Dispositivo embarcado para la detección de zonas de desgaste de hilo conductor para las infraestructuras de Metro de Málaga

Resumen

La motivación de este trabajo surge de la necesidad de obtener información acerca de las
instalaciones de Metro de Málaga y contribuir a la búsqueda de anomalías y puntos de desgaste
críticos del hilo de contacto. Además, se pretende realizar un estudio en profundidad acerca de
cómo afectan los distintos parámetros claves de la instalación al desgaste.
Uno de los parámetros clave se corresponde con la localización de los soportes que sustenta el hilo
de contacto, ya que con su modificación se puede homogeneizar el desgaste y reducir las
irregularidades que puedan aparecer. Otro de los parámetros que afectan al desgaste es la
aparición de arcos eléctricos en el contacto entre la catenaria y el pantógrafo. Por tanto, si se
consigue localizar aquellos puntos donde la frecuencia e intensidad de arcos eléctricos es mayor,
se puede focalizar los recursos en intentar reducir la aparición de estos en dichas zonas.
Con este objetivo, se ha fabricado un dispositivo sensorizado que se ha ubicado en la parte superior
de las unidades ferroviarias del Metro de Málaga. Se ha diseñado para recolectar información
detallada sobre el estado de las instalaciones, con especial enfoque en la interacción pantógrafo
catenaria. El dispositivo incorpora varios sensores avanzados: un sensor de arco para detectar la
presencia de arcos eléctricos, una unidad IMU que permite el registro de aceleraciones de la
unidad, un módulo GPS para geolocalización precisa y una cámara de alta definición que captura
video de forma continua del estado actual de la catenaria. Gracias a una conexión remota, el
dispositivo facilita la recolección y transmisión de datos de forma rápida y eficiente.
El dispositivo cuenta con un mini PC, que actúa como el núcleo principal del sistema, controlando
tanto el dispositivo en general como el funcionamiento del software que permite la captura de videos
y datos. Este ordenador recibe y graba la información obtenida por los sensores, permitiendo un
control centralizado las funciones de captura. Para la recolección de datos, el dispositivo utiliza
dos microcontroladores especializados. Uno de ellos está dedicado exclusivamente a la detección
de arcos eléctricos. Dado que los arcos eléctricos tienen una duración muy breve, en el rango de
milisegundos, es fundamental que el muestreo de este microcontrolador sea de alta frecuencia para
captar estos eventos con precisión. Con el fin de asegurar la calidad de los datos y evitar posibles
interferencias, este microcontrolador está dedicado exclusivamente a la tarea de monitorear los
arcos eléctricos.
La implementación de este sistema sensorizado busca optimizar las tareas de mantenimiento en
infraestructuras ferroviarias mediante la identificación proactiva de zonas críticas en la catenaria,
agilizando el análisis del desgaste y las anomalías en el cable conductor. Con esta solución
tecnológica, se mejora la efectividad durante el mantenimiento y se contribuye a la fiabilidad y
seguridad del servicio ferroviario.