger el medio ambiente y aumentar el bienestar humano. Un objetivo principal es que la Unión Europea sea climáticamente neutra para 2050. Esto también requiere un cambio hacia una movilidad más ecológica, lo que requiere que el transporte de mercancías y pasajeros cambie de carreteras y aviones a ferrocarriles. Paralelamente a estos desarrollos, existe una creciente conciencia de que el medio ambienteel ruido tiene un impacto negativo cada vez mayor en la salud pública y el bienestar socioeconómico. Esto se pone de relieve con la publicación de las nuevas Directrices de la OMS sobre ruido ambiental en octubre de 2018.[103]. El ruido del transporte es la principal fuente de ruido ambiental y, aunque la mayor parte de la exposición total al ruido es causada por el tráfico rodado, también es un problema importante para las personas que viven cerca de las vías férreas. El sector ferroviario, incluida la UIC, es plenamente consciente de los problemas del ruido y ha estado trabajando duro durante décadas para reducir su huella de ruido y continuará haciéndolo en el futuro. La investigación y la ingeniería de vías y vehículos ferroviarios de bajo nivel de ruido están en curso y muchos países europeos están gastando grandes presupuestos para construir barreras contra el ruido, así como para implementar otras soluciones de reducción del ruido para facilitar el aumento del tráfico y reducir la exposición al ruido. Desde la publicación del informe de estado del arte anterior de la UIC en 2016 [87] Ha habido varios desarrollos importantes en Europa con respecto a los ferrocarriles y el ruido: ◾ publicación de las Guías de la OMS sobre ruido ambiental - Octubre de 2018 ◾ implementación de la evaluación europea armonizada del ruidométodo, Directiva 2015/996 (CNOSSOS-UE) en la legislación nacional de cada Estado miembro - enero de 2019 ◾ revisión de la ETI de Ruido, introduciendo el enfoque Rutas más silenciosas, a través del Reglamento 2019/774 - Mayo 2019 ◾ publicación del Pacto Verde Europeo - Diciembre de 2019 ◾ publicación de las nuevas funciones exposición-respuesta al ruido, que sustituyen al anexo III de la Directiva sobre ruido ambiental, a través de la Directiva 2020/367 - marzo de 2020 ◾ publicación del informe de la AEMA sobre el ruido ambiental en Europa - marzo de 2020 ◾ varios desarrollos nacionales importantes, incluida la preparación y ejecución de programas de reducción del ruido, la prohibición de las zapatas de freno de hierro fundido en Suiza a partir de enero de 2020 y la adopción de una ley en Alemania para prohibir las zapatas de freno de hierro fundido en Alemania a partir del 13 de diciembre de 20204 ◾ Investigaciónsignificativa a nivel europeo como, por ejemplo, el proyecto SHIFT2RAIL con proyectos como Roll2Rail y DESTINATE ◾ la tercera ronda de financiación de la modernización a través del Mecanismo Conectar Europa ◾ una evaluación de laCargos de acceso diferenciado por ruido (en curso). Dados todos estos desarrollos, la UIC consideró apropiado publicar este informe actualizado sobre el estado del arte. El informe describe la evolución reciente del ruido ferroviario y ofrece una descripción general de las actividades que el sector ferroviario está llevando a cabo para mejorar la situación del ruido ferroviario y prepararse para futuros aumentos del tráfico. 3https://uic.org/about/about-uic/ [consultado el 15 de julio de 2020] 4Schienenlärmschutzgesetz,verhttps://www.gesetze-im-internet.de/schl_rmschg/Schl%C3%A4rmschG.pdf https://uic.org/about/about-uic/ https://www.gesetze-im-internet.de/schl_rmschg/Schl%C3%A4rmschG.pdf Introducción 7 Como complemento de este informe actual de estado del arte, el subgrupo de Aerodinámica y Acústica del Sector de Interacción de Vías de Trenes de la UIC publicó en febrero de 2020 el Libro Blanco sobre Acústica.[93].El objetivo de este Libro Blanco era abordar las cuestiones técnicas relacionadas con la acústica ferroviaria de acuerdo con los tres temas siguientes: ◾ generación de fuentes de ruido; ◾ confort acústico, percepción subjetiva e indicadores psicoacústicos; ◾ vibración del suelo. Destinado a expertos técnicos en el campo del ruido y las vibraciones ferroviarias, el Libro Blanco de la UIC-TTI proporciona un breve resumen de los conocimientos actuales y los desarrollos recientes de acuerdo con cada uno de los temas anteriores. Debería mencionarse como soporte técnico a este informe de vanguardia sobre ruido ferroviario en Europa. Alcance Este informe cubre el transporte de mercancías y el transporte de pasajeros. La atención se centra en los vehículos ferroviarios pesados, a diferencia del tren ligero (tranvías, metro y trenes ligeros similares), aunque muchas secciones también podrían aplicarse a dichos modos de transporte ferroviario. Público objetivo Este informe cubre el amplio tema del ruido ferroviario y cubre cuestiones técnicas, medidas de reducción del ruido, costes e impactos en la salud, así como la política europea y nacional. Como tal, es útil como una introducción en profundidad para los lectores que son relativamente nuevos en el tema, para los responsables de la formulación de políticas que desean aprender más sobre cuestiones técnicas y para los ingenieros que desean leer sobre políticas y legislación. Los lectores más experimentados lo encontrarán útil como una descripción general de lo nuevo y lo que ha sucedido en los últimos años. Y, en general, puede servir como referencia para otras publicaciones relacionadas con el ruido ambiental o los aspectos ambientales de los ferrocarriles en general. Proceso de escritura Este informe fue escrito por M + P y encargado por la UIC. Para este informe, se llevó a cabo una extensa revisión de la literatura. Cuando faltaba información de la literatura existente, el Sector de Ruido y Vibraciones de UIC ha proporcionado más conocimientos, experiencia y datos. El grupo central del Sector de Ruido y Vibraciones de la UIC ha servido como grupo directivo, ha revisado varias versiones preliminares y ha recopilado información de la Comisión Europea, CER y otras partes interesadas que se enumeran en las referencias. Estructura del documento El capítulo 2 explica el panorama general en el que compararemos el tráfico ferroviario con otros medios de transporte (de mercancías). Resumiremos qué favorece el tráfico ferroviario sobre otros modos de transporte y cómo esto afecta la emisión de ruido, la exposición y el impacto en la salud. El Capítulo 3 analiza las diferentes fuentes de ruido y presenta varios modelos para describirlas. El capítulo 4 proporciona una descripción general sistemática de los métodos de control del ruido en la fuente (tanto en la vía como en el vehículo) en la ruta de propagación y en el receptor, y el capítulo 5 analiza los costos de estos métodos de atenuación del ruido ferroviario. En el capítulo 6 consideramos los métodos de evaluación del ruido. Comenzamos con una discusión sobre los indicadores de ruido. A continuación, presentamos modelos para la evaluación del ruido. El capítulo termina con una descripción general de los sistemas de monitoreo de ruido en