Page 12 - Investigación e Innovación en Materiales Avanzados 2021
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V. RETOS Y RECOMENDACIONES
Si el año 2015 se enunciaba la necesidad del sector de consolidar la ventaja competitiva
frente a otros medios de transporte, en términos de eficiencia, sostenibilidad, puntualidad,
servicio y comodidad del pasajero, a 2021 esta reflexión sigue siendo de plena validez. La
necesidad de la I+D+i para seguir mejorando en velocidades de circulación, costes de
construcción y explotación, mantenimiento, impacto ambiental y sostenibilidad sigue
estando vigente. El desarrollo y mejora de los materiales es, y seguirá siendo, un capítulo
fundamental de la I+D+i del sector.
Entre los apartados que se identifican como líneas en las que trabajar destacar todo el
ámbito de la multifuncionalidad, los materiales híbridos, metamateriales y recubrimientos
funcionales, para conseguir mejoras en vibraciones, ruido y confort, corrosión y corrientes
vagabundas, mejora de comportamiento a baja temperatura, integración de funciones
antihielo. Recubrimientos omnifóbicos, aplicables en composites o en metales, para repeler
todo tipo de líquidos/sólidos, o conseguir superficies más higiénicas, repeler virus y
bacterias. El objetivo es hacer posible la integración de soluciones en el producto final sin
perder eficiencia; y poner en marcha la fabricación industrial a un coste razonable.
En el ámbito del carril es necesario seguir destacando la importancia de mejorar las posibles
aleaciones y tratamientos, para mejorar sus condiciones de desgaste, y la digitalización -
Internet of Steel- con la integración de sensores enfocados a la monitorización y el
mantenimiento.
En el ámbito de las instalaciones y la electrificación ferroviaria destaca la proyección de los
materiales superconductores, especialmente el diboruro de magnesio y los
superconductores de alta temperatura de segunda generación. Debido a una resistencia
prácticamente nula en corriente continua, permiten la transmisión de potencias elevadas
sin caídas de tensión y sin necesidad de incrementar el nival de tensión de la línea. Por ese
motivo, son de aplicación en subestaciones o en sistemas de tracción en corriente continua,
favoreciendo el frenado regenerativo para la recuperación de energía. Además, pueden
habilitar mayores distancias efectivas entre subestaciones y sistemas de carga rápida, entre
otras aplicaciones.
En el apartado de aligeramiento mediante materiales compuestos, y a pesar del trabajo
realizado durante los últimos años en composites resistentes a fuego, queda mucho camino
por recorrer en la incorporación de un mayor número de soluciones compatibles con la EN
45545-2 y que permitan un mayor volumen de producción, unos procesos de fabricación
más industriales, con sistemas de producción más adaptados a las necesidades del sector y
un abaratamiento de los componentes fabricados. De esta manera, los composites basados
en matrices epoxi, benzoxacina o química híbrida podrán sustituir a metales en partes
estructurales o interiores. A la vez, otros materiales como policarbonatos podrán
reemplazar la utilización de vidrios y otro termoplásticos de altas prestaciones multitud de
componentes metálicos en aplicaciones de interior y exterior.
En términos de consumo de energía, y hablando de tecnologías de tracción, la tendencia
actual es la de reemplazar los IGBTs clásicos utilizando semiconductores de SIC, para poder
ganar en eficiencia, en aligeramiento y reducir el consumo. A su vez, la posibilidad de crear
múltiples sistemas en paralelo de condensadores miniaturizados permitiría adquirir
energía mientras el tren está en movimiento.
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Documento de posicionamiento: Investigación e innovación en materiales avanzados con aplicación al sector ferroviario
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