¿Por qué certificar los sistemas relacionados con la seguridad en los trenes?

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Regioflexx, el sistema de control de frenos integrado de última generación de Wabtec para aplicaciones de línea principal, ha recibido la aprobación del concepto de seguridad de TÜV SÜD y, en la fase de diseño, ha demostrado que cumple al 100% con todas las normas EN relevantes de DB Systemtechnik. Al optar por utilizar componentes certificados, los fabricantes y operadores de automóviles facilitan la certificación de trenes completos, especialmente cuando se trata de elementos críticos para la seguridad, como los frenos. Con Regioflexx, una solución vanguardista totalmente certificada, Wabtec apoya a la industria ferroviaria aumentando la seguridad y haciendo que el proceso de certificación de trenes completos sea más fácil y eficiente.

Hace algunas décadas, un nuevo tren era un ejercicio de diseño conjunto entre una administración ferroviaria, un fabricante de automóviles y varios proveedores de equipos. Afortunadamente, las cosas han cambiado desde la entrada en vigor de la Especificación Técnica de Interoperabilidad (TSI), junto con las correspondientes normas EN armonizadas.

Desde la introducción de la ETI, los operadores deben implementar trenes que cumplan con la ETI, y los trenes nuevos que entreguen los fabricantes de automóviles deben demostrar que cumplen con la ETI. Esto implica la certificación completa de los trenes, lo que, por supuesto, resulta mucho más fácil cuando ya se han certificado todos los componentes básicos, en particular los componentes de seguridad, como los frenos.

En Wabtec, dimos un gran paso adelante hace años cuando presentamos Metroflexx, una nueva generación de control de frenos integrado para el transporte público. Metroflexx ahora forma parte de nuestro catálogo de productos estándar y está en servicio en varias regiones del mundo. TÜV SÜD realizó con éxito la certificación de seguridad de Metroflexx.

El siguiente paso natural fue extender este concepto de control de frenos a las aplicaciones principales; por eso, en 2018, comenzamos a desarrollar Regioflexx. Desde las primeras etapas, tuvimos claro que Regioflexx necesitaría un proceso de certificación sólido desde la etapa de diseño, tanto por motivos de seguridad como de cumplimiento de la TSI. Trabajamos con TÜV SÜD para la certificación de seguridad y DB Systemtechnik para la verificación del cumplimiento de las normas TSI y EN.

Regioflexx: un concepto de diseño innovador

Regioflexx es un dispositivo totalmente integrado en el que la electrónica y la neumática se encuentran en una caja pequeña, ligera y versátil. Incluye todas las funciones habituales de control de los frenos, monitorización y comunicación con el tren.

Regioflexx cuenta con dos unidades electrónicas totalmente independientes: una SIL 2 que realiza la función habitual de control de la unidad de control de frenos (BCU) y una SIL4 que monitoriza la unidad SIL2, además de funciones avanzadas. El SIL2 BCU controla el freno de servicio y la protección antideslizamiento de las ruedas (WSP) mediante dos canales independientes de la unidad EP. La ventaja de este diseño es que, en caso de una sola falla, se garantiza al menos la mitad del esfuerzo de frenado. Esto contribuye a lograr la velocidad de frenado de emergencia garantizada (GEBR) más alta del tren.

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AR: Depósito auxiliar; BC1 y BC2: presión 1 y 2 del cilindro de freno

La unidad de seguridad (SIL4) garantiza el almacenamiento continuo de una presión piloto proporcional a la carga del vehículo. Esta presión piloto siempre está disponible para realizar un frenado de emergencia ponderado. Además, Regioflexx implementa funciones innovadoras del SIL4, como el temporizador de seguridad WSP, la gestión inteligente y la emulación tradicional de válvulas neumáticas (por ejemplo, válvulas distribuidoras, válvulas de carga media y válvulas multietapa). También utiliza la compensación de la desaceleración del vehículo, el control de la rotación de las ruedas y el freno de retención.

Una sólida metodología de certificación y validación

Wabtec implementó un proceso sólido para obtener la certificación. Empezamos por identificar las limitaciones del mercado ferroviario, las tolerancias de los componentes neumáticos y las obligaciones derivadas de sus actividades de mantenimiento, antes de centrarnos en las mejoras para reducir o eliminar estas limitaciones. Los siguientes pasos fueron la definición del concepto y la aprobación del concepto de seguridad por parte del evaluador de seguridad (TÜV SÜD). El concepto también fue aprobado por un evaluador independiente (DB Systemtechnik) en relación con el cumplimiento de las normas aplicables. A continuación, procedimos al diseño y la validación del prototipo y, a continuación, de la serie preliminar, antes de llevar a cabo las evaluaciones finales, las pruebas en el tren y el servicio de recaudación de ingresos.

TÜV SÜD analizó exhaustivamente el sistema y evaluó el cumplimiento del nivel de seguridad de acuerdo con los estándares de la serie EN 50126. Se confirmó el cumplimiento y TÜV SÜD otorgó la aprobación del concepto de seguridad de Regioflexx.

DB Systemtechnik evaluó el cumplimiento por parte de Regioflexx de los siguientes estándares del sistema:

• TSI Loc & Pass
• EN 16185-1 (sistema de frenos XMU)
• EN 15595 (WSP)
• EN 15734-1 (sistema de frenos para trenes de alta velocidad)
• EN 14198

Además, se verificó el cumplimiento de las siguientes normas de producto:

• EN 15611 (válvulas de relé)
• EN 15355 (válvula distribuidora)

Se revisaron 3.782 cláusulas diferentes y no se identificó ni un solo problema de incumplimiento. Ahora estamos empezando a revisar las normas técnicas nacionales notificadas (NNTR) para algunos países europeos clave con DB Systemtechnik.

Conclusión de la evaluación del Dr. Stefan Dörsch (DB ST)

Sobre la base de las investigaciones realizadas hasta el momento y tras la realización de las adiciones acordadas (integración en la documentación), DB Systemtechnik GmbH afirma como conclusión preliminar que el diseño del sistema de frenos RegioFlexx se creó de acuerdo con los requisitos de las normas mencionadas anteriormente (TSI LOC&PAS:2014, EN 16185-1:2015, EN 15595:2019, EN 15734:2013 y EN 14198:2019).

La evaluación de la seguridad funcional, en particular los niveles de seguridad especificados de las diversas funciones de RegioFlexx, no se incluye en la revisión de DB Systemtechnik GmbH. Forma parte de una inspección independiente realizada por TÜV SÜD Rail GmbH.