EN 12663 Aplicaciones ferroviarias - Requisitos estructurales para carrocerías de vehículos ferroviarios

La norma europea “EN 12663 Aplicaciones ferroviarias - Requisitos estructurales de las carrocerías de vehículos ferroviarios” consta de las siguientes subsecciones publicadas bajo el mismo título:

• La norma "EN 12663-1 Parte 1: Locomotoras y coches de pasajeros (y método alternativo para vagones de mercancías)" tiene como objetivo proporcionar una base uniforme para el diseño estructural de carrocerías de vehículos. Los requisitos de carga para el diseño estructural y las pruebas de carrocerías de vehículos se basan en experiencia contrastada, respaldada por la evaluación de datos experimentales e información publicada. El objetivo de esta norma es brindar al proveedor la libertad de optimizar su diseño, manteniendo al mismo tiempo los niveles de seguridad requeridos.

El diseño estructural de las carrocerías de vehículos ferroviarios depende de las cargas a las que están sometidas y de las propiedades de los materiales con los que están fabricadas. Esta norma tiene como objetivo proporcionar una base uniforme para el diseño estructural de las carrocerías de vehículos.

Para los efectos de esta norma, se aplican los siguientes términos y definiciones:

• Vehículo ferroviario: La estructura principal de carga, la carrocería sobre las unidades de suspensión, incluye todos los componentes que aportan directamente resistencia, rigidez y estabilidad a la estructura. Los equipos mecánicos y otros componentes montados no se consideran parte de la carrocería del vehículo, pero sí las piezas fijadas a ellos.
• Conexión de equipo: Elemento de conexión que conecta el equipo a la carrocería del vehículo y a la infraestructura portante local correspondiente o al bastidor.

El sistema de coordenadas se muestra en la norma. La dirección positiva del eje x (correspondiente al eje longitudinal de la carrocería) apunta en la dirección del movimiento. La dirección positiva del eje z (correspondiente al eje vertical de la carrocería) apunta hacia arriba. El eje y (correspondiente al eje transversal de la carrocería) se encuentra en el plano horizontal, completando así el sistema de coordenadas dextrógiro.

Los requisitos estructurales de esta norma se describen a continuación: Las carrocerías de vehículos ferroviarios deben soportar cargas máximas acordes con sus requisitos operativos y proporcionar la vida útil requerida con una probabilidad adecuada de soportarlas en condiciones normales de operación. La capacidad de la carrocería de vehículos ferroviarios para soportar las cargas requeridas sin deformación permanente ni fractura debe demostrarse mediante cálculo o ensayo, según lo descrito en el programa de verificación incluido en esta norma. La evaluación debe basarse en los siguientes criterios:

• Carga excepcional, que define la carga máxima que debe sostenerse y con la que se alcanza una condición operativa completa.
• El margen de seguridad definido en esta norma es tal que la carga excepcional se supera significativamente antes de que se produzca una fractura o colapso catastrófico.
• Cargas de servicio o cíclicas sostenidas durante la vida útil especificada sin comprometer la seguridad estructural
• Cargas resultantes de operaciones de encarrilamiento y recuperación sin falla catastrófica.

Los datos que describen las condiciones de servicio previstas deben formar parte de la especificación. A partir de estos datos, se deben definir todos los casos de carga significativos de acuerdo con los criterios de aceptación. Cuando corresponda, los criterios de dureza definidos en este documento deben formar parte de la especificación. Los requisitos de esta norma se basan en el uso de materiales metálicos, y se aplican únicamente a estos materiales. Si se utilizan materiales diferentes (no metálicos), se deben aplicar los principios fundamentales de esta norma y utilizar datos apropiados que representen el rendimiento de estos materiales.

A efectos de la aplicación de esta norma, todos los vehículos ferroviarios se dividen en categorías. La clasificación de las diferentes categorías de vehículos ferroviarios se basa únicamente en los requisitos estructurales de las carrocerías. Los clientes son responsables de determinar la categoría para la que se diseñarán sus vehículos ferroviarios. La elección de la categoría por parte de los clientes variará, teniendo en cuenta las condiciones de maniobra y las medidas de seguridad del sistema. Esto es previsible y no debe considerarse un conflicto con esta norma.

