El trazado de ferrocarriles constituye una de las fases más críticas en el desarrollo de infraestructura ferroviaria. La definición precisa de alineaciones horizontales y verticales impacta directamente en la seguridad, la operatividad y la viabilidad económica del proyecto.
En la actualidad, el diseño geométrico ferroviario se apoya en software especializado que permite modelar, simular y validar trazados con altos niveles de precisión, integrando variables topográficas, normativas y operativas dentro de entornos digitales colaborativos.
En este artículo analizamos las principales soluciones de software utilizadas en el trazado de ferrocarriles, sus ventajas competitivas y sus limitaciones.
¿Qué es el trazado geométrico en los ferrocarriles?
El trazado geométrico ferroviario implica la planificación y diseño de la alineación horizontal y vertical de las vías, considerando elementos geométricos críticos como curvas, pendientes y peraltes que afectan directamente la operatividad y seguridad de los trenes durante su circulación a velocidades operativas previstas.
Un trazado geométrico correctamente ejecutado minimiza el riesgo de descarrilamientos y accidentes al asegurar que los trenes puedan circular de manera segura a las velocidades diseñadas, optimizando simultáneamente la eficiencia operativa mediante configuraciones que permiten alcanzar velocidades máximas sin comprometer aspectos de seguridad fundamentales.
El trazado ferroviario dentro de la metodología BIM
En el contexto actual, el trazado de ferrocarriles no se limita a la definición geométrica de alineaciones, sino que forma parte de un modelo digital coordinado bajo metodología BIM.
La integración del trazado dentro de un entorno BIM permite federar la información con estructuras, drenaje, señalización, electrificación y sistemas, reduciendo interferencias y mejorando la coordinación multidisciplinar.
Las plataformas modernas de diseño ferroviario incorporan flujos de trabajo compatibles con entornos comunes de datos (CDE), facilitando la trazabilidad, el control de versiones y la colaboración entre equipos técnicos.
La importancia del software especializado en el trazado ferroviario
El software especializado se ha vuelto indispensable ante la creciente complejidad de proyectos ferroviarios contemporáneos, proporcionando capacidades avanzadas de modelado que permiten visualizar trazados en contextos tridimensionales reales antes de comprometer inversiones significativas en construcción física de infraestructura permanente.
Entre las herramientas especializadas que son muy usadas tanto por empresas como por profesionales que trabajan por su cuenta, encontramos a:
1. Open Rail Designer
OpenRail Designer, desarrollado por Bentley Systems, es una solución especializada para el diseño y análisis de infraestructuras ferroviarias. Orientado específicamente al trazado de ferrocarriles, integra modelado geométrico avanzado, validaciones normativas y herramientas de simulación, ofreciendo cobertura completa a lo largo del ciclo de vida del proyecto.
Las características que resuelve este software:
Las funciones del programa Bentley Open Rail Designer incluyen desde:
Diseño geométrico preciso
OpenRail Designer permite crear y modificar alineaciones horizontales y verticales con una precisión milimétrica, facilitando el diseño de curvas, peraltes y transiciones mientras asegura que el trazado geométrico cumpla con las normativas y requisitos específicos del proyecto mediante verificaciones automáticas integradas.
El software facilita el diseño de elementos geométricos complejos asegurando que el trazado cumpla con normativas ferroviarias internacionales, validando instantáneamente el cumplimiento normativo mediante verificaciones que identifican inconsistencias geométricas, radios insuficientes o pendientes excesivas que requieren corrección inmediata para garantizar la operación segura.
Modelado paramétrico
Una de las características más destacadas de OpenRail Designer es su capacidad de modelado paramétrico que permite crear modelos de infraestructura que se pueden ajustar y modificar fácilmente a lo largo del proceso de diseño mediante relaciones inteligentes entre elementos geométricos interdependientes.
El enfoque paramétrico permite que si se cambia un parámetro geométrico como el radio de una curva, el software ajustará automáticamente todas las dependencias relacionadas como las pendientes y los peraltes, lo que economiza tiempo y disminuye la existencia de errores mediante propagación automática de modificaciones.
Simulación dinámica
OpenRail Designer incluye herramientas avanzadas para la simulación del comportamiento dinámico de los trenes en el trazado propuesto, evaluando cómo se comportan los trenes en diferentes condiciones de operación, lo que resulta crucial para garantizar la seguridad y eficiencia operativa del diseño ferroviario.
