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Departamento

de Engenharia Civil

MMaannuutteennççããoo ee ccoonnsseerrvvaaççããoo ddee vviiaass fféérrrreeaass::

aannáálliissee ddee ccaassooss pprrááttiiccooss Dissertação apresentada para a obtenção do grau de Mestre em

Engenharia Civil – Especialização em Construção Urbana

Autor

Daniela Dias Rodrigues

Orientadores

Prof. Doutor Silvino Dias Capitão

Profª. Doutora Simona Fontul

Instituto Superior de Engenharia de Coimbra

Coimbra, Setembro, 2012

Manutenção e Conservação de Vias Férreas: AGRADECIMENTOS

análise de casos práticos

Daniela Dias Rodrigues i

AGRADECIMENTOS

Esta dissertação não representa apenas o resultado de extensas horas de estudo, reflexão

e trabalho durante as diversas etapas que a constituem. É igualmente o culminar de mais

um objetivo académico que me propus realizar e que não seria possível sem a ajuda de

um número considerável de pessoas. Um grande bem-haja à minha família, amigos e a

todos aqueles que de algum modo me apoiaram ou se privaram da minha companhia

nesta etapa da minha formação e que demonstraram acreditar na oportunidade e na total

realização desta dissertação, apoiando-me e incentivando-me em todos os momentos e

situações. Em particular, agradeço:

Ao Professor Doutor Silvino Dias Capitão, Professor Coordenador do Departamento de

Engenharia Civil do Instituto Superior de Engenharia de Coimbra, orientador do

trabalho que se apresenta, gostaria de agradecer pela sugestão do tema, pela

disponibilização de todos os meios necessários para a sua realização, por todos os

ensinamentos, pela confiança em mim depositada, pelo apoio na superação dos diversos

obstáculos, por toda a dedicação, incentivo e pela sua amizade.

À Professora Doutora Simona Fontul, Investigadora Auxiliar do LNEC e Professora

Auxiliar Convidada do Departamento de Engenharia Civil da Faculdade de Ciências e

Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa, co-orientadora da dissertação, pelo tempo

que disponibilizou, pelos conhecimentos que partilhou, pela dedicação e pela sua

imensa boa disposição.

À Metro do Porto S.A. e à REFER, E.P. pelo apoio institucional e pessoal, pela

dedicação, interesse e disponibilidade que demonstraram e ainda pela documentação

fornecida que possibilitou o desenvolvimento dos trabalhos.

Aos Engenheiros Jorge Quelhas, Jorge Delgado e Luís Neto da Metro do Porto S.A.

pela disponibilidade com que me receberam e conhecimentos transmitidos.

Ao Engenheiro Nuno Teixeira da Metro do Porto S.A. pela visita à rede de metro, pelos

conhecimentos transmitidos, pelo esclarecimento de todas as dúvidas, pela atenção e

tempo dispensados e pela simpatia.

Às Engenheiras Carla Farinha e Sílvia Sequeira da REFER, E.P., pelo tempo

dispensado, conhecimentos e os demais recursos empregues.

Manutenção e Conservação de Vias Férreas: AGRADECIMENTOS


Daniela Dias Rodrigues ii

Aos Engenheiros João Vieira e Marco Baldeiras da REFER, E.P. e restantes pessoas

que proporcionaram a visita ao Entroncamento com o objetivo de apresentar os

equipamentos de inspeção de via.

Ao Engenheiro Jorge Seixas da REFER, E.P. pelo acompanhamento às ações de

manutenção, pelos conhecimentos transmitidos, pelo esclarecimento de todas as

dúvidas, pela atenção, paciência e simpatia.

Ao meu tio, João Sá Marta pelo esclarecimento de dúvidas, pela sua ajuda, pelas

preciosas dicas e amizade.

Ao meu pai, ferroviário de profissão, um saudoso bem-haja pelos conhecimentos,

sobretudo ferroviários, que comigo partilhou. Sem a sua colaboração, dedicação e

amizade, decorridas num tempo bastante anterior à ideia inicial de realização desta

dissertação, a probabilidade de a desenvolver seria bem mais reduzida.

À minha mãe e à minha irmã pelo apoio dado a todos os níveis mas especialmente pela

enorme paciência, pelo ânimo e os sábios conselhos que me transmitiram ao longo da

realização da dissertação, tanto nos maus como nos bons momentos, foram

imprescindíveis.

Manutenção e Conservação de Vias Férreas: RESUMO


Daniela Dias Rodrigues iii

RESUMO

O caminho-de-ferro, tal qual o conhecemos hoje em dia, é o resultado de uma notável

evolução da história no âmbito da engenharia civil. O desenvolvimento económico-

social impulsionou o aumento do nível de qualidade e a densidade das redes de

transporte, sendo que a necessidade das entidades gestoras de oferecerem melhores

serviços de mobilidade de pessoas e mercadorias é cada vez maior. Dadas as exigências

dos utilizadores, cabe às entidades gestoras a tarefa de administrar da melhor forma

possível os seus recursos, de forma a tornar as redes de via-férrea eficientes, modernas e

atrativas para novos utilizadores.

Esta dissertação tem como objetivos caracterizar as ações de manutenção e conservação

geralmente efetuadas na via-férrea, bem como reunir informação sobre o modo de

atuação das entidades gestoras. A realização deste estudo permitiu fazer uma revisão de

conhecimentos relativos à gestão da conservação da via-férrea, designadamente no que

se refere à política de manutenção, classificação das atividades, e tipos de manutenção,

e metodologias de conservação da via. Qualquer intervenção requer que

antecipadamente sejam realizadas inspeções na via-férrea, verificando-se através de

equipamentos específicos a conformidade dos parâmetros da via com as normas. Assim,

quando as inspeções o ditam, as entidades gestoras devem programar e realizar as ações

de manutenção necessárias de modo a restabelecer a qualidade da via.

Neste trabalho foram estudados dois casos que ilustram o modo de atuação de duas

empresas portuguesas, a REFER E.P. e a Metro do Porto S.A. Estas empresas

permitiram o acompanhamento de diversos trabalhos de manutenção, bem como o

contacto com a temática da inspeção de via, tanto ao nível dos equipamentos utilizados

para esse fim, como no que se refere aos dados que permitem recolher.

Com aquelas análises foi possível aprofundar os conhecimentos sobre o que na

atualidade se faz na indústria ferroviária e sobre o que pode ser melhorado, contribuindo

para uma mais eficiente gestão da conservação quando se opta por uma manutenção

mais preventiva do que corretiva.

O objetivo fulcral das políticas e ações de conservação prende-se sempre com a

necessidade de assegurar uma infraestrutura ferroviária com um elevado nível de

qualidade de serviço associado a uma melhor gestão dos recursos disponíveis, o que se

refletirá no crescimento da procura deste meio de transporte.

Manutenção e Conservação de Vias Férreas: ABSTRACT


Daniela Dias Rodrigues iv

ABSTRACT

The railway, as we know it today, is the result of a remarkable evolution in the history

of civil engineering. Economic and social development increased the level of quality

and the density of transport networks. Consequently, the management companies have

to provide better services for the ever-increasing mobility of people and goods. Given

the demands of users, the railway administrations are faced with the task of managing

the resources, in the best way possible, in order to make the railway networks efficient,

modern and appealing to users.

This dissertation aims to describe the inspection, maintenance and rehabilitation of

railway system and to study the procedure in which management operates. During this

study it was possible to obtain updated knowledge about the management of in-service

railway infrastructure, namely the maintenance policy, classification of maintenance

operations, the methodologies for maintenance of the track and the types of

maintenance. Any maintenance activity requires previous inspections to be carried out

on the track. These are made using special equipment, in order to determine whether the

track complies with the regulations or not. So, based on the inspection results, the

managers have to schedule and perform maintenance actions, in order to restore the

required track quality.

In this study, two Portuguese companies were contacted, namely REFER E.P. and

Metro do Porto S.A., for a better understanding of how maintenance policy is performed

in two different railway networks levels, national and urban. These companies gave a

significant contribution to the understanding of the practical and realistic aspects of the

maintenance processes addressed in this dissertation by allowing the monitoring of

various maintenance works and by providing information on track inspections matters.

This latter addressed both the equipment presentation and the access to data provided by

inspection devices.

This analysis attempts to deepen the understanding of what is going on today in the

railway industry and, hopefully, to contribute towards more efficient maintenance

management, highlighting the need for more preventive rather than corrective

maintenance.

The key objective is always to ensure a high level of quality service of the railway

system and the best possible management of resources, which will result in the growth

of demand for railway and tram transport.

Manutenção e Conservação de Vias Férreas: ÍNDICE


Daniela Dias Rodrigues v

ÍNDICE

CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO

1.1. Enquadramento ...................................................................................................................................... 1

1.2. Objetivos e Metodologia ....................................................................................................................... 2

1.3. Organização do Trabalho ...................................................................................................................... 2

CAPÍTULO 2 - SISTEMAS DE GESTÃO DA CONSERVAÇÃO DA VIA-

FÉRREA

2.1. Considerações Iniciais ........................................................................................................................... 4

2.2. Evolução da Manutenção ...................................................................................................................... 6

2.3. Política de Manutenção ......................................................................................................................... 7

2.4. Manutenção da Via-Férrea .................................................................................................................... 9

2.4.1. Classificação das Atividades de Manutenção .......................................................................... 9

2.4.2. Metodologias de Conservação ................................................................................................. 9

2.4.3. Tipos de Manutenção ............................................................................................................ 10

2.5. Considerações Finais ........................................................................................................................... 12

CAPÍTULO 3 – INSPEÇÃO DA VIA-FÉRREA

3.1. Considerações Iniciais ......................................................................................................................... 14

3.2. Tipos de Inspeção da Via-Férrea ......................................................................................................... 15

3.3. Parâmetros da Via e seus Defeitos....................................................................................................... 16

3.3.1. Bitola ..................................................................................................................................... 16

3.3.2. Escala/Sobrelevação/Nivelamento Transversal ..................................................................... 18

3.3.3. Nivelamento Longitudinal ..................................................................................................... 18

3.3.4. Alinhamento Longitudinal .................................................................................................... 20

3.3.5. Empeno ................................................................................................................................. 21

3.3.6. Posicionamento dos Carris .................................................................................................... 21

3.3.7. Defeitos dos Carris ................................................................................................................ 22

3.4. Equipamento de Avaliação de Via ...................................................................................................... 28

3.4.1. KRAB (auscultador de geometria de via) ............................................................................... 28

3.4.2. RMF (medição de desgaste ondulatório) ............................................................................... 29

3.4.3. Ultrassom (auscultação ultrassónica de carris) ..................................................................... 31

3.4.4. LaiserRail (medição do perfil transversal do carril) .............................................................. 32

3.4.5. EM 120 – Veículo de Inspeção Geométrica de Via .............................................................. 33




Daniela Dias Rodrigues vi

CAPÍTULO 4 – AÇÕES DE MANUTENÇÃO


4.2. Ações Mecânicas ................................................................................................................................. 40

4.2.1. Depuração do Balastro ou Desguarnecimento de Via ........................................................... 40

4.2.2. Esmerilagem e Fresagem dos Carris ..................................................................................... 41

4.2.3. Ataque de Via ........................................................................................................................ 43

4.2.4. Ripagem ................................................................................................................................ 43

4.2.5. Renovação Integral da Via (RIV) .......................................................................................... 44

4.3. Ações Manuais .................................................................................................................................... 45

4.3.1. Sabotagem da Travessa ......................................................................................................... 45

4.3.2. Recalce da Travessa .............................................................................................................. 45

4.3.3. Substituição da Travessa ....................................................................................................... 45

4.3.4. Colocação de Lubrificante..................................................................................................... 45

4.4. Equipamentos de Manutenção Mecânica ............................................................................................ 50

4.4.1. Desguarnecedora/Depuradora de Balastro ............................................................................ 50

4.4.2. Esmeriladora de Carris ou Reperfiladora .............................................................................. 51

4.4.3. Atacadeira ............................................................................................................................. 52

4.4.4. Regularizadora ...................................................................................................................... 52

4.4.5. Estabilizador Dinâmico da Via .............................................................................................. 53

4.4.6. “Stoneblower” ....................................................................................................................... 53

4.4.7. Máquina de Soldadura Elétrica de Carris .............................................................................. 54

4.5. Equipamentos de Manutenção Manual ................................................................................................ 55

4.5.1. Martelo Compactador ............................................................................................................ 55

4.5.2. Terifonadora Hidráulica ........................................................................................................ 55

4.5.3. Esmeriladora de Carril .......................................................................................................... 55


CAPÍTULO 5 – CASOS PRÁTICOS PORTUGUESES: REFER


5.2. Entidade Gestora ................................................................................................................................. 59

5.3. Tipos de Ações de Manutenção ........................................................................................................... 60

5.3.1. Manutenção Preventiva Sistemática ...................................................................................... 60

5.3.2. Manutenção Preventiva Condicionada .................................................................................. 61

5.3.3. Manutenção Corretiva ........................................................................................................... 62

5.4. Ações de Conservação ......................................................................................................................... 62

5.4.1. Revisão Periódica .................................................................................................................. 62

5.4.2. Intervenção Pontual ............................................................................................................... 63



Daniela Dias Rodrigues vii

5.4.3. Renovação ............................................................................................................................. 64

5.5. Equipamento de Inspeção de Via ........................................................................................................ 64

5.6. Levantamento Geométrico e Análise dos Parâmetros de Via .............................................................. 64

5.7. Trabalhos Acompanhados ................................................................................................................... 76

5.7.1. Caso Prático 1 ....................................................................................................................... 76

5.7.2. Caso Prático 2 ....................................................................................................................... 79


CAPÍTULO 6 – CASOS PRÁTICOS PORTUGUESES: METRO DO PORTO


6.2. Apresentação da Rede e do Material Circulante .................................................................................. 86

6.3. Constituição da Via ............................................................................................................................. 88

6.4. Tipos de Ações de Manutenção ........................................................................................................... 91

6.4.1. Manutenção Preventiva ......................................................................................................... 91

6.4.2. Manutenção Corretiva ........................................................................................................... 94

6.5. Tolerâncias dos Parâmetros Geométricos da Via ................................................................................ 95

6.6. Equipamentos de Inspeção de Via ....................................................................................................... 96

6.7. Levantamento Geométrico dos Parâmetros Geométricos da Via e Desgaste Ondulatório .................. 97

6.8. Análise do Levantamento Geométrico .............................................................................................. 100

6.9. Considerações Finais ......................................................................................................................... 101

CAPÍTULO 7 – CONCLUSÕES ............................................................................................... 104

7.1. Síntese do Trabalho e Considerações Gerais ..................................................................................... 104

7.2. Prosseguimento de Trabalhos Futuros ............................................................................................... 106

7.3. Considerações Finais ......................................................................................................................... 107

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................................... 108

Manutenção e Conservação de Vias Férreas: ÍNDICE DE FIGURAS


Daniela Dias Rodrigues viii

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2.1. Rede Ferroviária Nacional em Exploração ................................................................................ 8

Figura 3.1. Ilustração esquemática da bitola ............................................................................................. 16

Figura 3.2. Alargamento da bitola .............................................................................................................. 17

Figura 3.3. Estreitamento da bitola ............................................................................................................. 17

Figura 3.4. Ilustração esquemática da sobrelevação ou escala ................................................................... 18

Figura 3.5. Desnivelamento transversal ..................................................................................................... 18

Figura 3.6. Ilustração esquemática do defeito de nivelamento longitudinal ............................................... 19

Figura 3.7. Linha desnivelada longitudinalmente ....................................................................................... 19

Figura 3.8. Esquema do encaminhamento dos rodados através da via-férrea ............................................ 20

Figura 3.9. Desalinhamento da via-férrea................................................................................................... 20

Figura 3.10. Ilustração esquemática do empeno ......................................................................................... 21

Figura 3.11. Mancha interior oval e fratura ................................................................................................ 23

Figura 3.12. Mancha interior oval .............................................................................................................. 23

Figura 3.13. Fenda transversa progressiva em estágio final ....................................................................... 23

Figura 3.14. Carril colocado fora de serviço com fenda transversa progressiva ........................................ 23

Figura 3.15. Fenda horizontal ..................................................................................................................... 24

Figura 3.16. Carril com desgaste de onda curta num carril de gola ............................................................ 24

Figura 3.17. Carril com desgaste de onda curta .......................................................................................... 24

Figura 3.18. Carril com desgaste de onda longa ......................................................................................... 25

Figura 3.19. Registo de desgaste ondulatório ............................................................................................. 25

Figura 3.20. Fenda longitudinal vertical ..................................................................................................... 26

Figura 3.21. Desgaste num dos lados da cabeça do carril .......................................................................... 27

Figura 3.22. Desintegração da superfície de rolamento .............................................................................. 27

Figura 3.23. Descascamento da superfície de rolamento do carril ............................................................. 27

Figura 3.24. Descascamento lateral da cabeça do carril: vista superior ..................................................... 28

Figura 3.25. Descascamento lateral da cabeça do carril: vista em perfil .................................................... 28

Figura 3.26. KRAB Light (auscultador de geometria de via da REFER) ................................................... 28

Figura 3.27. Computador de bordo do KRAB da REFER para armazenamento dos dados ........................ 29

Figura 3.28. Ecrã do computador do KRAB antes do início da medição .................................................... 29

Figura 3.29. RMF 2.3E (aparelho de medição do desgaste ondulatório da REFER) .................................. 29

Figura 3.30. Princípio de funcionamento do RMF ..................................................................................... 30

Figura 3.31. Ecrã do computador do RMF antes do início da medição ...................................................... 30

Figura 3.32. Gráfico do desgaste ondulatório gerado pelo RMF ................................................................ 30

Figura 3.33. Computador de bordo do KrautKramer USM25 .................................................................... 31

Figura 3.34. KrautKramer USM25 em serviço .......................................................................................... 31

Figura 3.35. Veículo de inspeção de via através de ultrassons ................................................................... 31

Figura 3.36. LaiserRail ............................................................................................................................... 32

Figura 3.37. Sobreposição do perfil do carril medido (linha vermelha) e novo (linha azul) ..................... 32

Figura 3.38. EM 120 – Veículo de inspeção geométrica de via da REFER ............................................... 33

Figura 3.39. Localização do equipamento de análise da geometria da via ................................................. 33

Figura 3.40. Cabine de condução .............................................................................................................. 34

Figura 3.41. Computadores de armazenamento e tratamento de dados ...................................................... 34

Figura 3.42. Gráfico dos parâmetros geométricos ...................................................................................... 34

Figura 3.43. Relatório dos defeitos da via .................................................................................................. 35

Figura 3.44. Relatório sumário ................................................................................................................... 35



Daniela Dias Rodrigues ix

Figura 3.45. Imagem do perfil transversal do carril ................................................................................... 36

Figura 3.46. Sistema laser de medição do perfil transversal da via ............................................................ 37

Figura 3.47. Gráfico do perfil transversal da via ........................................................................................ 37

Figura 3.48. Identificação de um ponto crítico com marca de cor deixada pelo veículo de inspeção ....... 37

Figura 4.1. Contaminação do balastro com partículas finas ...................................................................... 41

Figura 4.2. Esmerilagem............................................................................................................................. 42

Figura 4.3. Carril depois de esmerilado ...................................................................................................... 42

Figura 4.4. Carril reperfilado pelo método de fresagem ............................................................................. 43

Figura 4.5. Via-férrea que sofreu deslocamento transversal....................................................................... 44

Figura 4.6. Renovação integral de via-férrea .............................................................................................. 44

Figura 4.7. Tombo da via ........................................................................................................................... 45

Figura 4.8. Esquema do tombo da via ........................................................................................................ 45

Figura 4.9. Massa lubrificante .................................................................................................................... 47

Figura 4.10. Lubrificador de carril ............................................................................................................. 47

Figura 4.11. Colocação do lubrificador fixo de via .................................................................................... 48

Figura 4.12. Esquema do lubrificador fixo de via ...................................................................................... 48

Figura 4.13. Lubrificadores de verdugos .................................................................................................... 49

Figura 4.14. Aplicação do lubrificante na roda .......................................................................................... 49

Figura 4.15. Desguarnecedora .................................................................................................................... 50

Figura 4.16. Esquema de funcionamento da desguarnecedora-depuradora ................................................ 50

Figura 4.17. Esmeriladora de carris ............................................................................................................ 51

