geotecnia y suelos

8/18/2019 geotecnia y suelos

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CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM TRANSPORTE FERROVIÁRIO DE CARGAS

INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA

ACADEMIA MRS

ALEXANDRE DA SILVA LEONARDO

Uma Contribuição para a Melhoria do Processo de Análise dos Dados Coletados naInspeção da Via da MRS

Rio de Janeiro

2006


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A CONTRIBUIÇÃO PARA A MELHORIA DO PROCESSO DE ANÁLISE DOS

DADOS COLETADOS NA INSPEÇÃO DE VIA DA MRS

Monografia apresentada no curso de Especialização em Transporte

Ferroviário de Cargas

Nome do autor: Alexandre da Silva Leonardo

Orientador: Prof. Carlos Alceu Rodrigues


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AGRADECIMENTOS

Agradeço à minha ex-esposa Alessandra, as minhas filhas Bárbara e Beatriz, pela

compreensão, paciência durante os estudos e elaboração de todo o trabalho a

seguir apresentado e compreensão pelo tempo subtraído do convívio familiar, a

MRS Logística S.A pela oportunidade, ao meu gerente Fernando César de Moura e

Silva,meu tutor Walter Vidon Júnior e meu orientador Carlos Alceu Rodrigues, pelo

apoio e encorajamento contínuos na pesquisa, aos demais Mestres da casa, pelos

conhecimentos transmitidos, pelo apoio institucional e pelas facilidades oferecidas e

também aos amigos Guido e Oswaldo pelo encorajamento e incentivo para a

execução desse trabalho. Aos professores Luiz Francisco Muniz da Silva e Jorge

Goudene Spada, pelo tempo dependido no auxílio e orientação desse trabalho.


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De uma maneira geral, os brinquedos documentam como o adulto se coloca

com relação ao mundo da criança”.

Walter Benjamin

SUMÁRIO


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Lista de figuras Pág.: 6

Definições Pág.: 9

1. Introdução Pág.: 12

2. O Processo de coleta de dados da MRS Pág.: 15

3. O Processo de análise dos dados Geométricos da Via Pág.: 30

4. Críticas ao processo de análise da MRS Pág.: 35

5. O programa Vampire Pág.: 41

6. Modelo Proposto Pág.: 46

7. Conclusões Pág.: 50

8. Referências Bibliográficas Pág.: 53

9. Anexos Pág.: 54


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Lista de Figuras

Figura 01 TrackSTAR – Veículo de Avaliação de Via - MRS Pág.: 17

Figura 02 Medição de Bitola Pág.: 18

Figura 03 Medição da Wide Gage Pág.: 19

Figura 04 Defeito de Variação de Bitola – Gage Change Pág.: 19

Figura 05 Forças Aplicadas pelo Eixo Aplicador de Cargas Pág.: 20

Figura 06 Câmeras e Lasers Medindo o Deslocamento Lateral dosTrilhos

Pág.: 21

Figura 07 Eixo Aplicador de Cargas na Posição de Viagem Pág.: 21

Figura 08 Defeito de Nivelamento Longitudinal Pág.: 22

Figura 09 Parâmetros de Geometria de Linha Pág.: 23

Figura 10 Defeito de Alinhamento Pág.: 24

Figura 11 Demonstração do Empeno Pág.: 25

Figura 12 Gráfico de Insp. Geométrica de Linha Emitido pelo

TrackSTAR

Pág.: 26

Figura 13 Medição de Bitola e Desgaste de Trilhos Pág.: 28

Figura 14 Gráfico de Desgaste de Trilhos Pág.: 29

Figura 15 Tabela de Limites de Segurança da MRS Pág.: 31

Figura 16 Relatório de Exceções Emitido pelo TrackSTAR Pág.: 32


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Figura 17 Relatório de Prospecção de Dormentes Gerado com Dados

Coletados pelo TrackSTAR

Pág.: 33

Figura 18 Gráfico de Desgaste de Trilhos Gerado pelo TrackSTAR Pág.: 34

Figura 19 Gráfico de Insp.Geométrica de Linha Emitido pelo

TrackSTAR no Demetro/BH

Pág.: 36

Figura 20 Rock & Roll Crosslevel ou Balanço de Via Pág.: 37

Figura 21 Efeito Dinâmico de Desnivelamento Longitudinal Pág.: 38

Figura 22 Efeito Dinâmico de Desnivelamento Transversal Pág.: 38

Figura 23 Gráfico emitido pelo TrackSTAR no local do descarrilamento Pág.: 40

Figura 24 Gráfico do Vampire com Dados Colhidos na Linha São Paulo Pág.: 42

Figura 25 Gráfico do Vampire com Dados Colhidos na Linha São Paulo Pág.: 43

Figura 26 Gráfico do Vampire Mostrando o Momento do

Descarrilamento

Pág.: 43

Figura 27 Gráfico do Vampire Mostrando o Momento do

Descarrilamento

Pág.: 44

Figura 28 Gráfico para Análise pelo Ponto de Vista da FRA Pág.: 46

Figura 29 Gráfico Demonstrativo dos Limites da FRA Pág.: 47

Figura 30 Gráfico Emitido pelo Transport Canadá Pág.: 48

Figura 31 Forças Atuantes nos Rodeiros Pág.: 61


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Figura 32 Gráfico de Alívio de Forças nos Rodeiros Pág.: 65

Figura 33 Inspeção do TrackSTAR Antes do Acidente no túnel 20 Pág.: 71

Figura 34 Inspeção do TrackSTAR Após o Acidente no túnel 20 Pág.: 72

Figura 35 Croquis da Situação dos Vagões Descarrilados no Interior do

Túnel 20

Pág.: 76


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Definições

Federal Railroad Administration (FRA) – Criada pelo Departamento de

Transporte do Governo dos EUA, com o propósito de promulgar e implantar os

regulamentos de segurança das ferrovias, programas de assistência administrativa

para as ferrovias, conduzir recursos e desenvolvimento sustentado de melhorias de

segurança e política nacional de transporte ferroviário; prove a reabilitação do

corredor nordeste de serviços ferroviários de passageiros. Hoje a FRA é uma das

dez agências dentro do Departamento de Transporte do governo dos Estados

Unidos, concernido com o transporte intermodal.

Association of American Railroad (AAR) – A AAR tem como membros as

maiores ferrovias de carga dos Estados Unidos, Canadá e México, assim como a

Amtrak. Baseada em Washington, DC, a AAR é voltada para manter as ferrovias da

América do Norte seguras, rápidas, eficientes, saneadas e tecnologicamente

avançadas.

Transportation Technology Center, Inc (TTCI) – Subsidiário da AAR, o TTCI é

uma organização de referência mundial em recursos de transportes e uma

organização para testes, provendo soluções para a indústria ferroviária na América

do Norte e no mundo. Com escritório central perto de Puelo, Colorado, o TTCI

possui um laboratório com altíssima tecnologia para desenvolvimento e vias para

vários tipos de experimentos.

Transport Canada (TC) – Órgão do governo do Canadá, responsável por

desenvolver e administrar políticas, regulações e serviços para um melhor sistema

de transporte para o Canadá e os canadenses. Que seja seguro, eficiente,confortável, integrado e com ambiente amigável.


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Track Safety Standards (TSS) – Conjunto de regras que todas as ferrovias

americanas devem seguir. Nele estão definidos os parâmetros de geometria de via

e seus limites, itens de superestrutura de via, modelos de inspeções e as

penalidades que as ferrovias podem sofrer caso não cumpram as normas descritas

no TSS.

Velocidade Máxima Aurtorizada (VMA) – Velocidade máxima permitida para um

determinado trecho da via, definida pelas suas condições, do material rodante e

segurança operacional.


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RESUMO

A presente Monografia procura apresentar uma nova abordagem para análise e

avaliação das condições de defeitos de geometria da linha. Tradicionalmente esses

defeitos são analisados individualmente, comparando os valores medidos com os

valores de tolerâncias predefinidos. A ação isolada de cada um desses defeitos sãoseparadamente avaliadas e definidas pelas principais instituições internacionais, tais

com: “Federal Railway Administration (FRA), “Transport Canada” (TC),

“Transportation Technology Center, Inc” (TTCI), “American Railway Engineering and

Maintenance of Way Association” (AREMA) e “Association of American Railroads”

(AAR). A FRA, utiliza os valores contidos nas normas do “Track Safety Standards

Part 213” ( TSS-Padrões de Segurança da Via Parte 213), que determinam os

valores aceitáveis para os parâmetros de geometria de Via utilizando0 valores

limites pré-definidos que são comparados com os coletados na Via pelos veículos

avaliadores. Após alguns descarrilamentos ocorridos na MRS Logística S.A ( 6 na

Linha de São Paulo e 2 na Ferrovia do Aço), causando prejuízos acima de R$ 30

milhões, verificou-se que essa abordagem é muito simplificada para prevenir

acidentes ocasionados pela interação Veículo x Via, tais como os anteriormente

mencionados. A MRS utiliza o padrão da FRA, que tem se mostrado pouco eficaz

na prevenção de acidentes. O trabalho propõe uma nova forma de avaliar esses

defeitos com base na análise de sucessivas variações do parâmetro nivelamento

longitudinal e seus efeitos nos movimentos oscilatórios dos vagões.


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1 – Introdução

A maior parte das ferrovias brasileiras, por sua idade, possui características

técnicas que se refletem negativamente na operação, revelando urgência por

modernização. Os recursos disponíveis, porém, não são suficientes para um

programa completo nesse sentido e, portanto, devem ser canalizados para

alternativas mais viáveis, que permitam melhorar o desempenho operacional, dentro

das restrições existentes. A eficiência do modal ferroviário está intrinsecamenteligada ao estado de manutenção da via permanente.

