WIRAIL: un dispositivo innovativo per monitorare i veicoli ferroviari
Alla fiera internazionale dell’innovazione nel campo dei trasporti INNOTRANS 2022 ha ottenuto un ottimo successo il lavoro portato avanti dai ricercatori e dalle ricercatrici del gruppo di Dinamica Ferroviaria del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale-DIMEAS del Politecnico, grazie alla partecipazione della startup torinese WIRAIL, che ha presentato la tecnologia dell’“Autonomous Internet of Things” per applicazioni ferroviarie.
Il progetto tecnologico che sta dietro la startup WIRAIL infatti è nato al Politecnico, e consiste nello sviluppo di dispositivi e sensori MEMS (micro-electro-mechanical system) per applicazioni veicolistiche è stato negli scorsi anni lungamente studiate nei laboratori insieme alla realizzazione di dispositivi di generazione di energia (energy harvester) che permettono di sfruttare il momento dei veicolo mantenere la carica dei dispositivi di misura. Gli studi realizzati all’interno del dipartimento hanno consentito di raggiungere sia risultati scientifici sia il deposito di brevetti.
La collaborazione tra il gruppo di ricerca la startup WIRAIL incubata presso I3P (Incubatore di Imprese Innovative del Politecnico di Torino) ha permesso di sviluppare il progetto di ricerca in una potenziale iniziativa industriale.
L'enorme sviluppo dei dispositivi IoT e dei sistemi di monitoraggio basati sui sensori MEMS ha raggiunto anche l’industria ferroviaria. Il recente sviluppo di sistemi I4.0 hanno permesso di studiare e realizzare sistemi integrati innovativi con sensori, sempre connessi alla rete, da cui è possibile avere un flusso di dati in real-time sullo stato di attività del componente o del sistema monitorato che erano inaccessibili prima della nascita di queste nuove tecnologie. Questi dati e questi dispositivi sono alla base degli algoritmi di sviluppo della Manutenzione Predittiva e dei Digital Twins, strumenti che stanno prendendo sempre più campo in quanto sono fondamentali nell’ottimizzazione dei processi di manutenzione e di sicurezza. Inoltre, questi dati possono fornire informazioni fondamentali sulla condizione operativa e offrire una valutazione immediata sulla sicurezza e la durata del dispositivo monitorato. L’innovazione principale di questi dispositivi è quello di supportare o sostituire la loro alimentazione con sistemi di recupero dell’energia che rendono i sensori di monitoraggio completamente autonomi, riducendo notevolmente i costi di manutenzione.
In questo contesto, la startup innovativa WIRAIL punta ad affrontare e risolvere un problema ad oggi irrisolto e cruciale per diagnostica e la sicurezza del trasporto ferroviario merci: allo stato della tecnologia attuale, non essendo i carri merci elettrificati, non è infatti possibile monitorare in tempo reale il loro stato, delle loro condizioni di funzionamento e di conseguenza intervenire tempestivamente in caso di necessità di manutenzione o riparazione. A differenza delle carrozze adibite per il trasporto di persone, i treni destinati al trasporto merci sono sprovvisti di impianto elettrico a bordo, condizione necessaria per sensorizzare il veicolo raccogliere e trasmettere le informazioni e programmare la manutenzione.
L’invenzione sviluppata dal DIMEAS e da WIRAIL si concentra su un componente meccanico presente in tutti i carri ferroviari e cioè il “tappoboccola”del carro merci. Ovvero un “semplice coperchio” metallico a protezione del cuscinetto dell’assile ferroviario: con l’installazione di un sistema di monitoraggio al suo interno, i sensori rilevano i principali parametri dinamici del veicolo in movimento, temperature e della sua posizione. Un meccanismo in grado di autoalimentarsi grazie ad appositi energy harvester e un sistema integrato che crea una rete wireless a bordo del carro merci. I dati possono così essere trasmessi e raccolti dagli addetti alla manutenzione dell’azienda proprietaria del carro mediante la realizzazione di un apposito servizio in CLOUD sempre sviluppato dal gruppo di ingegneri di WIRAIL.
Una soluzione che punta alla sicurezza dei mezzi grazie a un monitoraggio costante: può funzionare per lunghi periodi e non richiede la necessità di alcun tipo di intervento di adattamento del vagone dato che, trovandosi nel “tappo boccola”, l’installazione è più agevole e non invasiva.