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Academia Ciencia Sociedad

La investigación de la Universidad apoya al Metro de Medellín

29/05/2023
Por: Carlos Olimpo Restrepo S. - Periodista

El sistema de transporte masivo del Valle de Aburrá encontró un aliado estratégico y clave en el Grupo de Investigación en Materiales Poliméricos de la Facultad de Ingeniería de la UdeA que, en alianza con otros grupos y laboratorios de la Alma Máter, aportan conocimiento y desarrollo para sistemas y equipos de buses, trenes, tranvías y cables.

En el sistema tranviario se han hecho investigaciones sobre elementos del sistema de guiado de los vehículos —discos metálicos recubiertos de caucho— que van en los rieles, así como piezas de la carrocería y los vidrios, entre otros. Foto: Dirección de Comunicaciones / Alejandra Uribe F.

Aunque la apariencia del viaducto elevado del metro es sólida y firme, las vibraciones que perciben los usuarios en las estaciones prueban la flexibilidad de esta mole y muestran la necesidad de un sistema de amortiguación, que evite cargas y deformaciones excesivas de vigas, columnas, trenes y rieles. 

Desde su construcción, entre los años 80 y 90 del siglo pasado, los tramos elevados de las líneas A y B cuentan con unos apoyos de caucho que absorben los impactos entre vigas y columnas generados por la circulación de los trenes o por sismos. El desgaste de este sistema llevó a que la Empresa Metro le pidiera a la Universidad de Antioquia hacer un estudio para conocer con detalle el estado de la estructura y estimar la vida útil de este y buscar alternativas para repararlo, intervenirlo o cambiarlo. 

«Las inspecciones las iniciamos en 2011 y en 2014 seguíamos sin encontrar en la literatura especializada métodos de evaluación no invasivos para determinar la capacidad de carga de los apoyos luego de tantos años de servicio, y que permitieran estimar la vida útil tenían esos apoyos, entonces detectamos que era un tema apropiado para realizar una investigación doctoral», recordó Diego Hernán Giraldo Vásquez, profesor del Departamento de Ingeniería Metalúrgica y de Materiales y coordinador del Grupo de Investigación en Materiales Poliméricos de la Facultad de Ingeniería de la UdeA. 

Del estudio se encargó el estudiante Manuel Guzmán, con el apoyo de los grupos de Diseño Mecánico y de Materiales Poliméricos, quien propuso un método para identificar cuáles apoyos había que reparar y cuál era su vida útil. Por su aporte técnico y especializado, este es uno de los logros más destacados que se han alcanzado en el marco del relacionamiento entre la UdeA y la empresa de transporte masivo, desde 2004

Gracias a varios contratos, diferentes grupos de investigación de la UdeA prestan servicios a la empresa Metro de Medellín como laboratorio para el análisis y la caracterización de materiales, el análisis del desempeño mecánico y tribológico —estudio de fricción, desgaste y lubricación—, y el desempeño eléctrico de algunos materiales. También, desde los departamentos y grupos de la Facultad de Ingeniería se hacen procesos de investigación en elementos que pueden ser de interés del metro, así como cursos de capacitación a la medida para los empleados de la empresa y, en ocasiones, también se da capacitación a proveedores del metro. 

«En 2004 el Metro nos comentó que tenía necesidad e interés en desarrollar piezas que tenían problemas de disponibilidad, porque se fabricaban en el exterior y sus tiempos de adquisición y reposición eran muy largos, o porque el sistema había cambiado y las especificaciones técnicas habían evolucionado. Por eso, en octubre de ese año, desde el Departamento de Ingeniería Metalúrgica y de Materiales firmamos un contrato para empezar con un trabajo de caracterización de materiales —identificación de características esenciales de los materiales que usan— y para sugerirles mejoras a implementar en algunos repuestos»: Diego Hernán Giraldo Vásquez 

La homologación es clave 

Según los datos del profesor Diego Hernán Giraldo Vásquez, quien es el principal enlace de la Universidad con la empresa para este convenio, en estos casi 19 años de trabajo entre las dos entidades han participado y se han formado unos 45 estudiantes de ingeniería de materiales y dos de ingeniería mecánica «y con ellos se ha establecido una curva de aprendizaje, a raíz de que la mayoría se quedan entre año y medio y  tres años». 