O problema de conseguir uma via permanente tão satisfatória quanto possível

domina as preocupações dos engenheiros ferroviários do mundo inteiro. Este

problema é um dos mais complexos que se apresentam cotidianamente nas

estradas de ferro, quer elas sejam de carga ou urbana de transporte de

passageiros. Tudo que possa contribuir para minimizá-lo representa, na prática, por

menor que seja, uma economia de milhares de reais.

O desenvolvimento tecnológico impulsiona a produção de locomotivas e trens

unidades cada vez mais potentes, pesados e velozes, quebrando-se sucessivos

recordes de velocidade, quantidade de vagões rebocados e toneladas tracionadas

por trem. A utilização dessas possibilidades é condicionada à qualidade das vias

existentes, que, se não forem adequadas, podem impedir às empresas ferroviárias

de aproveitá-las ao máximo. O problema moderno das estradas de ferro é,

sobretudo, um problema de manutenção da via permanente em padrões de

qualidade e custo compatíveis com os resultados operacionais esperados.

Garantir a segurança do tráfego, reduzir as avarias no material rodante e na

própria via, aumentar a velocidade comercial e a capacidade de produção e reduzir


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ao mínimo o custo da conservação da via permanente são problemas do cotidiano

dos engenheiros ferroviários brasileiros.

Uma vez implantada, uma ferrovia começa a se degradar pelo uso e pela ação do

meio ambiente. Esta degradação se fará sentir nos materiais e serviços que

compõem a superestrutura ferroviária tão mais acelerada quanto maior for sua

utilização e mais agressivo for o meio ambiente.

Este fato irá causar um crescimento em desigualdade na superestrutura da via e

o aumento nas cargas dinâmicas por ela suportada no ponto em que a geometria se

degrada. A qualidade geométrica da Via deve ser definida em relação ao tipo de

tráfego e das composições que por ela circulam. Esse grau de desigualdade no

plano vertical (transversal e longitudinal ) irá variar ao longo da via dependendo

principalmente do comportamento diferencial da infra-estrutura motivada pelas

forças dinâmicas das rodas.

A qualidade da geometria da superestrutura ferroviária é um fator importante na

determinação da velocidade e condições de segurança da circulação dos veículos

ferroviários. A qualidade da manutenção da geometria da via influencia

sobremaneira a capacidade de produção ferroviária.

Tradicionalmente, na MRS, a manutenção de via permanente ferroviária é

executada preventivamente, de modo sistemático e dentro de critérios predefinidos.

A aquisição do carro registrador de parâmetros da via permanente TrackSTAR

propiciou uma evolução das técnicas convencionais de conservação da

superestrutura, porém sua utilização mais generalizada está ligada a manutenção

corretiva e ao conceito de controle do estado da geometria da linha.

Ele analisa a qualidade da geometria da via a partir da medição de diversos

parâmetros os quais são considerados defeitos quando sua amplitude ultrapassa os

limites de segurança predefinidos.


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As variações das amplitudes desses parâmetros provocam movimentos

oscilatórios nos veículos ferroviários que podem, dependendo de sua intensidade,

provocar seu descarrilamento. Quanto maior a amplitude maior será a intensidade

com que o veículo será excitado e é com base neste princípio que são

estabelecidas as tolerâncias de segurança dos diversos parâmetros.

Como veremos no decorrer deste trabalho, algumas parâmetros cujas amplitudes

não excedem os limites de segurança e por isso não são identificados como defeitos

pelo TrackSTAR, podem gerar, em função do número de vezes com que se repetem

(freqüência), um efeito harmônico onde as intensidade (amplitude) das excitações

provocadas nos veículos por cada um somam-se. Esse tipo de irregularidade dageometria da via pode provocar o descarrilamento do veículo.

O objetivo desse trabalho é propor um método para identificação dessas

irregularidades da via de forma simultânea ao seu registro efetuado pelo veículo

TrackSTAR, relacionando-as, junto com os demais defeitos encontrados, em um

relatório de exceção para que as equipes de manutenção possam melhorar sua

atuação preventiva e tornando o processo de análise da geometria da via mais

eficiente.


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2 – O Processo de Coleta de Dados da MRS

Para efeito de análise, a linha da MRS é sub-dividida em 3 (três) trechos em

função de sua idade e de suas características geométricas a saber:

• Linha do Centro: linha centenária com curvas de raios apertados e fortes

rampas;

• Linha São Paulo: linha também centenária, mas com rampas e curvas

suaves;

• Ferrovia do Aço: com pouco mais de uma década em operação é uma linha

moderna com rampas suaves e curvas com raios superiores a 1.000 m, com

muitos túneis e viadutos.

Esses trechos, por sua vez são subdivididos em núcleos de via permanente de

aproximadamente 100 km de extensão.

Neles são executas inspeções trimestrais com veículo de avaliação de via

TreckSTAR que utiliza o método da Federal Railroad Administration (FRA) paraavaliar os parâmetros geométricos medidos.

2 .1 – O Equipamento Utilizado

O veículo de avaliação de via - TrackSTAR é um equipamento rodoferroviário,

que pode circular sob os trilhos ou sob os pavimentos das estradas. Desenvolvido

no início da década de 90, nos EUA, pela Holland Company (Holland) em conjunto

com a Burlington Northen Santa Fé (BNSF) é homologado pela FRA e seu processo

tem certificação ISO 17026.


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Ele é um veículo auto-propulsor montado sob a plataforma de um caminhão

volvo, modelo VHD64b, de três eixos e de fabricação americana, equipado com um

sistema Hi-Rail (rodo-ferroviário). Ele faz uma avaliação das condições da via

permanente com a aquisição simultânea de dados sobre a geometria da linha, a

medida de bitola dinâmica com carga lateral (avaliação da fixação de dormentes) e

o desgaste dos trilhos. Foi desenvolvido com o intuito de suprir a necessidade de

avaliação da via pela BNSF que dependia dos carros de inspeção da FRA e da AAR

para realizar esse serviço.

Dotado de um sistema inercial, que registra toda a geometria da via e suas

imperfeições, gerando relatórios para as equipes de manutenção e de um conjuntode câmeras e lasers, que fazem à medição da bitola da via e a coleta dos dados de

desgaste de trilhos.

O TrackSTAR, possui um eixo central que aplica forças na Vertical e Horizontal,

para medir a resistência da Via. Essa medição resulta em um parâmetro muito

importante para as ferrovias, chamado de Gage Restraint Measurement System -

GRMS (Sistema de medição da resistência da Bitola). Muito utilizado para detectar

problemas no conjunto Dormentes x Fixação.

Existem hoje 10 equipamentos em funcionamento nos EUA, 1 no Canadá e 1 no

México, além do da MRS, no Brasil. Os órgãos regulamentadores americanos

possuem seus próprios equipamentos de inspeção de via que são utilizados para

inspeção, porém são apenas ferroviários.


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Figura 01: TrackSTAR – Veículo de Avaliação de Via

Fonte: MRS Logística S.A

2.2 – Parâmetros de Geometria de Linha

O veículo registrador de via TrackStar mede ou calcula os seguintes parâmetros

referentes:

1 - à Bitola, que é a distância entre os trilhos direito e esquerdo medida a 16mm

abaixo do topo do boleto do trilho.


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Figura 02: Medição de Bitola

Fonte: CP Rail- Guidelines for Track Defects & Reports• GRMS UTG: medida da bitola não carregada registrada pelo Rail Profile a frente

do veículo;

• GRMS LTG: medida da bitola sob carga de 6.800 Kg para baixo e 4.500 Kg entreos trilhos registrada pelo Split Axle;

• GRMS DGAG: diferença entre o valor da bitola medida com carga e sem carga(UTG-LTG);

• GRMS GWR: estimativa da diferença entre o valor da bitola medida com e semcarga caso fosse aplicada uma força lateral de 7.312 kg entre os trilhos

• GRMS PLG: estimativa da bitola carregada caso fossem aplicadas uma força

vertical de 15.081 kg e lateral 10.968 kg entre os trilhos.• WIDE GAGE : a bitola correspondente a distância entre os trilhos direito e

esquerdo medida a 16mm do topo do trilho. Defeito de Wide Gage é medidosobre o ponto máximo de abertura da bitola, incluindo o desgaste de trilhos.

• TIGHT GAGE - Igual a Wide Gage porém o resultado é negativo (fechamento debitola, inclui o escoamento do trilho).


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Figura 03: Medição da Wide Gage

Fonte: CP Rail- Guidelines for Track Defects & Reports

• GAGE GHANGE - variação rápida de bitola numa base de aproximadamente de20 metros.

Figura 04: Defeito de variação de bitola – Gage Ghange



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Para se analisar a resistência da via é necessário observar a forma dinâmica de

como o TrackSTAR aplica cargas verticais e horizontais na via, produzindo, a todo

instante, um esforço dinâmico que possui L/V entre 0.6 e 0.7, simulando (ensaio não

destrutivo) as cargas que a via necessita resistir.

O GRMS é um dado muito importante para a ferrovia. Hoje no Brasil somente a

MRS utiliza esse dado. Ele é muito útil para a detecção de problemas no conjunto

Dormente x Fixação, permitindo detectar placas quebradas, grampos com grande

deformação plástica, ou no caso de fixação rígida, tirefonds quebrados ou

laqueados. Esse dado também é muito útil na prospecção de dormentes.

Esse dado é obtido através de um eixo que aplica forças na Vertical e Horizontal,

medindo o deslocamento horizontal do trilho através de um conjunto de câmera e

laser. Esse deslocamento é medido e comparado com a bitola da linha naquele

ponto sem as forças, daí se tem o quanto o trilho se deslocou lateralmente.