uso. El impacto del ruido en las personas se aborda en el capítulo 7. El Capítulo 8 explica los costos del ruido ambiental: costos internos, externos y de infraestructura y cómo se cuantifican estos costos. La política de la UE y los requisitos legales se describen en el capítulo 9, que incluye, entre otros, la Directiva sobre ruido ambiental y el Cargo por acceso a vías diferenciadas por ruido. En el capítulo 10 analizamos la implementación de la legislación en los diferentes países europeos. Al final, el capítulo 11 resume las principales conclusiones y ofrece una breve perspectiva del futuro. En el capítulo 10 analizamos la implementación de la legislación en los diferentes países europeos. Al final, el capítulo 11 resume las principales conclusiones y ofrece una breve perspectiva del futuro. En el capítulo 10 analizamos la implementación de la legislación en los diferentes países europeos. Al final, el capítulo 11 resume las principales conclusiones y ofrece una breve perspectiva del futuro. Ruido ferroviario en Europa: informe sobre el estado del arte 8 2. El panorama Visión UIC sobre ferrocarriles y ruido Los ferrocarriles son un medio de transporte sostenible. Son un elemento importante del transporte respetuoso con el clima, tanto para pasajeros como para mercancías. Por tanto, se espera que el tráfico ferroviario aumente en el futuro, lo que conlleva el riesgo de un aumento de las emisiones de ruido y los efectos asociados sobre las personas y la ecología. Reducir las externalidades ambientales de los ferrocarriles mediante la mitigación del ruido es un objetivo específico de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de las Naciones Unidas 3,5 9,6 117 y 12,8 Los ferrocarriles reconocen el efecto negativo del ruido y, por lo tanto, el sector ha realizado un esfuerzo considerable para minimizar las emisiones de ruido y continuará haciéndolo en el futuro, todo de acuerdo con la legislación de la Unión Europea y de cada país. Ha habido una extensa construcción de barreras acústicas y la adaptación de frenos de bloque o de banda de rodadura en vagones de mercancías con zapatas de freno compuestas, lo que hace que estos vehículos sean considerablemente menos ruidosos. Además, se está haciendo un gran esfuerzo para comprender las propiedades de la vía en relación con la emisión de ruido. Esto permitirá desarrollar combinaciones óptimas de componentes de la vía, que no solo reducen el ruido sino que también son beneficiosos para el mantenimiento de la vía. Un buen ejemplo de esto son las almohadillas de los rieles, materiales elásticos que se colocan entre el riel y la traviesa. Las almohadillas de riel blandas son beneficiosas para el mantenimiento, mientras que las almohadillas de riel rígidas son menos ruidosas. Por lo tanto, el desafío es desarrollar una plataforma de riel que admita tanto la reducción del ruido como el mantenimiento. Además de mejorar la vía, los ferrocarriles están desarrollando material rodante mejorado. Esto no solo se refiere a la reducción del ruido a altas velocidades, sino también a velocidades más bajas en áreas urbanas, así como para trenes estacionados. Dado que el material rodante se desarrollará en el futuro, el ruido también se está considerando en los nuevos diseños de vehículos. Sin embargo, las medidas de mitigación del ruido deben tener una buena relación costo-beneficio. Hay dosrazones para esto: primero, la mitigación del ruido es costosa y, por lo tanto, se debe lograr la mayor reducción posible con los fondos que se invierten. En segundo lugar, los elevados costes del control del ruido no deben poner en peligro la competitividad de los ferrocarriles, de lo contrario, los beneficios de los ferrocarriles en términos de sostenibilidad corren peligro. Por lo tanto, es importante encontrar un equilibrio entre la mitigación del ruido y los costos. Esto permitirá alcanzar el objetivo futuro de los ferrocarriles: seguir siendo un medio de transporte competitivo, sostenible y silencioso. Grupo Núcleo de Ruido UIC - 2020 El Pacto Verde Europeo El Pacto Verde Europeo [25]es la hoja de ruta de la Comisión Europea para hacer que la economía de la UE sea sostenible. Esto sucederá convirtiendo los desafíos climáticos y ambientales en oportunidades en todas las áreas de políticas y haciendo que la transición sea justa e inclusiva para todos.9 Europa se esfuerza por ser climáticamente neutra para 2050 y espera ser el primer continente en lograrlo. Esto requiere la acción de todos los sectores de la economía, incluido el transporte. El Green Deal tiene como objetivo reducir las emisiones de GEI del transporte en un 90% en 2050 y, al mismo tiempo, hacer que el transporte público y privado sea más limpio y saludable. 5Objetivo de Desarrollo Sostenible 3: Garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades: https://sustainabledevelopment.un.org/sdg3 6Objetivo de Desarrollo Sostenible 9: Construir infraestructura resiliente, promover la industrialización inclusiva y sostenible y fomentar la innovación: https://sustainabledevelopment.un.org/sdg9 7Objetivo de desarrollo sostenible 11: lograr que las ciudades y los asentamientos humanos sean inclusivos, seguros, resilientes y sostenibles: https://sustainabledevelopment.un.org/sdg11 8Objetivo de Desarrollo Sostenible 12 - Garantizar patrones de producción y consumo sostenibles: https://sustainabledevelopment.un.org/sdg12 9https://ec.europa.eu/info/strategy/priorities-2019-2024/european-green-deal_en (consultado el 16-03-2020) https://sustainabledevelopment.un.org/sdg3 https://sustainabledevelopment.un.org/sdg9 https://sustainabledevelopment.un.org/sdg11 https://sustainabledevelopment.un.org/sdg12 https://ec.europa.eu/info/strategy/priorities-2019-2024/european-green-deal_en El panorama 9 Para respaldar esto, el Parlamento Europeo ha aceptado la propuesta de la Comisión de hacer de 2021 elAño europeo del ferrocarril.10,11 Los ferrocarriles son un factor clave para lograr los objetivos climáticos expresados en el Pacto Verde Europeo. El tráfico ferroviario es uno de los modos de transporte más ecológicos y energéticamente eficientes. Más de la mitad de los ferrocarriles europeos están electrificados12 y emiten mucho menos CO 2 que los viajes equivalentes por carretera o aire. En las emisiones totales de GEI del UE, la contribución de los ferrocarriles es insignificante (0,5%), ver[20].La UIC se compromete a lograr la neutralidad de carbono deseada para 2050, y más de 60 miembros de la UIC han firmado el Compromiso de Responsabilidad Climática para subrayar esto.13 El tema del ruido ambiental, proveniente del transporte u otras fuentes, no se menciona explícitamente en el Green Deal. Sin embargo, el Green Deal y la hoja de ruta que lo acompaña[25] anunciar el plan de acción Cero contaminación para el agua, el aire y el suelo[32]para reducir las emisiones del aire,agua y tierra. Estas emisiones también pueden incluir ruido. La reducción del ruido también se menciona como una responsabilidad en las cartas de la misión de Ursula von der Leyen, presidenta de la Comisión Europea, a la comisaria europea de Transportes Adina Vălean.