02 - cap1 - alunos

GOVERNO FEDERAL - MINISTRIO DA EDUCAO - SECRETARIA DE EDUCAO PROFISSIONAL E

TECNOLGICA

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAO, CINCIA E TECNOLOGIA DO SUDESTE DE MINAS GERAIS CAMPUS SANTOS DUMONT

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Sinalizao Ferroviria 02/2014 Andr Diniz de Oliveira

Captulo 1 Introduo Sinalizao Ferroviria

1) Introduo

O principal propsito de um sistema (metro)ferrovirio oferecer servios de transporte (s pessoas e)

indstria, com custos abaixo dos demais modais existentes. Com esse preceito, os sistemas ferrovirios cresceram e este

crescimento pode ser medido a partir das composies: os trens aumentaram em velocidade, peso e tamanho.

Com o crescimento, foi necessrio adotar cdigos para o controle das composies. Com isso nasceu a

sinalizao ferroviria. Em termos modernos, podemos definir:

Sinalizao um sistema composto de sinais e dispositivos de segurana e controle colocados em vias permanentes, nas locomotivas e centros de controle com objetivo de garantir a segurana mxima e melhor

fluidez do sistema ferrovirio.

2) Histria da Sinalizao Ferroviria

O primeiro sistema de sinalizao foi baseado em um conceito mais restrito e primrio: a sinalizao teve a

funo de informar sobre condies frente da composio. Basicamente, era para evitar acidentes com as composies

e pessoas.

a) Primeiros sinais ferrovirios Primeiramente a sinalizao era feita por vigilantes que faziam sinais manuais ou que utilizavam bandeiras em

posies especficas. Depois vieram os sinais fixos, com vrias indicaes. Provavelmente o primeiro sinal fixo

utilizado o mostrado na Figura 1.

Figura 1 Esquema do primeiro sinal fixo utilizado (fonte: http://mysite.du.edu/~etuttle/rail/sigs.htm)

A lgica do sinal mostrado na Figura 1 era a seguinte: quando o trem precisava parar, a bandeira vermelha

(para o dia) e a luz vermelha (para a noite) eram mostradas em um poste especfico para suportar esses sinais. Quando o

trem podia prosseguir a bandeira era abaixada e a lmpada apagada.

Entre 1840 e 1870 os sinais fixos eram manuais e puramente mecnicos. Utilizavam uma lamparina a

querosene para a sinalizao luminosa, como mostrado na Figura 1. A partir de 1870 os sinais passaram a ser operados

remotamente ou, at, de forma automtica. Mais tarde era a vez da lamparina dar lugar s lmpadas incandescente.

Mas, antes disso, algumas modificaes foram sendo aplicadas em vrios pases. Uma delas se tornou bastante

comum nesses primeiros anos, sendo a base para uma forma de sinalizao utilizada at os dias atuais (embora em

desuso): a bandeira foi substituda por uma palheta, ou por outros sinais rgidos. Alm disso, o poste foi substitudo por

um sistema vertical com a possibilidade de girar 90 graus, alterando a indicao. Vrios modelos utilizados nesta poca

esto mostrados na Figura 2.

Figura 2 Primeiros tipos de sinais rgidos utilizados no Reino Unido (fonte: http://mysite.du.edu/~etuttle/rail/sigs.htm)

Sinalizao Ferroviria 02/2014 Andr Diniz de Oliveira - 2

De acordo com a Figura 2, da esquerda para a direita, se as duas palhetas estivessem expostas, era sinal de

perigo e o trem deveria parar. Movimentando manualmente a alavanca, girando-a 180 graus (para o modelo dentro da

caixa tracejada) ou 90 graus (para os demais modelos) no sentido horrio, o sinal indicava trecho seguro e o trem

poderia prosseguir. Os outros tipos de sinal tinham a mesma filosofia e sua forma era alterada ao girar a alavanca,

alterando com isso sua indicao.

As formas da Figura 2 foram muito utilizadas na Europa, principalmente no Reino Unido. J nos Estados

Unidos, tambm baseado neste tipo de sinalizao foram adotados sinais cuja principal caracterstica era o giro de 180

graus do sistema vertical, como mostra a Figura 3.

