SISTEMA DE MONITORIZACIÓN PARA RAÍLES DE FERROCARRIL.

Los sistemas y los procedimientos descritos están generalmente relacionados con entornos de procesamiento de información para la monitorización de tensiones longitudinales en raíles de acero soldados en continuo ("CWR"). Más específicamente, los sistemas y los procedimientos descritos están relacionados con el procesamiento de niveles de tensión monitorizados para determinar los límites de seguridad de los raíles. Durante los últimos cuarenta años, se han realizado esfuerzos para eliminar las uniones mecánicas en las vías de ferrocarril. Ese esfuerzo está implicado en gran medida con la construcción de vías que tienen raíles continuos mediante soldadura o la unión de otra manera de los extremos de las secciones de raíl separados de manera adyacente, formando una estructura a veces denominada como vía de raíl soldada en continuo. La tecnología asociada con la construcción de vías CWR es bien conocida en la técnica anterior. Debido a que todas las secciones del raíl de la vía férrea continua están conectados, una vía férrea continua puede ser particularmente sensible a las fluctuaciones de la temperatura ambiente de la vía y su entorno, tales como variaciones estacionales en la temperatura ambiente, dando como resultado variaciones en la temperatura de los raíles. En climas tropicales, los rangos entre las temperaturas extremas son generalmente moderados, lo que no representa un problema importante para los sistemas ferroviarios. En climas templados, sin embargo, tal como los de los Estados Unidos, Asia, Australia y Europa, los rangos de temperaturas extremas son suficientes para causar fallos catastróficos inducidos por la temperatura en los sistemas ferroviarios, incluyendo la separación de los raíles y fallos de deformación de la vía, tal como se describe más adelante. Por ejemplo, una longitud de 100 millas sin anclajes de raíles continuos en ciertas áreas de un clima templado podría experimentar un cambio en la longitud de más de 600 pies de una temperatura estacional extrema a otra. Mediante el anclaje del raíl a durmientes de ferrocarril, los cambios en la longitud total del raíl puede prevenirse en gran medida, pero, en cambio, se crean internamente en el raíl tensiones longitudinales localizadas resultantes. Como los segmentos de raíles de la vía CWR se instalan inicialmente y son anclados a un lecho del camino, cada uno de los raíles tiene cero tensión longitudinal. La temperatura a la que se instala la vía férrea continua se refiere a veces como la temperatura neutra del raíl ("RNT"). A medida que la temperatura ambiente de los raíles cae por debajo de la RNT, se crean internamente tensiones longitudinales de tracción en cada segmento del raíl de la vía ferroviaria continua debido al mayor coeficiente térmico de expansión de los raíles de metal respecto al del lecho del camino subyacente. Si la diferencia entre la temperatura ambiente reducida del raíl y la RNT es extrema, las tensiones de tracción en las vías potencialmente puede alcanzar una magnitud suficiente para hacer realmente que segmentos de raíles en uno o los dos raíles continuos se separen. Afortunadamente, un fallo de separación puede ser fácilmente detectado por el establecimiento de un circuito eléctrico de vía usando los raíles como parte de la ruta de conducción, que se vuelve "abierta" si uno de los raíles de la vía férrea continua se separa. Del mismo modo, cuando la temperatura ambiente del raíl sube por encima de la RNT, se crean tensiones de compresión internamente en cada uno de los raíles de la vía férrea continua. Si la diferencia entre la temperatura ambiente elevados de los raíles y la RNT es extrema, las tensiones de compresión en los raíles potencialmente pueden alcanzar una magnitud suficiente para causar realmente el panel de la vía se deformen. La tensión de compresión requerida para causar cualquier raíl particular se deforme depende de una serie de factores, incluyendo la temperatura absoluta, la diferencia entre la temperatura ambiente del raíl y la RNT, y la condición del balasto, por ejemplo. Esta deformación, que antes se consideraba aleatoria e impredecible, es una fuente importante de descarrilamientos. La capacidad de un tren de negociar un desplazamiento del panel lateral de la vía, que es típico de la deformación de la vía, es mínima. Como resultado, la deformación de la vía representa un riesgo de descarrilamiento sustancialmente mayor que la separación, ya que el primero no puede ser detectado mediante un circuito de vía convencional. A pesar de que han sido desarrollado varios procedimientos, sistemas y aparatos para medir y/o determinar las tensiones longitudinales en un raíl de una vía férrea continua, ninguno de los mismos se han utilizado para determinar con exactitud si una sección de una vía férrea continua está dentro de límites específicos de seguridad. En consecuencia, son necesarios sistemas y procedimientos que corrijan las deficiencias de la identificación de tensiones en raíles de la técnica anterior y proporcionar una determinación más precisa del rendimiento del raíl dentro de los rangos de seguridad establecidos. 