sist. ferrov

Upload: magno-magro

Post on 31-Oct-2015

88 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 23/05/2013

    1

    TEORIA GERAL DO DESCARRILAMENTO

    INTRODUO

    Descarrilamento: ocorrncias em que o veculo ferrovirio abandona os trilhos.

    Tipos de Descarrilamento:Simples

    Com adernamento

    Com tombamento.

    Um dos mais severos tipos de acidente de transporte.

  • 23/05/2013

    2

    INTRODUO Modos de Descarrilamento:

    INTRODUO

    Modos de Descarrilamento:

  • 23/05/2013

    3

    INTRODUO

    Modos de Descarrilamento:

    Ambientais Econmicos Sociais

    Uberaba, 10/06/03

    Santos, 22/05/02

    Ir, 19/02/04

    PREJUZOS

  • 23/05/2013

    4

    Destaque na imprensa

    Multas milionrias

    Preocupao da operadora em manter concesso

    PREJUZOS

    Eurostar, 05/06/00

    PREJUZOS

  • 23/05/2013

    5

    PREJUZOS

    Custos com avarias ou perda de carga, no casode no haver seguro;

    Elevao de franquias ou prmios de seguros,decorrente de grandes descarrilamentos;

    Reduo da vida til de componentesmecnicos ou de via;

    Interrupo do negcio (credibilidade, perdade clientes);

    Multas e demandas judiciais.

    ESTATSTICAS

    Organismo regulador norte-americano dosetor ferrovirio: FRA - Federal RailroadAdministration;

    Accidente/Incident Bulletin: Publicaoanualmente um sumrio de todos osacidentes reportados pelas ferrovias;

    No Brasil: ANTT divulgao rudimentar dosdados em termos de atualizao edetalhamento.

  • 23/05/2013

    6

    ESTATSTICAS

    FRA (1997-2001)

    Apenas descarrilamento: 9771 ocorrncias nesse perodo (mdia de 5,4 por dia);

    Prejuzo em custos diretos contabilizados: US$ 996.834.381,00

    CFN Companhia Ferroviria do Nordeste (2005)

    CFN Companhia Ferroviria do Nordeste (2005)

    ESTATSTICAS

  • 23/05/2013

    7

    ESTATSTICAS

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    MEC FHO VIA OUTROS

    14

    26

    47

    13

    22

    13

    51

    14

    Ocorrncias

    Custo

    Descarrilamentos nos EUA (1997-2001)

    %

    ESTATSTICAS

  • 23/05/2013

    8

    ESTATSTICAS

    ESTATSTICAS

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    % de descarrilamento

    Agulhas

    Outras

    Descarrilamentos em AMVs por causa (1997-2001)

  • 23/05/2013

    9

    O CRITRIO DE NADAL

    Nadal (1896): Teoria da estabilidade das locomotivas.

    Referncia na literatura ferroviria at os dias atuais.

    O veculo ferrovirio, ao percorrer uma curva, toma uma posio oblqua em relao ao trilho e o ponto de contato (P) da roda da frente, do lado externo, acha-se avanado, devido salincia do friso, com relao ao plano vertical que passa pelo eixo. O friso tende a sair, subindo no trilho, mas impedido pela presso vertical da roda (carga V).

    Brina (1983)

    O CRITRIO DE NADAL

    Enquanto as superfcies em contato deslizam suavemente uma na outra, a roda gira normalmente; mas, se o atrito atinge um valor suficiente para que o escorregamento cesse, o ponto (P) torna-se um centro instantneo de movimento. Nesse momento, a parte posterior da roda se levanta, girando em torno do ponto (P).

    Brina (1983)

  • 23/05/2013

    10

    O CRITRIO DE NADAL

    Princpios

    Grupo de Acidentes MRS (2009)

  • 23/05/2013

    11

    Princpios

    Grupo de Acidentes MRS (2009)

    Princpios

    Grupo de Acidentes MRS (2009)

  • 23/05/2013

    12

    Princpios

    Grupo de Acidentes MRS (2009)

  • 23/05/2013

    13

    Cominaes de L e V

    L / V = Coeficiente de descarrilamento

    Fontes de L

    Curva: Fora centrfuga, truque rgido

    Tangente: serpenteamento (ngulo de ataque)

  • 23/05/2013

    14

    ANLISE PARAMTRICA DA EQUAO DE NADALANLISE PARAMTRICA DA EQUAO DE NADAL

    Roda nova. Rives (1977)

    Influncia da inclinao da parte ativa do friso

    ANLISE PARAMTRICA DA EQUAO DE NADALANLISE PARAMTRICA DA EQUAO DE NADAL

    Nota-se que a condio de trilho lubrificado substancialmente mais segura.

