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settore ferroviario tecnologie

Tecnologie all’avanguardia per treni più veloci, efficienti, sicuri

Nel suo Piano Industriale, che arriva al 2032, Ferrovie dello Stato si pone come obiettivo la messa a terra di 200 miliardi di investimenti, 180 dei quali per potenziare e ammodernare le infrastrutture ferroviarie e stradali presenti in Italia e aumentarne la capacità di trasporto del 20%. Il Gruppo punta però anche a collegare con i treni ad alta velocità le principali città europee, sia in ambito passeggeri che per la logistica delle merci.
Un obiettivo, questo, condiviso anche da progetti di carattere internazionale a più ampio spettro.

Abbiamo chiesto a Ovidiu Enache, Power Supply Product Manager di Digimax, di rispondere a qualche domanda e fornirci le sue impressioni sui trend tecnologici del mercato ferroviario.

Evoluzione del mercato ferroviario, tra alta velocità e connettività

Il mercato ferroviario e il settore dei trasporti in generale stanno vivendo un’evoluzione significativa negli ultimi anni e si prevede che questa tendenza continuerà nel futuro. Alcuni trend hanno ormai permeato l’intera società mentre altri risultano ancora poco diffusi.

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Sappiamo per esempio che nel vecchio continente, gli investimenti per collegare i principali centri europei con linee ad alta velocità coinvolgeranno diversi paesi tra cui l’Italia; con il progetto dedicato alla Reti Transeuropee dei Trasporti o Trans European Network Transport (TEN-T), è per esempio in corso il potenziamento del corridoio Scandinavia-Mediterraneo oltre che un ampio insieme d’infrastrutture di trasporto integrate previste per sostenere il mercato unico, la libera circolazione di merci e persone e rafforzare la competitività dell’intera Unione Europea.

Anche gli investimenti provenienti dal Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) rappresentano un forte stimolo alla crescita, con oltre 25 miliardi di euro destinati alla realizzazione e potenziamento delle infrastrutture per una mobilità sostenibile. Per realizzare una rete ferroviaria moderna e accessibile e per migliorare la mobilità dei cittadini e delle merci sono stati definiti specifici interventi che riguardano a titolo di esempio l’alta velocità sulle tratte Salerno-Reggio Calabria, Torino-Venezia, Napoli-Bari, Palermo-Catania, il potenziamento delle connessioni diagonali e la riduzione dei tempi di percorrenza.

È evidente che questi investimenti saranno diluiti nel medio/lungo periodo e porteranno una continua crescita della domanda di prodotti per il mercato ferroviario, non solo in termini di infrastrutture ma anche a livello di nuovi veicoli che saranno sempre più tecnologici e in sintonia con le richieste e i nuovi trend di mercato.

I trend tecnologici del mercato

Come evidenziato da Ovidiu Enache, nel mercato del ferroviario stanno emergendo con forza alcuni trend tecnologici che stanno di fatto trasformando tutto il comparto. Ecco i principali:

  1. Elettrificazione e sostenibilità sono ormai temi trasversali e non si limitano più al mercato ferroviario. Molte reti ferroviarie stanno passando a sistemi di trazione elettrica o ibrida per ridurre le emissioni di carbonio e l’uso di fonti di energia rinnovabile sta diventando più comune, contribuendo a rendere il trasporto ferroviario più ecologico.
  • Automazione e intelligenza artificiale riguardano ancor più da vicino aspetti tecnologici. Processi di automazione industriale, Intelligenza Artificiale e IIoT aiutano a migliorare l’efficienza operativa, la manutenzione preventiva e la sicurezza delle reti ferroviarie.
  • Concetti come Mobility as a service (MaaS) sono in costante crescita, sebbene non si sia ancora trovata la giusta alchimia di soluzioni per far sviluppare questo concetto nella pratica. Il cambio di paradigma da modalità di trasporto attraverso veicoli di proprietà personale verso una mobilità intesa come servizio porta con sé una notevole dose di vantaggi ma necessita anche di un’infrastruttura efficiente e affidabile.

Nel futuro, possiamo aspettarci una crescente integrazione tra mezzi di trasporto (ndr. si parla di intermodalità), una maggiore sostenibilità, l’uso sempre più diffuso della tecnologia e una migliore esperienza del passeggero nel settore ferroviario e dei trasporti in generale.

