DISPOSITIVO DE MEDIDA PARA DETERMINAR EL PESO DE VAGONES DE

MERCANCIAS

Sector de la técnica

La presente invención está relacionada con el pesaje de vagones de mercancías de vehículos ferroviarios, proponiendo la invención un dispositivo de medida que permite realizar el pesaje de los vagones de mercancías en movimiento y sin tener que emplear dispositivos de medida invasivos que obliguen a modificar la infraestructura de la vía, o que obliguen modificar la estructura de los vehículos.

Estado de la técnica

Los vagones de los vehículos ferroviarios transportan mercancías cuya carga resulta necesaria conocer, así como la distribución de la carga (por ejemplo, la carga por cada eje del vagón).

Esto es de relevancia en playas de vías y en zonas de carga/descarga (“marshalling yards”). Así, por ejemplo, resulta necesario conocer con exactitud la carga del vagón, ya que ésta debe ser distribuida en camiones para su posterior transporte por carretera. Los camiones están obligados a cumplir una normativa específica de peso, pero a su vez resulta preferible cargar los camiones al máximo del límite permitido para optimizar los costes de transporte.

Los dispositivos de medida empleados actualmente para el pesaje de los vagones suelen ser dispositivos que generalmente determinan el peso en estático, con el vagón parado, además de ser dispositivos invasivos, caros, y que requieren de una instalación compleja. Así, por ejemplo, se conocen las basculas de pesaje, que son una sección de vía instrumentada (“weigh bridges”) que reemplaza una sección de vía; los sensores de peso basados en galgas extensiométricas o celdas de carga que se disponen integrados en la vía ferroviaria (en los carriles, traviesas, ...); o los dispositivos de pesaje embarcados en los propios vagones.

De acuerdo con todo ello existe una necesidad por parte de los operadores de mercancías de conocer la distribución de carga de los vagones mediante un dispositivo de medida que sea portátil, de manera que su instalación no sea invasiva sobre la infraestructura ferroviaria, y que permita determinar el peso de los vagones en movimiento.

Objeto de la invención

La presente invención tiene por objeto un dispositivo de medida para determinar el peso de vagones de mercancías cuando circulan sobre los carriles de una vía ferroviaria.

El dispositivo de medida comprende:

• unos medios de medición no invasivos adaptados para determinar el desplazamiento de, al menos, un punto de uno de los carriles cuando el vagón circula sobre el carril, o comprendiendo los medios de medición no invasivos:

^■ al menos un marcador de referencia dispuesto en el punto del carril, y

^■ al menos una cámara dispuesta para visualizar el desplazamiento del marcador de referencia cuando el vagón circula sobre el carril, y

• una unidad de control adaptada para determinar el peso del vagón comparando el desplazamiento de, al menos, el punto del carril, con un desplazamiento de referencia, que está relacionado con un peso de referencia conocido.

Los medios de medición no invasivos permiten determinar el desplazamiento del punto del carril debido a la deformación que sufre el carril al paso del vagón por encima del carril, es decir con el vehículo ferroviario en movimiento. Además, al ser los medios de medición, unos medios de medición no invasivos basados en medios ópticos, no existe la necesidad de tener que modificar la infraestructura ferroviaria para instalar dichos medios. Adicionalmente, los medios de medición no invasivos son portables, con lo que la medida se pueda realizar en cualquier punto de la vía ferroviaria.

En el sentido de la invención, por desplazamiento de referencia se entiende el desplazamiento que hubiera sufrido el punto del carril dado el peso de referencia conocido, es decir, el desplazamiento de referencia es conocido porque está directamente relacionado con un peso específico y también conocido. De esta manera, extrapolando el desplazamiento del punto del carril debido al paso del vagón de mercancías por encima del carril, se puede determinar con exactitud el peso del vagón. Preferentemente los medios de medición no invasivos comprenden tres marcadores de referencia, estando dos de los tres marcadores dispuestos en dos puntos del carril que están alineados verticalmente con dos respetivas traviesas de la vía ferroviaria, y estando el otro marcador dispuesto en el punto del carril que está dispuesto entre las dos traviesas, y tres cámaras, una por cada uno de los marcadores.

De esta manera, se emplea una disposición especifica de los marcadores en los puntos del carril, en donde los desplazamientos debidos a la flexión del carril por el peso del vehículo muestran la mayor diferencia de desplazamiento posible entre los puntos, ya que el punto del carril dispuesto entre las dos traviesas no está directamente apoyado, de forma que se aumenta aún más la precisión para la determinación del peso.

Aún más preferentemente, los medios de medición no invasivos comprenden seis marcadores, tres por cada carril de la vía ferroviaria, y seis cámaras, una para cada marcador. De esta forma, se puede determinar el peso del vagón, así como la distribución del peso del vagón.

Descripción de las figuras

La figura 1 muestra un carril de un tramo de una vía ferroviaria en vacío.

La figura 2 muestra el carril del tramo de la vía de la figura anterior con carga cuando un vehículo ferroviario circula sobre el carril.

La figura 3 muestra una vista esquemática superior del dispositivo de medida de la invención.

La figura 4 muestra una vista esquemática lateral del dispositivo de la figura anterior.

Descripción detallada de la invención

En la figura 1 se representa una sección de un carril (r) de un tramo de una vía ferroviaria (t) en reposo, es decir sin aplicar una carga sobre el carril (r).