    Influncia do coeficiente de atrito

  • 23/05/2013

    15

    O CRITRIO DE HEUMANN

    Escola ferroviria alem: Heumann (1930)

    Para o caso mais simples em que a face do friso choca-se contra a linha de bitola do trilho, tem-se:

    O CRITRIO DE HEUMANN

    Fatores capazes de amplificar ngulo de:

    projeto e uso de curvas circulares simples sem transio;

    Uso de agulhas retas em AMVs de maior velocidade;

    Aumento do jogo da via.

    - Estes devem ser observados.

  • 23/05/2013

    16

    O CRITRIO DE HEUMANN

    Convergncia Nadal e Heumann:

    FS ao descarrilamento (Ce)

    Ce=Lcr/L(atuante)

    O CRITRIO DE HEUMANN

    Porque os frisos preservam certa inclinao?

    Mantida a altura h e o raio notopo do friso, o caminho aolongo do qual a roda deve serdeslocada lateralmente atque o topo do friso alcance asuperfcie do trilho (largurab), menor na medida emque a inclinao da face ativado friso aumenta.

    Magalhes (2010)

  • 23/05/2013

    17

    O CRITRIO DE HEUMANN

    Porque os frisos preservam certa inclinao?

    A face ativa do friso deve ser suficientemente vertical, para que o processo de descarrilamento tenha incio apenas com esforos desestabilizadores mais importantes. Por outro lado a inclinao tem que existir, para que o tempo de descarrilamento no ocorra para foras transientes altamente dinmicas que podem existir, por exemplo, nas entradas de curva ou transposio de AMVs.

    Deve-se buscar portanto, uma configurao intermediria:

    O CRITRIO DE HEUMANN

    Tempo de descarrilamento

  • 23/05/2013

    18

    O CRITRIO DE JNR Japonese National Railways (dcada de 60);

    Considera o tempo de durao da (L/V)cr;

    Expresso para condies que se assemelham ao padromais usual das ferrovias japonesas, no tocante inclinaodo friso e lubrificao.

    O CRITRIO DE WEINSTOCK

    1,7o

  • 23/05/2013

    19

    GARCIA E BUGARN (1995)Condies: i) eixo oblquo roda

    guiada a partir do contato em B avanado. FR poder ser suficientemente grande para que a roda gire instantaneamente em torno de B iniciando o descarrilamento.

    ii) eixo perpendicular aos trilhos roda guiada pelo contato em A. (L/V )cr mais ampla e difcil de alcanar.

    CIRCULAO SOBRE OS AMVs

  • 23/05/2013

    20

    CIRCULAO SOBRE OS AMVs

    CIRCULAO SOBRE OS AMVs

    lubrificados

    Usinagem: evita o contato da agulha com regies do friso de angularidade crtica (hachura).

    Magalhes (2010)

  • 23/05/2013

    21

    CIRCULAO SOBRE OS AMVs

    Transferncia de contato para regio de angularidadecrtica.

    Transferncia de contato para regio segura em termos de inclinao.

    INFLUNCIA DE DESGASTE DE TRILHO DE ENCOSTO

    Magalhes (2010)

    L/V NO BRASIL SR2-RFFSA e IPT (1992)

    Bitola mtrica.

    2 LOCO 2000HP e 79 vages vazios.

    V=50km/h

    i= -1,2% em curva (R=343m e C=1 km).

    Trilhos TR-57 de 12m, com juntas alternadas a cada 6m.

    Dormentes de madeira, fixao rgidas, lastro padro e em estado geral ruim.

    Condio que permitia manter a composio num mesmo estado, sem abertura e fechamento de engates, minimizando perturbaes oriundas de choques.

  • 23/05/2013

    22

    L/V NO BRASIL Registro das relaes L/V para cada uma das 316

    rodas (lado externo da curva)L

    m

    edi

    on

    o c

    amp

    oV

    Posio dos eixos no Trem

    L/V NO BRASIL

  • 23/05/2013

    23

    L/V NO BRASIL

    Tempo de durao dos esforos crticos: 2 sees instrumentadas espaadas de 2,5 m

    Seo 1: Ve=0,15V, ou seja, 15% da carga vertical do eixo entregue roda. Imperfeies produziram alvio de carga vertical. Alm disso (L/V)cr=1,33

    Seo 2: A 2,5 m frente, a condio crtica de circulao j no permanecia.

    L/V NO BRASIL

    O fenmeno tem natureza dinmica e altamente complexa, mas seguro dizer que a instabilidade foi muito instatnea (t

  • 23/05/2013

    24

    TRILHO COM DESGASTE (NADAL)

    Magalhes (2002)

    LIMITES DE USO DO TRILHOLIMITES DE USO DO TRILHO

    custo de substituio do trilho limite de desgaste segurana da via Stopatto (1987): o trilho reaproveitado na outra fila at que seu desgaste total atinja aproximadamente 25%Aboleto.Brina (1979): de um modo geral, limite de desgaste perda de 25%Aboleto.

