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ferrovias sinalizaçao e comunicaçao, Exercícios de Prototipagem e Ferramentas

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Tipologia: Exercícios

2020
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Curso: Engenharia Civil
Disciplina: Ferrovias
Professor: Lucinei Tavares de Assunção
SINALIZAÇÃO E COMUNICAÇÃO
NAS FERROVIAS
Aluno:
Edinaldo da Silva Lima - 201403169
Brasília, 06 de Julho de 2020
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Curso: Engenharia Civil Disciplina: Ferrovias Professor: Lucinei Tavares de Assunção

SINALIZAÇÃO E COMUNICAÇÃO

NAS FERROVIAS

Aluno: Edinaldo da Silva Lima - 201403169 Brasília, 06 de Julho de 20 20

Sumário

  • 1 - INTRODUÇÃO
  • 2.1: Evolução dos Sistemas de Sinalização
    • 2.2: Origens
    • 2.3: Utilização de meios de comunicação
    • 3 : Intertravamento e Sinais Mecânicos
    • 3.1 Circuitos de Via, Sinais Luminosos e Intertravamento a Relés.................................
  • 3.2 : Sinais
    • 3.2.1 : Sinais Luminosos
  • 3.3 : Aparelhos de Mudança de Via
    • 3.3.1 : Chaves
    • 3.3.2 : Associações de Chaves
    • 3.3.3 : Máquinas de chave
  • 3.4 : Detecção
    • 3.4.1 : Circuito de Via
    • 3.4.2 : Contadores de Eixos
  • 4 : Conclusão
  • 5: Bibliografia

Segundo THEEG & VLASENKO (2009), há três princípios:

  • Todas as seções da via a frente de um trem devem estar livres e permanecer livres até a passagem desse trem;
  • Todas as partes móveis da via devem permanecer alinhadas e travadas de acordo com a rota designadas para um trem até a passagem total desse trem pela parte móvel;
  • As mudanças na velocidade de um trem devem ser iniciadas a uma distância suficiente para que o mesmo atinja a velocidade requerida no local desejado. Já FENNER (2007) considera que existem quatro princípios fundamentais:
  • Ajustar, travar e proteger a rota de um trem;
  • Permitir apenas um trem em uma seção da via;
  • Travar uma rota até que o trem tenha passado completamente por ela ou parado com segurança;
  • Minimizar as chances de um trem entrar em uma seção sem permissão. Assim, vê-se que apesar de algumas diferenças, ambos os conjuntos de princípios tem relação direta com a dificuldade que há para se parar um trem em situações de emergência. Ou seja, evita-se qualquer possibilidade de dois trens estarem no mesmo local ao mesmo tempo, desde que os veículos obedeçam às licenças e limites de velocidade estabelecidos pela sinalização ferroviária. 2.1: Evolução dos Sistemas de Sinalização A criação e a evolução dos sistemas de sinalização ferroviária estão intimamente ligados à necessidade de se aumentar o fluxo e a velocidade dos trens numa mesma malha ferroviária. 2.2: Origens Nas primeiras ferrovias existentes, não havia sistemas de sinalização quaisquer. O principal objetivo era fazer com que um trem saísse de sua origem e chegasse ao seu destino, sem causar acidentes

Quando da existência de tráfego simultâneo nos dois sentidos, tornava-se necessário eleger um pátio para, obrigatoriamente, cruzar esses trens em sentido contrário entre a origem e o destino dos mesmos. Por exemplo, na Figura 1, vê-se que os trens um e dois só podem deixar a estação C quando ambos se cruzarem nesta mesma estação (CAZELLI, 2012). Figura 1 Pátio de Cruzamento

2. 3 : Utilização de meios de comunicação De acordo com que o volume de tráfego aumentava, tornou-se necessário aumentar o número de cruzamentos obrigatórios entre trens de sentidos opostos. Esse aumento tornou a operação cada vez mais complicada e houve necessidade de maior controle sobre o tráfego. E neste contexto , o aumento da velocidade de alguns trens tornou necessário o início de manobras de ultrapassagem. Alem disso, a utilização de comunicação entre estações e o registro das partidas e chegadas dos trens nas estações foi possível através do telégrafo. Simultaneamete , aparece o conceito de licenciamento. O licenciamento nada mais é que uma autorização de movimento por ordem escrita. Assim, quando uma licença era emitida a um trem, a mesma era informada às estações seguintes para que os operadores dessas estações não licenciassem trens para o mesmo trecho 3 : Intertravamento e Sinais Mecânicos Sinais mecânicos foram desenvolvidos com a funcionalidade de fornecer uma indicação aos maquinistas da posição da chave. Um sinal levantado indicava que a chave estava corretamente posicionada e, assim, que o maquinista poderia prosseguir. A Figura 1 .2 mostra um exemplo de sinal mecânico.

