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04
Fevereiro

CABOOSES – O QUE ERAM E PORQUE DESAPARECERAM

Como já tivemos a oportunidade de discutir nossas ferrovias eram, até o final dos anos 40, equivalentes em funcionamento com as principais ferrovias norte-americanas. Quando digo isso me refiro às grande ferrovias nacionais que movimentavam cargas e pessoas em volumes consideráveis e compatíveis com o nível tecnológico existente deste lado do planeta.

Nossas E. F. Central do Brasil e Cia. Paulista, ambas de bitola de 1,60m, eram comparadas às grandes Union Pacific e Santa Fé nos EUA embora as suas irmãs do hemisfério norte contassem sempre com mais recursos e menor dependência de seus politicos, sempre uma ameaça pairando sobre nossas cabeças! Nos livros Car Builders Cyclopedias, que eram publicações especializadas em material rodante distinadas aos que trabalhavam com ferrovia, citavam estas duas estradas de ferro como um exemplo de trabalho e eficiência. Todos se recordam que nossos avós até costumavam acertar os relógios pela chegada dos trens nas estações, sendo motivo de comentários quando ocorriam atrasos.

Mas nosso tema deste post faz menção a um tipo de vagão que foi criado nos EUA mas que não teve a mesma aplicação por aqui. Falo dos vagões do tipo Caboose, os quais foram criados em 1840 quando os trens começaram a aumentar seu comprimento e os vários vagões tinham destinos e encomendas diferentes, sendo então necessário um maior controle de entrega destes materiais pelas estações ao longo do país. O que pouca gente sabe é que o nome Caboose não nasceu ferroviário mas sim maritimo já que as cozinhas e os locais onde os marinheiros se concentravam nos navios tinham este jargão que tem fontes germânicas, holandesas, etc. O nome que surgiu como uma gíria se popularizou rapidamente já que também era usado pelos índios como um nome dado para os trens e ainda para indicar nádegas bem avantajadas das mulheres da época. Um gosto antigo, como se vê……

Os cabooses, em resumo, eram usados pelos chefes de trem para concentrarem as informações e notas do que estava embarcado e para controlar sua entrega. Neste mesmo vagão seguia a equipe de guarda e manutenção do trem, composta normalmente de guarda-freios e mecânicos que lá estavam para reparar qualquer defeito que pudesse impedir a continuaidade da viagem. Ferramentas, beliches, fogareiros, etc, eram outros equipamentos obrigatórios para estas pessoas que passavam mais tempo nos cabooses do que em suas próprias casas.

                                        Figura 1 – Um caboose totalmente totalmente fabricado em madeira

Como mostra a Figura 1, os primeiros cabooses eram totalmente de madeira com estrados dotados de tirantes para garantir sua integridade pois como seguiam nas caudas dos trens, recebiam impactos oriundos do movimento longitudinal ainda precariamente amortecido já que não haviam aparelhos de choque especificamente projetados para esta finalidade como ocorreu mais tarde. Porém, o ponto que mais identificou este modelo de vagão era sua cupola superior, que foi criada para que o conductor, ou chefe de trem, pudesse observar o trem de um ponto acima das coberturas dos vagões. Em casos de emergência decisões podiam ser tomadas a partir deste ponto, além da comunicação com o maquinista e os guarda-freios que circulavam nas coberturas para apertar os freios manuais. Com a normal evolução, a cupola também passou a ser dotada de válvulas de emergência para aplicação de freio, luzes de sinalização e até armamento concedido ao condutor para proteger seu trem de assaltantes.

Os cabooses ficaram tão populares nos EUA que não se concebia um trem de carga sem que eles estivessem na cauda. As ferrovias aplicavam neles cada vez maior tecnologia de comunicação e prevenção de acidentes, sendo a comunicação via radio com o maquinista apresentada em congressos anuais como uma verdadeira revolução na segurança do então prioritário sistema ferroviário. Importante lembrar que os trens de passageiro não tinham caboose em função da facilidade do chefe do trem ter sua cabine em um dos carros, normalmente nos bagageiros ou em um assento próximo ao vestibule nos carros de segunda classe. Ô tempo bom!!!!!!!!!

Todos também sabemos que os trens americanos cresceram muito rapidamente em peso e comprimento em função do uso do carvão mineral para gerar energia nas usinas termo-elétricas. Com a necessidade da aplicação de uma locomotiva de auxilio (helper) em alguns locais da via em função de rampas mais fortes, os cabooses tiveram que sofrer algumas modificações estruturais tais como uma construção totalmente metálica para suportarem a força de empuxo desta última máquina serra acima. Os cabooses de madeira não suportavam esta técnica da operação e foram logo renegados aos trens de carga geral até sua substituição por vagões mais modernos.