«Hemos trabajado, además, en el análisis de piezas que han fallado en los sistemas de transporte por cable y tranviario, para aportar las soluciones. También para que la empresa conozca mejor la vida útil de piezas sobre las que no tenían claridad cuánto más podían durar y eso genera ahorro en tiempo y dinero a la empresa», recalcó el docente Giraldo Velásquez. 

Agregó que desde su grupo de investigación y otros de la Facultad de Ingeniería se apoya al Metro de Medellín en procesos de homologación de productos fabricados en Colombia, para garantizar que cumplan con todos los requisitos técnicos y de disponibilidad para la operación del sistema de transporte masivo.  

«De esta manera se apoya también a la industria nacional para ayudar a la conformación de una cadena de proveedores confiables, y también les ayudamos con información para sus procesos de mantenimiento, investigación y desarrollo sobre materiales y componentes», enfatizó el investigador. 

Iván Darío Álvarez, profesional del área de Investigación y Desarrollo del Metro de Medellín, anotó que con la homologación se ha avanzado debido a que, por medio de ingeniería inversa, se ha logrado replicar piezas de los distintos medios de transportes, sea porque quedaron obsoletos, no se consiguen, son costosos o hay dificultades con las importaciones para tenerlos disponibles para las operaciones del sistema de transporte masivo. 

«El convenio incluye una parte de planimetría, elaboración de planos dimensionales, de la que se encarga una empresa privada; con la UdeA tenemos el contrato para caracterización de materiales y un contrato marco para la elaboración de prototipos, y con un grupo de estas empresas locales se elaboran las piezas», señaló Álvarez.  

Cuando alguna área del metro detecta fallas o necesidad de una pieza, se busca la que esté en mejor condición, se levanta los planos a partir de esta y se les entrega a los investigadores de la Universidad, quienes analizan los materiales, buscan materiales iguales o con características y prestaciones similares, hacen ensayos químicos, físicos y mecánicos, información que luego se pasa a las fabricantes para elaborar los prototipos y, finalmente, la empresa de transporte masivo hace las pruebas con el acompañamiento de la UdeA para verificar su óptimo funcionamiento. 

Otras iniciativas 

El profesor Diego Hernán Giraldo Vásquez con un grupo de estudiantes en el laboratorio donde se analizan materiales y piezas para la Empresa de Transporte Masivo del Valle de Aburrá. Foto: Dirección de Comunicaciones / Alejandra Uribe F.

También hay estudiantes de maestría y doctorado que han pasado por los laboratorios universitarios y los talleres del metro, donde han sacado adelante proyectos para beneficios de las dos instituciones y de la sociedad. 

Además del estudio sobre la amortiguación del viaducto, un alumno de maestría en Ingeniería de Materiales realiza una investigación para identificar de qué manera los residuos de los empaques de las ventanas de los vagones del metro se pueden reciclar para usarlos en las baldosas en las que se pueda aprovechar parte de la energía de las pisadas de las personas para ser usada en elementos de señalización del sistema

El docente Diego Giraldo Vásquez resaltó que, además de los trenes, se han realizado análisis de piezas y se han aportado soluciones a problemas que se presentan en el tranvía y en los cables. «También para conocer mejor la vida útil de piezas, eso genera ahorro en tiempo y dinero a la empresa», anotó.  

En esto coincide con Iván Darío Álvarez, quien puso como ejemplo el caso de unos piñones de tracción de los motores de los trenes MAN —los de primera generación del metro—, que se desgastan más rápido que las demás piezas, pero que no se consiguen como componentes independientes. 

«En el mercado internacional venden el motor completo, que vale aproximadamente unos 600 millones de pesos. Entonces, desarrollamos esta pieza, cumpliendo las exigencias técnicas, unos procesos técnicos, unos acabados y unos materiales que fuimos trabajando y desarrollando de la mano de la UdeA. Hubo que hacer muchos diseños, ensayos, estudios, hicimos muchos piñones, hasta dar con el adecuado para una óptima operación. Estos piñones, que hoy son fabricados en Colombia, cuestan entre 16 y 20 millones de pesos», recordó el experto del metro.  

Lo anterior, aseguran Álvarez y Giraldo, muestran el compromiso de la UdeA y del Metro de Medellín para un óptimo y seguro funcionamiento del sistema de transporte masivo, así como para apoyar el desarrollo de la industria local en un sector que está en crecimiento en Colombia.

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