Esta funcionalidad permite evaluar aspectos críticos como estabilidad en curvas, capacidades de frenado en pendientes y confort de pasajeros, proporcionando validación realista del desempeño operativo antes de comprometer inversiones en construcción mediante simulaciones que consideran características específicas del material rodante planificado para operar.
Esta capacidad resulta especialmente relevante en proyectos de alta velocidad, donde el control del confort, la dinámica lateral y las fuerzas centrífugas requiere validaciones avanzadas más allá del simple cumplimiento geométrico.
Colaboración multidisciplinaria
El software está diseñado para facilitar la colaboración entre diferentes disciplinas dentro de un proyecto, permitiendo que especialistas en ingeniería civil, sistemas eléctricos y mecánicos trabajen juntos en un entorno de datos común, lo que mejora la comunicación y la coordinación entre equipos técnicos especializados.
OpenRail Designer se integra perfectamente con otras soluciones de Bentley como OpenBuildings y OpenRoads, permitiendo un enfoque integrado para el diseño de infraestructuras complejas donde múltiples especialidades convergen, facilitando flujos de trabajo continuos que aprovechan fortalezas específicas de diferentes plataformas complementarias.
Gestión del ciclo de vida del proyecto
Además del diseño geométrico, OpenRail Designer ofrece herramientas para la gestión del ciclo de vida del proyecto, incluyendo la planificación de la construcción, la estimación de costos y la gestión de activos, permitiendo mantener control preciso sobre el progreso asegurando cumplimiento de presupuestos y plazos establecidos.
El software permite vincular el modelo digital con sistemas de gestión de activos, facilitando que la información generada durante el diseño se utilice posteriormente para planificar mantenimientos, gestionar inventarios y optimizar operaciones mediante análisis predictivos que anticipan necesidades de intervención antes de fallas operativas
¿Qué ventajas competitivas aporta frente a otros software?
Bentley Open Rail Designer se diferencia sustancialmente de otras soluciones mediante un conjunto de capacidades únicas que abordan específicamente las complejidades inherentes a los proyectos ferroviarios, ofreciendo niveles de integración y especialización difíciles de alcanzar.
Entre ellas tenemos:
Integración total
Una de las principales ventajas de OpenRail Designer es su capacidad para integrarse con otros productos de Bentley Systems, permitiendo un flujo de trabajo continuo y sin interrupciones desde la fase de diseño hasta la operación, lo que reduce el riesgo de errores y mejora la eficiencia del proyecto.
Enfoque en la sostenibilidad
El software también incluye herramientas para evaluar el impacto ambiental del trazado propuesto, lo que permite diseñar infraestructuras que no solo son eficientes y seguras, sino también sostenibles mediante evaluaciones que cuantifican emisiones de CO2 evitadas y afectaciones a ecosistemas sensibles a lo largo del corredor.
Diseño de las alineaciones
El software permite crear y modificar alineaciones horizontales y verticales con una gran precisión, utilizando una interfaz gráfica intuitiva que facilita el trabajo durante procesos iterativos de optimización, incorporando conocimiento experto sobre normativas ferroviarias internacionales en algoritmos de diseño automatizado.
Modelado 3D
El software ofrece capacidades avanzadas de modelado tridimensional, lo que facilita la visualización del trazado en su contexto real y la identificación de posibles conflictos o problemas geométricos mediante representaciones fotorrealistas que trascienden las limitaciones de planos técnicos bidimensionales tradicionales difíciles de interpretar.
Análisis dinámico
El software permite simular el comportamiento dinámico de los trenes en el trazado diseñado, lo que ayuda a evaluar la seguridad y la eficiencia operativa del diseño mediante análisis que consideran características específicas del material rodante como peso, longitud, sistemas de suspensión y capacidades de tracción.
2. Autocad Civil 3D
Autocad Civil 3D, desarrollado por Autodesk, es una herramienta de diseño civil ampliamente utilizada que incluye funcionalidades específicas para el diseño geométrico de ferrocarriles, constituyendo una opción popular a pesar de no ser una solución exclusivamente especializada en proyectos ferroviarios.
