Observatório Metro-Ferroviário

Imagem: Sensor Bragg aplicado na ferrovia.

Monitorar o tráfego nas linhas férreas e o estado dos elementos estruturais de uma linha férrea são atividades primordiais para a segurança e qualidade do transporte ferroviário. Contudo, a inspeção é um trabalho árduo, caro e dependente de profissionais experientes. Pensando em facilitar essa tarefa, pesquisadores do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da Universidade de Roma, Itália, desenvolveram um método de monitoramento em tempo real utilizando sensores de Bragg ao longo da ferrovia. Desta forma, o sistema coleta os dados e informa o estado de operação da via permanente de forma mais rápida e prática.
Os sensores de Bragg vêm sendo utilizados no monitoramento de infraestruturas, pois são incorporados a elas e conseguem detectar alterações mecânicas, como tensão, dilatação e temperatura. Isto se deve às redes de Bragg na fibra ótica que possuem a propriedade de alterar o índice de refração do núcleo da fibra por meio da absorção ótica de luz Ultravioleta. A fotosensibilidade permite a fabricação de estruturas, ou redes, obtidas pela alteração permanente do índice de refração do núcleo, com padrão periódico ao longo da fibra. A modulação periódica do índice de refração atua como espelho seletivo de comprimentos de onda. O sinal que incide na rede é refletido nas interfaces que separam os índices de refração diferentes. Qualquer mudança que altere o índice de refração da RBF (Rede de Bragg em fibra ótica) irá alterar também o comprimento de onda de Bragg. Com isso, podem-se captar as mudanças nos parâmetros.
Esses sensores apresentam algumas vantagens de aplicação, como total ausência de interferências eletromagnéticas, tem resposta em tempo real, podem atuar em grande distância, coeficiente de dilatação único, não precisam de calibração, possuem alta sensibilidade e precisão. As desvantagens são: fragilidade das fibras e o preço mais elevado para integrar os sensores a um sistema.
Os pesquisadores italianos realizaram testes com 50 sensores RBF instalados ao longo de 1,5 km da Linha 2 do metrô de Milão, onde os trens chegam a no máximo 90 km/h. Com um algoritmo dedicado a processar os dados, conseguiram estimar o desgate da via permanente e das rodas e parâmetros de tráfego, como a velocidade do trem.
Para trabalhos futuros,  equipe pretende identificar os pontos de falha na ferrovia e nas rodas e, desta forma, facilitar ainda mais o trabalho de inspeção.

Para mais informações, acesse:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0888327015000059

Imagem: Novo modelo de roda

(1) Pneu Elástico; (2) Pista de Rolamento; (3) Disco Flange; (4) Porca de Fixação Axial; (5) Disco de Roda; (6) Caixa do Munhão; (7) Tampa do Munhão; (8) Eixo; (9) Rolamento do Munhão; (10) Anel de Vedação; (11) Junta Elástica; (12) Parafusos da Tampa; (13) Rolamentos da Roda.

A interação das rodas com os trilhos é um dos principais alvos de pesquisas no setor ferroviário, isso porque reduzir o impacto dinâmico da interação roda-trilho e garantir a estabilidade dos trens são fundamentais para melhorar a eficiência e segurança do transporte ferroviário. Para satisfazer essas necessidades, pesquisadores russos desenvolveram um novo par de rodas com uma capa flexível de superfície cilíndrica, sendo o centro da roda estabelecido por rolamentos próprios, independente da roda.

O novo par de rodas leva em conta as vantagens e desvantagens de outros modelos já criados. Foi projetado para o uso em estradas de ferro com 1520 mm de bitola e velocidade inferior a 200 km/h. Estruturalmente o novo par de rodas consiste em um eixo (8) com dois discos flange (3) unidos sob pressão, e duas rodas (5), que estão em contato com o eixo (8) por meio dos seus próprios conjuntos de rolamentos (13). A roda tem um pneu flexível (1) sobre uma base elástica (11). A distorção do pneu devida a carga radial aumenta a área de contato com a ferrovia e o pneu é capaz de absorver o impacto dinâmico da via. Assim, a tensão é reduzida na área de contato, a transmissão de força de travagem é melhorada e o impacto dinâmico entre os trilhos e o trem é atenuado.