[29] y al vicepresidente ejecutivo del Pacto Verde Europeo, Frans Timmermans[28]. Emisiones de GEI del transporte en 2017, desde[20] Comparación entre ferrocarril y otros medios de transporte En la figura 1, los diferentes modos de transporte se comparan en términos de sus costos externos por clima, accidentes, contaminación del aire, ruido y otros impactos ambientales. Los costos externos proporcionan una escala común para comparar diferentes aspectos ambientales. Esta escala común es el efecto monetario en la sociedad expresado en euros (€) por kilómetro recorrido. Estas cifras proceden de un estudio reciente de la Comisión[34]; Los detalles sobre los antecedentes de estos valores se pueden encontrar en[27]y en el Capítulo 8 a continuación. A partir de estas cifras, queda claro que: ◾ para el transporte de pasajeros, los costes externos totales por kilómetro son más bajos para los ferrocarriles que para cualquier otro modo de transporte. Para el transporte de mercancías, el ferrocarril es el segundo más bajo y es mucho más bajo que el transporte por carretera (en vehículos pesados); ◾ climaLos costos, así como los costos de contaminación del aire, son más bajos para el ferrocarril que para todos los demás modos, para pasajeros y Trafico de mercancias. 10https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/ip_20_364 (consultado el 17-03-2020) 11https://www.railjournal.com/regions/europe/european-parlamento-approves-2021-year-of-rail-proposal/ (consultado el 11-11-2020) 12Situación en 2018 segúnhttps://ec.europa.eu/transport/facts-fundings/statistics/pocketbook-2020_en (consultado el 11-11-2020) 13https://uic.org/sustainable-development/energy-and-co2-emissions/railway-climate-responsibility-pledge#Railway-climate- compromiso de responsabilidad (consultado el 10/11/2020) El objetivo de neutralidad climática del Pacto Verde de la UE requiere un cambio modal al ferrocarril como el modo de transporte más ecológico. Esto requiere que el ferrocarril sea más competitivo y atractivo para los clientes y para la sociedad. Para hacer frente a este desafío, los ferrocarriles europeos deben volverse más silenciosos, y están trabajando duro en ello. Ethem Pekin - CER https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/ip_20_364 https://www.railjournal.com/regions/europe/european-parliament-approves-2021-year-of-rail-proposal/ https://ec.europa.eu/transport/facts-fundings/statistics/pocketbook-2020_en https://uic.org/sustainable-development/energy-and-co2-emissions/railway-climate-responsibility-pledge#Railway-climate-responsibility-pledge https://uic.org/sustainable-development/energy-and-co2-emissions/railway-climate-responsibility-pledge#Railway-climate-responsibility-pledge https://uic.org/sustainable-development/energy-and-co2-emissions/railway-climate-responsibility-pledge#Railway-climate-responsibility-pledge Ruido ferroviario en Europa: informe sobre el estado del arte 10 Figura 1: Costes externos medios de 2016 para EU28 (excluida la congestión); izquierda: costos de transporte de pasajeros en € -ct por persona-km, derecha: gastos de transporte de mercancías en € -ct por tonelada-km14,15(de[34]) Claramente, el transporte ferroviario es el modo de transporte más respetuoso con el medio ambiente y el clima y, al mismo tiempo, provoca menos accidentes que otros modos. No obstante, la mayor parte del transporte de pasajeros y de mercancías se realiza actualmente por otros modos, principalmente el tráfico por carretera. El cuadro I muestra las estadísticas de transporte de la UE para 2017[33]. ◾ Para el transporte de pasajeros, el 80% de todos los kilómetros-persona se recorren en automóvil, autobús o motocicleta, el 11% en avión y el 8% en tren o ferrocarril urbano. ◾ Para el transporte de mercancías, el 52% de todas las toneladas-kilómetro están cubiertas por camiones, el 37% por barcos y el 12% por mercancías. Trenes. Esto conduce a la participación total de los costos externos para cada modo de transporte, como se muestra en la figura 2. La contribuciónde los ferrocarriles es menor al 2%, casi insignificante en el total. Es evidente que un cambio de la carretera al ferrocarril para el transporte de mercancías y pasajeros beneficiaría al medio ambiente y a los ciudadanos de Europa. También contribuirá a ello el cambio del tráfico aéreo al ferroviario para las rutas terrestres europeas. Figura 2: Participación de los diferentes modos de transporte en los costes externos totales de 2016 para la EU289,10[27] El panorama 11 14MC = motocicleta, HGV = vehículo pesado (es decir, camión), IWT = transporte fluvial 15Nota: las cifras para la aviación son promedios para aeropuertos seleccionados de la EU28, las cifras para el transporte marítimo son promedios para puertos seleccionados de la EU28 Ruido ferroviario en Europa: informe sobre el estado del arte 12 Cuadro 1: Rendimiento del transporte de la EU-28 por modo (2017, de[33]) pasajeros [miles de millones de pkm] flete [miles de millones de tkm] camino 5.534 80% coches: 4901 motocicletas: 123 autobús / autocar: 510 1.870 52% carril 577 8% tren: 470 tranvía / metro: 107 421 12% aire 777 11% 3 0,1% agua 24 0,3% mar: 24 1.323 37% IWT: 147 mar: 1,176 total 6,913 3.617dieciséis El cuadro 1, obtenido de la evaluación estadística del transporte de la UE, muestra que el tráfico por carretera es la principal fuente de ruido del transporte tanto en el transporte de mercancías como de pasajeros[33]. Además, el ferrocarril tiene los costes externos más bajos en comparación con el tráfico por carretera y la aviación, como se indica en el estudio de la CE sobre costes externos. De los costos ambientales externos asociados con el transporte ferroviario, el ruido representa la mayor parte: alrededor de un tercio en el transporte de pasajeros y casi la mitad en el transporte de mercancías (ver Figura 3)[27]. Los ferrocarriles ya han tomado medidas para ser un buen vecino y un miembro responsable de la sociedad. Figura 3: Costes externos medios de 2016 para la EU-28 divididos entre los impactos ambientales, para el transporte ferroviario de pasajeros y de mercancías; con datos de anexos a[27] Preocupaciones Los ferrocarriles reconocen la necesidad de medidas de mitigación del ruido, pero existen algunos riesgos que deben tenerse en cuenta[63].Las medidas de mitigación se describen con más detalle en el capítulo 5. Competitividad El sector ferroviario compite con otros modos de transporte y mantener la competitividad de los ferrocarriles es crucial para el acuerdo verde. El sector promueve la modernización de los vagones de mercancías con zapatas de freno de material compuesto y la construcción de barreras acústicas, así como otras medidas en la infraestructura, pero estas no deben reducir la competitividad de los ferrocarriles. Los responsables políticos europeos no solo deberían considerar los costes de las medidas de reducción del ruido, sino también su influencia en la capacidad de tráfico de la red y el impacto en la competencia intermodal. Los costos no solo se originan en los costos de inversión y mantenimiento de la medida en sí, sino también en los efectos en otras partes del sistema, como la mayor necesidad de remodelar las ruedas después de la adaptación de los vagones de mercancías.