                                 Figura 2 – Caboose com estrutura totalmente metálica para serviço em trens de carvão

Vemos ana Figura 2, um deste vagões mais resistentes em uma de suas últimas pinturas pela Conrail, ferrovia formada pelo antigo sistema da Pennsylvania RR, uma das maiores e mais importantes ferrovias do mundo.

Outro ponto de evolução se concentrou na cupola já que os novos projetos de vagões com maior altura e largura úteis, direcionaram a necessidade de observação para cima e para os lados. As cupolas então ficaram mais amplas e abrangentes, sobressaindo lateralmente para dar aos seus operadores melhores condições de trabalho. O vagão da figura a seguir nos mostra bem esta característica.

                                                Figura 3 – Caboose com cupola abrangente e com maior visibilidade

Os cabooses também eram usados para outras aplicações como transferência de vagões entre terminais, controles de manobras e até escritórios móveis para empresas que prestavam apoio ao serviço ferroviário. Importante citar aqui que os cabooses como eram direcionados a pessoas, suas condições de conforto deveriam ser o mais adequadas pois como dissemos estes funcionários ficavam a maior parte do tempo embarcados em viagens longas e cansativas. Assim, os sitemas de truque e de choque e tração tiveram projetos específicos e direcionados ao melhor amortecimento dos impactos e vibrações. Os truques destes vagões passaram a ter uma suspensão composta de molas helicoidais somadas a feixes de mola, muito próximos daquelas usadas nos carros de passageiro. Os truques de vagões eram muito desconfortáveis para trabalhos em  distancias maiores. Também os aparelhos de choque foram aprimorados e chegaram a existir modelos próprios aos cabooses. Muitos colegas americanos de mais idade me disseram que os aparelhos de longo curso surgiram em função dos cabooses e tiveram sua aplicação extendida a outros vagões que necessitavam de melhor absorção  como os fechados usados para cargas mais sensíveis e plataformas para bobinas, onde a carga não pode se movimentar.

                                      Figura 4 – Truque usado em vagões caboose com feixes de molas e molas helicoidais

No Brasil, algumas ferrovias usaram os cabooses porém de forma não tão sistemática como nos EUA. As mais antigas como a Leopoldina, a Sorocabana, a Mogiana e até a São Paulo-Minas os utilizaram em alguns trens. Das maiores, a Paulista tinha uma espécie de caboose com compartimentos para cargas especiais e truques com rodas raiadas que até hoje são famosos e procurados para fotos para modelos e preservação. Já no periodo da estatização, RFFSA, Fepasa e Vale do Rio Doce também usaram cabooses em suas operações mas todos eles acabaram sendo sucateados por múltiplos motivos, sendo infelizmente o motivo mais comum o roubo de seus equipamentos como torneiras, vasos sanitários e até fiação elétrica. Nossa pouca cultura aliada ao extremo da necessidade de algumas pessoas ajudou a erradicar os cabooses de nossas paisagens ferroviárias.

         

                                     Figura 5 – Exemplos de cabooses brasileiros (Leopoldina, Mogiana e Paulista)

Mas fica a pergunta: Qual o principal motivo de seu desaparecimento do ambiente onde eles foram criados? A resposta vem com o progresso das comunicações e da necessidade de competição da ferrovia com outros tipos de modais. Com os modernos rádios já não havia motivo para sinais e sons de aviso, já que o contato era imediato e de boa qualidade. Também não se justificava manter viajando pessoas que tinham que comer, dormer e receber salários diferenciados por trabalhos que se extendidam por dias seguidos. A manutenção dos cabooses também tinha custo elevado para que eles seguissem mantendo boa qualidade de trabalho, sem falamos no computador que se propagava rapidamente, realizando trabalhos que eram totalmente feitos por pessoas que poderiam ser deslocadas para outras funções. Até o simples controle de pressão de cauda, informado pelo condutor ao maquinista foi substituído por equipamentos que são vistos até hoje e que são presos aos engates do último ou penúltimo vagão do trem e que enviam imediatamente o valor de pressão no encanamento geral do ultimo vagão. Enfim, coisas que vêm para auxiliar na comunicação e na realização de trabalhos do dia a dia, acabam por substituir equipamentos e pessoas.

Os cabooses como outros tipos de vagões hoje são lembrados pelos ferroviários com saudade pois estes sabiam que para neles trabalhar era preciso gostar do que se fazia e ter sobretudo coragem e amor pelos trens, coisas que vão ficando cada vez mais raras. O que prevalence hoje são apenas números frios e contas a fechar, as quais muitas vezes servem somente para maquiar interesses pessoais em detrimento do conjunto.

20
Fevereiro

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

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.