Figura 3 Primeiros tipos de sinais rgidos utilizados nos EUA (fonte: http://mysite.du.edu/~etuttle/rail/sigs.htm)

De acordo com a Figura 3, no caso dentro da caixa tracejada, existiam trs possibilidades. A primeira, a frente

da placa, indicava perigo (o trem deveria parar). A segunda, 180 graus de giro, a parte de trs da placa, indicava cuidado

(velocidade reduzida). A terceira, 90 graus de giro, indicava via segura (o trem poderia prosseguir normalmente).

Possveis problemas causados apenas pela necessidade que se tinha em identificar as cores diferentes foram

eliminados adotando sinais que exibiam formas diferentes para as condies de perigo, cuidado e seguro. A condio de

perigo (pare) tinha a palheta apontada para o lado da via. A condio de cuidado tinha a palheta apontada para fora da

via e a condio de seguro tinha a palheta na mesma direo da via, como na Figura 4.

Figura 4 Primeiros sinais com alterao na forma (fonte: http://mysite.du.edu/~etuttle/rail/sigs.htm)

Note que, de acordo com a Figura 4, comearam a ser utilizadas possibilidades diferentes para os sinais

luminosos, em conjunto com as palhetas.

Vrios outros tipos de sinais foram desenvolvidos [2], mas sempre seguindo a mesma filosofia. Alguns,

utilizado formas diferentes para as condies de perigo e seguro, outros utilizando discos rotativos ou, ainda, bolas de

sinalizao. O desenvolvimento chegou at os semforos, que usam lminas (seguindo a filosofia das palhetas) e os

sinais luminosos (com lmpadas incandescentes ou, mais recentemente, LEDs).

b) Semforos Semforo um tipo de sinalizao eletromecnica fixa com a funo de indicar ao maquinista a

velocidade que deve ser imposta composio.

Os semforos, como equipamentos integrados contendo sinalizao mecnica e luminosa, revolucionaram e

padronizaram a indstria de sinalizao ferroviria ao serem largamente utilizados a partir de 1860, pouco depois da

insero dos primeiros sinais (com palheta e lanterna), como visto na seo anterior.

Um dos primeiros modelos de semforo usava uma lmina posicionada em ngulos diferentes indicando a

condio de perigo (parada stop) ou seguro (prosseguimento clear). Junto com a lmina, o equipamento tambm utilizava uma lmpada a leo em conjunto com lentes coloridas para as indicaes noturnas. A Figura 5 mostra um

esquema bsico dos primeiros semforos.


Prosseguimento(clear)

Parada(stop)

Luz vermelhaacesa

Luz verdeacesa

(a) Lgica dos primeiros semforos utilizados

(b) - Acionamento mecnico de vrios sinais em uma signal box

(fonte: Solomon, B. Railroad Signaling Voyageur Press, Minneapolis, USA, 2003)

Figura 5 Semforos: lgica e signal box

Existem grandes diferenas do semforo, que se desenvolveu a partir do modelo bsico mostrado na Figura 5

(a), para os sinais anteriores. Primeiro o equipamento integrou o sinal mecnico com o sinal luminoso. Segundo, o

movimento feito pelo acionamento direto da palheta (que a partir desse modelo adquiriu a denominao de lmina) e

no do poste que o sustenta. Terceiro o movimento muda sua dimenso: o crculo formado pelo movimento no mais

paralelo ao cho e sim perpendicular a ele, dando incio filosofia de evitar, ao mximo, situaes de confuso nos

cruzamentos.

O acionamento mecnico das lminas evoluiu, tambm. No incio, cada semforo era controlado por uma

pessoa, at serem criados centros de acionamento de sinalizao (signal box) pequenas edificaes que permitiam o controle mecnico de vrios sinais distncia ainda, sistemas puramente mecnicos, como mostra a Figura 5 (b). Mais tarde foram inseridos os componentes eltricos para acionamento: motor CC, interruptores, cabos, circuitos de via

(como veremos posteriormente).

Os primeiros semforos tinham duas possibilidades e sua as lminas atuavam no quadrante inferior, como

mostra a Figura 6.