In futuro, treni ad alta velocità per tratte relativamente corte come quelle tra le varie capitali Europee potranno essere una valida alternativa all’aereo, non solo in termini di tempo di percorrenza, ma anche a livello di emissione di CO2, costi e comfort.

Magazine Fare Elettronica settembre 2023

Powertrain, segnaletica e controllo

Parlando di ferroviario, il Power Supply Product Manager di Digimax sottolinea l’importanza di offrire soluzioni integrati e innovative.

“Possiamo dividere il mercato ferroviario in tre macrocategorie: infrastrutture (rotaie e rete di trasporto), comunicazione/segnaletica e produzione di veicoli – spiega il manager – il nostro obiettivo è raggiungere gli ultimi due settori, con un’offerta innovativa e affidabile”.

“Digimax offre soluzioni integrate e di ampio respiro, iniziando dai DC-DC Converter per la parte di alimentazione, continuando con Panel PC, Display, Switch Ethernet e PC Industriali, tutti accomunati da certificazioni specifiche per il mercato ferroviario come EN50155 ed EN45545”.

“La nostra azienda – prosegue Enache – è partner ufficiale dei migliori brand presenti all’interno del mercato internazionale: Mean Well, P-Duke e Cincon per la parte di alimentazione, Advantech e AAEON per quanto riguarda le soluzioni hardware come PC embedded e Panel Controller, ORing e Maiwe per la parte Switch Ethernet e WebAccess, e un’ampia serie di fornitori per Smart Display e Touch Screen”.

Ovidiu Enache - Power Supply Product Manager - 1

Cosa chiedono i clienti nel ferroviario

“Le aziende che realizzano soluzioni e prodotti dedicati al mercato ferroviario devono affrontare una serie di problematiche e sfide complesse – racconta Ovidiu Enache –. Il settore ferroviario è altamente regolamentato per garantire sicurezza e affidabilità delle persone coinvolte. Le aziende devono rispettare una serie di normative e standard rigidi, il che può aumentare i costi di conformità e la complessità delle operazioni”.

“Anche la rapidità del progresso tecnologico è un tema centrale; le aziende coinvolte all’interno del mercato ferroviario devono rimanere al passo con le ultime innovazioni per rimanere competitive e offrire servizi di alta qualità. Questo può comportare investimenti significativi in ricerca e sviluppo”.

“Pandemia e problemi nelle catene di approvvigionamento hanno reso chiaro il fatto che la concorrenza e la competitività sono globali e si devono scontrare con nazioni e mercati estremamente diversi tra loro. Infine, il tema crescente dedicato alla digitalizzazione del settore ferroviario porta con sé una maggiore esposizione a minacce cibernetiche. Le aziende devono infatti investire in modo strutturato in cybersecurity per proteggere le loro operazioni e i dati sensibili”.

Per avere successo nel mercato ferroviario, le aziende devono quindi essere in grado di affrontare queste sfide in modo efficace, adattarsi alle mutevoli condizioni del mercato e investire nell’innovazione per rimanere competitive e sostenibili nel lungo periodo.

Il mercato richiede prodotti sempre più green, con bassi consumi di energia e una crescente efficienza, in grado di lavorare a temperature elevate e in condizioni particolarmente gravose, dove la stabilità dell’alimentazione elettrica è fortemente soggetta a sbalzi di tensione importanti.

La risposta di Digimax

“Le partnership strette nel tempo da Digimax garantiscono ai nostri clienti la collaborazione con partner commerciali innovativi e affidabili, in grado di gestire richieste personalizzate e interi progetti, dalla fase di analisi e raccolta requisiti al customer care”, spiega il manager dell’azienda.

“Collaborare con aziende solide e ben presenti all’interno del mercato garantisce inoltre la longevità delle soluzioni ricercate, elevate disponibilità e consegne precise.

“Tramite l’offerta proposta all’interno del nostro XLAB, è inoltre possibile sviluppare una consulenza legata all’analisi, customizzazione, prototipazione e assemblaggio per applicazioni di automazione industriale”.

I plus delle soluzioni di digitalizzazione

Quando si parla di Industria 4.0 e IoT Digimax è in prima linea nella progettazione di un’ampia gamma di soluzioni idonee alla digitalizzazione e alla realizzazione di applicazioni connesse in ottica Smart.

