En abril de 1869 se logró un hito fundamental en este sentido, cuando el inventor George Westinghouse patentó el sistema de frenado neumático de seguridad, una auténtica revolución que transformó la seguridad ferroviaria y aún es ampliamente utilizado en la actualidad.
El principio fundamental del sistema de frenado neumático de Westinghouse es su sencillez y gran efectividad: utiliza la presión del aire no solo para accionar los frenos sino también para que se activen automáticamente si se produce un fallo. Cada vagón del tren tiene su propio depósito, que se carga con aire comprimido. Cuando el sistema alcanza su máxima presión, los frenos se liberan. Cualquier caída de presión, como la que se produciría cuando falla un compresor o si se desconectan vagones, activa los frenos automáticamente. Este mecanismo garantiza que los trenes se detengan por completo de forma segura incluso en situaciones de emergencia.
Sistema de frenado de un tren
En los modernos sistemas ferroviarios, el compresor de la locomotora suele cargar el depósito principal entre 125 y 140 psi (8,6 y 9,7 bar). El conducto del freno, que recorre toda la longitud del tren, suele estar presurizado, generalmente a 90 psi para trenes de mercancías y a 110 psi para trenes de pasajeros. Cuando el conductor del tren mueve el mando del freno para reducir la presión, hace que cada vagón accione sus frenos utilizando el aire almacenado en su depósito.
Un aspecto importante en este diseño es mantener una presión estable del aire. Una caída repentina, por ejemplo a causa de un tubo roto, dará como resultado la aplicación del freno de emergencia. Sin embargo, las fugas que se producen de manera gradual, al no activar los protocolos de emergencia, pueden disminuir notablemente la eficiencia del sistema. Estas pequeñas fugas aumentan la exigencia sobre el compresor de aire, por lo que puede acortar la vida útil de los componentes mecánicos y aumentar los costes energéticos. Con el paso del tiempo pueden ser el indicio de averías más graves en el sistema de frenado.
La identificación de estas minúsculas fugas en medio del ruido ambiente de una instalación ferroviaria es una tarea complicada. La firma acústica de una pequeña fuga de aire a menudo se ve eclipsada por la maquinaria cercana, de ahí que los métodos convencionales de detección requieran mucho tiempo y a menudo no sean fiables.
Detección moderna de fugas: la FLIR Si1-LD
Para solucionarlo, FLIR ha desarrollado la cámara acústica portátil Si1-LD, una herramienta muy sofisticada que se ha diseñado para detectar fugas de aire comprimido con precisión, incluso en los entornos ruidosos que suelen caracterizan a la infraestructura ferroviaria. La Si1-LD, que utiliza 96 micrófonos ultrasensibles organizados en una matriz compacta, detecta las ondas de ultrasonidos que emite al aire al salir y las convierte en representaciones visuales que se muestran en una brillante pantalla HD de 5 pulgadas.
La Si1-LD funciona en un rango de frecuencia de 2 a 100 kHz que le permite localizar incluso las fugas más pequeñas. Puede detectar fugas de apenas 0,01 litros por minuto desde una distancia de tan solo 2,5 metros. Para fugas más grandes, la distancia de detección se puede prolongar hasta unos impresionantes 130 metros, por lo que el personal de mantenimiento puede realizar inspecciones desde una distancia segura, incluso de vehículos en movimiento o electrificados.
Una de las características más destacables de la Si1-LD es su tecnología Band Pass Filtering. Esta función avanzada permite a los usuarios aislar determinadas frecuencias ya que es capaz de filtrar de manera efectiva el ruido de fondo y se centra en las frecuencias emitidas por las fugas de aire. En entornos como naves de mantenimiento o vías en el exterior, con mucho ruido ambiente, esta capacidad es fundamental para la exactitud del diagnóstico.
Priorización de las reparaciones para una máxima eficiencia
Al inspeccionar una fuga, los ingenieros suelen encontrar varias fugas de diversos tamaños y niveles de gravedad. En estos casos, determinar qué reparación se efectúa antes puede ser crítico desde el punto de vista de la seguridad y de la eficiencia energética. La FLIR Si1-LD ayuda a optimizar este proceso gracias ya que incorpora una función de cuantificación del tamaño de la fuga. Esta función estima el tamaño de cada fuga, de modo que los equipos de mantenimiento puedan priorizar las reparaciones a partir de la pérdida potencial de aire y el ahorro energético. Solucionar antes las fugas más grandes puede reducir significativamente las ineficiencias operativas.
Gestión segura y versátil de los datos
La seguridad y la transferibilidad de los datos son fundamentales en los modernos entornos industriales. Muchas empresas ferroviarias restringen el uso de dispositivos USB por razones de ciberseguridad y, si bien la transmisión inalámbrica puede parecer una alternativa viable, muchas instalaciones ferroviarias carecen de una buena cobertura para Wi-Fi o limitan el acceso a dispositivos de terceros.
Para solucionarlo, la FLIR Si1-LD es compatible con un cable de datos que permite transferir directamente las imágenes de la inspección y los resultados a un PC o laptop, sin necesidad de lápices USB o accesos a Wi-Fi. De este modo se asegura un manejo seguro y flexible de los datos, incluso en lugares remotos o de alta seguridad.
Usabilidad y practicidad
Una preocupación habitual para el personal de mantenimiento ferroviario es la complejidad y la curva de aprendizaje que exigen los nuevos equipos de diagnóstico. FLIR ha atendido estas opiniones y ha desarrollado la Si1-LD pensando en su sencillez y facilidad de uso. Su diseño intuitivo permite que los usuarios lleven a cabo inspecciones acústicas avanzadas con una mínima formación. Se trata de un dispositivo que funciona simplemente apuntando y disparando: tras dirigirla hacia el área en la que se sospecha que hay fugas, la cámara identifica y visualiza de forma automática los puntos donde se hallan, además de cuantificar su tamaño.
Para garantizar su durabilidad sobre el terreno, la Si1-LD tiene una robusta carcasa y se suministra con un resistente estuche rígido que le proporciona una excelente protección durante el transporte y el uso del dispositivo, bien sea en el taller o en rutas ferroviarias remotas.
El contexto
El mercado británico de sistemas de frenado ferroviario tenía un valor de unos 373 millones de libras en 2024 y se prevé que registre un crecimiento medio interanual del 3,3% hasta 2031. Este crecimiento viene impulsado por las exigentes normas de seguridad, un mayor énfasis en el mantenimiento predictivo y la mayor demanda de soluciones de transporte energéticamente eficientes.
Minimizar las fugas de aire en los sistemas de frenado no solo mejora la seguridad y la fiabilidad sino que también ayuda a cumplir los objetivos medioambientales al reducir el consumo energético innecesario. Ante la creciente presión ejercida sobre el sector ferroviario para que disminuya las emisiones y mejore la eficiencia, herramientas como la FLIR Si1-LD se están haciendo indispensables para el mantenimiento de los ferrocarriles modernos.