    Desgaste lateral q (figura 21) possa atingir de 32 a 34.Desgaste vertical c1/e 1,6 a 1,8; 1h/111,1.

  • 23/05/2013

    25

    LIMITES DE USO DO TRILHOLIMITES DE USO DO TRILHO

    A proporo entre as massas das partes do perfil, em relao massa total:

    40 a 42 %

    22 a 18 %

    38 a 40 %

    LIMITES DE USO DO TRILHOLIMITES DE USO DO TRILHO

    Tabela 01 Mximo desgaste do boleto

    Fonte: RFFSA (23 apud 4)

    As bitolas, larga e mtrica, no podero exceder 1,620m e 1,020m.

  • 23/05/2013

    26

    LIMITES DE USO DO TRILHOLIMITES DE USO DO TRILHO

    Gabarito manual RFFSAGabarito manual RFFSA

    Depende do tipo de trilho

    Se a face se ajustar ao boleto indica que um certo % de desgaste foi atingido.

    LIMITES DE USO DO TRILHOLIMITES DE USO DO TRILHO

    Gerenciamento do Gerenciamento do TRTR--6868

    Fonte: Branco e Ferreira (2002)

  • 23/05/2013

    27

    LIMITES DE USO DO TRILHOLIMITES DE USO DO TRILHO

    Medio de desgasteMedio de desgaste

    Fonte:

    Metr Rio (2006)

    Brastan

    A pior configurao no contato roda-trilho para o descarrilamento aassociao entre roda nova e trilho comdesgaste prximo ao limite ltimo dedesgaste lateral. A possibilidade de escalada da rodaseria maior nesta situao devido regio de contato. O contato entre roda e trilho novos sed na regio superior do friso (2), ondeo ngulo maior. Com roda nova etrilho desgastado, o contato ocorre naregio inferior do trilho (1), onde ongulo menor, reduzindo o limitecrtico de L/V.

    Magalhes (2002)

    RODA NOVA TRILHO USADO

  • 23/05/2013

    28

    CAUSAS DE DESCARRILAMENTOCAUSAS DE DESCARRILAMENTO

    Friso falso;Causa: Durante a passagem do vago numa juno do trilho, este funciona como degrau vindo a ocorrer o descarrilamento (roda subia no trilho).

    IMPORTNCIA DA LUBRIFICAO

    Fatores que aumentam o atrito:

  • 23/05/2013

    29

    INFLUNCIA DA AREIA EM CURVA

    Alm disso, recomenda-se o uso adicional de areia

    CAUSAS DE DESCARRILAMENTOCAUSAS DE DESCARRILAMENTO

    Cunha de frico com desgaste acentuado;Causa: As cunhas de frico tem a funo de um amortecedor no sistema de suspenso de truque, porm se estas estiverem com desgastes, geram alvio instantneo da carga causando desequilbrio e aumentando a relao L/V facilitando a subida da roda.

  • 23/05/2013

    30

    CAUSAS DE DESCARRILAMENTOCAUSAS DE DESCARRILAMENTO

    Ampara balano fora da regulagem;Causa: Com o ampara balano desregulado, ou seja, folgas acima e abaixo do permitido, o mesmo provoca o balano excessivo ocasionando salto das rodas, vindo a descarrilar.

    CAUSAS DE DESCARRILAMENTOCAUSAS DE DESCARRILAMENTO

    Molas dos truques cansadasCausa: Mola de truque cansada faz com que as espiras encostem uma nas outras eliminando o efeito da suspenso (fora elstica).

  • 23/05/2013

    31

    CAUSAS DE DESCARRILAMENTOCAUSAS DE DESCARRILAMENTO

    Desgaste dos discos e do prato pioCausa: Este desgaste causa a desregulagem que dificulta as inscrio dos truques nas curvas.

    CAUSAS DE DESCARRILAMENTOCAUSAS DE DESCARRILAMENTO

    Folga do disco intermedirio do centro do pio;Causa: Balano lateral do vago excessivamente.

  • 23/05/2013

    32

    PARA EVITAR DESCARRILAMENTOPARA EVITAR DESCARRILAMENTO

    Manuteno de via

    Lubrificao lateral

    Nivelamento

    Manuteno de veculos

    Treinamento operacional

    O AMV constitudo por diversos conjuntos de peasmetlicas, solicitadas por esforos de natureza dinmica queatingem valores considerveis; As necessidades de manuteno crescem com maiorrapidez que as da prpria linha corrida. No objetivo dos servios de manuteno restabelecerpara os AMVs as cotas terica de construo e sim admitirfaixas de utilizao dentro de parmetros de tolernciaspr-fixados.