Figura 4.18. Esmeriladora em funcionamento ............................................................................................ 51

Figura 4.19. Atacadeira .............................................................................................................................. 52

Figura 4.20. Regularizadora ....................................................................................................................... 53

Figura 4.21. Estabilizador Dinâmico da Via .............................................................................................. 53

Figura 4.22. Stoneblower ............................................................................................................................ 54

Figura 4.23. Camião rodo-ferroviário de soldadura ................................................................................... 54

Figura 4.24. Martelo compactador ............................................................................................................. 55

Figura 4.25. Tirefonadora hidráulica .......................................................................................................... 55

Figura 4.26. Esmeriladora manual de carril................................................................................................ 56

Figura 5.1. Evolução da bitola nas campanhas realizadas entre 2008 e 2011 ........................................... 65

Figura 5.2. Evolução da bitola nas campanhas realizadas entre 2008 e 2011 no intervalo [4310;

4330] m com medições de 25 em 25 cm ................................................................................. 65

Figura 5.3. Evolução do empeno nas campanhas realizadas entre 2008 e 2011 ......................................... 65

Figura 5.4. Evolução da escala nas campanhas realizadas entre 2008 e 2011 no intervalo [1030;

1050] m com medições de 25 em 25 cm ................................................................................. 66

Figura 5.5. Evolução do nivelamento transversal esquerdo nas campanhas realizadas entre 2008 e

2011 ....................................................................................................................................... 66

Figura 5.6. Evolução do DP do nivelamento longitudinal esquerdo nas campanhas realizadas entre

2008 e 2011 ............................................................................................................................ 66

Figura 5.7. Evolução do DP do nivelamento longitudinal direito nas campanhas realizadas entre

2008 e 2011 ............................................................................................................................ 67

Figura 5.8. Evolução do DP do alinhamento longitudinal esquerdo nas campanhas realizadas entre

2008 e 2011 ............................................................................................................................ 67

Figura 5.9. Evolução do DP do alinhamento longitudinal direito nas campanhas realizadas entre

2008 e 2011 ............................................................................................................................ 67



Daniela Dias Rodrigues x

Figura 5.10. Representação da bitola na 1ª Campanha de 2008 e tolerâncias da classe V ......................... 69

Figura 5.11. Representação da bitola na 2ª Campanha de 2008 e tolerâncias da classe V ......................... 69

Figura 5.12. Representação da bitola na 1ª Campanha de 2009 e tolerâncias da classe VI ........................ 69



Figura 3.15. Representação do empeno e tolerâncias da classe VI/V......................................................... 71

Figura 5.16. Balastreiro .............................................................................................................................. 76

Figura 5.17. Descarga de balastro .............................................................................................................. 76

Figura 5.18. Esquema da descarga de balastro ........................................................................................... 77

Figura 5.19. Via depois da descarga de balastro ........................................................................................ 77

Figura 5.20. Atacadeira em funcionamento ................................................................................................ 77

Figura 5.21. Cabine da atacadeira .............................................................................................................. 78

Figura 5.22. Balastro depois da ação da atacadeira .................................................................................... 78

Figura 5.23. Regularizadora em funcionamento ......................................................................................... 78

Figura 5.24. Sistema de limpeza da regularizadora .................................................................................... 78

Figura 5.25. Via-férrea depois da ação da regularizadora .......................................................................... 79

Figura 5.26. Sistema de estabilização do Veículo Estabilizador Dinâmico ................................................ 79

Figura 5.27. Local da intervenção aquando da inspeção ............................................................................ 80

Figura 5.28. Local da intervenção no dia da obra (balastro contaminado com finos) ................................ 80

Figura 5.29. Remoção do balastro com a giratória ..................................................................................... 81

Figura 5.30. Dresina para transporte do balastro e detritos ........................................................................ 81

Figura 5.31. Aperto de fixações com terifonadora ..................................................................................... 82

Figura 5.32. Colocação do geotêxtil e do balastro novo ............................................................................. 82

Figura 5.33. Ataque manual do balastro com martelo compactador .......................................................... 82

Figura 6.1. Mapa da Rede de Metro do Porto ............................................................................................ 87

Figura 6.2. Eurotram .................................................................................................................................. 88

Figura 6.3. Flexity Swift ............................................................................................................................. 88

Figura 6.4. Transição do carril U50 para o carril de gola na Estação de Mandim ...................................... 88

Figura 6.5. Perfil transversal tipo da via em placa com acabamento em relva ........................................... 89

Figura 6.6. Plataforma relvada e empedrada na Estação de Rio Tinto ....................................................... 90

Figura 6.7. Plataforma empedrada e betonada no lado Sul da Ponte D. Luís I........................................... 90

Figura 6.8. Fixação Nabla na Estação da Trindade .................................................................................... 90

Figura 6.9. Esquema da fixação Nabla ....................................................................................................... 90

Figura 6.10. Fixação Vossloh na Estação de Mandim ................................................................................ 90

Figura 6.11. Esquema da fixação Vossloh .................................................................................................. 90

Figura 6.12. Sistema de lubrificação instalado num carril de gola ............................................................. 91

Figura 6.13. União de carris através de soldaduras .................................................................................... 96

Figura 6.14. Levantamento dos parâmetros geométricos: bitola ................................................................ 97

Figura 6.15. Levantamento dos parâmetros geométricos: escala ............................................................... 97

Figura 6.16. Levantamento dos parâmetros geométricos: empeno ............................................................. 97

Figura 6.17. Levantamento dos parâmetros geométricos: alinhamento da fila direita ............................... 98

Figura 6.18. Levantamento dos parâmetros geométricos: alinhamento da fila esquerda ........................... 98

Figura 6.19. Levantamento dos parâmetros geométricos: nivelamento da fila esquerda ........................... 98

Figura 6.20. Levantamento dos parâmetros geométricos: nivelamento da fila direita ............................... 98

Figura 6.21. Levantamento do desgaste ondulatório do carril esquerdo 1 no comprimento de onda

30 a 100 mm ........................................................................................................................... 99



Daniela Dias Rodrigues xi

Figura 6.22. Levantamento do desgaste ondulatório do carril esquerdo 2 no comprimento de onda

30 a 100 mm ........................................................................................................................... 99

Figura 6.23. Levantamento do desgaste ondulatório do carril direito 1 no comprimento de onda 10

a 30 mm .................................................................................................................................. 99

Figura 6.24. Levantamento do desgaste ondulatório no carril direito 2 no comprimento de onda 30

a 100 mm ................................................................................................................................ 99

Manutenção e Conservação de Vias Férreas: ÍNDICE DE TABELAS


Daniela Dias Rodrigues xii

ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 2.1. Assuntos abordados na manutenção e conservação de vias-férreas .......................................... 5

Tabela 3.1. Comprimentos de onda para desgaste ondulatório de onda curta e onda longa em via

balastrada e betonada .............................................................................................................. 25

Tabela 5.1. Unidades Operacionais e seus Centros de Manutenção ........................................................... 60

Tabela 5.2. Níveis de qualidade geométrica do DP para nivelamento e alinhamento longitudinais .......... 72

Tabela 5.3. Dados DP do nivelamento e alinhamento longitudinais da 2ª Campanha de 2009 .................. 73

Tabela 5.4. Análise dos dados DP para determinar o QN e o nível necessidade de AMP ......................... 75

Tabela 6.1. Inspeções e medições a realizar na via (Superestrutura) .......................................................... 92

Tabela 6.2. Inspeções e medições a realizar no carril U50 ......................................................................... 92

Tabela 6.3. Inspeções, medições e limpezas a realizar no carril de gola .................................................... 93

Tabela 6.4. Inspeções e medições a realizar nas fixações........................................................................... 93

Tabela 6.5. Inspeções a realizar nas travessas ............................................................................................ 93

Tabela 6.6. Inspeções e limpezas a realizar nos sistemas de drenagem ...................................................... 93

Tabela 6.7. Inspeções e limpezas a realizar na plataforma empedrada, betonada e balastrada .................. 94

Manutenção e Conservação de Vias Férreas: ABREVIATURAS


Daniela Dias Rodrigues xiii

ABREVIATURAS

AMP – Ataque mecânico pesado

AMV – Aparelho de mudança de via

BLS – Barra longa soldada

CP – Comboios de Portugal, E.P.

DP – Desvio padrão

GPR (Ground Penetrating Radar) – Radar de prospeção

GPS (Global Position System) – Sistema de posicionamento global

IMU (Inertial Measuring Unit) – Unidade de medição inercial

OGMS (Optical Gage Measuring System) – Sistema de medição ótico/ laser

Pk – Ponto quilométrico

PN – Passagem de nível

QN – Nível de qualidade

REFER – Rede Ferroviária Nacional, E.P.

RIV – Renovação integral de via

TQI – Índice de qualidade da via

V – Velocidade máxima no troço

Manutenção e Conservação de Vias Férreas: GLOSSÁRIO


Daniela Dias Rodrigues xiv

GLOSSÁRIO

Agulha – Aparelho de via constituído pelos carris, lanças e outras peças mecânicas,

destinado a assegurar a ligação tangencial de duas vias, permitindo a circulação dos

comboios quer numa quer noutra via (REFER, 2012).

Aparelho de dilatação – Aparelho destinado a absorver as dilatações do carril quando,

por qualquer motivo, é necessário interromper a BLS (REFER, 2012).

Armamento de via – Conjunto definido pelos carris, travessas e fixações (REFER,

2012).

Bogie – Estrutura mecânica constituída por dois ou três eixos e por um sistema de

amortecimento que liga a caixa ao carril (REFER, 2012).

Carril – Componente da superestrutura da via, que recebe as cargas do material

circulante, guiando-o ao longo da linha férrea. É um perfil de aço laminado, em que

podemos distinguir três partes principais: a cabeça, cuja face superior constitui a mesa

de rolamento; a alma, parte vertical ligando a cabeça à patilha; a patilha, base inferior

que assenta sobre as travessas, alargada e oferecendo resistência à alteração da

inclinação transversal dos carris (REFER, 2012).

Catenária – Linha aérea formada por um ou mais fios de contacto colocados

superiormente ao eixo da via que têm a função de transporte de energia elétrica

(REFER, 2012).

Chapim – Elemento da fixação elástica da via, colocado aos pares por cada travessa de

madeira, sob o carril. É uma chapa de aço com formato, furações e entalhes apropriados

para apoio e fixação da patilha do carril (REFER, 2012).

Composição – Unidade ferroviária constituída por um número fixo de viaturas

intermédias e por uma ou duas motoras, idênticas nas extremidades. Uma composição

pode ser composta por uma ou várias unidades, se a acoplagem for compatível (REFER,

2011).

Desquadramento das juntas – Existe desquadramento das juntas dos carris, numa

mesma secção transversal da via, quando as juntas dos dois carris estão desencontradas

(REFER, 2012).



Daniela Dias Rodrigues xv

Desquadramento das travessas – Diz-se que algumas travessas estão desquadradas

quando não existe paralelismo entre elas (REFER, 2012).

Dresina – Veículo ferroviário ligeiro, com tração própria, para transporte de pessoal

operacional, ferramentas e materiais. Poderá ainda rebocar vagões (REFER, 2012).

Eficiência do serviço ferroviário – Capacidade do serviço decorrer com o mínimo de

erros, evitando interrupções na circulação das composições, garantindo as exigências e

as expectativas dos passageiros, num sistema com bom desempenho a baixo custo.

Entrevia – Espaço compreendido entre duas vias paralelas adjacentes. Mede-se entre as

linhas verticais que passam pelos bordos interiores das cabeças dos carris das filas mais

próximas de cada uma das vias (REFER, 2012).

Escala – Diferença máxima na altura entre o carril exterior e interior, medida ao centro

da cabeça do carril (REFER, 2012).

Fila – Designação dada ao carril; numa reta será fila esquerda ou direita consoante o

sentido da marcha; em curva será fila interior ou baixa e fila exterior ou alta (REFER,

2012).

Fixação elástica – Sistema de fixação dos carris às travessas através de chapins

metálicos, garras e palmilhas de borracha canelada interpostas entre o carril e o chapim

(REFER, 2012).

Frenagem – Travagem (REFER, 2012).

Gabari ou Gabarito – Secção transversal ao eixo da via, que define o máximo espaço da

ocupação possível dos veículos quando circulam na via. Este espaço é maior do que o

que resulta das dimensões dos veículos pois considera as posições de inscrição na via

(REFER, 2012).

GPR (Ground Penetrating Radar) – Método geofísico eletromagnético de aquisição e

registo de dados do subsolo próximo da superfície. É utilizado para detetar vazios e

fazer o mapeamento da estratificação do subsolo (Delgado, 2008).

Infraestrutura – Conjunto definido pelas camadas localizadas sob o balastro/laje de

betão, aterros e taludes de escavação, sistemas de drenagem superficial e profunda e

onde se incluem as obras de arte destinadas a suportar a via (REFER, 2012).



Daniela Dias Rodrigues xvi

Junta isolante – Placa isoladora com perfil idêntico ao do carril que se introduz na

abertura da junta entre dois topos de carris adjacentes para assegurar o seu isolamento e

assim garantir a independência das secções de via utilizadas pelos circuitos de via

(REFER, 2012).

Lança – Peça metálica, móvel, de perfil especial, existente em número par numa agulha

e que, movimentada para a esquerda e para a direita por intermédio de um aparelho de

manobra, encosta alternadamente à peça fixa respetiva, obrigando o material circulante

a seguir na direção desejada (REFER, 2012).

Movimento de galope – Movimento de rotação em torno de um eixo transversal

(REFER, 2012).

Movimento de lacete – Movimento de rotação da caixa de um veículo ferroviário ou de

um bogie em torno do seu eixo vertical (REFER, 2012).

Patinagem – Progressão longitudinal, sem rotação, de um ou mais rodados de uma

composição ferroviária (REFER, 2012)

Patinhagem – Rotação, sem progressão longitudinal, de um ou mais rodados de uma

composição ferroviária (REFER, 2012)

Peças móveis – Ver “Lança”.

Pregação – Aperto do carril à travessa. É um sinónimo de fixação (REFER, 2012).

Rebalastragem – Reguarnecimento do balastro da via (REFER, 2012).

Ripagem – Deslocamento transversal da via, que pode ser provocado por determinados

fenómenos, como por exemplo por um aumento exagerado da temperatura ambiente

(REFER, 2012).

Ripar a via – Deslocar lateralmente a via, geralmente para correção de uma curva

(REFER, 2012).

Superestrutura – Conjunto definido pelo armamento de via e pelo balastro (em via

balastrada) ou conjunto definido pelo armamento de via e pela laje de betão (em via em

placa) (REFER, 2012).



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Tombo – Designação dada à inclinação transversal do carril, consiste numa ligeira

inclinação do eixo vertical do carril, para o interior da via, a fim de garantir uma perfeita

adaptação da face superior da cabeça do carril ao aro dos rodados dos veículos,

compensando a elasticidade da alma que, sob o efeito das cargas, se deforma (REFER,

2011).

Traçado – Conjunto das características geométricas, em planta e perfil, de uma via-

férrea (REFER, 2012).

Travessa – Elemento situado transversalmente à via que faz a ligação entre o carril e o

balastro (REFER, 2012).

Verdugo – Flange, rebordo da roda que efetua o guiamento do comboio (Martins,

2010).

Manutenção e Conservação de Vias Férreas: 1. INTRODUÇÃO


Daniela Dias Rodrigues 1

CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO

1.1. Enquadramento

O caminho-de-ferro surgiu com a Revolução Industrial, com o objetivo de dar resposta

às novas exigências de transporte de grandes quantidades a grandes distâncias.

Inicialmente as vias eram utilizadas até à sua inoperacionalidade, sendo posteriormente

necessário substituir os materiais degradados por materiais novos. Como a evolução dos

tempos, os responsáveis pelas infraestruturas notaram que seria mais conveniente

intervir na via antes da sua degradação total. Assim, conseguia manter-se um certo nível

de qualidade, fazendo uma manutenção periódica da via, com custos mais baixos do que

atingindo-se um elevado nível de degradação. Apesar da evolução na construção da via,

das preocupações na determinação do traçado e na rigidez da plataforma é de salientar

que a via se deforma e os seus elementos deterioram-se. Este fenómeno ocorre pois a

partir do momento em que a via é implementada, ficando sujeita a diferentes

solicitações que promovem a sua degradação.

O desempenho económico de uma via-férrea está ligado ao seu nível de rendimento em

relação ao número de interrupções no tráfego da via, onde circulam as composições. Se

uma via está deteriorada provoca uma redução da segurança, redução da

disponibilidade, restrições de utilização, fadiga do material rolante e desgaste na via. As

entidades gestoras das ferrovias utilizam várias técnicas para avaliar e monitorizar o

estado da via de forma a otimizar a utilização da mesma.

Após a construção da estrutura ferroviária é necessário pensar no modelo de gestão e de

manutenção/conservação da via com o objetivo de garantir a fiabilidade e conforto dos

passageiros e a segurança da circulação ferroviária. Para tal, as entidades gestoras

asseguram o cumprimento de exigentes requisitos de qualidade apostando na inovação e

melhoria permanentes.

Portugal iniciou o desenvolvimento do transporte ferroviário em 1844, sendo que a

viagem inaugural do troço entre Lisboa e o Carregado aconteceu em 1856. Os primeiros

investidores eram de caráter privado (CP, 2012). Mais tarde deram origem à CP –

Caminhos-de-Ferro de Portugal. Devido às diretivas europeias, em 1997 foi necessária

uma forte transformação no setor ferroviário. Assim, a CP que até então assumia as

funções de gestão de infraestruturas e operação comercial passou a designar-se por CP -

Comboios de Portugal, E.P, passando a dedicar-se exclusivamente à exploração dos

serviços de passageiros e de mercadorias, surgindo então a REFER – Rede Ferroviária

Nacional, E.P. que assume a gestão das infraestruturas. Contudo, a REFER só assumiu a

totalidade das funções em 1999, ano em que ficou concluído o processo de criação da




empresa. Deste modo, a manutenção, o planeamento e a programação de ações de novos

investimentos ou projetos de modernização da rede ferroviária ficam legalmente

assumidas pela REFER.

1.2. Objetivos e Metodologia

O desenvolvimento deste trabalho teve como objetivo caracterizar a manutenção e

conservação da via-férrea bem como conhecer o modo de atuação das entidades

gestoras.

Para cumprir este objetivo procedeu-se a uma recolha bibliográfica para obter um

conhecimento mais aprofundado do que atualmente se faz e quais os meios e

abordagens a utilizar na manutenção e conservação do sistema ferroviário.

Em parceria com a entidade portuguesa gestora da rede nacional, REFER E.P. e com a

Metro do Porto S.A. foi possível observar o seu modo de atuação na rede. Assim,

obteve-se mais informação acerca do que se faz, hoje em dia, no setor ferroviário em

Portugal.

1.3. Organização do Trabalho

O presente trabalho desenvolve-se ao longo de sete capítulos, fazendo-se em seguida

uma descrição sumária do seu conteúdo.

Neste capítulo inicial faz-se o enquadramento da temática abordada, descrevem-se os

objetivos a atingir, a metodologia seguida e ainda se descrevem os conteúdos de cada

capítulo.

No segundo capítulo descrevem-se os sistemas de gestão da conservação da via-férrea,

ou seja, a política de manutenção, como se classificam as atividades efetuadas nesse

âmbito, as metodologias utilizadas e os tipos de manutenção da via.

O terceiro capítulo aborda a inspeção da via-férrea. São mencionados os tipos de

inspeção, os parâmetros geométricos obtidos nas medições e os equipamentos utilizados

para esse efeito.

No capítulo quarto explicitam-se algumas ações de manutenção, mecânicas e manuais,

bem como os equipamentos de manutenção mecânica e manual.




No quinto capítulo analisa-se o sistema e a metodologia usada em Portugal pela REFER

E.P. São ainda apresentados casos práticos de inspeções de via-férrea e casos reais de

ações de manutenção que foram acompanhados.

No sexto capítulo descreve-se o sistema de manutenção da Metro do Porto S.A,

apresentando-se também casos práticos de inspeções de via-férrea.

No capítulo sétimo apresentam-se as principais conclusões do trabalho realizado,

particularmente sobre os casos práticos de manutenção de vias-férreas estudados e o

prosseguimento de trabalhos futuros.

