Metodología para la mejora del diseño de sistemas mecánicos de responsabilidad para el uso de tecnologías avanzadas de mantenimiento DM&M

  1. Alejandro Bustos Caballero
Supervised by:
  1. Higinio Rubio Alonso Director
  2. Juan Carlos García Prada Director

Defence university: Universidad Carlos III de Madrid

Year of defence: 2017

Committee:
  1. María Luisa Martínez Muneta Chair
  2. Gerardo Peláez Lourido Secretary
  3. María Tomás Rodríguez Committee member

Type: Thesis

Abstract

El ferrocarril es uno de los medios de transporte más utilizados y seguros en la actualidad, jugando un papel muy importante en la movilidad de las personas entre territorios. Además, en los últimos años está experimentando un crecimiento significativo, impulsado por la Alta Velocidad, con trenes capaces de superar los 300 km/h que reducen ostensiblemente la duración de viajes en trayectos de largo recorrido. El mantenimiento del parque ferroviario en un estado de funcionamiento óptimo es prioritario para la operatividad y la seguridad de los servicios. Esto requiere un conocimiento del estado de la vía y de los vehículos ferroviarios, lo cual suele hacerse vía técnicas de auscultación y análisis de parámetros vibratorios. En la presente Tesis Doctoral se ha desarrollado una metodología original encaminada al establecimiento de un procedimiento de diagnóstico del estado de los elementos mecánicos de un sistema ferroviario de alta velocidad mediante el análisis de vibraciones. Esta metodología engloba todos los procesos necesarios para realizar la diagnosis del estado operativo: definición del sistema mecánico analizado, establecimiento de las condiciones de medida, definición del sistema de medida y del sistema de adquisición y registro de datos, acceso y gestión de la base de datos de vibración, selección y consolidación de los datos, tratamiento de los datos mediante técnicas de análisis de señal, en el dominio del tiempo, de la frecuencia y del tiempo-frecuencia y selección de indicadores del estado operativo del sistema. La metodología se aplica a un Tren de Alta Velocidad durante su operación comercial, registrando medidas de las señales de vibración en diferentes condiciones de velocidad, trayecto, tramo y estado operativo. Las medidas vibratorias se han analizado utilizando diversas técnicas de tratamiento de señales en los dominios del tiempo, de la frecuencia y del tiempo-frecuencia, algunas tomadas de la literatura técnica y otras originales, desarrolladas expresamente para esta investigación. La interpretación de los resultados obtenidos ha permitido la selección de indicadores del estado operativo del vehículo ferroviario. Para facilitar las tareas de selección y análisis de los datos de vibraciones, se ha concebido una herramienta informática que implementa todas las técnicas de tratamiento de la señal utilizadas. La aplicación software desarrollada dispone de una interfaz gráfica que permite acotar las señales vibratorias a procesar y acceder a todas las técnicas de análisis. Además, permite generar automáticamente informes de los resultados gráficos obtenidos e ir generando un histórico de resultados. Tanto la metodología propuesta como la herramienta software desarrollada tienen un carácter generalista, serían aplicables a cualquier otro sistema mecánico de similares características.