O presente estudo se insere no conjunto de trabalhos desenvolvidos no Programa de Mestrado da Engenharia Civil da Unicamp, na área de transportes ferroviários.
O início do projeto foi coincidente com o início das atividades do Curso Superior de Tecnologia em Transporte Terrestre pelo Centro Paula Souza, inicialmente na Fatec de Barueri e, posteriormente, na Fatec Tatuapé.
A escolha do tema deveu-se à sua importância no conjunto das ações de transporte ferroviário em curso no país, especialmente no que diz respeito ao transporte de cargas e à situação peculiar com que o Brasil vem lidando com suas ferrovias após a privatização ocorrida nos anos 1990.
Além disso, um curso de graduação com abordagem específica dos transportes terrestres, com uma parte das atividades curriculares voltadas para as ferrovias, mostrou-se um importante motivador para o desenvolvimento do presente trabalho, já que os assuntos aqui tratados são abordados em diferentes disciplinas do curso, como “projeto geométrico de vias permanentes”, “sinalização ferroviária”, “segurança viária” etc. Mais do que isso, a previsão no Projeto Pedagógico do curso, de um trabalho de graduação no final do mesmo, de realização obrigatória pelos alunos, abriu inúmeras possibilidades de abordagem do tema e, ao mesmo tempo, impôs a necessidade de uma formação acadêmica maior de seus docentes, com a realização de trabalhos visando o título de mestrado e posteriormente doutorado, para que essa abordagem possa participar da necessária produção de conhecimento novo para esta área.
Deste modo, a presente dissertação trouxe uma série de conclusões decorrentes das simulações nela realizadas, abrindo um grande leque de novas possibilidades para checagem e realização de experimentos de campo nas ferrovias brasileiras, em especial aquelas do estado de São Paulo, seja no transporte de cargas, seja naquele de passageiros e, neste caso, nos transportes urbanos que incluem o metrô da cidade de São Paulo, o maior do Brasil.
simulações realizadas possam ser visualizadas efetivamente em diferentes AMVs de ferrovias existentes. Além disso, é necessário instrumentar agulhas de diferentes aparelhos de mudança de via para confrontar os valores propostos nesse trabalho e o que efetivamente ocorre em campo. A maior divulgação de relatórios de descarrilamentos e suas causas poderia contribuir para confirmação dos desgastes obtidos no presente trabalho e a sua influência nos acidentes ferroviários, o que normalmente não se encontra disponível nos acidentes relatados nas ferrovias nacionais.
Outras possibilidades se abrem com as diferenças encontradas nas inclinações das retas obtidas graficamente, com relação ao tempo em que os desgastes ocorreriam e novas questões poderiam ser colocadas: A manutenção de trilhos ou agulhas novos na região do AMV retardariam os desgastes dos outros elementos analisados? Os desgastes obtidos provocariam que efeitos na região do jacaré de um AMV? E em sua saída?
Finalmente, pode-se esperar que o conjunto das conclusões aqui apresentadas, aliado às possibilidades de novos projetos e trabalhos dele decorrente, sirvam de apoio e estímulo para novas abordagens, seja pelo grupo de pesquisa da própria Universidade Estadual de Campinas, seja por outros grupos, aqui incluídos os projetos desenvolvidos como trabalhos de conclusão do Curso de Tecnologia em Transporte Terrestre pelos seus concluintes, com orientação do corpo docente ligado ao curso.
8. CONCLUSÕES
As principais conclusões podem ser assim resumidas:
Analisando o comportamento dos gráficos de desgaste dos trilhos, notou-se que nenhuma das variáveis da equação de Nadal sofreu influência direta dessa ocorrência. Entretanto, a aplicação do critério de Nadal foi relevante para mostrar a importância do atrito e aderência roda/trilhos e que, para menores atritos, há necessidade de haver um maior peso da composição para compensar o aumento das forças laterais que influenciam no descarrilamento, o que nem sempre é possível.
Neste trabalho foi admitido perfeito equilíbrio entre os trilhos da via permanente, com desgastes proporcionais na altura e largura do boleto do trilho. Entretanto, o ângulo formado entre a flange da roda e o trilho pode ter uma variação não considerada, o que alteraria o coeficiente da relação L/V, tanto para mais como para menos, alterando desse modo as possibilidades de descarrilamento.
As simulações realizadas mostraram que o desgaste do trilho e agulha, não podem ser considerados como elementos responsáveis pelo descarrilamento, sem que se tenha uma soma de variáveis críticas e fora dos padrões de segurança. Saliente-se que esta condição implica em via permanente perfeitamente ajustada e estável, com desgastes proporcionais nos dois trilhos/agulhas.