Manutenção e Conservação de Vias Férreas: 2. SISTEMAS DE GESTÃO DA CONSERVAÇÃO DA VIA-FÉRREA



CAPÍTULO 2 - SISTEMAS DE GESTÃO DA CONSERVAÇÃO DA

VIA-FÉRREA

2.1. Considerações Iniciais

Até há poucos anos, o transporte ferroviário era considerado um sistema decadente pois

apenas se faziam remodelações quando o sistema ficasse inoperacional, o que era uma

atividade extremamente dispendiosa em termos financeiros. Porém, os caminhos-de-

ferro oferecem uma alargada vantagem no transporte maciço de mercadorias a grande

distância, deslocação de pessoas na órbita de grandes aglomerados urbanos e ligações

rápidas interurbanas, oferecendo-se como uma excelente alternativa às autoestradas e às

ligações aéreas. Verificadas as suas potencialidades, deu-se uma forte modernização no

sistema adaptando-o às novas exigências (Leal, 2008).

A ação do tráfego e do meio ambiente são fatores que contribuem para a degradação da

via-férrea logo após a sua implantação. Quanto maior a utilização e mais agressivo for o

ambiente, mais rapidamente aparecerá a degradação. De modo a prevenir as

degradações, há que proceder à manutenção da via de forma a manter um determinado

grau de qualidade (Leal, 2008).

A qualidade dos materiais, as características da infraestrutura, do meio ambiente e o tipo

de manutenção são fatores que influenciam a degradação dos elementos da

superestrutura, tais como: balastro, travessas, carris, fixações, placas de apoio, aparelhos

de mudança de via, etc. (Cacho, 2009).

Assim, o mau estado de uma via é definido pelas condições do material e pela geometria

da via. Estes dois aspetos influenciam-se mutuamente, sendo que se um deles se

apresentar em mau estado, irá contribui para a degradação do outro (Leal, 2008).

Na manutenção das vias, as operações de conservação e renovação de vias e aparelhos

de via visam manter a qualidade da geometria e do estado do material num nível que

garanta a segurança e o conforto no tráfego. O tipo de tráfego e o tipo de composições

que circulam na via são dois fatores que servem para definir a qualidade geométrica da

via (Leal, 2008).

Os responsáveis da manutenção da via têm como objetivo conservar ou restaurar os

elementos que constituem a via. Qualquer que seja o estado da rede, os gestores da via,

devem em primeiro lugar definir níveis de qualidade perante os objetivos fixados para o

sistema ferroviário, e de seguida abordar os melhores meios que têm ao seu dispor




(Cacho, 2009). Para tal é imprescindível definir uma política de manutenção por parte

das entidades gestoras.

Os temas mais importantes do âmbito da manutenção da via-férrea encontram-se

resumidos na tabela 2.1. e serão descritos ao longo deste capítulo.

Tabela 2. 1. Assuntos abordados na manutenção e conservação de vias-férreas

Manutenção

da

Via - Férrea

- Conservação

Classificação das Atividades de Manutenção - Remodelação

- Renovação

- Conservações Convencional e Eventual

Metodologias de Conservação - Conservação Cíclica

- Conservação com Base no

Acompanhamento da Degradação

da Via

- Manutenção Corretiva

- Manutenção - Renovação e Substitição

Preventiva - Revisão

Tipos de Manutenção - Pequenas Conservações

- Manutenção

Preditiva

- Manutenção

Detetiva




2.2. Evolução da Manutenção

Com a evolução dos tempos têm surgido melhorias na atividade de manutenção e

tecnologias mais sofisticadas.

Inicialmente optava-se por uma manutenção corretiva, ou seja, só era realizada a

manutenção da via após a deterioração das suas capacidades. Nessa época, os

equipamentos eram muito simples devido à ausência de desenvolvimento (Cacho,

2009).

Mais tarde, surgiu uma maior preocupação com o estado da via devido ao facto desta

estar sujeita a novas exigências. Deste modo, apareceram os primeiros aparelhos que

permitem a medição da amplitude das vibrações, choques, oscilações e características

geométricas. Assim, surgiu um novo conceito, a manutenção preventiva, que visa

intervir antes que ocorra a degradação da via, através da análise de dados (Leal, 2008).

Nos anos 70, com o aumento da procura deste modo de transporte, passaram a

justificar-se novas preocupações que induzem novos conceitos para a gestão da via-

férrea (monitorização da vida da infraestrutura, disponibilidade e eficiência) (Leal,

2008). Recentemente, os métodos de inspeção e registo de dados melhoraram

significativamente, o que levou ao aparecimento de políticas de manutenção.

A robustez e flexibilidade que os materiais modernos oferecem, conjugadas com a mão-

de-obra cada vez mais especializada, resultam no facto da via-férrea necessitar cada vez

de menos conservação. No entanto, as solicitações, em cargas transportadas e

velocidade são cada vez maiores e as vias novas coexistem com centenas de

quilómetros de linhas antigas, por vezes do fim do século XIX que precisam de

manutenção (Fernave, 2003).

Se a conservação for desprezada, podem ocorrer duas situações:

Uma via antiga pode atingir rapidamente a inoperacionalidade;

Uma via nova ou renovada gerará defeitos em pontos fracos. Estas anomalias

desenvolvem-se a um ritmo muito acelerado e conduzirão a grandes limitações de

velocidade. Deve proceder-se à sua reparação o mais rapidamente possível para evitar a

criação de deformações irreversíveis na plataforma e nos materiais de via. Caso esta

situação ocorra a única solução consiste na substituição por novos materiais.

Entre os pontos fracos mais comuns podemos listar os seguintes (Fernave, 2003):




Numa linha nova ou renovada:

Zonas de plataforma instável;

Zonas mal drenadas;

Zonas de aterro recente;

Proximidade de Obras de Arte;

Entradas e saídas de curvas;

Curvas de raio reduzido;

Soldaduras de carris e juntas isolantes;

Etc;

Numa via antiga os pontos fracos são os mesmos e mais os seguintes:

Juntas de carris;

Aparelhos de dilatação;

Aparelhos de via;

Zonas de balastro colmatado;

Zonas em travessas de madeira;

Etc.

2.3. Política de Manutenção

Na política de manutenção, as entidades gestoras procuram constantemente manter ou

evoluir os níveis de qualidade da rede para os níveis requeridos. Em todas as decisões

tomadas o fator económico é uma questão fulcral, tentando minimizar os custos totais

ao longo dos anos (Cacho, 2009). Além dos custos associados, as decisões de

manutenção baseiam-se na confiabilidade na análise dos resultados das inspeções e

ainda na disponibilidade de materiais, máquinas e operadores (Fontul, 2011).

A política de manutenção estabelece uma base mínima de qualidade para os seguintes

aspetos:

Características da via;

Características do material;

Características do tráfego a que a linha está sujeita.

Deve ainda ter a capacidade de se adaptar a novas situações, tais como: evolução

técnica, metodológica e recursos. Assim, pode assumir-se que a política de manutenção

está sempre num processo de otimização devido à aprendizagem com a análise de

projetos passados e à evolução que se pode prever do futuro (Cacho, 2009).

A definição de uma hierarquização de linhas de modo a definir parâmetros de qualidade

e regras de decisão torna-se imprescindível para aplicar a política de manutenção. Em




Portugal, estes trabalhos são da responsabilidade da Rede Ferroviária Nacional

Portuguesa (REFER, 2007). Esta empresa dá especial importância à velocidade e à

necessidade de estabelecer boas ligações. A hierarquização da rede foi feita

apresentando uma divisão em rede principal, rede complementar e rede secundária, tal

como mostra a Figura 2.1.

Figura 2.1. Rede Ferroviária Nacional em Exploração (REFER, 2007)

Através do levantamento da via e do estado do material que a constitui é possível

descrever o seu estado e estabelecer uma forma de manutenção, organizada em

calendários-programa. Na atualidade, estes podem ser definidos no espaço e no tempo

em função das necessidades reais identificadas pelos levantamentos. Nestes casos




constata-se uma atuação mais reativa do que preventiva. Contudo, a prevenção está

implícita na decisão sobre a altura da atuação (Cacho, 2009).

2.4. Manutenção da Via-Férrea

2.4.1. Classificação das Atividades de Manutenção

As atividades de manutenção da via podem classificar-se em: conservação, remodelação

e renovação.

A conservação é o conjunto de atividades necessárias para manter a qualidade da via

dentro dos limites de tolerância, uma vez que o padrão de qualidade inicial não voltará a

ser alcançado, diminuindo progressivamente após cada intervenção e provocando a

degradação do ciclo próprio de intervenção, ou seja, o prazo entre manutenções diminui

(Cacho, 2009).

A remodelação caracteriza-se pela substituição de uma elevada quantidade de

componentes. O padrão de qualidade inicial da via não é readquirido, nem ultrapassado

embora estas intervenções dilatem os ciclos futuros de manutenção (Leal, 2008).

Por fim, a renovação é o tipo de manutenção que implica a alteração das características

técnicas dos componentes, proporcionando um nível de qualidade superior ao inicial

(Leal, 2008).

2.4.2. Metodologias de Conservação

Antigamente a conservação era definida em duas categorias denominadas: Conservação

Convencional e Conservação Cíclica. Recentemente, surgiram os conceitos de:

Conservação Eventual, Conservação Cíclica e Conservação com Base no

Acompanhamento da Degradação da Via. Seguidamente explicitar-se-ão estes

conceitos.

As Conservações Convencional e Eventual baseiam-se em intervenções de carácter

corretivo, nas quais as operações de conservação só ocorrem à medida que a degradação

surge, não se efetuando programação de trabalhos (Cacho, 2009).

Na Conservação Cíclica a programação dos trabalhos é realizada, pois pressupõe-se que

existe um ciclo temporal para intervir, ao longo do qual é possível fazer a programação

dos serviços de manutenção, não desprezando os limites de segurança da via. Estas




atividades são definidas pelos técnicos responsáveis pela manutenção, com base na

experiência acumulada ao longo dos anos.

A Conservação com Base no Acompanhamento da Degradação da Via pressupõe meios

e equipamentos que permitam uma monitorização sistemática dos dados (Cacho, 2009),

ou seja, baseia-se na monitorização sistemática das condições da geometria da via como

ferramenta de decisão para intervir ou não (Leal, 2008). Esta decisão é tomada

comparando os índices de qualidade, obtidos a partir do levantamento das condições

geométricas da via, com os limites exigidos. Note-se que não é possível prever a

evolução do estado da via, pelo que este método não é uma atitude puramente

preventiva, embora seja uma maneira capaz de evitar degradações inaceitáveis para a

segurança e comodidade dos utentes (Cacho, 2009).

2.4.3. Tipos de Manutenção

i. Manutenção Corretiva

A manutenção corretiva é uma das técnicas mais antigas de intervenção em ferrovias

(Cacho, 2009). Esta atividade só ocorre quando se deteta a avaria ou o deficiente

funcionamento do material. Assim, a intervenção é realizada sem planeamento, visando

a correção da anomalia que compromete o desempenho do sistema. O domínio de

atuação é principalmente ao nível da geometria da via. Conclui-se que o grande objetivo

é recolocar a via em bom estado, de modo a retardar o processo de deterioração,

assegurar a segurança dos comboios e a proteção do material. Paralelamente a estes

trabalhos também podem ser corrigidos alguns defeitos do material.

As anomalias de emergência, isto é, as que ocorrem independentemente de se fazer um

acompanhamento ou não dos equipamentos são o motivo pelo qual este tipo de

manutenção não se pode eliminar por completo. São exemplos de anomalias de

emergência aquelas que interrompem o tráfego ou colocam restrições à circulação em

certos trechos (fraturas no carril, encurvadura do carril, deslizamento de barreiras, entre

outros). Quando uma destas falhas acontece deve-se ao facto de alguma outra forma de

manutenção não ter sido suficiente. Nestas situações a única solução é a reparação da

anomalia (Leal, 2008).

ii. Manutenção Preventiva

A manutenção preventiva, ao contrário da manutenção corretiva, é programada. O

objetivo é atuar antes do sistema apresentar degradações já não recuperáveis sem

remodelação, pois a atuação após o aparecimento das anomalias tem consequências para




a infraestrutura. As atividades realizam-se em intervalos fixos de tempo,

independentemente do material em análise ter ou não um valor crítico de desgaste

(Cacho, 2009).

Salienta-se que a realização de ações de correção da geometria da via em excesso

provoca a degradação prematura do balastro. Assim, é importante determinar o

adequado momento de intervir antes de o sistema entrar em falha. Este tipo de

manutenção tem em conta critérios económicos, ao contrário da manutenção corretiva

que encarece a obra.

As atividades preventivas podem ser agrupadas em três classes (Leal, 2008):

Renovação e substituição: consiste na troca total ou parcial dos materiais da via quando

a quantidade e a qualidade destes já não garante as suas funções ou acarreta despesas de

manutenção corretiva tecnicamente impossíveis ou não rentáveis. São exemplos os

seguintes trabalhos:

Inversão dos carris;

Substituição dos carris gastos ou defeituosos;

Substituição de travessas;

Limpeza e recomposição do balastro.

Revisão: consiste na inspeção de rotina realizada à via e tem a finalidade de eliminar os

defeitos existentes e os que estão em formação. São exemplos os seguintes trabalhos:

Nivelamento da via;

Alinhamento de curvas;

Alinhamento das tangentes.

Pequenas conservações: consiste em pequenas intervenções de substituição do material

ou pequenas reparações com o objetivo de impedir que as condições da via afetem a

segurança, pois destinam-se a corrigir os defeitos que não podem esperar até à próxima

manutenção. Estas atividades de conservação são efetuadas por equipas auxiliadas por

equipamentos mecânicos ligeiros. São exemplos os seguintes trabalhos:

Correção da bitola;

Reforço das fixações;

Eliminação de fraturas nos carris.

iii. Manutenção Preditiva

A manutenção preditiva tem em consideração a vida útil do material da via. Através das

propriedades dos materiais constituintes do sistema é possível determinar qual a sua




vida útil. Quando essas propriedades se começam a alterar é uma indicação de que o

momento de falha se começa a aproximar. O acompanhamento da degradação da

infraestrutura permite avaliar o seu desempenho futuro e planear as ações de

manutenção a executar. A manutenção preditiva encontra-se aliada à manutenção

preventiva, uma vez que a monitorização e estimativa do momento de falha permitem a

programação das atividades (Cacho, 2009).

Existem equipamentos que auxiliam na monitorização de alguns parâmetros pertinentes

à manutenção preditiva, são eles o auscultador de geometria de via e desgaste

ondulatório e o veículo de inspeção geométrica da via (EM 120). A descrição destes

equipamentos encontra-se no Capítulo 3.

iv. Manutenção Detetiva

A manutenção detetiva tem como objetivo assinalar defeitos não detetados nas

operações de manutenção. A auscultação ultrassónica de carris permite realizar esta

análise e deteta sinais de fadiga e fissuras internas. A descrição do aparelho que realiza

esta medição encontra-se no Capítulo 3. A maior parte das administrações ferroviárias

não possui este tipo de manutenção (Cacho, 2009).

2.5. Considerações Finais

Com o passar dos anos e a evolução das tecnologias concluiu-se que o caminho-de-ferro

era um sistema com inúmeras potencialidades e por isso teria interesse contribuir para a

sua modernização, adaptando-o às novas exigências.

Deste modo, surgiram os conceitos de manutenção e conservação de vias-férreas.

Assim, substituíram-se as antigas normas que ditavam apenas a remodelação do sistema

aquando da sua inoperacionalidade por novas regras que optam por uma atitude

preventiva em relação à degradação da via.

As entidades gestoras aperceberam-se das vantagens da realização das atividades de

manutenção, as quais constituem um processo bastante mais económico quando

comparado com o método utilizado no passado que implicava a construção de via

totalmente nova. Estas entidades desenvolveram políticas de manutenção que se

baseiam em manter os níveis de qualidade da rede, sendo que quanto mais importante

esta é, maior o nível de qualidade exigido. Surgem novos conceitos para a gestão da via-

férrea (monitorização da vida da infraestrutura, disponibilidade e eficiência).

Recentemente, os métodos de inspeção e registo de dados melhoraram




significativamente, o que permitiu a escolha de melhores políticas de manutenção

preventiva.

Neste capítulo as atividades de manutenção foram classificadas em conservação,

remodelação e renovação. Sendo a conservação o conjunto de atividades necessárias

para manter a qualidade da via dentro dos limites de tolerância. A remodelação consta

da substituição de uma elevada quantidade de componentes da via. Na renovação

realiza-se a alteração das características técnicas dos componentes, aumentando o nível

de qualidade da rede.

No âmbito da conservação houve necessidade de distinguir três metodologias:

Conservações Convencional e Eventual (a intervenção ocorre à medida que degradação

surge), Conservação Cíclica (pressupõe-se a existência de um ciclo para intervir) e

Conservação com Base no Acompanhamento da Degradação da Via (baseia-se na

monitorização sistemática das condições da geometria da via como ferramenta de

decisão para intervir ou não).

Os tipos de manutenção foram classificados em: Manutenção Corretiva (só ocorre

quando se deteta a avaria ou o deficiente funcionamento do material); Manutenção

Preventiva (tem o objetivo de atuar antes do sistema apresentar degradações já não

recuperáveis sem remodelação, inclui trabalhos de Renovação e Substituição, Revisão e

Pequenas Conservações); Manutenção Preditiva (tem em consideração a vida útil do

material da via); Manutenção Detetiva (tem como objetivo assinalar defeitos não

detetados nas operações de manutenção).

Conclui-se que são de valorizar todos os trabalhos que promovam a prevenção das

degradações, investindo cada vez mais em manutenções de caráter preventivo com o

intuito de diminuir intervenções profundas, mais gravosas para a estrutura e mais

dispendiosas para as entidades gestoras.

Manutenção e Conservação de Vias Férreas: 3. INSPEÇÃO DA VIA-FÉRREA



CAPÍTULO 3 – INSPEÇÃO DA VIA-FÉRREA


A superestrutura é a parte da via-férrea que recebe os impactos diretos da carga, cujos

principais elementos constitutivos são: os carris, as fixações, as travessas e a camada de

balastro (Silva, 2006). Estes estão sujeitos às ações de degradação provocada pela

circulação dos veículos (frequência de utilização, velocidade dos veículos, volume de

carga transportada), deterioração por ataque do meio ambiente, estabilidade da

infraestrutura ou, ainda, pelo facto da via estar apoiada sobre uma camada de balastro

que se encontra sujeita a deslocamentos em todas as direções (Leonardo, 2006).

A qualidade da geometria da superestrutura ferroviária é um fator importante na

determinação da velocidade e das condições de segurança da circulação das

composições ferroviárias. De igual modo, a qualidade da manutenção da geometria da

via influencia a capacidade de circulação ferroviária (Leonardo, 2006).

As inspeções ferroviárias são de grande importância para a avaliação do estado da via e

para determinar o modo de atuação. É através das inspeções que são determinadas as

degradações da via. As inspeções ferroviárias podem realizar-se a pé ou recorrendo a

veículos motorizados.

As atividades de manutenção e conservação em vias-férreas obedecem a especificações

técnicas fixadas em normas. O controlo de qualidade realizado através das inspeções

visa avaliar a conformidade com essas normas. Nessas especificações constam os

parâmetros de via, ou seja, as definições e tolerâncias a respeitar. Através da utilização

de equipamentos de avaliação de via é possível determinar esses parâmetros e compara-

los com as normas. Assim, podemos verificar se existem anomalias, determinar as suas

causas e realizar a reparação.

Também a capacidade de desempenho da via (velocidade máxima permitida, nível de

conforto e segurança, etc.) são avaliadas em função do índice de conformidade com

aquelas especificações técnicas. Por outro lado, se não existir conformidade revela-se a

existência de defeitos de construção, falta de conservação, desgaste ou deterioração de

qualidade.

Embora os parâmetros da via sejam definidos e medidos separadamente, a sua

influência é conjunta, o que implica que o incumprimento de um potencia a avaria de

outro.




No presente capítulo descrevem-se alguns dos mais importantes parâmetros de via e os

respetivos defeitos associados a cada um deles (Fernave, 2003):

Bitola;

Escala/Sobrelevação/ Nivelamento transversal;

Nivelamento longitudinal;

Alinhamento longitudinal;

Empeno;

Posicionamento dos carris;

Defeitos dos carris.

