Observatório Metro-Ferroviário

Imagem: Dispositivo de aquisição e processamento de dados

Um novo sistema de verificação de irregularidades em trilhos ferroviários foi proposto pela Beijing Jiantong University, na China. A ideia é baseada na medição das acelerações do truque e do veículo ferroviário e apresentou resultados consistentes quando comparada com medições feitas por TRV – Track Recording Vehicles, veículos que monitoram as condições da via.

Informações sobre o alinhamento dos trilhos são obtidas através de sensores instalados no truque e no carro e analisadas usando um modelo matemático e análise de resposta em frequência. Quatro sensores de aceleração são colocados nas laterais do truque, dois na frente, e dois atrás. Cada um destes sensores é capaz de medir a aceleração vertical e lateral do truque e detectam irregularidades de comprimentos de onda curtos e médios. Outros quatro sensores são instalados no piso do carro ferroviário, logo acima dos rodeiros. Os sensores do carro medem irregularidades de comprimentos de onda maiores. Os sinais obtidos pelos sensores são processados por um filtro de corrente contínua e um filtro passa baixa, e depois integrados.

Para avaliar a eficácia e precisão deste sistema de inspeção, foram realizados testes na linha 1 do metrô de Shang Hai, e seus resultados foram comparados com os obtidos por um TRV. O alinhamento dos trilhos medido pelo novo sistema é compatível com a medição feita pelo TRV, apesar de seus métodos de inspeção serem um pouco diferentes. A inspeção também mostrou ser bastante precisa quando testada em relação ao padrão de geometria da via. O novo método é uma alternativa bastante útil no monitoramento do alinhamento e degradação dos trilhos. É ainda, uma ferramenta que auxilia no planejamento das manutenções.

O monitoramento das condições dos trilhos é essencial para garantir a segurança em sistemas ferroviários. A verificação pelos tradicionais TRVs só pode ser feita durante a madrugada, quando o sistema está parado. Assim, degradação do trilho não é analisada frequentemente, ameaçando a segurança do sistema. Por isso, o desenvolvimento de um sistema de monitoração dos trilhos feita pelo próprio veículo ferroviário tem se destacado nos últimos anos.

Para mais informações, acesse: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263224115006193

Imagem: locomotiva híbrida

Um trabalho desenvolvido pela universidade de Ontario, no Canadá, e pela universidade de petróleo e minerais da Arábia Saudita analisou o desempenho de locomotivas híbridas, que usam hidrogênio e diesel como combustíveis. Em comparação com a performance de locomotivas diesel-elétricas tradicionais, o sistema hibrido teve desempenho superior.

O objetivo do estudo era analisar a viabilidade das locomotivas hibridas como uma opção de transporte ferroviário limpo, já que o impacto do uso de combustíveis fósseis é uma preocupação mundial. A produção de hidrogênio para a locomotiva é feita pela decomposição térmica da amônia, usando os gases de exaustão como fonte de calor. Com isso, se reduz o consumo de diesel e aumenta a utilização da energia proveniente da queima de combustível do motor primário da locomotiva.

Os pesquisadores avaliaram a eficiência energética, o consumo de combustível e os impactos ambientais gerados. Pelos resultados das análises termodinâmica e de impactos ambientais com 50% do combustível fornecido por amônia, o desempenho ambiental da locomotiva híbrida foi superior em comparação com locomotivas diesel tradicionais. A redução de emissão de gases de efeito estufa chegou a 53%, mas a eficiência energética não teve aumento tão significativo. Constatou-se também que a recuperação do calor por processos da amônia aumentou a eficiência da locomotiva.

Além deste trabalho, o uso de combustíveis menos prejudiciais ao meio ambiente para transporte em massa é alvo de muitas pesquisas. Nos últimos anos, o hidrogênio vem ganhando destaque nesta área. Muitos até incentivam o desenvolvimento da economia do hidrogênio – uma proposta de economia baseada no hidrogênio como fonte de energia que visa reduzir a emissão de hidrocarbonetos na atmosfera.

Antes que a economia do hidrogênio se consolide, alguns desafios devem ser superados e requerem soluções inovadoras. O maior deles é o problema de armazenamento. Por ser um elemento leve, o hidrogênio requer grandes volumes para ser armazenado e deve ser mantido à alta pressão e baixa temperatura.