[8] [14]. Compensaciones Las medidas u objetivos para el ruido, las vibraciones y la gestión de activos no siempre pueden combinarse o incluso pueden contradecirse entre sí. Un ejemplo de esto es el amortiguador de carril. Los amortiguadores de riel pueden ser beneficiosos para el ruido, pero pueden complicar ciertos aspectos del mantenimiento, como la inspección de la vía.[54] [62] y en algunos casos también problemas de seguridad[43]. dieciséisTransporte por gasoductos (114 mil millones de tkm) no incluido El panorama 13 La redcapacidad Al crear un campo de juego nivelado entre el transporteopciones, se mejorará la capacidad de la red ferroviaria y la política de ruido no debe reducir la capacidad de tráfico. Control de daños y vandalismo Las medidas de mitigación del ruido a menudo están sujetas a daños y vandalismo, por ejemplo, grafitis en las barreras acústicas. Por lo tanto, es necesario que los esfuerzos de investigación se centren en medidas que consideren también el potencial de daño y vandalismo. Las soluciones que se están utilizando son la incorporación de barreras acústicas en proyectos de paisajismo y la plantación de arbustos en el exterior de las barreras acústicas. Requisitos del producto Las medidas de control del ruido utilizadas en la vía o en los ferrocarriles deben seguir requisitos específicos. Entre otras, las especificaciones incluyen la resistencia a cargas dinámicas, una vida útil mínima, la resistencia a los efectos de la humedad, el ozono y la luz ultravioleta. Costos mínimos de mantenimiento y reemplazo Los costos de mantenimiento y reemplazo deben incluirse al elegir entre diferentes opciones de mitigación del ruido. Es mejor trabajar con productos de alta calidad con una vida útil prolongada. Esto también minimizará el efecto sobre la disponibilidad de la pista. Hacedores de políticas y partes interesadas La siguiente tabla enumera las partes interesadas (internacionales) en el campo de los ferrocarriles y el ruido de los ferrocarriles. La tabla cubre la mayoría de las organizaciones europeas. Las partes interesadas que no están en la lista incluyen los propios ferrocarriles y los gobiernos nacionales y locales, así como las comunidades locales. Cuadro II: Resumen de las partes interesadas del ferrocarril europeo e internacional UIC Unión internacional de ferrocarriles Organización mundial para la cooperación internacional entre ferrocarriles, fundada en 1922, cuenta con más de 200 miembros en los 5 continentes, entre ellos operadores ferroviarios, administradores de infraestructura o propietarios de vehículos. Tareas principales: promoción del transporte ferroviario a nivel mundial, entendiendo el Asociaciones del sector ferroviario Internationale des Chemins de fer necesidades comerciales de la comunidad ferroviaria, desarrollando programas de innovación para identificar soluciones para esas necesidades, publicando Normas Ferroviarias Internacionales (IRS) que facilitan la implementación de las soluciones innovadoras Las actividades de ruido de UIC se describen con más detalle en el Anexo A Comunidad Organización de miembros del sector ferroviario europeo (UE-27 y otros países), de europeo incluyendo empresas integradas, administradores de infraestructura, pasajeros y CER Ferrocarril y operadores de carga, asociaciones nacionales Infraestructura Tareas principales: representar a los miembros del sector ferroviario en la formulación de políticas de la UE; evaluar Compañías regulaciones; documentos de posición y cabildeo Organización europea de catorce asociaciones nacionales, que representan el transporte de mercancías. propietarios de vagones y entidades encargadas del mantenimiento (ECM), en conjunto Internacional responsable del 50% del transporte de mercancías por ferrocarril europeo y gestionando más UIP unión de vagón de 220.000 vagones de mercancías. guardianes Tareas principales: representación de los propietarios de los vagones y de los MCE ante la UE instituciones y partes interesadas del sector, evaluar las políticas europeas y cabildeo. Asociación sin fines de lucro que forma un organismo representativo de la infraestructura Ferrocarril europeo gerentes (MI). EIM Infraestructura Tareas principales: representar a los AI ante las instituciones y el sector pertinentes de la UE Gerentes partes interesadas, ayudar a los miembros compartiendo experiencias y contribuir a actividades técnicas y de seguridad de la ERA Ruidoferroviario en Europa: informe sobre el estado del arte 14 UNIFE ERFA Asociación Europea de la Industria del Suministro Ferroviario Asociación europea de transporte de mercancías por ferrocarril Organización que representa a empresas y asociaciones nacionales involucradas en la ingeniería, fabricación y mantenimiento de (sub) sistemas y equipos de transporte ferroviario. Esto incluye proveedores de infraestructura, energía y señalización, así como fabricantes de material rodante. Tareas principales: asuntos públicos, normalización y armonización, investigación e innovación, certificación y gestión de la calidad ERFA representa privado y empresas ferroviarias independientes de toda Europa. EFRA representa hoy a 30 miembros. Tarea principal: representar la voz de las empresas de transporte ferroviario de mercancías privadas e independientes en Europa. Apoyamos el proceso de toma de decisiones de la UE con un enfoque en asuntos políticos y técnicos. MOVERSE Movilidady Transporte Responsabilidades: inversiones en transporte, transporte innovador y sostenible, competitividad de los servicios de pasajeros y mercancías, mercado interior del transporte, legislación y normas de seguridad e interoperabilidad, especificaciones técnicas, reglamentos sobre el Mecanismo Conectar Europa (CEF), tarifas de acceso a las vías diferenciadas por ruido (NDTAC) Responsabilidades: política medioambiental, proteger, preservar y mejorar ENV Ambiente Mercado interno, el medio ambiente para las generaciones presentes y futuras, Programa de acción medioambiental (EAP), Directiva sobre ruido medioambiental, Grupo de expertos en ruido Responsabilidades: mercado interior de bienes y servicios, sostenible y CREC ER Industria, emprendimiento y pymes economía inclusiva, empleo e inversiones, fomento del espíritu empresarial y el crecimiento, derechos de propiedad industrial ENER Energía Responsabilidades: seguridad energética, mercado interior de la energía, innovación y competitividad, eficiencia energética y descarbonización de la economía ERA EEE Agencia de la UE por Vias ferreas Agencia Europea de Medio Ambiente Tareas principales: creación de un espacio ferroviario europeo único, garantía de la compatibilidad transfronteriza de los sistemas nacionales, marcos técnicos y legales para armonizar la seguridad y eliminar las barreras técnicas, especificaciones técnicas para la interoperabilidad (ETI), autoridad de la UE para emitir autorizaciones de vehículos (tipo) y certificados de seguridad