Ett nyutvecklat verktyg kan förutspå tredimensionella elektromagnetiska fält som orsakas av järnvägselektrifieringen. På så vis kan man få information i tidigt skede om möjliga hot mot människor, byggnader, system och anläggningar i närheten.
Elektriska och magnetiska fält finns överallt omkring oss. De bildas vid naturhändelser såsom åskväder. Samtidigt visar jordens magnetfält vägen för flyttfåglar, det är den kraft som får kompassen att peka åt norr, och som har guidat fartyg och modiga upptäcktsresande genom århundraden.
Idag utgör elektriska och magnetiska fält grunden för de flesta av våra dagliga verktyg och bekvämligheter. De är nödvändiga för leveransen av el till våra hushåll, de får mobiltelefoner att fungera och gör att vi kan följa våra favoritprogram på TV. De gör också att vi kan förflytta oss snabbt, till exempel via elektriska järnvägssystem.
De elektromagnetiska fält som produceras av strömmen som flödar genom kablar och räls är dock så starka att de kan påverka människors hälsa, liksom säkerheten i systemen och den tekniska utrustningen. Därför är de en viktig faktor att ta hänsyn till vid utformningen av järnvägars elektrifieringssystem, i synnerhet om järnvägsinfrastrukturen ligger nära bostadsområden och sjukhus, såsom spårvägssystem i städer, spårvagnar eller spår för lätt trafik.
Ny teknik som regenerativ bromsning — som omvandlar rörelseenergin från ett inbromsande tåg till elektrisk energi som kan användas direkt eller lagras – kan samtidigt utgöra en fara, eftersom den ström som genereras kan vara starkare än den som används vid accelerationen.
Upptäcka och undanröja risker
AECOMs järnvägsteam i Madrid har utvecklat ett verktyg, EMFRail, som undanröjer dessa risker. Verktyget beräknar effekterna av den elektromagnetiska strålning som orsakas av kontaktledningar ovanför järnvägen eller elektrisk utrustning i spåren. Det kan också simulera lösningar i tidigt skede i en realistisk miljö, innan byggandet påbörjas – en mycket användbar funktion eftersom ombyggnation och reparationer av färdigställd infrastruktur är väldigt kostsamt.
Verktyget har utvecklats med programmet MATLAB och använder flera informationskällor för att beräkna effekterna av den elektriska ström som omger en järnväg, däribland spårprofil, omformarstationernas placering, tågens egenskaper, relativa position och avståndet mellan olika komponenter såsom kablar, räls eller utrustning ovanför spåren), samt tågens frekvens och hastighet.
I ett nyligen genomfört projekt beräknade verktyget magnetfältet vid en spårvagnsplattform för att analysera hälsoriskerna för personer med pacemakers som stod nära elektrifieringsutrustningen. Det utvärderade också intensiteten och effekten hos magnetfält som uppstår på grund av järnväg i närheten av sjukhus eller forskningscenter, och som kan störa känslig teknik såsom magnetisk resonanstomografi och elektronmikroskoputrustning.
I ett annat projekt beräknade EMFRail exponeringsnivån för närboende – information som kan jämföras med de standardnivåer för exponering för människor som definierats och kvantifierats av Internationella strålskyddskommissionen för icke-joniserande strålning (ICNIRP).
Elektromagnetisk kompatibilitet handlar om att säkerställa att olika typer av utrustning fungerar på rätt sätt i en gemensam elektromagnetisk miljö. Det här är ett viktigt område inom järnvägsindustrin. Genom att kunna förutsäga det elektromagnetiska beteendet hos en särskild del av järnvägsinfrastrukturen kan EMFRail förutspå problem och lösa dem innan byggandet startar genom att testa olika lösningar – med minskade risker, ökad projekteffektivitet och lägre kostnader som följd.