Os vagões tanque por sua característica functional, devem ter todo cuidado por parte de seus projetistas e também por aqueles que os manuseiam para que o nível de segurança seja mantido evitando-se qualquer tipo de acidente. Esta ocorrência seria certamente de grandes proporções em função dos produtos transportados, todos eles de alta periculosidade.
No Brasil, os vagões tanques acabaram se concentrando no transporte de derivados de petróleo (gasolina, diesel e querosene) além de álcool e mantiveram como padrão o uso de válvulas de segurança instaladas nos domos de expansão. Esta instalação foi feita sempre de forma roscada e na quantidade de duas (2) unidades por domo, como mostrado na Figura 1 abaixo.
Figura 1 – Instalação das Válvulas de Segurança
Pela imagem da Figura 1 vemos que se trata de um domo de expansão de seção circular onde as bases eram rebitadas e as válvulas roscadas. Também se pode ver o tampão de carregamento aberto para a introdução do tubo de carga que chegava a ficar com sua extremidade bem próxima do fundo do tanque para que os vagões fossem cheios sem problemas. Mas nem sempre as válvulas de segurança foram montadas sobre a superfície superior dos domos. O que ocorre é que por norma, os domos precisam ter um volume determinado para o gás de expansão dos produtos transportados que corresponda a 2% do volume do corpo cilindrico do tanque. Como os tanques mais antigos tinham volume pequeno em função da capacidade de carga das ferrovias , o diâmetro dos domos era também pequeno. Nas estradas de ferro mais antigas e com gabarito mais apertado, muitos projetistas colocaram as válvulas de segurança em um “cachimbo” metálico para que elas não tocassem no teto dos túneis ou extremidade dos telhados das velhas estações.
Na Figura 2 nós podemos ver uma imagem de um vagão tanque de pequena capacidade e projeto de válvulas de segurança instaladas no “cachimbo” lateral ao domo de expansão. Também, na Figura 3 um tanque de capacidade um pouco maior, onde as válvulas já estavam na superfície superior.
Figura 2 – Vagão Tanque com válvula de segurança lateral ao domo de expansão
Os tanques com este tipo de projeto eram muito comuns nas ferrovias de bitola métrica no Brasil. Até a primeira metade do século 20, eles apareciam de forma muito frequente nas linhas da EF Leopoldina, Cia Mogiana, EF Sorocabana, EF Goiás, etc. Com a fabricação de tanques maiores, estes tanques eram deslocados para as ferrovias do Nordeste como a Rede de Viação Cearense, onde a capacidade das linhas se mantinha baixa. Alias, esta prática foi constante também nos tempos de RFFSA, onde as linhas nordestinas recebiam o material mais velho enquanto as linhas do centro-sul recebiam os vagões mais novos.
Figura 3 – Vagão Tanque com válvula de segurança na superfície superior do domo de expansão
Com o aumento da capacidade dos tanques e a manutenção da taxa de 2% de capacidade de expansão, quanto maior fosse a capacidade dos cilindros maior seria a seção e altura dos domos. Os amigos podem imaginar como serim os vagões atuais que na bitola métrica já possuem volumes de 84 m3 e na bitola larga com até 118 m3, como os que circulam na EF Carajás. Mantida a tendência, os domos acabariam transformando a forma dos vagões tanque para algo parecido com submarinos. Daí, a tendência de se fabricar domos mais longos e instalados no comprimento dos cilindros.
Mas fica a pergunta: Como funcionam as válvulas de segurança?
As válvulas de segurança trabalham sempre com uma mola interna que faz pressão de cima para baixo. Esta mola interna tenta de expandir e com isso ela veda uma passagem interna para o tanque. Em condições normais, as válvulas de segurança estão sempre fechadas. Como os produtos transportados, com a movimentação dos vagões formam gás no interior dos domos de expansão, a pressão vai aumentando e fazendo uma contra-força sobre a mola de vedação até que as pressões se equilibram, a passagem se abre e o gás escapa por uma fração de segundo, baixando a pressão interna e o processo recomeça.
A ferrovia, muito por sua origem técnica inglesa e americana, adota estas unidades de medida. Assim, as válvulas de segurança se abrem a uma pressão de 35 libras por polegada quadrada (35 lb/in2) ou 2,46 kgf/cm2 no sistema internacional.
Outra característica importante para a segurança operacional dos vagões tanque é sua pintura externa, a qual também causa muitas dúvidas. Por que alguns deles são pintados de cor clara ou alumínio e outros pintados de preto? Isto se explica pelos produtos transportados: A- No caso de produtos claros de petróleo e álcool que possuem alta capacidade de explosão, os tanques precisam ser pintados de cores claras para refletir o calor; B- No caso de vagões que transportam óleo pesado e de baixo ponto de fluidez, eles são pintados de preto para reterem o calor e facilitar sua descarga. Isto se comprova pela cor das duas figuras anteriores.
Também existe um outro tipo de válvula de segurança usado neste tipo de produto transportado que é a válvula tipo membrana. Esta válvula não abre regularmente para baixar a pressão interna do cilindro, voltando a vedar. O que ocorre neste caso é o rompimento da membrana da válvula quando a pressão atinge um valor previamente definido. Com o uso deste tipo de válvula, é necessário substituir-se a membrana de rompimento para que ela volte às suas condições iniciais de projeto. Veja na Figura 4 o esquema destas válvulas.
Figura 4 – Válvula de Segurança tipo Membrana
Muito recentemente, ouvimos falar em uma ferrovia que pretendia parar de pintar seus vagões tanques novos, somente para economizar no valor da compra. É muito importante deixar a mensagem do que poderia ocorrer caso um trem carregado de gasoline parado sob sol brasileiro, cruzasse com outro vindo em sentido contrário. Aqui no Brasil, a temperatura na superficie dos tanques pode chegar facilmente a 70 graus C. As válvulas de segurança certamente estariam aliviando a pressão interna e uma névoa de gás circundaria os vagões criando um ambiente que facilmente se transformaria em uma enorme explosão, caso alguma locomotiva do trem de cruzamento soltasse uma pequena fagulha por uma das chaminés. Quem seria o responsável pela estratégia? A quem culpar? Isso não importaria muito pois a meta teria sido alcançada na compra e perdida no comprometimento ambiental, vidas inocentes, etc.
Moral desta história: Planilhas de Excel não substituem a Engenharia!!!!! O barato sairia mesmo muito caro!!!!!!
