Page 9 - Investigación e Innovación en Materiales Avanzados 2021

MANTENIMIENTO

El capítulo de mantenimiento es clave desde el punto de vista del confort del pasajero, de la
planificación, de la seguridad y de la explotación. Todos los desarrollos, también en
materiales, que mejoren las técnicas de mantenimiento predictivo suponen una mejora en
todos esos aspectos.

En este sentido, es muy relevante la utilización de sensores de fibra óptica embebidos en
estructuras, para anticiparse a la aparición de grietas y deformaciones, para la medición de
temperatura y esfuerzos, también del carril, en lo que se ha venido a llamar “Internet of
Steel”. De esta manera sería posible una monitorización en tiempo real, más allá de la
auscultación periódica mediante coches dedicados a esa tarea. En paralelo, es clave el
conocimiento de los materiales que permita hacer proyecciones sobre cuál será la evolución
futura de su comportamiento en función del tráfico, de la velocidad, de las condiciones
atmosféricas y de la carga de los vehículos que circulan por la vía. En esta línea es muy
relevante el estudio del comportamiento tribológico de los aceros ferroviarios, mediante
ensayos tribológicos, tales como ensayos “twin disc”, para evaluar el problema desgaste por
fatiga por rodadura (RCF) en las líneas de alta velocidad y los ensayos “pin-on-disc” o
ensayos de gran escala, para medir el desgaste el servicio. Estos datos permiten
correlacionar los datos obtenidos en el laboratorio con los datos reales de desgaste en
servicio, con los cuales poder estimar la vida útil en servicio por desgaste de la vía
ferroviaria y guiar el desarrollo de nuevos materiales con comportamiento mejorado.

Otras aportaciones que vienen de la mano de desarrollos de materiales nuevos o mejorados
son, por ejemplo, las reparaciones mediante fabricación aditiva, que permiten una mayor
inmediatez de las actuaciones, abriendo incluso la posibilidad de reparaciones in situ, sin
necesidad de desmontar los componentes dañados. Fuera del mantenimiento, la fabricación
aditiva permite reducir el tiempo de fabricación de piezas originales y de repuestos a
demanda, la fabricación de elementos mediante ingeniería inversa o de geometría
complicada.

Señalar la incorporación de materiales con mayor tolerancia al daño, que permiten una
gestión más eficiente de las actuaciones de mantenimiento, al reducir, por ejemplo, la
rapidez de crecimiento de grietas y aumentar, en general, el margen de funcionamiento.
Otro campo de innovación en materiales con un alto impacto en las tareas de
mantenimiento es el de los materiales autorreparables, capaces de regenerar daños y
grietas.

ALEACIONES

Quizás el ámbito más importante en cuanto al desarrollo de aleaciones metálicas especiales
es el relativo a los aceros para el carril. Es necesario seguir innovando en el desarrollo de
nuevos aceros y métodos de fabricación que mejoren las propiedades mecánicas
(resistencia a la tracción, límite elástico, comportamiento a la fatiga y dureza) y alarguen su
vida útil. Para ello, la microestructura que mejores propiedades mecánicas da al carril es la
perlita y, en concreto, la perlita fina (que tiene menor distancia interlaminar), la cual
confiere al carril una mayor dureza y resistencia al desgaste, mediante tratamientos
térmicos del carril entero o la cabeza del carril, o bien desarrollando aceros microaleados,
mediante el empleo de pequeñas cantidades de elementos microaleantes (Nb, V, Mn y Cr).
El acero microaleado puede ser una excelente elección para la obtención de la

__________________________________________________________________________________________________________________
Documento de posicionamiento: Investigación e innovación en materiales avanzados con aplicación al sector ferroviario
7