Vigilancia ferroviaria con la tecnología IoT de la estrella LoRa: sus dudas resueltas
Las infraestructuras ferroviarias tienen una importancia fundamental para la sociedad moderna, y cualquier fallo puede ser costoso en términos de vidas e inversión. Por eso es importante garantizar la seguridad de las vías y otras estructuras mediante una supervisión detallada y periódica. Sin embargo, la realización de levantamientos topográficos automatizados puede llevar mucho tiempo debido al mantenimiento de la obra que requiere, por no hablar de los levantamientos manuales. Por este motivo, el sector ferroviario recurre cada vez más a las redes inalámbricas en estrella LoRa para recoger datos de sensores remotos.
Para profundizar en este importante tema, Worldsensing unió fuerzas con Sixense, líder en monitorización de infraestructuras, para ofrecer un seminario web gratuito sobre "Monitorización ferroviaria a través de IoT estrella LoRa y tecnologías de topografía". El webinar contó con James Saunders, Director de Desarrollo de Negocio de Sixense, y tres expertos de Worldsensing: Ignasi García-Milá Vidal, director de proyectos ferroviarios; Ángela Lluch Gracia, ingeniera de aplicaciones; y Matt Azzopardi, director de ventas en el Reino Unido.
Este blog recoge sus respuestas a las preguntas que surgieron durante el evento.
Preguntas
¿Cuál es su experiencia con el vandalismo y los robos?
Bi- o triaxial: ¿qué es más eficaz en la vigilancia de los ferrocarriles?
¿Qué sectores de la industria podrían beneficiarse más de la vigilancia a distancia, especialmente ahora con una pandemia?
¿Cómo compararía las topologías de red de radiofrecuencia (RF) en estrella y en malla?
¿Cuál es la precisión de los distintos tipos de seguimiento de las vías?
¿Tiene ejemplos de aplicaciones de distanciómetros láser?
¿Los inclinómetros pueden orientarse sólo horizontalmente?
¿Qué hace que un inclinómetro envíe datos a la pasarela?
¿Proporcionan programas informáticos para calcular el peralte y la torsión?
¿Dispone de un sistema inteligente para filtrar las falsas alarmas introducidas por los cambios de temperatura en el carril?
¿Es necesario comprobar los cambios de coordenadas de los inclinómetros de vía instalados para obtener los desplazamientos absolutos?
¿Cuál es su experiencia con el vandalismo y los robos?
James Saunders: Hemos sido bastante afortunados. Para muchos de los productos que hacemos, a menudo se pueden instalar los instrumentos de tal manera que realmente hay que intentar vandalizarlos o sacarlos del proyecto. No son súper interesantes [para los vándalos]. Los inclinómetros tienen menos valor y a veces pueden ser más fáciles de robar. Pero las AMTS [Estaciones Totales Motorizadas Automatizadas], a pesar de ser obviamente instrumentos de mayor valor, suelen colocarse en un poste o estructura. Los prismas en sí no son tan caros.
Por suerte, lo único que ha desaparecido a veces en los proyectos son los paneles solares que colocamos con nuestros AMTS.
Bi- o triaxial: ¿qué es más eficaz en la vigilancia de los ferrocarriles?
Ángela Lluch: Ambos podrían servir porque estamos hablando de estructuras sub-horizontales. Nos interesa la monitorización a lo largo de dos ejes, por lo que biaxial o triaxial podrían funcionar perfectamente. El triaxial tiene la ventaja de poder instalarse en cualquier posición. Podrían utilizarse para otras aplicaciones, como por ejemplo la monitorización de estructuras verticales o subverticales o de secciones de túneles, en las que es necesario instalarlas en otras orientaciones distintas de la horizontal.
¿Qué sectores de la industria podrían beneficiarse más de la vigilancia a distancia, especialmente ahora con una pandemia?
Ignasi García-Mila: Hay varios sectores que podrían beneficiarse de la supervisión a distancia. Realmente creo que mejora la capacidad operativa en varios sectores industriales. Pero las infraestructuras lineales, como los ferrocarriles o las autopistas, que tienen varios elementos que hay que vigilar para comprobar su estado estructural, son las que resultan mucho más interesantes para la monitorización remota.