Os discos de flange são responsáveis apenas por orientar forças transversais e são capazes de rodar independentemente das rodas em conjunto com o eixo nos mancais. As rodas destinam-se principalmente para a transmissão de forças radiais e o torque de frenagem. Esta tecnologia permitiu evitar deslizamentos das superfícies de contato no trilho ao dirigir com o contato de dois pontos, se livrar do movimento sinuoso, e reduzir a resistência ao movimento do par de rodas, melhorando desse modo a segurança movimento.

Para os trabalhos futuros, os pesquisadores pretendem realizar um estudo sobre a junta elástica do disco de roda, prototipar os pares de rodas, e realizar os testes de desempenho.

Para mais informações, acesse:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877705815005743#

Imagem: Palestra Dr Marinov – UFSC/Joinville

Dr Marin Marinov, Diretor do Insituto Newrail (Universidade de Newcastle), veio ao Brasil para visitar universidades e indústrias da área ferroviária interessados em colaborar com aquela instituição.

Sua primeira parada foi na Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) em Joinville, onde Dr Marinov ministrou uma palestra ao docentes do curso de Engenharia Ferroviária e Metroviária, sobre perspectivas da Engenharia Ferroviária e setor ferroviário no Reino Unido, assim como apresentou projetos para parcerias entre as instituições.

Continuando sua visita ao Brasil, foi conhecer os projetos desenvolvidos na UFSC de Florianópolis pelo Prof. Acires Dias e seus alunos, entre eles o de “Road Maping” (mapeamento tecnológico do setor ferroviário) e avaliação dos riscos em projetos ferroviários.

Em São Paulo o Dr Marinov aproveitou para conhecer o monotrilho, um sistema de transporte sobre trilhos com estimativa de transportar 44 mil pessoas por hora.

Em sua breve passagem pelo Brasil o Dr. Marinov ainda conheceu as instalações do Instituto Militar de Engenharia (IME) no Rio de Janeiro, onde há cursos e projetos de pesquisas na área ferroviária, contando com um laboratório de operações ferroviárias.

No estado do Espírito Santo, o Dr Marinov visitou a companhia Vale e o campus da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES), onde foi levantada a possibilidade de criar um programa de doutorado em parceria entre a UFES e a Newrail. Na vale o Dr Marinov aproveitou para conhecer o moderno simulador utilizado para treinar os trabalhadores, reconhecendo a importância de ter uma mão de obra qualificada.

Para maiores informações:

http://www.ncl.ac.uk/newrail

Imagem: Trem com células fotovoltaicas no teto

Uma alternativa para alimentação elétrica dos sistemas ferroviários é a instalação de painéis de células fotovoltaicas solares em todos os vagões da composição, que geraria a energia necessária para a propulsão da locomotiva.

O excesso de energia gerado pode ser armazenada em uma bateria para ser utilizada nos períodos noturnos. Os pesquisadores do Instituo Indiano de Ciência de Bangalore colocaram esta ideia em prática ao instalar painéis solares nos trens de longa distância para gerar a eletricidade necessária e aliviar a carga de energia nas ferrovias de Nova Deli.

Um dos benefícios da eletricidade produzida pelas células fotovoltaicas é o fato de ser uma fonte de energia limpa e renovável, pela estimativa dos pesquisadores o investimento nessa tecnologia seria recuperado em 2 ou 3 anos.

Para maiores informações:

http://www.transtrilhos.com/

Imagem: via permanente em construção

Quatro universidades britânicas lançaram um programa de pesquisa de cinco anos, R$ 8,5 milhões destinados a desenvolver vias que irão custar menos, duram mais e reduziram as necessidades de manutenção.

Chamado Track to the Future (T2F), o programa envolve acadêmicos das universidades de Southampton, Birmingham, Huddersfield e Nottingham.

O programa também irá beneficiar de ações complementares de pesquisa, incluindo FutureRailway e Shift2Rail. A T2F irá utilizar as instalações no novo Laboratório Nacional de Infra-estrutura no Campus Southampton Boldrewood, como parte do Reino Unido Collaboratorium de Investigação em Infra-estrutura e Cidades (UK-CRIC).

