Observatório Metro-Ferroviário

Imagem: trilho de contenção. Fonte

Segundo o Conselho Australiano de Transportes, a Austrália registra anualmente 100 acidentes entre carros e trens em passagens de nível. Esses acidentes geram, anualmente, em média danos de 32 milhões de dólares e 37 vítimas fatais. Esses números também existem na Europa e, assim, torna-se evidente que é um problema internacional e que, desta forma, necessita atenção. As passagens de nível são locais de risco, visto que os acidentes são frequentes e, normalmente, geram muitos danos, tanto financeiros como humanos. Além disso, há um agravante que pode ocorrer, principalmente em colisões laterais entre os veículos, os descarrilamentos. Para evitar este tipo de acidente, investe-se com ênfase na tentativa de mudar o comportamento dos motoristas no relacionado à sinalização, leis de trânsito e outras tecnologias. Porém, há uma área pouco explorada para esta aplicação e que possui um grande potencial, isto é, investir em novas concepções de infra-estrutura ferroviária.  Pensando nisso, os pesquisadores da Escola de Engenharia Civil e Construção Ambiental juntamente com o Centro de Engenharia Ferroviária, ambos da Universidade de Tecnologia de Queensland, Austrália, analisaram e inovaram na utilização de trilhos de contenção na via permanente em passagens de nível.

Os trilhos de contenção são frequentemente utilizados na via permanente em locais de curvas fechadas, locais passíveis a terremotos e locais com avalanches frequentes. O objetivo destes equipamentos é evitar que a flange da roda escape da linha férrea devido a estas incitações e, assim, reduzir as chances de um descarrilamento. Há diversos formatos e configurações de trilhos de contenção que podem ser adotados de acordo com a aplicação, como por exemplo os trilhos montados verticalmente ou horizontalmente ao longo da via. Para a nova aplicação, os pesquisadores australianos escolheram a configuração flangeway witdh, mais comum em curvas fechadas.

Por se tratar de analisar uma colisão entre um trem e um veículo rodoviário pesado, os testes práticos são muito custosos, desta forma, realizou-se uma modelagem e simulação numérica do fenômeno para conseguir os resultados. Com base na teoria de colisões entre corpos, esta modelagem consiste basicamente em 4 passos: (1) modelo dinâmico dos trilhos, (2) modelo dinâmico do trem, (3) modelo interação roda-trilho, (4) modelo colisão caminhão-trem. Feito isso, simulou-se colisões com os trilhos de contenção e colisões sem a instalação destes equipamentos na via permanente.

Por fim, a análise dos resultados mostrou que a utilização de trilhos de contenção reduz o potencial de descarrilamento de trens causados por uma colisão lateral com um caminhão em passagens de nível. Além disso, conseguiu-se obter os parâmetros que afetam na eficiência dos equipamentos, que são: geometria, altura de instalação, propriedades do material utilizado, condições de apoio e o coeficiente de atrito. Desta forma, é preciso considerar cada uma destas informações para projetar os equipamentos e, assim, reduzir os danos causados pelos acidentes.

Para mais informações, acesse:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0020740316300327

Imagem: dormente em teste de impacto.

Os dormentes são uns dos principais componentes de uma estrutura ferroviária. Eles têm por função receber e transmitir os esforços produzidos pelo trem ao lastro. Além disso, servem de suporte aos trilhos, permitindo a sua fixação e mantendo a bitola invariável. Para um desempenho confiável, os dormentes devem apresentar algumas propriedades mecânicas, como durabilidade, rigidez com alguma elasticidade e resistência aos esforços. Antigamente, era muito comum o uso da madeira como dormente, pois ela reúne quase todas as qualidades exigidas. Porém, devido à escassez de madeira, o preço está alto e, hoje, o cimento se tornou um dos principais materiais utilizados. Essa troca trouxe desvantagens, como maior peso dos dormentes, necessidade de um processo de fabricação apurado e de um alto padrão de lastramento e nivelamento. Entretanto, as vantagens chamaram mais atenção,como maior estabilidade da via, maior durabilidade, economia de lastro, longa vida útil e a possibilidade de configurar a composição final do concreto.

Com base nessa possibilidade de configurar a composição final do concreto, os pesquisadores do Departamento de Engenharia Civil do Instituto Nacional de Tecnologia Calicut, Índia,  desenvolveram os trabalhos com dormentes. O problema que os pesquisadores tentaram amenizar foi o de que devido às cargas dinâmicas envolvidas no deslocamento de um trem, ocorrem choques e vibrações que formam trincas e fissuras no dormente e, desta maneira,comprometem a estrutura.  Neste cenário, realizaram experimentos para melhorar as propriedades mecânicas do concreto e substituíram 15% dos agregados finos por granulados de borracha conseguindo, assim, resultados promissores.

