Desarrollo de elementos elásticos sostenibles e inteligentes para la monitorización de vías de ferrocarril

Abstract

Las necesidades del transporte, tanto de personas como de mercancías, así como la competencia existente entre modos de transporte ha provocado, para poder satisfacer las necesidades del posible consumidor, un importante incremento en las velocidades de circulación de los trenes y de su capacidad de carga de mercancías. En los últimos años, la movilidad ha experimentado un crecimiento exponencial y con ello, la sobre-explotación de las infraestructuras sobre las que circulan los vehículos, requiriendo mayores inversiones en conservación para así poder asegurar su funcionalidad y seguridad. En este marco, actualmente existe la necesidad y tendencia hacia el desarrollo de materiales y tecnologías que permitan mejorar la operatividad y eficiencia del ferrocarril a través de la optimización de los tiempos, recursos y costes derivados de las actividades de mantenimiento (cada vez más altos debido a la sobre explotación de las infraestructuras). Por esta razón, el mantenimiento predictivo es una herramienta con una demanda creciente debido al gran potencial que presenta, permitiendo transformar las actividades de mantenimiento correctivo (generalmente más costosas) en mantenimiento preventivo (el cuál es posible realizar en las horas valle de uso de la infraestructura). El reto actual se centra en predecir estos fallos para establecer estrategias de mantenimiento preventivo. Para ello, es necesario el desarrollo de elementos que permitan llevar a cabo una monitorización continua de la vía a través de la implementación de elementos inteligentes que permitan transformar las actuaciones correctivas en predictivas, logrando así posicionar al sector del ferrocarril entre los principales modos de transporte, todo ello, sin olvidar la importancia de apostar por un desarrollo sostenible a través de la reducción en el consumo de materias primas y la apuesta por la reutilización y reciclaje de materiales. Es por ello, que la presente tesis tiene como objetivo principal el desarrollo de elementos elásticos sostenibles mediante el uso de materiales reciclados e inteligentes a través de la inclusión de sensores. Para la consecución de estos objetivos se han llevado a cabo una serie de etapas de trabajo que comprenden (i) el desarrollo y caracterización de materiales poliméricos reciclados para ser empleados en la fabricación de placas de asiento sostenibles, (ii) el diseño de placas de asiento con diferentes materiales reciclados y geometrías con el fin de obtener una amplia gama de soluciones elásticas sostenibles con distintas propiedades que puedan dar respuesta a las necesidades de la vía, (iii) la selección y calibración de los sensores más adecuados para su uso en las placas de asiento inteligentes y funcionales, (iv) el diseño placas de asiento sostenibles e inteligentes mediante la inclusión de sensores que permitan la monitorización de la vía y (v) la prueba y validación de la funcionalidad de los elementos elásticos sostenibles e inteligentes a través de ensayos a escala real.Tesis Univ. Granada.ECO-Smart Pads (Smart and Sustainable Resilient Pads for the Railway of the Future, RTI2018-102124-JIOO) research project, funded by the Ministry of Economy and Competitiveness of SpainHP-RAIL (Smart technologies & high performance materials for the next railway generation, RTC-2017-6510-4) Ministry of Science, Innovation and University of Spain and the Ministry of Economy and Competitiveness of Spai