Aunque no es una solución especializada en ferrocarriles, su flexibilidad y su integración con otras herramientas de AutoCAD la han convertido en una opción efectiva, permitiendo diseñar el trazado de vías férreas con un alto grado de precisión mediante herramientas avanzadas para la creación de alineaciones.
Como se ha mencionado anteriormente, Civil 3D no es una solución específicamente diseñada para el sector ferroviario, por lo que ciertos análisis avanzados de dinámica ferroviaria o validaciones normativas específicas pueden requerir herramientas complementarias o desarrollos personalizados.
Las características que resuelve este software:
Las funciones del programa Autocad Civil 3D incluyen desde:
Diseño de alineaciones
Civil 3D permite el diseño de alineaciones horizontales y verticales, con herramientas que facilitan la creación de curvas, peraltes y otras características geométricas mediante controles paramétricos que facilitan ajustes iterativos mientras se mantiene el cumplimiento de restricciones técnicas establecidas según normativas aplicables.
Modelado de terreno
El software permite crear modelos tridimensionales detallados del terreno, lo que es esencial para evaluar cómo el trazado propuesto interactuará con el entorno natural, facilitando decisiones informadas que consideran no solamente aspectos geométricos sino también implicaciones hidráulicas y geotécnicas del diseño propuesto.
Documentación y planos
Ofrece potentes herramientas para la generación automática de planos y documentación técnica, como perfiles longitudinales, secciones transversales y listados de materiales que se actualizan dinámicamente cuando se modifican elementos del diseño geométrico, eliminando procesos manuales de actualización que consumen tiempo.
¿Qué ventajas competitivas aporta frente a otros software?
Autocad Civil 3D ofrece ventajas competitivas específicas que resultan especialmente valiosas para empresas que manejan portafolios diversificados de proyectos, permitiendo unificar flujos de trabajo en una sola plataforma que atiende múltiples sectores de infraestructura.
Entre ellas tenemos:
Integración con los modelos BIM
Una de las principales ventajas de Autodesk Civil 3D es su integración con la metodología BIM, permitiendo trabajar de manera colaborativa, compartir datos y mantener la coherencia del proyecto en todas las etapas desde el diseño inicial hasta la construcción mediante protocolos estandarizados.
El software forma parte integral del ecosistema BIM de Autodesk, permitiendo intercambiar información fluidamente con Revit para el diseño de estaciones, estructuras y edificaciones auxiliares, creando modelos federados que integran infraestructura civil con componentes arquitectónicos y sistemas mecánicos mediante coordinación que detecta conflictos geométricos.
Automatización de procesos
Autodesk Civil 3D cuenta con una serie de herramientas que automatizan tareas repetitivas, como la generación de perfiles, secciones transversales y creación de informes, lo que no solo ahorra tiempo sino también reduce el riesgo de errores humanos, aumentando la eficiencia y calidad del diseño.
Las herramientas de automatización mediante programación en lenguajes como AutoLISP, .NET y Python permiten desarrollar rutinas personalizadas que ejecutan tareas repetitivas, aplican verificaciones de calidad específicas o generan reportes técnicos conforme a requerimientos particulares, extendiendo las capacidades nativas del software.
Capacidad de modelado 3D Avanzado
Ofrece potentes capacidades de modelado 3D, lo que es esencial para proyectos de vías férreas que requieren un análisis detallado del terreno y la infraestructura circundante, permitiendo visualizar el impacto de la vía férrea en el terreno y realizar ajustes en tiempo real.
El motor gráfico de Autocad Civil 3D proporciona capacidades robustas de visualización tridimensional que permiten generar presentaciones impactantes del proyecto ferroviario, facilitando comunicación con autoridades, inversionistas y comunidades afectadas mediante representaciones fotorrealistas del diseño propuesto que trascienden las limitaciones de planos técnicos bidimensionales.
Actualizaciones frecuentes y dinámicas
Cualquier cambio realizado en un aspecto del diseño, como la alineación de la vía o el perfil, se refleja automáticamente en todo el proyecto, garantizando que todos los documentos y modelos estén siempre sincronizados, lo que es crucial en proyectos complejos y de larga duración donde múltiples modificaciones son inevitables.
