Innovamos para avanzar

Demostrador de un sistema automático de modelado de la infraestructura lineal BIM 3D

La implantación de la tecnología BIM es un proceso clave en las actividades de Adif que requieren la innovación en todo el ciclo de vida de un activo basada en la transformación digital y la automatización de procesos. Con este proyecto se busca una solución a la digitalización de la infraestructura lineal en formato BIM 3D a partir de la captura masiva de datos con sensores Lidar, cámaras RGB 360º, sistema de posicionamiento GNSS e inercial y procesamiento automático de los datos.

La resolución del reto en el que enmarca el proyecto consiste en comprobar que la tecnología 4.0, inteligencia artificial y software conversor, es técnica y económicamente viable para automatizar la generación de modelos BIM 3D de la infraestructura lineal ferroviaria.

Adquisición e implantación de un sistema de captura de imágenes y software de consulta que permita realizar recorridos virtuales por la infraestructura de alta velocidad

El objeto de este proyecto es disponer de una base de imágenes de la traza georreferenciadas grabadas desde la cabina de conducción de los vehículos de Adif, de modo que cualquier empleado de Adif pueda realizar una visita virtual a cualquier punto de la infraestructura.

El sistema contará con imágenes de toda la red (4.000 km) capturadas cada 3 metros por las dos cámaras ubicadas en la cabina delantera y trasera del tren con panorámicas a nivel de la vía, posibilidad de zoom, medida de distancias entre dos puntos, referencias kilométricas, etc. La actualización será anual, lo que permitirá disponer de un histórico para analizar posibles cambios en el tiempo, así como anotar cualquier información de interés detectada.

Finalmente, este proyecto permitirá escalar las imágenes capturadas como una herramienta de posicionamiento de activos y digitalización de la red.

Este proyecto busca determinar de forma adecuada los elementos y análisis de medición precisos para obtener conclusiones sobre el nivel de ruido aerodinámico ferroviario en líneas de alta velocidad. A partir de ahí, fijar estrategias y políticas respecto a los niveles de ruido aerodinámico para el FFCC de alta velocidad, que permitan que en el futuro exista un material rodante optimizado frente a esta cuestión, y la recomendación para la implantación diversas medidas de mitigación hasta tal momento, tanto en trenes como en la infraestructura.

Mejora de las normas europeas sobre puentes ferroviarios

InBridge4EU pretende responder a estos puntos mediante la formulación de un método mejorado y armonizado para evaluar la interfaz dinámica europea entre los puentes ferroviarios y el material rodante. Los resultados de este proyecto proporcionarán una base sólida para la guía que se está redactando dentro del grupo especial DIBRST CEN/TC250/SC1 para la dinámica de puentes. Finalmente, como consecuencia, se evaluarán cuidadosamente los resultados económicos de cambiar cualquiera de los criterios/parámetros/metodologías antes mencionados en el panorama actual de puentes ferroviarios europeos.

Enlaces relacionados:

• InBridge4EU – Enhancing European Railway Bridge Standards.

Red eléctrica ferroviaria inteligente (piloto)

El objetivo del presente Proyecto es evolucionar la red eléctrica ferroviaria actual de una línea ferroviaria de corriente alterna a una red eléctrica ferroviaria inteligente (Railway Smart Grid) con nuevas funcionalidades y más eficiente. Entre los desafíos planteados se encuentran: 

