Desde la década de 1960, los trenes bala Shinkansen han proporcionado a Japón la infraestructura de alta velocidad necesaria para apoyar una de las economías más grandes e importantes del mundo. Gracias a los recientes avances se ha visto ampliada la red, con la inauguración de las líneas de Shinkansen de Hokuriku y Hokkaido en 2015 y 2016, respectivamente, para ayudar a revitalizar estas comunidades regionales. Por otra parte, los progresos realizados por Japón han llevado a otros muchos países a seguir su ejemplo, todos deseosos de capitalizar este modo de transporte con bajas emisiones de carbono.
Ejemplo de un conjunto de ejes de un Shinkansen, que muestra las ubicaciones de los rodamientos principales. Foto: NSK.
En consonancia con los rápidos progresos alcanzados, la evolución de las tecnologías de rodamientos para aplicaciones de la industria ferroviaria ha ido en paralelo. En ninguna otra parte todo ello resulta más evidente que en los trenes Shinkansen. Por ejemplo, en 1964, cuando se pusieron en funcionamiento por primera vez los trenes de la serie 0, los rodamientos de 81 kg para los ejes se ofrecieron en una combinación de rodillos cilíndricos y rodamientos de bolas, principalmente para ofrecer más fiabilidad para estos trenes que alcanzaban los 210 km/h. La carga radial, incluido el peso del vagón, estaba soportada por dos filas de rodamientos de rodillos cilíndricos, mientras que las cargas laterales, incluidas las fuerzas axiales generadas por el paso del convoy en curva, estaban soportadas por un rodamiento de bolas. En aquel momento, ese era el método óptimo.
Basados en una combinación de rodamientos de rodillos cilíndricos y rodamientos de bolas (el mejor método en aquel momento (1964), los rodamientos de eje para los trenes Shinkansen de la serie 0 pesaban 81 kg. Foto: NSK.
Con el rápido avance hacia los trenes de la serie 300 en 1992, donde los rodamientos cilíndricos con anillo exterior soportaron sin problemas las velocidades de hasta 270 km/h, y luego hacia los trenes de la serie N700, presentados en 2007, el progreso es evidente. Con un énfasis aún mayor en la velocidad (300 km/h), un peso más ligero y más comodidad, los rodamientos de rodillos cónicos para los ejes de los trenes N700 pesan sólo 23 kg, una reducción de casi cuatro veces en comparación con los rodamientos para ejes utilizados en los trenes de la serie 0. A altas velocidades, el peso excesivo del rodamiento puede tener una gran influencia en el ruido y la vibración, de ahí el deseo de aligerar el diseño.
En los trenes Shinkansen de la serie 300 inaugurados en 1992 utilizaron rodamientos cilíndricos con anillo exterior (peso total 31 kg). Foto: NSK.
La última distribución de rodamientos de rodillos cónicos en los trenes de la serie N700 tan solo pesa 23 kg. Foto: NSK.
No importa lo ligeros y compactos que sean los rodamientos, la seguridad sigue siendo la máxima prioridad. En este aspecto, NSK aprovecha su experiencia en la ingeniería de materiales para mejorar el rendimiento en seguridad, un factor emparejado con el deseo de desarrollar rodamientos capaces de soportar las más duras condiciones de funcionamiento. Y es que NSK cuenta con más de medio siglo de innovaciones que se remontan a la primera generación de trenes bala Shinkansen en Japón y sus avanzados programas de desarrollo han continuado de manera rápida e ininterrumpida hasta hoy. Esto se debe a que los trenes de última generación son cada vez más rápidos, lo que plantea unas mayores exigencias en las tecnologías de rodamientos. NSK continúa trabajando con sus socios de la industria ferroviaria, tanto en el sector OEM como en el mercado de accesorios (aftermarket), para crear productos que puedan mejorar factores como seguridad, rendimiento, confort, peso y rentabilidad.
El primer tren Shinkansen entró en funcionamiento el 1 de octubre de 1964, nueve días antes de que comenzaran los primeros Juegos Olímpicos celebrados en Tokio. Foto: Giovanni Gagliardi | Dreamstime, cortesía de NSK.
Asimismo, en aras de la seguridad y la fiabilidad, los ambientes difíciles siempre requerirán programas de mantenimiento eficaces, y es en este punto donde NSK ha logrado un avance reciente. La compañía ha desarrollado el primer sistema en Japón que es capaz de detectar anormalidades en los rodamientos, incluyendo daños, antes de que se produzcan fallos o un descenso en el rendimiento. El sistema ya ha sido adoptado en líneas ferroviarias convencionales con el objetivo de mejorar la seguridad operativa del cliente y la eficiencia de mantenimiento. El sistema de NSK consiste en montar sensores en los rodamientos de modo que puedan monitorizarse atentamente parámetros como la velocidad de rotación, la vibración o la temperatura. Gracias a la amplia experiencia de la empresa, es posible comparar la información recopilada con las enormes cantidades de datos de referencia ya recopilada por NSK.
Los trenes Shinkansen de la serie 300 aparecieron por primera vez en 1992 y registraron una velocidad máxima récord para un viaje comercial de 270 km/h. Foto: Sakuragirin | Dreamstime, cortesía de NSK.
El sistema ayudará a facilitar la tendencia creciente de sustituir las rutinas de mantenimiento convencionales basadas en el tiempo (mantenimiento preventivo, en las que los rodamientos se sustituyen en periodos predefinidos, independientemente de que presenten alguna irregularidad) por un mantenimiento basado en su estado, mantenimiento predictivo, en el que los componentes se sustituyen solo cuando es necesario. NSK espera ahora que el sistema sea adoptado en cada vez más vagones gracias a las claras ventajas sobre la seguridad y a los ahorros de costes derivados de intervalos más largos entre las operaciones de mantenimiento.
Los trenes Shinkansen N700 entraron en servicio en 2007, con velocidades comerciales de hasta 300 km/h. Foto: iStock.com/winhorse, cortesía de NSK.