Figura 6 Duas possibilidades da lmina de um semforo de quadrante inferior

Adotando um crculo imaginrio dividido em quatro partes (quadrantes), as lminas se movimentavam no

quadrante direito inferior de acordo com a Figura 6. A lmina erguida na posio horizontal significava pare. Pendendo

para baixo cerca de 60 graus da horizontal significava prossiga.

As lminas desse tipo de semforo precisavam ter um contrapeso de forma a mant-las na posio horizontal se

o mecanismo de controle falhasse (conceito de falha segura) [2]. Isso significa que o estado normal do semforo era

com a lmina na posio vertical e o acionamento a levava para a posio pendente.

Bem no incio do sculo XX semforos de trs possibilidades cuja lmina atuava no quadrante superior

comearam a ser utilizados e, j em 1908, tornaram-se o padro de novas instalaes de vrios lugares. Lmina na

posio horizontal pare. Lmina a 45 graus acima da horizontal cuidado. Lmina na posio vertical prossiga [2]. A Figura 7 mostra este tipo de semforo.

Figura 7 Trs possibilidades da lmina de um semforo de quadrante superior


O semforo de quadrante superior, como o mostrado na Figura 7, ainda existe nos dias atuais em algumas

ferrovias. Entretanto, com o advento dos sinais luminosos, os semforos tornaram-se inerentemente inferiores, devido a

sua manuteno alta. As fotos a seguir mostram a utilizao de semforos.

Figura 8 Fotos ilustrativas de semforos

Os semforos podem (podiam) ser utilizados isoladamente ou em conjunto, como mostra a Figura 8. A

agregao de vrios semforos aumenta as possibilidades de informao, o que seria muito difcil realizar com apenas

um, inclusive, pela possibilidade de no ser corretamente identificada pelo maquinista.

Exerccio Compare as fotos da Figura 8 e responda: quantas possibilidades existem nos semforos de cada uma delas?

As lminas dos semforos foram os primeiros objetos de indicao fixa utilizados. Construdas de ao

esmaltado, podem ter cores e formatos variados de acordo com a padronizao adotada. Geralmente so vermelhas com

faixas brancas ou amarelas com faixas pretas. Junto com a cor, a forma das lminas transmite informaes importantes

ao maquinista e pode ser, basicamente, de quatro tipos: quadrada, arredondada, pontuda e em V (ou rabo de peixe), como mostra a Figura 9.

em V ou rabo de peixe

pontuda

quadrada

arredondada

Figura 9 Alguns tipos de lminas de semforo


As lminas vermelhas de ponta quadrada so comumente usadas como sinais absolutos (sinal cuja indicao de

pare significa pare e permanea) usado, por exemplo, em entradas de blocos. J as lminas (geralmente amarelas) com ponta em V so utilizadas como sinais de preveno, indicando um possvel estado do prximo sinal. J as lminas vermelhas arredondadas so frequentemente utilizadas como sinais de ordem para o trem (prossiga a VMA,

prossiga a velocidade reduzida, pare etc.).

c) Primeiros sistemas de controle utilizados A primeira regra bsica adotada no controle de trfego de trens foi a tabela de tempos. Vamos supor que

a distncia mxima permitida entre dois trens era de 10 minutos. A sinalizao informava o condutor do trem sobre a

possibilidade de prosseguir viagem. Condio de perigo: exibida durante cinco minutos aps a partida do primeiro trem

parada obrigatria para qualquer trem que chegar neste intervalo. Condio de cuidado: exibida aps cinco minutos da partida do trem alerta. Condio de seguro: exibida aps 10 minutos da partida do trem autorizao para circular com velocidade mxima.

A partir da tabela de tempos terica era elaborado um plano de trem, que estabelecia as ordens e controle da

circulao. As regras de prioridade de circulao podiam ser de trs tipos: prioridade por classe do trem, ocupao da

via, prioridade por sentido de trfego.

Isso porque, inicialmente, as ferrovias possuam uma nica linha frrea, por onde circulava somente um trem.

