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Todas las formas en que podríamos hacer que los trenes sean más seguros e inteligentes

2020

Viajar en tren puede ser sencillo y sin complicaciones, o absolutamente miserable. Esta primavera, una serie de descarrilamientos y demoras causadas por el envejecimiento del equipo en la estación Penn de Nueva York gruñó los viajes al centro ferroviario más concurrido de América del Norte, que culminó en un plan para reparaciones muy necesarias que interrumpirán los horarios de los viajeros durante meses.

Estamos muy lejos de eliminar este tipo de molestias relacionadas con el tren, y el ferrocarril de pasajeros en los Estados Unidos continúa luchando con la infraestructura antigua y la escasez de fondos. Pero el ferrocarril es una forma bastante segura de moverse (más que conducir, y hay algunas maneras en que los trenes y las vías en las que circulan pueden mejorarse. Aquí hay cinco tecnologías que estamos usando para hacer que los trenes sean más rápidos, seguros y más eficiente:

Control positivo del tren

Esta tecnología puede prevenir accidentes al detener un tren antes de que se meta en problemas. Un tren equipado con control de tren positivo utiliza señales de GPS, Wi-Fi y radio para saber qué esperar en la pista que se encuentra adelante, luego determina cuándo debería comenzar a disminuir la velocidad en función de su propia velocidad y peso.

Entonces, si un tren va demasiado rápido o el ingeniero no hace caso a una señal de parada, el control positivo del tren puede frenar antes de que descarrile o golpee a otro tren. Pero en otras situaciones, como si un automóvil está atascado en un próximo cruce ferroviario, podría no ser de mucha ayuda. Se están ideando otras tecnologías para detectar personas, árboles y automóviles en las vías y advertir a un tren, dice Devin Rouse, director de la División de Ferrocarriles de Pasajeros de la Administración Federal de Ferrocarriles.

Originalmente se suponía que el control positivo del tren se generalizaría a fines de 2015; Desde entonces, el Congreso ha retrasado ese plazo hasta finales de 2018, aunque la tecnología se ha adoptado en algunas áreas. Una razón por la cual el control positivo de los trenes ha sido difícil de implementar es que los trenes en los Estados Unidos frecuentemente viajan en las vías de otros ferrocarriles. "Tendrán que poder hablar juntos independientemente de la línea de ferrocarril, dice Jessica Kahanek, secretaria de prensa de la Asociación de Ferrocarriles Americanos". Si se trata de un tren BNSF [de carga], tendrá que responder en la misma red que un tren de Amtrak lo haría ".

Sin embargo, una vez que se instala el control positivo del tren en un tren, se puede ajustar para hacer algunos trucos adicionales. "La industria ha invertido una gran cantidad de dinero en esta tecnología, que básicamente pone esta computadora a bordo que puede hacer mucho más de lo que están haciendo con ella en este momento", dice Rouse.

Actualmente, la mayoría de los ferrocarriles y subterráneos utilizan señalización fija de bloque, donde la vía se divide en diferentes secciones que solo pueden ser atravesadas por un tren a la vez. "Eso podría ser millas y millas ... donde solo podría haber un tren en el bloque de señal", dice Rouse.

Idealmente, los trenes usarían un sistema de bloque móvil, en el que se calcula una zona segura alrededor del tren real. Este amortiguador permitiría que más trenes viajen más cerca uno del otro, más rápidamente sin correr el riesgo de colisión.

Con un poco de planificación, podría utilizar la "inteligencia" de PTC para ayudar a los trenes a migrar a sistemas de bloques en movimiento. Por ejemplo, podría agregar sensores dentro del tren para decirle a la computadora su peso preciso. Entonces podría haber menos conjeturas involucradas en calcular cuánto tiempo tomaría frenar ese tren.

Zonas de deformación

Cuando un automóvil sufre un accidente, el capó está diseñado para derrumbarse, absorbiendo la energía para proteger a los pasajeros. Ha sido más difícil descubrir cómo diseñar zonas de deformación similares para los trenes, dice Rouse. Se necesitan muchas pruebas para asegurarse de que ha diseñado un vehículo para "fallar" de la manera que lo desea. Los vagones son mucho más grandes que los automóviles, por lo que sacrificar algunos para destrozarlos se vuelve muy costoso muy rápidamente.

Y debido a que los trenes son tan grandes y pesados, si chocan, hay más energía para absorber de lo que un automóvil necesitaría. "Estás hablando de otro mundo en términos de lo que el material puede hacer realmente", dice Rouse. “Es una pregunta mucho más complicada de cómo se comportará esta estructura. No es un pequeño conjunto de marcos compactos como un automóvil ”.

Recientemente hemos tenido computadoras que pueden ejecutar diferentes escenarios de accidentes y predecir cómo respondería un vagón de ferrocarril, lo que permite a los ingenieros finalmente diseñar zonas de deformación para los trenes. La mayoría de los trenes nuevos están equipados con esta característica de seguridad, que se llama gestión de energía de choque.

Chequeos

No son solo los errores humanos los que pueden causar un accidente, sino los problemas con el tren en sí o las vías en las que se ejecuta. Afortunadamente, hay formas de detectar estos defectos desde el principio.

