Pesquisa de universidade australiana propõe novo modelo de juntas de trilho isoladas
Imagem: montagem do modelo proposto
Em um circuito de via, parte integrante do sistema de sinalização ferroviária, são usadas juntas de trilho isoladas (Insulated Rail Joints – IRJs) para detectar a localização de trens e trilhos quebrados em circuitos de sinalização, que são críticos para a operação e segurança ferroviária. Infelizmente, os IRJs apresentam vários modos de falha devido à complexa interação entre os seus componentes, os espectros de carga e as condições de apoio.
Uma pesquisa desenvolvida pela Queensland University of Technology, na Austrália, propôs uma nova configuração para estas juntas. O modelo proposto consiste em embutir no dormente a extremidade dos trilhos isolados e a extremidade da próxima seção de trilhos. É prevista uma lacuna entre as duas seções, e a interface entre o patim dos trilhos e o dormente deve ser preenchida com borracha, pois é um material não condutor e capaz de absorver impactos. Embora a folga entre os dois trilhos tenha um suporte isolante na extremidade para evitar o aprisionamento de detritos que tenham condutividade elétrica, esse componente foi desprezado durante a otimização, deixando as extremidades do trilho livres no espaço.
Este projeto pode ser visto como uma simplificação significativa da configuração atual, onde existem pelo menos oito componentes: (1) dois trilhos, (2) duas barras de junção, (3) seis parafusos, (4) seis porcas e anilhas, 5) várias camadas de isolamento, (6) duas placas de apoio (7) quatro grampos e (8) dois dormentes.
O novo design exibe níveis de estabilidade semelhantes aos atuais, porém com menos componentes e, portanto, menos modos de falha. Um framework de otimização multiobjetivo foi usado para o desenvolvimento do novo design que permite a passagem segura das rodas do trem através do espaço entre os trilhos embutidos nos dormentes. A viabilidade do modelo proposto submetido a carga de tráfego é demonstrada através de uma análise dinâmica de uma roda passando por cima de um projeto otimizado por análises multi-objetivo usando conjunto o princípio da frente otimizada de Pareto. Os componentes de deformação da extremidade do trilho na fenda do novo desenho foram inferiores aos das juntas isoladas clássicas.
O projeto dos trilhos isolados embutidos (Embbeded Insulated Rails – EIR) nos dormentes mantém a integridade estrutural e o isolamento elétrico, embora sejam eliminados componentes da junta de trilho isolada (IRJ) atual, como as barras de junção e as conexões de parafuso associadas. Como resultado, o trincamento das barras de junção ou afrouxamento dos parafusos podem ser evitados no novo design EIR.
Para satisfazer as limitações de concepção (deslocamentos estruturais) e assegurar a estabilidade, propõe-se uma modificação na extremidade do trilho e no dormente. O objetivo futuro é minimizar o aumento de volume dessas duas partes modificadas.
Para mais informações acesse: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1350630716303120