Normas ferroviarias para transmisores de presión:
Requisitos, desafíos y soluciones
Los componentes electrónicos instalados en vehículos ferroviarios están expuestos a condiciones extremas: importantes variaciones de temperatura, vibraciones permanentes, interferencias electromagnéticas y estrictos requisitos de seguridad. Para garantizar un funcionamiento fiable y seguro durante muchos años, la tecnología ferroviaria se rige por normas específicas. En el caso de los transmisores de presión, esto significa que no solo deben medir con precisión, sino también funcionar de forma fiable a largo plazo incluso en las condiciones ambientales más exigentes. Por ello, el cumplimiento de las normas ferroviarias aplicables constituye un requisito fundamental para su utilización en los modernos vehículos ferroviarios.
La norma EN 50155 define las condiciones ambientales y de funcionamiento básicas para los equipos electrónicos instalados en vehículos ferroviarios. Es la referencia más importante para el desarrollo y la homologación de transmisores de presión destinados al sector ferroviario. Además de la EN 50155, los transmisores de presión deben soportar esfuerzos mecánicos (EN 61373), interferencias electromagnéticas (EN 50121-3-2) y cumplir los requisitos de protección contra incendios establecidos en la EN 45545-2.
Muchos componentes destinados al mercado ferroviario se anuncian como «conformes con EN 50155». Sin embargo, esta afirmación por sí sola no es suficiente. Lo realmente importante no es únicamente el cumplimiento de la norma, sino también la forma en que sus requisitos influyen específicamente en el funcionamiento, la precisión de la medición y la vida útil de un transmisor de presión. Durante el funcionamiento real, el equipo está sometido simultáneamente a diferentes factores de esfuerzo: ciclos térmicos, vibraciones, interferencias eléctricas y requisitos relacionados con la seguridad. Un sensor solo puede ofrecer fiabilidad a largo plazo si es capaz de soportar la combinación de todos estos factores. En los transmisores de presión, esto se traduce en una serie de implicaciones técnicas específicas. Los amplios rangos de temperatura (hasta –40 °C a +85 °C, clase TX) influyen tanto en la deriva de los elementos sensores como en la estabilidad de la señal del sistema electrónico de procesamiento. Los efectos inducidos por la temperatura, como la dilatación de los materiales y las tensiones mecánicas, pueden provocar cambios permanentes en la curva característica, especialmente durante los ciclos térmicos.
Trafag contrarresta estos efectos mediante el uso de elementos sensores de capa fina de acero, caracterizados por una elevada estabilidad mecánica y una mínima deriva causada por la temperatura. Combinados con una compensación electrónica específica, estos elementos garantizan una curva característica estable y resultados de medición reproducibles incluso tras repetidos cambios de carga térmica a lo largo de toda la vida útil del producto. Para garantizar que los transmisores de presión no solo sean considerados «conformes con EN 50155», sino que realmente cumplan los requisitos de esta norma y sean adecuados para aplicaciones ferroviarias, no se analizan parámetros individuales de forma aislada, sino la interacción entre todos ellos durante el funcionamiento ferroviario. En otras palabras, lo determinante es la combinación de las distintas solicitaciones ambientales.
En el caso de los transmisores de presión, la consideración simultánea de la temperatura, las vibraciones y la compatibilidad electromagnética requiere un diseño robusto, un procesamiento estable de la señal y una elevada fiabilidad a largo plazo incluso en condiciones de funcionamiento dinámicas.
Los transmisores de presión de Trafag se desarrollan conforme a la EN 50155 para aplicaciones ferroviarias, mientras que los requisitos ambientales específicos se cubren mediante normas complementarias. La resistencia a los choques y las vibraciones se verifica de acuerdo con la EN 61373, un aspecto fundamental para garantizar una adquisición estable de las mediciones bajo esfuerzos mecánicos. La compatibilidad electromagnética se comprueba según la EN 50121-3-2 con el fin de evitar interferencias en la señal y desviaciones de la medición provocadas por influencias eléctricas. Estas pruebas repercuten directamente en la fiabilidad y la precisión de la medición de presión durante el funcionamiento ferroviario.
