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