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Para instalar equipos electrónicos en un tren, éstos deben cumplir determinados criterios ambientales, de choque, vibración, alimentación eléctrica, compatibilidad electromagnética, sobretensión, descarga electrostática y factores transitorios que podrían producirse durante su uso.
Por razones obvias, los sistemas deben ser fiables y capaces de soportar más abusos que un ordenador integrado estándar, especialmente si se emplean para la telemática, el control del motor u otras funciones críticas dentro del vehículo.
La norma parte de la base de que los sistemas del material rodante deberán funcionar 24 horas al día, 7 días a la semana, durante 30 años o unas 250.000 horas, sin fallos. Esto significa que los sistemas de control de trenes deben estar diseñados para soportar las condiciones ambientales más duras. También es importante que los sistemas no interfieran entre sí cuando se instalan muy cerca; el espacio suele ser reducido en los paneles de control, por lo que los equipos pueden montarse muy juntos.
A continuación hemos intentado resumir los aspectos básicos de la compleja normativa EN50155:
- Temperatura Los sistemas deben poder funcionar en un amplio intervalo de temperaturas de -40°C a +85°C, aunque sólo algunas de las piezas deben cubrir este intervalo de temperatura ambiente durante 10 minutos durante el arranque. En concreto, la fuente de alimentación debe funcionar con eficiencia (85% o más). El objetivo es reducir la potencia disipada que, de otro modo, se perdería en forma de calor. La fuente debe ser eficiente en una amplia gama de condiciones de voltaje y carga y debe disponer de gestión térmica, normalmente un disipador de calor.
- Choques y vibraciones Como era de esperar, los requisitos en materia de choques y vibraciones son estrictos en el caso de los sistemas que entran en un entorno duro como el del material rodante. La especificación hace referencia a una norma independiente (BS EN 61373:2010 Railway applications. Equipos de material rodante. Los requisitos sobre choques y vibraciones se dividen en tres categorías: montados en la carrocería, montados en el bogie y montados en el eje; estos últimos son extremadamente severos.
- Fuente de alimentación La fuente de alimentación es un componente crítico para los equipos electrónicos utilizados en los trenes. En el material rodante se utiliza una amplia gama de tensiones y la norma incluye 24, 48, 72, 96 y 110VDC. Normalmente, en los diseños de sistemas resulta práctico un intervalo de tensión de entrada de 4:1. Los convertidores que se suelen utilizar son los de 10-40 V, 18-72 V y 40-160 V. La norma también establece que la fuente de alimentación debe hacer frente a las interrupciones y seguir proporcionando una salida durante un corte de 10 ms.
- Compatibilidad electromagnética La norma EN50155 recurre a la norma EN50121-3-2 (Aplicaciones ferroviarias. Compatibilidad electromagnética. Material rodante.), que tiene 20 páginas y recurre a varias otras normas. Huelga decir que los requisitos para superar las normas deseadas son estrictos para garantizar que el equipo no produce niveles de ruido que puedan interferir con otros equipos situados en las mismas proximidades.
- Rendimiento y fiabilidad Este aspecto es siempre de la máxima importancia en una certificación como la EN50155, y la norma exige que el fabricante aplique un proceso de calidad muy particular. Evidentemente, los componentes de calidad y las normas de fabricación forman parte del diseño de cualquier sistema con unos requisitos MTBF tan elevados.
¿Cuáles son las pruebas de homologación para la certificación EN50155?
Al final del documento EN50155 hay una lista de comprobación de todos los ensayos de homologación y cómo realizarlos en un equipo electrónico concreto, junto con los criterios de aprobado/no aprobado.
Estos criterios son los siguientes:
- Inspección visual
- Prueba de rendimiento
- Prueba de funcionamiento a baja temperatura (temperatura mínima de funcionamiento durante 2 horas)
- Prueba de calor seco (temperatura máxima de funcionamiento durante 6 horas)
- Confirmación del funcionamiento en todo el rango de tensión de entrada
- Pruebas de sobretensión, ESD y transitorios
- Prueba de aislamiento eléctrico
- Prueba de vibraciones, choques y golpes
- Prueba CEM
También hay una serie de pruebas opcionales en función de la solicitud final:
- Prueba cíclica de calor húmedo
- Estanqueidad
- Control del estrés en la producción
- Almacenamiento a baja temperatura (-40°C durante 16 horas)
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