¿Por qué las vías del tren tienen espacios entre los rieles?
La respuesta corta
Porque el acero se dilata con el calor, unos 13 milímetros por kilómetro por cada grado. Un tramo de riel de 12 m que pasa de −5 °C a 55 °C al sol se alarga casi 1 cm; el espacio le deja lugar para crecer sin empujar ni deformar la vía.
El acero crece con el calor
Casi todos los materiales se estiran cuando se calientan: los átomos vibran más y ocupan un poco más de lugar. En el acero, el alargamiento es de unas 13 millonésimas de su largo por cada grado Celsius.[2] Parece nada, pero un riel vive al aire libre, con heladas en invierno y sol directo en verano. Y el sol lo calienta por encima del aire: según mediciones de campo de la Administración Federal de Ferrocarriles de Estados Unidos (FRA), un riel puede estar 25 a 35 °F (unos 14 a 19 °C) más caliente que el aire que lo rodea.[1] Un día de 36 °C a la sombra puede significar un riel a más de 50 °C.
Con 60 °C de diferencia entre una madrugada de invierno y una siesta de verano, cada metro de riel cambia su largo en unos 0,8 mm. Un tramo de 12 m, casi 1 cm. Si los rieles estuvieran apoyados punta con punta, sin espacio, en verano se empujarían entre sí. Por eso las vías clásicas se armaban con juntas: un pequeño espacio entre riel y riel, unidos por placas de acero atornilladas (las eclisas) que los mantienen alineados pero les dejan deslizar.
En invierno el acero se contrae y el espacio entre rieles se abre; en verano el riel se alarga y el espacio casi se cierra. Las placas atornilladas mantienen alineados los extremos mientras se mueven.
| Cambio de largo | |
|---|---|
| Alargamiento del tramo de acero | mm |
| Si el tramo fuera de aluminio | mm |
| 1 km de riel soldado, si estuviera suelto | cm |
Fuente: Cuenta propia: alargamiento = largo × coeficiente × diferencia de temperatura, con los coeficientes de HyperPhysics (acero 13 y aluminio 24 millonésimas por °C).
Cómo lo sabemos
El coeficiente de dilatación se mide en laboratorio calentando una barra del material y midiendo cuánto se alarga; los valores de tabla, como los 13 millonésimos por grado del acero, salen de esas mediciones.[2] Con eso, la cuenta del riel es directa: largo por coeficiente por diferencia de temperatura.
Lo difícil es saber qué pasa cuando el riel no puede estirarse. De eso se ocupó durante décadas la FRA, y lo resumieron Andrew Kish y Gopal Samavedam en un informe de 2013.[1] La teoría se puso a prueba en vías reales: primero en Plains, Virginia, en 1982, y después en tramos de ensayo del Centro de Tecnología del Transporte en Pueblo, Colorado. Allí instrumentaron la vía para medir la fuerza a lo largo del riel y el levantamiento, calentaron los rieles artificialmente y vieron cómo y a qué temperatura se pandeaba, en recta y en curva. Una vía que se pandea puede desplazarse hasta unas 30 pulgadas (unos 75 cm) hacia el costado en un tramo de 40 a 60 pies (12 a 18 m), algo que un tren a velocidad normal no puede pasar. Con datos de la propia FRA, el informe cuenta un promedio de 34 descarrilamientos por año en Estados Unidos por vía pandeada en la década anterior.
Un concepto clave del informe es la temperatura neutra: la temperatura a la que el riel no tiene ninguna fuerza a lo largo. Por encima, está comprimido; por debajo, estirado.
Lo que se suele decir mal: las vías modernas casi no tienen espacios
La explicación de las juntas es correcta, pero ya no describe a la mayoría de las líneas principales. Desde hace décadas se reemplaza la vía con juntas por riel soldado continuo: rieles soldados en tiras largas, sin espacios. Según la FRA, el cambio se hizo por un viaje más suave, menos desgaste de rieles y vagones y menor costo de mantenimiento.[1]
¿Y la dilatación? No desaparece: se contiene. El riel soldado se sujeta firmemente a los durmientes y al balasto, y se instala a una temperatura neutra elegida para el clima del lugar, de modo que no pueda moverse y absorba el cambio como tensión interna. El precio es el riesgo que describe el informe: con el calor, la compresión puede pandear la vía, y con el frío la tracción puede cortar un riel.[1] Por eso en algunos puntos se colocan aparatos de dilatación como el de la foto: extremos cortados en bisel que se deslizan uno junto al otro.
Otras preguntas
¿Por qué el tren hace 'traca-traca'?
Es el golpe de las ruedas al pasar por las juntas entre rieles. En las vías de riel soldado continuo, que no tienen esos espacios, el ruido casi desaparece.
¿Qué pasa si la vía no tiene juntas y hace mucho calor?
El riel quiere estirarse y no puede, así que acumula una fuerza de compresión enorme. Si la vía no está bien sujeta, se puede pandear de golpe hacia un costado: según la Administración Federal de Ferrocarriles de EE. UU., esas curvas llegan a unos 75 cm de desvío en tramos de 12 a 18 m.
¿Por qué los puentes también tienen juntas?
Por la misma razón: un puente de acero de 100 m que pasa por 40 °C de diferencia entre invierno y verano cambia su largo en unos 5 cm. La junta de dilatación, que se ve como una ranura o un peine de metal en la calzada, le deja moverse.
¿Cuánto crece la Torre Eiffel en verano?
Con 300 m de hierro y unos 40 °C de diferencia entre un día de invierno y una tarde de verano, la cuenta da unos 14 cm. Las cifras que circulan van de 10 a 20 cm según quién las cite.
Fuentes
- Kish A, Samavedam G. Track Buckling Prevention: Theory, Safety Concepts, and Applications (DOT/FRA/ORD-13/16) . Federal Railroad Administration, Departamento de Transporte de EE. UU. (2013). primaria El riel soldado reemplaza a la vía con juntas; sin juntas, el calor genera compresión y pandeo en verano y roturas por tracción en invierno; 34 descarrilamientos por año por vía pandeada; el riel está 25–35 °F más caliente que el aire.
- Nave R. Thermal Expansion Coefficients at 20 C . HyperPhysics, Georgia State University. Coeficientes de dilatación lineal: acero 13, hierro 12, aluminio 24, cobre 17 (×10⁻⁶ por °C).
Publicado el 30 de septiembre de 2026. Revisado contra las fuentes el . ¿Ves un error? Avísanos.
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