2 E07254205 02-01-2012   La anterior solicitud del presente inventor WO 2006/014893 describe un procedimiento para determinar los límites de seguridad de los raíles. El procedimiento de ejemplo incluye la determinación de una temperatura neutra objetivo de los raíles por una parte del carril continuo soldado. El procedimiento también incluye la monitorización de una tensión longitudinal para la porción del raíl continuo soldado y la monitorización de una temperatura ambiente del raíl para la parte del raíl continuo soldado. El procedimiento también incluye la determinación de una temperatura neutra presente del raíl, basada en la tensión longitudinal y la temperatura ambiente del raíl. De acuerdo con el procedimiento de ejemplo, la temperatura neutra presente del raíl se compara con la temperatura neutra objetivo del raíl para determinar si se ha producido un fallo de la porción del raíl continuo soldado, y se informa de una alerta si la diferencia entre la temperatura neutra presente del raíl y la temperatura neutra objetivo del raíl está dentro de un rango predeterminado. Un aparato de ejemplo también se describe para llevar a cabo el procedimiento. La solicitud anterior también describe un procedimiento para determinar los límites de seguridad de los raíles, que incluye la monitorización de una temperatura ambiente del raíl para una parte del raíl continuo soldado, y la monitorización de una tensión longitudinal para la porción del raíl continuo soldado. El procedimiento también incluye la determinación de una temperatura neutra del raíl para la porción de raíl continua soldada y la determinación de una resistencia elástica de un balasto que soporta la porción del raíl. El procedimiento también incluye la determinación de un umbral de deformación de alta temperatura asociado con la porción del raíl. El umbral de deformación de alta temperatura es una función de la resistencia elástica, la temperatura neutra del raíl y la tensión longitudinal de la porción del raíl. De acuerdo con el procedimiento de ejemplo, la temperatura ambiente del raíl se compara con el umbral de deformación de alta temperatura para determinar una diferencia de temperatura, y una alerta es informada si la diferencia de temperatura se encuentra dentro de un intervalo predeterminado. Un aparato de ejemplo también se describe para llevar a cabo el procedimiento. La solicitud anterior también describe un sistema para la monitorización de porciones de raíl. El sistema incluye una pluralidad de dispositivos de monitorización de la tensión de la porción del raíl, y al menos un receptor en comunicación con la pluralidad de dispositivos de monitorización de la tensión del raíl. Los receptores están también operativos para recibir los datos de la tensión del raíl desde los dispositivos de monitorización de la tensión del raíl. Los receptores también son operativos para transmitir los datos de la tensión del raíl a un aparato de procesamiento de la tensión del raíl. El aparato de procesamiento de la tensión del raíl está en comunicación con los receptores, y es operativo para evaluar los datos de la tensión del raíl. El aparato de control de la tensión del raíl también es operativo para reportar alertas en base a los datos de la tensión del raíl. El documento JP 2002-236065 describe un procedimiento para la detección de una fuerza horizontal en el sentido transversal de un raíl usando 8 pares cruzados de medidores de deformación montados sobre la superficie del raíl. De acuerdo con la presente invención, se describe un aparato para la monitorización de la tensión de un raíl. Este sistema incluye por lo menos un dispositivo... [Seguir leyendo]

1. Aparato para monitorizar la tensión de un raíl, que comprende al menos un dispositivo de detección (730), en el que el por lo menos un dispositivo de detección (730) se puede montar directamente en un tramo de raíl (760) e incluye una cuña sustancialmente plana (731) y al menos dos sensores de tensión (734) montados en un lado de la cuña (731) en una configuración de espina de pescado; y un módulo de adquisición de datos (740), en el que el por lo menos un dispositivo de detección (730) está adaptado para comunicarse con dicho módulo de adquisición de datos (740), y en el que el módulo de adquisición de datos (740) está adaptado para comunicarse con un módulo de procesamiento de datos (750). 2. Aparato según la reivindicación 1, que también comprende medios de transmisión en comunicación con el módulo de adquisición de datos (740) para la transmisión de información al módulo de procesamiento de datos. 3. Aparato según cualquier reivindicación anterior, que incluye una carcasa de protección (721) para encerrar el al menos un dispositivo de detección (730) y el por lo menos un módulo de adquisición de datos (740). 4. Aparato según cualquier reivindicación anterior, en el que el dispositivo de detección (730) también comprende una fuente de alimentación autónoma. 5. Aparato según cualquier reivindicación anterior, en el que el por lo menos un dispositivo de detección (730) también comprende una cubierta protectora (738), y en el que la cubierta protectora (730) se deposita sobre una superficie que rodea a los detectores de tensión (734). 6. Aparato según cualquier reivindicación anterior, en el que la cuña es de aproximadamente 1 pulgada (2,54 cm) de largo y aproximadamente 0,5 pulgadas (1,27 cm) de ancho, y comprende una lámina de metal. 7. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los detectores de tensión son medidores de tensión (734). 8. Procedimiento para monitorizar la tensión de un raíl, que comprende: (a) proporcionar un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 que incluye al menos uno de dicho módulo de adquisición de datos (740) en comunicación con el por lo menos un dispositivo de detección (730); (b) montar dicho dispositivo de detección (730) en un tramo del raíl (760); (c) proporcionar un módulo de procesamiento de datos (750), en el que el módulo de procesamiento de datos (750) recibe y procesa información obtenida por el al menos un módulo de adquisición de datos (740) para determinar la tensión del raíl; y (c) registrar y revisar la información procesada por el módulo de procesamiento de datos (750). 9. Procedimiento según la reivindicación 8, que también comprende proporcionar medios de antena, en el que los medios de antena están en comunicación con el al menos un módulo de adquisición de datos (740) para la transmisión de información al módulo de procesamiento de datos (750). 9 E07254205 02-01-2012   E07254205 02-01-2012   11 E07254205 02-01-2012   12 E07254205 02-01-2012   13 E07254205 02-01-2012   14 E07254205 02-01-2012   E07254205 02-01-2012   16 E07254205 02-01-2012   17 E07254205 02-01-2012