3. Istram
El software ISTRAM es una herramienta ampliamente reconocida en la ingeniería civil, especialmente en el diseño y trazado de infraestructuras de transporte como carreteras y en particular vías férreas, desarrollado por Buhodra Ingeniería con capacidad para manejar proyectos de gran complejidad mediante soluciones integrales.
Su implantación es especialmente significativa en España y Latinoamérica, donde se adapta bien a marcos normativos locales y procedimientos técnicos consolidados en el ámbito hispanohablante.
Este software se destaca por su capacidad para manejar proyectos de gran complejidad, ofreciendo una solución integral que abarca desde la concepción inicial del trazado hasta la generación de planos y documentación técnica, habiendo consolidado presencia significativa especialmente en España y diversos países latinoamericanos donde comparte normativas técnicas comunes.
Las características que resuelve este software:
Las funciones del programa Istram incluyen desde:
Modelado geométrico completo
Permite la creación de modelos geométricos detallados que integran el diseño horizontal y vertical de las vías, considerando parámetros clave como radios de curvatura, pendientes y peraltes, fundamentales para garantizar la seguridad y eficiencia operativa de las líneas férreas mediante configuraciones que cumplen estrictamente normativas aplicables.
Las capacidades de modelado permiten definir geometrías complejas de trazado ferroviario incluyendo alineaciones simples, dobles vías, apartaderos, patios de maniobras y conexiones con infraestructura existente, mediante herramientas especializadas que comprenden las particularidades del diseño ferroviario y facilitan la creación de configuraciones típicas.
Análisis topográfico y geotécnico
El software puede importar y trabajar con datos topográficos y geotécnicos, permitiendo una adaptación precisa del trazado a las condiciones del terreno, lo que resulta crucial para el diseño de líneas férreas donde la estabilidad del terreno y la minimización de movimientos de tierra son consideraciones primordiales.
Además incorpora herramientas especializadas para procesar datos topográficos diversos, generar modelos digitales de terreno precisos y realizar análisis geotécnicos preliminares que evalúan la viabilidad de implantar el trazado ferroviario sobre condiciones naturales del suelo mediante cálculos que anticipan problemas potenciales antes de inversiones exhaustivas.
Gestión de interferencias y estructuras
Facilita la detección y resolución de interferencias con otras infraestructuras, también permite el diseño y análisis de estructuras complementarias como túneles y viaductos, integrando estos elementos en el modelo global mediante herramientas que identifican y gestionan sistemáticamente interferencias del trazado ferroviario con infraestructura existente.
Generación de documentación técnica
Una de las fortalezas de ISTRAM es su capacidad para generar automáticamente planos, perfiles y secciones transversales, así como documentación técnica necesaria para la construcción, que reduce el tiempo de preparación y mejora la consistencia del proyecto mediante automatización de procesos que tradicionalmente consumían tiempo significativo.
Desventajas y limitaciones que se encuentran en estos softwares de trazado geométricos
A pesar de las capacidades avanzadas que ofrecen las principales plataformas de software para trazado ferroviario, existen limitaciones técnicas, económicas y operativas que deben considerarse cuidadosamente al seleccionar herramientas tecnológicas, reconociendo que ninguna solución proporciona respuestas perfectas a todos los desafíos.
1. Curva de aprendizaje
Tanto Autocad Civil 3D como Istram presentan curvas de aprendizaje pronunciadas que requieren inversiones sustanciales de tiempo para alcanzar competencia operativa, donde la complejidad de las interfaces, la amplitud de funcionalidades disponibles y la profundidad de opciones de personalización pueden resultar abrumadoras para nuevos usuarios.
2. Costes de licencia y modelo de suscripción
La mayoría de estas plataformas implican inversiones significativas, ya sea mediante licencias perpetuas o modelos de suscripción recurrentes. Esto puede suponer una barrera de entrada para pequeñas empresas o consultores independientes, especialmente en fases tempranas de adopción tecnológica.
3. Requisitos de hardware
Tanto Istram como Autocad Civil 3D demandan configuraciones de hardware robustas para operar eficientemente, especialmente cuando se trabaja con modelos complejos de gran escala que incluyen terrenos extensos, geometrías detalladas y múltiples capas de información superpuestas, requiriendo estaciones de trabajo potentes.