Tareas principales: proporcionar información independiente sobre el medio ambiente, para apoyar el desarrollo, implementación y evaluación de la política ambiental de la UE, recopilando mapas estratégicos de ruido y planes de acción requeridos por la Directiva sobre ruido ambiental; La AEMA trabaja en estrecha colaboración con la Red Europea de Observación e Información Ambiental (EIONET), compuesta por sus 32 países miembros, con la colaboración de expertos de las Agencias de Protección Ambiental nacionales. OMS EPA La red MundoSalud Organización Red europea de jefes de agencias de protección medioambiental Otras instituciones Agencias de la UE Comisión Europea - Direcciones relevantes (DG) El panorama 15 O r g a ni z a ci ó n m u n di al c o n 1 9 4 E st a d o s m i e m b r o s e n s e i s r e g iones, centrada en combatir enfermedades y mejorar la salud pública. En cuanto a la salud ambiental, esto incluye el cambio climático, la seguridad química, la contaminación del agua y del aire y el ruido. La OMS proporciona investigaciones, directrices y métodos para la evaluación del impacto en la salud. Organización de red informal de Agencias Europeas de Protección del Medio Ambiente (EPA) y organismos similares. La red de la EPA tiene varios grupos de interés, incluido un Grupo de interés sobre reducción del ruido (IGNA). Tareas principales: intercambiar opiniones, experiencias y conocimientos sobre la aplicación práctica de la política medioambiental, comunicar a través de informes públicos y cartas a las instituciones de la UE. Ruido ferroviario en Europa: informe sobre el estado del arte 16 3. Fuentes de ruido Fuentes de ruido Las principales fuentes de ruido ferroviario son ◾ Ruido de rodadura ◾ Equipo de potencia o ruido de tracción ◾ Ruido aerodinámico La gravedad de estas fuentes de ruido dependen la velocidad del tren. A velocidades bajas, el ruido de los equipos de potencia es la fuente dominante y el ruido de rodadura a velocidad media es la fuente de ruido más importante. Solo a velocidades (muy) altas entra en juego el ruido aerodinámico. Esto se ilustra en la figura 4. Otras fuentes de ruido incluyen ruido de impacto, ruido de chirrido de curvas y ruido de puentes para trenes en movimiento, pero también patios de maniobras, ruido de trenes estacionados y ruido de frenado. Figura 4: Fuentes de ruido ferroviario en función de la velocidad de conducción[31] Ruido de rodadura El ruido de rodadura es causado por las vibraciones de los rieles y las ruedas en el contacto rueda / riel. La rugosidad en la rueda y en la superficie de rodadura del carril produce vibraciones en el sistema de ruedas y carriles. Las vibraciones transmitidas a las estructuras de las ruedas y los rieles provocan una radiación sonora. Tanto el riel como la rueda son importantes para el nivel general de presión acústica y ambos deben tenerse en cuenta. El ruido de rodadura es de una naturaleza de banda bastante ancha (típicamente, en el rango de 250 a 2500 Hz). Además del riel y la rueda, las traviesas también contribuyen al ruido total de rodadura. Las vías sin balasto o 'vía en placa' están ganando popularidad en varios países para las líneas de alta velocidad. Se considera que la vía en placa es más ruidosa que la vía con balasto, ya que la vía en placa incorpora sujetadores de riel más suaves que provocan un mayor ruido del riel. Un resultado típico de una predicción teórica del ruido de rodadura se muestra en la figura 5. Se distingue entre la contribución de las traviesas, la rueda y el raíl. El durmiente se modela como la fuente principal para el rango de frecuencia más bajo. La rueda predomina en el rango de frecuencias más alto. En las frecuencias medias alrededor de 1000 Hz, el riel es la fuente de ruido dominante. Fuentes de ruido 15 Figura 5: Resultados de un cálculo de predicción típico de la contribución de la traviesa, el riel y la rueda componentes al nivel de presión acústica general utilizando el RIM17modelo[61] Ruido de locomotoras y unidades de tracción El ruido de tracción es importante en determinadas condiciones de funcionamiento: el equipo es la única fuente de ruido cuando un tren está parado en las estaciones cuando se detiene en vías abiertas o cuando está inactivo. Al arrancar, conducir a baja velocidad y durante el frenado eléctrico, la emisión de ruido de las unidades de tracción es el factor más importante. Esto se aplica igualmente al ruido que se escucha dentro y fuera del tren. El ruido de tracción se origina en varias fuentes en el tren, incluidos los motores diésel, los ventiladores de refrigeración del motor, el escape y la admisión, componentes de tracción como el inversor, los compresores y las cajas de cambios. Estos se muestran en la figura 6. También se muestran la calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC). Estos son más importantes para los trenes en ralentí (consulte la sección 3.1.8) Figura 6: Fuentes de ruido de tracción de una unidad múltiple eléctrica y diésel[77] 17El modelo RIM es unmodelo de impedancia de rueda / carril. Se describe en la sección 3.2.5. Ruido ferroviario en Europa: informe sobre el estado del arte 16 Ruido aerodinámico Cuando el tren está en marcha, el aire fluye alrededor del contorno exterior del tren. Esto crea una capa límite turbulenta alrededor de los vehículos, que a su vez genera ruido aerodinámico. Este tipo de ruido comienza a cobrar relevancia a velocidades de alrededor de 200 km / h y a velocidades superiores a 300 km / h es la fuente de ruido dominante.[81]. El ruido aerodinámico afecta tanto al ruido externo como al interno. Las fuentes de ruido aerodinámico pueden diferir entre varios trenes, pero generalmente incluyen ◾ los bogies del tren ◾ los pantógrafos, los huecos en el techo y otros equipos montados en el techo, ◾ la nariz del tren ◾ la brecha entre los coches (gap coach) ◾ rejillas de ventilación ◾ manijas de puertas, escalones. La contribución del ruido aerodinámico de la región del bogie a la potencia sonora general de todo el tren Se ha estimado que es alrededor de 15 dB mayor que el del pantógrafo.[80]. Ruido de impacto El ruido de impacto es un ruido impulsivo causado por discontinuidades del riel o la superficie de la rueda, como pinchazos, juntas de riel, interruptores y cruces. El ruido de impacto tiene un efecto perturbador mayor porque se caracteriza por impulsos individuales. Chirridos en las curvas La interacción entre el riel y la rueda en curvas estrechas puede causar un chirrido de alta frecuencia, típicamente en el rango de 1 kHz a 5 kHz. Existe una distinción entre chirridos y ruido de brida. ◾ Ruido de chirrido: un ruido de frecuencia discreta múltiple causado por el movimiento de deslizamiento lateral de la rueda mientras rueda a lo largo de la superficie de un riel en una curva. Es fuertemente tonal debido a que la rueda vibra en una de sus resonancias. El ruido chirriante ocurre típicamente en el rango de frecuencia de 1 kHz a 5 kHz con niveles de presión sonora de hasta 110 dB (A) a 10 m de distancia de la pista. ◾ El ruido de la brida es causado por el contacto lateral de la brida (pestaña) de la rueda con la cara del carril: es un ruido de alta frecuencia de banda ancha sin componentes tonales específicos. Suele ser más intermitente que un chillido.. Es posible que el ruido chirriante no se produzca a lo largo de toda la curva y depende de numerosos factores, como la construcción del vehículo y la vía, el estado de la curva en sí y las condiciones meteorológicas.