Durante os trabalhos, os pesquisadores indianos perceberam que a adição de granulado de borracha ao concreto aumenta a dureza da estrutura e, assim, a resistência ao impacto. Desta maneira, o dormente possui melhor resistência a carregamentos cíclicos. Partindo desta ideia, os pesquisadores realizaram testes de impacto e fadiga em dormentes de concreto fabricados substituindo 15% do volume de agregados finos por granulados de borracha. As avaliações dos resultados mostraram:

1. A presença do granulado de borracha no concreto aumentou a resistência a formação de trincas por impacto em cerca de 80 a 110%;
2. A carga de falha no teste de impacto foi de 50% maior devido à capacidade de absorção de energia do granulado de borracha;
3. O ciclo para falhas foi maior com o granulado de borracha e, assim, aumentando a vida útil da estrutura;
4. A presença do granulado de borracha aumentou 40 a 60% a resistência ao impacto se comparado com o concreto protendido.

Para mais informações, acesse:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213020916000124

Imagem: metrô de Brasília. Fonte

A Teltronic, empresa multinacional espanhola agora pertencente ao Grupo Sepura, fornecerá uma completa solução de comunicações para o metrô de Brasília. Com atuação em mais de 50 países, a empresa é líder no desenvolvimento de soluções em rádio comunicações e, desta forma, foi selecionada para modernizar a infra-estrutura de comunicações do metrô da capital.

Esses novos investimentos em comunicação são parte de um projeto ambicioso da estatal Metrô-DF, operadora dos metrôs de Brasília, que visa modernizar e expandir a rede metroviária do Distrito Federal. Desta forma, fornecerão infra-estrutura de rádio digital Nebula TETRA, centro de controle CeCo-TRANS, equipamentos de bordo RTP-300 e rádios portáteis STP9000 e SRG3900.

As soluções substituirão o sistema analógico empregado na Mêtro-DF e contribuirão para melhorar a cobertura, bem como a comunicação entre maquinistas, o centro de controle e as estações ferroviárias. As novas tecnologias serão instaladas na Linha 1, que atualmente transporta 160.000 passageiros por dia, um número que tende a aumentar com o projeto de expansão incluindo 5 novas estações ao longo da linha.

“Estamos confiantes que o sistema TETRA irá otimizar as comunicações dentro da nossa rede metroviária, aumentando a segurança dos nossos passageiros e funcionários”, disse Daniela Diniz, Diretora do Conselho Técnico de Administração da Metrô-DF.

Para mais informações, acesse:

http://www.railway-technology.com/contractors/signal/sepura/pressbrasilia-communications-solution.html

Imagem: cabine de pintura.

Uma cabine de alta tecnologia para pintura ferroviária foi desenvolvida para atuar na fábrica da Hitachi, localizada em Newton Aycliffe, Reino Unido. Com 9 metros de altura e 31 metros de comprimento, a cabine funciona como uma estufa e foi projetada para reduzir os custos de operação da pintura de vagões, respeitando os requisitos de segurança.

A pintura é uma tarefa cara. Pensando nisso, a Hitachi instalou a estufa de pintura na sua fábrica do Reino Unido para reduzir os custos de operação e, assim, otimizar a produção. Equipada com um controle de toque iSystem, a cabine é pré-programada para operar os trabalhos de pintura em ciclos de cura e demãos de tinta da forma mais eficiente possível. Além disso, o iSystem equilibra a pressão interna do ar na cabine para garantir a conformidade com os regulamentos de segurança.

O interior da cabine é equipado com dois elevadores pneumáticos que fornecem acesso a todas as superfícies a serem pintadas. O controle dos elevadores consiste em 3 alavancas localizadas no próprio equipamento que permitem ao operador manobrar a plataforma em três eixos possibilitando, assim, a melhor posição para pintar.

Imagem: elevadores instalados no interior da cabine.

Outra tecnologia instalada na cabine é a de torres de circulação de ar auxiliares destinadas a melhorar o tempo de secagem por agitação do ar durante os ciclos de evaporação e cura. Além disso, as torres possuem controladores automáticos de velocidade do ar que regulam a vazão de ar para dentro da cabine de acordo com a necessidade do processo. A vazão total só é necessário para a pulverização, todas as outras atividades podem ser realizadas com fluxo reduzido, isto é, redução de custo de operação.

Imagem: torres de circulação de ar auxiliares.