4. Capacidad de simulación
Istram presenta limitaciones en capacidades de simulación dinámica de operaciones ferroviarias comparado con soluciones especializadas como Bentley Open Rail Designer, restringiendo análisis avanzados del comportamiento de trenes circulando sobre trazados diseñados bajo diferentes condiciones operativas mediante la ausencia de motores robustos.
A modo de síntesis comparativa, la siguiente tabla resume las principales diferencias entre las plataformas analizadas:
| Criterio | OpenRail Designer | Autodesk Civil 3D | ISTRAM |
| Especialización ferroviaria | Muy alta (plataforma específica para diseño ferroviario y alta velocidad) | Media (plataforma civil general con módulos ferroviarios) | Alta (muy orientado a trazado de transporte, especialmente en España) |
| Diseño geométrico horizontal y vertical | Avanzado, con validaciones normativas integradas | Muy completo, flexible y paramétrico | Muy sólido y adaptado a normativa hispanohablante |
| Simulación dinámica ferroviaria | Sí, incluye análisis dinámico del material rodante y validaciones operativas | Limitada (requiere herramientas complementarias) | Limitada frente a soluciones especializadas |
| Modelado paramétrico | Sí, altamente paramétrico | Sí, basado en objetos dinámicos | Sí, con enfoque más clásico pero robusto |
| Modelado 3D contextual | Avanzado, integrado con ecosistema Bentley | Muy potente, especialmente en integración con Revit | Correcto, enfocado a diseño técnico |
| Integración con metodología BIM | Alta, dentro del ecosistema Bentley (ProjectWise, iTwin) | Muy alta, dentro del ecosistema Autodesk (Revit, ACC) | Muy alta, en entornos OpenBIM |
| Interoperabilidad (IFC / formatos abiertos) | Buena, especialmente dentro entorno Bentley | Buena, exportación IFC y coordinación BIM | Muy buena, exportación IFC y coordinación BIM |
| Gestión del ciclo de vida del activo | Sí, orientado a digital twin y asset management | Parcial, requiere integración con otras soluciones Autodesk | Limitado, enfocado principalmente a diseño |
| Curva de aprendizaje | Alta | Media-Alta | Alta |
| Coste relativo | Alto | Medio-Alto (modelo suscripción) | Medio |
| Mercado objetivo | Grandes proyectos ferroviarios y alta velocidad | Empresas de ingeniería civil generalistas | Ingeniería civil especializada en ámbito hispanohablante |
| Ventaja principal | Especialización ferroviaria y simulación avanzada | Integración BIM amplia y versatilidad | Adaptación normativa local y robustez geométrica |
| Limitación principal | Coste y complejidad | Menor especialización ferroviaria | Simulación y ecosistema BIM más limitado |
Conclusión
Cuando se trata de proyectos ferroviarios, la elección del software adecuado es crucial para el éxito del diseño y la ejecución, donde Autodesk Civil 3D, ISTRAM y Bentley OpenRail Designer representan opciones líderes en el mercado, cada una con sus propias ventajas y desventajas específicas.
Autodesk Civil 3D se destaca por su integración en el entorno BIM, su capacidad de automatización y modelado 3D avanzado, mientras que ISTRAM ofrece precisión especializada en trazados geométricos con flexibilidad para normativas hispanohablantes, y Bentley OpenRail Designer proporciona solución integral ventajosa para grandes proyectos.
La selección del software adecuado dependerá de las necesidades específicas del proyecto ferroviario, el presupuesto disponible y el nivel de experiencia del equipo de diseño, donde cada herramienta ofrece capacidades únicas que pueden complementarse para maximizar eficiencia y precisión en diferentes etapas.
Experiencia práctica en proyectos ferroviarios
En Alianza BIM hemos participado en proyectos de ingeniería civil y ferroviaria donde el trazado geométrico se integra dentro de entornos BIM coordinados.
La correcta selección de la herramienta y la definición de flujos de trabajo adecuados resultan determinantes para garantizar eficiencia, interoperabilidad y trazabilidad de la información durante todo el ciclo de vida del proyecto.
Si necesitas apoyo en la definición de tu estrategia BIM para proyectos ferroviarios o en la estructuración del trazado dentro de un entorno colaborativo, podemos ayudarte tanto a definir el marco técnico más adecuado como a la generación de modelos BIM especializados.