Mas o aumento do nmero de trens levou necessidade da criao de desvios ou ptios localizados em pontos

estratgicos, que tornaram possvel o cruzamento e a ultrapassagem entre os trens. Com isso a sinalizao precisou ser

melhorada, pois agora era necessrio sinalizar tanto para o trem que estava na linha quanto para o trem que estava no

desvio/ ptio, como mostra a Figura 10.

12

Figura 10 Utilizao de ptios para permitir o cruzamento de trens

A Figura 10 mostra dois trens ocupando a mesma linha. O trem direita (1) tem prioridade maior que o da

esquerda (2) e este ltimo dever ser desviado para o ptio.

A tabela de tempos se mostrou muito pouco eficaz na preveno de acidentes. Falhas na atuao do agente

sinalizador e nos recursos utilizados para sinalizar as panes de trem; possibilidade de o condutor do trem descumprir a

ordem de trem, circulando num tempo diferente do esperado; e equvocos na emisso de ordens de trem eram alguns

dos problemas mais comuns. Outra desvantagem desse sistema era a limitao da capacidade de circulao de trens.

Com o aumento de nmero de trens em circulao, o tradicional intervalo de dez minutos foi reduzido, entretanto, as

colises eram cada vez mais frequentes.

A inveno do telgrafo eltrico revolucionou o desenvolvimento do controle do trfego de trens. O inseguro

sistema de controle por tabela de tempos comeou a ser superado somente no final de 1950, quando uma linha

telegrfica passou a interligar duas ferrovias americanas. Estaes de ordenamento foram estrategicamente alocados e

distribudas ao longo de toda a ferrovia, a intervalos regulares. Os telegrafistas copiavam as ordens de trens, que

alteravam ou se sobrepunham programao estabelecida na tabela de tempos, e as transmitiam ao agente despachador

da estao frente do trem.

O telgrafo foi o primeiro sistema de comunicao a ser empregado na sinalizao ferroviria. Foi a base para

o emprego de outros sistemas de comunicao.

No incio da era ferroviria, praticamente todos os sinais utilizados eram sinais mecnicos, de construo simples e no requeriam especialistas para sua operao e manuteno. Com os melhoramentos feitos ao longo do tempo, para acompanhar ao crescimento da demanda de transporte, foi visto na sinalizao uma oportunidade grande de segurana e eficincia. A aplicao da energia eltrica para resolver os problemas de sinal, foi um fator importante para tornar a sinalizao ferroviria uma indstria em crescimento constante.

A cada dia mais foram utilizados equipamentos eletromecnicos em substituio mo-de-obra humana. De acordo com que o sistema crescia, as organizaes cresciam junto com ele. De acordo com que os equipamentos ficavam mais sofisticados, a demanda por especialistas foi surgindo: pessoas bem treinadas e que dedicavam todo seu tempo e ateno neste trabalho em particular. [3]


3) Conceitos iniciais

Alguns pontos importantes que sero abordados mais detalhadamente ou que sero usados frequentemente ao

longo do curso:

Linha singela: uma linha nica, que liga dois ptios adjacentes. utilizada para circulao de trens nos dois sentidos.

Diagrama unifilar da via: representao da via por linhas para a construo rpida dos esquemticos e plantas de sinalizao e facilitar o entendimento.

Alguns exemplos bsicos de elementos de um diagrama unifilar:

Via simples (linha singela)

Via dupla

Desvio (ptio)

Mudana de via

Por exemplo, vamos entender a terceira representao, que um desvio. Suponha que existam dois trens em

direes opostas ocupando a mesma via. necessrio desviar um para que o outro possa passar sem acidentes, como

mostra a Figura 11.

1 2

1 2

1

2

Figura 11 Exemplo de entendimento do diagrama unifilar

Dois trens esto ocupando a mesma via e andando em direes opostas na Figura 11. Se nada for feito eles iro

se chocar. Ento, usa-se um desvio, como mostra a representao unifilar para alocar o trem de menor prioridade

(representado com o nmero 2) e deixar que o trem de maior prioridade siga em frente.

Distncia de frenagem: distncia mxima em determinado trecho da ferrovia que um trem com VMA (velocidade mxima autorizada) percorrer durante a aplicao total de servio at sua parada [1].

