WMG construye bastidor avanzado de CFRP para vehículo demostrador de tren ligero

Revolution VLR es un consorcio en el Reino Unido —liderado por Transport Design International Ltd (TDI, Stratford upon Avon)— que ganó financiación en 2013 para desarrollar un bogie autopropulsado con sistema de propulsión híbrido integral. TDI cree que diseñar vehículos de "tren ligero" más ligeros —es decir, tren ligero muy ligero (VLR)— es crucial para proporcionar la próxima generación de transporte público sostenible. En la fase 2 del proyecto VLR, un vehículo demostrador diésel-batería de 18 metros de largo estará disponible para pruebas en 2020.

El demostrador de Tren Ligero Muy Ligero (VLR) es un bogie de 18 metros con sistema de propulsión híbrido diésel-batería integrado y un chasis ligero hecho de tubos compuestos trenzados. FUENTE | Universidad de Warwick.

Miembro original de Revolution VLR, WMG de la Universidad de Warwick ha desarrollado un bastidor de plástico reforzado con fibra de carbono (CFRP) para este vehículo demostrador VLR. WMG es un antiguo partidario de los compuestos, con iniciativas como el Centro Nacional de Innovación Automotriz, el Centro de Ingeniería de Materiales y el Instituto Internacional de Fabricación de Nanocompuestos. Los socios de WMG para este proyecto "BRAINSTORM VLR" incluyen TDI, Innovate UK del gobierno británico (que financia compuestos), desarrollador de componentes estructurales compuestos ligeros Far Composites y Composite Braiding. El bastidor está hecho de una serie de tubos compuestos termoplásticos trenzados que se ensamblan fácilmente mediante unión adhesiva y soldadura simple.

El vehículo prototipo/demostrador VLR usará un chasis de estructura espacial hecho de tubos compuestos termoplásticos reforzados con fibra de carbono trenzados que se ensamblan fácilmente mediante unión adhesiva y soldadura simple. FUENTE | Universidad de Warwick.

Los diámetros exteriores de los tubos se mantienen iguales, con diferentes requisitos de carga y anclaje manejados variando los espesores de pared. Esto mantiene bajos los costes de utillaje y significa que las uniones pueden estandarizarse. El trenzado permite un proceso de fabricación altamente automatizado —las tasas para el refuerzo solo pueden superar 1 milla/día— así como un conjunto de materiales a medida, incluyendo otras fibras (vidrio, aramida, termoplástico) y materiales de matriz termoplástica desde polipropileno de bajo costo hasta poliéteretercetona (PEEK) de alta gama. Mientras tanto, WMG ha demostrado un ciclo completo de moldeo que puede reducirse a menos de cinco minutos, destacando el potencial de este proceso asequible para aplicaciones de alto volumen.

Los termoplásticos también proporcionan reciclabilidad, según David Goodwin, gerente de ingeniería en Far-UK. "Con los compuestos puedes ahorrar mucho peso, lo cual es obviamente atractivo para la operación del [vagón] de tren", comienza, "pero con compuestos tradicionales, al final de la vida del vagón simplemente va a vertedero, lo cual no es ideal. Con este [diseño], hay una ruta para reciclar la carrocería cuando eventualmente salga de servicio, o, alternativamente, si sufre un impacto y parte de ella debe repararse y reemplazarse".

Universidad de Warwick

El diseño de chasis de estructura espacial tubular también ayuda en este enfoque, permitiendo que cualquier tubo dañado se simplemente retire y reemplace con uno nuevo o reparado. "Nuestra asociación de investigación BRAINSTORM VLR ha logrado un ahorro de peso significativo, permitiendo que los servicios VLR acomoden más pasajeros mientras reducen la energía requerida para propulsar el vehículo y el estrés de peso que ejercerá sobre sus rieles y superficie de carretera", explica el Dr. Darren Hughes, profesor asociado en Materiales y Fabricación en WMG Universidad de Warwick. "La tecnología también asegura que el vehículo sea resistente para una larga vida en servicio, fácilmente reparable cuando ocurren accidentes y lo suficientemente fuerte para proteger a los pasajeros a bordo".

"El Proyecto BRAINSTORM se siente como un verdadero paso adelante para el equipo de Far Composites", dice Lyndon Sanders, director y gerente general de Far-UK. "Poder aprovechar la experiencia industrial de TDI para perfeccionar el principio de un nuevo tipo de estructura de carrocería para aplicaciones de transporte masivo fue genial. Añádase a eso el trabajo colaborativo con Composites Braiding y WMG para convertir ese pensamiento en un demostrador físico para mostrar cómo sería en la práctica fue realmente poderoso. Ahora es más que una buena idea, es un despertar para los actores de la industria que pueden verlo, tocarlo e incluso levantarlo".