Figura 05: Forças Aplicadas pelo Eixo Aplicador de Cargas

Fonte: MRS Logística S. A


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Figura 06: Câmeras e Lasers medindo o deslocamento lateral dos Trilhos


Figura 07: Eixo Aplicador de Cargas na posição de Viagem



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2 - ao Nivelamento Longitudinal, que é a distância vertical que um ponto qualquer,

situado sobre a superfície de rolamento de um trilho, tem de uma reta formada, por

outros dois pontos, sendo um antecedente e outro, subseqüente a ele, conforme

mostrado na figura 8. Medido em ambos os trilhos, direito e esquerdo, dá-se o nome

de base de medição do nivelamento à distância entre os dois pontos que definem a

reta.

Figura 08: Defeito de Nivelamento Longitudinal


• SLUFR 3: superfície do trilho esquerdo medida numa corda de 11 pés (3,35m);

• LSURF 20 (FRA): superfície trilho esquerdo medida numa corda de 62 pés

(18,90m);• RSURF 3: superfície trilho direito medida numa corda de 11 pés (3,35m);

• RSURF 20: (FRA); superfície trilho direito medida numa corda de 62 pés(18,90m);

• DIP (DEPTH - Profundidade) - Quando ambos os trilhos sobem ou descem juntos em um mesmo local sob ação de carga (dormentes laqueados).

3 - ao Nivelamento Transversal, que é a distância vertical que um ponto qualquer

sobre a superfície de rolamento de um trilho tem em relação a outro ponto

perpendicular a ele e situado na superfície de rolamento do outro trilho.


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Figura 09: Parâmetros de Geometria de Linha

Fonte: Investigação de Causas e Prevenção de Descarilamentos – Walter VidonJúnior

• JOINT (juntas): Defeito que se apresenta em vias com juntas alternadas;

• XLEVEL - Desnível entre trilhos em um ponto em segmento tangente;

• SUPER XLV - Desnível excessivo entre trilhos em um ponto de trecho em curva(superelevação), no pior ponto;

• REVERSE X – Ponto onde o trilho direito está baixo numa curva para esquerdaou o trilho esquerdo está baixo numa curva para direita;

• OVER ELEV (Overelevation) - é quando existe um excesso de superelevação,calculado em função do grau e velocidade permitida na curva. Estas áreas da viasão notadas no gráfico (strip chart) e no Relatório de curva, onde o desequilíbrioirá aparecer;

• UNB XLV - Defeito causado por baixa superelevação.

• UNBALANCE - defeito encontrado na composição de curva, velocidade eelevação (superelevação insuficiente).


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4 - ao Alinhamento, que é a distância horizontal que um ponto qualquer, situado na

lateral do boleto de um trilho, tem de uma reta formada por outros dois pontos,

sendo um subseqüente e outro, antecedente, conforme apresentado na figura 10.

Medido em ambos os trilhos, direito e esquerdo, dá-se o nome de base de medição

do alinhamento à distância entre os dois pontos extremos.

Figura 10: Defeito de Alinhamento


• UNB ALN (Alignment swing) - defeito causado pela alternância de alinhamento;

• ALIGN 20 - mede o alinhamento direito e esquerdo para uma corda de 20

metros.

5 – ao Empeno, que é uma ocorrência na linha extremamente importante sob o

aspecto da segurança. Considerando quatro pontos sobre a superfície de rolamento

dos trilhos, dois em cada trilho, formando um retângulo, define-se como empeno a

distância vertical de um dos pontos ao plano formado pelos outros. O empeno deve,

evidentemente, ser medido sob carga; ele tem sentido quando relacionado com sua

base de medida. Esta base corresponde também à base utilizada para as

tolerâncias a serem usadas. Dá-se o nome de base de medição à distância entre os

dois pontos situados em um mesmo trilho.


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Ele pode também ser definido como a diferença de nivelamento transversal

entre dois pontos, numa tangente ou dentro de uma curva circular. O Empeno é um

defeito natural, que ocorre dentro da espiral da curva por perda aleatória do

Nivelamento Transversal.

Figura 11: Demonstração do empeno

Fonte: Investigação de Causas e Prevenção de Descarilamentos – Walter VidonJúnior

• TWIST - Diferença entre duas superelevações medida numa base de 10 metros.Corresponde ao pior valor verificado nos ponto situados ao final da base tendocomo referência os pontos iniciais situados 10 metros atrás;

• WARP 10 - Diferença entre duas superelevações medida numa base de 10metros. Corresponde ao pior valor verificado nos ponto situados no início dabase tendo como referência os pontos finais situados 10 metros a diante.


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• WARP 20;XX - Diferença entre duas superelevações medida numa base de 20metros. Corresponde ao pior valor verificado nos ponto situados no final da base

tendo como referência pontos anteriores situados a XX metros do início da basede medição.

TANK CAR - resultado da combinação de warp e align. este defeito serve para

indicar as condições gerais da via.

Durante as inspeções, o TrackSTAR registra em arquivo próprio os valores dos

parâmetros medidos emitindo, on-line, em forma de gráfico o resultado dessas

medições, permitindo uma visão geral da via inspecionada. Emite também, um

relatório de exceção onde são registrados todos os valores dos parâmetros que

ultrapassam as tolerâncias predefinidas.

Figura 12: Gráfico de Inspeção geométrica de linha emitido pelo TrackSTARFonte: MRS Logística S.A


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2.3 – Desgaste de Trilhos

O desgaste dos trilhos é medido por um conjunto de câmeras e laser. O facho delaser emitido incide sobre o trilho e é coletado pela câmera que envia a imagem

para uma placa processadora instalada no computador. Ao todo são utilizados 4

conjuntos para a medição do desgaste dos trilhos.

Essa medição de dados é feita a cada 30 cm, sendo armazenados os dados a

cada 5 mts. Essa medida pode ser visualizada durante a inspeção, em um monitor

instalado dentro do TrackSTAR, e pode ser manipulada através de programas

específicos, que permitem a visualização dos trilhos de todo o trecho inspecionado

sem a necessidade de ser feita uma nova inspeção na Via.

Os principais parâmetros medidos referentes aos trilhos da Via, são:

• Desgaste Vertical;

• Desgaste Horizontal;

• Distância do Centro do Trilho ao Ponto de Bitola;

• Ângulo de Desgaste no Ponto de Bitola;

• Rebarba no Ponto de Bitola;

• Área do Boleto;

• Perda de Área do Boleto.

Esses dados são utilizados para a prospecção de trilhos e tem uma precisão de

décimos de milímetros e podem, ainda, ser exportados como arquivos de extensão

xls, o que permite uma melhor manipulação, permitindo o uso de filtros e outras

funções do programa Excel.


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Figura 13: Medição de Bitola e Desgaste de Trilhos

Fonte: LPGMS Equipment Operation Manual Tube 2-10


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Figura 14: Gráfico de Desgaste de TrilhosFonte: MRS Logística S.A


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3 – O Processo de Análise dos Dados Geométricos da Via

A análise do estado das condições da geometria da via consiste em comparar os

parâmetros medidos com valores de tolerâncias pré-estabelecidas. O

estabelecimento dessas tolerâncias retrata situações limites definidas em valores

máximos atingíveis de cada parâmetro no nível considerado.

No caso específico da MRS são utilizados dois tipos de limites, um de segurança,

que aponta as correções que devem ser executadas imediatamente, e outro de

manutenção, que aponta as correções que podem ser executadas de forma

programada.

De modo geral, os dados coletados são analisados somente sob a ótica da

segurança apontando a necessidade de manutenção corretiva do trecho porém,

alguns núcleos de via, por conta própria, já utilizam os limites de manutenção para

analisar esses dados e assim gerar sua programação de serviços de manutenção

preventiva.

A MRS adota os valores propostos pela FRA para definir seus limites de

segurança. Essa decisão fundamenta-se no fato do veículo TrackSTAR ter sido

desenvolvido para medir os parâmetros geométricos da via segundo as

recomendações propostas pela FRA, além da via permanente da MRS possuir

características semelhantes as das ferrovias americana.


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Figura 15: Tabela de Limites de Segurança da MRS


Assim, simultaneamente ao processo de registro da via o programa de análise do

TrackSTAR identifica os pontos da via onde os valores dos parâmetros medidos

ultrapassam os limites de segurança gerando um relatório onde relaciona esses

pontos em exceção. Alem desse relatório e para facilitar a localização desses

pontos para as equipes de manutenção, o TrackSTAR deixa uma marcação de cor

vermelha na via.

As exceções de segurança devem ser corrigidas imediatamente, pois, nestes

pontos, é alto o risco de descarrilamentos.

O gráfico da inspeção e o relatório de exceções são entregues ao Supervisor do

trecho ao final da inspeção para que ele possa tomar as medidas necessárias.


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Figura 16: Relatório de Exceções emitido pelo TrackSTAR


Alem desse relatório sobre o estado da geometria da via o TrackStar emite outros

relatórios indicando o estado dos dormentes e dos trilhos que por não serem objeto

de análise desse trabalho não serão abordados.

Todo o plano de manutenção corretiva da via da MRS, é baseado nos relatórios

emitidos pelo TrackSTAR.


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Figura 17: Relatório de Prospecção de Dormentes gerado com dados coletados peloTrackSTAR



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Figura 18: Gráfico de Desgaste de Trilhos gerado pelo TrackSTAR



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4 – Críticas ao Processo de Análise da MRS

O processo hoje em uso na MRS analisa, de forma independente, cada

parâmetro medido identificando aqueles cujos valores ultrapassam as tolerâncias

predefinidas. Não leva em consideração a atuação simultânea de mais de um

parâmetro na circulação dos veículos nem a influência da repetição sucessiva e

próxima de um mesmo parâmetro.

De fato existe uma interdependência entre esses parâmetros que não ocorrem

isoladamente como é o caso do nivelamento longitudinal, nivelamento transversal,

empeno e torção. A ocorrência de um deles provoca, necessariamente, a existência

dos demais. Outro fato importante e que nem sempre podemos eliminá-los

completamente como no caso das curvas circulares e espirais de transição onde

sua ocorrência se dá, de forma controlada, por imposição de projeto.