La sección del carril (r) está apoyada sobre dos traviesas (s1 , s2). En el carril (r) están representados tres puntos (A, B, C), dos de los tres puntos (A, C) del carril (r) están respectivamente alineados en verticalidad con las dos traviesas (s1 , s2) de la vía (t), y el otro punto (B) del carril (r) está dispuesto entre las dos traviesas (s1 , s2). El punto (B) del carril (r) está dispuesto en el medio de las dos traviesas (s1 , s2), es decir a la misma distancia de cada uno de los otros dos puntos (A, C).

La unión de los tres puntos (A, B, C) definen una línea de referencia (ref). Como se observa en la figura los tres puntos (A, B, C) están alineados tal que la línea de referencia (ref) es horizontal.

En la figura 2 se representa la sección del carril (r) cuando un vagón de mercancías de un vehículo ferroviario está circulando sobre el carril (r).

El vehículo ferroviario está representado mediante una de sus ruedas (wh), quedando la rueda (wh) alineada verticalmente con el punto (B) del carril (r) que está dispuesto entre las dos traviesas (s1 , s2). En esta situación al paso de la rueda (wh) sobre el carril (r), el carril (r) sufre un esfuerzo de flexión debido al peso del vagón, de forma que cada uno de los tres puntos (A, B, C) sufre un desplazamiento (d), esencialmente sufren un desplazamiento vertical en sentido descendente, de forma que la línea horizontal que unía los tres puntos (A, B, C) en la figura 1 , en la figura 2 es una curva (refe).

La invención propone un dispositivo para determinar el desplazamiento (d) de al menos uno (B) de los puntos (A, B, C) del carril (r) cuando el vagón circula sobre el carril (r), empleando para ello unos medios de medición no invasivos. Esencialmente la invención propone determinar el desplazamiento vertical de al menos el punto (B) del carril (r).

Preferentemente la invención propone determinar el desplazamiento vertical del punto (B) del carril (r) que está dispuesto entre las dos traviesas (s1 , s2), concretamente en el medio de las dos traviesas (s1 , s2), ya que, con esta disposición, el punto (B) no está directamente apoyado en su vertical, resultando por tanto el punto del carril que puede sufrir mayor desplazamiento, y por tanto el que mayor sensibilidad tiene para las medidas.

El desplazamiento del punto (B) es comparado con un desplazamiento de referencia, estando dicho desplazamiento de referencia relacionado con un peso de referencia conocido, de manera que mediante la comparación de ambos desplazamientos se puede determinar el peso del vagón que circula sobre el carril (r).

Para determinar el peso de los vagones de mercancías cuando circulan sobre los carriles (r, r’) de la vía ferroviaria (t) se emplea el dispositivo de medida que comprende los medios de medición no invasivos que están adaptados para determinar el desplazamiento (d) de al menos el punto (B, B’) de uno de los carriles (r, r’) cuando el vagón circula sobre el carril (r, r’), y una unidad de control que está adaptada para determinar el peso del vagón comparando el desplazamiento (d) al menos el punto (B, B’) del carril (r, r’) con el desplazamiento de referencia, que está relacionado con el peso de referencia conocido.

Los medios de medición no invasivos del dispositivo de medida representado en las figuras 3 y 4 están basados en medios ópticos. Los medios de medición no invasivos comprenden al menos un marcador de referencia (1 1 , 12, 13, 11’, 12’, 13’) dispuesto en el punto (B) del carril (r, r’), y al menos una cámara (14, 15, 16, 14’, 15’, 16’) dispuesta para visualizar el desplazamiento del marcador de referencia cuando el vagón circula sobre el carril (r, r’).

Como se observa en la figura 4, los medios de medición no invasivos comprenden seis marcadores de referencia (11 , 12, 13, 11’, 12’, 13’), tres por cada carril (r, r’) de la vía ferroviaria (t), y seis cámaras (14, 15, 16, 14’, 15’, 16’), una para visualizar cada marcador de referencia (1 1 , 12, 13, 11’, 12’, 13’).

Las cámaras son cámaras de alta resolución.

Preferentemente las cámaras están dispuestas perpendicularmente a la dirección longitudinal del carril (r) y cada una alineada con uno de los puntos (A,B,C,A’,B’,C’) del carril (r,r’), es decir, el objetivo de la cámara está alineado con el punto del carril a visualizar.

El procedimiento de medida consiste en tomar imágenes de los puntos del carril al paso del vehículo ferroviario, digitalizar dichas imágenes, y determinar el desplazamiento de los puntos del carril cuando el vagón circula sobre el carril. El peso del vagón se determina por la comparación del desplazamiento de los puntos del carril (r, r’) con el desplazamiento de referencia.

Los marcadores de referencia puede ser unas marcas realizadas sobre el propio carril, un LED que se fija al carril mediante material adhesivo o mediante imán, o unas pegatinas que se adhieren al carril, tal como por ejemplo marcadores adhesivos de una determinada geometría y de un color determinado sobre un fondo blanco de mayor dimensión.

La unidad de control del dispositivo de medida comprende un módulo de comunicaciones para enviar la información de los medios de medición no invasivos a una unidad externa que dispone el operario del vehículo ferroviario (maquinista), tal como por ejemplo una Tablet o similar. En dicha unidad externa el operario puede configurar el dispositivo de medida y visualizar la información (por ejemplo, peso del vagón, distribución de carga por eje, ID vagón, etc). La propia unidad externa puede enviar la información a una base de datos remota en donde se almacena.