Telecamera acustica Flir per il rilevamento di perdite d’aria nel ferroviario

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Flir ha sviluppato la telecamera acustica portatile Flir Si1-LD, uno strumento altamente sofisticato progettato per rilevare con precisione le perdite di aria compressa, anche negli ambienti rumorosi tipici delle infrastrutture ferroviarie.

La ferrovia è considerata uno dei mezzi di trasporto terrestre più sicuri, una reputazione guadagnata in oltre un secolo di innovazione continua in materia di sicurezza e ingegneria. Una tappa fondamentale di questa tradizione di sicurezza risale all’aprile 1869, quando l’inventore George Westinghouse brevettò un sistema di frenatura pneumatica sicuro, la svolta che ha trasformato la sicurezza ferroviaria e che è ancora oggi ampiamente utilizzato.

Il principio fondamentale alla base del freno continuo automatico sicuro ideato da Westinghouse è semplice ed estremamente efficace: utilizza la pressione dell’aria non solo per azionare i freni, ma anche per garantire che questi si attivino automaticamente in caso di guasto. Ogni vagone di un treno è dotato di un proprio serbatoio caricato con aria compressa. Quando il sistema è a piena pressione, i freni vengono rilasciati. Qualsiasi calo di pressione, come quello che si verificherebbe in caso di guasto del compressore o di sganciamento delle carrozze, fa scattare automaticamente i freni. Questo meccanismo garantisce che i treni si fermino in modo sicuro anche in condizioni di emergenza.

Nei moderni sistemi ferroviari, il compressore della locomotiva carica tipicamente il serbatoio principale a una pressione compresa tra 125 e 140 psi (8,6 e 9,7 bar). La condotta principale, che percorre tutta la lunghezza del treno, viene quindi pressurizzata, solitamente a 90 psi per i treni merci e a 110 psi per i treni passeggeri. Quando il macchinista aziona la leva del freno per ridurre questa pressione, comanda a ogni carrozza di azionare i freni utilizzando l’aria immagazzinata nel proprio serbatoio.

È importante sottolineare che questo sistema si basa sul mantenimento di una pressione dell’aria costante nella condotta generale. Un calo improvviso, causato ad esempio dalla rottura di un tubo, provoca l’attivazione dei freni di emergenza. Tuttavia, anche le perdite graduali, pur non attivando i protocolli di emergenza, possono ridurre significativamente l’efficienza del sistema. Queste piccole perdite di pressurizzazione aumentano la richiesta al compressore d’aria, riducendo potenzialmente la durata dei componenti meccanici e aumentando i costi energetici. Nel tempo, possono indicare la presenza di rischi di guasti più gravi all’interno del sistema frenante. Riuscire a identificare queste perdite di pressurizzazione impercettibili in mezzo al rumore ambientale di uno scalo ferroviario trafficato è una sfida complessa. Il segnale acustico di una piccola perdita d’aria è spesso soffocato dai macchinari circostanti, rendendo i metodi di rilevamento convenzionali lunghi e spesso inaffidabili.

Utilizzando 96 microfoni ultrasensibili disposti in un array compatto, la telecamera acustica Si1-LD rileva le onde sonore ultrasoniche emesse dall’aria in fuga, traducendole in rappresentazioni visive che vengono visualizzate su un luminoso schermo HD da 5 pollici. La telecamera lavora su una gamma di frequenze da 2 a 100 kHz, consentendo di individuare anche le perdite più piccole. Da una distanza di soli 2,5 metri, è in grado di rilevare perdite d’aria minime di 0,01 litri al minuto. Per le perdite più grandi, il raggio di rilevamento può estendersi fino a ben 130 metri, consentendo al personale di manutenzione di effettuare ispezioni da una distanza di sicurezza, anche su veicoli in movimento o elettrificati.

Una delle caratteristiche distintive della telecamera acustica Si1-LD è quindi la tecnologia di ‘filtraggio passa banda’. Questa funzione avanzata consente agli utenti di isolare frequenze specifiche, filtrando efficacemente il rumore di fondo e individuando le frequenze emesse dalle perdite d’aria. In ambienti come i depositi di manutenzione ferroviaria o i binari all’aperto con rumore industriale di fondo, questa funzionalità si rivela essenziale per ottenere risultati diagnostici accurati.

Al termine di un’ispezione mirata all’identificazione delle perdite d’aria, i tecnici spesso riscontrano più punti di perdita dalle dimensioni e gravità diverse. In questi casi, determinare quale perdita riparare per prima può essere fondamentale, sia per la sicurezza che per l’efficienza energetica. La telecamera acustica FLIR Si1- LD aiuta a semplificare questo processo grazie alla sua funzione integrata di quantificazione delle dimensioni delle perdite. Questa funzione stima la dimensione di ciascuna perdita, consentendo alle squadre di manutenzione di dare priorità alle riparazioni in base alla potenziale perdita d’aria e al risparmio energetico stimato. Riparare prima le perdite più grandi può aiutare a ridurre significativamente le inefficienze operative.

La sicurezza e la facilità di trasferimento dei dati sono essenziali nei moderni ambienti industriali. Molte organizzazioni ferroviarie hanno restrizioni sull’uso di dispositivi USB, per motivi di sicurezza informatica. Sebbene la trasmissione wireless possa sembrare una valida alternativa, molte infrastrutture ferroviarie non dispongono di una copertura Wi-Fi robusta o limitano l’accesso ai dispositivi di terze parti. Per ovviare a questo problema, la telecamera acustica FLIR Si1-LD è compatibile con un cavo dati accessorio, che facilita il trasferimento diretto delle immagini e dei risultati dell’ispezione su un PC o un laptop, senza bisogno di chiavette USB o di accedere a una rete Wi-Fi. Ciò garantisce una gestione dei dati sicura e flessibile, anche in luoghi remoti o ad alta sicurezza.

Infine, una preoccupazione frequente tra il personale addetto alla manutenzione ferroviaria è la complessità e la curva di apprendimento associate alle nuove apparecchiature diagnostiche. Flir ha tenuto conto di questa necessità e ha sviluppato la telecamera acustica Si1-LD pensando alla semplicità e alla facilità d’uso. Il suo design intuitivo consente agli utenti di eseguire ispezioni acustiche avanzate con una formazione minima. È un vero e proprio dispositivo ‘punta e scatta’: una volta puntato sulla zona sospetta di perdita, la telecamera identifica automaticamente e visualizza le posizioni delle perdite, complete di quantificazione delle dimensioni. Per garantire una lunga durata sul campo, la telecamera acustica Si1-LD è protetta da un involucro robusto e viene fornita con una custodia rigida particolarmente resistente. Ciò garantisce un’eccellente protezione durante il trasporto e l’uso, sia in officina che su linee ferroviarie remote.

Il quadro generale
Nel Regno Unito, il mercato dei sistemi frenanti ferroviari è stato valutato in circa 373 milioni di sterline nel 2024 e si prevede che crescerà con un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 3,3% fino al 2031. Questa crescita è trainata dall’introduzione di severe normative di sicurezza, una maggiore enfasi sulla manutenzione predittiva e la crescente domanda di soluzioni di trasporto efficienti dal punto di vista energetico. Ridurre al minimo le perdite d’aria nei sistemi frenanti non solo migliora la sicurezza e l’affidabilità, ma contribuisce anche al raggiungimento degli obiettivi ambientali, riducendo il consumo energetico superfluo. Con la crescente pressione sul settore ferroviario per ridurre le emissioni e migliorare l’efficienza, strumenti come la telecamera acustica Flir Si1-LD stanno diventando indispensabili nel moderno kit del manutentore ferroviario.

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