James Saunders: Creo que, sobre todo ahora, nos damos cuenta de que no debemos dar por sentado las visitas al sitio. Con un sistema automatizado, podemos reducirlas. También estamos viendo que muchos propietarios de presas y explotaciones mineras buscan soluciones automatizadas.
¿Cómo compararía las topologías de red de radiofrecuencia (RF) en estrella y en malla?
Angela Lluch: La principal diferencia entre una topología en estrella y en malla es la forma en que viajan los datos. En una topología en estrella, es bastante sencillo. Los datos van de los nodos a la pasarela. En una topología en malla, los datos no pueden alcanzar distancias tan largas, por lo que necesitan dispositivos intermedios, los llamados repetidores, para que los datos puedan seguir saltando de dispositivo en dispositivo hasta llegar a su destino final, que es la pasarela.
Si uno de estos dispositivos falla, todos los demás también se verán afectados. En un proyecto ferroviario, dado que los dispositivos se instalan en su mayoría siguiendo una línea, existe un mayor riesgo de sufrir una interrupción de la ruta crítica. En cualquier caso, ambos podrían ser útiles para la supervisión ferroviaria si no estamos hablando de grandes áreas que cubrir. En caso contrario, sería mejor considerar las topologías en estrella.
¿Cuál es la precisión de los distintos tipos de seguimiento de las vías?
Matt Azzopardi: En lo que respecta a los inclinómetros, la cuestión depende realmente del tipo de alcance que se busque. La precisión, con un rango de más o menos 2º, es de 0,0025º y a 86º -como tenemos un inclinómetro capaz de más o menos 90º- es de alrededor de 0,06º.
James Saunders: En el caso de una AMTS, depende de cómo se configure, siempre que no se supere el alcance de la estación total, por ejemplo, unos 120 metros. La precisión es milimétrica: más o menos 1 mm. Si se amplía el alcance, seguirá funcionando, pero se perderá precisión.
¿Tiene ejemplos de aplicaciones de distanciómetros láser?
Ángela Lluch: Sí, se utilizan en túneles para obtener la distancia de convergencia. También se pueden instalar en pozos o cualquier tipo de excavación para monitorizar el movimiento, para saber si el pozo se está expandiendo o encogiendo. También pueden instalarse para monitorizar taludes, por ejemplo, si hemos detectado zonas en las que se prevén desprendimientos de rocas. En ese caso, podríamos colocar el inclinómetro y simplemente apuntar a esa roca o masa y ver si esa distancia cambia con el tiempo.
Hay muchas, muchas otras aplicaciones en las que podríamos utilizar los nodos láser para la vigilancia.
¿Se pueden orientar los inclinómetros sólo en horizontal?
Angela Lluch: Depende del rango de medición. Nuestro inclinómetro va de cero a más o menos 90º, por lo que puede tomar cualquier orientación. Sin embargo, si utilizas inclinómetros de otro fabricante, tienes que comprobar el rango de medición que pueden proporcionar.
¿Qué hace que un inclinómetro envíe datos a la pasarela?
Angela Lluch: Cualquier medición registrada en el inclinómetro se envía por radio a una red; no está vinculada a ningún umbral. La frecuencia dependerá de la tasa de muestreo elegida para cada dispositivo y del número de sensores conectados a la red. El sensor permanece inactivo y sólo se despierta para medir y enviar datos.
¿Proporcionan programas informáticos para calcular el peralte y la torsión?
Angela Lluch: A través de la herramienta de gestión de la conectividad es posible configurar para calcular el peralte.
¿Dispone de un sistema inteligente para filtrar las falsas alarmas introducidas por los cambios de temperatura en el carril?
Ignasi García-Mila: Nuestros nuevos dispositivos proporcionan un promedio de conjuntos de datos, que pueden utilizarse para filtrar datos ruidosos.
¿Es necesario comprobar los cambios de coordenadas de los inclinómetros de vía instalados para obtener los desplazamientos absolutos?
Ángela Lluch: Sí, como se explicó durante el seminario web, los inclinómetros solo pueden proporcionar un movimiento relativo que tiene que compensarse con las lecturas cero o iniciales. Como resultado, se obtiene un movimiento diferencial a lo largo del tiempo. Si estás interesado en tener un movimiento absoluto o coordenadas, tendrás que realizar un levantamiento topográfico.
Para más información, vea ahora el seminario web.
