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Ultrasonic inspection solution for railway crossing points

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Un escáner ultrasónico automatizado supervisa los cruzamientos ferroviarios

Supervisar los desvíos ferroviarios sobre la marcha.

Transporte y movilidad

Los lugares donde se cruzan o separan dos líneas de ferrocarril cuentan con complicados mecanismos de cambio de vía en forma de X. Estos lugares, conocidos como cambios de agujas, incluyen una estructura fija en forma de V llamada cruzamiento. Los cruzamientos son el único punto donde las ruedas del tren pierden el contacto con la vía. Cada rueda salta sobre una pequeña separación, lo que da lugar a un impacto continuo y repetitivo. Como los cruzamientos están sometidos a un gran desgaste, que puede causar posibles roturas y, por tanto, descarrilamientos de trenes, están hechos de acero al manganeso extremadamente duro. Sin embargo, así solamente se reducen las necesidades de inspección, pero no se eliminan. Todos los métodos de inspección actuales presentan dificultades que afectan a su viabilidad. Por ejemplo, los métodos ópticos únicamente pueden detectar defectos superficiales. Los métodos radiográficos (rayos X) son costosos y peligrosos para los inspectores. Los métodos ultrasónicos actuales sufren demasiada retrodispersión acústica cuando se aplican al acero al manganeso.

Inspección de cruzamientos

Tradicionalmente, inspeccionar los cruzamientos requería desmontarlos por completo. Este proceso lleva muchísimo tiempo y resulta muy costoso. Para evitar estos costes, los ingenieros ferroviarios sustituyen los cruzamientos con una frecuencia superior a la necesaria, lo cual es prudente, pero sigue siendo caro. En consecuencia, en el proyecto SAFTInspect, financiado con fondos europeos, se ha desarrollado un nuevo dispositivo automatizado para inspeccionar cruzamientos mediante ultrasonidos, capaz de detectar defectos de la subsuperficie. Además del escáner, el equipo también ha desarrollado algoritmos de procesamiento de datos y «software» asociado. El dispositivo consiste en un armazón con ruedas, llamado Cross Inspect, que se desplaza a lo largo de la vía y detecta la presencia de un cruzamiento al pasar sobre él. Los electroimanes sujetan el armazón al cruzamiento para poder explorarlo y se desacoplan al finalizar el proceso. Mientras están acoplados, dos motores separados desplazan un innovador escáner ultrasónico a lo largo y ancho de la superficie del cruzamiento. El escáner cuenta con varios avances recientes que permiten explorar el acero al manganeso. Los ecos de los ultrasonidos rebotan ante cualquier defecto del acero.

Análisis y visualización

Un transductor retransmite los ecos recogidos para su procesamiento y análisis a distancia. «El transductor incluye también múltiples mecanismos que pulverizan agua sobre el cruzamiento, como medio para los ultrasonidos», explica Roberto Puyol, coordinador del proyecto. Una unidad de análisis separada, que incluye algoritmos desarrollados en el marco del proyecto, procesa los datos de los ecos y genera imágenes 2D y 3D de cualquier defecto. El sistema supervisa la evolución de los defectos. Dependiendo del estado de los cruzamientos, el sistema recomienda las medidas de mantenimiento adecuadas, que pueden incluir la sustitución del cruzamiento o una restricción temporal de la velocidad de los trenes en ciertos tramos de la vía. Puyol señala: «Los resultados han sido muy satisfactorios. Hemos conseguido detectar grietas de 0,5 mm en los cruzamientos con una profundidad de 5 cm». Las pruebas también han demostrado la eficacia de las tecnologías de visualización del proyecto. A pesar de los resultados prometedores, este se halla todavía en una fase temprana. Una autoridad ferroviaria del Gobierno de España ha expresado su interés en utilizar el sistema SAFTInspect para comprobar la integridad de los cruzamientos en un tramo de 15 metros de cambio de agujas. Para que sea posible, el equipo aún debe optimizar el «hardware» y rediseñar el «software». Además, trabajará en métodos adicionales que aborden las limitaciones de las técnicas de exploración óptica y radiográfica. Cuando esté listo para su distribución generalizada, SAFTInspect ofrecerá una forma fiable, práctica y económica para supervisar el estado de los cruzamientos ferroviarios.

Palabras clave

SAFTInspect, ferrocarril, ultrasonido, tren, inspección de cruzamientos, transductor, Cross Inspect

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