I viaggi in treno sono ampiamente considerati una delle modalità di trasporto terrestre più sicure, una reputazione guadagnata attraverso oltre un secolo di continua innovazione nella sicurezza e nell’ingegneria. Una pietra miliare di questa tradizione è stata raggiunta nell’aprile 1869, quando l’inventore George Westinghouse ha brevettato il sistema frenante pneumatico a prova di guasto; una svolta che ha trasformato la sicurezza ferroviaria e che è ancora oggi in uso diffuso.

Sistema frenante ferroviario

Il principio fondamentale alla base del sistema di freni pneumatici di Westinghouse è semplice ed estremamente efficace: utilizza la pressione dell’aria non solo per azionare i freni, ma anche per garantire che si attivino automaticamente in caso di guasto. Ogni carrello di un treno ha il proprio serbatoio che viene caricato con aria compressa. Quando il sistema è a piena pressione, i freni vengono rilasciati. Qualsiasi calo di pressione, come quello che potrebbe verificarsi durante un guasto al compressore o se le auto si disaccoppiano, attiva automaticamente l'innesto dei freni. Questo meccanismo garantisce che i treni si fermino in sicurezza anche in condizioni di emergenza.

Nei moderni sistemi ferroviari, il compressore della locomotiva carica tipicamente il serbatoio principale tra 8,6 e 9,7 bar (125 e 140 psi). Il tubo del freno, lungo il treno, viene quindi pressurizzato, comunemente a 90 psi per il trasporto merci e a 110 psi per i treni passeggeri. Quando l'operatore del treno sposta la maniglia del freno per ridurre questa pressione, segnala a ogni vettura di azionare i freni utilizzando l'aria immagazzinata nel serbatoio.

È importante sottolineare che questo design si basa sul mantenimento di una pressione dell'aria costante. Una caduta improvvisa, come ad esempio a causa di una rottura del tubo, causerà un'applicazione del freno di emergenza. Tuttavia, le perdite graduali, pur non attivando i protocolli di emergenza, possono ridurre significativamente l'efficienza del sistema. Queste piccole perdite aumentano la domanda sul compressore d'aria, riducendo potenzialmente la durata dei componenti meccanici e aumentando i costi energetici. Nel tempo, possono indicare guasti più gravi all'interno del sistema frenante.

Identificare queste sottili fughe nel rumore ambientale di un cantiere ferroviario affollato è una sfida complessa. La firma acustica di una piccola perdita d'aria viene spesso annegata dai macchinari circostanti, rendendo i metodi di rilevamento convenzionali dispendiosi in termini di tempo e spesso inaffidabili.

Rilevamento moderno delle perdite: Presentiamo FLIR Si1-LD

Per affrontare questa sfida, FLIR ha sviluppato la telecamera acustica palmare Si1-LD, uno strumento altamente sofisticato progettato per rilevare le perdite di aria compressa con precisione, anche in ambienti rumorosi tipici delle infrastrutture ferroviarie. Utilizzando 96 microfoni ultra-sensibili disposti in un array compatto, Si1-LD rileva le onde sonore ultrasoniche emesse dalla fuga d'aria, traducendole in rappresentazioni visive visualizzate su un luminoso schermo HD da 5 pollici.

Si1-LD funziona in un intervallo di frequenza da 2 a 100 kHz, consentendo di individuare anche le perdite più piccole. A una distanza di soli 2,5 metri, può rilevare perdite di soli 0,01 litri al minuto. Per le perdite più grandi, la portata di rilevamento può estendersi fino a 130 metri, consentendo al personale di manutenzione di condurre ispezioni a distanza di sicurezza, anche su materiale in movimento o elettrificato.

Una delle caratteristiche distintive della Si1-LD è la tecnologia di “Filtraggio pass banda”. Questa funzione avanzata consente agli utenti di isolare frequenze specifiche, filtrando efficacemente il rumore di fondo e spostando il puntatore verso il basso sulle frequenze emesse dalle perdite d'aria. In ambienti come i depositi di manutenzione ferroviaria o i binari esterni con rumore industriale ambientale, questa capacità è essenziale per una diagnostica accurata.

Dare priorità alle riparazioni per la massima efficienza

Al termine di un'ispezione delle perdite, gli ingegneri spesso trovano più perdite di varia dimensione e gravità. In questi casi, determinare quale riparare per primo può essere fondamentale sia per la sicurezza che per l’efficienza energetica. FLIR Si1-LD aiuta a semplificare questo processo con la funzione di quantificazione integrata delle dimensioni delle perdite. Questa funzione stima le dimensioni di ogni perdita, consentendo ai team di manutenzione di dare priorità alle riparazioni in base a potenziali perdite d'aria e risparmi energetici. Affrontare prima le perdite più grandi può ridurre significativamente le inefficienze operative.

Gestione dati sicura e versatile

La sicurezza e la trasferibilità dei dati sono essenziali negli ambienti industriali moderni. Molte organizzazioni ferroviarie hanno restrizioni sull’uso di dispositivi USB per motivi di sicurezza informatica. Sebbene la trasmissione wireless possa sembrare un’alternativa praticabile, molte ferrovie non dispongono di una solida copertura Wi-Fi o limitano l’accesso per dispositivi di terze parti.

Per risolvere questo problema, FLIR Si1-LD è compatibile con un cavo dati accessorio che consente il trasferimento diretto delle immagini e dei risultati delle ispezioni a un PC o laptop, senza la necessità di unità USB o accesso Wi-Fi. Ciò garantisce una gestione dei dati sicura e flessibile, anche in luoghi remoti o ad alta sicurezza.

Usabilità e praticità

Una preoccupazione frequente tra il personale addetto alla manutenzione ferroviaria è la complessità e la curva di apprendimento associata alle nuove apparecchiature diagnostiche. FLIR ha ascoltato questo feedback e ha sviluppato la Si1-LD pensando alla semplicità e alla facilità d'uso. Il suo design intuitivo consente di condurre ispezioni acustiche avanzate con una formazione minima. Si tratta di un vero e proprio dispositivo point-and-shoot: una volta indirizzato all'area sospetta di perdita, la termocamera identifica e visualizza automaticamente le posizioni delle perdite, complete di quantificazione delle dimensioni.

Per garantire la durata sul campo, la Si1-LD è alloggiata in una robusta custodia ed è dotata di una robusta custodia rigida. Ciò fornisce un’eccellente protezione durante il trasporto e l’uso, sia in officina che su percorsi ferroviari remoti.

L'immagine più grande

Nel Regno Unito, il mercato dei sistemi frenanti ferroviari è stato valutato a circa 373 milioni di sterline nel 2024 e si prevede che crescerà a un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 3,3% fino al 2031. Questa crescita è guidata da rigorose normative di sicurezza, da una crescente enfasi sulla manutenzione predittiva e dalla crescente domanda di soluzioni di trasporto a risparmio energetico.

La riduzione al minimo delle perdite d'aria nei sistemi frenanti non solo migliora la sicurezza e l'affidabilità, ma supporta anche gli obiettivi ambientali riducendo il consumo energetico non necessario. Con il montaggio a pressione sul settore ferroviario per ridurre le emissioni e migliorare l’efficienza, strumenti come FLIR Si1-LD stanno diventando indispensabili nel moderno toolkit di manutenzione ferroviaria.

Per scoprire come l'imaging acustico supporta operazioni di manutenzione più ampie oltre ai sistemi frenanti, scopri come FLIR Si2-Pro sta trasformando l'efficienza della manutenzione.