[56]. Ruido de chirrido de freno También puede producirse un chirrido similar durante el frenado, ya que se puede emitir un ruido tonal o multitonal de alta frecuencia durante el frenado. Esto puede ocurrir en los vehículos, pero otra fuente es el frenado de los vagones de mercancías por los retardadores de haz en los patios ferroviarios.[55]. Ruido de puentes Cuando el tren pasa sobre un puente, el puente se emociona -vibra- por fuerzas dinámicas de las ruedas. Las fuerzas dinámicas provocan vibraciones de la estructura del puente que se irradian como ruido de baja frecuencia, lo que puede aumentar significativamente el ruido total. El ruido del puente depende en gran medida del tipo de puente, los puentes de acero con una fijación directa en particular son muy ruidosos: Fuentes de ruido 17 ◾ Las fuerzas son directamente transmitida a la estructura del puente (las estructuras de grava tendrían un mejor efecto de amortiguación). El sistema de sujeción del carril puede provocar una disminución en las tasas de deterioro de la vía y luego un fuerte aumento del ruido irradiado por el carril. ◾ Estos puentes suelen constar de grandes superficies de acero que actúan como radiadores de ruido, por ejemplo, la plataforma de acero, o la estructura de soporte. El aumentoen el nivel de ruido puede ser de hasta 20 dB. Dado que el nivel de presión acústica ponderado A puede no tener en cuenta completamente este efecto, a menudo se utiliza el llamado ponderación Z[55], [80]. Una campaña de medición reciente en los Países Bajos confirmó el aumento de baja frecuencia[97] donde se observaron incrementos de hasta 20 dB para puentes de acero. Ruido de trenes estacionados El ruido de los trenes estacionados o inactivos es un problema cada vez mayor[90]dado que los trenes más antiguos se cambian cada vez más por unidades múltiples modernas que generalmente están equipadas con un número mucho mayor de agregados técnicos para hacer que el tren sea más cómodo para los pasajeros (por ejemplo, aire acondicionado, enchufes eléctricos). Además, cada vez más patios y apartaderos en los destinos finales de las líneas ferroviarias se encuentran en zonas urbanas, lo que inevitablemente aumenta el número de personas afectadas por el ruido del material rodante estacionado. Hoy en día, las unidades ferroviarias estacionadas deben estar listas para funcionar con poca antelación y los trabajos de preparación esenciales (por ejemplo, limpieza) y mantenimiento del material rodante deben realizarse por la noche. Por lo tanto, diferentes agregados como HVAC o compresores a menudo están en funcionamiento durante el estacionamiento del vehículo y causan ruido. Para trenes estacionados en depósitos, se han identificado las siguientes fuentes de ruido estacionarias: HVAC, ventiladores y bombas de enfriamiento para agregados técnicos, compresores de aire (especialmente fluctuaciones debido a múltiples compresores que funcionan a velocidades de rotación ligeramente diferentes), la descarga a través de la válvula de escape del secador de aire dentro del dispositivo de suministro de aire, motores de suministro de energía (unidades de tren diesel y eléctrico) y agregados de suministro. Además, el ruido de arranque, el ruido de impulso en las juntas e interruptores y las pruebas de bocina son fuentes de ruido comunes. La ubicación de algunos de los agregados en el techo delvehículo (vehículo de piso bajo para proporcionar una mejor accesibilidad) hace que las contramedidas, como las barreras acústicas, sean mucho menos efectivas. En los patios de maniobras, las principales fuentes de ruido son el ruido de las locomotoras,frenos de riel y ruido de amortiguación, pero también ruido de rodadura y ruido de impacto. Dentro de EUROSPEC, se está desarrollando una especificación voluntaria para la especificación del producto como complemento de la ETI de ruido. CEN TC WG256 WG 03 comenzó a implementar este tema en una versión futura de ISO EN 3095. Algunos ferrocarriles estacionan trenes estables de manera estratégica, de modo que los trenes menos ruidosos actuen como una barrera para los trenes más ruidosos. Ruido de túnel Cuando los trenes viajan a través de un túnel, aumentaLa emisión de ruido puede ocurrir en el portal, un llamado "boom sónico". Tanto a baja como a alta velocidad, parte del ruido de conducción generado cuando los trenes pasan por el túnel puede emitirse en los portales del túnel. A altas velocidades, las emisiones de ondas de micropresión también pueden ocurrir en los portales del túnel. Cuando un tren entra en un túnel, el aire del túnel se comprime. Se genera una onda de compresión que depende de la velocidad del tren y de la geometría del tren y portal del túnel. La onda de compresión viaja por delante del tren a la velocidad del sonido a través del túnel y puede volverse más empinada en túneles con una absorción especialmente baja (sin balasto, sin absorbentes). En el portal de salida opuesto, la onda de compresión entrante se refleja parcialmente en el túnel y parte de su energía se irradia hacia el exterior como una llamada "onda de micropresión" (MPW).[55]. Ruido de construcción La construcción de vías férreas o medidas de ruido genera ruido. Este ruido de construcción es un problema local temporal y, en general, no es responsabilidad de los administradoresde la infraestructura ferroviaria. Por lo tanto, no Ruido ferroviario en Europa: informe sobre el estado del arte 18 consideraremos el ruido de la construcción en este informe. Fuentes de ruido 19 Modelado de fuentes de ruido Existen diferentes modelos para predecir el ruido (y las vibraciones) de los ferrocarriles. Esta sección describe las herramientas de software TWINS y RIM. Además, introduciremos herramientas desarrolladas recientemente en proyectos de investigación europeos, por ejemplo, STARDAMP. MELLIZOS TWINS (Track Wheel Interaction Noise Software) es una herramienta de software basada en computadora para calcular los efectos acústicos del diseño de ruedas y vías sobre el ruido de rodadura de los ferrocarriles. En el software TWINS, el usuario puede especificar el diseño de las ruedas y la pista, utilizando entradas numéricas que incluyen datos de elementos finitos. TWINS calcula los niveles de vibración y emisión de sonido de ruedas, rieles y traviesas durante el paso de un tren. Los espectros de rugosidad de la superficie de la rueda y la pista también son entradas. La potencia sonora y los niveles de presión sonora resultantes se pueden presentar en gráficos de un tercio de octava. TWINS puede evaluar los efectos de muchos parámetros de diseño, incluida la geometría de ruedas y rieles, la elección de materiales, condiciones de la superficie de las ruedas / rieles y