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Nuevos sensores para ferrocarriles

Cajas de ejes Ferrocarriles Fiabilidad

Resumen

La homologación de los sistemas de control y comunica­ción ferroviarios europeos están en buen camino con la promesa de que se implantarán sofisticados sistemas de control que ofrecerán mayor seguridad y fiabilidad. El European Train Control System (ETCS) es un sistema de control y comunicación que se utilizará cada vez más en las redes ferroviarias en los próximos años. Los avances de SKF en rodamientos sensorizados y sistemas afines ofrecen la información necesaria de los trenes individuales para apoyar la operación e implementación del ETCS.

 

En la industria ferroviaria aumenta la demanda de fiabilidad y seguridad para satisfacer los requisitos de los clientes. Lo cual es de especial importancia en los trenes europeos de alta velocidad. SKF ha desarrollado nuevos sensores, integrados en la unidad de rodamientos, que se están convirtiendo en el estándar de los nuevos trenes.

La unificaciónde Europa tiene una serie de consecuencias, incluso para el tráfico ferroviario. Los servicios ferroviarios de largo recorrido para pasajeros y mercancías cobran especial importancia y viabilidad comercial si existen enlaces entre las diversas redes ferroviarias. Para lograr este objetivo, se instalarán redes ferroviarias convencionales y de alta velocidad que recorran extensos tramos con el sistema de control europeo “European Train Control System” (ETCS).

Cada vez es más importante gestionar el tráfico en todos los tipos de transporte. Las ventajas económicas y medioambientales del transporte ferroviario están condicionadas en gran parte, por el hecho de que los trenes se guían por los raíles, las agujas de cambio y los cruces de vía férrea. Aumentándose su eficacia cuando se instalan sistemas apropiados de señalización, de control de tráfico y de comunicación. Estos sistemas aseguran que los trenes circulan con seguridad y eficiencia por la vía correcta, manteniéndose los límites de velocidad apropiados, al considerar la geometría de la vía y controlar la distancia entre trenes basándose entre otros factores en las características de frenado de éstos.

 

Anteriormente,los sistemas de control de tráfico ferroviario se desarrollaban a nivel nacional, sin normativas técnicas ni operativas comunes. Por lo que, la homologación de los sistemas de control y comunicación se ha convertido en una alta prioridad dentro de la política de transporte europea con el objetivo de mejorar los servicios transfronterizos de largo recorrido.

Existen unas especificaciones técnicas de interoperatibilidad (TSI) para trenes de alta velocidad y se está elaborando documentación similar para trenes convencionales. Hay un acuerdo común entre todas las partes involucradas de forma que el sistema europeo de gestión del tráfico ferroviario (ERTMS) sea la solución tecnológica aceptada para la futura señalización. Durante más de una década, los ferrocarriles europeos y los proveedores de esta industria han colaborado juntos, con el apoyo de la Comisión de la UE/DG TREN para desarrollar estos nuevos sistemas homologados de control y comunicación.

Después de un período de ensayos y certificación, los participantes en el ERTMS están entrando en la fase de implantación. Un gran número de proyectos relacionados con el sistema de control de trenes europeo (ETCS) se ha puesto en marcha en varios países, lo que implicará más de 16.000 km de vía férrea controlada con el nuevo sistema por toda Europa en 2008.

 

Actualmente seemplean unos 20 sistemas de control y comunicación (CC) en Europa. Su funcionalidad oscila desde una simple advertencia, alarma/parada, supervisión discontinua o continua de la velocidad, hasta una plena señalización en la cabina. El indicador clave para la mayor interoperabilidad a nivel internacional es sin duda la cantidad de sistemas de control y comunicación en trenes internacionales. El objetivo a largo plazo para todas las redes ferroviarias es sustituir los actuales sistemas CC por ETCS, y lograr operar únicamente con ETCS.

Los rodamientos sensorizados forman parte de la transición. La mayoría de los vehículos ferroviarios diseñados para alta velocidad están equipados con sistemas de protección que evitan el deslizamiento y bloqueo de las ruedas al frenar. Fundamentalmente, actúan de forma similar a los sistemas de frenado antibloqueo (ABS) de los automóviles. La señal de la velocidad de giro se procesa en el sistema de protección contra el deslizamiento y bloqueo (WSP o WSSP) de las ruedas. Otra aplicación para los vehí­culos eléctricos es la detección de la velocidad empleada por la unidad de control de tracción (TCU). También se usan señales de velocidad para el tacómetro de la cabina del conductor. Los motores de los trenes son de funcionamiento diesel o eléctrico. Sin embargo, los trenes modernos funcionan únicamente con motores eléctricos cuya energía la regula el sistema de control de tracción. Normalmente estos motores van provistos de una rueda dentada, que incorpora un sensor de velocidad. Debido a que el sistema de control de tracción hará mover el tren hacia delante y hacia atrás, el sensor tiene dos canales desfasados que permiten detectar el sentido de giro y por tanto, el del vehículo.

Las señales de los sensores, también son utilizadas para detectar la posición en el sistema de control de trenes automático European Train Control System (ETCS), y en el sistema italiano SCMT (Sistema controllo movi­mentazione treno).

 

Los últimosavances que actualmente se están adoptando como estándar en varios diseños de tren modernos, incluyen sensores para detectar la velocidad y sentido de rotación y el estado de los rodamientos. El sistema de SKF viene equipado con una amplia gama de sensores y tiene la posibilidad de detectar:

  • La señal de la temperatura del rodamiento para el sistema de monitorización a bordo;
  • La dirección del movimiento;
  • La aceleración vertical y/o lateral.

 

Los sensoresde SKF han sido aprobados por la Union Internationale des Chemins de Fer, y sus señales son compatibles con las unidades de control electrónico de los diferentes proveedores de sistemas.

Los rodamientos de trenes de alta velocidad deben ir provistos de dispositivos de detección continua de temperatura. La solución de SKF para monitorizar la temperatura de los rodamientos está integrada y ubicada totalmente en el tren.

El sistema transmite mensajes de advertencia y alarma directamente a la tripulación de a bordo. Los sensores de temperatura están totalmente integrados en las unidades de rodamiento de las cajas de grasas. Las señales se convierten a formato digital en el propio sistema de SKF y se transmiten a través de un bus de datos hasta la unidad central de monitorización de temperatura, permitiéndose de esta forma la monitorización a bordo de la temperatura de los rodamientos.

 

Para la ubicaciónexacta de los trenes se precisa un contador de revoluciones, y un dispositivo de monitorización de dirección para las ruedas de las locomotoras y de las unidades múltiples. SKF ha desarrollado una nueva solución mecatrónica para el ETCS con las siguientes características:

  • Solución modular
  • Sólo una conexión
  • Desmontaje fácil de las ruedas
  • Mantenimiento sencillo de cada uno de los sensores
  • Extremo de eje libre para el montaje de dispositivos de conexión a tierra.

 

El principiode medición se basa en una unidad de rodamiento de rodillos cónicos (TBU) sensorizada, obturada y engrasada, lista para montar.

Las unidades de rodamiento SKF para las cajas de grasa que incorporan sensores de velocidad y del estado de los rodamientos se usan en trenes de alta velocidad, coches de pasajeros, locomotoras y unidades múltiples de varios países europeos. En cada aplicación la interfaz de conexión de los sensores se personaliza según los requisitos del cliente.

 

 

 

 

 

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