Willy Vogel AG, que forma parte del Grupo SKF, ofrece sistemas de lubricación para reducir el problema de la fricción en las ruedas de los trenes en las curvas, producida por el contacto entre las pestañas de las ruedas y el lado interior de los raíles.

Tecnología

El interés por los ferrocarriles hace que por todo el mundo aumente la preponderancia de esta industria. Los motivos de ello son muchos, por ejemplo, el reto medioambiental, la disponibilidad de energía y el incremento de la congestión en las grandes ciudades. El coste de las inversiones en infraestructura de carreteras también contribuye a un mayor conocimiento de las posibilidades que ofrece el transporte por ferrocarril para contribuir a un mundo sostenible.

SKF ofrece una gama de soluciones para prestar apoyo a este sector industrial. Por ejemplo, unidades de rodamientos prelubricadas, obturadas y provistas de sensores, conjuntos eje-rueda con cajas de grasa y rodamientos, soluciones de rodamientos para motores de tracción, sistemas de lubricación, cojinetes lisos de alto rendimiento y servicio de mantenimiento de rodamientos.

En la esfera de la sostenibilidad, Vogel contribuye principalmente con soluciones basadas en sistemas de lubricación de pestañas de rueda y cabezas de línea en vehículos ferroviarios. La fricción en la zona de contacto entre las pestañas de las ruedas del material rodante y los raíles determina el desgaste de la rueda y del raíl. Los intervalos de mantenimiento de los vehículos y de la vía férrea están muy determinados por este proceso de desgaste e influyen radicalmente en el coste del ciclo de vida total de los vehículos y la vía férrea. Por tanto, pueden conseguirse ahorros de energía considerables reduciendo la fricción en esas zonas de contacto, que debe considerarse inevitable, puesto que la fricción se produce en todo contacto de la pestaña de las ruedas de un tren, diariamente y en cada trayecto. Otro aspecto medioambiental positivo es la reducción del ruido. El proceso de desgaste suele ir acompañado de unos chirridos inaceptables, especialmente en barrios residenciales cerca de las líneas de ferrocarril. Además, el peligro de descarrilamiento también aumenta si las pestañas de las ruedas no se lubrican.

El lubricante, proyectado sobre las pestañas de las ruedas del primer eje en la dirección de marcha, se transfiere a la cara del raíl, lubricando así las pestañas de las ruedas siguientes. Los sistemas de lubricación de pestañas de rueda de configuración optimizada pueden atender las necesidades de nada menos que 250 ejes.

La vida útil de los conjuntos eje-rueda y de las vías férreas puede prolongarse considerablemente usando sistemas de lubricación apropiados. Ya no es extraño que los conjuntos eje-rueda hayan recorrido hasta 500.000 km antes de necesitar una readaptación del perfil o tener que mecanizarse de nuevo.

Con frecuencia, un sistema de lubricación de pestañas de rueda se amortiza en sólo un año, sin incluir los ahorros obtenidos como resultado de una vida útil más prolongada de la vía férrea, sobre todo en las curvas. Gracias a su fiabilidad, combinada con avances significativos en técnicas de control y monitorización, los sistemas de lubricación de pestañas de rueda de Vogel pueden adecuarse a todo tipo de vehículos propulsados sobre raíles. Vogel ha desarrollado varios diseños adaptados a requisitos de aplicaciones concretas.

Las principales ventajas de la lubricación de pestañas de ruedas pueden resumirse del siguiente modo:

Una reducción sensible del tiempo improductivo y mayor fiabilidad operativa y disponibilidad.
Menos desgaste, que aumenta significativamente los intervalos de reacondicionamiento y sustitución de conjuntos eje-rueda y raíles.
Mayor seguridad, gracias a un menor riesgo de descarrilamiento, por ejemplo, a causa de «subirse» las ruedas en el raíl.
Reducción de la emisión de ruidos.
Reducción del impacto medioambiental mediante el uso de grasas de rápida biodegradación.
Sistema de calidad demostrado, como el certificado Q1 de Deutsche Bahn AG.
Control de los sistemas de lubricación de pestaña de rueda, mediante tecnología de sensores de curvas.

Sistemas de línea simple
El sistema EasyRail
En un sistema de línea simple, el lubricante se dosifica ya en la bomba de pistón, y a través de un distribuidor es transportado por aire comprimido hasta las boquillas, que lo proyectan sobre las pestañas de las ruedas. Por ello sólo se instala una sola línea, que transporta el lubricante y el aire comprimido. Es una configuración simple, que ahorra tiempo de instalación y gastos. En muchos casos es posible instalar este sistema de lubricación en vehículos de piso bajo sin tener que desmontar el revestimiento.

El sistema EasyRail (fig. 3) consta de una bomba de pistón con depósito, un divisor de flujo y sus respectivas boquillas pulverizadoras, usadas para aplicar el lubricante a la pestaña de la rueda. Todas las piezas móviles están incorporadas en la unidad, compuesta de una bomba de pistón con depósito. Esto significa que se puede acceder a los componentes, mantenerlos y sustituirlos con facilidad. Además, ni el divisor de flujo ni las boquillas tienen piezas móviles, lo cual reduce considerablemente el tiempo de mantenimiento y los gastos. La mezcla de aire/lubricante se divide en partes iguales en el divisor de flujo cuando las condiciones de flujo dominantes en los conductos de salida son similares.

Sistemas sin aire EasyRail City
El sistema de lubricación EasyRail City (figs. 4 y 5) se usa principalmente en trenes de cercanías y metros, donde el abastecimiento de aire es un problema. Trabaja sin unidad de suministro de aire, usando bombas electromagnéticas con una boquilla pulverizadora integrada que puede calentarse.

