Se ha lanzado oficialmente el primer tren subterráneo comercial de fibra de carbono del mundo y se espera que entre en funcionamiento dentro de un año.
El 26 de junio, CRRC Sifang Co., Ltd. y Qingdao Metro Group lanzaron oficialmente el "CETROVO 1.0 Carbon Star Express", un tren subterráneo de fibra de carbono desarrollado para la Línea 1 del Metro de Qingdao. Este tren es el primero del mundo. Tren subterráneo de fibra de carbono diseñado para operación comercial. Pesa un 11% menos que los vehículos de metro tradicionales, lo que ofrece importantes ventajas en términos de ser más ligero y más eficiente energéticamente, lo que lleva a una nueva mejora ecológica para los trenes de metro.
En el campo de la tecnología de tránsito ferroviario, el aligeramiento de los vehículos (reducir el peso de la carrocería tanto como sea posible y al mismo tiempo garantizar el rendimiento del vehículo para reducir el consumo de energía operativa) es una tecnología clave para lograr vehículos ferroviarios ecológicos y con bajas emisiones de carbono.
Los vehículos de metro tradicionales utilizan principalmente metales como acero y aleaciones de aluminio, que enfrentan limitaciones de reducción de peso debido a las propiedades del material. La fibra de carbono, conocida como el "rey de los nuevos materiales", presenta ventajas como ligereza, alta resistencia, resistencia a la fatiga y resistencia a la corrosión. Su resistencia es más de cinco veces mayor que la del acero, mientras que su peso es menos de una cuarta parte del acero, lo que lo convierte en un material excelente para aligerar los vehículos ferroviarios.
CRRC Sifang Co., Ltd. colaboró con Qingdao Metro Group y otras organizaciones para abordar tecnologías clave, incluido el diseño integrado de estructuras de soporte de carga primarias de fibra de carbono grandes y complejas, fabricación de moldes eficiente y de bajo costo, y detección y mantenimiento inteligentes integrales. . Este enfoque sistemático abordó los desafíos de las aplicaciones de ingeniería y logró, por primera vez a nivel mundial, el uso de materiales compuestos de fibra de carbono en la estructura de carga primaria de los vehículos comerciales del metro.
La carrocería del tren, el bastidor del bogie y otras estructuras primarias de carga están hechos de materiales compuestos de fibra de carbono, lo que resulta en una mejora significativa en el rendimiento del vehículo. El tren es más ligero y más eficiente energéticamente, tiene mayor resistencia, mayor adaptabilidad ambiental y menores costos de operación y mantenimiento del ciclo de vida, lo que brinda varias ventajas técnicas.
Cuerpo más liviano, operación con mayor eficiencia energética
Mediante el uso de materiales compuestos de fibra de carbono, el vehículo logra una importante reducción de peso. En comparación con los vehículos subterráneos de metal tradicionales, la carrocería del tren subterráneo de fibra de carbono es un 25 % más liviana, el bastidor del bogie es un 50 % más liviano y el peso total del vehículo se reduce aproximadamente un 11 %. Esto da como resultado una disminución del 7% en el consumo de energía operativa, lo que permite que cada tren reduzca las emisiones de dióxido de carbono en aproximadamente 130 toneladas al año, lo que equivale a reforestar 101 acres.
Mayor resistencia, mayor vida estructural
El tren utiliza nuevos materiales compuestos de fibra de carbono de alto rendimiento, que no sólo logran un menor peso sino que también mejoran la resistencia de la carrocería. Además, en comparación con los componentes fabricados con materiales metálicos tradicionales, el marco del bogie de fibra de carbono exhibe una mayor resistencia al impacto y un rendimiento superior a la fatiga, lo que extiende la vida útil estructural.
Mayor adaptabilidad ambiental
La carrocería más ligera del tren proporciona un rendimiento de conducción superior, no sólo cumpliendo con los requisitos más estrictos de carga por eje para las vías sino también reduciendo el desgaste de las ruedas y los rieles. El tren está equipado con tecnología radial activa avanzada, que controla activamente los juegos de ruedas mientras navegan por las curvas, lo que reduce significativamente el desgaste y el ruido entre las ruedas y los rieles. Además, utiliza discos de freno cerámicos de carbono más resistentes al desgaste y al calor, lo que logra una reducción de peso y al mismo tiempo satisface las estrictas necesidades de rendimiento de frenado.
Menores costos de operación y mantenimiento del ciclo de vida
Gracias a la aplicación de materiales ligeros de fibra de carbono y nuevas tecnologías, el desgaste rueda-carril del metro de fibra de carbono se reduce significativamente, lo que supone una disminución sustancial de las necesidades de mantenimiento tanto de los vehículos como de las vías. Además, mediante el empleo de tecnología de gemelo digital, se ha establecido una plataforma inteligente de operación y mantenimiento SmartCare para el tren de fibra de carbono, que permite la autodetección y el autodiagnóstico de la seguridad general del vehículo, la salud estructural y el rendimiento operativo. Esto mejora la eficiencia del mantenimiento y reduce los costos, lo que resulta en una reducción del 22% en los costos de mantenimiento del ciclo de vida del tren.
En el campo de la tecnología de fibra de carbono para vehículos ferroviarios, CRRC Sifang Co., Ltd. aprovecha sus ventajas industriales y ha construido una plataforma integral de investigación y desarrollo, fabricación y validación a través de más de una década de investigación acumulada e innovación colaborativa entre la industria y el mundo académico. y aplicación. Esto ha dado como resultado capacidades de ingeniería completas que van desde el diseño y desarrollo estructural de fibra de carbono hasta la fabricación de moldes, simulación, pruebas y control de calidad, proporcionando una solución integral durante todo el ciclo de vida.
Actualmente, el tren subterráneo de fibra de carbono ha completado las pruebas de tipo en fábrica. Según el plan, se pondrá en funcionamiento de demostración para pasajeros en la Línea 1 del Metro de Qingdao dentro de un año.
En la actualidad, en el sector del transporte ferroviario urbano de China, minimizar el consumo de energía y reducir las emisiones de carbono mientras se crea un sistema ferroviario urbano ecológico, eficiente y con bajas emisiones de carbono es una de las principales prioridades para el desarrollo de la industria. Esto impone mayores exigencias a las tecnologías de aligeramiento de los vehículos ferroviarios.
La aparición de trenes subterráneos comerciales de fibra de carbono ha impulsado la evolución de las estructuras de soporte de carga primarias en los vehículos subterráneos desde materiales metálicos tradicionales como acero y aleaciones de aluminio hasta innovadores compuestos de fibra de carbono. Este desarrollo rompe las limitaciones de las estructuras de materiales metálicos tradicionales en la reducción de peso, logrando una mejora significativa en la tecnología de aligeramiento de los trenes subterráneos en China. Desempeñará un papel importante en la promoción de la transformación verde y baja en carbono del transporte ferroviario urbano en el país y ayudará a la industria ferroviaria a lograr sus objetivos de doble carbono.