    DESCARRILAMENTO EM AMVs

  • 23/05/2013

    33

    Descarrilamentos em AMVs podem ocorrer por diversas razes:

    DESCARRILAMENTO EM AMVs

    Magalhes (2010)

    DESCARRILAMENTO EM AMVs

    Recomenda-se o registro de todas as marcas deixadas peloacidente. Exemplos: Marcas de subida; Frisagem das rodas sobre o boleto; Marcas de queda; Choque contra peas do AMV; Marcas de arrastamento.

    http://noticias.terra.com.br

    2004: De acordo com a CTPM, um dormentefoi colocado num aparelho de mudana devia (AMV), o que causou o descarrilamento.

    Local prximo da Estao Imperatriz Leopoldina, na Lapa, zona oeste da capital paulista

  • 23/05/2013

    34

    DESCARRILAMENTO EM AMVs2012: Descarrilamento no trechode linha frrea prximo a RubioJunior, distrito de Botucatu.

    http://www.jcnet.com.br

    DESCARRILAMENTO EM AMVs

    http://www.jcnet.com.br

  • 23/05/2013

    35

    DESCARRILAMENTO EM AMVsClassificao em funo de vestgios:

    Circulao pela ponta: Circulao pelo Coice:

    DESCARRILAMENTO EM AMVs

    O acidente abaixo aconteceu devido a uma brincadeira de uma pessoa queacionou a chave do desvio indevidamente; a agulha do AMV ficou "jurada(centrada). Ao passar ali, os dois primeiros rodeiros da locomotiva entrarampara a direita, e os outros dois para a esquerda.

    ESTRADA DE FERRO PERUS-PIRAPORA

    http://efperuspirapora.blogspot.com.br

  • 23/05/2013

    36

    Composta por agulha,trilho de encosto deagulha, escoras laterais,placas de apoio bitoladorae de deslizamento, barrade conjugao, aparelhode manobra e tirante demanobra e calos eparafusos.

    Composta pelostrilhos de ligaoentre o coice daagulha e o jacare os trilhosexternos e placasde apoio.

    Composto pelojacar, contratrilhos etrilhos de encosto doscontratrilhos e placasde apoio especiaispara cruzamento.

    DESCARRILAMENTO EM AMVs

    Ao circular sobre o Jacar as rodas encontram necessariamenteuma descontinuidade na linha de bitola logo aps a dobra daGarganta do Jacar at a ponta do Corao, falha esta desenvolvidaexatamente para permitir a circulao dos frisos na outra direo.

    Assim, preciso que haja grande harmonia construtiva nosjacars para permitir a circulao segura tanto dos veculos quepercorrem o trilho A - B pela direita quanto daqueles que,entrando pela via desviada, percorrerem o trilho C D.

    DESCARRILAMENTO EM AMVs

  • 23/05/2013

    37

    ABERTURA OU NMERO DO AMVO numero do jacar define a sua abertura, ou seja, a relaoentre a distncia da ponta terica a uma determinada seo opostaa ponta, normal a bissetriz do ngulo do jacar e a distncia entreas linhas de bitola medida nesta seo. O nmero do jacar, que tambm o numero do AMV, pode ser tambm definido como acotangente da metade do ngulo de abertura do jacar.

    DESCARRILAMENTO EM AMVs

    COTAS DE SALVAGUARDA

    - As cotas de salvaguarda so estabelecidas em funo dos parmetros dimensionais e tolerncias de desgaste dos rodeiros dos veculos ferrovirios que iro circular sobre os AMV.- A seguir so apresentadas cotas de salvaguarda em AMV padro AREMA, jacar com ncleo de ao mangans e asas em trilho e em jacar de trilhos usinados.

    DESCARRILAMENTO EM AMVs

  • 23/05/2013

    38

    DESCARRILAMENTO EM AMVsFolga livre passagem na agulha deslocada

    * Esses valores devero ser utilizados nos AMV's dos trechos de linha que no operam com locomotivas modelos GT-26, SD-40, BB-36, DDM e Dash 9.

    DESCARRILAMENTO EM AMVs

  • 23/05/2013

    39

    V = bitola da viaCC = calha do contra-trilhoCJ = calha do jacar

    Exame Dimensional - Cota de Livre Passagem (LP)

    A = bitola de eixamento do rodeiroF = espessura do frisoD = acrscimo de segurana (desgaste CC)

    DESCARRILAMENTO EM AMVs

    DESCARRILAMENTO EM AMVs