No mesmo período surgiu o conceito de Seção de Bloqueio: "trecho de via férrea, de limites definidos, cuja utilização para movimento de trens é controlada por sinais de bloqueio". (CAZELLI, 2012). Segundo seu conceito, uma seção de bloqueio pode ser ocupada por apenas um trem por vez, portanto seus sinais de bloqueio devem permanecer fechados para qualquer outro trem que tente o adentrar. Com as tecnologias apresentadas, já se era possível controlar o tráfego de trens sem a necessidade de licenças verbais ou escritas passadas ao maquinista pelo operador de estação. Contudo, isso não era feito, pois toda a segurança estava nas mãos do homem. Dessa forma, as licenças ainda eram transmitidas aos maquinistas em todas as estações a fim de se mitigar possíveis incidentes e acidentes. 3.1 Circuitos de Via, Sinais Luminosos e Intertravamento a Relés Inventado em 1872 por William Robinson, o Circuito de Via é utilizado para a detecção de trens dentro de uma seção de bloqueio. Seu princípio de funcionamento é a injeção de uma corrente em uma extremidade da seção e a recepção pelo outro (CAZELLI, 2012). A passagem dos rodeiros na seção causa um curto-circuito de forma que a não chegada de corrente ao receptor indica a ocupação dessa seção de bloqueio. Um exemplo pode ser visto na Figura 1 .4. Figura 1.4 Esquema de um Circuito de Via (CAZELLI, 2012) Com o advento e a diminuição do custo de utilização de energia elétrica, foi possível substituir os então sinais mecânicos por luminosos. Os sinais luminosos

apresentam como principal vantagem sua melhor visualização, principalmente à noite. A Figura 1 .5 mostra um exemplo de sinaleiro luminoso. Figura 1.5 Sinaleiro Luminoso Além disso, os sinais luminosos podem apresentar diferentes aspectos de acordo com a cor, combinação de cores ou intermitência. Cada aspecto indica uma velocidade máxima e um modo de operação até, normalmente, o próximo sinal. (CAZELLI, 2012). Ao fim da Segunda Guerra Mundial, surgiram os primeiros sistemas de intertravamento a relés (THEEG & VLASENKO, 2009). Esses sistemas se caracterizam pela utilização de relés especiais que minimizam a possibilidade de falhas inseguras. Segundo THEEG & VLASENKO (2009), as principais características desses relés são:

  • Tem um alto limiar de operação, a fim de evitar que o mesmo seja energizado erroneamente;
  • Todos os contatos que pertencem a uma mesma armadura rigidamente, de forma que se um contato está em uma posição, é possível afirmar que todos os demais também o estão;
  • Os contatos são feitos de materiais especiais que não se colam ou se fundem. Com o advento das tecnologias descritas nesse tópico, foi possível a invenção do CTC, Controle Centralizado de Tráfego. Esse modelo de controle permitiu aumento significativo da velocidade e da densidade de tráfego na malha.

Historicamente os sinais luminosos tinham como fonte de luz lâmpadas incandescentes. Por não haver soluções melhores, grande parte dos sinais ainda utiliza essa tecnologia (THEEG & VLASENKO, 2009). Os aspectos de sinais e seus significados variam de acordo com a ferrovia na qual estão instalados. Os aspectos são regulamentados de acordo com o Regulamento de Operações Ferroviárias de cada ferrovia. No Brasil, a Associação Brasileira de Normas Técnicas, a ABNT, criou um padrão de aspectos e significados. Figura 1.6 Aspectos de sinais luminosos e seus significados

3.3 : Aparelhos de Mudança de Via

Os aparelhos de mudança de via são elementos que possuem partes móveis. Podem ser utilizados para transferir o material rodante de uma via para outra, fazer o cruzamento de vias e proteger que veículos façam movimentos não autorizados, através do descarrilamento dos mesmos. (THEEG & VLASENKO, 2009).