El Transportation Technology Center, Inc. en Pueblo, Colorado prueba el equipo ferroviario para determinar cómo se puede mejorar o cuándo necesitará una puesta a punto. Esto puede significar abusar de las ruedas o vagones en el laboratorio para ver cuánto desgaste pueden soportar antes de que comiencen a descomponerse, dice Kahanek. Una máquina sacude vagones para imitar las vibraciones de años de un tren en movimiento.

Otra tecnología verifica los trenes y las vías que ya están en servicio para ver qué tan bien están envejeciendo. Se pueden instalar detectores en el camino a lo largo de las vías para escanear los trenes que pasan en busca de problemas tales como ruedas agrietadas. Otros ingenieros están trabajando en sensores que se pueden meter en los trenes. A medida que el tren se ocupa de sus asuntos, estos sensores revisan la vía debajo para detectar fallas.

Uno de esos defectos son los espacios que se pueden formar entre las cruces (las vigas de madera que sostienen los rieles del tren) y las rocas trituradas destinadas a mantenerlos en su lugar. Estos vacíos son un poco como baches; si se deja crecer, pueden dañar la suspensión de un tren o incluso descarrilarla. Investigadores de Siemens y de la Universidad de Huddersfield en el Reino Unido han ideado una forma de buscar estas brechas no deseadas: su sensor detecta huecos al leer los cambios sutiles en el movimiento de un tren cuando pasa sobre ellos.

Normalmente, este tipo de problemas son descubiertos por vehículos especiales que se envían periódicamente para buscar problemas. Pero la nueva tecnología es lo suficientemente simple como para instalarse en trenes de pasajeros, por lo que ningún tramo de vía escapará a la atención por mucho tiempo. "En lugar de que un vehículo de grabación de pistas lo revise, tal vez una vez cada pocos meses, los trenes viajarán sobre él con este sistema a bordo más regularmente", dice Farouk Balouchi, investigador del Instituto de Investigación Ferroviaria de la universidad.

Esta tecnología podría adaptarse para otros usos, como asegurarse de que un tren esté dando a los pasajeros un viaje lo suficientemente suave. "Se supone que los vehículos deben viajar ... con una cierta calidad de conducción, y este sistema puede detectar si tiene un bajo rendimiento", dice Balouchi.

Drones

Los ferrocarriles también han comenzado a experimentar con drones. Los drones pueden ser útiles al inspeccionar áreas que son difíciles de alcanzar para los humanos, como los puentes. "Estos drones pueden volar por debajo sin tener que enganchar a un trabajador, dice Kahanek. Los drones también podrían funcionar en climas desagradables o peligrosos, como el frío invernal que puede hacer que se rompan los rieles de acero".

Pero también pueden ayudar a los ferrocarriles a decidir cómo responder en una emergencia. En 2015, BNSF Railway voló aviones no tripulados sobre tramos de ferrocarril afectados por las inundaciones en Texas y Oklahoma a cero en las áreas dañadas a las que no se podía llegar a pie.

Y cuando un tren se estrella, los drones pueden asegurarse de que los primeros respondedores sepan qué tipo de calor, productos químicos u otros riesgos enfrentan. "Pueden volar estos [paquetes] y soltarlos y obtener lecturas del sensor sin que alguien tenga que ponerse el traje de materiales peligrosos, entrar, soltarlo y luego salir", dice Kahanek.

Tren de alta velocidad

Cuando se trata de trenes de alta velocidad, Estados Unidos va muy por detrás de otros países. Los trenes Acela Express de Amtrak, que sirven a ciudades entre Washington, DC y Boston, pueden operar a velocidades de hasta 150 millas por hora, pero algunas áreas de la vía solo pueden manejar velocidades de 25 millas por hora.

Aún así, hay razones para esperar un tránsito más rápido. California planea instalar un sistema ferroviario de alta velocidad que enviaría trenes que zumban entre San Francisco y Los Ángeles a velocidades de más de 200 millas por hora, aunque el progreso ha sido lento. Texas también está considerando el tren de alta velocidad. Los pasajeros en el Hyperloop propuesto por Elon Musk viajarían más de 700 millas por hora. También se están considerando propuestas para instalar trenes maglev en el noreste.

Y hay otras virtudes además de la velocidad. Japón es famoso por sus trenes bala, pero en realidad no son la única razón por la que sus preciadas líneas de trenes Shinkansen son conocidas por sus salidas frecuentes y oportunas. "Tienen un sistema informático que es realmente el cerebro detrás de esa operación, que hace mucho más de lo que normalmente estamos acostumbrados a depender de la tecnología para hacer aquí en los Estados Unidos", dice Rouse. Detrás de escena, hace muchas tareas, desde programar y despachar trenes hasta averiguar qué tripulaciones y trenes están disponibles y cambiar la ruta de los trenes para evitar demoras.

`` Hay muy pocos sistemas, si es que conozco, en los EE. UU. Que unan todas esas cosas en términos de ejecutar el ferrocarril como lo hacen los sistemas japoneses '', dice Rouse. . Sería más complicado implementar este tipo de tecnología para las líneas ferroviarias existentes en los Estados Unidos. Al igual que el control positivo del tren, tendría que disputar diferentes ferrocarriles que comparten las mismas vías.

`` Complica un poco las cosas, pero ciertamente podrías encontrar una manera de hacerlo '', dice Rouse.

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