Bloco (ou seo de bloqueio): Trecho de via de limites bem definidos que pode conter apenas um trem [1].

A Figura 12 mostra a representao de um bloco em diagrama unifilar.

Bloco B Bloco A

Figura 12 Representao dos blocos


Os blocos so formas eficientes para controle e operao dos trens. Seu tamanho ir depender, basicamente, da

distncia de frenagem plena de servio. Ou seja:

( 1 )

onde o tamanho do bloco e a distncia de frenagem plena de servio.

Circuito de via: circuito eltrico com a funo de detectar a presena de um trem em um bloco (estudaremos circuitos de via mais detalhadamente nos prximos captulos).

Falha insegura: modo de falha em que o sistema assume um estado menos restritivo que aquele para o qual foi projetado [1].

Falha segura: modo de falha que resulta em restries de fluidez de forma a no criar situao insegura.

A sinalizao ferroviria um processo estabelecido para garantir a segurana na utilizao do sistema

ferrovirio. A mais importante aplicao da sinalizao para a segurana. Embora ela v auxiliar na produo,

garantindo a fluidez das composies e o controle do trfego, a funo primordial a segurana. Por isso a sinalizao

baseada no conceito de falha segura.

O conceito de falha segura est baseado no seguinte princpio: se acontecer algum problema no processo de

sinalizao, ele no deve interferir na segurana do sistema ferrovirio. Ento, se um problema acontecer no sinal

luminoso, este equipamento deve estar projetado para exibir sinal de parada. Se faltar energia e o sinal no estiver

exibindo luz nenhuma, o maquinista deve agir como se estivesse sob sinal de parada. E assim por diante.

Um trem no pode seguir outro sem que as condies mnimas de segurana sejam obedecidas e a principal

delas a distncia mnima entre trens denominada de headway mnimo.

Headway: tempo entre dois trens consecutivos passando no mesmo ponto de uma linha.

Headway mnimo: tempo mnimo entre dois trens consecutivos passando no mesmo ponto de uma linha.

Headway o intervalo entre trens. Este parmetro dado em segundos e est proporcionalmente ligado

performance operacional de uma linha. Quanto menor o valor do headway, melhor o desempenho da linha.

O valor de headway mnimo ser estabelecido a partir do mximo tempo que se deve ter de distncia entre dois

trens, levando-se em conta o trecho inicial, os trechos intermedirios e o trecho final. Para isso, usa-se a seguinte

equao:

(2)

onde o headway mnimo para aquele bloco, o tamanho do bloco, o tamanho do trem, a velocidade do trem, o tempo de reao do sistema, o tempo de abertura do sinal e o tempo de visualizao do sinal [4].

Suponha, ento, que um trem de 1.600 metros passe pelo trecho mostrado na Figura 13. O tempo de reao do

sistema de sinalizao de 10 segundos, o tempo de visualizao do sinal de 20 segundos e o tempo para abertura do

sinal de 3 segundos.

A B

1D1 = 3 km

v1 = 50 km/h

2D2 = 3 km

v2 = 50 km/h

3D3 = 2 km

v3 = 40 km/h

4D4 = 5 km

v4 = 60 km/h

5D5 = 3 km

v5 = 50 km/h Figura 13 Clculo do headway mnimo

Para o exemplo da Figura 13, teremos: bloco 1 ( ), bloco 2 ( ), bloco 3 ( ), bloco 4 ( ) e bloco 5 ( ). Dessa forma, o headway mnimo ( ) que deve ser adotado .

Licenciamento: conjunto de normas e procedimentos que garantem a circulao segura dos trens.

Todo trem tem uma rota para percorrer: o conjunto ordenado de trechos que deve percorrer entre os pontos

inicial e final da viagem. Em muitas partes de sua rota, o trem passar por linhas singelas e, neste momento, nenhum

outro trem que venha em direo contrria poder ocupar este trecho.


Mesmo para trens percorrendo o mesmo sentido, deve-se limitar a distncia entre eles. Isso se faz,

basicamente, dividindo o trecho em subtrechos, os blocos (sees de bloqueio). A regra bsica que cada bloco s pode

ser ocupado por um trem. Esta regra bsica faz parte de um conjunto maior de regras: o licenciamento (em substituio

antiga tabela de tempos).

