Física en el ferrocarril: Desvío de aguas en el ffcc Zamora - A Coruña

Bajo este pomposo nombre recojo las experiencias vividas una tarde dedicada a la fotografía en la salida de la estación de Vedra-Ribadulla (provincia de A Coruña, Directo Zamora- A Coruña). 
Aquel día me dispuse a hacer un par de fotografías al tren turístico de lujo "Al Andalus" a su paso por esta bonita zona, donde quiso la casualidad que encontrara una infraestructura relacionada con la vía que a mi entender, nunca ha tenido el protagonismo que merecía, y no por falta de interés desde los aficionados al ferrocarril y diversas agrupaciones (veréis a continuación como la física irrumpe en las obras de la linea) sino casi me atrevería a decir, por el abandono y olvido de esta línea, llena de infraestructuras tan notorias como el viaducto de Gundián o los túneles del tramo zamorano y que en muchos casos no reciben todo el protagonismo que deberían.

Vista del terreno en cuestión, fotografía tomada desde la estación 
de Vedra mirando hacia Santiago, al fondo, tras librar la aguja de la
general y entre la vegetación se encuentra el manantial. Foto cortesía
de Jose Ángel Reyes.
Pero volviendo otra vez a la salida de Vedra allí me coloqué en el borde de un camino dispuesto a hacer las fotos encima de una tapa de alcantarilla hecha de hormigón y carcomida por los años, al principio no le di importancia pero, cuando se acercó la hora aparecieron por el lugar un grupo de paisanos,  de los cuales uno me comentó que tuviera cuidado, que podía ceder y mojarme, intrigado le pregunté como podía ser eso, y señalándome una arqueta idéntica justo al otro lado de la vía vi la solución. 
Para explicarlo todo mejor, vamos a hacer un inciso breve sobre la geología del terreno y la distribución de capas del subsuelo orientado sobre todo en la zona gallega. 
Ejemplo de canalización prevista inicialmente, en este
caso se respetaba el gálibo así que se mantuvo. Linea
Pontevedra - Vilagarcía. Foto cortesía de Juan Carlos
Martín Otero.
Como todos hemos estudiado en la escuela, los manantiales son conductos naturales de agua de lluvia. Esta agua se filtra en el terreno a través de grietas y de rocas porosas hasta cierta profundidad  donde aproximadamente el agua se encuentra con una capa de roca impermeable o simplemente la roca madre, que no puede traspasar y lógicamente escoge su camino natural, hacia un lado y hacia abajo, así son los manantiales, en este caso en la zona de Vedra nos encontramos con un terreno donde sorprendentemente  falta el granito en las cotas superficiales y abunda en cambio una mezcla de piedra sedimentaria y arcilla, lo que da a los taludes y desmontes un toque rojizo o anaranjado. Por esta razón, en el lugar donde me encontraba existía un manantial, regato, o regueiro (como se dice en gallego) que fluía justo por debajo del suelo, a un metro escaso de la superficie, por ello, cuando los ingenieros comenzaron con las mediciones a pie de obra se encontraron con el dilema de desviarlo, por donde?. 
Vista en Campomarzo de las dos pilas del
sistema Foto cortesía de Juan Carlos
Martín Otero.
Los ingenieros obviamente no podían construir un conducto elevado sobre el trazado para que circulase el agua ya que, por como estaba planeado el ferrocarril cortaría el gálibo de este y no pasarían los trenes, no era viable cambiar las características técnicas del trazado ni replantearse toda la obra por un simple manantial. Tampoco debían hacerlo fluir paralelo a la traza, un serio riesgo en época de intensas lluvias, ya que podría arrastrar el balasto y dejar la vía desguarnecida. Era hora de aplicar un par de fundamentos físicos para resolver el problema.

La solución propuesta consistía en hacer que el agua pasase por un conducto debajo de la caja de la vía y volviese a subir hasta su antiguo curso, lo fácil eran los dos primeros tramos, el de bajada del agua y el del paso bajo la vía, pero, como hacemos para subirla? 

El recurso habitual era y es utilizar una bomba para subir el agua pero es simplemente inviable si se tiene que hacer en todos los manantiales de la linea, además de un gasto innecesario en electricidad o gas-oil como veremos ahora, aquí es donde entran dos principios de hidrostatica.
En Hidrostatica se establece que la presión en un punto sumergido en liquido viene dada por el producto de la densidad, la gravedad y la altura respecto a la superficie. Para subir el agua era necesario que en la cañería existiese una presión  pero si no se puede conseguir de forma artificial, tendría que hacerse de forma natural, para ello, aplicaron este principio. Al hacer bajar el agua por un embudo que desembocaba en una cañería sensiblemente más estrecha se hacía que a media que el agua descendiese aumentase la presión hasta el punto de que ascendiese en contra de la gravedad una vez que habia pasado bajo la vía.
Vista del cargadero de Campomarzo, a la altura del coche motor del 
593 se aprecian las dos arquetas a un lado y otro de la vía para 
desviar un manantial. Foto cortesía de Juan Carlos Martín.

Otra forma de plantear este problema es a través del principio de los vasos comunicantes, utilizado desde hace siglos para surtir de agua a los pisos más altos de los edificios. Si se nos plantea una conducción abierta al exterior por la que pasa un liquido, este liquido alcanzará el mismo nivel en un lado que en el otro al cumplirse la ecuación de Bernoulli (si, esa que decía que las presiones a un lado y al otro tienden a igualarse y que se suele utilizar en hidrodinámica). 

Como se puede imaginar, esta no fue la primera vez que se toparon con el problema, ni fue la última, indagando he encontrado construcciones parecidas en otros puntos de la línea, como es el caso del cargadero de Campomarzo o en las cercanías de Ourense. Por eso de su importancia dentro del ferrocarril. Demos desde estas lineas la enhorabuena a los ingenieros que proyectaron este ferrocarril, el cual a pesar de no vivir su mejor época, aguanta las inclemencias meteorológicas.

NOTA DE REDACCIÓN:

De forma incomprensible las imágenes de Vedra que servirían de apoyo a esta modesta entrada han desaparecido, por lo que de momento publicaremos algunas de la infraestructura tomadas en Campomarzo por Juan Carlos Martín Otero, quien gentilmente me ha autorizado a ello. Agradecer también a Jose Ángel Reyes su aporte fotográfico.

 A espera de poder conseguir las imágenes de Vedra, desde aquí aprovecho para avisar, por favor, si alguien tiene imágenes de este sistema no dude en compartirlas.

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