Há ainda o modo economia de combustível, que permite a completa entrada de ar fresco para aplicação de tinta e alterna automaticamente para recirculação em outros processos em marcha lenta. Além disso, há iluminação LED de alta, média e baixa intensidade dentro da cabine que possibilitam mais economia de energia.

Para mais informações, acesse:

http://www.railwaygazette.com/news/technology/single-view/view/high-tech-paint-booth-for-hitachi-plant.html

Imagem: TR42P TFT instalado na estação Farringdon em Londres.

Em horários de pico, fica difícil obter informações sobre rotas e horários de trens em uma estação ferroviária. Muitas pessoas reunidas, poucas placas de sinalização ou até mesmo poucos funcionários para atender a demanda de forma rápida e clara dificultam o acesso às informações e aumentam o tempo que cada pessoa permanece nas estações. Pensando nisso, a Infotec Ltda., empresa europeia, desenvolveu monitores de alta definição que reúnem todos esses dados e, quando posicionados em lugares estratégicos, mostram aos usuários tudo o que eles precisam saber para embarcar no trem correto.

A Network Rail, empresa responsável pelas ferrovias no Reino Unido, reconheceu que para ajudar a minimizar o tempo que leva um passageiro a embarcar no trem as informações sobre serviços, horários e rotas devem estar destacadas ao longo de uma estação. Além disso, elas devem ser espalhadas ao longo da plataforma para ajudar na disseminação dos passageiros.

Neste cenário, o novo monitor é resultado de uma equipe formada por engenheiros de software, designers experientes e especialistas em produção da Infotec Ltd. O produto recebeu o nome de TR42P TFT e, na realidade, é composto por dois monitores que trabalham de forma integrada e que buscam fornecer informações completas em alta definição aos passageiros com o mínimo de rolagem de tela, isto é, as informações permanecem estáticas na tela para melhorar o entendimento e devem ser atualizadas a cada 2 ou 3 minutos.

O novo produto da Infotec Ltd conta com controladores HD Tetrus multi-core projetados para atender todos os requisitos de desempenho de forma eficiente e confiável. Os Tetrus utilizam tecnologia baseada em ARM para fornecer gráficos em HD. Além disso, uma linguagem script foi desenvolvida para fornecer uma rolagem de tela suave. Outro ponto importante é o projeto do equipamento que visa uma maior facilidade de acesso à manutenção.

Os novos monitores já estão sendo instalados na estação Farringdon, localizada na região metropolitana de Londres. Como parte do Programa Thameslink, os TR42P TFT devem se espalhar pelas estações da cidade e irão ajudar a cumprir o objetivo do programa de melhorar as viagens norte-sul via ferrovias.

Para mais informações, acesse:

http://www.railway-technology.com/contractors/operation/infotec/pressthameslink-innovative-pids.html

Imagem: metrô de São Paulo. 

É possível prever o futuro? Como o mercado estará daqui alguns anos? Quais serão as necessidades dos clientes? Quais serão as próximas principais tecnologias desenvolvidas?  Pesquisadores da Universidade Técnica de Hamburgo, Alemanha, em parceria com a Universidade Estadual de Portland, Estados Unidos, tentaram responder a todas essas perguntas por meio de uma abordagem de “roadmap”, um processo que permite analisar pontos futuros, novas tendências, tecnologias e possíveis riscos vinculados em curto e longo prazo. Desta forma, realizaram o processo visando o futuro da automação ferroviária e, assim, criaram um método de auxílio às empresas nas tomadas de decisões.

O “roadmap” é uma ferramenta muito útil para gestores de produtos, pois permite preparar o seu produto para o futuro pensando em três principais perguntas “Onde queremos chegar?”, “Onde estamos?” e “Como chegaremos lá?”. A ideia dos pesquisadores foi usar essa a tecnologia “roadmapping” para criar um conjunto de possíveis caminhos em que o futuro pode seguir e por meio de métodos tanto qualitativos quanto quantitativos analisar a relevância e a sensibilidade de novos produtos frente aos eventuais novos cenários. Isto é, o método se baseia em análises da literatura e de especialistas sobre o presente e projeções sobre o futuro. Desta maneira, extrapolam-se os números para diversas combinações de cenários e se busca uma relação dessas mudanças com novos produtos e tecnologias. Tudo se resume em identificar qual é a influência no cenário global se modificar determinada tecnologia.

