Innovación europea en material rodante

El Nuevo programa de la Unión Europea para investigación e innovación, “Horizon 2020” empezó en el 2014 y finalizará en 2020. Para su desarrollo se está invirtiendo un total de 77 billones de euros, de los cuales 6.339 millones de euros se destinarán al programa “Smart, green and integrated transport”, que corresponde a uno de los ocho retos identificados en este programa.

Los cuatro objetivos bajo este programa son:

• Transporte eficiente respecto al medio ambiente

• Mejor movilidad, menos congestión, más seguridad

• Liderazgo internacional de la Industria Europea.

• Investigación socioeconómica y conductual y actividades de prospección

Dentro de este programa se ha aplicado al sector ferroviario una inversión de 450 millones de euros. El paquete ferroviario se ha denominado SHIFT2RAIL.

El programa intenta abarcar todos los subsistemas del sector, susceptibles de innovar para cumplir con los objetivos generales del plan “Horizon 2020”

Para poder abordar este programa europeo de innovación ferroviaria, se ha dividido en cinco programas de innovación (IP, Innovation Program), tal como se muestra en el esquema superior.

Los más directamente relacionados con el material rodante, son el IP1, más enfocado al transporte de viajeros y el IP5, para las mercancías.

Una de las diferencias importantes respecto a anteriores programas de innovación europeo, es la exigencia de que cada programa incluya como resultado un demostrador tecnológico, que acerque lo más posible el resultado de la innovación al usuario final.

Para el IP1, más focalizado en material rodante, se ha dividido en varios bloques de desarrollo:

Estructuras ligeras en el material rodante

La principal innovación en este proyecto será el diseño y fabricación de una estructura de caja de material rodante realizada en materiales ligeros, tipo “composites” o similares. Los requerimientos técnicos para estas estructuras deben ser similares a las actuales, realizadas en aluminio y acero. Es importante también abordar los retos que suponen la fabricación, sus costes y procesos, así como la mantenibilidad y reparabilidad de las estructuras.

Nueva generación de bogies. Bogies mecatrónicos

El bogie de un material rodante debe contemplar diferentes parámetros de diseño, a veces contrapuestos, para que sea óptimo desde el punto de vista de seguridad, fiabilidad, confort. El alcance de las mejoras que se desarrollarán va en el sentido de reducir los desgastes en la interacción del contacto rueda-carril de los bogies convencionales, sin comprometer la seguridad y el confort del pasajero. La próxima generación  de bogies necesitara reducir los niveles de interacción rueda –carril, admitiendo que las velocidades de circulación que se requerirán en un futuro serán mayores. Tampoco se debe olvidar el comportamiento en curva.

La aplicación de sistemas mecatrónicos a los conceptos más clásicos de rodadura en el sector ferroviario, también son contemplados.

Nuevos sistemas de frenado

El objetivo de este proyecto es desarrollar un sistema de freno seguro con mayores prestaciones, un coste del ciclo de vida menor, menor nivel de ruido así como avanzar en sistemas de recuperación y almacenamiento de energía. Tiene también importancia, dada la posición de este sistema dentro del bogie, su reducción de peso. El control electrónico de la frenada es otro de los temas clave, así como el desarrollo y perfeccionamiento de frenos independientes de la adherencia rueda-carril.

Puertas y sistemas de acceso

Los sistemas de acceso al tren tales como puertas, escalones, rampas e interfases entre la estación y el tren poseen funciones tales como:

Confort del pasajero

Optimización de los tiempos de parada

Atender a personas con movilidad reducida

Garantizar la seguridad del pasajero

Aislamiento térmico y acústico

Ahorro energético y optimización del peso

Modularidad del sistema

El proyecto abordará temas clave como: peso y optimización de energía, mejora de las características térmicas y acústicas, acceso autónomo de personas con movilidad reducida.

Nueva generación de TCMS

“Train Control and Monitoring System (TCMS)” es el cerebro y la columna vertebral del sistema de comunicaciones del tren.

Las seis innovaciones que se contemplarán en este Proyecto son:

• Certificación virtual;
• Función distribución basada en arquitectura;
• Driven-by-data;
• Comunicación sin hilos para el  TCMS (incluyendo CCTV);
• Acoplamiento abierto,
• Soporte para acoplamiento virtual.

Nueva generación de sistemas de tracción

El proyecto abordará cuatro importantes fases para llevar al mercado una nueva generación de equipos de tracción:

1. Captura de Know-how y “partners” con conocimiento en la tecnología de carburo-silicio ( SiC). Almacenamiento de energía y motores en rueda.

2. Desarrollo e implementación de nuevas metodologías, herramientas, normas, ruido, fiabilidad, certificación virtual y mantenimiento inteligente.

3. Desarrollo de Nuevos componentes de tracción usando tecnología de SiC. Desarrollo de nuevos sistemas de tracción aplicados a sistema de ruedas independientes.

4. Implementación física de la solución en diferentes segmentos del ferrocarril.

Autor: Emilio García, profesor del Máster en Infraestructuras Ferroviarias y del Curso de Material Rodante: Características, Mantenimiento y Nuevos Avances