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SUBSTITUIÇÃO DE CONTADORES DE EIXOS POR CIRCUITOS DE Menção Honrosa no III Prêmio Amsted Maxion de Tecnologia Ferroviária; trabalho apresentado no seminário técnico no Negócios nos Trilhos – Encontrem 2005, outubro de 2005, São Paulo. Autor: Jedson Luís Lopes Goularte, coordenador de sinalização na ALL
RESUMO Projeto de substituição de 15 contadores de eixos por circuitos de via durante os anos 2004 e 2005 que gerou aumento de 58% no aumento da disponibilidade de rotas sobre as seções de via intermediárias (localizadas entre dois pátios de cruzamento adjacentes) ganho do recurso de detecção de trilhos quebrados no trecho sinalizado controlado pelo Centro de Controle Operacional (CCO).
INTRODUÇÃOEste trabalho tem como objetivo a descrição da troca de circuitos de via por contadores de eixos, realizada no trecho sinalizado – CTC (Controle de Tráfego Centralizado) - de uma operadora ferroviária, abordando tipos de equipamentos utilizados e resultados obtidos. Contadores de eixos e circuitos de via executam a mesma função: percepção da presença de composições ferroviárias em uma seção de via definida. O que muda é a forma de como fazem isso.
DEFINIÇÕESContador de eixos É composto por uma unidade central avaliadora (AVALIADOR) e sensores instalados nas extremidades da seção de via que se deseja monitorar (seção de bloqueio). A comparação entre a contagem dos eixos que invadem a seção de bloqueio e a contagem daqueles que a deixam leva o AVALIADOR a acusar via “livre” ou “ocupada” (BLOQUEIO).
Figura 1: Utilização de um contador de eixos O AVALIADOR fica instalado na sala de equipamentos de um dos pátios de cruzamento. A conexão aos sensores locais (mesmo pátio de cruzamento) é realizada por cabos metálicos. A conexão aos outros sensores (extremidade oposta da seção de bloqueio) é realizada por fibra ótica e equipamentos de interface. Quando a seção de bloqueio está livre, o AVALIADOR energiza a bobina de um relé vital, o qual possui um repetidor no pátio localizado na outra extremidade da seção de bloqueio. Os contatos desses relés são intertravados com a abertura de rotas sobre a seção de bloqueio. O AVALIADOR utilizado por esta operadora ferroviária é o AzL-70 (Fotografia 1):
A existência de equipamentos com alto grau de exposição, conforme ilustrado nas fotografias 2, 3 e 4, torna o sistema contador de eixos bastante vulnerável a atos de vandalismo. Além disso, devido a uma certa fragilidade do EAK30 quanto à ocorrência de transientes eletrônicos originados de descargas atmosféricas, o equipamento apresenta alto índice de falhas durante dias em que ocorrem tempestades. Circuito de via Conjunto de equipamentos montados em armários de equipamentos instalados no campo, ao longo da ferrovia (locação) que implementam sinais elétricos de transmissão e recepção, utilizando os trilhos da seção de via monitorada (seção de bloqueio) como meio de propagação. Se o sinal de transmissão chegar à recepção, um relé vital tem sua bobina energizada. Para cada relé receptor de circuitos de via, existe um repetidor dentro de uma sala de equipamentos, os quais têm seus contatos intertravados com as aberturas de rotas.
No projeto do CTC da operadora ferroviária, todos os pátios de cruzamento possuem tipicamente seis circuitos de via: Via Principal, Via Reversa, AMV esquerdo, AMV direito, Aproximação esquerda e Aproximação direita. Já as seções de bloqueio (intermediárias) em alguns casos são monitoradas por circuitos de via e outros, por contadores de eixos.
A maioria dos circuitos de via utilizados na operadora ferroviária, transmitem sinais em forma de onda senoidal. Cada um deles possui filtros seletivos de frequência. Circuitos de via adjacentes devem possuir diferentes frequências de operação para se evitar o risco de um receptor responder equivocadamente à transmissão de um outro circuito de via. Já que o circuito de via utiliza os trilhos como meio de condução de sinais eletrônicos, trilhos quebrados impedem que o sinal chegue ao receptor, o que provoca uma falsa indicação de via ocupada. Isto quer dizer que os circuitos de via oferecem o “recurso extra” de detecção de trilhos quebrados.