Espaamento por blocos fixos: o trecho dividido fisicamente em partes menores (blocos) com sinalizao apropriada no incio de cada bloco. O tamanho do bloco, ou a distncia entre os sinais deve ser no mnimo

igual ou maior que a maior distncia de frenagem para a sinalizao mostrada, como vimos anteriormente [1].

O tamanho dos blocos pode variar entre vrios quilmetros a poucas centenas de metros. A Figura 14 mostra

uma possvel configurao para o espaamento por blocos fixos.

1 2

1DP 2DP 3DP 4DP 5DP

1rea de controle do

sinal 1DP

2rea de controle do

sinal 2DP

3rea de controle do

sinal 3DP

4rea de controle do

sinal 4DP

5rea de controle do

sinal 5DP Figura 14 Espaamento por blocos fixos

A Figura 14 mostra um caso ideal em que dois trens esto espaados por dois blocos. Como falado, no incio

de cada bloco deve-se ter uma sinalizao. O smbolo utilizado apenas para fazer referncia a esta caracterstica e no

condiz com o padro que ainda ser aprendido. O importante saber que cada um desses blocos controlado por seu

respectivo sinal, como mostrado na figura.

Foi dito caso ideal para a Figura 14, pois de acordo com a equao (2), para circular com headway mnimo, a

distncia entre dois trens deve ser igual a, no mnimo, duas vezes o tamanho do maior bloco.

Mais especificamente, para calcular o tamanho de um bloco e consequentemente a distncia entre os sinais,

deve-se levar em conta:

Velocidade da seo (velocidade mxima permitida sobre a seo da linha);

Quanto maior a velocidade ... ______________________________________________________________________________________

Velocidade do trem (velocidade mxima de diferentes trens que circularo pela linha);

Quanto maior a velocidade ... ______________________________________________________________________________________

Gradiente (compensao geogrfica);

Quanto mais ngreme a via ... _______________________________________________________________________________________

Caracterstica de frenagem dos trens;

Quanto menor a distncia de frenagem ... _________________________________________________________________________

Distncia observvel do sinal;

Quanto mais distante o sinal puder ser observado ... ____________________________________________________________

Tempo de reao do maquinista.

Quanto mais rpida a reao do maquinista ... ___________________________________________________________________

Uma das desvantagens do espaamento por blocos fixos que os trens mais rpidos que percorrem uma

determinada seo esto limitados pelos clculos de headway e VMA dos trens mais lentos. Isso diminui a capacidade

da linha (fluidez).

Uma opo, mais recente e que envolve tecnologias de sinalizao que veremos apenas no final de nossa

disciplina, o espaamento por blocos mveis.


Espaamento por blocos mveis: a via no dividida em trechos fixos, no so utilizados sinais externos e, para circular com headway mnimo, a distncia mnima entre dois trens tem que ser maior que a distncia de

frenagem do trem anterior [4]. A Figura 15 mostra o funcionamento de um sistema de licenciamento por blocos mveis.

1 2

DesaceleraoSeo de conflito

Distncia de frenagemTamanhodo trem

Figura 15 Espaamento por blocos mveis

Como mostra a Figura 15, no espaamento por blocos mveis, a distncia depende da dinmica dos trens que

ocupam a via naquele momento. Dessa forma o bloco poder ser maior ou menor de acordo com a distncia de

frenagem, de acordo com o tamanho da composio etc. Na figura, por exemplo, o trem 1 j est em uma situao que

requer diminuio de sua velocidade, pois est no limite da distncia de frenagem para o trem 2. Por isso ele est sob

uma regio indicada com a cor amarela (//). Se o trem 1 prosseguir e a distncia para o trem 2 diminuir, ele estar sob

uma regio indicada com a cor vermelha (==) e dever ser parado.