La professionalità che contraddistingue i team di lavoro dell’azienda viene riconosciuta quotidianamente dai nostri clienti. La scelta della miglior soluzione tecnologica disponibile viene garantita dalle collaborazioni commerciali e dal nutrito team di product manager, sempre aggiornati e pronti ad analizzare le richieste dei nostri clienti. Disponibilità a magazzino e consegne programmate completano un’offerta precisa e puntuale.

Caso di successo: alimentazione per comunicazione a bordo treno

Un progetto molto interessante che abbiamo sviluppato insieme ad alcuni dei nostri clienti si è focalizzato su uno specifico modulo di alimentazione per un’applicazione destinata alla comunicazione a bordo treno.

La richiesta del cliente era molto precisa: un prodotto compatto, con range in ingresso esteso (caratteristica sempre più centrale all’interno di questo mercato), in grado di garantire un sistema S2\C2 per quanto riguarda l’interruzione e la commutazione della tensione di alimentazione.

In questo caso abbiamo concentrato la nostra attenzione su un convertitore realizzato da P-Duke e dotato di funzione Hold-Up, caratteristica che garantisce all’intero sistema di funzionare ininterrottamente inserendo nel circuito un solo condensatore elettrolitico. Questa funzione viene particolarmente apprezzata perché consente una notevole lista di vantaggi: un design “tradizionale” e privo di funzione Hold-Up necessita di diversi condensatori per garantire le stesse prestazioni, cosa che comporta uno spazio maggiore a bordo scheda, costi superiori e un notevole aumento della corrente di spunto generata dalla carica iniziale dei condensatori.

Convertitore di potenza DC/DC da 40 W con funzione Hold-up

RED40U rappresenta una serie di convertitori DC/DC con intervallo di tensione di ingresso ultra ampio fino a 12:1. Fornisce prestazioni elevate e affidabilità per qualsiasi applicazione dedicata a materiale rotabile e industriale. Il formato risulta molto compatto 2″x1″ e fornisce una potenza di uscita fino a 40 W con intervalli di tensione di ingresso ultra ampi 8:1 e 12:1, e 9-75 V CC e 14-160 V CC, in grado di semplificare la progettazione dello stadio di potenza del sistema.

La funzione Hold-Up avanzata brevettata è progettata per semplificare la progettazione di interruzioni e commutazioni dell’alimentazione secondo EN 50155. Il pin BUS del RED40U fornisce inoltre una tensione di carica stabile e fissa che consente l’utilizzo di un solo condensatore per qualsiasi ingresso tensioni e riduce la corrente di spunto durante la fase di avviamento.
Questa serie comprende modelli a uscita singola e doppia con 5, 5.1, 12, 15, 24, ±12, ±15 V CC. Il numero di funzioni di autoprotezione è notevole, protezione da sovracorrente, protezione da cortocircuito in uscita, protezione da sovratensione in uscita, blocco regolabile da sottotensione in ingresso e protezione da sovratemperatura.

Installando un dissipatore di calore sul modulo, questi convertitori raggiungono inoltre la classe di temperatura operativa OT4 e le temperature operative estese ST1, secondo le norme EN 50155.

La serie RED40U è certificata secondo gli standard IEC/EN/UL 62368-1, EN 50155 ed EN 45545-2. Inoltre, i livelli di urti e vibrazioni sono conformi agli standard EN 61373 e MIL-STD-810F. Con un’altitudine operativa fino a 5.000 metri, un’ampia temperatura ambiente operativa da -40°C a +105°C e l’intervallo di tensione in ingresso 12:1.

  • Potenza in uscita di 40 W in un pacchetto standard industriale da 2″x1″.
  • Approvato EN 50155 | EN 45545-2| Norma IEC/EN/UL 62368-1
  • Intervallo di tensione in ingresso 8:1 e 12:1 da 9-75 V e 14-160 V
  • Funzione di attesa avanzata brevettata per interruzione della fornitura e cambio formato
  • Blocco di sottotensione in ingresso regolabile
  • Isolamento ingresso-uscita 3000 V CC
  • Temperatura operativa: da -40°C a +105°C
  • Altitudine operativa: fino a 5000 m
  • Garanzia del prodotto di 3 anni
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Redazione Fare Elettronica