Detector de defectos

En la década de 2000, los detectores de defectos incorporaron cada vez más computadoras para generar informes más detallados y precisos sobre el estado de los trenes. Los sistemas modernos utilizan programas informáticos para analizar fotografías e identificar posibles errores que luego son revisados ​​por personas. ^{[ 2 ]} Uno de los objetivos ha sido reducir el número de falsos positivos, que obligan a los trenes a detenerse e inspeccionarse, causando retrasos. ^{[ 2 ]}

Las cajas térmicas o detectores de cojinetes calientes (HBD, por sus siglas en inglés) se utilizan para medir la temperatura de los cojinetes de deslizamiento de un tren. Generalmente consisten en dos sensores infrarrojos a cada lado de las vías que apuntan hacia arriba, hacia los cojinetes del tren. ^{[ 3 ]}

Registran la radiación de cada cojinete que pasa sobre ellos. Si un cojinete alcanza la temperatura máxima para un funcionamiento seguro, el detector lo marca y lo contabiliza como un defecto. Dado que los cojinetes pueden quemarse en tan solo tres minutos, las instalaciones de detectores de sobrecalentamiento son extremadamente comunes en muchos ferrocarriles. ^{[ 3 ]}

Estos detectores escuchan los sonidos de los trenes que pasan e identifican los sonidos que corresponden a rodamientos defectuosos. ^{[ 2 ]} Si se identifica un sonido similar al ruido producido por un rodamiento defectuoso, el vagón que presenta el ruido debe ser retirado del tren en su siguiente parada para ser inspeccionado y reparado si es necesario. Estos también se utilizan para reducir la cantidad de falsos positivos generados por los detectores de cajas calientes. ^{[ 2 ]}

Una columna de conos se extiende a lo ancho de la vía férrea (como una traviesa) y está unida a un interruptor. Cualquier objeto que se arrastre del tren chocará con este cono, empujándolo hacia atrás y interrumpiendo así el contacto. Luego, el cono regresa a su posición normal para prepararse para cualquier otro objeto que pueda estar arrastrándose bajo el tren. El detector registrará esta acción y la marcará como un defecto. En otros lugares todavía se utilizan barras frágiles, pero requieren reparación. Con el tiempo, las aletas metálicas del detector de arrastre deben reemplazarse debido a los daños extensos que sufren. ^{[ 3 ]}

Los sistemas de un solo uso suelen consistir en una barra de acoplamiento frangible o un cable/trenza de acero inoxidable tendido entre los rieles y, normalmente, también fuera de ellos, fijado a las traviesas. Si la barra o la trenza recibe un impacto, se rompe y el interruptor automático alerta de que hay un objeto arrastrándose. ^{[ 3 ]}

Los sistemas de reinicio automático suelen incluir un sistema de pasador pivotante que permite que el objetivo se reinicie después de un impacto.

Los haces infrarrojos se colocan horizontalmente sobre la vía (para vagones altos) o verticalmente junto a ella (para cargas desplazadas). Cualquier interrupción del haz se considera un defecto. Un detector de vagones altos se instala en cualquier lugar donde un vagón de altura excesiva pueda desviarse a una vía con poco espacio libre. Un detector de cargas desplazadas se utiliza principalmente en ferrocarriles donde abundan los trenes de doble apilamiento, ya que los contenedores pueden desalinearse y representar un peligro para las estructuras de los puentes o las paredes de los túneles.

Los sensores de las ruedas a lo largo de las vías detectan puntos planos en las ruedas del tren. Cualquier rueda plana que resulte demasiado peligrosa para circular (un punto plano grande en la rueda del tren) se considerará un defecto. Normalmente, estos sistemas utilizan acelerómetros, galgas extensométricas, métodos de fibra óptica o el detector de fase de impacto de rueda (WIPD) más reciente. Un detector de carga de impacto de rueda (WILD) mide los impactos, pero no normaliza estas mediciones con respecto a nada: simplemente registra la lectura del impacto. No intentan compensar las diferencias en la masa suspendida, ya que miden el impacto del defecto de la rueda en lugar de la carga de impacto. Por lo tanto, el mismo defecto de rueda registrará un impacto mucho mayor cuando un vagón está cargado que cuando está vacío. ^{[ 4 ]}

Un detector de estado de rueda monitoriza el estado de la rueda independientemente de la masa suspendida y de la carga. Para ello, resta la masa de la rueda para obtener el valor de impacto normalizado. Por lo tanto, estos sistemas suelen detectar mejor los defectos más pequeños con mayor resolución.

Normalmente, se trata de una serie de detectores infrarrojos de visión lateral que pueden detectar si una rueda se ha bloqueado y se está deslizando por la vía, o si los frenos se han bloqueado, provocando que toda la rueda se caliente.