1. Aumentar la seguridad y fiabilidad de sistema eléctrico ferroviario.
2. Conocer mejor la dispersión del consumo en una red de tracción ferroviaria. 
3. Optimizar su funcionamiento y conocer el estado en tiempo real o cuasi real de los datos y parámetros asociados al mantenimiento de los distintos activos involucrados. 
4. Mejora en la precisión de las imputaciones internas del entorno ferroviario relacionadas con la facturación de energía eléctrica, gracias a un mejor conocimiento de los consumos de la red ferroviaria. 
5. Controlar los flujos de potencia considerando la posible introducción futura de generadores de energía eléctrica deslocalizados, basados en fuentes renovables. 
6. Reducir la intensidad energética, derivada de una posible reducción del consumo de energía. 
7. Ayudar a la toma de decisiones futuras sobre planteamientos estratégicos relacionados con la energía eléctrica, como la posible evolución hacia un modelo de autoconsumo en determinados emplazamientos y la redefinición del modelo de alimentación eléctrica, con las conclusiones obtenidas del análisis realizado sobre la línea piloto. 
8. Optimizar los costes de mantenimiento e inversión en el propio sistema eléctrico ferroviario. 

Fuente de alimentación híbrida de pila de combustible para aplicaciones ferroviarias

Los objetivos principales del proyecto son:

1. Desarrollar, construir, probar y homologar un tren prototipo de pasajeros de la Serie 730, el cual es capaz de circular tanto por vías electrificadas como sin electrificar, gracias a su sistema híbrido de tracción (Eléctrico y Diésel) que se modificará para sustituir la parte del motor diésel por un sistema de tracción de hidrógeno (pila de combustible y baterías) con el objetivo de llegar a un TRL 7. Se está desarrollando un convertidor DC/DC destinado a la pila de combustible que servirá como bus de energía entre la generación eléctrica y la tracción. Un segundo convertidor DC/DC será desarrollado para un uso bidireccional para poder aprovechar el freno regenerativo del tren y optimizar el gasto de energía.
2. Utilización de dos sistemas de repostajes, uno fijo con producción y otro portátil. Asimismo, desarrollar nuevos protocolos de repostaje y la normativa asociada, identificar estándares de hidrógeno en el sector ferroviario y contribuir a la estandarización de la actividad que afecta a la infraestructura.

Este proyecto persigue estudiar y probar las condiciones de seguridad de un vehículo propulsado por hidrógeno, colaborar en el desarrollo de una estación de repostaje, realizar el estudio de las condiciones de seguridad necesarias de operación y suministro de hidrógeno, y definir la seguridad para implementar la tecnología de hidrógeno en la infraestructura.

El proyecto consiste en la colocación de minibarreras acústicas en un entorno preferiblemente urbano o periurbano con problemas de contaminación acústica provocada por el paso del tren, para demostrar la efectividad de la solución a nivel acústico,  cuantificando la reducción del ruido, para velocidad del tren limitada por debajo de los 160  km/h, y demostrar su bajo impacto visual. 
Para la realización del ensayo, las mini y microbarreras se instalarán en la línea convencional 276 Maçanet-Massanes - L’Hospitalet de Llobregat, entre el km 114+000 y el 115+000.
Para la verificación de la efectividad acústica de las mini y microbarreras se contará con un equipo de investigación de la división acústica LEAM-CATMech, de la Universitat Politécnica de Cataluña, especializado en el ámbito de la vibroacústica, el ruido ambiental y las vibraciones generadas por la infraestructura ferroviaria.

Battery train usage of batteries on non or partially electrified lines

Los trenes de tracción a batería (Battery Multiple Units, BMU) representan una alternativa sostenible para sustituir progresivamente los trenes diésel en los tramos no electrificados. Estos vehículos permiten aprovechar la electrificación existente en la red ferroviaria para cargar sus baterías en tramos con catenaria, además de recurrir a infraestructuras de recarga estática en estaciones estratégicamente ubicadas. Su implementación en la RFIG contribuiría significativamente a la reducción de la huella de carbono, especialmente en corredores donde la electrificación completa no es viable a corto o mediano plazo.

Este proyecto busca analizar la viabilidad de los BMU desde la perspectiva de ADIF dentro de un grupo de trabajo de la UIC, evaluando las necesidades de infraestructura para su implementación. Se estudiarán aspectos como la instalación de puntos de carga en estaciones, la posibilidad de carga en marcha mediante catenaria rígida o convencional y el impacto en la operativa ferroviaria. Con ello, se pretende desarrollar un marco técnico y estratégico que facilite la transición hacia un sistema ferroviario más sostenible y eficiente.

