El impulso del transporte ferroviario pasa por reducir el ruido

• El transporte ferroviario es fundamental para los planes de Europa de convertirse neutra en carbono para 2050, pero reducir el ruido de los trenes es uno de los retos a superar.

Las emisiones de gases de efecto invernadero del transporte en Europa aumentaron en 2018 y 2019, según la Agencia Europea de Medio Ambiente , y el transporte por carretera fue responsable de casi las tres cuartas partes de esas emisiones. En su ‘Estrategia de movilidad sostenible e inteligente’, la Comisión Europea tiene como objetivo cambiar el tráfico de la carretera al ferrocarril y duplicar su tráfico de pasajeros por ferrocarril de alta velocidad en Europa para 2030 y el transporte de mercancías en doble ferrocarril para 2050.

Sin embargo, para lograr la aceptación de la comunidad, los gobiernos y las empresas ferroviarias deben reducir el ruido ferroviario. «El ruido siempre es un problema del sistema, no solo del tren», afirma Rudiger Garburg, consultor senior en la compañía ferroviaria alemana Deutsche Bahn AG

En el caso de los trenes de pasajeros y mercancías, que se mueven entre 60 y 200 km por hora, el ruido se genera principalmente entre las ruedas y el raíl. Sin embargo, es muy difícil determinar qué parte del sistema produce el ruido.

El proyecto FINE 1 busca modelar y predecir fuentes de ruido, entre otros objetivos. Esta información es vital tanto para los reguladores como para los fabricantes de trenes. El proyecto, por ejemplo, pudo simular el ruido tanto dentro como fuera del tren producido por zapatas de freno de hierro fundido en comparación con zapatas de freno compuestas. «En el pasado, los trenes usaban un sistema de frenos de hierro fundido para las ruedas», explicó Garburg. Si bien es bueno para frenar, el hierro se corta con el tiempo, lo que hace que las ruedas sean muy ásperas y ruidosas. «En los últimos años, hemos trabajado mucho para encontrar más bloques de freno hechos de materiales compuestos, no de hierro fundido».

Límites y certificación

En 2019, entró en vigor la regulación revisada de ruido de trenes de Europa, que forma parte de un conjunto más amplio de especificaciones ferroviarias. A diferencia de los automóviles, donde los fabricantes producen miles de vehículos, los fabricantes de trenes solo producen un número limitado.

Como parte de FINE 1, los miembros del proyecto desarrollaron requisitos realistas y verificables para caracterizar las fuentes de ruido. Estas especificaciones son importantes para crear estándares que los fabricantes deben seguir y, en última instancia, hacer que los trenes sean más silenciosos. Su sucesor, FINE 2, planea llevar esta investigación aún más lejos y ajustar sus modelos de predicción de fuentes de ruido.

Mejores modelos también podrían permitir a los fabricantes de trenes obtener una certificación virtual para sus trenes para demostrar que cumplen con los estándares de la UE. Todos los trenes deben estar certificados por las autoridades reguladoras antes de que se les permita en la vía, pero este proceso puede ser costoso y llevar mucho tiempo.

En el proyecto TRANSIT de Shift2Rail , la certificación virtual es el ‘sueño en el horizonte’, dice Ines López Arteaga, profesora de ingeniería mecánica en la Universidad Tecnológica de Eindhoven en los Países Bajos. «Se ahorraría mucho dinero, tiempo y recursos al poder hacerlo en base a cálculos».

Por el momento, dice que es posible medir el ruido general que hace un tren en las vías, pero la estimación de los componentes separados debe ser más precisa. Con esta información, sería posible no solo hacer que los trenes sean más silenciosos, sino también facilitar la certificación de nuevos trenes.

Los trenes también deben probarse en un tipo específico de vía, una cuya suavidad no obstaculice ni proporcione mediciones de ruido demasiado positivas. Uno de los objetivos del proyecto es trasladar las mediciones de ruido de una pista a otra. «Eso sería una gran ventaja», añad López Arteaga. «Eso reduciría las limitaciones sobre el tipo de pista en la que puedes probar».

Ruido

También hay otros componentes, además de las ruedas y los rieles, que se suman al ruido que hace un tren cuando pasa.

Por ejemplo, los trenes más antiguos tenían sus unidades de aire acondicionado debajo del vagón, pero los trenes modernos se han bajado para permitir que las personas con menos movilidad entren y salgan del vagón con mayor facilidad. Como resultado, las unidades de aire acondicionado están ahora en la parte superior del vagón, donde aumentan el ruido del tren.

«Los modelos que estamos desarrollando con la ayuda de los fabricantes tienen como objetivo establecer mejores requisitos para sus equipos», dice la profesora López Arteaga.

El aspecto del proyecto que le entusiasma particularmente es el modelado es la identificación de fuentes de ruido en trenes de alta velocidad. «Quieren que identifiquemos el ruido, pero también la dirección en la que se dirige. Eso es realmente un desafío».

Una vez que el equipo de TRANSIT tenga sus resultados, los compartirá con FINE 2 para evaluarlos y verificar sus hallazgos. Todos estos son «pequeños pasos» en el camino hacia la caracterización del comportamiento de todo el sistema ferroviario.

Fuente: Este artículo fue originalmente publicado en Horizon, the EU Research and Innovation magazine