ESTRATÉGIA PARA REDUÇÃO DE FRATURAS DE TRILHOS EM TÚNEIS

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1 ESTRATÉGIA PARA REDUÇÃO DE FRATURAS DE TRILHOS EM TÚNEIS 2

2 RESUMO As fraturas de trilho são eventos indesejáveis a operação e a manutenção de uma ferrovia. Além de causar a interrupção da circulação de trens para a correção do defeito, este tipo de ocorrência pode gerar alto risco de acidentes. As fraturas de trilho ocorrem por vários fatores, tais como fadiga, desgaste, defeitos superficiais, perda de socaria, variação de temperatura, etc. As conseqüências são inúmeras intervenções como substituição de trilhos, execução de soldagem no trecho, correção geométrica manual ou mecanizada, restabelecimento da fixação e até mesmo, em alguns casos, a substituição dos dormentes pois os mesmos perdem as condições ideais de uso. Os túneis das ferrovias antigas, na sua maioria executados em épocas passadas, não são dotados de elementos de drenagem das águas que brotam do teto dos mesmos, contribuindo assim com uma parcela considerável para o surgimento de fraturas de trilhos. Neste trabalho será apresentada a estratégia utilizada pela operadora ferroviária em um segmento ferroviário de cerca de 244 km para a redução do número de fraturas de trilhos em regiões de túneis. Foram adotadas medidas que buscam eliminar a precipitação de água do teto dos túneis na superestrutura ferroviária. O alto índice de ocorrência de fraturas dentro dos túneis da região analisada causa um valor elevado de indisponibilidade. Após a execução dos serviços o número de fraturas registradas por mês foi reduzido assim como a indisponibilidade. Além do benefício direto da redução de fraturas existem também benefícios indiretos, como o aumento da confiabilidade e segurança para a operação, redução do custo de manutenção da via permanente e, principalmente, o aumento da segurança no trecho. 3

3 1. INTRODUÇÃO Fraturas em trilhos são eventos indesejáveis a operação e a manutenção de uma ferrovia. Após a ocorrência é necessário o atendimento imediato para correção do defeito o que provoca a interrupção da circulação de trens. Em um determinado segmento ferroviário de aproximadamente 244 km de extensão ocorreram no período entre 2002 e 2005 inúmeras fraturas, conforme mostra a tabela 01. Ano Fraturas Extensão (km) Fraturas / Km , , , ,0 Média 268 1,1 Tabela 01 - Histórico de fraturas em trecho - Fraturas / km No mesmo período e neste mesmo segmento ferroviário, em um túnel de 8,7 km de extensão, foi registrada uma média ainda maior de fraturas de trilhos por quilômetro, conforme pode ser visto na tabela 02. Ano Fraturas Extensão (km) Fraturas / Km ,7 1, ,7 2, ,7 1, ,7 2,9 Média 17,5 2,0 Tabela 02 - Histórico de fraturas em túnel - Fraturas / km 2. CAUSAS PRINCIPAIS DO PROBLEMA Após a investigação das ocorrências foi identificados que os principais fatores que contribuíram para o surgimento das fraturas no trecho em estudo foram: Trilho fadigado; Volume de transporte; Variação de temperatura; Tensão residual; Defeitos internos; Precipitação de água dos tetos dos túneis. 4

4 3. OBJETIVO Neste trabalho será apresentada a estratégia utilizada pela operadora ferroviária do trecho em questão para a redução do número de fraturas de trilhos em regiões de túneis. Foram adotadas medidas que buscam eliminar a precipitação de água do teto dos túneis na superestrutura ferroviária. 4. CONSEQUÊNCIAS DA ÁGUA NOS TÚNEIS O transporte ferroviário gera uma grande quantidade de finos que, aliado à contaminação do lastro ferroviário causado pela socaria mecanizada e à água proveniente do teto dos túneis provocam uma grande quantidade de bolsões de lama (figura 01). A ocorrência de bolsões causa a perda da socaria nestes locais. Figura 01 - Bolsão dentro de túnel A execução da limpeza destas impurezas é praticamente inviabilizada caso sejam utilizados os métodos tradicionais (lero, carrinho de mão, etc). As condições locais dificultam o trabalho e tornam obrigatória a utilização de big-bags para o acondicionamento do material retirado durante a limpeza. A figura 02 mostra o big-bag utilizado. 5

5 Figura 02 - Bib-bag utilizado para remoção do material proveniente da limpeza de lastro Como uma das conseqüências inevitáveis da perda de socaria, as fixação dos trilhos nos dormentes são danificadas causando a necessidade de deslocamento das placas de apoio ou até mesmo a substituição dos dormentes, placas e tirefonds. A fixação também é danificada em função do excesso de água, que causa a corrosão do material fazendo com que o mesmo tenha que ser substituído. Defeitos superficiais em trilhos são agravados pela perda de socaria, falta de fixação, variação de temperatura do trilho, excesso de carga por eixo. Nos locais onde há a presença de água, como nos túneis, a combinação descrita influência diretamente no aumento do número de fraturas. A análise das tabelas 01 e 02 exemplifica esta situação, pois no mesmo período ocorreram em média 1,1 fraturas por quilômetro no trecho e praticamente o dobro, 2 fraturas por quilômetro, dentro de um túnel. A ferrovia estava exposta às mesmas condições sendo que, dentro do túnel, há presença de maciça de água. 5. PROPOSTA DE SOLUÇÃO ADOTADA Nesta seção serão apresentadas as ações desenvolvidas pela equipe de manutenção de via permanente para eliminar a precipitação de água dentro de túneis, evitando assim a ocorrência de fraturas de trilhos dentro dos mesmos Contratação de intervalos 6