T2F procurará desenvolver: baixa manutenção, trilha de longa duração com o uso de material otimizado, cruzamentos e transições que melhoram o comportamento do veículo através deles e reduzir os danos, e baixo nível de ruído, faixa de baixa vibração.

“Estamos enfrentando estes desafios através do estudos de técnicas experimentais e analíticas, e a integração de modelos comportamentais avançadas nas áreas de geomecânica, sistemas de via, dinâmica do veículo, ruído e vibração”, diz o professor William Powrie, a Universidade de Southampton, que é o acadêmico frente no T2F. “Ao ampliar nosso conhecimento científico e o desenvolvimento de novas ferramentas de análise, vamos tornar possível para os engenheiros para projetar sistemas de via férrea que dão mais disponibilidade, e confiável a custo muito reduzido”.

Para mais informações:
http://www.railjournal.com/index.php/track/british-universities-launch-track-rd-programme.html?channel=531

Imagem: Alerta de cruzamento próximo. Print Screen. Fonte

Acidentes nos cruzamentos entre rodovias e ferrovias causam muitos prejuízos e, geralmente, são fatais. Aumentar a segurança nesses cruzamentos é uma questão importante para o sistema de transporte, principalmente na Austrália, onde, segundo a Australian Transport Safety Bureau,  643 colisões aconteceram nos cruzamentos de 1º de Janeiro de 2001 até 30 de Junho de 2010. Por conta disso, a indústria ferroviária local está considerando instalar três STI’s de intervenção que mudarão o comportamento dos motoristas ao se aproximarem de um cruzamento e, assim, melhorar essa atual situação do país.

Com o desenvolvimento tecnológico, inovadoras intervenções nos cruzamentos foram criadas, como sinais de luzes quando um trem se aproxima, sinais na rodovia, cancelas e placas. Os STI’s que a indústria ferroviária australiana estão propondo buscam chamar a atenção de vários sentidos humanos, pois a não percepção do trem chegando e a imprudência dos motoristas são as principais causas dos acidentes nos cruzamentos. Para atingir a percepção dos motoristas, os STI’s implantados foram: um visual e um audível dentro do veículo, além das visuais na rodovia e no cruzamento.

O visual e audível dentro do veículo consistem em mensagens nos dispositivos com GPS dos motoristas. Quando um trem se aproxima do cruzamento, uma imagem e um áudio são emitidos pelos dispositivos pelo menos 20 segundos antes do trem passar para alertar o motorista. Já o STI de intervenção fora do veículo é formado por sinais luminosos de quando o trem está próximo, sinais na rodovia que localizam a distância segura que o motorista deve parar o carro, além de placas a alguns metros antes do cruzamento para reduzir a velocidade e aumentar a atenção.

Pesquisadores australianos da Universidade de Queensland realizaram  uma avaliação desses sistemas por meio de uma simulação com 20 participantes dirigindo em diversas condições de clima, tipos de sinalizações e cruzamentos. Os resultados mostraram que os sinais sonoros são os mais eficazes para chamar a atenção e chega até a mudar o comportamento dos motoristas. Isso se explica na seguinte situação: quando um trem está próximo e há apenas um sinal visual, os motoristas tendem a tentar atravessar mais o cruzamento do que quando há um sinal sonoro. Os resultados também mostraram que quando um sinal sonoro é emitido, os motoristas reduzem mais a velocidade do carro e chegam a parar alguns metros antes do cruzamento. Destaca-se que os áudios emitidos dentro dos veículos ainda tiveram um melhor aproveitamento se comparados aos emitidos em fontes externas.

Desta forma, a simulação realizada pelos pesquisadores australianos mostrou que o STI de intervenção adotado pela indústria ferroviária australiana terá  boa eficácia e contribuirá para reduzir o número de acidentes nos cruzamentos.

Para mais informações, acesse:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0001457515001633

Imagem: protótipo do VLT

A figura acima mostra a concepção da CAF Urbos, a primeira linha de VLT de piso baixo de Luxemburgo, que foi revelado em 1 de Julho pelo ministro do país para o desenvolvimento sustentável.

Luxtram, a empresa pública responsável pelo desenvolvimento do projeto, selecionou a CAF como compradora preferencial em maio para um contrato de € 83 milhões para fornecer 21 veículos bidirecionais longas (45m), o primeiro dos quais será entregue no início de 2017. Cada VLT possui sete seções terão oito portas duplas de cada lado e poderá acomodar até 450 passageiros.