A análise gráfica dos valores quando as rodas sofrem desgaste mostrou que, com ele, o ângulo de ataque entre a flange da roda e o trilho aumenta, o que faz com que o coeficiente de Nadal também tenha o seu valor aumentado, já que o friso se desgasta verticalmente e a curvatura existente entre o ponto de bitola e a linha de base da roda diminui e se torna mais angular.
Para mesmos desgastes de rodas, pode-se verificar que os incrementos no coeficiente de Nadal foram maiores para trilhos molhados (menor atrito),
especialmente quando sujos de óleo, quando comparados com os incrementos obtidos quando os trilhos estão secos e limpos.
Para rodeiros desgastados, o coeficiente de Nadal aumentou, o que implica que para garantir a mesma segurança para a composição, esta deve apresentar um peso superior àquele necessário para essa mesma segurança com rodeiros novos. Isso também ocorre com a diminuição do atrito entre rodeiro e trilho, o que nem sempre pode ser feito, conforme descrito acima.
A análise da possibilidade de o eixo ser deslocado todo para um lado da via, como em uma curva por exemplo, somados os desgastes de trilhos e rodas com uma folga maior do que 60 mm apresentada em algumas situações, representa um valor bastante significativo da área de rolamento do rodeiro, cerca de 3 a 4 vezes maior que o inicial, o que pode ocasionar o seu descarrilamento para o interior da via férrea.
9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AGÊNCIA NACIONAL DE TRANSPORTE TERRESTRE – ANTT. 2014. “Relatório
01/2014/GEROF/SUFER/ANTT”. Disponível em:
http://www.antt.gov.br/index.php/content/view/4994/Relatorios.html. Acessado em07/06/2016.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. 1980. NBR 7641:
TB131 - Via permanente ferroviária. 1980. 32p. Rio de Janeiro.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. 1990. NBR-7914: Via
férrea – Lastro-Padrão. 1990. 4p. Rio de Janeiro.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. 1991. EB-655: Projeto
de lastro para via férrea. 1991. 2p. Rio de Janeiro.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. 1992. NBR-5558:
Aparelho de mudança de via. 1992. 5p. Rio de Janeiro.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. 2009. NBR 5565:
Rodeiro Ferroviário – Classificação, montagem e manutenção. Rio de Janeiro.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. 2013. NBR-7511:
Dormentes de madeira — Requisitos e métodos de ensaio. Rio de Janeiro.
ASSOCIAÇÃO NACIONAL DOS TRANSPORTADORES FERROVIÁRIOS - ANTF. Disponível em: http://www.antf.org.br. Acessado em 07 jun. 2016.
BATIST, M. Resumo das normas de via permanente da RFFSA com influência na
questão do descarrilamento. In: BRANCO, J. E. S. C.; FERREIRA, R. (ed.). Tratado de
BRANCO, J.E.C.; FERREIRA, R. Projetos-tipo para o sistema roda-trilho em ferrovias
heavy haul. In: BRANCO, J. E. S. C.; FERREIRA, R. (ed.). Tratado de estradas de ferro.
Rio de Janeiro, v.2, 2002, p. 145-157.
BRINA, H.L. Estradas de Ferro – Vol. 1 Rio de Janeiro/RJ Livros Técnicos e Científicos Editora S/A 1983.
BRINA, H.L. Estradas de Ferro 1 – Via Permanente. Rio de Janeiro. Livros Técnicos e Científicos S.A. 1979.
CANADIAN PACIFIC RAILWAY,
Railway Investigation Report R13C0087 –
Main-track derailment. Calgary, Alberta, 2013. Disponível em:
http://www.bst- tsb.gc.ca/eng/rapports-reports/rail/2013/r13c0087/r13c0087.asp.CASTELO BRANCO, J.E.S. e FERREIRA, R, Tratado de Estradas de Ferro” Prevenção e
Investigação de Descarrilamento Vol. II. Rio de Janeiro. Reflexus Estúdio de Produção
Gráfica, 2002.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES – DNIT.
Glossário de Termos Ferroviários. Consórcio STE Siscon. Disponível em:
http://www.antf.org.br/pdfs/glossario.pdf. Acesso em 05/10/2016.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES –. DNIT.
ISF 212: Projeto de superestrutura da via permanente conjunto. Disponível em:
http://www.dnit.gov.br/sala-de-imprensa/isf-212-projeto-de-superestrutura-da-via- permanente -lastro-e-sublastro.pdf. Acesso em 05/10/2016.