Proyectos de la primera llamada en los que interviene Adif como miembro fundador

MOTIONAL (FA1+TT) Network management planning and control mobility management in a multimodal environment and digital enablers. Proporcionar requisitos funcionales, especificaciones asociadas y soluciones operativas y tecnológicas para permitir futura gestión del tráfico europeo e intermodalidad (FA1). También se facilita el intercambio regulado de datos armonizados y su explotación por modelos numéricos (gemelos digitales) que puedan interactuar entre si (TT).

R2DATO (FA2) Digital and automated train operation. Aplicar las tecnologías de digitalización para continuar con el desarrollo del ETCS (nivel 3, satélite, integridad, comunicaciones FMRCS...), avanzar en la automatización de la operación (ATO, conducción autónoma y remota, maniobras…), y desarrollar soluciones innovadoras. El fin último es el incremento de capacidad, puntualidad, flexibilidad, resiliencia y reducción de costes operacionales

IAM4RAIL (FA3) Intelligent integrated asset management. Proporcionar nuevos requisitos técnicos, métodos, soluciones y servicios innovadores basados en las últimas tecnologías para minimizar los costes del ciclo de vida de los activos o prolongar los mismos. Además, se aumenta la seguridad y se mejora la fiabilidad, la disponibilidad y la capacidad del sistema ferroviario, abordando tanto la infraestructura como el material rodante.

Rail4EARTH (FA4) A sustainable and green rail system. Mejorar la sostenibilidad del sistema ferroviario haciéndolo más atractivo y resiliente, contribuyendo a los objetivos de una Europa neutra en carbono para 2050. El alcance se extiende al material rodante, la infraestructura, las estaciones y todos sus subsistemas relacionados (redes de suministro, tracción, frenos, almacenamiento de energía...).

TRANS4RM-R (FA5) Transforming rail freight in Europe. Hacer del transporte de mercancías por ferrocarril la columna vertebral de la cadena logística más resistente y con menos emisiones, cumpliendo los requisitos del cliente final. Aumentar la capacidad, mejorar la coordinación y la cooperación transfronteriza reforzada entre administradores de infraestructuras. Mejorar la gestión general de la red mediante el despliegue y el uso de nuevas tecnologías como el acoplamiento digital (DAC) y la automatización.

FutuRe (FA6) Regional rail services / Innovative rail services to revitalize capillary lines. Revitalizar las líneas regionales y fortalecer su capilaridad optimizando la productividad (coste tren/km) disminuyendo el conjunto de costes de inversión y mantenimiento (CAPEX+OPEX). Fomentar el uso de soluciones de bajo coste para ERTMS, material rodante específico, activos de infraestructura y servicios. Incrementar la calidad del servicio, la seguridad operacional y la satisfacción del cliente para consolidar la acción vertebradora y de cohesión del ferrocarril en las distintas regiones europeas.

Proyectos sujetos a encomienda del Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas

Dinámica vertical de la vía. Caracterización de los parámetros con influencia en la dinámica vertical de la vía para optimizar las normas de diseño, construcción y mantenimiento.

Mapas digitales de infraestructura y activos ERTMS. Definición del equipamiento básico para la detección de elementos de la infraestructura y su digitalización, realización de campañas de medidas en vía con tren auscultador y con drones y el desarrollo y diseño de la estructura de datos y la base de datos.

Infraestructura de la vía a velocidades > 300 KM/H. Recopilación de información simulación de paso de trenes a velocidad superior a 300 km/h, extracción de conclusiones respecto a la deflexión vertical máxima y niveles de aceleración que podrían esperarse en el carril y traviesa para las nuevas velocidades comerciales y de diseño. Se ensayará en el cajón velocidades superiores a 300 km/h.