El lubricante (aceite o grasa fluida) alimenta la unidad de bombeo electromagnética desde un depósito especialmente adaptado. La boquilla pulverizadora integrada mide la cantidad correcta de lubricante para las pestañas de rueda. Esta solución es una alternativa técnica a la barra lubricante.

Entre las ventajas de los sistemas de línea simple sin aire pueden citarse:

Diseño compacto
Configuración simple
Sin unidad de suministro de aire
Instalación fácil

Sistemas de línea doble
El sistema de alta presión SP8
El sistema de lubricación de pestañas de rueda SP8 (figs. 6 y 9) es de línea doble y alta presión, y se usa principalmente en grandes locomotoras. La distancia máxima entre conjuntos eje-rueda es de 20 m y la longitud máxima entre la bomba y la boquilla pulverizadora es de 10 m. Las boquillas proyectan lubricante sobre las pestañas de rueda en el eje delantero y/o las pestañas de rueda en el eje delantero respectivo de un bogie. El lubricante se transfiere luego a la cara del raíl, donde también reduce la fricción entre las pestañas siguientes y la cara del raíl.

La bomba suministra el lubricante a la válvula de control de grasa, y desde ella se conduce a las boquillas pulverizadoras del primer eje en la dirección de marcha apropiada. El lubricante se dosifica en las boquillas, generalmente en volúmenes de 0,03 o 0,05 cm³/pulverización, proyectándose con aire comprimido a las pestañas de rueda a una presión del sistema máxima de 100 bar. La elevada presión permite el funcionamiento incluso en entornos extremos, como temperaturas bajas (de hasta -40 °C). El sistema puede utilizarse para funcionamiento bidireccional.

El sistema de baja presión SP9
El sistema de lubricación de pestaña de rueda SP9 (fig. 7) se emplea principalmente en unidades múltiples y locomotoras pequeñas de hasta 5 m entre el depósito y la boquilla pulverizadora. Las boquillas suministran lubricante a las pestañas de rueda del eje delantero y/o las pestañas de rueda del eje delantero respectivo en un bogie. El lubricante se transfiere desde la pestaña de rueda a la cara del raíl.

El aire comprimido del depósito de presión se activa al componerse el vehículo ferroviario. Las boquillas pulverizadoras son alimentadas por el lubricante, que está constantemente disponible en forma de columna. La dosificación del lubricante se realiza en las boquillas, que acciona el aire comprimido, controlado por el bloque de válvulas. El depósito de grasa se despresuriza cuando el vehículo se para.

Entre las ventajas de los sistemas de línea doble pueden citarse:

Diseño compacto
Sin bomba de grasa aparte
Alimentación separada de consumibles
Dosificación exacta en la boquilla pulverizadora
Sistema independiente de la longitud del vehículo

Sistema Tram con aire comprimido
El sistema Tram (fig. 8) especialmente diseñado para ferrocarriles urbanos y tranvías, va equipado con boquillas dobles en cada rueda. El aire comprimido lo suministra un compresor a bordo personalizado que puede funcionar con CA o CC. Existe la posibilidad de combinar la lubricación de pestañas de rueda con la de cabezas de línea. La bomba de grasa de funcionamiento neumático abastece de lubricante al dosificador y a la válvula mezcladora con las boquillas pulverizadoras.

Las áreas de aplicación de este sistema de lubricante son vehículos sin suministro de aire comprimido, sobre todo en ferrocarriles urbanos o donde es posible una lubricación combinada de pestaña de rueda y cabeza de línea.

Entre las ventajas de este diseño pueden citarse:

Unidad de suministro de aire comprimido
Versatilidad
Distribuidores de pistón con cantidades de dosificación variables
Posibilidad de combinar la lubricación de pestañas de rueda y la de cabezas de línea para reducir drásticamente los chirridos

Sensor de curvas CS200
Debido a que las curvas incrementan la fricción y el desgaste, Vogel ha desarrollado un sistema que contribuye a mejorar la lubricación cuando un tren entra en una curva. El sensor de curvas CS200, usado en todos los sistemas de lubricación de pestañas de rueda, ofrece una amplia gama de funciones y beneficios al cliente. Controla los sistemas de lubricación de pestañas de rueda para optimizar la cantidad de lubricante pulverizado.

La lubricación se activa después de recibirse un número de impulsos predeterminado. En el caso de lubricación dependiente de curvas, se puede especificar si ésta debe aplicarse en ambos lados o sólo en la respectiva curva exterior, dependiendo de la dirección de marcha. Las curvas se detectan a través de un sensor integrado con sensibilidad ajustable.

Lubricantes
La calidad del lubricante tiene una influencia decisiva en la eficacia de la lubricación aplicada en la interfaz rueda-raíl. En última instancia, determina la fricción, el desgaste y el nivel de ruidos. Durante los últimos años se han hecho intentos de conseguir una superficie lisa óptima y desgaste mínimo mediante porcentajes cada vez mayores de aditivos sólidos.

Independientemente del hecho de que se precisa cierto grado de desgaste de pestaña de rueda para un funcionamiento adecuado de la interfaz rueda-raíl (un incremento no deseado del diámetro de la pestaña de la rueda también aumenta el peligro de descarrilamiento), las partículas sólidas en el lubricante sólo son favorables si no conducen a la obstrucción del sistema, que podría atascar el equipo.

Los sistemas de Vogel para este tipo de lubricación tienen un largo historial de rendimiento excelente. Destacados proveedores de material móvil, como Alstom, AnsaldoBreda, Bombardier, Siemens y Stadler, equipan vehículos de importantes compañías de ferrocarriles con esos sistemas.