Hoje em dia, está disponível no mercado uma alargada gama de maquinaria, técnicas de

execução e serviços que permitem garantir as exigências para uma infraestrutura

resistente e segura. Os equipamentos disponíveis para além de aumentarem a

produtividade da monitorização propiciam também a adoção de medidas de manutenção

adequadas e consequentemente o aumento da vida útil dos elementos da via (Leal,

2008). Neste capítulo apresentam-se alguns equipamentos de avaliação de via: KRAB,

RMF, Ultrasson, LaserRail e EM 120.

3.2. Tipos de Inspeção da Via-Férrea

Para se detetar os defeitos da via há que fazer o levantamento das necessidades da

mesma recorrendo a inspeções. Através delas obtêm-se dados que permitem determinar

as seguintes necessidades:

Substituição de materiais;

Correção da geometria da via;

Execução de limpezas da via;

Lubrificações periódicas que garantam a segurança, fiabilidade e disponibilidade

da infraestrutura.

De modo a detetar anomalias que possam causar danos na estrutura, as entidades

gestoras promovem ações de vigilância e controlo. Este tipo de ações permite também

recolher informação de diagnóstico que possibilita a programação das ações de

conservação.

Podemos distinguir dois tipos de inspeção:

Inspeção a pé (ronda): feita, se possível, semanalmente, servindo para vigiar em

especial (Fernave, 2003):

O aparecimento de fissuras, mossas e fraturas;

O aperto das ligações e fixações (aperto do carril à travessa);




O funcionamento das juntas de carris e a regularidade das folgas;

O estado das juntas isolantes;

O estado dos aparelhos de dilatação;

O estado geral da via na proximidade dos pontos singulares;

As zonas onde houve trabalhos há menos de três semanas que

desconsolidaram a via;

O ataque das travessas;

O alinhamento;

A limpeza das valetas e dos aquedutos;

A ameaça de desabamento de aterros e trincheiras;

A presença de arbustos, árvores ou qualquer objeto que interfira na

passagem das composições;

O estado do pavimento e a visibilidade nas passagens de nível;

Construções próximas do Domínio Público do Caminho-de-ferro;

Etc.

Inspeção em veículos motorizados: feito duas ou mais vezes por ano e tem como

objetivo a análise do comportamento da superestrutura aquando da passagem de cargas

e velocidades reais (Fontul, 2011).

3.3. Parâmetros da Via e seus Defeitos

3.3.1. Bitola

A bitola de uma via-férrea é a distância entre as faces interiores dos carris, medida

15mm abaixo do plano de rolamento e em esquadria com eles, tal como ilustra a

Figura 3.1.

Figura 3.1. Ilustração esquemática da bitola (Fernave, 2003)

No nosso país as linhas encontram-se classificadas em função da bitola:

Linhas de via normal: a bitola de via é de 1435mm.

Linhas de via larga: a bitola da via é superior à via normal.

Linhas de via estreita: a bitola da via é inferior à via normal (Fernave, 2003).




A bitola é um indicador de qualidade de construção e do estado da conservação da via.

Quando este parâmetro não se apresenta em conformidade com as normas traduz o

reflexo do desgaste e degradação dos materiais ou a presença de anomalias noutros

parâmetros (Fernave, 2003).

O defeito de bitola aumenta o desgaste nos carris e nos rodados das composições. Este

pode ser avaliado sob dois aspetos: alargamento e estreitamento, os quais são descritos a

seguir.

Alargamento da Bitola

Nesta avaliação verifica-se o limite máximo admissível para o valor da bitola. Se o

valor medido é superior ao estabelecido, então a linha está com alargamento como se

pode verificar na figura 3.2 (Silva, 2006).

Figura 3.2. Alargamento da bitola (Silva, 2006)

Estreitamento da Bitola

Nesta avaliação verifica-se o limite mínimo admissível para o valor da bitola. Se o valor

medido é inferior ao estabelecido, então a linha está com estreitamento como demonstra

a figura 3.3 (Silva, 2006).

Figura 3.3. Estreitamento da bitola (Silva, 2006)




3.3.2. Escala/Sobrelevação/Nivelamento Transversal

A escala da via é a diferença máxima na altura entre o carril exterior e interior, medida

ao centro da cabeça do carril (Figura 3.4).

Figura 3.4. Ilustração esquemática da sobrelevação ou escala (Fernave, 2003)

Em curva, as composições ferroviárias sofrem um impulso denominado força centrífuga

para o exterior da mesma. A escala ou sobrelevação tem como objetivo contrariar os

esforços transversais resultantes da força centrífuga (Fernave, 2003).

O defeito de nivelamento transversal é a diferença entre a escala existente num

determinado ponto da via e a escala fixada em projeto, isto é, uma fila está mais alta do

que o previsto. Na figura 3.5 o defeito é a diferença de nível “X”, quando esta é

diferente da escala de projeto (Silva, 2006).

Figura 3.5. Desnivelamento transversal (Silva, 2006)

3.3.3. Nivelamento Longitudinal

O nivelamento longitudinal é o parâmetro responsável pela regularidade do apoio dos

rodados em movimento e assegura a estabilidade vertical dos veículos. Na via-férrea

podem surgir assentamentos devido à pressão exercida pela passagem de grandes cargas

a elevadas velocidades, este tipo de patologia gera irregularidades no apoio dos rodados

e oscilações verticais bruscas no material circulante. Os assentamentos podem

desenvolver-se simultaneamente nas duas filas ou alternadamente numa e noutra.

Os defeitos de nivelamento podem ocorrer logo a seguir à construção ou renovação da

via nos seguintes pontos fracos (Fernave, 2003):

Zonas de plataforma de má qualidade;

Zonas mal drenadas;

Sobre aterro recente;




Zonas de balastro contaminado (colmatado) ou rolado;

Pontos de descontinuidade no apoio das travessas ou dos carris (passagens de

nível, pontões, encontros de obras de arte, etc.);

Travessas mal atacadas;

Soldaduras e juntas de carris;

Etc.

Como se pode verificar na figura 3.6, o defeito de nivelamento longitudinal é o desnível

entre a rasante de dois pontos altos e um ponto baixo situado entre os dois, ou seja,

caracterizada pela formação de pontos altos e baixos ao longo da via, numa das filas, ou

nas duas (Fernave, 2003).

Figura 3.6. Ilustração esquemática do defeito de nivelamento longitudinal

(Fernave, 2003)

O desvio longitudinal é responsável pelo movimento de galope dos veículos ferroviários

circulantes na via desnivelada (Figura 3.7).

Figura 3.7. Linha desnivelada longitudinalmente (Silva, 2006)




3.3.4. Alinhamento Longitudinal

Como se sabe, é por meio dos carris que se faz o encaminhamento das composições nas

ferrovias (Figura 3.8). Esse encaminhamento é feito através do contacto do verdugo do

rodado com a face interior do carril, denominada face de guiamento (Fernave, 2003).

Figura 3.8. Esquema do encaminhamento dos rodados através da via-férrea

(Fernave, 2003)

O alinhamento é o parâmetro responsável pela qualidade do guiamento dos veículos e

assegura a estabilidade lateral dos mesmos. Deste modo, a existência de irregularidades

no alinhamento do carril de guiamento, transmitir-se-á diretamente às composições que

sobre ele circulam, causando instabilidade, em especial a velocidades elevadas. O lacete

(instabilidade lateral) é provocado pelos defeitos de alinhamento (Figura 3.9). Este

fenómeno provoca oscilação transversal, especialmente da locomotiva e do veículo da

cauda.

Figura 3.9. Desalinhamento da via-férrea (Silva, 2006)

Esta situação é muito preocupante, também porque aparece muitas vezes associada à

instabilidade vertical resultante dos defeitos de nivelamento. Assim, conclui-se que as

instabilidades, lateral e vertical, se influenciam mutuamente, provocando esforços na

superestrutura da via e nas suspensões dos veículos. Deste modo, a superestrutura tende

a sofrer uma rápida degradação que coloca a segurança em causa (Fernave, 2003). Por

todos estes motivos, o alinhamento da via é considerado um dos mais importantes

parâmetros para o bom desempenho da mesma.




3.3.5. Empeno

A avaria de empeno caracteriza-se por alterações bruscas de nivelamento transversal as

quais se traduzem em irregularidades no apoio dos rodados.

Na figura 3.10, considerando quatro pontos sobre a base de medição, dois sobre cada

carril, formando um retângulo, define-se como empeno a distância vertical de um dos

pontos ao plano formado pelos outros três (Pereira, 2002). Assim, verificamos que

apenas três pontos assentam, ficando sempre um por assentar. É de notar que se

tentarmos assentar o ponto que ficou por assentar, outro irá levantar, sendo impossível

estabilizar a base de medição (Fernave, 2003).

Este parâmetro é considerado extremamente importante no que diz respeito à segurança

dado que em certas circunstâncias pode ser perigoso, podendo provocar o

descarrilamento de composições.

Figura 3.10. Ilustração esquemática do empeno (Pereira, 2002)

3.3.6. Posicionamento dos Carris

Para o bom funcionamento dos carris é fulcral que estes se mantenham na sua posição

inicial. Porém, os carris estão constantemente a sofrer ações que contribuem para o seu

deslocamento. Em linhas com juntas, os carris sofrem deslocamentos longitudinais

importantes que diminuem drasticamente a eficiência do serviço ferroviário. Estes

fenómenos aumentam de modo proporcional às deficiências de conservação tais como

(Fernave, 2003):




Falta de lubrificação de juntas;

Falta de qualidade das travessas;

Falta de qualidade da fixação;

Etc.

Nestas situações é imperativo proceder-se ao corrimento dos carris que consiste em

deslocar longitudinalmente um carril sem lhe alterar transversalmente a posição, ou

seja, em fazer retornar os carris à posição de origem. Contudo, esta operação é

dispendiosa e os seus efeitos positivos são de curta duração se as deficiências de

conservação não forem corrigidas (Fernave, 2003).

O deslocamento longitudinal incontrolado dos carris, sob o efeito de variações de

temperatura e em conjugação com os esforços de tração e de travagem dos comboios é

um fenómeno que se denomina caminhamento. Os carris estão sujeitos a deslocamentos

que produzem alterações no valor das folgas deixadas quando ocorrem assentamentos.

As mudanças de temperatura provocam dilatações e contrações sucessivas nos carris,

razão pela qual ocorrem os descolamentos. Estes podem ainda ser agravados nos

seguintes casos:

Esforços longitudinais produzidos pelas rodas dos veículos (zonas de travagem e

arranque);

Zonas de plataforma instável;

Zonas de fixação com deficiência de aperto.

Este tipo de patologias forma-se:

Na fila esquerda no sentido crescente da quilometragem;

Na fila direita no sentido decrescente da quilometragem;

No sentido da marcha dos comboios nas linhas da via dupla;

No sentido das pendentes nas linhas da via única.

A denominação “zonas de caminhamento sistemático” surgiu para caracterizar as zonas

em que o caminhamento se produz mais rapidamente. As entidades gestoras da via

tendem a identificá-las com o objetivo de as vigiar sistematicamente (Fernave, 2003).

3.3.7. Defeitos dos Carris

Os defeitos dos carris caracterizam-se por descontinuidades internas potenciadoras de

fadiga. Estes defeitos podem ter origem em problemas relacionados com o seu fabrico

ou alterações mecânicas ocorridas por influência da passagem das composições. O seu

carácter é irreversível.

Os principais defeitos do carril podem ser classificados nos seguintes grupos:




i. Fenda Transversa Progressiva

Caracteriza-se por uma descontinuidade interior oval com origem no núcleo central da

cabeça do carril ou fratura interna horizontal provocada pela temperatura no fabrico

(Figuras 3.11 e 3.12). Com o passar do tempo, esta fenda atinge a superfície do carril

causando de imediato uma falha visível e detetável quer por inspeção visual quer por

equipamento de ultrassom como podemos ver nas figuras 3.13 e 3.14 (Couto, 2007).

Figura 3.11. Mancha interior oval e fratura

(Lee, 2009)

Figura 3.12. Mancha interior oval

Figura 3.13. Fenda transversal

progressiva em estágio final (Lee, 2009)

Figura 3.14. Carril colocado fora de

serviço com fenda transversa progressiva




ii. Fenda Horizontal

Este defeito é originado na fase de fabricação e pode causar “descamação” da superfície

de rolamento (Figura 3.15). Deteta-se visualmente e por equipamento ultrassom (Couto,

2007).

Figura 3.15. Fenda horizontal

iii. Ondulação da Superfície de Rolamento (Desgaste Ondulatório)

O desgaste ondulatório é uma consequência física do contacto roda-carril, sendo um

fenómeno corrente na indústria ferroviária. Esta anomalia caracteriza-se pelo

aparecimento de deformações ondulatórias de periodicidade variável, no plano de

rolamento; manchas horizontais ovaladas ou “estreladas” ou por um traço ondulado,

com um comprimento de onda (distância entre pontos altos) variável (Martins, 2010).

Este defeito apresenta duas modalidades distintas:

Desgaste de onda curta: caracteriza-se por uma sequência de “cumes brilhantes”

e “depressões escuras” da superfície de rolamento (Couto, 2007), como

apresentam as seguintes figuras.

Figura 3.16. Carril com desgaste de onda

curta num carril de gola

Figura 3.17. Carril com desgaste

de onda curta (Lee, 2009)




Desgaste de onda longa: não apresenta qualquer diferença na aparência entre os

cumes e as depressões. Esta modalidade é mais frequente em linhas urbanas

(Figura 3.18).

Figura 3.18. Carril com desgaste de onda longa [1]

Na Tabela 3.1 encontram-se os valores de comprimentos de onda para desgaste

ondulatório de onda curta e onda longa em via balastrada e betonada. É de notar que

para a via balastrada os comprimentos de onda são bastante maiores.

Tabela 3.1. Comprimentos de onda para desgaste ondulatório de onda curta e onda

longa em via balastrada e betonada

Modalidade Via balastrada

(Fernave, 2003)

Via betonada

(Metro do Porto)

Comprimento de Onda Curta (mm) 30 – 200 10 – 30

Comprimento de Onda Longa (mm) 200 – 300 30 – 100

No gráfico da Figura 3.19 podemos verificar o registo de desgaste ondulatório de um

carril, onde se encontra a profundidade das cavidades que formam o desgaste

ondulatório.

Figura 3.19. Registo de desgaste ondulatório (Fernave, 2003)




Os locais mais propícios à ocorrência deste tipo de degradação são os troços onde as

composições arrancam e travam repetidamente (Fontul, 2011), curvas de pequeno raio e

ocorre principalmente na fila baixa, mas também na alta (Fernave, 2003). O desgaste

ondulatório provoca diferentes efeitos nefastos na infraestrutura, tais como:

Fadiga dos carris com o consequente desenvolvimento e propagação de defeitos

internos;

Degradação da geometria da via;

Desgaste das fixações;

Desenvolvimento de fissuras em travessas.

Este fenómeno em estado inicial não acarreta risco para o tráfego. Porém degrada o

conforto no contacto roda-carril e torna a passagem das composições muito ruidosa e

desconfortável para os passageiros (Pereira, 2002).

iv. Fenda Longitudinal Vertical

Este tipo de defeito (Figura 3.20) é de fabricação e pode, em fase terminal, separar a

cabeça do carril em duas partes. O defeito pode ocorrer também na alma ou na patilha

do carril. A sua deteção pode ser visual ou por ultrassom e deve proceder-se à sua

substituição imediata pois este tipo de falhas pode causar a fratura instantânea do carril,

especialmente a baixas temperaturas (Couto, 2007).

Figura 3.20. Fenda longitudinal vertical (Lee, 2009)

v. Desgaste Lateral da Cabeça do Carril

O desgaste lateral da cabeça do carril (Figura 3.21) é um dos mais frequentes, tendo

como causa o movimento de lacete dos rodados. A gravidade desta patologia prende-se

com o facto de ultrapassado o limite de segurança para este desgaste, deixar de ficar

garantido o limite de segurança para a bitola (Couto, 2007).




Figura 3.21. Desgaste num dos lados da cabeça do carril [2]

vi. Desintegração da Superfície de Rolamento

Diz respeito a uma desagregação gradual da superfície de rolamento cujas causas podem

caber ao processo de fabrico ou fadiga (Figura 3.22). Os carris com este defeito devem

ser substituídos em sessões de manutenção previamente agendadas (Couto, 2007).

Figura 3.22. Desintegração da superfície de rolamento

vii. Descascamento da Superfície de Rolamento

Consiste num defeito de fabrico formado principalmente aquando do tratamento térmico

dos carris. Inicialmente observam-se pré-deformações irregulares na superfície de

rolamento com alguns milímetros de profundidade, numa fase mais avançada dá-se o

descascamento em forma de “concha” como mostra a figura 3.23. Este defeito ocorre

aleatoriamente ao longo da superfície, não sendo por isso um defeito isolado (Couto,

2007).

Figura 3.23. Descascamento da superfície de rolamento do carril




viii. Descascamento Lateral da Cabeça do Carril

Nesta patologia o carril apresenta-se, numa fase inicial, com longas manchas escuras,

espaçadas aleatoriamente que evoluem para alongadas saliências, fendas e lascas em

forma de conchas (Figuras 3.24 e 3.25). Frequentemente encontra-se este defeito em

curvas nos carris exteriores (Couto, 2007).

Figura 3.24. Descascamento lateral da cabeça

do carril: vista superior

Figura 3.25. Descascamento lateral

da cabeça do carril: vista em perfil

3.4. Equipamentos de Avaliação de Via

3.4.1. KRAB (auscultador de geometria de via)

O KRAB (Figura 3.26) é um equipamento ligeiro de inspeção de via que foi projetado

para complementar os veículos de medição maiores e mais sofisticados, e é ideal para

ser usado em vias secundárias, ramais ou linhas de metro. Permite medir todos os

parâmetros geométricos de via independentemente da bitola da mesma dado que o seu

sistema é ajustável a bitolas entre 1000 e 1668mm.

Figura 3.26. KRAB Light (auscultador de geometria de via da REFER)




A velocidade de medição é limitada a 7km/h. O veículo de 36kg é empurrado por um

operador ao longo da via e os dados são registados num computador de bordo (Figuras

3.27 e 3.28) que regista as medições em intervalos de 0,25m. Após a medição, os dados

são transferidos para um computador e tratados num software que calcula a geometria

real sendo, por fim, analisada essa geometria (Baldeiras, 2008).

Figura 3.27. Computador de bordo do KRAB

da REFER para armazenamento dos dados

Figura 3.28. Ecrã do computador do

KRAB antes do início da medição

3.4.2. RMF (medição de desgaste ondulatório)

O RMF (Figura 3.29) é um equipamento leve e de fácil manipulação que regista e

armazena o desgaste ondulatório à sua passagem, a cada 2mm.

Figura 3.29. RMF 2.3E (aparelho de medição do desgaste ondulatório da REFER)




Consiste num carro empurrado manualmente ao longo da linha, dotado de dois sistemas

de roldanas (Figura 3.30 - A) que rolam sobre cada carril e de sensores analógicos

(Figura 3.30 - B) com precisão 1/100mm que controlam as oscilações da superfície

enviando os dados para um computador de bordo (Figura 3.31) que efetua a

descodificação das informações analógicas para o formato digital. Esse computador

além de armazenar os dados dos parâmetros de via e desgaste ondulatório regista ainda

a quilometragem percorrida (Leal, 2008).

Figura 3.30. Princípio de funcionamento do RMF (Bance, 2012)

A Figura 3.32 representa um gráfico gerado por este aparelho, em ordenadas encontram-

se as variações do comprimento de onda do desgaste ondulatório e em abcissas

encontra-se a quilometragem. As linhas preta e azul correspondem ao carril direito e

esquerdo, respetivamente.

Figura 3.31. Ecrã do computador do

RMF antes do início da medição

Figura 3.32. Gráfico do desgaste

ondulatório gerado pelo RMF




3.4.3. Ultrassom (auscultação ultrassónica de carris)

O objetivo deste tipo de aparelho é a avaliação das condições mecânicas do carril,

detetando sinais de fadiga e fissuras internas, através da emissão de ultrassons na

superfície do carril (Leal, 2008).

Recentemente, com a implementação de avançadas tecnologias de detenção de

anomalias nos carris, ocorreu uma redução do número de falhas em serviço,

aumentando a sua segurança e disponibilidade.

