EN 16727 Aplicaciones ferroviarias - Vía - Barreras acústicas y dispositivos relacionados que afectan a la propagación del sonido aéreo - Rendimiento no acústico

La norma europea “EN 16727 Aplicaciones ferroviarias - Vía - Barreras acústicas y dispositivos relacionados que afectan a la propagación del sonido aéreo - Prestaciones no acústicas” consta de las siguientes subsecciones publicadas bajo el mismo título:

• La norma "EN 16727-1 Parte 1: Comportamiento mecánico bajo cargas estáticas - Método de cálculo y ensayo" se aplica únicamente a barreras acústicas compuestas por postes como elementos estructurales y paneles como elementos acústicos (p. ej., fabricados con paneles de metal, madera, plástico u hormigón). También se aplica al revestimiento acústico de muros existentes y al revestimiento acústico parcial o total de vías ferroviarias.

Es importante que los elementos acústicos se prueben junto con los elementos estructurales para garantizar que la barrera acústica sea representativa de su uso previsto. Esta norma proporciona criterios para validar las barreras acústicas ferroviarias y dispositivos relacionados, basándose en su rendimiento mecánico básico en condiciones de exposición estándar, independientemente de los materiales utilizados.

Esta norma incluye diversas condiciones y requisitos opcionales para una amplia variedad de aplicaciones en Europa. Los aspectos individuales del rendimiento se abordan por separado en los anexos. Esta norma proporciona métodos de ensayo y criterios para evaluar el rendimiento mecánico y la estabilidad de las barreras acústicas ferroviarias bajo carga estática.

Las barreras acústicas y los dispositivos relacionados que afectan la propagación del sonido aéreo están sujetos a impactos permanentes, variables o accidentales, según lo especificado en la norma EN 1990. Esta norma permite evaluar los efectos de las fuerzas resultantes del peso propio, las cargas de presión del aire y las cargas de impacto que pueden actuar sobre la barrera acústica y sus componentes. Es fundamental evaluar el comportamiento estructural de la barrera acústica bajo combinaciones de impactos permanentes, variables y accidentales para evitar tensiones excesivas en el material, la separación de elementos de los pilares estructurales y una deflexión excesiva que podría afectar su eficacia acústica y durabilidad.

Los diferentes materiales utilizados en el diseño de una barrera acústica deben ser químicamente compatibles y no afectar negativamente sus propiedades. Se pueden tolerar daños menores, en particular causados ​​por piedras de balasto u otros residuos del paso de trenes, pero deben tenerse en cuenta los requisitos de seguridad, ambientales y funcionales.

Las propiedades de fragmentación se abordan en la norma EN 16727-3. Cuando falta información de diseño o existen dudas sobre los parámetros necesarios para las pruebas o los cálculos que validan un diseño, se requieren investigaciones y estudios geotécnicos adicionales para obtener los valores necesarios para garantizar la seguridad y la usabilidad de toda la barrera acústica. En algunos países, debe tenerse en cuenta la fuerza dinámica de la nieve expulsada por los equipos utilizados para limpiar las vías en invierno.

• La norma EN 16727-2-1 Parte 2-1: Rendimiento mecánico bajo carga dinámica causada por el paso de trenes - Resistencia a la fatiga describe los requisitos básicos para verificar los estados límite últimos y de servicio, así como la resistencia a la fatiga de las barreras acústicas o sus componentes, mediante métodos analíticos y ensayos. Los métodos analíticos permiten determinar valores característicos y de diseño. Si no se dispone de suficiente información, el procedimiento analítico puede combinarse con los resultados de los ensayos.

Esta norma proporciona los siguientes tipos de procedimientos de prueba:

• Pruebas en muestras pequeñas para identificar categorías detalladas que podrían no estar cubiertas por los Eurocódigos (procedimiento de validación A).
• Ensayo sobre un elemento genérico para definir el estado límite de fatiga (procedimiento de verificación B).
• Ensayos a escala real bajo una carga representativa específica para determinar la resistencia a la fatiga de los componentes de la barrera acústica en condiciones de carga definidas (procedimiento de validación C). Este procedimiento se ofrece como alternativa a los procedimientos de validación A y B.

El paso de trenes crea una onda de presión que impacta las barreras acústicas instaladas a lo largo de los raíles. Es fundamental que las barreras acústicas resistan este impacto sin que ningún componente se desprenda o se desplace de forma peligrosa. Deben diseñarse de acuerdo con los requisitos especificados en los estados límite último, de servicio y de fatiga. Cuando no se disponga de normas de diseño o de suficiente experiencia con componentes, el diseño debe basarse en cálculos y ensayos realizados para obtener información sobre las propiedades y la resistencia a la fatiga del componente, para su diseño en los estados límite último y de servicio. Esta norma se aplica a los componentes de las barreras acústicas o a las barreras acústicas consideradas en su conjunto.

Cuando el diseño pueda realizarse mediante modelos analíticos, la verificación de cimentaciones, pilares y paneles debe realizarse de conformidad con los Eurocódigos o documentos de evaluación europeos pertinentes. Los elementos de acero y aluminio deben diseñarse de conformidad con las normas EN 1993 y EN 1999.

• La norma EN 16727-2-2 Parte 2-2: Rendimiento mecánico bajo carga dinámica causada por el paso de trenes - Método de cálculo define la carga sobre pantallas acústicas debida a la onda de presión de aire especificada en la norma EN 1991-2, las ubicaciones relevantes del patrón de carga y las fuerzas internas. Se tienen en cuenta las formas verticales y horizontales de la onda de presión de aire y los efectos dinámicos. El método de cálculo descrito en esta norma se desarrolló para pantallas acústicas con pilares y paneles sobre cimentaciones de pilotes. También puede utilizarse cuando el material de recubrimiento está fijado a una estructura rígida. Para estructuras con cimentaciones de pilotes, se incluye en el apéndice de la norma (Anexo A) una fórmula empírica para determinar la frecuencia natural. El Anexo B también incluye un ejemplo de la aplicación del método de cálculo para determinar las fuerzas y momentos internos que actúan sobre el pilar central. El diseño de pantallas acústicas (p. ej., resistencia a la fatiga) no forma parte de esta norma.

