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Últimas notícias em ferrovias

20
Fevereiro
2016

ENGATES CONTRA ENGAVETAMENTO

Com o aumento e peso dos trens modernos, muitos aspectos que anteriormente não tinham tanta importância, agora são críticos para uma operação segura e produtiva. Acidente na ferrovia é um assunto extremamente complexo pois os danos gerados causam prejuízos imensos. Quando temos perdas de transporte os seguros podem ajudar a cobrir as despesas, embora a imagem da ferrovia ser um transporte seguro e de grandes volumes fique comprometida. O grande e real problema se dá quando há perdas de vidas humanas, evacuação de cidades por perigo de nuvens tóxicas ou contaminação de fontes de abastecimento. Isto não pode ser pago!!!

Porém, o mundo segue crescendo e suas necessidades de consumo também. As indústrias têm planos e projetos de melhores resultados e todas estas diretrizes conduzem ao custo do transporte, ou seja, ferrovias. O Brasil ,como ponto fora da curva, prossegue insistindo que as rodovias são a resposta e por isso vai ficando cada vez mais à mercê de interesses politicos sem planos para o país e sim somente para partidos politicos.

Voltando aos trens e sua vocação de movimentar grandes volumes, os estudiosos e estatísticos começaram a ver que muitos dos acidentes que ocorriam com trens de vagões tanques eram devastadores devido ao engavetamento que ocorria quando um bloco de vagões saía dos trilhos e outros blocos se chocavam contra ele. Os engates automáticos convencionais se deslocavam no sentido vertical e perdiam o contato, indo muitas vezes romper a calota do tanque imediatamente a sua frente.

Acidente tanques 1                    Acidente tanques 2

Nas fotos acima, podemos ver um exemplo de descarrilamento ocorrido aqui no Brasil por quebra de trilho e que causou o engavetamento de dois vagões tanques TCD e o consequente vazamento de 60.000 litros de óleo diesel, que atingiram um pequeno córrego próximo da via causando sua contaminação.

Especificamente na segunda foto podemos ver o engate do vagão que causou a perfuração ainda preso à calota do tanque que vazou, lembrando que os danos poderiam ter sido muito maiores caso tivessemos tido uma explosão com consequências imprevisíveis. O produto branco que aparece na foto é um composto químico que se torna vedante ao contato com o óleo diesel.

Para este tipo de acidente, foi então criado o engate cujo nome original é Double Shelf, ou seja, engate com dupla proteção contra engavetamentos. Este tipo de engate é igual ao convencional e se diferencia por possuir complementos superior e inferior que não permitem que ele se solte do engate ao qual esteja acoplado, indo perfurar o tanque da frente.

Engate Double-shelf                            ENGATE-SE60-3

 

Nas figuras podemos ver claramente os reforços e a proteção adicional de dois engates deste tipo quando acoplados.

Os engates Double Shelf podem ser aplicados a qualquer projeto de vagão tanque, sendo hoje uma obrigatoriedade em todas as ferrovias que seguem os padrão da Association of American Railroads-AAR, como ocorre aqui no Brasil, embora muitos dos ferroviários considerem que eles são realmente bons quando a questão é o engavetamento mas que falham quando se passa a discutir o tombamento. A principal alegação dos que não gostam tanto dos Double Shelf é que caso um vagão descarrile e tombe ele acaba por tombar o tanque a ele engatado e assim sucessivamente, pela dificuldade deles se soltarem.

Consultando amigos que participam das reuniões dos Comitês de Normalização da AAR nos EUA, eles alegam que tal preocupação também fez parte das discussões quando da criação deste modelo mas que analisando todas as possibilidades de desastre ambiental e risco de vida a todos que convivem com os trens, a decisão foi por minimizar os efeitos do acidente, deixando que se necessario os tanques tombem mas que não furem, ocasionando o derrame de produto ou explodam.

Todas as ferrovias no Brasil já são obrigadas a usar os Double Shelf por força de legislação e normalização ABNT.

31
outubro
2015

Uma nova família de Vagões Tanque – DOT 117

Todos aqueles que gostam das ferrovias ficam preocupados quando no noticiário aparecem notícias negativas a elas, tais como os acidentes, especialmente aqueles onde tenham havido vítimas fatais. Sempre é um impacto muito grande já que especialmente no Brasil temos lutado muito para manter vivas as nossas estradas de ferro, ainda não usadas como deveriam já que o lobby rodoviário persiste forte.

