Monitoreo de rodamientos de ruedas de vagones de ferrocarril en el punto de mira

May 07, 2023

Dan Carney | 24 de febrero de 2023

Según el informe preliminar de la Junta Nacional de Seguridad en el Transporte (NTSB), un cojinete de rueda sobrecalentado provocó el descarrilamiento del tren de carga en East Palestine, Ohio.

Los investigadores descubrieron que un cojinete del vagón 23 del tren 32N se estaba sobrecalentando gracias al detector de "caja caliente" instalado en la vía. Este sistema advirtió a la tripulación del tren sobre la condición según lo diseñado, pero el camino se descarriló mientras lo detenían.

El operador Norfolk Southern emplea un sistema de detectores de cajas calientes en la línea Fort Wayne, donde ocurrió el accidente. Según el Centro de Análisis de Sistemas Dinámicos de Villanova, hay más de 6000 detectores en las vías en América del Norte dedicados a identificar componentes defectuosos de vehículos ferroviarios, incluidas ruedas, cojinetes y sistemas de camiones.

La mayoría de estos sistemas de monitoreo al costado del camino son detectores de cojinetes calientes, dice la escuela en su informe de Diagnóstico de vehículos ferroviarios. Estos sensores al costado de la vía utilizan sensores de temperatura infrarrojos sin contacto para monitorear la temperatura de la carcasa del rodamiento cuando pasan los vehículos ferroviarios. Cuando la temperatura del cojinete supera un umbral (normalmente 220 °F (105 °C) por encima de la temperatura ambiente), el sistema activa una alerta.

Tal acumulación de temperatura ocurre solo en condiciones severas de fallas, dice Villanova. Ese fue el caso en este descarrilamiento, según la NTSB. La junta descubrió que en el poste de la milla 79.9, el sospechoso que se dirigía al automóvil número 23 tenía una temperatura registrada de 38 °F por encima de la temperatura ambiente. En el poste de la milla 69.01, cuando el tren pasó por el siguiente detector de caja caliente, la temperatura registrada del rodamiento era de 103 °F por encima de la temperatura ambiente. Veinte millas más tarde, mientras pasaba por un tercer detector de caja caliente, la temperatura del cojinete sospechoso se disparó a 253 °F por encima de la temperatura ambiente y sonó la alarma.

Los umbrales de alarma HBD de Norfolk Southern (por encima de la temperatura ambiente) y los criterios para los cojinetes son:

La observación del segundo HBD de 103 °F por encima de la temperatura ambiente fue insuficiente para activar una alerta y, para el siguiente detector, la situación ya estaba fuera de control.

El monitoreo continuo podría haber advertido antes a la tripulación del tren, y esa es una posibilidad.

Escribiendo en Global Railway Review, el entonces Bombardier Transportation (la división ferroviaria ahora es parte de la compañía francesa Alstom), el Gerente de Producto de Mecatrónica Volker Brundisch, en Bombardier Transportation describió tres métodos para monitorear la condición del material rodante.

Los dos primeros, POM y TOM, podrían proporcionar monitoreo continuo, pero instrumentar todo el material rodante resulta costoso. Además, la probabilidad de falla debido al mantenimiento y las reconstrucciones programadas regularmente hace que el retorno de esta inversión sea bajo. "POM es especialmente interesante desde el punto de vista de un ingeniero, más que desde el punto de vista de un accionista para el propietario del vehículo", señala Brundisch.

TOM parece difícil de manejar, ya que requiere intercambiar el equipo de monitoreo entre los vagones y dejar esos vagones fuera de servicio mientras se realiza el trabajo. PTM, por otro lado, nunca puede proporcionar la misma precisión y continuidad que POM, pero la rareza de las fallas catastróficas y el costo de instrumentar cada vagón hacen que POM sea una decisión difícil, concluye Brundisch.

El fabricante y reconstructor de rodamientos Timken señala que el mantenimiento regular de los rodamientos hasta en cinco reconstrucciones puede mantener un rodamiento de rueda de riel en servicio durante medio siglo, llamando a esto un ejemplo de circularidad económica. "La práctica reduce los impactos ambientales y continúa una larga tradición de aprovechar al máximo las piezas y materiales valiosos en lugar de reemplazar automáticamente lo viejo por lo nuevo", afirma la compañía en su blog.

El tiempo de respuesta para la reconstrucción de un rodamiento es de 7 a 10 días según la empresa, lo que se compara con esperar entre seis semanas y tres meses para los nuevos. No solo eso, sino que la garantía de Timken es la misma para los rodamientos reconstruidos que para los nuevos. "¿Por qué arrojarías un rumbo perfectamente bueno que solo necesita un trabajo menor?" preguntó Tony Koesters, quien administra la división North America Rail Services de Timken. "Al recuperar la mayor parte del rodamiento, se reducen las materias primas en aproximadamente un 81 por ciento, eliminando la energía necesaria para producirlas".

Más información sobre formatos de texto