Al seleccionar un transmisor de presión para aplicaciones ferroviarias, resulta esencial disponer de fichas técnicas precisas y completas. Los distintos niveles de ensayo deben ser totalmente trazables y el nivel de prestaciones debe presentarse de forma clara y fácilmente comprensible.
Además de la funcionalidad, la seguridad desempeña un papel fundamental en los vehículos ferroviarios. La norma EN 45545-2 regula el comportamiento frente al fuego de los materiales y componentes utilizados en vehículos ferroviarios. Define los requisitos relativos a la inflamabilidad, la generación de humo y la toxicidad de los gases producidos en caso de incendio.
En el caso de los transmisores de presión, estos requisitos afectan principalmente a los materiales de la carcasa, así como a los cables y conectores. Solo los componentes que cumplen estos requisitos están autorizados para su uso en el sector ferroviario.
Los vehículos ferroviarios están sometidos de forma continua a esfuerzos mecánicos. La norma EN 61373 describe los procedimientos de ensayo correspondientes para las vibraciones durante el funcionamiento continuo, así como para los choques mecánicos, como los que se producen durante las operaciones de acoplamiento.
En consecuencia, los transmisores de presión deben diseñarse de manera que las vibraciones no provoquen desviaciones en la medición y que sus componentes mecánicos mantengan su estabilidad a largo plazo. Una elevada resistencia a las vibraciones es especialmente importante en aplicaciones como los frenos, sistemas hidráulicos y neumáticos.
Los trenes modernos incorporan numerosos sistemas eléctricos de alta potencia que pueden generar interferencias electromagnéticas. La norma EN 50121-3-2 garantiza que los equipos sean resistentes a las influencias externas y que, al mismo tiempo, no generen emisiones electromagnéticas inadmisibles.
Este aspecto es especialmente relevante para los transmisores de presión, ya que las señales de salida analógicas (por ejemplo, 4…20 mA) pueden ser susceptibles a las interferencias. Asimismo, la precisión de la medición puede verse afectada en entornos con una elevada carga electromagnética. Por ello, una alta inmunidad electromagnética constituye un factor clave para garantizar mediciones de presión estables y precisas en las aplicaciones ferroviarias.
Los laboratorios internos de calibración certificados, como los que opera Trafag, permiten ensayar y ajustar los transmisores de presión en condiciones controladas antes de su utilización en aplicaciones ferroviarias. Esto permite verificar específicamente la precisión de la medición y el comportamiento de la señal, adaptándolos a los requisitos de cada aplicación. Para los clientes del sector ferroviario, esto se traduce principalmente en resultados consistentes, datos de ensayo totalmente trazables y plazos de coordinación más cortos, ya que los ajustes y las validaciones pueden realizarse sin necesidad de recurrir a laboratorios externos. Esto facilita la evaluación técnica y respalda el proceso de homologación.
Los transmisores de presión de Trafag son adecuados para aplicaciones ferroviarias porque han sido diseñados y ensayados específicamente de acuerdo con las normas pertinentes y las condiciones de funcionamiento propias del entorno ferroviario. Su diseño se basa, entre otras, en la norma EN 50155 y en normas complementarias relativas a compatibilidad electromagnética, choques y vibraciones, garantizando un funcionamiento estable frente a esfuerzos habituales como ciclos térmicos, cargas mecánicas e interferencias eléctricas. Además, las clases de precisión definidas, los rangos de temperatura especificados y las robustas tecnologías de sensores permiten obtener resultados de medición reproducibles incluso en condiciones dinámicas, como las presentes en sistemas de frenado, climatización (HVAC), aire comprimido, agua y refrigeración. Según la aplicación, están disponibles tanto señales de salida analógicas como interfaces digitales, por ejemplo CANopen, lo que permite una integración flexible en las modernas arquitecturas de vehículos ferroviarios. La combinación de ensayos conformes con las normas y de especificaciones técnicas claramente definidas simplifica la integración en subsistemas ferroviarios y la evaluación dentro de los procesos de homologación, contribuyendo en última instancia a un funcionamiento ferroviario seguro.