No sistema por blocos mveis um computador calcula a zona de segurana ao redor de cada trem em

movimento e nesta zona nenhum outro trem pode estar presente. O sistema depende do conhecimento da localizao

precisa, da velocidade e da direo de cada trem, determinadas pela combinao de vrios sensores: marcadores ativos e

passivos ao longo da via, tacmetros e medidores de velocidade (sistemas GPS no podem ser usados, pois no

funcionam dentro dos tneis). Neste sistema, sinais externos so desnecessrios e as instrues so repassadas

diretamente para o trem. Como j falado, este sistema tem a vantagem de aumentar a capacidade da via, permitindo

trens mais perto e mantendo as margens de segurana requeridas.


4) Trabalho 1-1

Responda s seguintes perguntas:

a) O que seria mais seguro de operar: via simples (linha singela) ou via dupla? A opo mais segura a mais utilizada?

Por que?

b) No contexto da resposta da letra (a), alm de segurana e fluidez, qual seria a outra funo da Sinalizao

Ferroviria?

c) Qual a principal diferena entre o desvio de ptio e a mudana de via?

d) Exemplifique numericamente por que um bloco no pode ser menor que a distncia de frenagem de um trem?

e) Um sistema de sinalizao tem a capacidade de restringir a circulao ou parar totalmente um trem. Este sistema est

baseado no conceito de falha segura? Como fica a produo neste caso?

Leia o texto abaixo:

Trens urbanos em So Paulo

Nos ltimos oito anos o volume de passageiros transportados dobrou, chegando a 2,5 milhes pessoas por dia Por: Telmo Giolito Porto Fonte: DCI O transporte urbano sobre trilhos -metrs e trens metropolitanos- uma das vocaes da ferrovia, como modo de transporte. Neste caso, a vocao se

materializa em capacidade de transporte maior que a qualquer outro modo. No existe outra forma de transportar tantas pessoas que ocupe semelhante espao urbano, seja em via em superfcie, seja em tnel. Em nmeros: uma

via de metr ou trem capaz de transportar sessenta mil passageiros por hora e por sentido. Transportar o mesmo nmero de pessoas por nibus, por exemplo, exigiria avenida descomunal.

A ferrovia, por outro lado, caracterizada por ser um sistema. Isto quer dizer que ela formada por partes, que tm de interagir para que o resultado final seja obtido.

Assim que no basta ter o trem ou a via ou a alimentao eltrica ou a sinalizao: preciso ter todos estes subsistemas funcionando harmonicamente para que se transportem pessoas adequadamente.

Ainda mais, tudo que afeta um subsistema atingir os demais, por exemplo: uma pane de alimentao eltrica pode afetar a sina lizao; um deslocamento da rede area de trao exigir a interdio da via para ser reparado ou executado; o trabalho na via muitas vezes exige o desligamento da rede area; sem via, nem rede area em boas condies, o trem no passa.

Por outro lado, preciso dizer que o sistema ferrovirio tem alto nvel de segurana, comprovado por estatsticas mundiais. Uma das caractersticas de projeto que trazem tal segurana o conceito de falha-segura. Falha-segura significa que os dispositivos so projetados de

modo a que parem em situao segura em caso de pane. (...) Tambm preciso lembrar que trens e sistemas ferrovirios no se compram prontos. preciso tempo para projetar, fabricar, instalar e testar. Tudo o que foi escrito at aqui tem como objetivo tratar das recentes dificuldades operacionais que os trens urbanos tiveram em So Paulo, especialmente

situaes recentes na regio do Tatuap, do Itapevi e do Jaragu. Quero afirmar que, sem menosprezar os transtornos aos usurios, estes episdios no deveriam ser analisados e tratados de forma aodada ou sensacionalista. Eles no so obra do descaso; ao contrrio, so parte da soluo!

Os trens urbanos de So Paulo resultaram da consolidao de trs malhas, com diferentes origens ao longo de sua histria, bastando lembrar que as atuais linhas 7 e 10 j foram a So Paulo Railway, fundada em 1867.

Esta malha resultante chegou ao presente com grande despadronizao de equipamentos e carncias agravadas pela falta de investimento nos ltimos 20 anos do sculo XX, entre elas: trechos crticos de via e rede area, sistema de alimentao com baixa confiabilidade, imobilizao excessiva de frotas de trem etc. As dificuldades dirias de tal situao forjaram, ao longo dos anos, uma equipe excepcionalmente preparada de tcnicos e engenheiros de manuteno.