DTT-UFPR. Disponível em:
http://www.dtt.ufpr.br/Ferrovias/arquivo/MANUAL%20DID%C3%81TICO%20DE%20F ERROVIAS%202012%20(p.01-90)%20PRIMEIRA%20 PARTE-2s.pdf).
ESVELD, C. Modern Railway Track. Germany. MRT-Productions, 2001.
FERNANDES, D.P. Estudo de estabilização química, geo-mecânica e ambiental das
vias sinalizadas. Dissertação de Mestrado - Universidade Federal de Ouro Preto. 2010.
142 f.
FERREIRA, T.M.,TEIXEIRA, P.F., CARDOSO, R. Impact of Bituminous Subballast on
Railroad Track Deformation Considering Atmospheric Actions. Journal of
Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. V.137, 3ªed, p. 288-292, 2011.
HAY, W.W. Railroad Engineering. 2. ed. New York. John Wiley & Sons, 1982.
HEWITT EQUIPAMENTOS LTDA. 2017. Disponível em
http://www.hewittequipamentos.com.br/OLD_2010-03/produtos/prod01_01.php
INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME. Tecnologia Ferroviária, 2007. Disponível em: http://www.sucena.eng.br/IME/SistFerr3.
IWNICKI, S. Handbook of Railway Vehicle Dynamics. 1st ed. New York: Taylor & Francis, 2006. 535p.
KAYANO, R.S. Uso de Dormentes em AMV’s: Um Estudo para Madeira e Concreto. Trabalho de Conclusão de curso - Faculdade de Tecnologia Tatuapé “Victor Civita”, São Paulo/SP 2015.
KERETCH, E.M. Tecnologia em Transporte Terrestre, Revista Engenharia, São Paulo – SP Vol. 1, 626/2015, 29-33. Outubro/2015.
KRISTAN, J. Investigation of metallurgical fundamentals of rail wear: TTCI studies
rail-teel microstructure and micromechanical properties to further rail performance and possibly derive safety benefits. Railway Track and Structures. New York, ago. 2004.
LICHTBERGER, B. Track Compendium Formation, Permanent Way, Maintenance, Economics. Eurail Press, 1st ed. Germany: 2005.
MALTEZ, C.R.B. Aparelhos de Mudança de Via in CASTELO BRANCO, J.E.S. e FERREIRA, R, Tratado de Estradas de Ferro” Prevenção e Investigação de
MARACA, Comércio e Serviços Ltda. 2017. Sítio Institucional. Disponível em http://www.maruca.com.br/obras/
MARZOLA, G. Alternativas Viáveis para Substituição da Madeira como Dormente
Ferroviário. Trabalho de Conclusão de curso - Universidade Anhembi. São Paulo, 2004.
MÁXIMO, R.M. & LORENCETTE, D.G. Análise de Acidentes ferroviários no trecho
Cariacica (ES) - Conselheiro Pena (MG) da Estrada de Ferro Vitória a Minas (EFVM). Trabalho de Conclusão de curso - Universidade Federal do Espírito Santo.
Centro Tecnológico Colegiado de Engenharia Civil, Espírito Santo/ES 2006.
MILITARY LIBRARY. 2017. Disponível em
http://www.globalsecurity.org/military/library/policy/army/fm/55-20/fig7-11.gif -
NABAIS, R.J.S. Manual Básico de Engenharia Ferroviária. São Paulo – SP. Oficina de Textos, 2014.
NETO, A.L. O Desgaste de Rodas e o Processo de Reperfilamento. Monografia de
Especialização em Transporte Ferroviário – Instituto Militar de Engenharia. Rio de Janeiro – RJ, 2006.
OLIVEROS RIVES, F., LOPEZ PITA, A., MEGIA PUENTE, M.J. Tratado de
Ferrocarriles I – Via. Madrid. Editora Rueda, 1977, v. 1.
PAIVA, C.E.L. Uma contribuição ao dimensionamento de subcamadas das plataformas
ferroviárias. Dissertação de Mestrado - POLI-USP, São Paulo, Brasil, 1982.
PAIVA, C.E.L. Super e infraestruturas ferroviárias: Critérios para projetos. 1ª ed. Rio de Janeiro. Elsevier, 2016.
RAIL INDUSTRY SAFETY AND STANDARDS BOARD- National Rail Turnouts
Workshop, Sydney. 2015. Disponível em: https://s3.amazonaws.com/ppt-download/0910- graemetempler-rissbsydneyfailuresatturnoutsgjt16-4-1512-150528004814-lva1-
disposition=attachment&Signature=3PU9IvkHO7Hg4KLZe8H8%2BY4gPrk% 3D&Expires=1497021118&AWSAccessKeyId=AKIAJ6D6SEMXSASXHDAQ
RFFSA – Rede Ferroviária Federal S.A. Ocorrência Ferroviária – Terminologia e
Classificação. 1984a. _______. Ocorrência Ferroviária – Apuração. 1984b. _______.