Nosso trabalho hoje é mostrar que apesar do lado negativo, os acidentes sempre impulsionam novas soluções e técnicas para que eles não voltem a acontecer. Foi assim que naquele triste dia de 6 de julho de 2013 um trem unitário de vagões tanque se acidentou na cidade canadense de Lac-Mégantic onde a explosão dos vagões causou um terrivel e devastador incêndio, ceifando 47 vidas. Após este fato e em decorrência do aumento significativo do transporte de óleo combustível derivado de Xisto Betuminoso, abundante nos EUA e com demanda alta de consumo na indústria Norte-Americana, os fabricantes de vagões, universidades e a Associação Americana de ferrovias (AAR) se uniram para encontrar um novo caminho mais seguro e que viesse a dotar os vagões e todas as comunidades por onde os trens de oleo circulam de soluções que minimizem os efeitos causados pelos acidentes.

Na figura a seguir vemos um típico vagão tanque para este tipo de óleo combustível, classificado pelo Departamento de Transportes como DOT 111. Normalmente são tanques pintados na cor preta pois normalmente o óleo combustível necessita de calor para manter-se fluido e a cor escura o retém, facilitando a operação de sua descarga.

 USA-TCT-23

No acidente em Lac-Mégantic, após decorrido o periodo  para sua investigação, os técnicos e engenheiros verificaram que o óleo derivado de Xisto possui uma fluidez maior que o óleo combustível de baixo ponto de fluidez (BPF) e que também possui uma maior capacidade de formação de gás no interior do vaso cilíndrico do vagão. Quando o trem se acidentou e com o descarrilamento que geralmente gera faíscas, a explosão foi devastadora, com varíos vagãos se rompendo em série, muito motivado pelo gás altamente inflamável. O local do acidente permanceu queimando por cerca de 3 dias já que não era possivel uma aproximação aos bombeiros em fnção do extreme calor gerado pelo oleo em combustão. Uma das testemunhas disse que viu carros serem derretidos, postes entortarem e construções desaparecerem em decorrência deste incêndio.

Além das providências geradas nas comunidades, os projetistas de vagões foram “incentivados”pelas autoridades a modificar o projeto básico dos tanques DOT 111, então considerados como insuficinetes para evitarem estas tragédias. Após cerca de 2 anos de estudos e testes, a AAR e os fabricantes de vagões chegaram a um novo projeto mais seguro e que realmente minimiza a possibilidade de explosões ou derrames de combust’vel ao meio ambiente. Foi então criada a nova classificação DOT 117, a qual basicamente se caracteriza por:

1- Isolamento Térmico: Foi criada uma camada de 100mm de espessura em torno de todo o corpo cilíndrico formada por poliuretano expansível e que visa proteger o tanque do calor e com ele o aumento de pressão no interior do corpo caso haja fogo externo;

2- Cabeceiras: Os novos tanques 117 possuem projeto onde as calotas, que são aquelas partes arredondadas e que fecham o corpo cilíndrico, são fabricadas de chapas de aço de maior espessura. Além destas chapas, também estão sendo aplicadas proteções extras contra impactos diretos, chamadas de head shields (escudos de cabeceira);

3- Proteção de fundo: Para impedir que ao se acidentar os tanques vazem pelo fundo, local onde se encontra a válvula de descarga, os projetistas bolaram uma proteção que direciona a quebra da tubulação para um ponto de fraqueza pré-determinado, preservando esta válvula e impedidndo a perda do produto e consequente contaminação ambiental ou explosão;

4- Corpo cilindrico: As chapas usadas nos tanques DOT 117 que venham a transportar o óleo combustível de Xisto, obrigatoriamente hoje precisam ter uma maior espessura que aquela usada nos DOT 111. Isto também aumenta a resistência contra perfurações nos descarrilamentos. Esta proteção é muito útil apesar de causar um aumento significativo da tara do vagão;

5- Freios: Como uma das razões identificadas como causa do acidente em Lac-Mégantic foi a falha operacional do sistema de freios, já que o trem se desgarrou após uma operação incorreta do maquinista ao parar o trem em um pátio alguns quilomentros adiante da cidade. Segundo ele a operação foi considerada adequada mas que se mostrou falha para impedir que o trem se soltasse e retornasse de ré e desgovernado até tombar em uma curva próxima de uma passagem de nivel. Assim, a comissão de apuração recomendou que os vagões deste serviço específico sejam dotados de freios a ar com válvulas de comando eletrônico, as quais quando acionadas têm ação quase instantânea, reduzindo a distância de parada dos trens. Este é o ponto mais polemico do relatório de causa do acidente pois o sistema de freio recomendado tem valor extremamente alto se comparado ao convencional apenas acionado por queda de pressão do ar comprimido na tubulação de freio dos vagões e que certamente irá impactar no preço de compra das muitas unidades em produção;

6- Engates: Para o sistema de choque e tração, a comissão recomendou maior rigidez na aplicação de engates que não permitam encavalamento quando de um grande impacto. tais engates conhecidos como double-shelf (dupla proteção) já vinham sendo usados em todos os tipos de tanques mas para esta série específica, o controle de desgaste e o sistema de amortecimento necessitam de revisões mais constantes e manutenções preditivas.

