Mantenimiento ferroviario: la nueva frontera de la vigilancia inalámbrica

Los ferrocarriles necesitan un mantenimiento constante para garantizar la seguridad tanto de los pasajeros como de los trabajadores ferroviarios. Además, los tiempos de inactividad de las líneas ferroviarias suponen un gran coste económico para las empresas ferroviarias, no sólo en forma de medidas correctoras, sino también por la insatisfacción de los clientes y las indemnizaciones. En la actualidad, la supervisión ferroviaria para el mantenimiento predictivo es bastante básica: en la mayoría de las redes ferroviarias, un tren especial con sensores en las ruedas recorre toda la red ferroviaria una vez en un periodo de tiempo determinado, normalmente de 6 a 12 meses. Este tren mide varios parámetros clave en todo el sistema ferroviario. En particular, rastrea los cambios en la diferencia de altura y la anchura entre las dos líneas, ya que si estas distancias cambian, el riesgo de descarrilamiento del tren puede aumentar masivamente. El "tren de vigilancia" identifica así dónde pueden ser necesarias correcciones en las líneas. Sin embargo, esta medición sólo se realiza de forma esporádica; en los meses restantes, nadie sabe lo que ocurre.

Por ello, los operadores ferroviarios necesitan una nueva forma de supervisión que les permita conocer constantemente el estado de las vías. La supervisión inalámbrica es una solución que puede dar a los operadores acceso a datos en tiempo real sobre las vías que supervisan.

Examinaremos algunas de las ventajas de los sistemas de supervisión inalámbrica en tiempo real para la industria ferroviaria:

1. Optimizar el ciclo de mantenimiento

Lossistemas de supervisión inalámbricos transmiten información en tiempo real a los centros de operaciones ferroviarias, lo que significa que los operadores tienen acceso a un flujo continuo de información sobre el estado de sus vías, lo que les permite optimizar el ciclo de mantenimiento. A diferencia de los métodos tradicionales de supervisión, como el "tren de supervisión" mencionado anteriormente, que sólo producen información obsoleta cada pocos meses, la supervisión inalámbrica en tiempo real permite a los operadores ver la situación real sobre el terreno en cualquier momento. Esto significa que pueden detectar posibles anomalías en las vías férreas y llevar a cabo el mantenimiento no sólo de forma reactiva, sino antes de que se produzcan incidentes. Si una zona de la vía parece moverse fuera de los parámetros de lo "normal", los operadores ferroviarios pueden desplegar equipos de mantenimiento ferroviario para comprobar la zona y aplicar las medidas necesarias antes de que ocurra algo, como el descarrilamiento de un tren.

2. Introducir la predicción

Si se combinan con herramientas de aprendizaje automático, las soluciones de monitorización inalámbrica también pueden mejorar su capacidad para predecir posibles incidentes a lo largo del tiempo, construyendo modelos más precisos a medida que se introducen más conjuntos de datos. La acumulación de datos sobre el estado de las vías durante un largo periodo de tiempo da a los operadores la oportunidad de construir modelos predictivos. También les proporciona acceso a información precisa y a largo plazo sobre cómo es probable que se comporten las vías en determinadas circunstancias, por ejemplo, durante incidentes meteorológicos extremos como olas de calor o heladas.

La medición a largo plazo del comportamiento de las vías y del terreno circundante es necesaria para la modelización y la planificación estratégicas: en particular, permite planificar el mantenimiento predictivo con antelación, incluso si no se detectan anomalías.

3. Responde a las necesidades específicas de los ferrocarriles

Los ferrocarriles tienen necesidades específicas de supervisión; los sistemas de supervisión inalámbricos pueden satisfacerlas de varias maneras si ofrecen los medidores y el software adecuados y específicos para el ferrocarril.

• En primer lugar, las vías tienen que ser supervisadas regularmente con un inclinómetro debido a la necesidad de poder medir en diagonal. Dado que no se puede equipar toda la red con estos medidores y sensores, el proveedor del sistema de monitorización inalámbrica tiene que ayudar a la empresa ferroviaria a identificar los puntos estratégicos a lo largo de las vías en los que las mediciones son más cruciales (quizás puntos vulnerables a las fluctuaciones) y que reflejarán con mayor precisión el estado del resto de las vías. Colocar un inclinómetro en una parte de la infraestructura en la que se sabe que hay una mayor probabilidad de inclinación dará mejores resultados en términos de poder prevenir incidentes. Esto puede utilizarse para supervisar las infraestructuras estáticas existentes, como túneles y puentes.
• Además, los ferrocarriles necesitan un sistema remoto de bajo mantenimiento, ya que el acceso a ciertas partes de las vías puede ser difícil, arriesgado o molesto, y el mantenimiento o la supervisión podrían suponer un tiempo de inactividad de las vías. La durabilidad también es clave. Las vías férreas son entornos difíciles: están expuestas a todo tipo de condiciones meteorológicas y a maquinaria metálica muy pesada y de rápido movimiento (por ejemplo, trenes). El hardware de monitorización, como los sensores y los nodos de datos que se utilizan para digitalizarlos, tiene que ser lo más duradero posible. Muchos sistemas de monitorización inalámbricos están diseñados específicamente para ello, por lo que los operadores ferroviarios deben buscar el proveedor que pueda garantizar su durabilidad.