A figura 19 ilustra esse problema onde a inserção e retirada da superelevação

nos trechos de curva espiral de transição provocam variações nos parâmetros

empeno, nivelamento longitudinal e transversal.

Estudos avançados mostram que a ocorrência de variações bruscas e sucessivas

do nivelamento pode causar efeitos harmônicos nos movimentos dos veículos, em

particular no que se refere ao balaço transversal, e desta forma provocar seu

descarrilamento mesmo que eles tenham valores inferiores aos limites de

segurança.


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Figura 19: Gráfico de Inspeção geométrica de linha emitido pelo TrackSTARno Demetro/BH


Esses mesmos estudos mostram que um vagão “Short Gôndola”, utilizado no

Brasil, quando excitado tem freqüência natural da ordem de 3 - 6 Hz. Assim, ao

receber um “input” devido a uma variação brusca do nivelamento da via, o vagão

pode balançar até 6 vezes em um segundo. Também significa dizer que o sistema

de suspensão do vagão tem de estar apto a amortecer e eliminar esse movimento

em 1 segundo.


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A ocorrência de novas excitações, dentro do tempo de influência da primeira

excitação, pode gerar harmônicos fazendo com que os efeitos dos demais inputs

venham a se somar ao do primeiro podendo seu valor global ser maior que 5 vezes

o valor inicial, (Roney,1993 em Vidon,2004). Esse fenômeno também é conhecido

como “Rock & Roll Crosslevel” ou simplesmente “Balanço da Via”.

Além disto, deve ser considerado que a suspensão dos veículos podem não estar

funcionando corretamente, o que pode ampliar sobremaneira esse fenômeno

gerando riscos inaceitáveis para a operação

Essas irregularidades podem acarretar um efeito danoso para o conjunto veículo

x via, pois dependendo da intensidade e repetibilidade podem criar o alívio de rodas

ou variação na carga vertical estática e, conseqüentemente, provocar

descarrilamentos, sem que o grau de criticidade dessas irregularidade seja

detectado pelo atual programa de análise do veículo de avaliação da geometria da

Via da MRS.

Figura 20 : Rock & Roll Crosslevel ou Balanço da Via

Fonte: Causes, Analysis and Prevention of Empty Tank Car Derailmts, RailSciences Inc.


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Figura 21: Efeito Dinâmico do Desnivelamento Longitudinal

Fonte: Walter Vidon Júnior

Figura 22: Efeito Dinâmico do Desnivelamento Transversal

Fonte: Walter Vidon Júnior


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Esse problema não é identificado pelo método utilizado pela FRA e

conseqüentemente pela MRS, porém algumas ferrovias utilizam um método

específico para identificá-lo, ou seja, a partir de uma simulação da circulação de seu

vagão tipo, identificam as características mínimas de uma seqüência de variações

do nivelamento longitudinal a partir do qual os efeitos dos harmônicos gerados

podem acarretar riscos inaceitáveis para a operação ferroviária.

De posse dessas características (amplitude do parâmetro, quantidade de

ocorrência e distância entre elas), que definem o tipo de assinatura desses defeitos,

pode-se desenvolver uma sub-rotina a ser acrescentada ao programa de análise do

TreckSTAR e assim possibilitar a sua detecção e melhorar o processo de análise dageometria da via.

Esse tipo de defeito contribuiu para 2 sérios descarrilamentos ocorridos em

Fevereiro de 2004 na MRS , mais precisamente na Ferrovia do Aço, quando seu

tráfego ficou suspenso por quase um mês, causando sérios prejuízos para a

Empresa.

A Figura 24 , mostra o relatório emitido pelo TrackSTAR do trecho onde

ocorreram esses acidentes. Pode-se constatar que a amplitude dos parâmetros

nivelamento longitudinal e empeno estão abaixo dos valores definidos como limites

de segurança. Por esse motivo não foram identificados como defeitos e

conseqüentemente, não foram programadas manutenção corretiva para o trecho o

que motivou o acidente. Em anexo apresenta-se o relatório da Investigação da

Causa de um dos Descarrilamento.

Procedimento semelhante ao descrito anteriormente é utilizado pelo “Transport

Canada – TC” para análise dos dados coletados da geometria de via, identificando

seqüência de amplitudes do nivelamento longitudinal capazes de gerar harmônicose relacionando-as no relatório de exceção para que sejam corrigidas pelas turmas

de manutenção.


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Figura 23: Gráfico emitido pelo TrackSTAR no local do descarrilamento

Fonte: TrackSTAR – MRS Logística S.A


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5 – O Programa Vampire

Esse programa é comercializado pela AEA Technology Rail´s Dynamics, e é

utilizado por ferrovias em vários locais do mundo incluindo, Reino Unido, França,

Espanha, Itália, Alemanha, Austrália, Japão, Coréia, Hong Kong, América do Norte

e fabricantes de veículos, também utilizado para auxiliar na investigação de

descarrilamentos, como utilizado pela MRS.

O programa Vampire foi também utilizado pela MRS para determinação de

pontos problemáticos na linha de São Paulo, aonde haviam descarrilamentos quase

que quinzenalmente. Foi detectado que a via possuía uma série de irregularidades e

que somadas com problemas de um determinado tipo de vagão, causavam os

descarrilamentos.

O programa Vampire permite a criação de modelos virtuais de trens, ou usar os

modelos padrões de vagões e simular o tráfego deles em uma via real com seus

dados coletados ou uma via com traçado virtual previamente desenhado.

Esse trem virtual tem uma instrumentação virtual, que permite simular quase todo

aspecto do comportamento do veículo para se estudar em detalhe. Esse

comportamento pode também ser visto em uma animação da corrida teste. Nessa

animação se tem acesso ao comportamento do veículo e seu impacto na via sem a

necessidade de ser executada uma corrida com o veículo na via.

Isso permite o desenvolvimento de veículos, levantamento do layout da via, a

manutenção pode ser otimizada e os problemas de performance podem ser

investigados a baixo custo. Freqüentemente problemas potenciais são identificados

e resolvidos na fase de projeto.

Como desvantagem esse programa apresenta a restrição de só poder simular a

circulação de um único tipo de vagão por vez e não poder ser rodados


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simultaneamente ao registro da linha. Estes fatos dificultam sua aplicação de forma

rotineira pela manutenção, pois dependem de registro prévio da linha além da

necessidade de simular todos os tipos de vagões que circulam no trecho para

identificar os pontos onde deverão ser programadas as intervenções de

manutenção.

A seguir são mostrados alguns gráficos de uma simulação executada pela MRS,

na linha São Paulo, utilizando o software Vampire da AEA, sendo detectados várias

anomalias na Via e verificado que um modelo de vagão ao trafegar nessa linha

descarrilava, devido à soma das anomalias da Via e as anomalias nele presentes.

A geometria da linha é um fator limitador de velocidade operacional, pois não

adianta se ter uma geometria perfeita, grandes tangentes, curva de raios longos, se

existe uma grande quantidade de defeitos de alinhamento e nivelamento na Via. É o

caso da linha São Paulo (Saudade /RJ x Itaquaquecetuba /SP), aonde a

superestrutura é deficiente e é necessário que se faça intervenções periódicas para

a manutenção da linha.

Figura 24: Gráfico do Vampire Com Dados Colhidos na Linha São Paulo

Fonte: Real Time Vampire Derailment Risk Indicator – MRS Logística


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Figura 25: Gráfico do Vampire Com Dados Colhidos na Linha São Paulo


Figura 26: Gráfico do Vampire Mostrando o Momento do Descarrilamento



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Figura 27: Gráfico do Vampire Mostrando o Momento do Descarrilamento


Os defeitos de geometria da linha são os que alteram ou destroem um dos quatro

parâmetros geométricos da linha. Eles podem ser agrupados em duas principais

famílias e se deterioram isolados ou simultaneamente, alterando a relação L/V e

provocando momentos de descarrilamentos.

1ª Família – Defeitos que alteram a força lateral ( L ) : Defeitos de alinhamento,

curvatura e bitola;

2ª Família – Defeitos que alteram a força vertical ( V ) : Defeitos de nivelamento

longitudinal, superelevação, empeno/Torção


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A qualidade da linha é um fator decisivo na determinação da velocidade dos

veículos ferroviários. A MRS utiliza os parâmetros da FRA para a determinação dos

limites dos defeitos da linha. Existe um Procedimento Gerencial, dividindo a malha

em vários pontos, e segundo a geometria da Via, foi definida uma Velocidade

Máxima Autorizada (VMA), para cada ponto da malha. Com base na VMA de cada

ponto a MRS adequou aos limites da FRA, pois o TrackSTAR ( veículo de avaliação

de linha), é totalmente baseado no modelo da FRA.

Esses limites estão definidos no TSS e foi feita uma conversão do Sistema

Imperial (usado nos EUA) para o Sistema Métrico (usado no Brasil), sempre

utilizando o critério de segurança.


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6 – Modelo Proposto

A proposta desse trabalho é modificar o método de identificação das imperfeições

da via. Essa nova forma seria uma junção dos dois métodos acima apresentados,

ou seja, como cada método tem sua vantagem e desvantagem, o que se propõe é

que se junte as vantagens de cada uma dessas formas e criar um método que

possa definir a melhor forma de executar uma manutenção preventiva ou corretiva

da via.

O modo da FRA compara o valor medido da imperfeição da via com uma tabela

de valores definidos, já o modelo do TC mede a variação de valores dos efeitos

criados por essa imperfeição, esses dados juntos podem ajudar por demais na

manutenção da via.

