La garantía de la calidad y la ausencia de defectos en los componentes clave son fundamentales en el sector ferroviario. Los estrictos requisitos de seguridad están dando lugar al desarrollo de sistemas nuevos e innovadores para la producción y mantenimiento de este tipo de componentes. En la actualidad, los métodos de inspección NDT más comunes para el sector ferroviario son la inspección de partículas magnéticas (MPI) y los ultrasonidos (UT) convencionales destinados a detectar defectos superficiales y volumétricos respectivamente. Este estudio propone nuevas estrategias para llevar a cabo inspecciones ultrasónicas en ejes de ferrocarriles. Se han desarrollado modelos de simulación en CIVA para diseñar nuevos enfoques que incrementen la probabilidad de detección (POD) y la fiabilidad de toda la unidad de eje. Las simulaciones se han validado con ensayos experimentales. Como resultado de ello, se presentan nuevos conceptos de sistemas de inspección con ultrasonidos para la inspección de ejes de ferrocarriles.