Case study research: An overview

Del estudio realizado acerca del ensayo de caracterización mecánica del balasto denominado Microdeval según la Norma UNE-EN 1097-2:1997 y basado en un total de 190 muestras de balasto de diferentes litologías podemos establecer las siguientes conclusiones:

- El parámetro de caracterización físico-mecánica del balasto definido

mediante el ensayo de Microdeval, no presenta correlación global con el parámetro de Coeficiente de Desgaste de los Ángeles que actualmente se utiliza en España, y que ha sido ampliamente contrastado con los diferentes tipos litológicos utilizados en las vías férreas. Esta conclusión ya ha sido apuntada por otros autores como Cooley (2002) pero para áridos de menor granulometría.

- Cabe resaltar que del total de ensayos analizados en este estudio, sobre

muestras de balasto de diversas litologías procedentes de canteras actualmente suministradoras, o que han suministrado balasto a las líneas de ferrocarril en España, no se obtienen valores de Microdeval por debajo

del 5% (categoría MD5), ni tampoco tipos litológicos, que, de forma

generalizada, garanticen el no superar el 7% en este parámetro (categoría

MD7 de la nueva norma Europea).

- En general el rango de variación en el parámetro de MDV es prácticamente

igual en las categorías de mejor calidad mecánica, reflejadas por su valor de CLA (<15%) que en el balasto de menor calidad mecánica (CLA>15%), adicionalmente, en algunos casos, la amplitud de esta variación es prácticamente el doble de la que se obtiene en el parámetro de CLA. Por lo tanto, la utilización de este parámetro de MDV con los rangos de variación y límites definidos en las categorías de las normas española y europea, no permitiría caracterizar, con el mismo detalle que el CLA, el comportamiento mecánico del balasto ni definir la mayor o menor calidad del mismo, cualquiera que sea su litología.

- En el caso de las rocas ofíticas y algunas rocas metamórficas (anfibolitas)

con muy buen comportamiento mecánico frente al ensayo de CLA (por lo

general siempre dentro de la categoría LA14) se obtienen valores de

microdeval que oscilan entre el 9% y 17% y que ubicaría este tipo rocoso

dentro de la categoría MD15 o por encima.

- Los valores de microdeval están muy relacionados con la litología y

composición mineral del balasto. Esta conclusión ha sido señalada por otros autores como Cooley (2002) para áridos de menor granulometría.

- La ordenación de los tipos litológicos en función del parámetro de

microdeval, en nuestra opinión está muy relacionado con el contenido en minerales duros y abrasivos (especialmente en el contenido en cuarzo) y el tamaño de los mismos. De tal forma que rocas con un elevado contenido en cuarzo como (cuarcitas, granitos, gneis y riolitas) presentan un mejor

minerales menos duros que el cuarzo, (feldespatos, plagioclasas, micas, anfíboles, piroxenos y olivinos, entre otros), como es el caso las ofitas, andesitas, anfibolitas, basalto y tobas basálticas, poseen un peor comportamiento frente al microdeval con valores de 11 a 17%. Existen como excepción el caso de las ofitas de Carmona, que a pesar de no poseer una mineralogía rica en cuarzo, tienen un muy bien comportamiento al ensayo de MDV y las corneanas que con el alto contenido en cuarzo de las misma deberían situarse en el primer grupo (MDV entre 5 y 10%), no obstante sólo parte de ellas están en el primer grupo y la otra parte en el grupo con MDV alto (11 a 17%). Por todo ello aunque esta interpretación, en nuestra opinión, explica en un alto porcentaje de los casos la variación del desgaste, consideramos necesario continuar con un análisis más especifico y detallado de la relación dureza mineral y microdeval, ya que es básico para la interpretación de los resultados del mismo y su posible uso como elemento clasificador y delimitador de la calidad mecánica del balasto.

Tanto del estudio conjunto de los datos obtenidos como del pormenorizado y comparativo de los diferentes tipos litológicos de balasto, se extraen como conclusiones más destacas las siguientes:

- El coeficiente de impacto es independiente del tipo litológico y mantiene

una relación directa con el CLA, hecho éste achacable a que en ambos métodos de ensayo predomina el proceso de fragmentación del balasto y por tanto afecta a la misma propiedad de las rocas que es su resistencia a rotura, la cual de manera general depende de los rasgos texturales, estructurales y de alteración del material, aspectos que no son específicos y únicos de un tipo litológico.

- La relación que mantienen ambos parámetros es que numéricamente el

CI es entre 0,4 y 0,5 veces el CLA, (oscilación máxima del CI frente al CLA es 0,3 a 0,6).

- Deberían analizarse los límites planteados en las normativas española y

europea para caracterizar y delimitar la calidad del balasto en función del parámetro de impacto, ya que como puede comprobarse el CI tanto para las categorías con mejor comportamiento mecánico al desgaste de Los Angeles (< 15%) como las de menor calidad (CLA > 15%) poseen un CI por debajo del 9% el cual está muy por debajo del límite del 14% que se

plantea en la categoría CI14, que representaría la de mejor calidad

mecánica según este parámetro.

- A priori, establecer un límite en el CI del 6% garantiza con casi un 99%

de seguridad que el balasto posee un CLA menor del 15%, no obstante excluiría un alto porcentaje de balasto que poseen valores de CLA entre 12-15% pero su CI se sitúa entre el 6-8%.

- Admitir un límite del CI del 8% nos aseguraría el incluir el balasto con

CLA menor del 15% pero no permitiría discernir ni excluir el de CLA superior al 15%, por lo que para el rango entre el 6% y el 8% el CI debería utilizarse de forma complementaría o conjunta con el desgaste de Los Angeles, si se quiere mantener idéntica división o catalogación mecánica del balasto a la hasta ahora admitida con el CLA.

Del estudio realizado acerca del ensayo de resistencia a la meteorización determinado mediante la acción del sulfato magnésico, podemos establecer las siguientes conclusiones:

- Existe una relación clara entre el parámetro de absorción y el valor de

MMSV, que se manifiesta en una función lineal de correlación del tipo MMSV (%) = 2,7142 abs. (%) + 0,0508 con un factor de correlación

(R2) de 0,493.

- También se evidencia que el valor de desgaste de los Angeles, como

parámetro que caracteriza el grado de alteración de la roca, tiene efecto en el valor de MMSV en el caso de las rocas andesíticas, no así en el resto de las rocas.

- Para rocas con absorciones inferiores al 1% no existe influencia

alguna de la litología y el valor de resistencia a la acción del sulfato magnésico.

- Para absorciones inferiores al 0,5% el valor de MMSV está por debajo

del 4%. Para valores de absorción entre 0,5% y 1,5% y en el caso de rocas no andesíticas, siempre que la roca no esté alterada, es decir, posea valores de desgaste de Los Angeles altos, también se mantiene un valor de MMSV inferior al 4%. Para idénticos valores de absorción (0,5-1,5%) en el caso de rocas andesíticas sólo si el CLA es inferior al 14-15%, puede asegurarse con alta probabilidad que el MMSV será inferior al 4%, por el contrario si se supera dicho valor de CLA también es más que probable que se exceda el límite del 4%. Por último para una absorción superior al 1,5% hasta el 2%, en el caso de las andesitas ocurre un hecho similar al del rango 0,5-1,5%. Para otras rocas, de las que sólo disponemos como ejemplo el de la ofita de Acedo, se incumple claramente el límite del 4% no obstante dicho valor está asociado a una roca alterada con un valor de CLA del 21%.