Figura 28: Gráfico para análise pelo ponto de vista da FRA

Fonte: Curso de Via Permanente Ferroviária -FCA

Se utilizarmos o valor determinado pelo método da FRA junto com o determinado

pelo método do TC, teremos a medida real da imperfeição da via, mostrada pelo

comprimento da onda. A determinação dessa medida mostrará o quanto essas

imperfeições causam danos ao conjunto via x vagão e propiciam o aparecimento


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dos chamados efeitos harmônicos que são grandes causadores de sérios

descarrilamentos. A amplitude dessas ondas mostra o efeito sofrido pelos veículos

quando passam por sobre as imperfeições da via.

Ao analisarmos o gráfico da FRA, verifica-se que os desnivelamentos muito

próximos, apesar de isoladamente cada um gera pulsos de pequena intensidade, o

conjunto pode, por efeito harmônico, ter seus valores individuais somados gerando

pulsos de grande freqüência e com intensidade quase constante provocando

balanços e, consequentemente, o alívio de rodas. Porém como esses

desnivelamentos têm um tamanho pequeno, não ultrapassam os limites de

segurança estabelecidos e não são identificados como defeitos pelo programa doTrackSTAR e deste modo não são relacionados para serem objeto de correção no

plano de manutenção da Via.

Figura 29: Gráfico demonstrativo dos Limites da FRA

Fonte: TrackSTAR – MRS Logística S.A


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Observa-se no gráfico anterior uma quantidade excessiva de pequenos

desnivelamentos na via cujas amplitudes estão aquém dos limites definidos pela

FRA (47mm, os apontados no gráfico acima medem aproximadamente 15 a 20mm),

portanto são desconsiderados pelas equipes de manutenção. Porém, ao analisar

esses mesmos desnivelamentos pela definição de comprimento de onda,

provavelmente se verificará que seus efeitos geram riscos inaceitáveis de

descarrilamento e por isso devem ser relacionados como objeto de manutenção no

referido trecho analisado.

Por definição, no TC, quando se observa mais do que 3 eventos com amplitude

acima de 15 mm é necessária uma correção desse ponto ou o estabelecimento derestrição de velocidade no trecho onde foram detectados esses defeitos afim para

evitar descarrilamentos.

Figura 30: Gráfico emitido pelo Transport Canada

Fonte: CP Rail -Track Eval. Cars - Guidelines for Track Defects & Reports


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Para que tais ocorrências sejam identificadas como defeitos pelo programa de

análise do TrackSTAR é necessário definir corretamente a partir de que amplitude e

intervalo elas devem ser identificadas como defeito. Esses valores pode ser obtidos

com a utilização do programa Vampire utilizando-se como dados de entrada os

valores dos parâmetros geométricos medidos pelo TrackSTAR, as características

dos vagões que circulam no trecho e a velocidade de operação.

Definida a características do evento, será necessário o desenvolvimento de uma

sub-rotina para os programas que colhem e criticam os dados de Geometria de Via.

O que pode ser feito em conjunto com as empresas especialistas que já possuem

experiência nesse tipo de desenvolvimento.

Afim de se assegurar que os resultados esperados sejam alcançados, propõem

se que seu desenvolvimento tenha o acompanhamento de especialistas em análise

e desenvolvimento de sistemas, em análise de via permanente e de usuários final

desses programas.

A implementação dessa proposta de analise das imperfeições da via permanente,

levará a identificação mais adequada e precisa dos pontos que necessitam de

correção geométrica, inclusive daquelas pequenas imperfeições que o modelo da

FRA não identifica como defeito e que, por repetição, podem causar harmônicos

prejudiciais a circulação dos veículos.

Assim, todos os pontos que oferecem risco a circulação dos veículos serão

relacionados nos relatórios de exceção e irão compor os planos de manutenção da

via, aprimorando sua manutenção preventiva e corretiva, gerando ganhos de

qualidade a partir da detecção das pequenas imperfeições antes que elas ganhem

grandes proporções e possam causar gravíssimos acidentes como os que foram

mencionados.


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7 – Conclusão

Uma reflexão sobre o conteúdo do trabalho elaborado nos capítulos anterioresleva à elaboração de um conjunto de conclusões a seguir apresentadas:

• O programa de análise e identificação de defeitos geométricos da via do

veículo TrackSTAR não detecta pequena imperfeições, cujas amplitudes e

freqüência podem causar descarrilamentos. Embora medidas e apresentadas

graficamente não são identificadas como defeito por estarem abaixo dos limites de

tolerância aplicados;

• A ocorrência de acidentes em locais onde o veículo registrador TrackSTARnão identificou defeitos tem gerado alguns questionamentos do tipo; O veículo de

avaliação não inspecionou esse ponto?; Por que esse ponto não foi identificado?;

Por que não foi feita manutenção nesse local?; A calibração desse veículo está

OK?; e muitas outras mais, e sendo muito difíceis de serem respondidas;

• Embora, após as inspeções realizadas por esses veículos, as equipes de

planejamento da manutenção façam um pente fino nos relatórios emitidos para

poder detectar essas imperfeições e incluí-las no plano de manutenção, nem

sempre conseguem identificar todos os pontos. E esse processo trabalhoso e

dispendioso é executado de forma empírica por um especialista e traz consigo um

alto grau de subjetividade, pois depende única e exclusivamente da vivência

adquirida pelo técnico ao longo dos anos de trabalho;

• A analise dos dados utilizando o conceito de comprimento de onda,

apresenta um resultado mais preciso embora sua aplicação seja mais cara e

demorada pois não podem ser realizadas simultaneamente ao registro das linha e

são específicas para cada tipo de veículo;


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• A utilização do programa Vampire da AEA, que reproduz as condições da via

e simula os vagões circulando com todas as características físicas, para o universo

de vagões existentes na MRS permitirá a identificação das características de

amplitude e freqüência das variações do nivelamento a serem classificadas como

defeitos para o conjunto de veículos analisados;

• Essas informações possibilitarão desenvolver uma sub-rotina para o

programa de identificação e análise dos defeitos de geometria da via do veículo

TreckSTAR permitindo que esses defeitos sejam identificados e relacionados nos

relatórios de exceção simultaneamente ao registro da via;

• As equipes de manutenção ganharão mais credibilidade quando passarem a

executar serviços em todos esses pontos evitando desastres;

• A manutenção preventiva da Via terá um ganho significativo através de um

planejamento mais adequado que direcionará as equipe de trabalho mais

eficientemente, eliminando além dos pontos que ultrapassam as tolerâncias de

segurança, sucessão de pequenas imperfeições cuja ação poderão provocar

descarrilamentos;

• A implementação de utilização de tolerâncias de manutenção

simultaneamente ao procedimento proposto, possibilitará a utilização do veículo

TrackSTAR como um instrumento da manutenção preventiva da via possibilitando o

planejamento mais eficiente da correção das imperfeições da via antes que as

mesmas tomem proporções que possam comprometer a circulação dos trens e todo

o processo produtivo da companhia.

Finalmente, por tudo até aqui apresentado, conclui-se pela necessidade de se

implementar essa nova forma de analisar as imperfeições da via proposta, devendo

os dados coletados nas inspeções serem analisados simultaneamente a seu

registro permitindo identificar, além dos valores dos parâmetros geométricos que


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ultrapassam as tolerâncias predefinidas, aquelas situações onde a ocorrência

sucessiva de defeitos de nivelamento possam provocar, através de efeitos

harmônicos, movimentos oscilatórios nos veículos ferroviários com altas

probabilidade de descarrilamento e, desta forma, melhorar o atual processo de

analise da geometria da via da MRS.

Formatado: Inglês (EUA)


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8 – Referências Bibliográficas

CP Rail – Track Evaluation Guide for Track Defects & Reports,1996;

Holland – Track Awareness Workshop,2000;

TTCI - Effect of Track Twist on Vehicle Dynamic Performance, 1998;

University of Pretoria - Rail-Wheel Interaction and Metallurgy Course,1993;

BNSF – Track Measurement Report Explanation Guide, 2005;

RFFSA – Superelevação, Curva de Transição e Velocidades Máximas, ConceitosBásicos, 1984;

Rail Sciences Inc – Cause, Analysis and Prevention of Empty Tank Car Derailments,

2000;

Rodrigues, C.A., Contribuição ao Planejamento da Manutenção Preditiva da

Superestrutura Ferroviária, Tese de Doutorado, Programa de Engenharia de

Transportes – PET - COPPE – UFRJ, 2001.

Track Safety Standards Part 213 – Subpart A to F, Class of Track 1-5, Includes

Defects Codes, 2005;


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9 - Anexos

Relatório de Investigação da Causa de Descarrilamento

Referência: P2- 10, Km 50 + 600 (Túnel 20) Ferrovia do Aço

Data do relatório: 01/06/2004

Principal Investigador: Walter Vidon Júnior e Fernando César Moura e Silva

Participantes: Várias equipes da MRS: Superint. NP/RJ (Robson e Saulo), Equipedo Simulador (Alexandre, Cordeiro e Valmir), Equipe CCO - Via (Régis), Equipe do

TRACKSTAR (JB, Alex e Guido), Equipe de Via de Bom Jardim/ Volta Redonda

(Cícero, Mário Soares, Jorge Francisco e Sebastião), Ger. de Movimento (Goretti),

Oficina Pulverização (César Salles, Ivan e Celso Vianna), Socorro de Bom Jardim

(Alicinio), Oficina do km 460(Afonso e Lugão).

Trem:

Prefixo NEV - 0328

Formação: 3Locos = 1GE-U23C(3201) + 2GE-C30 (3702 + 3717) + 132 vagões

GDT carregados.

Toneladas brutas: 15.955 tons.

Data: 28/02/2004

Hora: 10:00

Local: km 50+600 (início) ao km 50+350(final), interior do túnel 20.