Este equipamento pode ser manual ou pesado. Como exemplo de um equipamento

manual podemos observar as figuras 3.33 e 3.34. Por outro lado, em termos de

equipamento pesado temos o veículo da figura 3.35 cujos componentes são montados

sobre uma estrutura semelhante à do KRAB e que inspeciona os carris continuadamente,

a uma velocidade de até 40km/h (MRS Logística S.A, 2012).

Figura 3.33. Computador de bordo do

KrautKramer USM25 (Baldeiras, 2008)

Figura 3.34. KrautKramer USM25 em

serviço (Baldeiras, 2008)

Figura 3.35. Veículo de inspeção de via através de ultrassons

(MRS Logística, S.A, 2012)




3.4.4. LaiserRail (medição do perfil transversal do carril)

Este aparelho monitoriza o desgaste dos carris com grande precisão através de um

sistema a laser que faz a leitura do perfil (Brochado et al, 2007). A medição é obtida

fazendo incidir um raio laser no carril, refletindo o seu perfil num painel luminoso, que

mostra o desenho do perfil desgastado sobre o perfil novo, fazendo a comparação entre

ambos e, assim, fornece dados como o desgaste sofrido e a perda da área da cabeça do

carril (Leal, 2008).

O processo de medição utilizando neste equipamento é bastante simples. O aparelho é

levado até ao local onde se pretende realizar a medição e é colocado sobre um carril,

apoiando-se no outro através de uma régua extensora, como se pode verificar na figura

3.36 (Brochado et al, 2007).

Figura 3.36. LaiserRail (Brochado et al, 2007)

Todos os dados são acumulados de forma digital e registados numa base de dados, a

qual permite efetuar comparações com medições anteriores, de forma a criar um

acompanhamento do desgaste do perfil (Leal, 2008).

O programa sobrepõe as medições e compara-as com as dimensões de um carril novo.

Fornece diretamente informações tais como o valor da perda percentual da cabeça do

carril, com a precisão de décimas de milímetro. Posteriormente, é ligado a um

computador, onde é possível sobrepor a imagem do perfil do carril medido com uma

imagem correspondente a um carril novo como se pode observar na figura 3.37. Os

dados obtidos nas medições formam uma base de dados para acompanhamento do

desgaste dos carris (Brochado et al, 2007). Em Portugal, este equipamento é mais

conhecido por perfilómetro ou perfilógrafo.

Figura 3.37. Sobreposição do perfil do carril medido (linha vermelha) e novo (linha

azul) (Baldeiras, 2008)




3.4.5. EM 120 - Veículo de Inspeção Geométrica de Via

Os veículos de inspeção de via são mais sofisticados e a sua tecnologia permite a

inspeção contínua dos parâmetros de via e a comparação com os limites de tolerância

definidos. Este tipo de aparelho engloba medições de vários equipamentos tornando-se

por isso um processo que minimiza trabalhos desnecessários e reduz despesas.

O EM 120 (Figura 3.38) é um dos veículos utilizado para inspecionar as vias

portuguesas a velocidades até 120km/h, sendo propriedade da REFER.

Figura 3.38. EM 120 – Veículo de inspeção geométrica de via da REFER

(Baldeiras, 2008)

O EM 120 possui os seguintes sistemas de inspeção (REFER, 2001):

Sistema de inspeção da geometria de via;

Sistema de inspeção do perfil transversal do carril;

Sistema de inspeção do perfil transversal de via;

Sistema de inspeção da geometria da catenária.

O sistema de inspeção da geometria da via efetua as medições sem contacto, através de

um sistema inercial, que integra as seguintes partes (Figura3.39):

Figura 3.39. Localização do equipamento de análise da geometria da via (REFER, 2001)




GPS: indica a posição na Terra em que o veículo se encontra. Essa informação

importa porque dá a referência inicial e para aferir as medições efetuadas pela

caixa inercial;

IMU (Inertial Measuring Unit): caixa inercial composta por 3 acelerómetros,

que medem acelerações (transformadas em deslocamentos após dupla

integração) segundo 3 eixos que formam 90º entre si, e 3 giroscópios que

medem as variações angulares em torno desses eixos. Permite medir:

alinhamento, nivelamento longitudinal e transversal;

Encoder: sistema de contagem da distância percorrida;

OGMS (Optical Gage Measuring System): equipamento laser/ótico de medição

da bitola. Mede a distância que vai desde a projeção do centro do eixo do bogie

traseiro sobre o plano onde a bitola é medida a cada um dos carris. Este sistema

está integrado com o IMU na definição dos alinhamentos (REFER, 2001).

Os dados recolhidos são armazenados e tratados em computadores e unidades de

controlo dos sistemas de inspeção instalados no EM 120 (Figura 3.40 e 3.41)

Figura 3.40. Cabine de condução

(REFER, 2001)

Figura 3.41. Computadores de

armazenamento e tratamento de dados

Por fim, são gerados gráficos dos parâmetros geométricos (Figura 3.42) onde constam:

1- Nivelamento Longitudinal

Esquerdo;

2- Nivelamento Longitudinal

Direito;

3- Empeno;

4- Bitola;

5- Nivelamento Transversal;

6- Alinhamento Esquerdo;

7- Alinhamento Direito.

Figura 3.42. Gráfico dos parâmetros geométricos (REFER, 2001)




Do lado esquerdo do gráfico está representado o Pk e a velocidade bem como os

eventos que ocorrem (PN, Estações, AMV, etc). Em rodapé são identificados: o troço de

via, a data da análise e o ficheiro de gravação (REFER, 2001).

Alem dos gráficos são elaborados relatórios, sendo o primeiro o relatório dos defeitos

da geometria da via (Figura 3.43) que mostram os defeitos encontrados para as

tolerâncias definidas. As colunas do relatório representam o seguinte:

1- Via analisada;

2- Pk inicial do defeito;

3- Pk final do defeito;

4- Extensão do defeito

(Pk final - Pk inicial);

5- Tipo de defeito;

6- Amplitude máxima do defeito

(mm);

7- Pk onde foi detetada a

amplitude máxima;

8- Classe analisada;

9- Classe onde o defeito era permitido;

10- Subclasse analisada.

Figura 3.43. Relatório dos defeitos da via (REFER, 2001)

O segundo relatório designa-se relatório sumário (Figura 3.44) e nele constam o número

e extensão de defeitos de cada parâmetro nas subclasses pretendidas. As subclasses

representam (REFER, 2001):

A- Tolerâncias de receção de linhas novas ou renovadas;

B- Tolerâncias de conservação de via;

C- Tolerâncias de segurança.

Figura 3.44. Relatório sumário (REFER, 2001)




O sistema de medição do perfil transversal do carril é efetuado através de equipamento

laser/ótico de 4 em 4 metros. O sistema foi concebido para que o perfil do carril seja

medido desde a ligação alma/patilha até à superfície superior da cabeça (Baldeiras,

2008). É criada uma imagem vídeo do perfil transversal, a qual é comparada

dimensionalmente com o perfil tipo. A figura gerada dá a percentagem de cabeça do

carril perdida (Figura 3.45).

Figura 3.45. Imagem do perfil transversal do carril (Baldeiras, 2008)

São também criados gráficos com o andamento dos parâmetros definidos na

configuração utilizando tolerâncias predefinidas. Nesses gráficos consta informação

relativa ao desgaste vertical e lateral dos carris esquerdo e direito. Finalmente surge

ainda o relatório dos defeitos do perfil do carril semelhante ao da geometria da via

(Figura 3.43) com a exceção da coluna da classe que, neste caso, identifica o tipo de

carril (REFER, 2001).

A inspeção do perfil transversal da via é realizada através da medição efetuada por um

sistema laser (Figura 3.46) que obtém as seguintes medidas (Fontul, 2011):

Medição do perfil do balastro;

Medição de distâncias de obstáculos ao eixo da via e a um gabarito (Figura 3.47);

Medição da altura de plataformas;

Medição da largura da entrevia.




Figura 3.46. Sistema laser de medição do

perfil transversal da via (Baldeiras, 2008)

Figura 3.47. Gráfico do perfil transversal

da via (Baldeiras, 2008)

O EM 120 é ainda dotado de Radar de Prospeção (Ground Penetration Radar na

literatura inglesa) para medição da espessura de camadas e equipamento de inspeção do

desgaste ondulatório dos carris (Fontul, 2011).

Os dados obtidos pelo equipamento irão gerar relatórios que são analisados pelas

equipas de manutenção. O programa identifica os pontos onde os parâmetros medidos

não cumprem os limites de segurança. Naqueles relatórios, esses pontos serão

identificados como pontos críticos. Este veículo deixa uma marca de cor na via de

forma a facilitar a localização pontos detetados (Figura 3.48). Os pontos críticos

identificados deverão ser corrigidos de imediato, visto que o risco de descarrilamento é

elevado (Leal, 2008).

Figura 3.48. Identificação de um ponto crítico com marca de cor deixada pelo veículo

de inspeção (Lee, 2009)

A análise do estado das condições geométricas da via não é mais do que realizar a

comparação entre os parâmetros medidos e os valores das tolerâncias estabelecidas em




normas. Geralmente, os dados são analisados sob a ótica da segurança. Assim sendo as

correções são executadas imediatamente. Além disso, podem ser analisados sob a ótica

da manutenção, o que implica uma execução programada das ações (Leal, 2008).


Para realizar e programar as atividades de conservação e manutenção nas ferrovias é

necessário, antes de mais, saber quais as necessidades da via. Neste capítulo foi

abordada a temática da inspeção da via-férrea, ou seja, os procedimentos que visam a

obtenção de informação acerca do estado em que esta se encontra. É através dos

elementos recolhidos nas inspeções que se determinam quais as atividades de

manutenção/conservação que são necessárias: substituição de materiais, correção da

geometria da via, execução de limpezas, etc.

As entidades gestoras promovem inspeções a pé e em veículos motorizados. No

primeiro caso, devem ser efetuadas semanalmente para vigiar especialmente: a

existência de fissuras, ligações e fixações, juntas, zonas onde houve trabalhos há pouco

tempo, qualidade dos matérias, limpeza e desobstrução da via, etc. Ao invés destas, as

inspeções em veículos motorizados realizam-se com uma periodicidade muito mais

alargada e visam analisar o comportamento da estrutura aquando da passagem de cargas

reais, a velocidades reais.

O controlo de qualidade realizado através das inspeções visa avaliar a conformidade de

determinados parâmetros de via, especificados em normas. Os mais importantes

parâmetros de via são: a bitola, a escala ou sobrelevação ou nivelamento transversal, o

nivelamento longitudinal, o empeno e o alinhamento longitudinal. O posicionamento e

os defeitos dos carris são também fatores importantes a vigiar. Embora os parâmetros da

via sejam definidos e medidos separadamente contribuem de forma conjunta para as

condições de funcionamento da via, podendo o incumprimento de um dar origem a

problemas associados a outros.

É através da utilização de equipamentos de avaliação de via que é possível determinar

esses parâmetros e compará-los com as normas. Assim, pode verificar-se se existem

anomalias, determinar as suas causas e realizar as necessárias reparações.

Os equipamentos de avaliação de via descritos neste capítulo são: o KRAB, o RMF, o

Ultrassom, o LaserRail e o EM 120.

O KRAB é um equipamento leve e de fácil manipulação que regista e armazena os

parâmetros da via à sua passagem. O RMF regista e armazena o desgaste ondulatório. O




Ultrassom tem como objetivo a avaliação das condições mecânicas do carril, detetando

sinais de fadiga e fissuras internas. O LaserRail é um aparelho que monitoriza o

desgaste dos carris através de um sistema a laser que faz a leitura do perfil e o compara

com o perfil de um carril novo. Por fim, o EM 120 é um veículo pesado, bastante mais

sofisticado e a sua tecnologia permite a inspeção contínua dos parâmetros da via e a sua

comparação com os limites de tolerância definidos, assinalando os pontos críticos, o que

minimiza trabalhos desnecessários e reduz despesas. Este veículo engloba ainda a

medição do desgaste ondulatório, do perfil transversal do carril, do perfil transversal de

via e ainda inspeciona a geometria da catenária.

Manutenção e Conservação de Vias Férreas: 4. AÇÕES DE MANUTENÇÃO



CAPÍTULO 4 – AÇÕES DE MANUTENÇÃO


A realização de ações de manutenção nas superestruturas ferroviárias é essencial para

que o transporte de passageiros e mercadorias se realize em perfeitas condições de

utilização, segurança e conforto, permitindo a exploração das linhas ferroviárias nos

parâmetros de qualidade exigidos.

A superestrutura é a parte da via-férrea que recebe os impactos diretos da carga, logo

está sujeita às ações de degradação provocadas pela circulação dos veículos,

deterioração por ataque do meio ambiente, estabilidade da infraestrutura ou, ainda, pelo

facto da via estar apoiada sobre uma camada de balastro que se encontra sujeita a

deslocamentos em todas as direções.

No Capítulo 3 foram descritos métodos de avaliação do estado da via-férrea que nos

permitem aferir quais os defeitos existentes e determinar as necessidades da via, ou seja,

determinar quais as ações de manutenção que são necessárias.

Neste capítulo apresentam-se as ações de manutenção de aplicação mais corrente

utilizadas pelas entidades gestoras. Existem ações de manutenção mecânicas e manuais,

nas primeiras podem enumerar-se: a depuração do balastro ou desguarnecimento de via,

a esmerilagem, o ataque da via, a ripagem e a renovação integral da via; quanto às ações

manuais, as mais importantes tarefas são: a sabotagem, o recalce e a substituição das

travessas, e a colocação de lubrificante.

Cada ação de manutenção manual ou mecânica realiza-se com recurso a equipamentos

de manutenção manuais ou mecânicos, respetivamente. Hoje em dia, as operadoras

ferroviárias têm à disposição inúmeros equipamentos com diversos graus de

sofisticação. Existe uma tendência generalizada de cada vez mais se mecanizar a

manutenção. As versões mais modernas de alguns destes equipamentos utilizam

tecnologia laser e mecanismos controlados eletronicamente por unidades

computacionais.

4.2. Ações Mecânicas

4.2.1. Depuração do Balastro ou Desguarnecimento de Via

Depuração do balastro é a ação de realizar a substituição parcial ou total do balastro,

quando este atinge um determinado valor de contaminação, superior ao razoável.




A contaminação do balastro pode ser de dois tipos: contaminação com finos (de baixo

para cima) das camadas inferiores quando não existem camadas protetoras ou estas

estão incorretamente construídas, ou contaminação (de cima para baixo) com elementos

prejudiciais como carvão, minério, areia, restos de vegetação e deterioração devido as

ações climáticas (geadas, amplitudes térmicas, humidade, etc.), como podemos verificar

na Figura 4.1.

Figura 4.1. Contaminação do balastro com partículas finas (Fortunato, 2005)

A degradação do balastro pode ainda ser consequência de outros dois fatores: o tráfego

e os trabalhos de conservação (Fortunato, 2005). No primeiro caso ocorre devido à onda

de avanço das rodas que faz a travessa levantar e voltar a ter impacto sobre o balastro.

Muitas vezes a rotura, o deslizamento e a abrasão no balastro devem-se a este tipo de

esforços dinâmicos. No caso dos trabalhos de conservação a degradação deve-se a

detritos da abrasão devida a um ataque ou a uma esmerilagem.

Para garantir o bom desempenho do balastro é essencial que este tenha boa resistência

mecânica, seja pesado, tenha forma angular com superfícies rugosas, dimensões

25/50mm e se encontre limpo (Fontul, 2011).

Esta ação pode ser realizada por equipamentos tais como: a desguarnecedora ou a

depuradora de balastro, equipamentos descritos na secção 4.4.1.

4.2.2. Esmerilagem e Fresagem dos Carris

A esmerilagem é um tipo de tratamento que se aplica aos carris. Consiste na remoção de

décimas de milímetro de material dos mesmos reduzindo ou eliminando o desgaste

ondulatório por ação de pedras de esmeril. Além de melhorar o perfil longitudinal do

carril permite ainda eliminar pequenas situações de fadiga pontual provocadas pelo

esmagamento à passagem das rodas dos veículos ferroviários (Silva, 2002).




O esmeril atua tangencialmente ao perfil da cabeça do carril, variando o ângulo de

ataque, consoante o ponto de atuação no perfil. Na Figura 4.2 podemos ver o aspeto dos

equipamentos de esmerilagem.

Figura 4.2. Esmerilagem (Martins, 2010)

Presentemente as unidades esmeriladoras encontram-se aptas a esmerilar com alto

rendimento, nos casos de manutenção corretiva com mau estado da via, ou para apenas

efetuarem uma atuação preventiva com uma retificação entre 0,1 a 0,2mm. (Martins,

2010). A esmerilagem preventiva da via além de prolongar a sua vida útil reduz custos

de manutenção do material circulante (Figura 4.3).

Figura 4.3. Carril depois de esmerilado (Martins, 2010)

A esmerilagem tem como principal desvantagem, o facto de produzir partículas

contendo metal. Assim, estas unidades dispõem de aspiradores que recolhem na

esmerilagem pelo menos 70% das poeiras produzidas (Martins, 2010).

A esmeriladora é o equipamento que se utiliza para realizar a esmerilagem, a sua

descrição é apresentada na secção 4.4.2.

A fresagem é um método utilizado somente por um fabricante austríaco. Porém tem tido

algum sucesso dado o bom acabamento final do trabalho de reperfilagem, como

podemos contatar na Figura 4.4.




Figura 4.4. Carril reperfilado pelo método de fresagem (Martins, 2010)

Em termos de vantagens, pode afirmar-se que no final da operação de fresagem

resultam apenas aparas, facilmente recuperadas através de um canal magnético,

evitando assim a poluição do balastro da via-férrea.

Esta metodologia apresenta algumas desvantagens: pouco económica devido ao custo

das peças da fresa. Para cada perfil diferente é necessária uma fresa diferente. É um

aparelho com grandes dimensões e o custo global destas unidades é normalmente muito

elevado, não estando por isso ao alcance de todos. Contudo, é uma alternativa ao

processo da esmerilagem (Martins, 2010).

4.2.3. Ataque de Via

O ataque de via é uma ação que consiste na colocação de balastro abaixo das travessas,

gerando elevação das mesmas, para que fiquem solidamente apoiadas. Esta operação

destina-se a colocar a via no nível correto, impedindo assim a deslocação das travessas

(CP, 1980). Depois de colocado o balastro, faz-se a sua compactação, através de

compressão interna, sujeitando-o a movimentos combinados de vibração e aperto,

eliminando assim os vazios existentes no balastro, aumentando a superfície de atrito e

colocando-o em contacto com as faces inferiores das travessas (REFER, 2012).

O equipamento destinado ao ataque de via designa-se Atacadeira e encontra-se descrito

na secção 4.4.3. Para complementar o trabalho são também necessárias as passagens de

um equipamento regularizador (secção 4.4.4) e ainda um estabilizador dinâmico de via

(secção 4.4.5).

4.2.4. Ripagem

A ripagem é um fenómeno caracterizado pelo deslocamento transversal da via (Figura

4.5), que pode ser provocado por determinados fenómenos, como por exemplo por um




aumento exagerado da temperatura ambiente (REFER, 2012). Ripar a via passa por a

deslocar lateralmente, geralmente para correção de uma curva (Fontul, 2011).

Figura 4.5. Via-férrea que sofreu deslocamento transversal [3]

4.2.5. Renovação Integral da Via (RIV)

A renovação integral da via surge quando após inspeção da via-férrea se verifica que

esta apresenta um estado de degradação bastante avançado. Concluindo-se assim que a

reabilitação por si só não é suficiente perante o estado da via, sendo então necessária a

substituição de elementos da superestrutura/infraestrutura. Quando se opta por este tipo

de ação é também devido ao facto de se revelar mais vantajoso a nível económico e de

cumprimento de prazos. A Figura 4.6 é um exemplo de renovação integral da via na

qual podemos verificar a colocação de novas travessas e novos carris.

Figura 4.6. Renovação integral da via-férrea (Plasser & Theurer, 2012)




4.3. Ações Manuais

4.3.1. Sabotagem da Travessa

A sabotagem da travessa consiste em fazer um corte na madeira da travessa de modo a

proporcionar aos carris a inclinação transversal necessária, ou seja, o tombo da via

(Figuras 4.7 e 4.8).

Figura 4.7. Tombo da via

(Miranda, 2012)

Figura 4.8. Esquema do tombo

da via (Fernave, 2003)

Em Portugal, esta inclinação é de 1:20 nas vias renovadas e de 1:15 nas vias clássicas e

não renovadas.