Nas últimas décadas, o crescimento da automação no setor ferroviário surgiu com a necessidade de aumentar a segurança no transporte. Antes apenas com funções básicas, hoje já capaz de controlar um sistema todo de transporte. Um avanço oriundo das necessidades da modernização, como maior capacidade de carga, mais rápido, seguro e, principalmente hoje, mais eficiente. Em 2012, 25 cidades possuíam metrô autônomo, somando 585 estações e 588 quilômetros. As expectativas para o setor são de crescimento, espera-se que até 2025 se tenha 1400 quilômetros de linhas férreas 100% automatizadas. Porém, o que se buscou com a pesquisa foi identificar um cenário futuro para o setor observando as principais demandas de produtos e tecnologias para atingir esses números.

A partir das atuais necessidades de mercado (maior capacidade de carga, eficiência energética, satisfação dos clientes e redução de custos), os pesquisadores aplicaram todo o método e identificaram as seguintes listas de prioridades.

Imagem: lista de prioridades de tecnologias. Adaptado.

Imagem: lista de prioridades de produtos e sistemas. Adaptado.

Com essas listas é possível identificar as necessidades futuras do mercado e o que o setor da automação ferroviária pretende mudar no mundo. Observa-se que o desenvolvimento de produtos, sistemas ou tecnologias de eficiência energética não ganharam tanta importância, isto devido ao já alto nível de desenvolvimento desta área no transporte ferroviário, segundo os pesquisadores. Reduzir os custos foi o principal objetivo observado, principalmente nas áreas de operação e manutenção. Portanto, o futuro da automação caminha nestas direções, ampliando a influência sobre essas áreas, desenvolvendo novas tecnologias tendo sempre em vista as necessidades do mercado.

Para mais informações, acesse:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040162515004217#

Imagem: unidade compacta de rastreamento e monitoramento instalada.

A Lat-Lon, empresa americana especializada em soluções de monitoramento e rastreamento via GPS de veículos, desenvolveu um novo produto com grande potencial ao setor ferroviário: uma unidade compacta de rastreamento e monitoramento. Movido a energia solar, a nova unidade foi projetada para caber em pequenos espaços e, desta forma, coletar e transmitir dados em tempo real de qualquer lugar do mundo para os computadores dos clientes ou até mesmo para dispositivos móveis com Android ou iOS via 4G.

Rastrear e monitorar as condições de operação são fundamentais para o bom funcionamento de uma empresa de transporte. Essas informações aumentam a segurança das locomotivas, dos vagões e da carga, estendem a vida útil dos equipamentos, reduzem os custos com manutenção e, assim, contribuem para o sucesso do transporte. Por conta disso, a Lat-Lon desenvolveu essa tecnologia compacta, capaz de ser instalada em pequenos espaços, para facilitar a coleta e a distribuição dos dados.

Com dimensões de 11″x 2,75″x 1,75″ e 0,5 quilogramas, a nova unidade possui as seguintes funções: fornecer a localização via GPS incluindo a velocidade do veículo e o trajeto; sensores de temperatura, pressão, umidade e de impacto. Outro recurso é a praticidade de receber informações em dispositivos móveis, como celulares ou tablets via comunicação 4G. Além disso, o novo equipamento apresenta bateria com células foto recarregáveis e duração de até 5 dias sem sol, assim, a empresa projeta uma longa vida útil ao dispositivo com cerca de 7 anos, quando operado em seu modo padrão de transmissão dos dados a cada 10 minutos.

Desta forma, o novo equipamento da Lat-Lon ganha muitas aplicações no ramo de rastreamento e monitoramento,principalmente no setor ferroviário, desde captar informações de dentro dos vagões sobre as cargas ou até de pequenas peças importantes para os veículos. Assim, a nova unidade compacta  contribui para um transporte mais seguro e eficiente.

Para mais informações, acesse:

http://lat-lon.com/Compact-tracking-unit

Imagem: Abovefloor Lifting. Fonte

A Vector Lifting, empresa australiana especializada em guindastes e equipamentos de elevação, desenvolveu um novo elevador para veículos ferroviários, o Abovefloor Lifting. Com o auxilio deste equipamento, a manutenção se torna mais segura, prática, rápida e eficiente.

O Abovefloor Lifting é uma evolução do Underfloor Lifting da mesma empresa Vector. Especializados em trem unidade elétrica, ambos possuem a função de levantar os vagões para auxiliar a manutenção ferroviária, porém o novo produto não exige muitas obras no âmbito civil  para ser instalado. Isto é, os componentes do novo produto estão acima do piso da oficina de manutenção, desta forma, aumenta-se a viabilidade do equipamento e facilita a instalação.