6 Por se tratar de um segmento ferroviário de transporte em linha sinalizada com operação à distância, quando a paralisação da operação se faz necessária tem que se fazer um planejamento detalhado das interrupções antes da realização dos serviços. Tem que se buscar o mínimo de interferência possível para a circulação dos trens Parceria com a equipe de Eletroeletrônica Os túneis da ferrovia em questão são sinalizados e por isso houve a necessidade de um planejamento muito estruturado das atividades. Para garantia da segurança durante os serviços, deverá ser desligada a rede de alta tensão de 13,8 kv, ou quaisquer elementos de energia ou sinalização que coloque em risco a atividade a ser executada, o que exige uma grande sinergia entre todas as equipes envolvidas Contratação de empresa Com o objetivo de melhor logística durante os trabalhos, optou-se pela contratação de uma empresa de montagem de estruturas metálicas localizada próxima à ferrovia. Desta forma teve-se maior agilidade nos serviços e melhor aproveitamento dos nichos da operação ferroviária, facilitando assim a mobilização das equipes Adaptação de andaime Uma das ações que agilizaram o processo e exigiu criatividade da equipe de manutenção de via permanente foi a criação e montagem de uma estrutura metálica telescópica sobre uma carreta ferroviária. Esta solução possibilitou que o serviço fosse realizado somente com a utilização de equipamentos da via permanente, evitando assim o deslocamento de locomotivas e maquinistas para o atendimento. Com a utilização desta solução buscou-se também o aumento da segurança das equipes durante a realização dos trabalhos. A figura 03 mostra a estrutura metálica que serviu de andaime para a realização dos serviços. 7

7 5.5. Material utilizado Figura 03 - Estrutura metálica montada sobre carreta ferroviária Para a eliminação da precipitação dentro dos túneis foram especificadas telhas metálicas galvanizadas, trapezoidais, calandradas nas dimensões de 3,00m x 1,00m x 0,43mm que foram fixadas ao teto dos túneis, sejam eles revestidos (concreto estrutural ou concreto projetado) ou em rocha. 6. EXECUÇÃO DOS SERVIÇOS O trabalho foi iniciado com a instalação de 169 telhas no teto do túnel em 87 pontos de concentração de água. Com esta instalação das telhas a água que anteriormente caia na superestrutura ferroviária foi direcionada para as canaletas de drenagem, o que resultou em um volume de água de aproximadamente litros de água por dia. A figura 04, 05 e 06 mostram a instalação das telhas no teto do túnel utilizando o andaime sobre a carreta ferroviária. Na figura 04 pode-se perceber o volume de água que escoa neste local. Em seqüência foi realizada a limpeza total do lastro nas regiões afetadas pela precipitação de água e a correção geométrica mecanizada de todo o túnel com o objetivo de retirar todos os defeitos de nivelamento do trecho trabalhado. 8

8 Figura 04 - instalação das telhas no teto do túnel Figura 05 - instalação das telhas no teto do túnel 9

9 Figura 06 - instalação das telhas no teto do túnel Foi realizada também a limpeza de toda a extensão de canaletas dentro do túnel para possibilitar o escoamento da água que começou a ser lançada nas mesmas, proveniente do teto do túnel. 7. RESULTADOS Após a realização dos serviços foi verificada uma redução do número de fraturas dentro do túnel, enquanto a média de fraturas no trecho se manteve no mesmo patamar. A tabela 03 mostra a evolução das fraturas em linha corrida e a tabela 04 traz a evolução das fraturas em trilho após a realização dos serviços. Ano Fraturas Extensão (km) Fraturas / Km , , ,8 Média 249,7 1,0 Tabela 03 - Histórico de fraturas em trecho - Fraturas / km 10

10 Ano Fraturas Extensão (km) Fraturas / Km ,7 0, ,7 0, ,7 0,7 Média 3,0 0,3 Tabela 04 - Histórico de fraturas em túnel após o serviço - Fraturas / km Pode-se perceber que após a realização dos serviços de drenagem do teto do túnel houve uma redução de cerca de 85% das fraturas neste local. Entre os anos de 2002 e 2005, no túnel em questão, foram registradas cerca de 1,5 fraturas por mês, o que causava uma indisponibilidade de cerca de 135 minutos por mês. Após a execução dos serviços o número de fraturas registradas por mês foi reduzido para 0,25 fraturas/mês e a indisponibilidade foi reduzida para cerca de 22 minutos/mês. 8. CONCLUSÕES A estratégia adotada para a redução de fraturas em trilhos dentro de túneis obteve sucesso pois houve uma redução de 85% das fraturas. Além deste benefício direto, foram identificados também benefícios indiretos, como: Aumento da disponibilidade da via permanente para a operação ferroviária; Aumento da confiabilidade e segurança para a operação; Redução do custo de manutenção da via permanente. 11