Embora existam diversos aparelhos de mudança de via de acordo com as diversas situações em que se necessita suprir as funções descritas acima, este trabalho focará nas chaves. 3.3.1 : Chaves Uma chave é um aparelho de mudança de via que faz a interface somente entre duas vias. A Figura 3.7 representa a estrutura de chave e suas principais partes. Figura 1 .7 Esquema de chave (adaptado de BRINA, 1979) A máquina de chave é a parte responsável pelo dispositivo de movimentação da chave. Nela estão presentes os tirantes de operação, que causam a movimentação das agulhas; e, quando existentes, os tirantes de indicação, que indicam a correspondência da chave em uma posição: normal ou reversa. As agulhas são as partes efetivamente móveis de uma chave. Elas são as responsáveis por fechar o caminho a ser percorrido pelas rodas de um veículo ferroviário, levando-o para determinada via. Os contratrilhos são os trilhos que impedem que as rodas, ao passarem pelo jacaré, entrem na via errada e ocasionem um descarrilamento. O jacaré é a região de intersecção entre as duas vias. Neste ponto é onde podem ocorrer desvios de uma roda, causando descarrilamento do veículo. Desse fato surge a necessidade da utilização de contratrilhos. 3.3.2 : Associações de Chaves De acordo com a necessidade, diferentes layouts podem ser formados a partir da associação de duas ou mais chaves. A Figura 1 .8 apresenta as mais facilmente encontradas.

  • Alterar a posição da chave: aplicar força sobre as agulhas;
  • Travar a chave: segurar as agulhas na posição após o término do movimento;
  • Supervisionar a chave: indicar a posição atual das lâminas às pessoas de interesse e/ou ao sistema de sinalização. A indicação, em especial, é muito importante por questões de segurança. Um trem que passe sobre uma chave que não está corretamente posicionada e indicada pode gerar destruição da máquina de chave e, no pior dos casos, descarrilamentos ou colisões com veículos que estão na linha adjacente. As máquinas de chave podem ser talonáveis ou não-talonáveis. As primeiras permitem que os rodeiros do trem, ao passarem por sobre as agulhas em posição contrária, movimente-as a fim de permitir sua passagem e a não quebra da chave. As últimas, em contrapartida, não permitem esse movimento das agulhas, sendo elas travadas mecanicamente (CAZELLI, 2012). 3.3.4.1: Operação da Máquina de Chave Elétrica (THEEG & VLASENKO, 2009) A seguir serão apresentados a operação e os componentes de uma máquina de chave elétrica e sua interface com as agulhas do aparelho de mudança de via. A Figura 1.9 mostra as partes de uma máquina de chave. Figura Partes de uma máquina de chave (adaptado de THEEG & VLASENKO,

A energia elétrica é convertida por um motor de corrente contínua ou alternada em energia mecânica. O rotor do motor está conectado em uma caixa de redução, formada normalmente por um jogo de engrenagens, para aumentar o torque aplicado. O movimento rotativo é transferido para a progressão dos tirantes de operação que movimentam as agulhas da chave.

Os contatos de detecção verificam a posição das agulhas através da conexão com os tirantes de indicação. Os contatos fecham de acordo com o alinhamento das agulhas, indicando para qual posição a chave está alinhada, ou se não está alinhada corretamente para nenhuma das duas posições.

3.4 : Detecção

Os sistemas de detecção são utilizados para fornecer informação da posição de objetos e veículos na ferrovia. Essas informações são utilizadas, principalmente, para questões de segurança e prevenção de acidentes por licenciamento (THEEG & VLASENKO, 2009). Os tipos de objetos que podem ser detectados são os seguintes (THEEG & VLASENKO, 2009):

  • Veículos ferroviários: trens e veículos rodoferroviários;
  • Objetos em passagens de nível: veículos rodoviários e pessoas não relacionadas à ferrovia, que cruzam a mesma;
  • Obstáculos: todos os outros objetos que possam de alguma forma interferir no movimento dos veículos ferroviários. 3.4.1 : Circuito de Via Os circuitos de via são utilizados para a detecção de trens através da injeção e recepção de corrente elétrica no trilho. Para delimitar um circuito de via e, também, evitar a interferência de um circuito no adjacente, são instaladas juntas isolantes entre os trilhos. Essas juntas, como o nome sugere, isolam eletricamente um circuito do outro. 3.4.2 : Contadores de Eixos Outra maneira de detectar a presença de um trem em uma seção da via é a utilização de contadores de eixos. Esses dispositivos utilizam sensores eletromagnéticos instalados nos trilhos que, com a variação do fluxo magnético causado pela passagem dos rodeiros, contam-nos (CAZELLI, 2012). Os contatos (sensores) detectam a passagem de um rodeiro. A fim de se detectar o sentido do movimento, utilizam-se dois sensores próximos, o digitalizador transforma o sinal analógico em digital. Normalmente são situados próximos aos sensores de forma a não perder o sinal analógico.

Engineering and Technology Professional Development Course on Electric Traction Systems, 2006. INTERMODAL Log-In Logística Disponível em https://www.loginlogistica.com.br/Mercado/Entendendo-Transporte-Multimodal.aspx Acessado em 17/03/ THEEG, G., VLASENKO, S. Railway Signalling & Interlocking - International Compendium Eurail Press, 2009.