O Abovefloor Lifting conta com vários sistemas de segurança para garantir a integridade dos profissionais enquanto estão trabalhando, como auto-bloqueio, detecção de desgastes, detecção de carga, detecção de obstruções e controle via rádio. Além disso, com o novo equipamento da Vector, pode-se configurar o número de vagões a serem levantados simultaneamente, pois possui sincronização entre os elevadores, isto permite às empresas planejarem as suas manutenções de acordo com as suas instalações e, assim, aumentar a eficiência dos trabalhos com segurança.

Imagem: Abovefloor Lifting.

Para mais informações e imagens, acesse:

http://www.vectorlifting.com.au/Products/abovefloor-lifting-system.html

Imagem: estrutura da roda.

O desgaste e a fadiga são os principais causadores de danos às rodas ferroviárias. Uma falha catastrófica nesses componentes pode causar sérios acidentes. Pensando nisso, pesquisadores da Universidade Jiaotong de Pequim otimizaram a roda de aço ER8 normalmente utilizada nas ferrovias da China para ficar mais resistente e sem comprometer a sua tenacidade.

Para evitar o desgaste nas rodas ferroviárias, utilizam-se materiais mais resistentes, porém esses materiais possuem baixa tenacidade, isto é, são frágeis e, assim, são propícios a trincas e falhas catastróficas. Desta forma, deve-se encontrar um equilíbrio entre resistência e ductibilidade no material para a roda apresentar um bom desempenho, sem esquecer da parte financeira.

O aço amplamente utilizado nas ferrovias de alta velocidade da China é o ER8, um aço com uma excelente tenacidade, mas que sofre com com o desgaste devido a sua resistência. Desta forma, os pesquisadores chineses buscaram aumentar a resistência do aço sem diminuir significativamente a tenacidade do material. Para isso, aumentaram as concentrações de silício e manganês no material e reduziram a concentração de crômio. Além disso, modificaram a microestrutura do material com tratamentos térmicos.

Outro ponto importante realizado pelos pesquisadores da Universidade Jiaotong foi analisar a geometria da roda e os esforços que cada região dela são submetidos. Esta análise foi feita para tentar reduzir a espessura da roda e, desta maneira, reduzir os o custo de produção do componente.

Após todos os procedimentos, o aço otimizado foi analisado e os resultados mostraram que ele é mais resistente se comparado aos outros aços sem prejudicar a sua resistência ao impacto. Além disso, a espessura da roda foi reduzida com sucesso contribuindo para o desenvolvimento sustentável. Desta maneira, a utilização deste novo material reduzirá o desgaste das rodas e, assim, reduzirá os custos de manutenção e aumentará a segurança do transporte ferroviário.

Confira alguns valores:

Imagem: concentrações dos elementos.

Imagem: propriedade dos materiais.

Para mais informações, acesse:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264127515309552

Imagem: ETCS Level 2. Fonte

A primeira fase de um novo tipo de operação ferroviária foi iniciada em uma linha da Alemanha. O novo sistema consiste em transmitir todos os sinais necessários aos maquinistas por meio de telecomunicações digitais, sem o uso de qualquer sinal externo fixo convencional.  Desta forma, o sistema irá reduzir custos de manutenção, possibilitará um aumento na velocidade do trem e aumentará a capacidade da linha.

A linha de Erforte a Lípsia/Halle na Alemanha receberá um novo investimento para acomodar o seu crescente volume de tráfego. A Siemens, empresa especializada em desenvolver soluções para o transporte ferroviário, junto a Kapsch CarrierCom, empresa de telecomunicações, equiparam a rota com o ETCS (European Train Control System) Level 2. Desta maneira, todo o percurso de 123 quilômetros de extensão não terá um único ponto de sinal externo e todos os sinais serão transmitidos por meio do sistema de telecomunicações ferroviárias digitais GSM-R.

Com o ETCS instalado, os maquinistas deixaram de receber os seus comandos, como restrições de velocidade, através de sinais externos. Agora, o computador de bordo manda as informações do trem para uma central e depois via rádio GSM-R o maquinista recebe as novas instruções. A vantagem agora é que o maquinista não precisa mais acionar os freios antes de cada sinal, pois adquire instruções em tempo real via rádio, isto é, não é mais necessário esperar chegar em um novo bloco de sinalização.

O novo investimento reduzirá os custos de manutenção e o consumo de energia da linha. Além  disso, aumentará a capacidade da via e a velocidade de viagem para cerca de 300 km/h.

Este empreendimento faz parte do projeto de transporte ferroviário aprovado pelo Governo Federal da Alemanha em 1991, o VDE8. O projeto visa melhorar as ligações de transporte entre Munique e Berlim.

Para mais informações, acesse:

http://www.siemens.com/press/en/pressrelease/?press=/en/pressrelease/2015/mobility/pr2015120110moen.htm&sheet=2