(...) Entretanto, em paralelo, a operao continua, e a demanda cresce! Basta lembrar que nos ltimos oito anos o volume de passageiros transportados dobrou, chegando a 2,5 milhes por dia, nmero muito expressivo,

especialmente acompanhado pelo aumento significativo da quilometragem entre falhas, ou seja, na confiabilidade e na regularidade do servio. Vamos refletir: para atuar numa via (j vimos que isto pode ser necessrio em funo de interveno na prpria via ou na rede de alimentao ou na

sinalizao) preciso interromper o trfego. Como existem duas vias, a circulao poder ser transferida para a via sem interveno. Contudo, a circulao nos dois sentidos na mesma via envolve

tempos de espera para ultrapassagem e, portanto, atrasos. (...)

fonte: http://www.grandesconstrucoes.com.br/br/index.php?option=com_conteudo&task=printNoticia&id=2704 (2010)

Agora responda:

a) Estar dentro de um trem imvel ou ficar esperando numa estao desconfortvel, tanto para usurios quanto para o

sistema. Entretanto os conceitos associados por cada um desses atores diferente. Um associa com segurana e outro

associa com insegurana. Quais atores fazem quais associaes? Por que?

b) De acordo com o artigo, qual a principal causa das falhas atuais (2010) no sistema metroferrovirio de So Paulo?

5) Trabalho 1-2

A turma ser dividida em trs grupos. Cada um dos grupos ir escolher um dos sinais mostrados nas Figura 2 a

Figura 4, implement-lo fisicamente e explicar seu funcionamento para o restante da turma. (tempo para construo:

duas semanas).


6) Trabalho 1-3

a) Desenhe os diagramas unifilares dos seguintes trechos:

(a)

(b)

(c)

(d)

b) Quais informaes voc diria que os semforos abaixo esto passando?

(a)

(b)

(c)


c) Para cada uma das situaes abaixo preencha os crculos relativos s cores que devem ser exibidas nas partes A e B. Desenhe tambm, na parte B, o posicionamento dos trens aps

obedecida a ordem dada. Adote de cima para baixo (verde, amarelo e vermelho) e o trem 1 com

prioridade por classe maior que o trem 2.

Prioridade por classe (mesma direo, classes diferentes) A

Prioridade por classe (mesma direo, classes diferentes) B

Prioridade por classe (direes opostas, classes diferentes) A

Prioridade por classe (direes opostas, classes diferentes) B

Prioridade por ocupao (mesma direo, mesma classe) A

Prioridade por ocupao (mesma direo, mesma classe) B

Prioridade por sentido (sentidos opostos, mesma classe) A. Sentido prioritrio: da direita para a esquerda.

Prioridade por sentido (sentidos opostos, mesma classe) B. Sentido prioritrio: da direita para a esquerda.

d) Calcule o headway mnimo para o trecho abaixo:

A B

1D1 = 2 km

v1 = 55 km/h

2D2 = 2 km

v2 = 55 km/h

3D3 = 1,7 km

v3 = 42 km/h

4D4 = 3,8 km

v4 = 60 km/h

5D5 = 2 km

v5 = 40 km/h

Como voc redesenharia este trecho se o licenciamento fosse feito por blocos mveis?

e) Quais foram as duas regras bsicas de licenciamento por blocos fixos aprendidas neste captulo?

f) Redesenhe a figura abaixo, colocando o trem 1 em uma regio onde lhe seja permitido prosseguir com VMA (verde - ||).

1 2

DesaceleraoSeo de conflito

Distncia de frenagemTamanhodo trem

1

2


Bibliografia do Captulo [1] Guimares Filho, J. E. Conceitos de Sinalizao Apostila da MRS Logstica S.A, Dezembro de 2012 [2] http://mysite.du.edu/~etuttle/rail/sigs.htm [3] King, E. E. Railway Signaling 1 ed. McGraw-Hill, Nova York, 1921 [4] Guimares Filho, J. E. Engenharia Ferroviria Tpicos de Sinalizao Apostila da MRS Logstica

S.A, Novembro de 2013

02 - cap1 - alunos

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