Debido a su estructura única y a sus distintos objetivos de diseño, se distinguen tres grupos principales: locomotoras, coches de pasajeros y vagones de mercancías. Estos tres grupos pueden subdividirse según sus requisitos estructurales. Las categorías de vagones de mercancías se basan en la norma EN 12663-2.

• La norma "EN 12663-2 Parte 2: Vagones de mercancías" describe los requisitos estructurales mínimos para las carrocerías de los vagones de mercancías y sus equipos especiales, como techos, paredes laterales y de extremo, puertas, soportes, fijaciones y conexiones. También describe los requisitos específicos para las carrocerías de los vagones de mercancías cuando están equipados con parachoques antichoque.

Esta norma define las cargas soportadas por las carrocerías de vehículos y equipos especiales, proporciona datos de los materiales, especifica su uso y proporciona los principios y métodos a utilizar para la verificación del diseño mediante análisis y pruebas.

Se dan dos métodos para esta validación del diseño:

• Basado en cargas, ensayos y criterios basados ​​en métodos previamente utilizados por las normas UIC y válidos únicamente para carrocerías de vehículos fabricadas en acero
• Se basa en el método de diseño y evaluación de carrocerías de vehículos descrito en la norma EN 12663-1. Las condiciones de carga aplicables a los vagones de mercancías para este método se detallan en esta norma. Se ha incorporado a la norma EN 12663-1 para facilitar su aplicación en vagones de mercancías.

Los vagones de mercancías se dividen en categorías definidas únicamente por los requisitos estructurales de sus carrocerías. Algunos vagones de mercancías no encajan en ninguna de las categorías definidas; los requisitos estructurales para dichos vagones deben formar parte de la especificación y basarse en los principios presentados en esta norma.

Esta norma se aplica a todos los vagones de mercancías en los territorios de la UE y la AELC. Los requisitos especificados se basan en las condiciones y situaciones de operación habituales en estos países.

La norma EN 12663 es importante porque define los requisitos estructurales de las carrocerías de vehículos ferroviarios, lo que contribuye a garantizar la seguridad, la fiabilidad y la durabilidad en el diseño y la producción de trenes. Las principales razones de la vital importancia de esta norma son:

• Garantía de seguridad (integridad estructural): Estas normas garantizan que las carrocerías de los vagones de tren puedan soportar cargas estáticas y dinámicas durante su funcionamiento normal, incluyendo situaciones de emergencia como colisiones o descarrilamientos. Previenen fallos catastróficos estableciendo límites de deformación, fatiga y resistencia.
• Guía de diseño: Esta norma proporciona un marco para que diseñadores e ingenieros desarrollen vehículos ferroviarios con un rendimiento predecible. Especifica diferentes casos de carga, como fuerzas verticales, longitudinales y transversales, mediante la simulación de condiciones operativas reales.
• Estandarización en Europa: Estas normas son normas europeas y contribuyen a armonizar el diseño de vagones de ferrocarril en los países de la Unión Europea. Esto garantiza la interoperabilidad y simplifica la certificación cuando los vehículos operan transfronterizamente (por ejemplo, en sistemas ferroviarios europeos).
• Planificación mejorada del ciclo de vida y mantenimiento: Incluye directrices de diseño anti-fatiga que ayudan a predecir y prolongar la vida útil del vehículo mediante la selección y construcción adecuadas de materiales. Reduce los costos de mantenimiento al prevenir fallas estructurales prematuras.
• Obligatorio para el cumplimiento: El cumplimiento de la norma EN 12663 es un requisito regulatorio común para la certificación y homologación de vehículos ferroviarios nuevos en los países de la Unión Europea. Esta norma se utiliza junto con la EN 15227 (resistencia al choque), la EN 45545 (protección contra incendios) y otras normas similares.

Nuestra organización, que lleva años apoyando a empresas de todos los sectores mediante una amplia gama de actividades de prueba, medición, análisis y evaluación, cuenta con un sólido equipo de empleados que siguen de cerca los avances científicos y tecnológicos globales y se mejoran constantemente. En este contexto, también ofrecemos servicios de prueba conforme a la norma EN 12663 Aplicaciones Ferroviarias - Requisitos Estructurales para Carrocerías de Vehículos Ferroviarios.