Estos detectores suelen ser sistemas de pesaje rudimentarios , como básculas o sistemas WILD, ya que solo miden las diferencias de peso. No necesitan ser tan precisos como las básculas o sistemas WILD profesionales, sino lo suficientemente precisos como para calcular el peso promedio de los bogies durante el paso del tren y determinar el equilibrio relativo de los vagones, para así establecer si una vía está sobrecargada de forma inaceptable (en porcentaje) con respecto a la otra. Normalmente, esto no se realiza en vagones vacíos debido a los importantes desequilibrios porcentuales que pueden producirse por fluctuaciones de peso debidas a la geometría de la vía o problemas de oscilación, que, en términos de diferencias de peso, se acentúan considerablemente en comparación con cuando un vagón está cargado.

Estos detectores pueden utilizar diversos sensores (vídeo, láser, infrarrojos), pero normalmente consisten en un sistema de cortina de seguridad: un pórtico sobre el raíl con sensores para detectar cualquier objeto fuera del gálibo . De este modo, comprueban el margen de seguridad y alertan si se detecta algo fuera de él.

Estos sistemas son diferentes de los detectores de arrastre de equipo, que buscan cualquier elemento que se arrastre del tren y conecte con los vagones cama. Los detectores de mangueras bajas buscan específicamente entre dos vagones para medir la holgura de las mangueras de freno. Las mangueras de freno necesitan cierta holgura, pero no tanta como para que puedan tocar el suelo o el equipo y soltarse.

Normalmente, estos sistemas emplean una barra vertical instalada a un lado de la vía, con sensores infrarrojos apuntando hacia una barra de acoplamiento que, a su vez, apunta hacia los haces infrarrojos. Cuando pasa un tren, los sensores infrarrojos detectan específicamente la zona de acoplamiento y alertan si se detecta alguna anomalía en dicha zona.

Estos sistemas se basan en una serie de dispositivos de video ubicados en varios puntos entre los rieles y a ambos lados de la vía, buscando componentes específicos del bogie (como viga de freno, resortes, cuñas de fricción, etc.) y estos datos se someten a un análisis de imagen para determinar si existen problemas de mantenimiento. ^{[ 2 ]}

Se trata de conjuntos de láseres instalados entre o en lugar de una traviesa. Apuntan hacia el perfil de la rueda y miden su forma con precisión, registrando diversas mediciones de ángulos y longitudes. Los sistemas también proporcionan mediciones diferenciales para las dos ruedas de un conjunto.

Los detectores de rendimiento del bogie monitorizan la geometría de seguimiento del bogie y el comportamiento de oscilación (inestabilidad).

La geometría de seguimiento del bogie incluye la posición de seguimiento y el ángulo de ataque por eje, así como la rotación, el desplazamiento, la desalineación entre ejes y el error de seguimiento por bogie. Los detectores de rendimiento del bogie pueden proporcionar una detección temprana de defectos en el bogie y una alerta temprana de riesgos de descarrilamiento por ascenso de la pestaña o rotura del riel. ^{[ 5 ]}

Los detectores de rendimiento de los bogies suelen utilizar métodos ópticos y se instalan junto a la vía, con sensores de rueda sujetos a los rieles.

Estos detectores inyectan y monitorizan señales de radio en la vía, o bien se basan en la continuidad eléctrica de los circuitos existentes en la vía, para detectar roturas en la línea férrea. Suelen utilizarse en redes de alta velocidad.

Estos detectores son una red de pequeños sensores instalados a lo largo de un tramo específico de la vía. Suelen ser una combinación de sensores de temperatura y extensómetros (que miden en grados Celsius y kilonewtons de fuerza). Miden la temperatura y la tensión/esfuerzo en la vía para garantizar que estas mediciones no superen los límites de la integridad estructural.

Estos sistemas se calibran inicialmente a un estado neutro específico midiendo el riel con compresión neutra (sin tracción ni compresión) y a una temperatura ambiente neutra acordada. A continuación, el sistema mide el riel para detectar si estos parámetros se desvían demasiado del estado neutro y alerta si el riel se acerca a una posible pérdida de integridad estructural.

Se trata de una combinación de acelerómetros instalados en la vía y otro en la roca madre, junto a ella. La correlación de estas mediciones indica la cantidad de ruido generado por la vía que se propaga a través del balasto hasta los estratos rocosos. Esto se correlaciona directamente con los niveles de ruido que se perciben en la zona circundante.

Los sistemas de control de ruido terrestres se instalan habitualmente cerca o dentro de los túneles.

Estos sistemas se distinguen de los sistemas de imagen de vídeo genéricos, ya que están diseñados específicamente para capturar la banda situada sobre el riel que contiene la zapata de freno. El sistema identifica la placa posterior de la zapata y calcula la longitud restante del bloque de freno en milímetros. Si el sistema no detecta ningún bloque de freno más allá de la placa posterior, generalmente indica que la pastilla está ausente.

Véase: Pesaje ferroviario en movimiento y Cargas por eje en ferrocarriles

Un puente cruza la vía férrea con dos haces láser que iluminan cada lado del tren en movimiento. Cualquier objeto que atraviese el haz se considerará un defecto. Este sensor también puede integrarse en el detector de vagones de gran altura.