Para mais informações acesse: www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319915315238

Imagem: Lastro estabilizado com betume

Uma pesquisa realizada pela Universidade de Nottingham, no Reino Unido, analisou o desempenho do betume como forma de estabilizar o lastro ferroviário. A análise feita em laboratório pelo método PUMA mostrou que a tecnologia tem potencial para melhorar a performance do lastro, além de reduzir seu custo de vida.

Devido aos esforços dinâmicos aos quais é constantemente submetido, o lastro ferroviário sofre degradação a longo prazo. Isso leva à perda de suas propriedades mecânicas e pode prejudicar a geometria dos trilhos. Por isso, a via permanente requer manutenção constante/de rotina.

Já foram apresentadas soluções para esta situação, como o uso de poliuretano, resinas e até camadas asfálticas. Porém, todas são limitadas por terem alto custo de implantação e baixa produtividade.

A pesquisa desenvolvida no Reino Unido propõe como solução o lastro estabilizado com betume (BSB – bitumen stabilized ballast). Este método promete aumentar a durabilidade e reduzir a acomodação do lastro pois modifica a rigidez e a capacidade de dissipação/absorção de energia dessa camada.

Entre as variáveis analisadas no estudo estão a granulação do lastro, a dosagem da emulsão de betume, o método de compactação utilizado na via e os níveis de tensão aplicados. O desempenho do lastro estabilizado com betume foi testado através do método PUMA – Precision Unbound Material Analyser.

Os resultados mostraram uma redução significativa da deformação permanente e da taxa de deformação associada com a rigidez alterada e as propriedades de dissipação de energia do BSB, sugerindo grande potencial desta tecnologia para melhorar a performance do lastro. Sendo assim, deve, ainda, reduzir a frequência de manutenções de rotina necessárias, implicando em redução de custos e melhora da sustentabilidade.

Para mais informações, acesse: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061816311679

Imagem: componente impresso em 3D

Chamando a atenção da indústria nos mais diversos setores, a impressão 3D é uma área de interesse crescente para o desenvolvimento do transporte ferroviário. A empresa alemã, Deutsche Bahn (DB), é a mais recente a explorar esse recurso na substituição de componentes obsoletos utilizados na infraestrutura e em material circulante. O projeto iniciou no ano de 2015 e já conta com a produção de mais de 200 componentes, alguns dos quais já estão em uso nos metrôs alemães.

O processo utilizado para a produção é chamado Selective Laser Sintering (SLS), o qual opera um laser de alta potência para fundir as partículas pequenas de plástico em uma massa tridimensional. Já para os metais o processo utilizado é denominado Selective Laser Melting (SLM), semelhante ao anterior, porém funde partículas ao invés de sinterizá-las. Os materiais utilizados como base para a fabricação são conhecidos como PA12 e Ultem para os plásticos, bem como o alumínio para os metais.

Stefanie Brickwede, gerente do projeto, afirma que o objetivo é fazer da impressão 3D um auxílio na manutenção. A maioria das peças que estão sendo impressas são muito antigas e não possuem um arquivo 3D do design. Dessa forma, o componente já existente é usado para a criação de um arquivo CAD, à partir do qual a impressão é feita.

Ainda assim existem muitos desafios para a adaptação à esse modo de fabricação. Atender aos padrões de certificação, garantir grande resistência à chama e limitações quanto ao tamanho das peças produzidas, são somente algumas das dificuldades encontradas pelo caminho. Como grande impasse, o custo do processo de produção dos materiais metálicos é relativamente alto, o que restringe a sua utilidade atualmente.

No entanto, a tecnologia evolui constantemente e DB continua explorando as possibilidades da impressão em três dimensões. A gerente do projeto aponta que uma porcentagem de 3-7% das peças necessárias ao transporte ferroviário, tanto para material circulante quanto para infraestrutura, já podem ser facilmente impressas. É um número relativamente baixo, mas que pode aumentar com as constantes evoluções.

Para mais informações, acesse:

http://www.railjournal.com/index.php/technology/db-enters-the-third-dimension.html?channel=2078