Degradación vía al paso de trenes. Estudio de la cuantificación de la degradación del balasto, de la traviesa y del carril. Desarrollo de procedimientos novedosos para la determinación del estado de la banqueta del balasto.

Cajón ferroviario del CEDEX. Ensayos en modelos, a escala 1:1, en el cajón ferroviario del CEDEX para analizar cualquier desarrollo o innovación tecnológica que Adif considere necesario.

Convertidores electrónicos de potencia DC/AC. Análisis de distintas topologías, estrategias de conmutación, parámetros de operación y utilización de elementos auxiliares asociados a convertidores electrónicos de potencia DC/AC de hasta 1,5 MW con conexión a la catenaria de 3.000 V para ver la influencia que pueden tener sobre los circuitos de vía de 50 Hz y los de audiofrecuencia.

Impartición de cursos. Impartir cursos de ERTMS y sobre tecnología ferroviaria.

Huella de carbono. Elaborar una metodología de cálculo de huella de carbono de instalaciones y servicios de Adif; crear una guía de estimación de la huella de carbono, de la reducción de las emisiones y de la política de ahorro energético y el asesoramiento para incluir el concepto de huella de carbono en la contratación pública.

Revegetación de taludes. Selección de las especies idóneas a partir del mapa de sectorización de la vegetación de ribera del CEDEX y los trabajos previos desarrollados en ese sentido. Buenas prácticas para siembra y plantación de estas especies.

Protección de pasos superiores. Estudio bibliográfico de medidas y especificaciones técnicas y análisis de las alternativas para la protección de los pilares de los pasos superiores frente al descarrilamiento de un tren.

Conservación y restauración de cauces y riberas. Estudio de operaciones y buenas prácticas para el mantenimiento de cauces y riberas: desbroce, poda, apeo, prevención de obstrucción en puentes y obras de drenaje transversal, eliminación de elementos obstructivos, gestión de vegetación acuática (especialmente helófitos), control de la erosión en márgenes y lecho, y gestión de especies exóticas invasoras.

Proyectos de la primera llamada en los que interviene Adif como miembro fundador

MOTIONAL (FA1+TT) Network management planning and control mobility management in a multimodal environment and digital enablers. Proporcionar requisitos funcionales, especificaciones asociadas y soluciones operativas y tecnológicas para permitir futura gestión del tráfico europeo e intermodalidad (FA1). También se facilita el intercambio regulado de datos armonizados y su explotación por modelos numéricos (gemelos digitales) que puedan interactuar entre si (TT).

R2DATO (FA2) Digital and automated train operation. Aplicar las tecnologías de digitalización para continuar con el desarrollo del ETCS (nivel 3, satélite, integridad, comunicaciones FMRCS...), avanzar en la automatización de la operación (ATO, conducción autónoma y remota, maniobras…), y desarrollar soluciones innovadoras. El fin último es el incremento de capacidad, puntualidad, flexibilidad, resiliencia y reducción de costes operacionales

IAM4RAIL (FA3) Intelligent integrated asset management. Proporcionar nuevos requisitos técnicos, métodos, soluciones y servicios innovadores basados en las últimas tecnologías para minimizar los costes del ciclo de vida de los activos o prolongar los mismos. Además, se aumenta la seguridad y se mejora la fiabilidad, la disponibilidad y la capacidad del sistema ferroviario, abordando tanto la infraestructura como el material rodante.

Rail4EARTH (FA4) A sustainable and green rail system. Mejorar la sostenibilidad del sistema ferroviario haciéndolo más atractivo y resiliente, contribuyendo a los objetivos de una Europa neutra en carbono para 2050. El alcance se extiende al material rodante, la infraestructura, las estaciones y todos sus subsistemas relacionados (redes de suministro, tracción, frenos, almacenamiento de energía...).