Regulamento Geral de Operações. 1978.
RFFSA. Norma IVR – 15: Reemprego de trilhos. Rio de Janeiro, 1991.
RIBEIRO, G.V. Uma Contribuição Metodológica ao Atendimento Emergencial em
Ferrovias. Dissertação de Mestrado - Universidade Federal de Santa Catarina,
Florianópolis/SC 2011.
ROSA, R.A. Operação ferroviária: planejamento, dimensionamento e acompanhamento
– 1º ed. Rio de Janeiro. LTC, 2016.
SANTOS, G.F.M. Comportamento dinâmico do vagão GDE na passagem sobre o
travessão. Monografia de Especialização – Instituto Militar de Engenharia – IME, Rio de
Janeiro, RJ, 2008. Disponível em
http://transportes.ime.eb.br/etfc/monografias/MON039.pdf.
SANTOS, S. Transporte Ferroviário. São Paulo: Cengage Learning,2011.
SCHRAMM, G. Permanent Way Technique and Permanent Way Economy. 1. ed. Otto Elsner Verlagsgesellschaft Darmstadt, 1977.
SEMPREBONE, P.S. Desgaste em trilhos ferroviários – um estudo teórico, Dissertação de Mestrado - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil,
Arquitetura e Urbanismo. - Campinas, SP: [s.n.], 2005.
SETTI, J.R. Tecnologia de Transportes. Escola de Engenharia de São Carlos – Universidade de São Paulo – São Carlos: 2012.
SISDELLI, A. Estudo de desgastes de Rodas e suas consequências no material rodante e
na Via Permanente, Monografia de Especialização em Transporte de Carga - Instituto
Militar de Engenharia – Rio de Janeiro: 2006
STEFFLER, F. Via Permanente Aplicada: Guia Teórico e Prático Rio de Janeiro – Brasil: LTC 2013.
STOPATTO, S. Via permanente ferroviária: conceitos e aplicações. São Paulo. Editora da Universidade de São Paulo, 1987.
SWOKOWSKY, E.W. Cálculo com geometria analítica: tradução Alfredo Alves de Farias, com a colaboração dos professores Vera Regina L.F. Flores e Marcio Quintão Moreno; revisão técnica Antônio Pertence Junior. 2º edição – São Paulo-SP : Makron Books, 1994.
TAYABJI, S.D. & THOMPSON, M.R. Track Support Systems Parameter Study – Ballast
and Foundation Materials Research Program. Monograph. University of Illinois.
Urbana-Champaign, 1976, 71p.
TRINDADE, E.J. Análise sobre a utilização de Dormentes de Concreto como solução
alternativa para a Via Permanente na MRS Logística S. A. 2012. 75p. Programa de
Especialização. (Curso de Especialização em Engenharia de Transporte Ferroviário de Carga) – Departamento de Ciência e Tecnologia, Instituto Militar de Engenharia, Rio de Janeiro, 2002.
TRÜB, G. RailPictures.net. 2017. Disponível em
http://www.railpictures.net/images/d1/9/9/9/5999.1214209718.jpg.
U.S. ARMY CORPS OF ENGINEERS. Railroad Design And Rehabilitation. Engineering
and Construction Division, 2000.
VALE (Brasil). Manual Técnico da Via Permanente, 363p. 2009
VIDON JUNIOR, W. Via Permanente. Notas de Aula da disciplina do Curso de
VIDON JUNIOR, W. & RODRIGUES, C. Dormentes de plástico reciclável – Uma solução viável para dormente. 1º Encontro Nacional de Tecnologia Metroferroviária. São Paulo. 2011. (artigo)
WATANABE, J.S. Estudo de via férrea lastreada sobre placa de concreto de cimento
portland. Dissertação de Mestrado apresentada à Faculdade de Engenharia Civil,
Arquitetura e Urbanismo da Universidade de Campinas. Campinas, 2013.
WIKIPEDIA, 2017. Disponível em: https://howlingpixel.com/wiki/Railroad_switch
10. ANEXOS
Anexo 1:
KERETCH, E.M. & DE PAIVA, C.E.L. Rail Accidents Caused by Switches and Frogs. Proceedings of the Third International Conference on Railway Technology Research, Development and Maintenance. J. Pombo (Ed), Civil-Comp Press, Stirlingshire, Scotland, paper 120, 2016.