Una foto de un tren que descarriló tras un derrumbe entre Arisaig y Glenfinnan, Lochaber, en enero de 2018 (Foto: PA)

4. Vigilancia de la zona circundante

Las soluciones de vigilancia inalámbrica no sólo permiten a los operadores vigilar sus vías férreas, sino también la zona circundante. Esto es esencial: a menudo los incidentes, como los descarrilamientos, no se deben a fallos en la vía, sino a movimientos en el terreno circundante. Un tren en Escocia, por ejemplo, se descarrilado en enero de 2018 después de que las dramáticas condiciones meteorológicas provocaran un importante corrimiento de tierras. Medir cómo se comporta el suelo alrededor de las vías es especialmente clave si hay una obra cercana: los operadores necesitan medir la presión del agua y los sistemas del suelo, por ejemplo. Por tanto, los operadores ferroviarios necesitan un conocimiento mucho más amplio de toda la zona que rodea a las vías para obtener una imagen más clara de la situación sobre el terreno. Las constantes aportaciones de datos de los sensores, colocados no sólo en la infraestructura principal, sino también en la zona circundante, dentro de los pozos de sondeo, los edificios o incluso en el suelo, permiten un modelado del contexto que puede garantizar una planificación y unas decisiones estratégicas precisas.

5. Reducción de riesgos

La seguridad de los pasajeros y los trabajadores de las líneas ferroviarias es una de las principales preocupaciones de los operadores ferroviarios. El mantenimiento predictivo en tiempo real, facilitado por la monitorización inalámbrica, permite a los operadores realizar un mantenimiento predictivo de sus vías. Esto permite el mantenimiento tanto en el momento inmediato (señalando los problemas a medida que surgen) como a largo plazo (construyendo modelos estratégicos contextuales y a largo plazo para garantizar el tipo de mantenimiento más preciso).

El mantenimiento ferroviario predictivo, basado en la tecnología IoT, reduce de forma masiva el riesgo de que se produzca un incidente, ya que los operadores pueden tanto implementar acciones de mantenimiento preventivo como planificar estratégicamente el mantenimiento a través de conjuntos de datos acumulados.

Esto supone un enorme ahorro a largo plazo: el tiempo de inactividad de las líneas ferroviarias debido a incidentes cuesta a las empresas ferroviarias miles de dólares por minuto. Además, las medidas correctoras después de un incidente son, a largo plazo, bastante más caras que los pequeños ajustes predictivos realizados regularmente a lo largo del tiempo.

6. Supervisión a distancia y a larga distancia

Las vías férreas no son fáciles de supervisar y mantener manualmente. Como hay muchos entornos que no se pueden supervisar manualmente sin tener que poner en riesgo a los trabajadores o dejar fuera de servicio la línea ferroviaria, la supervisión remota a larga distancia es imprescindible para los operadores ferroviarios.

Otra razón por la que la supervisión inalámbrica de IoT es clave para la industria ferroviaria es la necesidad de supervisar los puntos de conmutación.

Las agujas, a menudo situadas en puntos aleatorios a lo largo de las vías férreas en medio del campo, son especialmente vulnerables a ser dañadas por personas que desean vandalizar el equipo ferroviario. Los vándalos pueden causar daños importantes en un punto de aguja y dejar fuera de servicio una línea ferroviaria, o varias, durante muchas horas, lo que provoca retrasos y costes considerables para el proveedor ferroviario. El uso de cámaras y sensores para vigilar los puntos de aguja en tiempo real permite a los operadores ver quién puede estar interfiriendo en un punto de aguja, dónde está ocurriendo y cuándo. Esto también actúa como elemento disuasorio para los vándalos, que saben que es más probable que sean atrapados con los sensores y las cámaras instalados.

7. Integración con los sistemas heredados

Dado que las distintas empresas ferroviarias utilizan diversos sistemas informáticos e interactúan constantemente con una serie de partes interesadas del sector público y privado que también tienen sus propios sistemas, cualquier sistema de supervisión debe poder integrarse con estos sistemas existentes. Muchos sistemas de vigilancia inalámbricos pueden integrarse con cualquier sistema informático y trabajar con una serie de sensores y nodos de datos, pero no todos lo ofrecen. La elección de un sistema que pueda integrarse fácilmente con los sistemas y equipos existentes, y de un proveedor que pueda asesorar sobre la mejor manera de hacerlo, es especialmente esencial para el sector ferroviario, en el que se juega mucho en lo que respecta a la instrumentación y la supervisión.