TRANS4RM-R (FA5) Transforming rail freight in Europe. Hacer del transporte de mercancías por ferrocarril la columna vertebral de la cadena logística más resistente y con menos emisiones, cumpliendo los requisitos del cliente final. Aumentar la capacidad, mejorar la coordinación y la cooperación transfronteriza reforzada entre administradores de infraestructuras. Mejorar la gestión general de la red mediante el despliegue y el uso de nuevas tecnologías como el acoplamiento digital (DAC) y la automatización.

FutuRe (FA6) Regional rail services / Innovative rail services to revitalize capillary lines. Revitalizar las líneas regionales y fortalecer su capilaridad optimizando la productividad (coste tren/km) disminuyendo el conjunto de costes de inversión y mantenimiento (CAPEX+OPEX). Fomentar el uso de soluciones de bajo coste para ERTMS, material rodante específico, activos de infraestructura y servicios. Incrementar la calidad del servicio, la seguridad operacional y la satisfacción del cliente para consolidar la acción vertebradora y de cohesión del ferrocarril en las distintas regiones europeas.

Proyectos sujetos a encomienda del Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas

Dinámica vertical de la vía. Caracterización de los parámetros con influencia en la dinámica vertical de la vía para optimizar las normas de diseño, construcción y mantenimiento.

Mapas digitales de infraestructura y activos ERTMS. Definición del equipamiento básico para la detección de elementos de la infraestructura y su digitalización, realización de campañas de medidas en vía con tren auscultador y con drones y el desarrollo y diseño de la estructura de datos y la base de datos.

Infraestructura de la vía a velocidades > 300 KM/H. Recopilación de información simulación de paso de trenes a velocidad superior a 300 km/h, extracción de conclusiones respecto a la deflexión vertical máxima y niveles de aceleración que podrían esperarse en el carril y traviesa para las nuevas velocidades comerciales y de diseño. Se ensayará en el cajón velocidades superiores a 300 km/h.

Degradación vía al paso de trenes. Estudio de la cuantificación de la degradación del balasto, de la traviesa y del carril. Desarrollo de procedimientos novedosos para la determinación del estado de la banqueta del balasto.

Cajón ferroviario del CEDEX. Ensayos en modelos, a escala 1:1, en el cajón ferroviario del CEDEX para analizar cualquier desarrollo o innovación tecnológica que Adif considere necesario.

Convertidores electrónicos de potencia DC/AC. Análisis de distintas topologías, estrategias de conmutación, parámetros de operación y utilización de elementos auxiliares asociados a convertidores electrónicos de potencia DC/AC de hasta 1,5 MW con conexión a la catenaria de 3.000 V para ver la influencia que pueden tener sobre los circuitos de vía de 50 Hz y los de audiofrecuencia.

Impartición de cursos. Impartir cursos de ERTMS y sobre tecnología ferroviaria.

Huella de carbono. Elaborar una metodología de cálculo de huella de carbono de instalaciones y servicios de Adif; crear una guía de estimación de la huella de carbono, de la reducción de las emisiones y de la política de ahorro energético y el asesoramiento para incluir el concepto de huella de carbono en la contratación pública.

Revegetación de taludes. Selección de las especies idóneas a partir del mapa de sectorización de la vegetación de ribera del CEDEX y los trabajos previos desarrollados en ese sentido. Buenas prácticas para siembra y plantación de estas especies.

Protección de pasos superiores. Estudio bibliográfico de medidas y especificaciones técnicas y análisis de las alternativas para la protección de los pilares de los pasos superiores frente al descarrilamiento de un tren.

Conservación y restauración de cauces y riberas. Estudio de operaciones y buenas prácticas para el mantenimiento de cauces y riberas: desbroce, poda, apeo, prevención de obstrucción en puentes y obras de drenaje transversal, eliminación de elementos obstructivos, gestión de vegetación acuática (especialmente helófitos), control de la erosión en márgenes y lecho, y gestión de especies exóticas invasoras.