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Severidade:

Acidente de alta severidade. O descarrilamento ocorreu quando o trem estava a 50km/h, descendo longa rampa e envolveu 34 vagões GDT carregados de minério, no

interior de túnel longo (D = 1.152m), em curva aberta e longa. Vinte e dois vagões

ficaram empilhados dentro do túnel à 50m do emboque Norte (lado MG), obstruindo

totalmente qualquer comunicação com o emboque Sul (lado RJ). Na seqüência,

imediatamente depois do empilhamento, um grupo de onze vagões permaneceu

alinhado sobre a via, metade destes estavam adernados para o lado externo da

curva e a outra metade parou sobre a via com pelo menos um truque totalmente

descarrilado. Cerca de 80 % dos vagões descarrilados sofreram pesadas avarias edanos e 200m de superestrutura da via do túnel foi toda destruída.

A circulação de trens no trecho Sul da Ferrovia do Aço ficou suspenso por sete dias

(178,5 h), todo tráfego de trens pesados foi desviado para a Linha do Centro. A

circulação de trens no trecho Sul da F. Aço foi restabelecido somente em

04/03/2004 às 20:30 h.

CAUSA RAIZ:

Causa Vagão GDT 027.072- 5.

Vagão colocado na posição 79ª, com revisão praticamente vencida e apresentando

anomalias no sistema de suspensão (cunhas de fricção, chapas de coluna/pedestal

e molas) e rodeiros do truque dianteiro, cabeceira A, lado E. Todos estes

componentes foram considerados no rejeito e substituídos na oficina do Horto.

§1- Descarrilamento por Alívio de Rodas (Wheel Lift). O alívio das rodas externas do

truque dianteiro foi provocado por incapacidade do sistema de suspensão do truquede restringir ou absorver um desnivelamento seqüencial da linha de média


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amplitude. Este padrão de defeito não é ainda detectado pelo software convencional

do TRACKSTAR.

§2- O padrão incomum de deformação do truque produziu o descarrilamento dos

dois rodeiros. A primeira roda a descarrilar foi a roda externa do rodeiro de ataque,

seguida imediatamente da roda externa do rodeiro rebocado. A condição das rodas

do primeiro rodeiro a descarrilar é forte indicativa de Truque Fora de Esquadro. O

vagão 027.072 depois de encarrilhado só foi retirado do local do acidente depois

que o rodeiro foi substituído. O supervisor da equipe do Socorro exigiu a troca

imediata do rodeiro para liberação do vagão.

§3- O padrão incomum e especifico do desnivelamento ocorreu a 100m da

embocadura Norte (lado MG), inicializando o balanço seqüencial do vagão. O

sistema de suspensão em falha do truque fez a caixa do vagão balançar

violentamente nas suas molas. As molas das rodas internas atingiram fim de curso e

das rodas externas foram levadas ao limite de abertura. Ocorreu transferência de

carga vertical entre as rodas de um mesmo rodeiro, e provocando alivio nas rodas

externas de magnitude provavelmente na faixa de 40% da carga estática.

CAUSAS CONTRIBUTÓRIAS:

• Harmonia entre os defeitos da via permanente, velocidade do trem (V=50 km/h), e

anomalias na suspensão do vagão, exarcebando a tendência do vagão balançar e

gerar alívio da roda de ataque.

• Via Permanente com defeito de baixa amplitude (dentro das tolerâncias da FRA)

no nivelamento da linha provocado pelo colapso do sistema de drenagem (canaleta

central) a montante do Túnel 20, lado MG (Andaime).

• Padrão de desnivelamento periódico provocado por acumulo excessivo de águaembaixo do lastro. A água de montante do túnel que constantemente jorra do teto,

deveria ser escoada pelo sistema de drenagem. Informes de antigos colaboradores


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indicam que o emboque MG do Túnel 20 possui um histórico de problemas de

drenagem e há cerca de quatro anos sofreu completo serviço de desobstrução.

• Trecho em curva aberta, mas mesmo assim gerando Força Lateral (nos dois

rodeiros) suficientemente excessiva para um truque fora do esquadro, sem

resistência mínima a deformação (Truck Warp Stiffness).

SUMÁRIO DO ACIDENTE:

O trem NFG 0354 com três locomotivas e 132 vagões partiu do terminal do Andaime

as 17:46 do dia 27/02/2004, circulou pela F.do Aço, chegando em Bom Jardim (P2-

6; km 98+308) às 07:48 do dia 28/02/04. Houve corte das locomotivas de auxílio etroca de equipagens, o trem retornou viagem partindo de Bom Jardim as 08:35 de

28/02/2004. A partir de Bom Jardim, o maquinista desligou a terceira locomotiva

para economia de combustível . No pátio P2- 8 (km 72+064) houve cruzamento com

um trem de minério vazio que circulava em sentido oposto.

Partindo do pátio P2-8, o trem retomou a velocidade autorizada de 50 km/h em

cerca de 7min, recebendo sinal verde no pátio P1-9 (km 58+475), cruzando o pátio

na velocidade de 40 km/h. Após a saída do pátio P1-9, o trem retoma novamente a

VMA de 50km/h. Quando a cabeça do trem passava pelo emboque de saída do

túnel 20 (1.150m de extensão; lado RJ) km 49+517, o trem entrou em freio de

emergência. Neste momento a velocidade do trem era de cerca de 50Km/h (registro

do disco de velocidade) e quando a cabeça do trem atingia a saída do túnel 20, o

inicio do terço final do trem entrou em violento descarrilamento. O ponto de origem

do descarrilamento (POD) foi completamente destruído devido ao empilhamento e

tombamento de cerca de 34 vagões no interior do túnel. O descarrilamento se

iniciou à apenas 50m do emboque do lado MG, indo até 250m adentro do túnel 20,

cerca de 22 vagões se amontoaram dentro do túnel e um grupo de 12 vagões nadianteira também descarrilaram, mas não foram envolvidos pelo violento choque

entre os demais vagões.


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COMO OCORREU O DESCARRILAMENTO?

1- O trem NFG 0354 entrou no túnel 20 (emboque lado MG - km 50+669)desacelerando, passando de 53 km/h para 50 km/h. Há cerca de 2/3 minutos antes,

o maquinista tinha feito uma redução de serviço de 10 psi no MFA (Manipulador de

Freio Automático). O Freio Dinâmico (FD) estava acionado desde o inicio da

descida (6 km antes) e era empregado para modular a velocidade (amperagem

cresce ou decresce conforme a velocidade do trem diminuía ou aumente). Naquele

momento o FD estava no nível de 600 Amps e o trem reagiu muito bem às duas

aplicações de freio, estava sob completo e total controle do maquinista, isto é

descendo a forte rampa todo encolhido e velocidade dentro da VMA.

2- Quando a cabeça do trem se aproximava da boca de saída do Túnel 20 ( 200m

do emboque lado RJ – km 49+517) o trem entrou em Frenagem de Emergência

Indesejada (FEI). O descarrilamento ocorreu quando mais da metade do trem de

1.520m já tinha passado sobre o local do PODS (Ponto de Origem do

Descarrilamento Suposto - km 50+530), a cerca de 140m após a boca de entrada

(emboque lado MG - km 50+669). O POD real foi completamente destruído e

impossível de ser encontrado, entretanto ele é possível de ser estimado, daí a

diferenciação para PODS.

A boca de entrada do túnel 20 é no inicio de curva aberta e longa (R = 905m e DT =

1.953m) e rampa descendente de 1% no sentido Rio de Janeiro. O sistema de

drenagem do túnel segue a orientação da rampa descendente, a boca de entrada

(MG) fica à montante e a boca de saída (RJ) fica à jusante.

3- O túnel 20 tem uma característica especial de possuir à montante, exatamente

no emboque (MG), grande quantidade de nascentes d’água que são escoadas

somente por uma grande canaleta central que corre no eixo do túnel. Estasnascentes d’água brotam de fontes do teto e nas paredes laterais do túnel e está

concentrado em 150m iniciais á partir da boca de entrada. Se a canaleta de


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drenagem estiver obstruída mesmo parcialmente, um grande acumulo de água irá

se formar embaixo do lastro e dos dormentes (este fato foi constatado e

fotografado). A excessiva e constante presença de água retira material fino do lastro

criando vazios, e ainda reduz a capacidade de suporte do lastro, pois elimina o atrito

interlamelar entre as partículas de pedra. Neste cenário o nivelamento de cada fila

de trilho se deteriora lentamente a cada passagem de um trem.

4- O PODS (km 50+530) se deu exatamente no final da região com infra-estrutura

em processo de degradação do nivelamento das duas filas de trilho. Estes

desnivelamentos se refletiram fortemente na perda da superelevação da curva com

a formação de “Ups and Downs”, ora do lado direito ora do lado esquerdo. Estepadrão de desnivelamento periódico, só pode ser identificado através da analise

minuciosa dos registros anteriores do TrackSTAR. O padrão de defeito no

nivelamento gerou defeito periódico atingindo amplitudes possivelmente maiores

que 15/ 25mm. O padrão de defeito na superelevação foi o principal responsável

pela inicialização de balanços laterais no vagão, e não é detectado pelo software

convencional do TrackSTAR.

5- O vagão GDT 027.072-5 com o seu sistema de suspensão em estado precário

entrou a 50 km/h, numa seqüência de “Ups and Downs” de aproximadamente 77mde comprimento, formados pelo acumulo de água na entrada do Túnel 20. A

superelevação de projeto da curva era de 23mm e neste trecho degradado foi para

43/48mm e caindo para 21mm em pontos alternados (um pico cada 8,6m). Este

padrão de defeito é conhecido como defeito periódico, ora surge no trilho externo e

ora aparece no interno, fez o vagão balançar lateralmente nove vezes. Como a

freqüência natural de oscilação do vagão é de 3Hz, então sistema de suspensão foi

solicitado absorver e amortecer: 9x3 = 27 balanços no tempo de 5 segundos (50

km/h = 13,9m/s→

77m/13,9 = 5 seg).