A construção está prevista para começar no final deste ano na Linha 1, que ligará a estação principal da cidade e Place de l’Étoile, no centro da cidade, com do centro de exposições no distrito de Kirchberg.

A seção inicial de 6,4 quilômetros entre Luxexpo e Pont Rouge está prevista para abrir no segundo semestre de 2017.

Para mais informações:

http://www.railjournal.com/index.php/light-rail/luxembourg-tram-design-revealed.html?channel=526

Imagem: Exemplo de trilhos

Universidade de Nottingham, no Reino Unido, em parceria com as Universidades de Southampton, Birmingham, Huddersfield e a Network Rail estão trabalhando a cerca de 5 anos no programa Trilhos para o Futuro (Track to Future – T2F), um projeto de 8,5 milhões de libras, desenvolvendo linhas férreas com baixa emissão de som e que requerem uma manutenção mínima.

T2F vai ajudar os operadores de infra-estrutura e proprietários a ter baixo custo com manutenção e baixo nível de ruído pelos trilhos, servindo de base para o contínuo crescimento na oferta de trens, maiores velocidades e melhor funcionamento.

A infraestrutura ferroviária está sendo afetada devido a frequência e velocidade dos trens, que aumentaram, e o tempo disponivel para reparos e manutenção diminuíram. Adicionalmente, as mudanças climáticas que velhas infraestruturas estão submetidas, algumas vezes expondo as obras de terraplanagens.

O projeto irá superar tais desafios, com novos designs de cruzamento e transições, que melhorarão o comportamento dos veículos ao passar por eles e reduzirá danos. Irá também desenvolver sistemas de trilhos de longa vida com materiais otimizados.

O professor chefe do Departamento de Engenharia Civil da Universidade de Nottingham, Dr Glenn McDowell disse: “Nós temos uma oportunidade real para usar avançada modelagem numérica e técnicas experimentais para conceber novas intervenções que levem a linhas férreas que exigem pouca ou nenhuma manutenção.

Para maiores informações:

www.railway-technology.com

West Japan Railway (WJR) instalou câmeras que podem identificar automaticamente o comportamento embriagado de passageiros. Assim a equipe de plataforma emite um alerta, em uma tentativa de reduzir o número de acidentes nas estações.

As câmeras não são usadas ​​para identificar indivíduos, elas são programadas para detectar certos padrões de comportamento, tais como distribuição, passageiros que permanecem na plataforma por longos períodos e dormindo em bancos.

De acordo com o governo, a partir de abril de 2013, dois quintos dos 221 passageiros atingidos por trens foram bêbado no momento do acidente.

Um estudo realizado por WJR utilizando imagens do circuito interno a partir de 2012 constatou que em 60% dos acidentes relacionados com o álcool, o passageiro foi direto de um banco para as faixas. Como resultado, no início deste ano WJR reorganizou os bancos nas plataformas para que eles fiquem em frente as extremidades da plataforma em vez das faixas.

Até agora, 46 câmeras foram implementadas nas plataformas da estação Koybashi em Osaka. WJR está pensando em estender a tecnologia para outras estações.

Para mais informações:

http://www.railwaygazette.com/news/technology/single-view/view/cameras-to-detect-drunken-behaviour.html

Imagem: Smartlock 400 GP

A  Rete Ferroviaria Italiana (RFI) instalou, em Bari Parco Nord, um novo sistema de sinalização da Alstom: um controle de bloqueio por computador remoto.

O projeto envolveu a substituição do sistema eletromecânico anterior por um de nova geração da Alstom, conhecido como SmartLock 400 GP, última geração em sistemas de bloqueios para estação e controle de linhas. O escopo do trabalho também incluiu a instalação de fornecimento de energia elétrica, telecomunicação, ar condicionado, alarme de incêndio, extintores e equipamento de proteção.

Este sistema auxiliará na redução de custos operacionais através da automação completa de ajustes de rotas e links diretos para serviços da estação, tais como sistema de informações dos passageiros, e permitirá o gerenciamento com maior segurança, de acordo com as mais recentes normas e regulamentos, por parte do operador do sistema.

Para maiores informações:

http://www.railway-technology.com