4.3.2. Recalce da Travessa

O recalce das travessas consiste no nivelamento das mesmas com o objetivo de colocar

a via no nível correto e solidamente apoiada. Este processo realiza-se elevando a via por

meio de macacos, para um nivelamento correto controlado com auxílio de visor, mira,

régua e nível (CP, 1980).

4.3.3. Substituição da Travessa

Quando as travessas já não desempenham convenientemente a sua função devem ser

removidas e substituídas por travessas novas, assim mantem-se a linha férrea com

condições mínimas de apoio e fixação.

4.3.4. Colocação de Lubrificante

O sistema de lubrificação de carris surgiu recentemente no mercado com o objetivo de:

Atenuar o ruído proveniente do contacto roda-carril;




Melhor inscrever dinamicamente o comboio em curvas de raio reduzido que

provoca o desgaste lateral dos carris da fila exterior nas curvas e dos verdugos;

Diminuir a resistência de atrito no movimento das composições.

Para contrariar o desgaste lateral, recorre-se à lubrificação da parte lateral do carril que

entra em contato com a roda da composição, utilizando dispositivos de lubrificação, os

quais podem ser fixos (assentes na via) ou móveis (equipando as locomotivas).

O lubrificante é à base de grafite e deve possuir as seguintes propriedades:

Ter boa aderência aos verdugos;

Ter longa duração;

Ser biodegradável;

Não danificar as travessas.

A lubrificação deve ser aplicada na parte lateral interior dos carris da fila alta das curvas

e nas lanças dos aparelhos de via. O lubrificante não deve atingir a mesa de rolamento

com prejuízo de diminuir o atrito roda/carril, promovendo a patinhagem e

inviabilizando a marcha dos comboios. É de notar que a aplicação de lubrificantes não

deve retirar as condições de atrito dos comboios, capacidades de tração e frenagem,

essenciais à sua segurança. Qualquer situação deste tipo deve ser imediatamente

comunicada às entidades gestoras e reparada com urgência (Fernave, 2003).

Os sistemas de lubrificação têm como desvantagem a sua desafinação a qual leva a

excesso de depósito de massa na via que se espalha para a mesa de rolamento. Quando

esta situação ocorre torna-se necessário realizar a limpeza total da superfície de contacto

do carril, retirando a massa lubrificante com solvente. Este tipo de ocorrência diminuiu

bastante com os novos sistemas de lubrificação de acionamento elétrico com regulação

eletrónica, permitindo um doseamento adequado de massa lubrificante. Pode ainda

acontecer a obstrução do sistema de injeção. Nestes casos deve proceder-se à

desobstrução dos mesmos.

Os sistemas de lubrificação são instalados essencialmente por motivos de prevenção de

desgastes e redução de ruído e vibração. No entanto, estão também associados à redução

do desgaste ondulatório pelo facto de retardar o aparecimento de defeitos na via que

levam à sua formação.

De seguida apresentam-se os dois sistemas de lubrificação, sendo o primeiro fixo e o

segundo móvel.




i. Lubrificação na Via

Este método consiste na aplicação de uma massa (Figura 4.9), semelhante à massa

consistente, através de um sistema mecânico ativado à passagem das circulações

(Figuras 4.10 e 4.11), que deposita uma carga de lubrificante na zona lateral do carril

que entra em contacto com os rodados que, por sua vez, irão distribuindo o lubrificante

ao longo do carril (REFER, 2012). A massa é transportada pelos rodados e distribuída

ao longo de uma ou várias curvas. A distância de distribuição é muito variável, havendo

exemplos de 3 a 10km em vias de sentido único e de 20km nas vias de dois sentidos

(Fernave, 2003). Esta massa modifica as características do contacto roda-carril,

atenuando o ruído derivado de atritos e contactos metálicos (Martins, 2010).

Figura 4.9. Massa lubrificante (Martins, 2010)

Figura 4.10. Colocação do lubrificador fixo de via (Fontul, 2011)




Figura 4.11. Esquema do lubrificador fixo de via (Fernave, 2003)

A operação dos lubrificadores fixos de via é realizada com redução de velocidade para

os 30km/h e com dispositivo de aviso sonoro.

No nosso país a primeira entidade a instalar este processo foi o Metro do Sul do Tejo,

no ano de 2009. Foram também realizados ensaios no Metro de Lisboa, tendo-se

registado uma diminuição do ruído roda carril, confirmando-se ainda que não existe

perda de desempenho dos comboios por escassez de aderência (Martins, 2010).

ii. Lubrificação no Veículo

A lubrificação pode também ser colocada através dos comboios ou composições que

circulam na via-férrea. Este sistema é instalado nos veículos ferroviários e atua nas

zonas de curva de transição da parte cónica do plano de rolamento da roda para o

verdugo, onde existe maior incidência de desgaste e, por essa razão, verifica-se maior

alteração do perfil das rodas.

Este método de lubrificação é realizado através de um sistema do tipo “baton” (Figura

4.12), que apenas entra em contato com a roda, quando a composição estiver a

descrever uma curva. O material de lubrificação (“baton”) é constituído à base de grafite

que reduz o atrito neste ponto da roda, sujeito a maior desgaste.




Figura 4.12. Lubrificadores de verdugos (Martins, 2012)

Pode também realizar-se a lubrificação através de um sistema do tipo “spray” que

vaporiza a roda de material lubrificante como demostra a figura 4.13.

Figura 4.13. Aplicação do lubrificante na roda (Mecanilub, 2012)

Considera-se que é um método indireto, por ser aplicado na roda e não no carril. A sua

aplicação de modo sistemático evita: defeitos, desgastes, alterações do perfil das rodas e

dos carris, ruído, vibração, como também o aparecimento do desgaste ondulatório.

Roda

Aplicador de

lubrificante




4.4. Equipamentos de Manutenção Mecânica

4.4.1. Desguarnecedora/Depuradora de Balastro

A desguarnecedora (figura 4.14) é uma máquina que desguarnece de balastro uma via,

em toda a sua largura, à sua passagem, ou seja, retira o balastro existente à volta e sob

as travessas, com a finalidade de o substituir, total ou parcialmente (REFER, 2012).

Este equipamento remove o balastro desgastado ou contaminado, por meio de

dispositivos que atuam por baixo da via-férrea colocando de seguida balastro limpo.

Figura 4.14. Desguarnecedora (Somafel, 2012)

A depuradora de balastro é um equipamento que realiza a limpeza do balastro,

removendo lodos e detritos que o contaminam, abrangendo 30 a 40% do balastro

(Fontul, 2011).

Muitas entidades gestoras optam por desguarnecedoras-depuradoras (Figura 4.15), ou

seja, máquinas que, além de desguarnecer de balastro a via, realizam a sua depuração

sempre que se constata que, apesar de sujo, a sua boa qualidade justifica a sua

reutilização.

Figura 4.15. Esquema de funcionamento da desguarnecedora-depuradora

(Fernave, 2003)




4.4.2. Esmeriladora de Carris ou Reperfiladora

A esmeriladora de carris (Figura 4.16) é um equipamento de ação preventiva e corretiva

que atua desgastando, por atrito, a superfície da cabeça do carril, com o uso de blocos

abrasivos, seguindo-se o arrefecimento e lavagem dos carris (Figura 4.17). A utilização

deste equipamento visa dois objetivos:

Melhorar o perfil longitudinal do carril, minimizando o desgaste ondulatório;

Ajustar o perfil transversal e reorientar a faixa de rodagem adequando-as às

tensões internas do carril, removendo as fibras superficiais que apresentam

sinais de fadiga (Leal, 2008).

Figura 4.16. Esmeriladora de carris (Somafel, 2012)

Figura 4.17. Esmeriladora em funcionamento (Fontul, 2011)




Pioches

4.4.3. Atacadeira

Este equipamento é também designado por atacadeira pesada de via. A sua função é

compactar balastro, através de compressão intensa pela ação dos "pioches" (Figura

4.18). Esta máquina realiza movimentos combinados de vibração e aperto, que promove

a eliminação dos vazios existentes no balastro e o aumento da superfície de atrito do

balastro entre si e com as faces inferiores das travessas (REFER, 2012).

Figura 4.18. Atacadeira

Foi na década de 60 que surgiu a atacadeira e desde então têm vindo a ser introduzidas

sucessivas melhorias que lhe permitem, hoje, assegurar simultânea e automaticamente,

além do ataque, o nivelamento longitudinal e transversal e o alinhamento em via corrida

e aparelhos de mudança de via, com rigor inferior ao milímetro (Fergrupo, 2012).

4.4.4. Regularizadora

As regularizadoras (Figura 4.19) são providas de lâminas frontais e laterais que ajustam

a secção transversal da via, removendo balastro quando em excesso, ou colocando

material quando este falta. Após as atividades de vibração, desguarnecimento ou

compactação, é importante a passagem de um equipamento regularizador (Leal, 2008).




Figura 4.19. Regularizadora

4.4.5. Estabilizador Dinâmico da Via

A função deste equipamento (Figura 4.20) é a simulação de passagem de várias

toneladas de material circulante (Fergrupo, 2012), através da aplicação sobre a via de

uma combinação de vibrações horizontais com força vertical estática, obtendo-se muito

bons resultados na densificação do balastro.

Figura 4.20. Estabilizador Dinâmico da Via

4.4.6. “Stoneblower”

O “Stoneblower” (Figura 4.21) é um equipamento de uso pouco corrente, que serve para

restaurar a via-férrea realizando o seu alinhamento vertical e lateral e, ao mesmo tempo,

tem a função de uma niveladora. As ações de alinhamento e nivelamento realizam-se de

forma semelhante às da máquina vibradora. Para além destes ajustes geométricos esta

máquina está provida de um sistema que determina a quantidade necessária de balastro




sob cada travessa, colocando-o sempre que se revele essa necessidade, garantindo o

bom posicionamento dos carris e sem que ocorra perturbação da infraestrutura [4].

Figura 4.21. Stoneblower [5]

4.4.7. Máquina de Soldadura Elétrica de Carris

Trata-se de um equipamento (Figura 4.22) instalado em veículos ferroviários que utiliza

a técnica de soldagem por resistência elétrica. Este possibilita a formação de barras na

própria via, soldando segmentos de carris de 12metros, constituindo as barras longas

soldadas (BLS) (Leal, 2008).

Figura 4.22. Camião rodo-ferroviário de soldadura (Somafel, 2012)




4.5.Equipamentos de Manutenção Manual

4.5.1. Martelo Compactador

O martelo compactador (Figura 4.23) destina-se a compactar o balastro para enchimento

de travessas (Fergrupo, 2012). Utiliza-se em desguarnecimentos de via manuais.

Figura 4.23. Martelo compactador (Fergrupo, 2012)

4.5.2. Tirefonadora Hidráulica

A tirefonadora hidráulica (Figura 4.24) é uma máquina cuja função é apertar e

desapertar a fixação que prende o carril às travessas. Essa fixação consiste em parafusos

especiais denominados tirafundos, destinados a fixar o carril às travessas (REFER,

2012).

Figura 4.24. Tirefonadora hidráulica (Fergrupo, 2012)

4.5.3. Esmeriladora de Carril

Na Figura 4.25 pode observar-se uma esmeriladora de carril, um equipamento destinado

a esmerilar o carril posteriormente à soldadura de forma a retirar o excesso de material e

deixar a soldadura à superfície do carril (Fergrupo, 2012).




Figura 4.25. Esmeriladora manual de carril (Fergrupo, 2012)


Para realizar e programar as atividades de conservação e manutenção nas ferrovias é

necessário, antes de mais, saber quais as necessidades da via. Depois de realizadas as

inspeções da via-férrea e analisadas as patologias da mesma há que proceder à

realização das atividades de manutenção/conservação.

As ações de manutenção podem dividir-se em ações mecânicas e manuais, sendo que as

ações mecânicas recorrem a equipamentos pesados, enquanto as ações manuais utilizam

instrumentos de pequeno porte.

Nas ações de manutenção mecânicas podem enumerar-se: a depuração do balastro, a

esmerilagem, o ataque da via, a ripagem e a RIV.

A depuração do balastro consiste na substituição parcial ou total do balastro, quando

através da inspeção se determina que este atingiu um determinado valor de

contaminação. Este procedimento é realizado recorrendo a desguarnecedoras ou

depuradoras de balastro. As primeiras removem o balastro colocando de seguida

balastro limpo, enquanto as segundas realizam a limpeza do balastro, livrando-o de

detritos. Concluiu-se que muitas entidades gestoras optam por desguarnecedoras-

depuradoras, ou seja, máquinas que realizam as duas funções em simultâneo.

A esmerilagem é um tratamento que remove décimas de milímetro de material dos

carris reduzindo ou eliminando o desgaste ondulatório, este processo pode ser realizado

com esmeriladoras pesadas ou manuais.

O ataque da via é uma ação destinada a colocar a via no nível correto, consiste na

colocação de balastro abaixo das travessas, para que fiquem solidamente apoiadas

impedindo o seu deslocamento. A atacadeira é o equipamento destinado a este fim e




promove a compactação do balastro, seguindo-se a regularizadora que dispõe de

lâminas frontais e laterais que ajustam a secção transversal da via, removendo o balastro

quando em excesso ou colocando material quando este falta e, por fim, o estabilizador

dinâmico da via cuja função é a simulação de passagem de várias toneladas de material

circulante para densificar o balastro.

A ripagem é um fenómeno caracterizado pelo deslocamento transversal da via

proporcionado por determinados fenómenos, como um aumento exagerado da

temperatura ambiente. Ripar a via consiste em deslocar lateralmente a mesma,

geralmente para correção de uma curva.

A RIV surge quando esta já se encontra num estado muito degradado, concluindo-se

que é mais vantajoso a substituição ao invés da reabilitação, tanto para a qualidade da

via como a nível financeiro.

Quanto às ações manuais, as mais importantes tarefas são: a sabotagem, o recalce e a

substituição das travessas, e a colocação de lubrificante. A sabotagem da travessa

consiste em fazer um corte na madeira da travessa de modo a proporcionar aos carris

inclinação transversal. O recalce das travessas diz respeito ao nivelamento das mesmas

e tem como objetivo colocar a via no nível correto e solidamente apoiada. A

substituição das travessas realiza-se quando estas já não desempenham

convenientemente a sua função de apoio e fixação.

O sistema de lubrificação de carris é muito conveniente para atenuar o ruído

proveniente do contacto roda-carril, diminuir o desgaste lateral dos carris e a resistência

de atrito no movimento das composições. Estes sistemas podem ser fixos, quando

aplicados na via, ou móveis quando instalados nas composições.

Além dos equipamentos mecânicos de manutenção já enunciados, estão referenciados

neste capítulo: a reperfiladora que atua desgastando o carril por atrito, tal como a

esmeriladora mas removendo mais massa; o “Stoneblower” é um equipamento que

serve para restaurar a via-férrea realizando o seu alinhamento vertical e lateral, o seu

nivelamento, e ainda coloca balastro sob cada travessa sempre que se revele necessário;

por fim, a máquina de soldadura elétrica de carris é um equipamento destinado a soldar

segmentos de carris constituindo assim as BLS.

Quanto aos equipamentos manuais mais utilizados pode enunciar-se o martelo

compactador, que se destina a compactar o balastro para enchimento de travessas e a

tirefonadora hidráulica, uma máquina cuja função é apertar e desapertar a fixação que

prende o carril às travessas.

Manutenção e Conservação de Vias Férreas: 5. CASOS PRÁTICOS PORTUGUESES: REFER



CAPÍTULO 5 – CASOS PRÁTICOS PORTUGUESES: REFER


Este capítulo é dedicado ao que a REFER faz em Portugal na temática da manutenção

das vias-férreas, na atualidade.

Esta empresa como entidade gestora do serviço ferroviário é responsável pela prestação

do serviço público de gestão da infraestrutura da rede ferroviária nacional. As atividades

de manutenção da infraestrutura são uma preocupação da empresa sendo asseguradas

através de um planeamento estratégico, garantindo a normalização das intervenções e

procedimentos e monitorizando o cumprimento de planos de manutenção. O país está

dividido em três regiões operacionais, cada uma com vários centros de manutenção, que

têm como principal função desenvolver ou fiscalizar as ações de manutenção.

A manutenção da REFER assenta sobre três tipos de manutenção: manutenção

preventiva sistemática, manutenção preventiva condicionada e manutenção corretiva. A

manutenção preventiva sistemática que compreende: inspeções semanais, inspeções

mensais, inspeção com veículo de registo contínuo e inspeções ultrassónicas de carris.

A manutenção preventiva condicionada integra trabalhos de reabilitação planeados em

função dos resultados obtidos nos trabalhos de manutenção preventiva sistemática e, por

fim, a manutenção corretiva é destinada à correção de anomalias que necessitam de

intervenção imediata.

Na manutenção preventiva sistemática a REFER utiliza diferentes equipamentos de

inspeção: o EM120 é um veículo de inspeção geométrica da via pesado, o KRAB LIGHT

e o RMF 2.3E são equipamentos ligeiros.

Esta empresa divide as ações de conservação em três grandes grupos: revisão periódica

(prospeção, previsão da quantidade de trabalho, código dos trabalhos, programa anual

de trabalhos), intervenção pontual e renovação, que se explicarão neste capítulo.

O levantamento geométrico e análise dos parâmetros de via serão também abordados

através da apresentação do estudo de uma secção de via com 5 quilómetros numa

determinada linha. Os dados que permitem esta análise foram obtidos através do

EM 120, e dizem respeito à evolução dos parâmetros de via desde o ano de 2008 até ao

ano de 2011. Serão analisados os parâmetros da via: bitola, empeno, nivelamento

transversal e longitudinal e alinhamento.




Por fim, apresentam-se exemplos de ações de manutenção realizadas pela REFER no

decorrer deste ano numa determinada via. Esta seção tem por base visitas ao terreno

para observar as características do troço e o modo de efetuar os trabalhos. O primeiro

trabalho diz respeito a uma rebalastragem e a um ataque de via, sendo que o segundo

consiste num desguarnecimento manual de via.

5.2. Entidade Gestora

Em Portugal, a entidade gestora do serviço ferroviário é a REFER. Esta empresa foi

criada em 1997 como empresa pública responsável pela prestação do serviço público de

gestão da infraestrutura integrante da rede ferroviária nacional.

Para além de garantir a fiabilidade e a segurança da circulação ferroviária, as atividades

de manutenção/conservação da infraestrutura são uma preocupação da empresa, na

medida em que esta assegura a satisfação dos mais exigentes requisitos de qualidade e

aposta na inovação e melhoria permanentes (REFER, 2012).

Todas as atividades de manutenção/conservação são asseguradas através de um

planeamento estratégico, garantindo a normalização das intervenções e procedimentos e

monitorizando o cumprimento desses planos (REFER, 2012).

As inspeções de diagnóstico são apoiadas por equipamentos e técnicas cada vez mais

evoluídas e incidem sobre: a via, pontes, túneis, catenária, energia de tração, sinalização

e geotecnia. Aquelas inspeções incluem ainda ações de observação e controle de

segurança de taludes. O veículo de inspeção de geometria de via mais importante é o

EM 120, existindo ainda os veículos de manutenção de catenária, os veículos de

inspeção de pontes, as inspeções subaquáticas de pontes, etc (REFER, 2012).

A REFER divide a gestão da rede ferroviária em três regiões operacionais:

Região Operacional do Norte;

Região Operacional do Centro;

Região Operacional do Sul.

A cada região operacional correspondem centros de manutenção. Na Tabela 5.1

apresentam-se as regiões operacionais e os respetivos centros de manutenção.




Tabela 5.1. Regiões Operacionais e seus Centros de Manutenção

Região Operacional Centros de Manutenção

Norte Ermesinde e Aveiro

Centro Coimbra, Entroncamento e Lisboa

Sul Setúbal e Tunes

O Centro de Manutenção de Coimbra divide a sua gestão por diferentes áreas:

Catenária, Sinalização, Construção Civil e Via. Dentro de cada área existe uma

hierarquização de trabalhadores. No caso da Via tem-se o Engenheiro, o Especialista de

Via, três Supervisores e três Encarregados responsáveis pelas equipas de operários.

Atualmente a manutenção é realizada por mão-de-obra interna e através de serviços

contratados.