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6- Com o sistema de amortecimento (cunhas de fricção principalmente) em falha, a

energia de cada balanço é transmitida integralmente para as molas principais do

truque. As molas do lado interno da curva (lado do trilho interno, mais baixo)

atingem rapidamente o fim de curso enquanto as molas do lado externo da curva

(lado do trilho externo, mais alto) ficam totalmente estendidas. Este comportamento

anormal das molas provoca transferência de peso para a roda interna e o

conseqüente alívio nas rodas externas dos dois rodeiros do truque em falha.

Quando um veículo ferroviário está na curva, se o alívio de roda atingir valores

superiores a 30% da carga vertical estática, as rodas externas, passaram a viajar no

ar, se desprendendo do topo do trilho externo (A Geometria da Via Permanente -

Perigos de Descarrilamentos em Curvas, pg. 174. Gerhard Schramm, Brasil-1974).

7- A roda externa (AE1) do rodeiro de ataque do truque dianteiro do vagão GDT

027.072- 5, ao passar pelas irregularidades de nivelamento da região do PODS (km

50+530) se eleva, e sob ação de Força Lateral orientada para o lado externo da

curva, o seu friso vagarosamente galga o topo do trilho externo (no lado de bitola),

caminha pelo topo e finalmente caiu para o lado de fora da curva (lado de campo).

A roda externa (AE2) do rodeiro rebocado do mesmo truque dianteiro, também sofre

alívio e se eleva, e sob ação de Força Lateral de mesma intensidade, mas orientada

no sentido oposto, isto é, para o lado interno da curva, descarrila para o lado de

dentro da curva.

8- As rodas externas dos dois rodeiros (de ataque e rebocado) do truque dianteiro

(Fora do Esquadro) sofrem simultaneamente alívio de carga vertical e a ação de um

binário formado pelo par de Forças Laterais agindo nos eixos dos dois rodeiros,

portanto descarrilam de modo semelhante mais para lados diferentes. A roda

externa do rodeiro de ataque descarrila para o lado externo da curva e a roda

externa do rodeiro rebocado descarrila para o lado interno.


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As rodas externas sob ação de Força Lateral de baixa intensidade (devido ao raio

de curva aberto), ao descarrilarem cairão sempre sobre o patim do trilho externo,

deste modo os frisos das duas rodas passam correr bem junto da alma do trilho.

Dessa maneira as duas rodas descarriladas se chocam constantemente contra os

grampos de fixação da fila de trilho externa provocando a quebra ou retirada súbita

dos grampos. O resultado deste modo de descarrilamento é que toda fila externa de

trilho fica praticamente despregada.

Figura 31: Forças Atuantes nos Rodeiros

Fonte: “Effects of wheel-rail contact geometry on wheel-set steering forces”,

S.Mace, R. Pena, N. Wilson e D.DiDrito, AAR/TTCI, Tech. Report Dezembro

1994

9- Consumado o descarrilamento do vagão GDT 027.072-5, nada acontece por

alguns segundos com o trem que continua na sua viajem normalmente. Entretanto à

medida que o vagão descarrilado avança junto com o trem, a fila de trilho externa

vai ficando cada vez mais despregada, solta e livre para todos os vagões que viajam

atrás do 027.072 – 5. Os grampos de fixação dos dois lados da mesma fila estão

sendo destruídos pelos dois rodeiros do truque dianteiro, descarrilados de maneira

incomum, para lados opostos da mesma fila de trilho. Como a velocidade do trem é

de 50km/h em apenas 15segundos, cerca de 200m da fila externa de trilho está

totalmente despregada. Nesta situação em instantes a bitola da linha se abre


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subitamente para os vagões mais distantes do primeiro vagão a descarrilar.

Imediatamente os vagões perdem o guiamento do trilho externo e totalmente

desgovernados são lançados para o lado externo da curva, chocando-se

violentamente contra a parede do túnel.

10 – Enquanto o amontoado de vagões desgovernados na cauda está sendo

formado, o encanamento geral de freio é rompido devido às colisões sucessivas.

Neste momento o grupo de vagões imediatamente atrás do 027.072 – 5, não

envolvidos no empacotamento de vagões da cauda sofrem o fenômeno de

“Stringlining”. Uma forte força de tração nos engates ocorre (esticão no trem) e atua

nos vagões não envolvidos no embolamento da cauda. Numa extremidade a forçade tração é exercida pela entrada da Frenagem de Emergência que se inicia

imediatamente a partir do primeiro vagão embolado. Na extremidade oposta do

trem, existe ainda as locomotivas da cabeça e o peso dos vagões remanescentes

do trem, ainda descendo a serra, sob ação da rampa descendente que atua

“puxando” o trem para frente. O efeito de “Stringlining” foi tão forte que partiu o trem

entre os vagões da posição 86º e 85º(quebrou o corpo do engate), além de tombar

lateralmente um grupo de seis vagões (ficaram perfeitamente alinhados)

imediatamente à frente dos vagões embolados na cauda.

EVENTOS APURADOS:

Vagão GDT 027.072-5

O rodeiro de ataque do truque dianteiro deste vagão, o primeiro a descarrilar,

apresentava péssima condição. Sendo até substituído por outro rodeiro pelo pessoal

do Trem Socorro, para que o vagão pudesse ser encarrilado e retirado do local. A

inspeção detalhada das rodas deste rodeiro revelou excesso de trincas paralelas e

inclinadas na bandagem indicando que o rodeiro tinha exagerada movimentaçãolongitudinal e lateral. Além do trincamento anormal havia desgaste da bandagem

por escoamento (Metal Flow) forte indicativo de roda sem conicidade efetiva. O friso


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das rodas apresentava contorno péssimo e completamente anormal. Estas

indicações características constituem evidências objetivas de Truque Fora do

Esquadro, sem mínima resistência à deformação das travessas (Truck Warp

Stiffness) e de sistema de suspensão em falha.

Dos cinco vagões do grupo de vagões isolados da frente do acidente, apenas o

vagão GDT 027.072 pode ser considerado como o primeiro a descarrilar, os demais

do grupo não teria chance de ser pois não tinham o truque dianteiro descarrilado ou

o truque dianteiro possuía os dois rodeiros descarrilados (ver croquis).

O vagão 027.072-5 foi identificado com sendo o primeiro vagão a descarrilar porque

era o primeiro na frente de um grupo de onze que pararam bem afastados da pilha

de vagões tombados, cerca de 150m para trás. Era o único que tinha a roda de

ataque (AE1) do truque dianteiro descarrilado e torcido para o lado externo e com as

marcas de friso nos dormentes terminando exatamente embaixo da roda de ataque

(AE1). Esta roda tinha a aparência mais danificada e friso mais marcado por

mossas causadas por impactos em placa de apoio e clipes de fixação.

Em conformidade com padrão operacional vigente para todo vagão acidentado, o

vagão GDT 027.072 foi enviado para a Oficina do Horto, para uma completa

avaliação e revisão geral. Durante a revisão geral dos truques deste vagão foi

constatado a necessidade de substituição de todos os componentes do seu sistema

de suspensão, a saber: chapas de desgastes das colunas, chapas de desgastes

dos pedestais, cunhas de fricção e molas principais. Estas avarias foram

constatadas na Oficina do Horto Florestal, em 08/05/2004, cerca de um mês depois

do acidente no túnel 20. O tempo decorrido entre o “Check-Out” na Oficina e a

ocorrência do descarrilamento não invalida a afirmativa de que o estado do truque

dianteiro do vagão era péssimo no dia do acidente e que o truque do vagão estava

com a suspensão comprometida.


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A vida útil dos componentes de fricção do sistema de suspensão de um truque tem

vida útil de cerca de 420 /450.000 km, que na MRS são atingidos em apenas quatro

anos de serviço ativo (Metallic Components for Freight Wagons and Bogies-

Experiences in North American Heavy Haul, D.L. Rhen. Conference Papers - Sixth

IHHA / S.A. April 1997). O vagão GDT 027.072-5 entrou em operação em

28/7/2000, portanto na data de 28/02/2004, o dia fatal do acidente do túnel 20, o seu

sistema de suspensão estava com sua vida útil praticamente vencida, logo o GDT

027.072-5 era vagão com revisão vencida e no mínimo apresentava precárias

condições de utilização. O que pode ser constatado pelo excesso de trincas na

superfície de rodagem das rodas do rodeiro de ataque.

Vagão com sistema de suspensão em precárias condições não ira absorver os

“inputs” gerados pela via permanente, isto é, os desnivelamentos periódicos, como

os existentes no local do acidente. A freqüência natural de um vagão “Short

Gôndola” é da ordem de 3- 6 Hz. Significa dizer que ao receber um “input” da via o

vagão pode balançar até 6 vezes em um segundo, também significa dizer que o

sistema de suspensão tem de estar apto a amortecer e eliminar todos aqueles

balanços do 1º “input” dentro do mesmo segundo, se não os balanços

remanescentes deste primeiro “input” se somarão aos do segundo input e assim

sucessivamente. Se o sistema de suspensão não funcionar, então quando o vagão

passar sobre o 6º e ultimo “input” da via, a amplitude do balanço será ampliada para

mais de 5 vezes do valor do “input” inicial. (The Dynamic Nature of The

Vehicle/Track System, M.D. Roney, University of Pretoria/1993).

A suspensão de vagão estando precária e ruim, a roda externa do vagão na

presença de um desnivelamento de linha (1-1/4”) sofre alívio de carga vertical da

ordem de 50%, o suficiente para elevar a bandagem a roda em cerca de 15/ 20mm

acima do topo do trilho e iniciar o descarrilamento (Tracking Errors and their Effecton Traffic, M.D. Roney. University of Pretoria / S.A. Institution of Civil Engineers /

Jun 1993); Research and Development for Eliminating Wheel climb Derailment


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Accidents, Kiyoshi Ohno. Safety Research Laboratory, R&D Center of JR East,

Japan, Jul 2003).

