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Blog post: Hacia un mantenimiento más inteligente de las infraestructuras ferroviarias

Blog post: Hacia un mantenimiento más inteligente de las infraestructuras ferroviarias

17 | 11 | 2022

España cuenta con una red ferroviaria de alrededor de 16.000 kilómetros de longitud de los que más de 3.000 kilómetros corresponden a la alta velocidad, cifra que le sitúa a la cabeza de Europa y en segundo lugar a nivel mundial por detrás de China. Estos datos, unidos a los proyectos ferroviarios que están ya en marcha, dan una idea de la apuesta de las instituciones por este medio de transporte, que es extensible al conjunto de Europa. De hecho, el Parlamento Europeo designó 2021 como el Año Europeo del Ferrocarril debido a las aportaciones en términos de seguridad y sostenibilidad ambiental de este medio de transporte, y al papel integrador que ejerce en el conjunto del continente.

Estas circunstancias no solo demuestran la defensa institucional generalizada por el ferrocarril como medio de transporte de futuro, sino que también ponen de manifiesto, de manera indirecta, los desafíos a los que se enfrentan los gestores de infraestructuras ferroviarias para ser capaces de identificar las medidas que permitan llevar a cabo un mantenimiento inteligente de estas infraestructuras y, en definitiva, conseguir que el ferrocarril se consolide como un medio de transporte moderno, eficiente, fiable y rentable.

Cómo optimizar el mantenimiento de las infraestructuras ferroviarias

Desde el punto de vista económico, la mayor fuente de ingresos del ferrocarril proviene de la explotación del servicio, mientras que en el extremo opuesto se encuentran las labores de mantenimiento, que constituyen uno de los gastos operativos y de funcionamiento de mayor envergadura, puesto que abarcan las revisiones de la infraestructura y de material rodante, de la energía, de las instalaciones de seguridad y de la señalización y las comunicaciones. Hoy en día estas revisiones no solo suponen una carga desde un punto de vista económico sino también desde el plano operativo y logístico. En la actualidad, las labores de mantenimiento son de tres tipos:

1. Mantenimiento correctivo
La reparación se produce tras detectar una avería, es decir, de una forma no planificada. Este tipo de mantenimiento genera mayores costes de reparación, interrupciones del servicio y perjuicios económicos, y exige una disponibilidad plena del personal de mantenimiento.

2. Mantenimiento preventivo
Se actúa antes de que se produzca cualquier fallo, generalmente en función de un plan de mantenimiento preestablecido con antelación. Sin embargo, no evita que se produzcan averías antes del periodo previsto, y obliga a realizar el mantenimiento con independencia del estado en que se encuentran los sistemas.

3. Mantenimiento basado en la condición
La monitorización del funcionamiento de un sistema permite detectar las primeras señales de deterioro y corregirlas antes de que se produzca una avería e incluso antes de que el servicio se vea mínimamente afectado.

Esta última modalidad, el mantenimiento basado en la condición, es la que permite optimizar el servicio, maximizar su fiabilidad y eficiencia, y reducir costes. Sin embargo, para poder implementarla es necesario obtener información de calidad y en tiempo real sobre el estado de los activos, una tarea todavía complicada por varias razones:

  • Se trata de información descentralizada y, por lo tanto, difícil de obtener.
  • Los datos son escasos porque las mediciones sobre el estado de los activos se llevan a cabo cada varios meses.
  • La información está sujeta en ocasiones a criterios subjetivos del personal que la recopila.
  • No existe una monitorización digital de los datos.

Frente a esta realidad, la progresiva incorporación de nuevas tecnologías asociadas a la digitalización permite anticipar un cambio de paradigma en el mantenimiento de infraestructuras ferroviarias que puede suponer un antes y un después en la consecución de la eficiencia.

 


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Nuevas tecnologías para revolucionar el mantenimiento ferroviario

En este sentido, el despliegue del 5G será un elemento determinante que facilitará la obtención de grandes flujos de datos e información en tiempo real; permitirá la convivencia simultánea de múltiples dispositivos sin saturar la red y, en definitiva, ejercerá como tecnología habilitadora para la puesta en marcha de nuevas herramientas tecnológicas, entre las que destacan:

Inteligencia Artificial y Machine Learning

En la actualidad ya disponemos de tecnología capaz de aprender de forma autónoma para detectar fallos casi imperceptibles en el funcionamiento de un sistema, e incluso anticipar el tiempo de vida útil que le resta para poder realizar una reparación o sustitución en un momento determinado. La analítica avanzada para la conversión del dato en información y de la información en decisión permitirá ofrecer una respuesta inmediata a situaciones anómalas para optimizar el mantenimiento de infraestructuras.

Gemelos digitales

Los digital twins son una de las tendencias con mayor proyección en el ámbito industrial y están llamados a revolucionar el mantenimiento en el sector ferroviario. Este tipo de tecnología permite realizar una representación digital de un sistema concreto para reproducir de forma fiable su comportamiento y poder analizar la evolución de su condición en distintos escenarios y condiciones operativas. Se trata de la herramienta definitiva para habilitar la gestión del mantenimiento predictivo y prescriptivo.

Los gemelos digitales ofrecen numerosas ventajas en el ámbito del mantenimiento:

  • Son una representación digital del activo y, por lo tanto, consiguen reproducir fielmente su comportamiento a través de modelos matemáticos.
  • Ofrecen una visión real de toda la operativa ferroviaria, ya que:
    • Anticipan las condiciones de degradación de un activo provocadas por las condiciones operativas (pasadas, presentes y futuras).
    • Reproducen los mecanismos de degradación.
    • Permiten generar grandes cantidades de datos sintéticos que obedecen al comportamiento del sistema en condiciones de operación controladas, para su utilización en algoritmos de inteligencia artificial.
    • Ayudan a estudiar escenarios predictivos y a analizar el impacto de medidas prescriptivas.

La puesta en marcha de este tipo de tecnologías conlleva una serie de ventajas tangibles, entre las que se encuentran:

  • Una disminución de costes asociados al mantenimiento.
  • El aumento de la disponibilidad de la infraestructura, gracias a la planificación de las tareas de mantenimiento.
  • Una mejora de la seguridad debido a la detección temprana de fallos potencialmente peligrosos para el ser humano y para la propia maquinaria.
  • La aportación de información objetiva y de calidad de forma constante a través de la integración de sistemas digitales de obtención de datos en trenes en servicio, cuestión imprescindible para mejorar la toma de decisiones.

En conclusión, la eficiencia, fiabilidad y rentabilidad del sector ferroviario dependen en buena medida de la optimización de sus labores de mantenimiento y de la implementación de nuevos sistemas inteligentes, en los que la digitalización juega un papel fundamental.

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