amortiguación de ruedas y rieles. ESTÁNDAR STARDAMP (Estandarización de tecnologías de amortiguación para la reducción del ruido ferroviario) es un proyecto de investigación franco-alemán dentro del marco DEUFRAKO. El objetivo de STARDAMP era apoyar la transferencia de amortiguadores de ruedas y rieles de I + D a su aplicación habitual. Se ha desarrollado una herramienta de software dentro de STARDAMP y basada en TWINS que se dedica a la predicción de la eficiencia de los amortiguadores de ruedas y rieles. La información necesaria se puede producir utilizando mediciones de laboratorio relativamente simples. UN ENTRENAMIENTO El proyecto tenía como objetivo acelerar la autorización de productos mediante la introducción de funciones de prueba virtuales y, al mismo tiempo, conservar el mismo grado de confiabilidad y precisión de las pruebas de la vida real. ACOUTRAIN también trabajó en la armonización de la evaluación de la conformidad del ruido en Europa proporcionando procedimientos estándar. ACOUTRAIN desarrolló una herramienta de simulación de prueba virtual para niveles de ruido estacionarios y de paso. También trabajó en la validación y verificación de las herramientas y métodos para asignarles potencias de fuente acústica. Señaló que es necesario trabajar más en esta área, destacando la necesidad de producir un análisis de costo-beneficio de diferentes escenarios de pruebas virtuales en el futuro. El nuevo proyecto de investigación europeo TRANSIT se basará en herramientas desarrolladas dentro de ACOUTRAIN[83]. Experto en ruido de trenes Train Noise Expert (TNE) es un paquete de software desarrollado por el Institute of Sound of Vibration Research (ISVR) que combina la funcionalidad de la herramienta ACOUTRAIN con un nuevo software basado en el método de cálculo de ruido de rodadura TWINS. Las fuentes de ruido de rodadura se pueden ingresar manualmente en predicciones de ruido externo como espectros de potencia sonora, pero también está disponible un cálculo basado en TWINS como complemento opcional. Esto permite calcular las presiones y potencias sonoras del ruido de rodadura para diseños arbitrarios de ruedas y orugas. BORDE La impedancia rueda / carrilEl modelo RIM es un programa numérico validado para la predicción del ruido de rodadura y la vibración.[17]. Considera la rugosidad e irregularidades de ruedas y carriles, las masas de ruedas desequilibradas y la excitación paramétrica debida a la distancia entre durmientes y variaciones en la rigidez de las zapatas del carril como mecanismos de excitación. RIM calcula la interacción rueda-carril y determina las impedancias mecánicas del vehículo y la vía y todos los componentes involucrados, como la masa de la carrocería, el bogie o el juego de ruedas y la dinámica, como las propiedades de la rueda, el durmiente, la almohadilla o lastre. El modelo de impedancia de la vía se implementa mediante una conexión en serie de rigideces complejas, que incluyen factores de pérdida, el raíl como viga sostenida de forma continua, la plataforma del raíl y el balasto, la traviesa y el suelo. Ruido ferroviario en Europa: informe sobre el estado del arte 20 RIM puede determinar el ◾ nivel de presión sonora total durante el paso de un tren y las contribuciones de la rueda, el raíl, la traviesa, ◾ el ruido de la estructura de la vía y los componentes del vehículo y la propagación de las ondas en el suelo, ◾ impedancias de los diferentes componentes del sistema, ◾ ruido de puente. RIM permite investigar las contribuciones de los componentes individuales (estudios de parámetros), que es casi imposible en el contexto de las mediciones. Figura 7: Estructura de un modelo RIM[61] Fuentes de ruido 21 4. Métodos de control de ruido Introducción El enfoque clásico para las medidas de mitigación del ruido tiene tres opciones: ◾ Mitigación del ruido en la fuente (prevención de la emisión de ruido: diseño y mantenimiento de vías, pulido acústico de rieles, amortiguación de vías, frenos silenciosos para vagones de mercancías, material rodante silencioso) ◾ Mitigación del ruido en la ruta de propagación (por ejemplo, instalación de barreras acústicas) ◾ Mitigación del ruido en el receptor (por ejemplo, instalación de ventanas insonorizadas) Las diversas opciones para las medidas de mitigación del ruido se analizan a continuación. La mitigación del ruido en la fuente se puede dividir en medidas para el ruido de rodadura y para el ruido de los equipos y la tracción. Para la planificación de nuevas líneas, se puede considerar mantener la fuente de ruido (como interruptores y cruces o apartaderos donde los trenes pueden mantenerse en ralentí con las señales) lejos de las áreas sensibles. Mitigación del ruido en la fuente Mitigación y medidas de ruido de locomotoras y unidades de tracción El ruido de la locomotora y la tracción se puede reducir mediante medidas acústicas en el vehículo, como[55] ◾ control basado en la demanda de la velocidad del ventilador, ◾ aspas aerodinámicas acústicamente optimizadas, ◾ optimización del concepto de refrigeración, ◾ silenciadores ◾ refrigeración por agua y aire por convección natural ◾ encapsulación de los agregados, ◾ optimización de patrones de pulso de convertidores eléctricos. ◾ Reducción de la radiación sonora de la carcasa de la caja de cambios y el motor. Es importante que la gestión del ruido [76] Las medidas para las fuentes acústicamente relevantes ya se tienen en cuenta en una fase inicial del diseño del vehículo y se coordinan con las demás tareas implicadas. Medidas de mitigación del ruido de rodadura La mitigación del ruido de rodadura en la fuente se puede dividir en medidas que afectan a la excitación, medidas que son capaces de amortiguar las vibraciones de la rueda y el raíl y medidas que reducen la emisión de ruido. Esto se ilustra en la figura 8. Métodos de control de ruido 21 Figura 8: Representación esquemática del mecanismo de ruido ferroviario y las fuentes de ruido. Los bloques de colores indican qué tipo de medidas se pueden tomar y en qué mecanismo influyen[84] Baja rugosidad (ruedas lisas y rieles lisos) Las investigaciones han demostrado que el estado de las superficies de las ruedas y los rieles tiene la mayor influencia en la emisión de ruido. Esto se debe a que el ruido de rodadura es provocado principalmente por la rugosidad dela rueda y el riel. Las ruedas lisas y las superficies de los rieles son factores importantes para el tráfico ferroviario silencioso. Como la suma de la rugosidad de las ruedas y los rieles excita el ruido de rodadura, solo se logra una reducción del ruido si tanto la rueda como el riel tienen una rugosidad baja. Las ruedas pueden volverse polígonos rugosos o formados. Los rieles también pueden volverse ásperos o formar ondas y ondulaciones. Ambos provocan un aumento de la emisión de ruido. Por tanto, el primer paso debería ser siempre identificar la rugosidad dominante (ruedas, rieles o ambos) y luego reducir la rugosidad. Esto generalmente se hace en términos de vuelco de las ruedas o pulido (acústico) de los rieles. Vagones de mercancías establecidos con zapatas de freno o