Anexo 2:
KERETCH, E.M. & DE PAIVA, C.E.L. Rail Accidents Caused by Failure on the Permanent Way, Journal of Traffic and Logistics Engineering, Vol. 4, No. 1, pp. 61-66, June 2016. doi: 10.18178/jtle.4.1.61-66.
ANEXO 1
Abstract
This paper specifies the main types of track switching devices (AMV) used in Brazil and the risk of railway accidents in this equipment. It enables a train to do the crossing or allow the passage of another, in the same direction or in the opposite direction in case of a railway composed of simple way. This AMV element also has several characteristics in a constructive way that determines their form of installation, maintenance and the limiting speed of the composition to transpose this region and it is high risk of accidents due to lack of maintenance or premature wear. The gate marks the beginning of the shift, and determines whether or not the composition will be diverted. Currently the two devices used in Brazil are: (1) the AMV- A produced by the rules of the AREMA and (2) the AMV-U, produced by standards of the UIC. Both are used and recognized by the Brazilian Association of Technical Standards (ABNT). The basic difference between the AMV-A and the AMV-U is the description of the geometric layout as the AMV-A rolling stock that suffers a change of direction in two places and always intersecting with respect to the initial direction of the AMV since the AMV-U direction only suffers a change and so follows with the initial radius until the end of the AMV. Based on these two main types of AMV, the paper discusses the constructive characteristics and the wear of the equipment and thus ensures the train moves safely and comfortably for the users.
Keywords: railway accident, fastening, track switching devices, switch and frog.
1 Introduction
Invest in the growth of Brazilian railways is not enough for increasing the amount of shipped consumer goods. In Brazil, most of the existing railways for cargo transportation or in the phase of the project are simple ways. It is necessary, therefore, that the improvement of the operation achieved is by reducing the road accident, which the repair demands many hours of inactivity [1]. Accidents occur by failure in inefficient maintenance procedures, preventive or corrective
of the traction systems, communication, licensing and infrastructure of the permanent way being the latter, the leading cause of train accidents in Brazil in the 2006-2013 period [2]. These occurrences cause the railroad switching times and, consequently, decrease the reliability and efficiency of the rail.
Firstly to define maintenance processes is necessary to observe the superstructure way conditions, taking into consideration that some railways are in poor conditions of use, and therefore, is not only necessary to apply preventive maintenance processes, but also corrective maintenance procedures. The precariousness is due to the large circulation period without the use of preventive maintenance procedures, which deteriorated the way to high levels. Maintenance processes used by the Brazilian railways are largely a legacy of the as Heritage of Federal Railways Company Anonymous (Rede Ferroviária Federal Sociedade Anônima – RFFSA). Some railroads have adopted the standard of maintenance using the Retains Cyclic Program (Conserva Cíclica Programada – CCP) which used a group of informations about the railroad to maintain maintenance and with this procedure was possible to define the processe in Total Review - RT or Out of Total review - FRT. Thus, from the indicators measured by maintenance crews and those relating to cargo, it is possible to determinate if you apply a RT or FRT in the railways area that needs the maintenance [3].
In recent years, as a result of technological advances and computerization of processes, maintenance of railway superstructure has become more dynamic, leaving the systems safer for the movement of trains. Nowadays the systems are capable of analyzing items of importance, ballast aggregate gradation, levelling, lining track, inside the analysis of rails ingots among other failure possibilities to maintain circulation with quality and safety with respect to railway superstructure.
As defined by the Brazilian Association of Technical Standards (Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT), maintenance of railways is divided into preventive and corrective maintenance [4]. The definition of preventive maintenance includes: a) inspections elements of the permanent way; b) Adjustments and keep the elements; and c) Elimination of minor defects. The corrective maintenance is defined only as repair of specific faults when occurs vandalism or small events such as exchange of rail due to the unexpected drop, gauge aperture to any occurrence of simple derailment etc. The United Nations - UN has a different view from that adopted in Brazil by ABNT, it divides maintenance in two levels: A) Planned Maintenance, which includes the preventive and corrective maintenance; B) Do not planned, which includes the maintenance when occurs a specific of damage, out of the planning of maintenance and causing disruption in train circulation [5].
Railway accident will make a loss for the railway transport operator, and it usually occurs by failure or lack of maintenance of some segment of the company, it can be the rolling stock, permanent way, signaling systems or licensing. In addition, the maintenance crews say that "The accident is the most expensive training that exists”.
The railway superstructure is made up of several layers, and among them, the tracks are,