Investigadores de la Upna colaboran en un proyecto para desarrollar una nueva plataforma de trenes de cercanías
Investigadores de la Universidad Pública de Navarra trabajan en el proyecto Eurocivis, una serie desarrollos tecnológicos para una plataforma de trenes de cercanías orientada al sector europeo. Se trata de un proyecto enmarcado en el programa Innpacto del Ministerio de Economía y Competitividad y en el que centros de investigación y empresas colaboran conjuntamente. El objetivo general es desarrollar una nueva plataforma de trenes de cercanías, con vagones modulares, basada en nuevas tecnologías avanzadas, altamente fiables, seguras, flexibles y de bajo impacto medioambiental.
El proyecto está liderado por CAF (Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles) y en él participan además CAF de Investigación y Desarrollo, Trainelec, Ikerlan S. Cooperativa y la Universidad Pública de Navarra. Iniciado en junio de 2011, el proyecto finaliza en marzo de 2014 y ha contado con un presupuesto total de 4,4 millones de euros. La parte correspondiente a las acciones realizadas por la Upna asciende a 235.523 euros.
En concreto, desde la Upna se ha trabajado en una serie de objetivos específicos: aumentar la fiabilidad de los equipos reduciendo la probabilidad de que aparezcan fallos; incrementar la seguridad de los trenes; reducir el peso de los vehículos ferroviarios y obtener así configuraciones sostenibles; y disponer de configuraciones mecánicas o estructurales capaces de ser adaptables a diferentes proyectos.
Modelo de bogie trasero y vía generados durante el proyecto.
Debido a que el proyecto está basado en el concepto de trenes con vagones modulares, la importancia de las uniones entre módulos es fundamental. En ese sentido, uno de los trabajos ha sido desarrollar modelos matemáticos de gran detalle que permitan simular esas uniones. “Con estos modelos —explica Javier Ros, profesor titular de Ingeniería Mecánica en la Upna— podemos saber qué tensión hay en cada parte del tornillo, las deformaciones, si se va a romper, etc. En ingeniería, en general, la componente más importante del diseño es la seguridad; es decir, nada puede fallar. Después, hay que combinar esta variable con otras como la economía, el confort, el ruido, el coste energético y de materiales, etc”.
Simular el comportamiento del tren
Además de realizar modelos sobre determinados aspectos (uniones atornilladas, control de vibraciones, amortiguadores, etc), los investigadores han desarrollado un modelo matemático que permita monitorizar el comportamiento del tren. Su objetivo es registrar qué está ocurriendo mientras el tren está en marcha para, por ejemplo, evitar que una rueda deslice en determinadas condiciones o para lograr que el tren sea más estable. Entre los factores que pueden monitorizarse están los fallos en la vía, el estado de las ruedas, la separación de los raíles por envejecimiento, desgaste o por catástrofes naturales como terremotos.
“Hay también otro elemento interesante que es el concepto de mantenimiento predictivo —señala el profesor Ros—. Es decir, las cosas se pueden ir estropeando y es muy difícil saber cuándo; a veces te das cuenta cuando se rompen o cuando has tenido un accidente. Por eso, siempre es mejor poder hacer un plan de mantenimiento más preciso, que te permita saber con alta probabilidad cuándo algo va a producirse y tomar una medida correctiva anterior”.
Investigadores del proyecto Eurocivis.
Una vez que se ha desarrollado el modelo matemático llega el momento de contrastarlo y validarlo conforme al modelo real. Para ello, los investigadores trabajarán estos últimos meses en diseñar un prototipo, un sistema que desde el punto de vista del comportamiento dinámico sea similar a un vagón de tren. “Cuando hablamos de una metodología de mantenimiento predictivo, para que sea precisa, el modelo tiene que ser lo más detallado posible, porque así se pueden detectar mejor los errores. Pero para que el modelo funcione, hay que ejecutarlo mientras el tren está en marcha, para poder tomar decisiones en tiempo real. Es decir, si has notado una vibración, el modelo tiene que hacer los cálculos y deducir si ha ocurrido algo o no. Y hemos conseguido que el modelo tarde menos de una milésima de segundo en ese proceso”.
Entre las aplicaciones de esta metodología, Javier Ros señala que así como hoy en día existen trenes especiales que se dedican a inspeccionar las vías con determinada frecuencia, “en lugar de tener un tren superinstrumentalizado podría ser que cada tren, en su ruta determinada, tuviera la capacidad de detectar las anomalías de la vía y alertar a los servicios de mantenimiento para subsanarlas”.
