Sistema de protección antideslizante SIL 4 Wheel: ¿mito o realidad?

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En el transporte ferroviario, los sistemas de protección antideslizamiento de las ruedas (WSP) gestionan el delicado problema de la adhesión entre las ruedas y los rieles. En situaciones secas, la adherencia entre la rueda de acero y el raíl de acero ya es baja por naturaleza. Esta adherencia disponible representa el límite físico del rendimiento de frenado del tren. Los factores externos, como la lluvia, el hielo, las hojas caídas, la contaminación o la contaminación con aceite o grasa, pueden reducir aún más la adherencia disponible. Por este motivo, los proveedores de frenos ferroviarios llevan muchos años desarrollando sistemas de protección contra el deslizamiento de las ruedas. Estos sistemas controlan la velocidad de rotación de los cuatro ejes del vehículo en tiempo real, calculando la velocidad promedio del vehículo y la variación de la velocidad de rotación del eje. Cada vez que el sistema detecta un deslizamiento del eje, la protección antideslizante ajusta la presión en los cilindros de freno correspondientes para garantizar que el eje no se bloquee, lo que evita el riesgo de que la rueda se pinche, lo que podría ser un problema de seguridad en las operaciones del tren. El sistema garantiza que cada eje utilice la adherencia disponible para generar la fuerza de frenado.

En el escenario anterior, existe el riesgo de que uno o más ejes permanezcan con el freno liberado si se produce algún fallo en el control antideslizante de las ruedas o si la adherencia es muy baja. Evidentemente, soltar el freno no es seguro. Por eso, todos los sistemas antideslizantes de las ruedas incluyen una función de vigilancia (WD) independiente que vuelve a aplicar todo el esfuerzo de frenado si el dispositivo de protección antideslizante ordena soltar el freno durante más tiempo que el establecido (a menudo, 10 segundos). En definitiva, significa que es preferible aplicar el freno y correr el riesgo de que el eje se deslice por completo a no frenar en absoluto.

Esta función de vigilancia es clave para garantizar la seguridad en los sistemas tradicionales de protección antideslizamiento de las ruedas. El guardián es un dispositivo de hardware independiente que deja la función WSP desactivada una vez que se ha activado.

En realidad, la primera generación de sistemas WSP evitaba el deslizamiento del eje al liberar por completo la fuerza de frenado cuando se detectaba un deslizamiento. El inconveniente de este tipo de sistema era el drástico aumento de la distancia de frenado debido a la degradación de la adherencia.

La segunda generación de sistemas WSP (introducida en la década de 1990) es capaz de gestionar completamente el deslizamiento de cada eje, lo que permite aprovechar al máximo la adherencia disponible. Gracias a esto, la distancia de frenado en caso de adherencia degradada se reduce considerablemente, lo que contribuye a aumentar la seguridad de la operación del tren.

Aun así, a algunos operadores les gustaría que el sistema de protección antideslizamiento de las ruedas tuviera un nivel de seguridad más alto, especialmente cuando se utiliza en el freno de emergencia.

Cuando desarrollamos nuestra familia Metroflexx y Regioflexx de control de frenos integrado, utilizamos una arquitectura electrónica dual. Una unidad de nivel de integridad de seguridad 2 (SIL 2) realiza la función habitual de la unidad de control de frenos (BCU), y una unidad SIL 4, con hardware y software SIL 4, realiza funciones de supervisión y redundancia. Esta arquitectura electrónica específica ha creado nuevas oportunidades para reforzar la seguridad del sistema de protección antideslizamiento de las ruedas:

• Una función de monitorización SIL 4 que monitorea continuamente la protección antideslizante de las ruedas comprobando el comportamiento de cada eje (velocidad, deceleración, etc.) y gestiona el esfuerzo de frenado para obtener una desaceleración óptima con la adherencia disponible en tiempo real.
• Una función de vigilancia totalmente certificada por el SIL 4. La función de vigilancia tradicional permanece activa, pero la monitorización del WSP evita su activación mediante un control rápido y altamente preciso. Por lo tanto, la monitorización del WSP reduce significativamente el riesgo de que el eje se bloquee o pinche la rueda en condiciones de muy baja adherencia, lo que mejora la seguridad y la disponibilidad del tren.
• Está disponible una función integrada de monitorización de la rotación de las ruedas (WRM) del SIL4 para aplicaciones a muy alta velocidad, lo que permite simplificar enormemente el sistema tanto para el fabricante del automóvil (coste inicial) como para el operador (coste de mantenimiento).

La reacción del mercado ante el aumento de la seguridad y el rendimiento de los sistemas de protección antideslizamiento de las ruedas ha sido tan positiva que hemos decidido ofrecer la misma tecnología en los sistemas de frenado tradicionales, utilizando sistemas neumáticos y BCU independientes. Hemos desarrollado la placa SIL 4 Wise ™ para integrarla en nuestra tradicional unidad de control de frenos (BCU) Gemini II. Wise ™ es una solución de hardware y software SIL 4 dedicada y totalmente independiente que utiliza su propia fuente de alimentación.

Cuando está equipado con Wise ™, tu tren puede utilizar la protección contra el deslizamiento de las ruedas al frenar de emergencia sin ningún problema de seguridad, gracias a la función de vigilancia SIL 4. La función de control de deslizamiento de las 4 ruedas del SIL puede hacer que tu tren sea mucho más resistente en condiciones de muy baja adherencia. Además, los costes de mantenimiento se pueden reducir considerablemente gracias a una mejor gestión de la energía en el punto de contacto entre la rueda y el carril.

Así que volvamos a la pregunta inicial sobre la protección antideslizante SIL en las 4 ruedas: ¿mito o realidad? No cabe duda de que seguirá siendo un mito para la mayoría de los actores del mercado por el momento. Pero para Wabtec y nuestra electrónica Wise ™, ya es una realidad, con un diseño y beneficios comprobados.

¿Busca más información sobre los sistemas de protección antideslizamiento de las 4 ruedas SIL y la electrónica Wise ™? Póngase en contacto con nosotros en: brakesandcouplers [at] wabtec [dot] com