RAILSAND

Proyect Overview

Financiador

Programa: RETOS COLABORACIÓN 2017

Partners

• Arcelormittal
• Copasa
• ITMA
• Ceit

Resumen

El mercado de alta velocidad en climas desérticos tiene unas características específicas. La influencia de la arena en el mantenimiento de la infraestructura y la operación ferroviaria es un tema de especial atención por un doble motivo. Por una parte, la presencia de arena en la zona de contacto entre el carril y la rueda puede influir notablemente en el desgaste del carril y la rueda, y en la corrosión del carril. Y, por otra parte, va a cambiar las condiciones de adherencia del vehículo a la vía. Así mismo, las grandes variaciones de temperatura en el día y la bajísima humedad suponen unas condiciones excepcionales para el carril y balasto. El no disponer de tecnología específica para los elementos claves de la infraestructura (carril y balasto) puede suponer que los gastos de mantenimiento de la explotación se disparen por desgastes, corrosión, grietas en soldaduras y degradación precoz del balasto.

Objetivos del proyecto:

En este contexto, RAILSAND tiene por objetivo desarrollar los elementos tecnológicos claves que se indican a continuación:

• El primer objetivo es el diseño de la composición química del acero y el desarrollo de tratamientos termomecánicos y térmicos y para conseguir un nuevo tipo de carril capaz de incrementar la resistencia a la abrasión de la arena del desierto y evitar la corrosión.

• El segundo objetivo es definir un proceso óptimo de reducción química de la escoria de fundición de hierro para la eliminación del CaO hasta el nivel que permita su uso en infraestructuras de clima desértico.

• El tercer objetivo es el desarrollo de una aplicación SW que permita calcular el coste del ciclo de vida del carril teniendo en cuenta las características de la infraestructura, las características del servicio (vehículo, velocidades, aceleraciones, adherencia) y las características del mantenimiento (por ejemplo los costes del amolado del carril, costes de la sustitución del carril, costes de inspección). A partir de esta herramienta se podrá determinar el mejor tipo de carril para una infraestructura y condiciones de operación, así como la estrategia de mantenimiento óptima.

Esta herramienta estará basada en la norma EN60300-3-3 [15], que recoge de forma genérica el cálculo del coste de ciclo de vida, y se prevé la adaptación de los conceptos al entorno ferroviario. La herramienta permitirá realizar análisis de sensibilidad y ofrecerá valores de referencia de los parámetros para ser usada de forma ágil aun cuando no se disponga de toda la información de la infraestructura.

Adicionalmente se tienen los siguientes objetivos secundarios, cuyo cumplimiento es necesario para conseguir los anteriormente indicados:

• Diseño de modelos tribológicos que permitan predecir la degradación de los carriles debidos al contacto rueda-carril en presencia de arena en función de la dinámica del vehículo, tendido de vía y tamaño de grano. Estos modelos son la base para el cálculo del coste de ciclo de vida del carril.

• Identificación de las variaciones de las condiciones de fricción del contacto rueda-carril en presencia de arena. Esto permitirá analizar las condiciones de operación segura (por ejemplo, mínima distancia de frenado) para vehículos de alta velocidad en situaciones de adherencia reducida.

• Identificación del modelo de deposición de arena al paso del tren por la succión generada por el mismo. Este modelo permitirá conocer las condiciones de arena sobre la vía, punto de partida para obtener los modelos de predicción de degradación y las variaciones en las condiciones de fricción.

• Modelado de la degradación del balasto proveniente de escoria de fundición al paso de vehículos ferroviarios.

Papel de Ceit en el proyecto

Ceit liderará el desarrollo de modelos de degradación de infraestructura (donde la participación de ARCELORMITTAL Y COPASA será necesaria) y modelos de riesgos de operación. También desarrollará una aplicación para el cálculo del coste de ciclo de vida de carriles de Arcelor Mittal, para la evuación de nuevos diseños y materiales y su impacto en el ciclo de vida.

Así mismo, participará activamente en los ensayos sobre las probetas que desarrolle ARCELORMITTAL en colaboración con ITMA.