7-Operação: A velocidade dos trens com este tipo de compbustível provavelmente sera reduzida em relação aos demais trens onde existam vagões tanque. Esta igualmente é uma decisão polêmica pois aumenta o tempo de viagem entre os terminais de carga e descarga.

No esquema da figura a seguir, vemos o resumo do conjunto de ações que foram tomadas para a criação desta nova família de projeto.

 

 

DOT 117 A

Para visualizar o resumo das modificações nos tanques DOT 117, por favor clique sobre a figura. Como está em alta resolução, poderá levar alguns segundos para abrir.

09
julho
2015

A RODA FERROVIÁRIA – 2

Para continuar com nossa conversa sobre as rodas ferroviárias, vimos que elas são presas a eixos formando o rodeiro. As rodas também proporcionam estabilidade ao sistema pois quando em circulação a incinação de suas pistas permite que o veículo sempre retorne à sua posição centralizada em relação à via. Vamos então entender melhor a definição do chamado PERFIL DE ROLAMENTO  das rodas. A forma com as rodas circulam sobre os trilhos e a mencionada inclinação de suas pistas podem ser alteradas e/ou ajustadas em função das características da ferrovia na qual ela trabalhe.

A moderna Engenharia Ferroviária permite através de levantamentos de campo, conhecer as tendências de movimento dos vagões conforme o perfil da via na qual o trem está. Assim, pode ser possivel ter vias com trechos de grande inclinação (próxima do limite de 3%) como ocorre com a MRS e outras com pouca inclinação (entre 0,5 e 1%) como na EF Carajás. Além disso, o índice de curvas horizontais podem também direcionar ao estudo de perfis de rolamento específicos.

Na figura abaixo vemos um esquema de perfil de rolamento muito usado no Brasil e nos EUA, conhecido como perfil AAR 1:20. Este perfil é aplicado de forma geral como uma referência que as ferrovias podem aplicar. A partir deste perfil e após estudar as particularidades dos trechos, cada ferrovia pode modificá-lo inclinando mais ou menos a pista e mudando a geometria do friso, principalmente na região em que este toca o boleto dos trilhos.

frisoFriso AAR                                                                                               Detalhe do perfil com inclinação 1 : 20

Vejam que o dimensional do perfil está em polegadas, já que ele foi definido como padrão pelas ferrovias norte-americanas para seus veículos, até que o computador acelerou as pesquisas e pode reduzir o tempo de cálculo das equações matriciais que regem o contato dinâmico roda x trilho. Vemos que neste perfil o friso das rodas tem cerca de 35mm de largura por 25mm de altura. É o chamado FRISO LARGO, definido a partir de uma linha de referência vertical. Esta linha vertical indica o chamado PONTO DE BITOLA  (gaging point) da roda, sendo a partir dele a concordância de contato coma pista.

Nas oficinas de manutenção de rodeiro quando há a necessidade de tornear as rodas para recompor seu friso, estas dimensões devem obrigatoriamente ser observadas, sob pena de ser criar uma variável que fará com que o passeio lateral do rodeiro aumente. Tal passeio aumentado somado com o natural desgaste em serviço pode causar choques nas entradas dos jacarés nos aparelhos de mudança de via ou mesmo permitir que as rodas entrem na condição de entrar por trás das agulhas causando descarrilamentos. Além disso, mudanças inadequadas do perfil de rolamento podem gerar defeitos de contato que aumentam o desgaste, reduzindo o tempo de circulação e fazendo com que o vagão seja direcionado para a oficina.

Os perfis das rodas são o coração da dinâmica ferroviária e sua mudança deve envolver todo um programa interno de estudo e análise nas várias áreas de trabalho (mecânica, via permanente, planejamento, etc), visando sobre tudo o aumento da vida útil das rodas e trilhos, itens de grande custo nas ferrovias.

Na continuação falaremos mais das diferenças de fabricação que existem e a natureza da geometria das rodas ferroviárias.