Figura 32: Gráfico de Alívio de Forças nos Rodeiros

Fonte: “Effects of Track Twist on Vehicle Performance”, Dave Read, H. Wu and

Bill Shust. Technical Report AAR/TTCI, 1997

Um vagão com sistema de suspensão normal e sem falhas, apresentando 100% de

eficiência, ao passar por um desnivelamento de linha (1 ¼”) provoca alívio de roda

de no máximo 10-15%.

Quando o defeito da via em tangente for duplo, desnivelamento (1 ½ ”) somado a

um defeito de alinhamento (1 ¾”) o risco de descarrilamento em tangente (alívio de

roda = 90%) só ocorre para velocidades acima de 40 mph (64 km\h). (Effects of

Track Twist on Vehicle Performance, Dave Read, H. Wu and Bill Shust. Tech.

Report. TTCI, (1997). Estes testes do TTCI confirmam o enunciado do ProfessorGerhard Schramm “Acentuadas irregularidades na geometria da linha, via de regra,


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isoladamente não causam descarrilamentos, mas sim apenas quando atuam em

conjunto com outras circunstancias desfavoráveis”.

Operação do trem

A primeira suspeita de anomalia no trem foi a ocorrência de choque de compressão,

devido a uma possível falha na condução ou erro grosseiro praticado pelo

maquinista, ou até falha em locomotiva. Os sintomas típicos estavam presentes: a)

O acidente ocorreu no terço final do trem, entre os vagões da posição 79ª e 111ª, b)

O trem estava descendo longa rampa continua de 1% c) Trecho de aplicação

intensiva de Freio Dinâmico. Entretanto, após avaliação do disco registrador de

velocidade e a após realização de vários ensaios no Simulador de Operação de

Trem, ITRII –TS. 01 nenhuma anormalidade foi constatada ou gerada. O padrão de

condução recomendado para o trecho e nas proximidades do túnel 20 não foi

violado, portanto o trem de 132 vagões não sofreu ação de nenhum ajuste de

folgas.

Não havendo ajuste de folgas no trem, jamais choques de compressão nos engates

acontecerá. Portanto, apesar de não haver registros da condução (ROT ou Event

Recorder) pode-se afirmar que neste descarrilamento não ocorreu nenhum choque

de compressão. Durante toda a descida (desde o Pátio de Bom Jardim – km

98+308) o Freio Dinâmico fica acionado e jamais é desenergizado, mesmo na

transposição de pátios. A ação do Freio Dinâmico durante toda a descida garante

que o trem não muda de status durante a descida, ficando sempre encolhido, não

dando a menor chance para ocorrência de ajuste de folgas.

Fratura de Roda

Nas fases iniciais da investigação das prováveis causas deste acidente foi levantada

uma serie quase consistente de indícios que apontavam na direção de que uma

quebra de algum componente mecânico significante tivesse ocorrido, uma forte


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suspeita recaiu sobre fratura de roda em serviço. Entretanto nenhuma evidência

objetiva foi encontrada ou descoberta na exaustiva busca empreendida entre os

destroços do acidente. Todas as rodas dos vagões acidentados foram identificadas

uma a uma, e nenhuma delas apresentava indícios de quebra ou fratura, ou de eixo

foi encontrado.

Uma hipótese de fratura de roda causada por trinca térmica devido à excessiva

carga térmica induzida pelos ciclos de frenagem pneumática também foi afastada.

Porque além de não se ter encontrado uma roda fraturada, a inspeção visual das

bandagens das rodas dos vagões acidentados não indicou os sintomas que este

fenômeno estivesse ocorrendo. Apenas um numero muito reduzido de rodas e semsignificação estatística apresentavam sinais de trincas térmicas na circunferência do

aro.

Entretanto a analise da superfície da bandagem das rodas de um mesmo rodeiro

através do desgaste da bandagem e do desgaste da face ativa dos frisos revelou

uma situação alarmante de rodeiros em serviço sem mínimas condições de

rolamento e guiamento. Praticamente metade da população dos rodeiros perderam

capacidade de guiamento (Good Steering) devido ao excessivo escoamento do aço

da bandagem das rodas (Metal Flow) e excessivo desgaste lateral dos frisos. Estessintomas são indicativos evidentes de truque fora de esquadro. Se nenhuma ação

for tomada para identificação e retirada de serviço destes rodeiros em mal estado,

com certeza o risco de descarrilamento da Cia será exacerbado


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Fratura de Trilho e Via Permanente:

Condição do Trilho

Devido à característica explosiva e súbita do descarrilamento e a total destruição do

POD uma forte suspeita também recaiu na hipótese do acidente ter sido provocado

por fratura de trilho em serviço. Um exaustivo levantamento das series de

ocorrência de fratura de trilhos dentro do Túnel 20 foi empreendida. Uma minuciosa

busca de evidência material de fratura foi realizada no local dos destroços do

descarrilamento. Aqui também, como na busca da roda partida, nenhuma prova

material de trilho partido que não fosse conseqüência do acidente, Nenhum pedaço

de trilho encontrado no local constituiu uma evidência objetiva.

O levantamento da situação dos trilhos assentados no interior do Túnel 20 revelou

que o trilho externo da curva está na sua infância em termos de vida útil. Foi

assentado em 15/11/ 1999 acumulando apenas cerca de 350 milhões TBT (vida útil

estimada 1,6 bilhões TBT). O trilho é esmerilado a cada ciclo de 30 milhões de TBT,

não tem registro de trincas de RCF (Rolling Contact Fadigue). Não existe registro de

fratura de trilho dentro do Túnel 20 nos dois últimos anos (2002/2003 e 2004).

Quase 100% da extensão da fila externa de trilho no Túnel 20 é do tipo HY / SHH –

Corus.

Estes trilhos são fabricados na França, são de alta resistência e de especificação

premium, boleto endurecido por tratamento térmico e são identificados por: HY/SHH

- Hyange / Corus. A condição de utilização e o nível desgaste estavam normais. O

desgaste lateral máximo encontrado foi de 16%, com desgaste médio de 13% (limite

máximo = 40%). O maior ângulo da face de desgaste encontrado foi de 23º (limite

máximo = 33º). O trilho externo não estava lubrificado, esta pratica não é adotada

na F. do Aço (R min = 900m).


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Os trilhos da Ferrovia do Aço são testados por ultra-som a cada quatro/seis meses,

e a ultima inspeção foi realizada no interior do Túnel 20 em 31/08/2003 (pela NDT

do Brasil) e não registrou nenhuma anomalia em trilho HY/ SHH.

A cada três dias também é realizada “Ronda de Linha”, por dois mantenedores de

via (um em cada fila de trilho), em busca de anomalias aparentes. No Túnel 20, a

“Ronda” foi realizada em 27/02/2004, um dia antes do acidente e não havia

detectado nenhuma anomalia nos trilhos ou na linha.

Geometria de Linha

A análise das ultimas passagens do TRACKSTAR, a primeira em 24/05/2002 e aultima em 10/03/2004 (dois dias após a liberação) permitiu identificar o padrão

incomum de defeito periódico no nivelamento do trilho externo. O trecho Sul da

Ferrovia do Aço, incluindo o núcleo de manutenção de via de Quatis apresenta

0,11defeitos /km sendo a mais baixa taxa de defeitos de geometria de linha (bitola,

alinhamento, nivelamento e curvatura) de toda malha da MRS (menor = 0,11; média

= 1,03; maior = 2,84).

As análises de detalhes dos defeitos de nivelamento e alinhamento, os

preponderantes para inicializar balanços e oscilações no vagão, mostraram que

apenas o nivelamento do trilho externo apresentava variações significativas em

cada passagem do TRACKSTAR. A ultima passagem (em 17/09/2003) realizada

seis meses antes da ocorrência do descarrilamento revelou no canal de registro da

superelevação um padrão de anomalia que foi relevante para incitar balanços de

dois tipos: Bounce (balanço vertical) ou Rock/Roll (balanço lateral). Este padrão de

defeito periódico não é reconhecido pelo software de analise do caminhão, pois

somente o Canadá adota reconhece tal padrão como defeito e estabelece método

de avaliação, nos USA (a origem tecnológica do TRACKSTAR) não classifica odefeito periódico e nem especifica método de sua avaliação.


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Pela metodologia de análise de risco atualmente existente no TRACKSTAR da

MRS, as amplitudes dos defeitos de alinhamento e nivelamento não atingiram o

limite de segurança. A metodologia Canadense, entretanto enquadra o defeito

periódico como de risco, pois a superelevação na entrada da curva circular está com

valor alterado para quase o dobro do valor nominal (23mm foi para 47mm), e ainda

existe uma seqüência de oito pontos altos e baixos (ups and downs) entre 15/19mm

de amplitude no gráfico da superelevação.

Os valores analisados do TRACKSTAR foram obtidos seis meses antes do

acidente, e como a infra-estrutura do emboque do lado MG já poderia estar em

colapso desde esta data devido ao excesso de água embaixo do lastro é de seesperar que estes valores na época do descarrilamento estivessem maiores em

30%, indo a superelevação mominal para 61mm e amplitude dos defeitos periódicos

para 19/25mm.

Em 23/05/2004, dois meses e meio após a liberação da linha para o tráfego, uma

inspeção do estado do nivelamento na região do PODS foi realizada manualmente e

foi constatado que a superelevação mantém a tendência de crescimento rápido, de

até 70% nos piores pontos e 50% na média dos pontos levantados. O nível de risco

é ainda baixo porque o padrão de defeito periódico de nivelamento nasuperelevação (seqüência de ups and downs) não foi formado


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Figura 33: Gráfico da Passagem do TRACKSTAR 6 meses antes do acidente

(17/09/2003).



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Figura 34: Gráfico da Passagem do TRACKSTAR 6 dias após liberação da

linha


Através da comparação do

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