Auscultación de vía y tratamiento de la información

El conjunto de activos ferroviarios que constituyen tanto la superestructura de vía (carriles, traviesas, balasto, sujeciones, aparatos de vía, etc.) como la infraestructura (obras de tierra, obras de fábrica, puentes, túneles, etc.) y otras instalaciones (electrificación, señalización, etc.) se caracterizan por un elevado coste de adquisición y/o construcción y la necesidad de mantener unos niveles de fiabilidad muy elevados que garanticen la seguridad en la circulación ferroviaria. Compaginar unos elevados niveles de fiabilidad con un coste razonable sólo es posible mediante la aplicación de adecuadas estrategias de mantenimiento y sus correspondientes mantecnologías. Dichas estrategias se basan fundamentalmente en una adecuada inspección de dichos activos, que permitan conocer su estado de conservación y su evolución temporal, detectando deterioros y defectos de forma prematura, antes de que deriven en causa de accidente o incidente.

En este sentido, el Grupo de Investigación en Ingeniería Ferroviaria del ITRAT posee experiencia en la implantación de sistemas de registro de aceleraciones en diferentes partes del vehículo, que recogen información sobre el movimiento del tren al circular por la vía. De este modo es posible conocer el estado de la vía y la existencia de defectos tanto puntuales como de cierta longitud. La novedad que aporta el grupo de investigación reside en la metodología para la adquisición y el posterior tratamiento de las señales de aceleraciones registradas a bordo del vehículo. Mediante la ampliación del rango de frecuencias analizado, junto con un análisis tiempo-frecuencia de las señales registradas, es posible no sólo detectar y localizar un determinado defecto en la vía, sino también determinar su naturaleza y las causas que lo originaron. De este modo, las labores de inspección visual se reducen a la vez que se arroja mayor luz sobre las técnicas a emplear para la reparación de dichos defectos de vía.

Además, el análisis tiempo-frecuencias se aplica al comportamiento de puentes, como complemento a la realización de pruebas de carga estáticas y dinámicas que el Grupo de Investigación realiza.

Responsable científico: Insa Franco Ricardo

Aplicaciones

  • Mediante la aplicación de las técnicas anteriores, se puede llegar a crear sistemas inteligentes de inspección de vía. Dichos sistemas pueden ir embarcados en cualquier tipo de vehículo ferroviario, tanto los dedicados a la propia auscultación, como los que prestan el servicio comercial habitualmente o los destinados a los trabajos de mantenimiento de vía. Pueden controlarse remotamente desde la oficina o puesto de mando, registrando las señales de forma autónoma. Al finalizar el registro, mediante el consiguiente análisis se determina la ubicación, magnitud y naturaleza del fallo. El diagnóstico se obtiene de forma automática en forma de listado con los puntos donde se debe actuar o vigilar y la causa del defecto (p.e. cruzamiento en mal estado, desgaste ondulatorio, soladura defectuosa, defecto en la banqueta de balasto, etc.).

Ventajas técnicas

  • La principal ventaja reside en que el sistema es capaz de detectar automáticamente la naturaleza del defecto que origina la excitación fuera de rango en el vehículo ferroviario. De este modo, se reducen las inspecciones visuales a pie de vía y las brigadas de mantenimiento pueden desplazarse a los tramos a mantener con información de antemano sobre los tipos de defecto que se van a encontrar. Esto redunda en una mayor rapidez en las labores de mantenimiento y en la reducción de costes.

Beneficios que aporta

  • Los métodos actuales de auscultación dinámica de vía registran las aceleraciones a frecuencias excesivamente bajas, lo que impide realizar un adecuado análisis de las mismas. Además, el análisis que se realiza hoy en día se limita a un análisis de picos en el dominio del tiempo, con lo que únicamente se detectan los defectos existentes, pero no es posible conocer su origen ni atribuir posibles causas. En este caso, suele ser habitual que las brigadas de mantenimiento se desplacen a los puntos detectados para efectuar inspecciones visuales o con equipos de medida complementarios a fin de determinar in-situ el origen del defecto, con el consiguiente aumento de costes y disminución de los rendimientos del trabajo.

Experiencia relevante

  • El Grupo de Investigación en Ingeniería Ferroviaria ha colaborado con diferentes empresas del sector ferroviario para el análisis de la calidad de la vía mediante métodos dinámicos y su contraste mediante auscultación geométrica. La colaboración se extiende tanto a administraciones ferroviarias (FGV), empresas de transporte ferroviario (Renfe Operadora) y empresas dedicadas a la construcción y mantenimiento de vías (Vías y Construcciones). Además, el grupo ha participado en pruebas de carga estática y dinámica de puentes para la empresa Rover Alcisa. En relación a la participación en proyectos de I+D+i, el Grupo de Investigación ha participado en el Proyecto TunnelCuriosity (Desarrollo de vehículo no tripulado de inspección múltiple en túneles ferroviarios) y actualmente desarrolla el Proyecto IntelVía (Métodos inteligentes de auscultación dinámica de vía en base al tratamiento digital de imágenes) dentro de la convocatoria RETOS 2017 del Plan Nacional de I+D+i.