zapatas de hierro fundido (ver EN14478: 2017 [12]) son actualmente el problema más importante del ruido ferroviario. Esto se debe a la gran rugosidad de las ruedas provocada por el frenado con zapatas de hierro fundido. El reequipamiento con –zapatas de freno- bloques K, (Alto coef. de friccion) bloques LL (bajo coef.friccion) o frenos de disco es la medida más importante. Esto reducirá la rugosidad de la rueda y, por lo tanto, conducirá a niveles de ruido de rodadura significativamente más bajos. El efecto de reducción de ruido depende del estado del carril y puede tener valores entre aproximadamente 12 dB (vía suave) y 2 dB (vía ondulada). Esto se ilustra en la figura 9. Ruido ferroviario en Europa: informe sobre el estado del arte 22 Figura 9: Reducción de ruido para reequipamiento en función de la rugosidad del carril[91]. También debe tenerse en cuenta que el efecto de reducción de ruido depende en gran medida del número de vehículos con zapatas de freno de hierro fundido en la composición del tren. Reequipar solo vehículos individuales en un conjunto de trenes no reduce significativamente las emisiones de ruido. Es necesario modernizar un número importante de vehículos para reducir la emisión sonora de todo el tren. Como muestra la figura 10, es importante equipar un alto porcentaje de vagones con zapatas de freno de material compuesto antes de que tales reducciones (sobre rieles lisos) se logren para la flota de mercancías en su conjunto: con una participación del 50% de vagones modernizados, la reducción es de solo 2,5 dB. Figura 10: Reducción de ruido de zapatas de freno de material compuesto como% de vagones modernizados dentro de la flota, desde[14] El mantenimiento de las vías y las ruedas es de particular importancia para combatir el ruido de los rieles. [78]. Ambos se pueden lograr en base a un seguimiento regular. Se pueden identificar ruedas rugosas y pistas rugosas. Los rieles deben rectificarse con regularidad para eliminar las grietas en la superficie de la cabeza del riel en una etapa temprana antes de que comiencen a crecer más en la cabeza del riel, poniendo así en peligro la estabilidad mecánica del riel. El rectificado por motivos de mantenimiento también influye en la emisión de ruido del raíl. Tradicionalmente, el rectificado se realizaba en función de las condiciones como medida correctiva. Hoy en día, los administradores de infraestructura están cambiando cada vez más a una estrategia de molienda preventiva en la que la molienda se lleva a cabo en intervalos de tiempo más cortos (por ejemplo, dos veces al año) y con menos material eliminado. En general, esto también reduce la emisión de ruido como efecto secundario en caso de que el rectificado dé como resultado una menor rugosidad. Sin embargo, no todos los procedimientos de pulido reducen la rugosidad y, por lo tanto, pueden incluso aumentar la emisión de ruido hasta que el patrón de pulido se haya suavizado nuevamente. Métodos de control de ruido 23 Todas las redes monitorean la calidad de la pista geométrica (se presentan ejemplos en el capítulo 6.3.2) y han implementado un régimen de rectificado correctivo y / o preventivo. En algunas redes, la calidad acústica de la pista se monitorea regularmente y se aplica un pulido acústico. Ejemplos de estos son los “Besonders überwachtes Gleis” (BüG) en Alemania y la línea de alta velocidad HSL-Zuid en los Países Bajos. En ambas situaciones, la rugosidad es monitoreada por un vehículo de medición que determina el ruido de rodadura. Cuando la rugosidad excede un cierto nivel de umbral, el riel se rectifica a un nivel de rugosidad más bajo([51], [75]). Vibración reducida de la rueda y el carril. Medidas para reducir la generación de vibracionesson una mayor rigidez de la rueda (cambio de los modos de vibración relevantes a un rango de frecuencia más alto de menor relevancia acústica), desacoplamiento de los modos axiales de la rueda de los modos radiales o medidas de amortiguación (amortiguadores de rueda, anillos de amortiguación, capa constreñida o riel amortiguadores web). Los amortiguadores de ruedas se utilizan ocasionalmente en trenes ligeros y trenes de alta velocidad para reducir la emisión de ruido, por ejemplo, los amortiguadores de ruedas son un estándar para las ruedas ICE en Alemania y los trenes ICE que circulan en España. Los amortiguadores de rueda son una medida eficaz contra el chirrido de la curva, reduciendo el ruido entre 10 y 15 dB (A). Estudios recientes han estado probando amortiguadores de ruedas para reducir aún más los niveles de ruido de los vagones de mercancías a valores muy por debajo del valor límite de la ETI. En el marco del proyecto 5L de SBB Cargo[45],Se probaron amortiguadores de ruedas en trenes de mercancías, demostrando que son factibles valores de ruido entre 73 y 75 dB (LpAeq, Tp a una velocidad de 80 km / h). En Alemania, los vagones de mercancías innovadores se desarrollan y prueban dentro del proyecto de investigación "Desarrollo y prueba de vagones de mercancías innovadores"[98].Ambos proyectos no solo investigan los aspectos del ruido, sino que también consideran la eficiencia energética y la rentabilidad. La plataforma de riel es un componente clave para rastrear la dinámica. Tiene un comportamiento característico determinado principalmente en función de su rigidez dinámica y amortiguación. La emisión de ruido de rodadura depende de la rigidez dinámica. La emisión de ruido disminuirá con mayor rigidez. Sin embargo, aumentar la rigidez conduce a una mayor tensión en los durmientes y se sabe que aumenta las vibraciones del suelo. Una mayor amortiguación conduce a una mayor tasa de decaimiento de la vía y, por lo tanto, a menores niveles de ruido, pero es difícil ajustar solo la amortiguación de la almohadilla del carril. Por lo tanto, la plataforma de riel ideal dependería de la frecuencia y (inversamente) dependería de la carga. Sería deseable una baja rigidez a bajas frecuencias por razones de dinámica de vía y una alta rigidez a altas frecuencias para una alta resonancia del carril y debería buscarse una alta amortiguación estructural del carril junto con una baja rigidez bajo carga. Estudios recientes en Suiza y Bélgica han tenido como objetivo mejorar la plataforma del riel haciendo que sea suave para distribuir las fuerzas del eje a bajas frecuencias y teniendo una alta amortiguación en altas frecuencias para amortiguar las vibraciones del riel y reducir las emisiones de ruido. Otra forma de reducir la vibración del riel es utilizando amortiguadores de riel de masa sintonizados. El amortiguador de riel mitiga las vibraciones del riel mediante un sistema de masa-amortiguador-resorte adicional o un amortiguador adicional en forma de goma, que está diseñado como un amortiguador de vibraciones sintonizado de banda ancha. A medida que se reduce la vibración, el riel emite menos ruido. El efecto de los amortiguadores de riel varía entre las vías, dependiendo en gran medida de la rigidez de la plataforma del riel. Si la vía es rígida como punto de partida, entonces
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