5.3. Tipos de Ações de Manutenção

5.3.1. Manutenção Preventiva Sistemática

A manutenção preventiva sistemática é a mais tradicional e compreende trabalhos de

inspeção e diagnóstico sobre equipamentos e instalações, com periodicidades pré-

definidas, ou seja, é efetuada periodicamente, independentemente do estado do

equipamento. Os seus objetivos são de conhecer as condições em que se encontram os

elementos constituintes da via e reduzir a sua probabilidade de avaria (REFER, 2012).

A manutenção preventiva sistemática traduz-se por ações de vigilância e controlo que se

destinam a detetar anomalias, antes que estas possam causar danos e visam recolher

informações de diagnóstico que permitam programar as ações de conservação. Os

aparelhos inseridos nas linhas afetas à exploração encontram-se sujeitos às seguintes

operações de vigilância e controlo (REFER, 2012):

i. Inspeção Semanal

A inspeção semanal realiza-se semanalmente pelo encarregado de via com o propósito

de detetar anomalias que comprometam a eficácia do serviço. Consiste em verificar

(Leal, 2008):

A limpeza e a lubrificação das peças móveis;

O encosto das lanças e indícios de avaria destas;

Possibilidade de contacto elétrico em juntas isolantes;

O estado das fixações;

Análise da existência de mossas, fissuras, deformações ou fraturas;

Análise da evolução dos defeitos já existentes (nivelamento, desgaste).




ii. Inspeção Mensal

A inspeção mensal realiza-se por uma equipa composta por: representante da via,

representante da sinalização e representante da exploração. O seu objetivo é idêntico ao

da inspeção semanal, isto é, detetar anomalias antes que estas prejudiquem a eficiência

do serviço, mas ainda cabe à inspeção mensal as seguintes tarefas (Leal, 2008):

Análise do funcionamento dos aparelhos de mudança de via;

Medição da bitola;

Verificação dos elementos de encravamento, como por exemplo as agulhas.

iii. Controlo com Veículo de Registo Contínuo

A inspeção com veículo de registo contínuo permite à sua passagem a medição e registo

em contínuo dos parâmetros da via. Através da comparação desses valores com os

valores típicos para esses parâmetros detetam-se os defeitos da via, Seguidamente

procede-se ao planeamento das atividades de manutenção e, por fim, realiza-se a

reparação.

Este procedimento realiza-se pelo menos duas vezes por ano em toda a via embora

dependa de dois fatores: a importância da via e condicionantes que determinem que o

intervalo entre cada controlo deva ser menor. Na atualidade, o controlo entre Lisboa e

Porto realiza-se trimestralmente (Cacho, 2009). O EM 120 é o equipamento utilizado

em Portugal e encontra-se descrito em 3.4.5.

iv. Inspeções Ultrassónicas de Carris

As inspeções ultrassónicas de carris destinam-se a detetar fissuras internas nos carris

(Fernave, 2003).

5.3.2. Manutenção Preventiva Condicionada

A manutenção preventiva condicionada integra trabalhos de regeneração planeados em

função de observações, diagnósticos ou inspeções obtidos nos trabalhos de manutenção

preventiva sistemática, isto é, aquele tipo de manutenção é efetuado na sequência da

deteção de um estado não ideal de funcionamento de um determinado equipamento, de

modo a garantir a funcionalidade e a aptidão dos equipamentos e instalações. A

manutenção preventiva condicionada não afeta a exploração nem põe em causa as

condições de segurança (REFER, 2012).




Este tipo de trabalhos apresenta relativa urgência devido ao grau de danificação dos

materiais. Perante uma anomalia com alguma gravidade que pode ser controlada com

uma intervenção imediata, frequentemente surge o problema de não haver recursos

(mão-de-obra e equipamentos) que permitam a sua rápida reparação, o que origina o

agravamento da situação, podendo passar-se para uma manutenção corretiva.

São exemplos de patologias ligadas a este tipo de manutenção os seguintes casos

(Cacho 2009):

Fixações que já passaram do prazo de validade;

Carril fora de condições;

Travessas e ligações que induzem defeitos na via.

5.3.3. Manutenção Corretiva

A manutenção corretiva é destinada a reparar avarias ou incorretos funcionamentos

ocorridos em serviço, destinando-se à correção de anomalias que não podem aguardar

pela próxima revisão periódica ou substituição do material, obtendo-se assim as

condições de funcionamento ideais (REFER, 2012).

Os responsáveis da via são defrontados com defeitos graves na infraestrutura que

necessitam de intervenção imediata. Algumas patologias que este tipo de manutenção

resolve são (Cacho 2009):

Carris e fixações que partem;

Aparelhos que não se movimentam;

Travessas dançantes.

5.4. Ações de Conservação

5.4.1. Revisão Periódica

A revisão periódica é uma operação que se baseia na verificação de todos os elementos

deterioráveis da via, reparação e eventual substituição dos que se apresentarem

degradados. Posteriormente segue-se a passagem de equipamentos de nivelamento e

alinhamento da via.

Esta operação realiza-se por troços com uma periodicidade a definir pela entidade

gestora e depende das necessidades evidenciadas em diagnóstico, elaborado com base

nos relatórios das ações de vigilância e controlo supramencionadas e, ainda, dos meios

disponíveis (Fernave, 2003).




A revisão periódica integra as seguintes definições:

Prospeção

Com antecedência de alguns meses, efetua-se uma inspeção onde são anotados os

materiais a substituir e os trabalhos a executar.

Previsão da quantidade de trabalho

O responsável da conservação elabora uma previsão da quantidade de materiais e de

horas de trabalho necessárias para a revisão do troço em causa baseando-se nos

resultados da prospeção.

Código dos trabalhos

O código dos trabalhos é realizado para facilitar a organização, sendo que a cada uma

das tarefas de conservação corresponde um número (código) que possibilita a sua

identificação e contabilização mais rapidamente.

Programa Anual de trabalhos

Para cada equipa de via, todos os anos é feito um plano geral de atividades que

contempla o programa de revisão periódica e outros trabalhos previstos. Neste

documento encontra-se o volume de horas estimado para os trabalhos de intervenção

pontual.

São exemplos de trabalhos de revisão periódica (Fernave, 2003):

Verificação e lubrificação de juntas;

Regularização de folgas e correção do desquadramento de juntas;

Retificação do assentamento e correção do desquadramento das travessas;

Retificação da inclinação transversal dos carris;

Retificação da bitola e consolidação da pregação,

Substituição de travessas;

Conservação dos elementos de fixação elástica;

Nivelamento e alinhamento.

5.4.2. Intervenção Pontual

A intervenção pontual tem a finalidade de corrigir anomalias que não podem aguardar

até à próxima revisão periódica.




São exemplos de trabalhos de intervenção pontual:

Reparação de fraturas e deformações;

Verificação e lubrificação de juntas;

Corte de rebarbas em juntas isolantes;

Aperto e substituição de parafusos;

Nivelamento e alinhamento;

Limpeza da via.

5.4.3. Renovação

A renovação caracteriza-se pelo conjunto de tarefas que tem por objetivos a substituição

total ou parcial dos materiais da via, com ou sem ajustamentos do seu traçado. A sua

ciclicidade é de 20/30 anos e é influenciada pela degradação dos materiais e da

plataforma, pelo desenvolvimento de novas tecnologias e pelas crescentes necessidades

em termos de velocidade, intensidade de tráfego e conforto (REFER, 2012).

5.5. Equipamento de Inspeção de Via

Os parâmetros de via são medidos e registados em contínuo por intermédio de

sofisticados equipamentos. A REFER detém vários equipamentos para esse efeito, que

se dividem em equipamentos pesados e equipamentos ligeiros. O EM120 é um veículo

de inspeção geométrica da via pesado, enquanto o KRAB LIGHT e o RMF 2.3E são

equipamentos ligeiros.

5.6. Levantamento Geométrico e Análise dos Parâmetros de Via

De seguida apresenta-se o estudo de uma secção de via com 5 quilómetros numa linha

da rede da REFER, a qual é utilizada neste documento como caso prático. Os dados que

permitem esta análise foram obtidos através do EM 120 que realiza duas campanhas de

inspeção por ano nesta via. A análise diz respeito à evolução dos parâmetros de via

desde o ano de 2008 até ao ano de 2011. Apresentam-se os dados relativos aos

parâmetros da via (bitola, empeno, nivelamento transversal e longitudinal, e

alinhamento) para a 1ª Campanha de 2008, 1ª e 2ª Campanhas de 2009, 1ª Campanha de

2010 e 1ª Campanha de 2011.

Todos os parâmetros de via são registados num ficheiro que apresenta as medições de

25 em 25 centímetros. Para facilidade de apresentação de resultados, selecionaram-se

dados para a bitola, empeno e nivelamento transversal de 50 em 50 metros

representados nas Figuras 5.1, 5.3 e 5.5. Para ser possível mostrar com maior detalhe a

evolução da bitola e do empeno, apresentam-se também dados de uma secção com 20




metros de extensão (Figuras 5.2 e 5.4), com informação recolhida com um espaçamento

de 25 centímetros. O alinhamento e o nivelamento longitudinais apresentam-se nas

Figuras 5.6 a 5.9 e dizem respeito a medições de 200 em 200 metros. Estes parâmetros

são representados em termos de desvio padrão (DP), o que permite associar-lhes um

nível de qualidade geométrico. Para os restantes indicadores os valores apresentados são

os realmente medidos pelos equipamentos.

Figura 5.1. Evolução da bitola nas campanhas realizadas entre 2008 e 2011

Figura 5.2. Evolução da bitola nas campanhas realizadas entre 2008 e 2011 no intervalo

[4310; 4330] m com medições de 25 em 25 cm

Na figura 5.2. pode ver-se uma ampliação do

intervalo: [4310 – 4330] m




Na Figura 5.4. pode ver-se uma ampliação do

intervalo: [1030 – 1050] m

Figura 5.3. Evolução do empeno nas campanhas realizadas entre 2008 e 2011

Figura 5.4. Evolução do empeno nas campanhas realizadas entre 2008 e 2011 no

intervalo [1030; 1050] m com medições de 25 em 25 cm

Figura 5.5. Evolução do nivelamento transversal esquerdo nas campanhas realizadas

entre 2008 e 2011




Figura 5.6. Evolução do DP do nivelamento longitudinal esquerdo nas campanhas

realizadas entre 2008 e 2011

Figura 5.7. Evolução do DP do nivelamento longitudinal direito nas campanhas


Figura 5.8. Evolução do DP do alinhamento longitudinal esquerdo nas campanhas





Figura 5.9. Evolução do DP do alinhamento longitudinal direito nas campanhas


Da visualização das figuras observa-se que foi realizada uma ação de manutenção, neste

caso uma RIV, entre a 2ª campanha de 2009 e a 1ª campanha de 2010. Como foi

referido anteriormente é através da análise dos gráficos e dados do EM 120 que se

obtém a avaliação dos níveis de qualidade dos troços, a qual permite decidir sobre a

necessidade de intervenção em determinados troços. As avaliações têm como base um

documento interno onde constam as tolerâncias dos parâmetros geométricos de via.

Essas tolerâncias são função da classe da via e a classe depende da velocidade à qual se

pode circular na mesma. A análise do estado geométrico da via consiste em comparar os

parâmetros medidos com as tolerâncias definidas para cada parâmetro. São

considerados três tipos de tolerâncias (REFER, 2009):

Tolerâncias de alerta Correspondem ao valor do parâmetro geométrico que,

quando atingido, origina que o troço em questão seja incluído na programação

de trabalhos de manutenção. A sua definição é da responsabilidade do órgão de

manutenção e tem em conta os limites escolhidos e os meios disponíveis;

Tolerâncias de intervenção Correspondem ao valor do parâmetro geométrico

que, quando atingido, origina que o troço a curto prazo seja alvo de ações de

manutenção, impedindo que a tolerância de ação imediata seja atingida;

Tolerâncias de ação imediata Correspondem ao valor do parâmetro geométrico

que nunca deveria ser atingido. Obriga a que o defeito em questão seja alvo de

correção imediata, ou que o respetivo troço seja sujeito a redução de velocidade

ou interdição.

Nas Figuras 5.10 a 5.14 representa-se a bitola em cada campanha e as respetivas

tolerâncias em função da classe da via. Representam-se as tolerâncias de alerta a verde,

as tolerâncias de intervenção a amarelo e as tolerâncias de ação imediata a vermelho.




Na 1ª Campanha de 2008 (Figura 5.10) a classe da via é a V, o que corresponde a

velocidade de operação entre 40 e 80 km/h. A análise desta secção de via no que se

refere à bitola, comparando os parâmetros medidos com as tolerâncias definidas,

permite concluir que há necessidade de se intervir imediatamente na via dado que o

patamar vermelho é ultrapassado.

Após a 1ª Campanha de 2008 realizaram-se algumas operações pontuais de correção de

bitola, tendo sido possível manter a classe da via até à 2ª Campanha de 2008 (Figura

5.11). Porém, em 2009 houve necessidade de baixar a classe da via para a classe VI e,

por consequência, limitar a velocidade máxima a 40 km/h. Para resolver este problema,

foi realizada uma RIV após a 2ª Campanha de 2009 cujos resultados são visíveis na

Figura 5.14.

Figura 5.10. Representação da bitola na 1ª Campanha de 2008 e tolerâncias da classe V

Figura 5.11. Representação da bitola na 2ª Campanha de 2008 e tolerâncias da classe V




Figura 5.12. Representação da bitola na 1ª Campanha de 2009 e tolerâncias da classe VI






Na Figura 5.15 representa-se o empeno e as respetivas tolerâncias em função da classe

da via. As tolerâncias para o empeno são as mesmas para as classes V e VI pelo que

podem apresentar-se todas as campanhas apenas num gráfico. Através da análise da

figura constata-se que este parâmetro cumpre os requisitos do nível de alerta. Contudo,

com a ação de manutenção que decorreu entre a 2ª Campanha de 2009 e a 1ª Campanha

de 2010 as melhorias são evidentes, passando de valores de +/-5mm para valores

próximos de zero.

Figura 5.15. Representação do empeno e tolerâncias da classe VI/ V

Relativamente ao alinhamento e nivelamento longitudinais a análise faz-se em termos

de DP, podendo ser efetuada de duas formas distintas, consoante o objetivo:

Avaliação dos níveis de qualidade dos troços;

Avaliação com intuito de propor intervenções em troços, com recurso a ataque

mecânico pesado (AMP).

No primeiro caso, calcula-se a média dos DP das filas esquerda e direita, tanto para o

alinhamento como para o nivelamento longitudinal. O nível de qualidade (QN)

geométrica de uma determinada secção de 200 metros assume-se como o pior dos

resultados obtidos (ou o QN associado ao DP do alinhamento, ou o QN associado ao DP

do nivelamento longitudinal).

Para definir troços para AMP, recorremos a considerações ligeiramente diferentes.

Assume-se que o DP do alinhamento é o de menor valor (fila esquerda ou direita). No

caso do nivelamento longitudinal, assume-se que o DP é o de maior valor (fila esquerda

ou direita). Também neste caso, o resultado da secção de 200 m é assumido como o pior




dos resultados obtidos (ou o QN associado ao DP do alinhamento, ou o QN associado

ao DP do nivelamento longitudinal).

A explicação para se escolher o menor valor do alinhamento e o maior valor do

nivelamento consiste no facto de o AMP corrigir alinhamentos e nivelamentos mas não

corrigir a bitola. Deste modo, antes de realizar o AMP há que corrigir a bitola. Após

esta correção os defeitos no alinhamento tornam-se menos graves podendo até em

alguns casos ficar dentro das tolerâncias, daí o facto de se poder escolher o menor valor

do alinhamento.

Tomemos como exemplo a 2ª Campanha de 2009 para a qual se vai calcular o QN para

cada secção de 200 metros. O QN é atribuído através das tolerâncias da Tabela 5.2,

sendo função da classe de via e consequentemente da velocidade da mesma.

Tabela 5.2. Níveis de qualidade geométrica do DP para nivelamento e alinhamento

longitudinais (REFER, 2009)

Níveis de Qualidade Geométrica – Desvio Padrão (QN´s)

Velocidade Desvio padrão (mm) Níveis de qualidade

Classe (km/h) Niv. Longitudinal Alinhamento

VI V ≤ 40

σ ≤ 3.3 σ ≤ 2.1 QN1

3.3 < σ < 4.29 2.1 < σ < 2.73 QN2

σ ≥ 4.29 σ ≥ 2.73 QN3

V 40 < V ≤ 80

σ ≤ 3.0 σ ≤ 1.8 QN1

3.0 < σ < 3.9 1.8 < σ < 2.34 QN2

σ ≥ 3.9 σ ≥ 2.34 QN3

IV 80 < V ≤ 120

σ ≤ 2.7 σ ≤ 1.5 QN1

2.7 < σ < 3.51 1.5 < σ < 1.95 QN2

σ ≥ 3.51 σ ≥ 1.95 QN3

III 120 < V ≤ 160

σ ≤ 2.4 σ ≤ 1.3 QN1

2.4 < σ < 3.12 1.3 < σ < 1.69 QN2

σ ≥ 3.12 σ ≥ 1.69 QN3

II 160 < V 230

σ ≤ 1.9 σ ≤ 1.1 QN1

1.9 < σ < 2.47 1.1 < σ < 1.43 QN2

σ ≥ 2.47 σ ≥ 1.43 QN3

I V > 230

σ ≤ 1.5 σ ≤ 1.0 QN1

1.5 < σ < 1.95 1.0 < σ < 1.3 QN2

σ ≥ 1.95 σ ≥ 1.3 QN3




Na Tabela 5.3 apresentam-se os dados do DP do nivelamento e alinhamento

longitudinais em cada secção de 200 metros. Este tipo de dados é gerado com base nas

medições realizadas pelo EM 120.

Tabela 5.3. Dados DP do nivelamento e alinhamento longitudinais da 2ª Campanha de

2009 (Dados cedidos pela REFER)

DE

(Km)

A

(Km)

TOTAL

(m)

Nivelamento

longitudinal

esquerdo (mm)

Nivelamento

longitudinal

direito (mm)

Alinhamento

longitudinal

esquerdo (mm)

Alinhamento

longitudinal

direito (mm)

0,0 0,2 200 3,3 3,6 2,7 2,4

0,2 0,4 200 3,2 2,9 1,7 2,2

0,4 0,6 200 2,6 3,1 2,2 2,5

0,6 0,8 200 4,4 4,5 2,5 2,4

0,8 1,0 200 3,4 3,4 3,0 2,5

1,0 1,2 200 4,2 4,0 2,8 2,6

1,2 1,4 200 3,1 3,0 2,0 1,7

1,4 1,6 200 2,9 3,0 2,4 2,0

1,6 1,8 200 3,2 2,5 2,3 2,0

1,8 2,0 200 3,1 2,8 2,4 2,6

2,0 2,2 200 2,4 2,4 1,9 2,1

2,2 2,4 200 2,7 2,9 3,0 2,4

2,4 2,6 200 2,9 2,9 3,4 3,2

2,6 2,8 200 2,4 3,1 3,7 3,9

2,8 3,0 200 3,4 4,1 4,4 3,8

3,0 3,2 200 2,8 2,4 2,7 2,9

3,2 3,4 200 2,0 1,8 3,1 2,9

3,4 3,6 200 4,0 4,2 4,4 4,0

3,6 3,8 200 3,0 3,1 4,0 3,4

3,8 4,0 200 3,8 3,9 3,8 4,0

4,0 4,2 200 3,9 3,9 4,3 3,1

4,2 4,4 200 2,8 3,0 5,7 4,9

4,4 4,6 200 2,1 3,0 3,7 2,8

4,6 4,8 200 2,4 3,4 4,4 3,5

4,8 5,0 200 3,8 4,6 3,1 2,4

Na Tabela 5.3 apresenta-se a análise dos dados do DP para determinar o QN e o nível de

necessidade de AMP. Para avaliar o QN do troço calcula-se a média dos indicadores,

para o nivelamento e para o alinhamento, por exemplo, para a primeira secção temos:

DP Niv = (3,3 + 3,6) / 2 = 3,45 mm

DP Alin = (2,7 + 2,4) / 2 = 2,55 mm.




Por outro lado, para avaliar o nível de necessidade de AMP assume-se o maior valor de

nivelamento e o menor valor de alinhamento, assim:

DP Niv = maior (3,3; 3,6) = 3,6 mm

DP Alin = menor (2,7; 2,4) = 2,4 mm

Com base na informação indicada na Tabela 5.2 e sabendo que a classe da via é a VI

podem definir-se os níveis de qualidade geométrica para as duas situações.

