¿Por qué un gran tren hace temblar el suelo?

Question

Trabajo en un edificio de 4 plantas que está a unos 150 pies de distancia de las vías del tren. Cuando pasa un tren de carga grande (de más de 40 vagones), el temblor en el edificio es perceptible. Al ver pasar el tren, no parece haber ningún movimiento de lado a lado y la velocidad es constante. ¿Qué causa exactamente las vibraciones en el suelo? ¿Es simplemente el paso del tren por cada tramo de vía? Seguramente el propio tren no está "rebotando" a lo largo de la vía con la suficiente transferencia de energía como para hacer temblar el suelo, ¿verdad?

Answer 1

Hay un buen artículo sobre este tema en este archivo PDF .

Resumiendo el artículo: la vibración se produce porque la vía no es completamente lisa y las ruedas del tren no son perfectamente circulares. Cuando el tren se desplaza por la vía, el resultado es una fuerza oscilante en cada contacto rueda/vía, que se transmite al suelo en cada contacto traviesa/suelo. Esta fuerza es la que hace temblar el suelo.

Answer 2

Confirmada la cuestión de las traviesas, estoy bastante seguro de que sé lo que pasa. Un amigo mío escribió su tesis sobre las vibraciones de los raíles.

Básicamente, el carril se hunde entre las traviesas. No mucho, normalmente, pero el hundimiento es bastante periódico. John Rennie tiene razón en cuanto a que los raíles no están rectos, pero el problema de las ruedas probablemente no cause vibraciones en la tierra: las ruedas están desfasadas entre sí. (Sin embargo, son ruidosas. Los trenes modernos tienen ABS por esta razón). Pero ese hundimiento periódico de los raíles sobre la traviesa, excitado por el paso del tren, se sumará. Esas vibraciones causarán ese temblor de tierra.

Las vías modernas de alta velocidad están pasando a ser vías en placa, sin esas traviesas. Los trenes rebotan mucho más a 250 km/h que a 25 km/h. Aun así, los holandeses no pueden hacer circular su tren de alta velocidad a 300 km/h; las vibraciones harían que el lecho de la vía se hundiera en el suelo fangoso.

Answer 3

Según mi investigación en las vibraciones de los trenes que pasan, las manchas planas en las ruedas del tren pueden ser causadas por las paradas de los trenes que patinan. Este punto plano provoca vibraciones. La falta de inspección y mantenimiento de los raíles puede provocar vibraciones.

Tenemos trenes sin vibraciones que pasan por lo que tiendo a creer que nuestros problemas de vibración son causados por ruedas malas. Debido a que algunos de los trenes más pesados que pasan no causan vibraciones, de nuevo, creo que las vibraciones se deben a las ruedas en mal estado. Los trenes recogen la carga de muchas empresas y por lo tanto de esas empresas a poco o ningún mantenimiento. Me parece que necesitamos algún tipo de alianza que haga obligatoria la inspección de las ruedas.

Answer 4

Como no se dispone de información "suficiente", sólo se pueden hacer conjeturas. Mi suposición es que "muy probablemente" resonancia es lo que está causando la percepción. La longitud, la altura, la anchura y la composición del edificio, así como su distancia a las vías, determinan su frecuencia de oscilación "natural", y la longitud y la velocidad del tren deben crear una oscilación que coincida estrechamente con la frecuencia del edificio (o sus armónicos), de modo que las pequeñas vibraciones del tren se amplifiquen hasta el punto de sentirse en el edificio. Para saber si este es el caso, debe haber una longitud de tren que provoque la sacudida "más perceptible". Si la longitud es mayor o menor, las sacudidas serán menos perceptibles.