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Los algoritmos diagnostican los fallos de las puertas de los trenes gracias a los patrones de vibración

Un mantenimiento adecuado de las puertas de los trenes ayuda a evitar retrasos. Ahora, las puertas avisan cuando hay que arreglarlas.

Transporte y movilidad

Los viajeros europeos indican que la puntualidad es una de sus principales preocupaciones. Con todo, el 30 % no está satisfecho con la puntualidad y la fiabilidad de los servicios ferroviarios actuales. Incluso un pequeño retraso del tren puede suponer un trastorno considerable. Aunque solo un 5-25 % de los fallos ferroviarios afectan a las puertas, estas están conectadas con sistemas de seguridad importantes, por lo que es frecuente que estos fallos hagan que los trenes se detengan por completo. Así, los fallos de las puertas causan un 30 % de los retrasos en Europa. Un mantenimiento adecuado de las puertas corregiría el problema. Sin embargo, para los ingenieros es difícil saber cuándo es necesario realizar tareas de mantenimiento. Normalmente, los ingenieros llevan a cabo el mantenimiento ferroviario con demasiada frecuencia, lo cual aumenta innecesariamente los costes, o tras una avería, lo que es aún más caro. El problema radica en encontrar la programación de mantenimiento óptima.

Un mantenimiento óptimo

El proyecto financiado con fondos europeos VA-RCM, acrónimo de análisis de las vibraciones para supervisar el estado a distancia, desarrolló una solución. El sistema supervisa el estado de los actuadores de las puertas de los trenes a través de algoritmos que analizan los patrones de vibración. «Una supervisión continua implica que el sistema VA-RCM puede reducir los fallos, ya que detecta las averías antes de que se conviertan en un problema», comenta Richard Howes, coordinador sénior del proyecto. Las alertas puntuales permiten a los operadores ferroviarios planificar los programas de mantenimiento con más eficacia, controlando el mantenimiento según sea necesario y, al mismo tiempo, evitando los fallos que causan retrasos. El sistema incluye un subsistema que permite obtener datos de las vibraciones de las puertas de los trenes, algoritmos para analizar los datos y una interfaz gráfica de usuario basada en web. Cada puerta de un vagón tiene un nodo VA-RCM en el que se alojan sensores que recopilan datos sobre las vibraciones. Todos los nodos están conectados con una red wifi local que está conectada a una red celular más amplia. Los equipos de usuarios controlan el sistema a través de la interfaz gráfica.

Análisis de las vibraciones

«El sistema obtiene datos sobre las vibraciones mediante un acelerómetro que las mide mientras la puerta está en movimiento», explica Howes. «Un procesador incrustado analiza los patrones de vibración y extrae características representativas». Los algoritmos comparan las características de la vibración de la puerta, expresadas matemáticamente, con las mismas características obtenidas de puertas que se sabe que están en buen estado. De esta forma, los algoritmos pueden detectar si los patrones de vibración se desvían de la normalidad. Si es así, el sistema recomienda una inspección de mantenimiento. Además, el sistema recopila patrones para un modelo de aprendizaje automático para que al análisis de los patrones mejore a lo largo del tiempo. Los investigadores probaron el sistema en laboratorios, en instalaciones ferroviarias de España y el Reino Unido. Esto incluyó pruebas en el entorno real del metro de Barcelona. Los resultados confirmaron que el sistema es capaz de detectar más del 97 % de los fallos habituales que podrían acabar causando averías en las puertas. Entre los fallos se incluyen obstáculos en los carriles de las puertas, tornillos flojos y desajustes verticales en la hoja de la puerta. También se demostró que los algoritmos de procesamiento se pueden ejecutar en procesadores incrustados simples, lo que mantiene los costes al mínimo. Como resultado de estos ensayos satisfactorios, el sistema VA-RCM ha recibido la certificación para su comercialización en Europa. Ahora, el equipo del proyecto busca clientes. Gracias al innovador sistema VA-RCM, los operadores siempre estarán informados del estado de las puertas de los trenes y podrán programar el mantenimiento de forma eficaz según sea necesario. Esto mejorará la fiabilidad y reducirá los costes, dos aspectos en los que tanto operadores de trenes como viajeros pendulares están de acuerdo.

Palabras clave

VA-RCM, tren, mantenimiento, algoritmos, puerta de tren, patrones de vibración, actuador

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