COMPARAÇÕES Através das percepções e experiências das equipes de manutenção desta operadora ferroviária, foi elaborada uma tabela de comparação entre a operação dos dois equipamentos:
A baixa disponibilidade dos contadores de eixos durante fortes chuvas, sua vulnerabilidade a atos de vandalismo e, principalmente, a detecção de trilhos quebrados por parte dos circuitos de via levaram a operadora a iniciar a troca de 15 contadores de eixos por circuitos de via durante os anos de 2004 e 2005.
CIRCUITO DE VIA TIPO REED Todos os circuitos de via instalados na ocasião da montagem do CTC da operadora ferroviária são do modelo REED (1) e foram produzidos pelo fabricante britânico GEC, existindo dois tipos: transmissão em alta potência e transmissão em baixa potência. As aproximações recebem circuitos de via de alta potência. Praticamente todos os circuitos de via de vias principais e reversas são de alta potência também. Apenas os circuitos de via de AMV´s e linhas de início de trecho sinalizado são implementados por equipamentos de baixa potência. Nota (1): A operação de circuitos de via REED é de um certo grau de complexidade, já que requer a utilização de fontes de alimentação, amplificadores de potência, osciladores, filtros seletivos, atenuadores e relés, além de proteções eletrônicas necessárias a todos os equipamentos instalados em armários de locação instalados ao longo da ferrovia.
Os equipamentos REED de alta potência podem implementar um circuito de via de aproximadamente 3.000 metros. Já aqueles de baixa potência implementam um circuito de via com aproximadamente 1.400 metros.
COMPRIMENTO E TRANSMISSÃO CENTRAL O critério utilizado para definir quais contadores de eixos seriam substituídos inicialmente, foi o comprimento da seção de bloqueio. As três primeiras seções de bloqueio alteradas possuíam 1.380, 1.210 e 1.930 metros, respectivamente. Em todas elas foram instalados equipamentos REED de transmissão de alta potência. Das 10 seções de bloqueio que receberam circuitos de via no lugar dos originais contadores de eixos em 2004, quatro delas possuíam comprimentos superiores a 3.200 metros. Para se implementar circuitos de via nesses locais foi necessário utilizar pontos de transmissão central, conforme ilustra a figura a seguir:
Com transmissão central, pode-se duplicar o comprimento do circuito de via. Assim um circuito de via de REED GEC de alta potência pode ser estendido até 6.000 m. A principal desvantagem é a necessidade de pontos de alimentação intermediários, nem sempre disponíveis, ou se disponíveis, carentes de energia estabilizada. Dos quatro circuitos de via montados com transmissão central, um deles utilizou energia originada de uma sala de equipamentos do CTC (já estabilizada em com grupo gerador para garantir o abastecimento). Para os outros três, foram montados armários de locação com no-breaks e bancos de baterias que oferecem uma autonomia de quatro horas durante falhas no abastecimento da concessionária de energia elétrica.
PRIMEIRAS CONCLUSÕES Ao final das 10 primeiras trocas realizadas em 2004, as conclusões dos responsáveis pelo projeto e subsequente manutenção dos novos circuitos de via foram as seguintes:
TROCAS REALIZADAS EM 2005 Em 2005 o projeto de troca de outros 5 contadores de eixos por circuitos de via deveria levar em consideração as distâncias das seções de bloqueio envolvidas e os custos de aquisição de novos equipamentos, já que conforme dito no item anterior, não havia equipamentos REED em quantidade suficiente. As primeiras procuras por equipamentos REED GEC apontaram uma pequena oferta e custos considerados impraticáveis.
Circuitos de via DC A solução encontrada foi a compra de relés vitais de alimentação DC, fabricados pela australiana SELECTRAIL, além dos demais componentes necessários para a montagem de um circuito de via tipo DC (transformadores, resistores e retificadores). O custo final, comparando-se com os circuitos de transmissão e recepção REED era aproximadamente 70% menor. Esses circuitos de via tipo DC substituíram equipamentos REED de baixa potência montados em seções de via de 100 metros de comprimento localizadas em entradas do trecho sinalizado (CTC).
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