El paso de trenes genera cambios de presión en forma de ondas de presión atmosférica que impactan en las barreras acústicas situadas al borde de las vías. Las barreras acústicas deben resistir este impacto sin que ningún componente se rompa ni se desprenda, lo que podría suponer un riesgo para la seguridad de los trenes o las personas. Esta norma proporciona un método de cálculo para evaluar la capacidad de las barreras acústicas de postes y paneles con cimentación de pilotes para resistir este cambio de presión y tiene en cuenta la respuesta dinámica de la estructura. La onda de presión atmosférica generada por el paso de un tren se describe en términos de dos cargas de bloque en la norma EN 1991-2. Para calcular los efectos estáticos y dinámicos realistas sobre las barreras acústicas, es necesario considerar la forma de la onda de presión atmosférica y sus efectos dinámicos.

• La norma EN 16727-3 Parte 3: Requisitos generales de seguridad y medioambientales describe los requisitos mínimos y otros criterios para evaluar la seguridad general y el rendimiento medioambiental de las barreras acústicas y dispositivos relacionados que afectan a la propagación del ruido aéreo en condiciones típicas en vía. El diseñador evalúa los requisitos para condiciones más exigentes. Se proporcionan métodos de ensayo adecuados cuando es necesario, pero para algunos aspectos puede ser necesaria una declaración de las propiedades del material para informar a los diseñadores. El tratamiento de cada aspecto se describe por separado en los anexos de esta norma (Anexos A a G).

Las barreras acústicas y dispositivos similares instalados a lo largo de las vías férreas que afecten la propagación del ruido aéreo no deben, si bien cumplen su función principal, representar un peligro para los usuarios del ferrocarril, otros transeúntes ni para el medio ambiente en general. No deben contribuir a la propagación del fuego desde los lados o terrenos adyacentes. Además, puede requerirse una resistencia al fuego que cumpla con normas específicas para minimizar el riesgo para los edificios adyacentes o para los usuarios del ferrocarril en pasillos estrechos. Las barreras acústicas y dispositivos similares no deben reflejar la luz hacia los maquinistas de forma que ponga en peligro la seguridad ferroviaria. Deben construirse con materiales que no emitan humos ni lixiviados nocivos, ya sean de procesos naturales o industriales o como resultado de un incendio. Las barreras acústicas deben proporcionar una vía de escape para los usuarios del ferrocarril y acceso para los operadores en caso de emergencia. Generalmente, no se espera que las barreras acústicas y dispositivos similares que afecten la propagación del ruido aéreo resistan el impacto de vehículos; sin embargo, los diseñadores pueden utilizar la información sobre las consecuencias de dichas cargas de impacto para determinar los requisitos de protección de los usuarios del ferrocarril y los transeúntes.

Las normas EN 16727 se consideran importantes por las siguientes razones:

• Seguridad e integridad estructural: Las barreras acústicas deben soportar presiones estáticas y dinámicas significativas, incluyendo las ondas de presión generadas por el paso de trenes. Sin un diseño estándar, estas estructuras pueden fallar inesperadamente, lo que representa un riesgo para los pasajeros, el personal de mantenimiento y las comunidades cercanas.
• Durabilidad y resistencia a la fatiga: Los ciclos de carga repetidos (por el paso de trenes) pueden dañar los componentes de la barrera. La Sección 2-1 garantiza que las barreras mantengan su eficacia a lo largo del tiempo sin fallos por fatiga.
• Coherencia entre países: como norma europea, es obligatoria para todos los estados miembros del CEN y garantiza enfoques técnicos armonizados e interoperabilidad en toda la red ferroviaria europea.
• Práctica de ingeniería informada: estos estándares proporcionan recetas de cálculo, procedimientos de prueba y ejemplos complementarios para guiar a los diseñadores e ingenieros en diferentes situaciones y materiales, reduciendo la incertidumbre y aumentando la confiabilidad.

Las ventajas prácticas de estas normas son las siguientes:

• Diseño seguro, duradero y eficaz de barreras acústicas ferroviarias en términos de rendimiento mecánico.
• Prevenir fallas estructurales que puedan poner en peligro la operación del tren o la infraestructura cercana.
• Las especificaciones de ingeniería armonizadas en varios países simplifican los proyectos ferroviarios transfronterizos.
• Los requisitos claros tanto para los cálculos de diseño como para las pruebas físicas ayudan a los fabricantes a cumplir con los marcos regulatorios.

Como resultado, las normas EN 16727 garantizan que las estructuras de reducción de ruido a lo largo de las vías ferroviarias no solo sean acústicamente efectivas, sino también mecánicamente robustas y seguras durante toda su vida útil operativa, un requisito fundamental para el diseño de infraestructura ferroviaria moderna y el cumplimiento normativo.

Nuestra organización, que lleva años apoyando a empresas de todos los sectores mediante una amplia gama de actividades de prueba, medición, análisis y evaluación, cuenta con un sólido equipo de empleados que siguen de cerca los avances científicos y tecnológicos globales y se mejoran constantemente. En este contexto, también ofrecemos servicios de prueba de conformidad con la norma "EN 16727 Aplicaciones ferroviarias - Vía - Barreras acústicas y dispositivos relacionados que afectan a la propagación del sonido aéreo - Rendimiento no acústico".