Nível de qualidade do troço (QN):

DP Niv = 3,45 mm, como: 3,3 < σ < 4,29, então QN2

DP Alin = 2,55 mm, como: 2,1 < σ < 2,73, então QN2

Como os níveis são iguais, então conclui-se que o nível de qualidade é o QN2. Se

fossem diferentes escolher-se-ia o mais desfavorável.

Nível de necessidade de AMP (QN):

DP Niv = 3,6 mm, como: 3,3 < σ < 4,29, então QN2

DP Alin = 2,4 mm, como: 2,1 < σ < 2,73, então QN2

Como os níveis são iguais, então conclui-se que o nível de qualidade é o QN2.

Da análise da Tabela 5.4 conclui-se que nos 5 quilómetros de via analisados na

2ªCampanha de 2009, mais de metade da sua extensão apresenta um nível de qualidade

QN3. Após esta campanha (2ªCampanha de 2009) foi promovida uma ação de

manutenção (RIV) na qual mudaram as travessas de madeira para monobloco e também

de linha com juntas para BLS.

Deste modo, a via voltou a garantir os parâmetros de via nos limites de tolerância, tendo

passado da classe VI à classe III, o que permitiu aumentar a velocidade de circulação.




Tabela 5.4. Análise dos dados DP para determinar o QN e o nível necessidade de AMP

(Dados cedidos pela REFER)

Com Base na Média Niv. Max.|Alin. Min.

DE

(Km)

A

(Km)

TOTAL

(m)

DP

Niv.

DP

Alin.

Nivel

Qualidade

DP

Niv.

DP

Alin.

Nivel

AMP

0,0 0,2 200 3,45 2,55 QN2 3,6 2,4 QN2

0,2 0,4 200 3,05 1,95 QN1 3,2 1,7 QN1

0,4 0,6 200 2,85 2,35 QN2 3,1 2,2 QN2

0,6 0,8 200 4,45 2,45 QN3 4,5 2,4 QN3

0,8 1,0 200 3,4 2,75 QN3 3,4 2,5 QN2

1,0 1,2 200 4,1 2,7 QN2 4,2 2,6 QN2

1,2 1,4 200 3,05 1,85 QN1 3,1 1,7 QN1

1,4 1,6 200 2,95 2,2 QN2 3 2 QN1

1,6 1,8 200 2,85 2,15 QN2 3,2 2 QN1

1,8 2,0 200 2,95 2,5 QN2 3,1 2,4 QN2

2,0 2,2 200 2,4 2 QN1 2,4 1,9 QN1

2,2 2,4 200 2,8 2,7 QN2 2,9 2,4 QN2

2,4 2,6 200 2,9 3,3 QN3 2,9 3,2 QN3

2,6 2,8 200 2,75 3,8 QN3 3,1 3,7 QN3

2,8 3,0 200 3,75 4,1 QN3 4,1 3,8 QN3

3,0 3,2 200 2,6 2,8 QN3 2,8 2,7 QN2

3,2 3,4 200 1,9 3 QN3 2 2,9 QN3

3,4 3,6 200 4,1 4,2 QN3 4,2 4 QN3

3,6 3,8 200 3,05 3,7 QN3 3,1 3,4 QN3

3,8 4,0 200 3,85 3,9 QN3 3,9 3,8 QN3

4,0 4,2 200 3,9 3,7 QN3 3,9 3,1 QN3

4,2 4,4 200 2,9 5,3 QN3 3 4,9 QN3

4,4 4,6 200 2,55 3,25 QN3 3 2,8 QN3

4,6 4,8 200 2,9 3,95 QN3 3,4 3,5 QN3

4,8 5,0 200 4,2 2,75 QN3 4,6 2,4 QN3




5.7. Trabalhos Acompanhados

5.7.1. Caso Prático 1

O caso prático 1 diz respeito a um AMP de via numa extensão de 800 metros. Os

principais objetivos prendem-se com a correção de uma curva (alinhamento,

nivelamento) bem como a recolocação do balastro debaixo das travessas.

Estes trabalhos de manutenção realizaram-se numa determinada linha portuguesa

propriedade da REFER cujos trabalhos foram subempreitados a uma unidade prestadora

de serviços que colabora com a REFER. Todos os trabalhos foram realizados com

equipamento dessa empresa. Dado o tipo de trabalho, houve necessidade de pedir uma

interdição noturna de via, não tendo havido circulação de outros comboios até ao final

da obra.

Ao longo do tempo é normal que o nível de balastro varie, pelo que para manter as suas

funções é necessária a sua regularização. O balastro permite o nivelamento, o

alinhamento e ainda a imobilização da superestrutura da via. Inicialmente realiza-se um

estudo prévio no qual se assinalam os quilómetros e as zonas onde há falta de balastro.

Este é transportado em vagões próprios, balastreiros (Figura 5.16), munidos de

aberturas no fundo que permitem a descarga direta do balastro no leito da via (Figuras

5.17 e 5.18). Depois da descarga de balastro, a via fica com o aspeto representado na

Figura 5.19.

Figura 5.16. Balastreiro Figura 5.17. Descarga de balastro




Figura 5.18. Esquema da descarga de

balastro (Fernave, 2003)

Figura 5.19. Via depois da descarga de

balastro

Estes procedimentos que permitiram nivelar, alinhar, regularizar e estabilizar a via. Para

este processo recorre-se a três equipamentos: atacadeira, regularizadora e veículo

estabilizador dinâmico. A atacadeira eleva a via, introduzindo balastro debaixo das

travessas e consolidando-o através de vibração. Este equipamento realiza também o

nivelamento e alinhamento da via. Numa primeira fase a atacadeira percorreu os 800

metros da via que era necessário atacar, desde o ponto exato do início da curva a

corrigir, de modo a obter os desalinhamentos e desnivelamentos através de um sistema

de inspeção laser. Numa segunda fase, a atacadeira voltou a posicionar-se no ponto

inicial da curva e deu-se início à fase de ataque de via. Com os dados recolhidos na

primeira fase, o equipamento foi programado para corrigir o alinhamento e o

nivelamento da via nos pontos defeituosos, sendo o ataque realizado em toda a extensão

(Figura 5.20). Ao mesmo tempo que a atacadeira realizou o seu trabalho, o sistema de

inspeção laser leu novamente o estado em que ficou a via atacada e gerou um gráfico de

dados através de equipamento instalado na cabine da mesma (Figura 5.21). Após a

passagem da atacadeira o balastro ficou com o aspeto representado na Figura 5.22,

seguindo-se a fase da regularização.

Figura 5.20. Atacadeira em funcionamento

Saída de

balastro

Pioches

Equipamento de

alinhamento




Figura 5.21. Cabine da atacadeira

Figura 5.22. Balastro depois da

ação da atacadeira

O balastro foi regularizado com uma regularizadora que se deslocou lentamente sobre a

via e arrastou o balastro das zonas em excesso para as zonas em falta, uniformizando

todo o leito e definindo a banqueta (Figura 5.23).

Na extremidade do equipamento existe um sistema de limpeza (Figura 5.24) que

removeu o balastro que se encontrava na patilha do carril ou por cima das travessas. No

final da passagem deste equipamento a via-férrea ficou com o aspeto da Figura 5.25.

Figura 5.23. Regularizadora em

funcionamento

Figura 5.24. Sistema de limpeza da

regularizadora

Gráfico após AMP




Figura 5.25. Via-férrea depois da ação da regularizadora

A fase final consistiu na estabilização da via recorrendo ao veículo estabilizador

dinâmico que vibra a estrutura (Figura 5.26), simulando a passagem de algumas dezenas

de milhares de toneladas de circulações. É com esta operação que se completa o

encastramento das travessas no balastro e a imobilização da via.

Figura 5.26. Sistema de estabilização do Veículo Estabilizador Dinâmico

5.7.2. Caso Prático 2

O caso prático 2 diz respeito a uma ação de depuração manual do balastro, ou

desguarnecimento manual de via como é corrente dizer-se na gíria ferroviária. Optou-se

por uma ação manual ao invés de utilizar equipamento pesado, como é o caso da

desguarnecedora de via, devido ao facto de se tratar de uma extensão de apenas 42

metros e também pelo facto de ser um trabalho muito dispendioso. O principal objetivo

deste trabalho foi a substituição do balastro e dos detritos por balastro limpo.

Estes trabalhos de manutenção realizaram-se numa linha portuguesa propriedade da

REFER cujos trabalhos foram subempreitados a uma empresa prestadora de serviços,

recorrendo a equipamento desta empresa. Dado o tipo de trabalho, houve necessidade de

pedir interdição noturna de via durante os 8 dias em que decorreu a obra, sendo que não




houve circulação de outros comboios até ao final da mesma em cada noite. Durante o

dia os comboios circularam com limitação de velocidade naquela zona.

O balastro colmatado transforma-se numa estrutura muito rígida em tempo seco e num

lamaçal em tempo húmido. Assim, a realização de qualquer trabalho de manutenção não

resulta devido à instabilidade das travessas. Os trabalhos de nivelamento e de

alinhamento também não têm qualquer resultado prático em tempo húmido e resultam

pouco em tempo seco. Deste modo há que recorrer à depuração do balastro como

condição prévia para o sucesso de qualquer outro trabalho de manutenção.

A necessidade de realização desta obra foi detetada através de uma inspeção visual. À

superfície aparecia uma grande quantidade de finos como podemos ver nas Figuras 5.27

e 5.28.

Figura 5.27. Local da intervenção aquando da inspeção (Imagens cedidas pela REFER)

Figura 5.28. Local da intervenção no dia da obra (balastro contaminado com finos)




O primeiro passo do desguarnecimento manual de via passa por desapertar as fixações e

remover algumas travessas para que a escavadora giratória possa retirar a totalidade do

balastro e dos detritos até à profundidade de 30 cm abaixo da base da travessa, tendo o

cuidado de deixar o fundo com inclinação para escoamento das águas (Figura 5.29). Os

detritos são colocados numa dresina que os transporta até à estação, local onde são

colocados em camiões e levados a vazadouro (Figura 5.30).

Depois de retirado o balastro, a travessa é colocada no seu lugar e apertam-se as

fixações com uma terifonadora (Figura 5.31). É ainda colocado um rolo de geotêxtil,

por baixo do balastro novo, no topo da fundação, com o objetivo de impedir a passagem

dos finos para o balastro (Figura 5.32). De seguida coloca-se o balastro novo e executa-

se um ataque manual de via com recurso a martelos compactadores (Figura 5.33). Este

processo é repetido até ao final do troço que se pretende desguarnecer. Por fim, realiza-

se um ataque de via pesado com recurso à atacadeira e, finalmente, a via pode entrar em

funcionamento reestabelecendo a velocidade normal.

Figura 5.29. Remoção do balastro com a

giratória

Figura 5.30. Dresina para transporte do

balastro e detritos

Giratória Dresina

Balastro e

e detritos




Figura 5.31. Aperto de fixações com

terifonadora

Figura 5.32. Colocação do geotêxtil e do

balastro novo

Figura 5.33. Ataque manual do balastro com martelo compactador


Neste capítulo foi realizado uma revisão sobre a temática da manutenção/conservação

em vias-férreas que a REFER realiza habitualmente.

Esta empresa dá grande importância à manutenção preventiva sistemática, apresentando

um alargado leque de trabalhos de inspeção que realiza com periodicidades definidas,

Aperto de

fixações

Geotêxtil

Balastro

novo

Martelo

compactador




tendo o objetivo de analisar a rede, determinar os pontos fracos e definir uma estratégia

de atuação. Por outro lado, a manutenção preventiva condicionada integra trabalhos de

reabilitação planeados em função dos resultados obtidos nos trabalhos de manutenção

preventiva sistemática. Por vezes, estas anomalias não são reparadas de imediato por

falta de mão-de-obra e equipamentos, originando o agravamento da situação, podendo

passar-se para uma manutenção corretiva.

Concluiu-se que a REFER divide as ações de conservação em três parcelas: revisão

periódica, intervenção pontual e renovação. A revisão periódica consiste na verificação

de todos os elementos deterioráveis da via, reparação e eventual substituição com

posterior nivelamento e alinhamento da via. Esta ação integra as seguintes definições:

prospeção (inspeção onde são anotados os materiais a substituir e os trabalhos executar),

previsão da quantidade de trabalho (previsão da quantidade de materiais e de horas de

trabalho necessárias), código dos trabalhos (a cada uma das tarefas de conservação

corresponde um número que possibilita a sua identificação e contabilização), programa

anual de trabalhos (para cada equipa de via, anualmente, é feito um plano geral de

atividades que contempla o programa de revisão periódica e outros trabalhos previstos).

A intervenção pontual tem a finalidade de corrigir anomalias que não podem aguardar

até à próxima revisão periódica. A renovação realiza-se apenas em ciclos de 20/30 anos

e caracteriza-se pelo conjunto de tarefas que tem por objetivos a substituição total ou

parcial dos materiais da via, com ou sem ajustamentos do seu traçado. A sua ciclicidade

é de 20/30 anos e é influenciada pela degradação dos materiais e da plataforma, pelo

desenvolvimento de novas tecnologias e pelas crescentes necessidades em termos de

velocidade, intensidade de tráfego e conforto.

Para completar este trabalho a REFER disponibilizou alguns dados de inspeção do

veículo de medição, EM 120, de um troço de 5 quilómetros da rede. Através desses

dados e da sua análise foi possível concluir que este tipo de equipamento é

indispensável na avaliação do estado da rede e também para que possam ser

programadas as ações de manutenção. Os parâmetros geométricos são registados de 25

em 25 centímetros originando uma ótima base de dados para análise. Para facilidade de

apresentação de resultados selecionaram-se dados para a bitola, empeno e nivelamento

transversal de 50 em 50 metros e, para se perceber melhor o andamento dos gráficos,

apresenta-se também para a bitola e empeno uma ampliação dos gráficos para uma

secção de 20 metros.

Com base nos dados do EM 120, são gerados ficheiros com valores do desvio padrão

para o alinhamento e o nivelamento longitudinais para secções de 200 metros. Através

do desvio padrão é possível associar à via um nível de qualidade geométrico com vista a




dois fins: avaliar o estado da rede ou avaliar a necessidade de AMP. Esse nível de

qualidade rege-se com base nas tolerâncias de cada parâmetro geométrico. As

tolerâncias dependem da classe da via, ou seja, da velocidade máxima da mesma. São

considerados três tipos de tolerâncias: tolerâncias de alerta, tolerâncias de intervenção e

tolerâncias de ação imediata. As tolerâncias de alerta correspondem ao valor do

parâmetro geométrico que dá origem a que o troço em questão seja incluído na

programação de trabalhos de manutenção. As tolerâncias de intervenção correspondem

ao valor do parâmetro geométrico que origina ações de manutenção no troço a curto

prazo, para evitar atingir as tolerâncias de ação imediata, as quais correspondem a um

valor do parâmetro geométrico que nunca deveria ser atingido, obrigando a uma

correção, redução de velocidade ou interdição do troço.

Pela sobreposição dos gráficos dos diferentes anos para os diversos parâmetros

geométricos constatou-se que a REFER realizou uma ação de manutenção naquela via

entre 2ª Campanha de 2009 e a 1ª Campanha de 2010, pois o comportamento os

parâmetros geométricos passa de bastante instável para constante. Essa ação de

manutenção consistiu numa RIV com mudança de travessas de madeira para monobloco

e substituição de linha com juntas para BLS. É de notar que aquele troço foi sofrendo

limitações de velocidade e, consequentemente, alterações de classe até à data da

realização da manutenção. Porém, após esta ter sido efetuada, a velocidade normal foi

retomada e a classe melhorada.

Dos trabalhos acompanhados e das conversas com os responsáveis da via foi possível

definir a atuação da REFER relativamente à conservação. Foram acompanhadas duas

ações de manutenção: a primeira consistiu num ataque de via numa extensão de 800

metros; a segunda diz respeito a um desguarnecimento de via em 42 metros, sendo que

todos os trabalhos foram subempreitados e com interdição noturna de via.

O primeiro trabalho iniciou-se com a descarga de balastro na via com utilização do

balastreiro seguindo-se a utilização de: atacadeira, regularizadora e veículo estabilizador

dinâmico. A atacadeira eleva a via, introduzindo balastro debaixo das travessas e

consolidando-o através de vibração. Realiza também o nivelamento e alinhamento da

via. Seguidamente o balastro é regularizado com uma regularizadora sobre a via

uniformizando todo o leito. Na fase final realiza-se a estabilização da via recorrendo ao

veículo estabilizador dinâmico que vibra a estrutura, consolidando-a.

O segundo trabalho diz respeito a uma ação de desguarnecimento manual de via. A não

utilização de equipamento pesado nesta ação, como é o caso da desguarnecedora de via,

prendeu-se com o facto de se tratar de uma curta extensão de via e por se tratar de um

trabalho muito dispendioso. Conclui-se que o desguarnecimento de via é de extrema




importância pois o balastro não desempenha as suas funções corretamente quando

colmatado, transformando-se num pavimento rígido em tempo seco e num lamaçal em

tempo húmido. Nestes casos, se houver previsão de realizar qualquer outro tipo de ação

de manutenção há que realizar o desguarnecimento de via em primeiro lugar pois

qualquer trabalho de manutenção não resulta devido à instabilidade das travessas. Em

suma, há que recorrer à depuração do balastro como condição prévia para o sucesso de

qualquer outro trabalho de conservação.

Manutenção e Conservação de Vias Férreas: 6. CASOS PRÁTICOS PORTUGUESES: METRO DO PORTO



CAPÍTULO 6 – CASOS PRÁTICOS PORTUGUESES: METRO DO

PORTO


A rede de metro do Porto é considerada um caso de estudo a nível internacional, sendo

também a maior rede de metro portuguesa. Deste modo opera num espaço que engloba

vários municípios: Porto, Vila Nova de Gaia, Gondomar, Matosinhos, Maia, Vila do

Conde e Póvoa de Varzim. Neste capítulo efetua-se a apresentação das características da

rede e do material circulante que sobre ela se desloca e ainda a constituição da via.

Tal como a REFER E.P., a empresa Metro do Porto S.A. também procedeu à elaboração

de um plano de manutenção para descrever o modo de atuação da entidade gestora face

aos problemas que surgem na via. Nesse documento constam as ações a realizar na rede,

tanto para manutenções preventivas, como corretivas, de maneira a garantir que a via se

encontra dentro dos parâmetros pré-estabelecidos, para poder ser operada em condições

de conforto e de segurança. Permite ainda estabelecer critérios para as condições de

realização, os meios a envolver e define métodos de organização das equipas de

manutenção. Por fim, apresenta ainda as tolerâncias dos parâmetros aos quais a via está

sujeita.

As entidades gestoras utilizam diversos aparelhos de inspeção de via de forma a

avaliarem o estado da mesma e, assim, tomarem a decisão sobre como e quando realizar

ações de manutenção. Os aparelhos mais utilizados são o KRAB, para medição dos

parâmetros de via e o RMF, para medição do desgaste ondulatório. Os dados que podem

ser levantados com os aparelhos anteriormente enunciados são apresentados mais à

frente neste capítulo, sendo analisados em conformidade com as tolerâncias referidas.

6.2. Apresentação da Rede e do Material Circulante

Presentemente, a rede da Metro do Porto é composta por 6 linhas, com uma extensão

total de vias de 67 quilómetros e 81 estações, das quais 14 são subterrâneas (Metro do

Porto, 2012). Os veículos circulam em túnel no centro da cidade, em vias em placa à

superfície e ainda em vias balastradas em alguns troços da rede.

Esta rede foi construída na bitola internacional (1435 mm), apresentando pendentes

máximas de 7 % e raios de curvatura mínimos de 25 metros em exploração (Martins,

2010). Na Figura 6.1 podemos ver o mapa da rede, onde constam as 6 linhas,

designadas pelas letras A, B, C, D, E e F, e as 81 estações.




Figura 6.1. Mapa da Rede de Metro do Porto (Metro do Porto, 2012)

Póvoa de Varzim

ISMAI

Aeroporto

Senhor de

Matosinhos

Senhora da Hora Hospital São João

Fânzeres

Estádio do Dragão

Campanhã

Trindade

Santo Ovídio




Quanto ao material circulante, a Metro do Porto tem uma frota composta por 72

composições do modelo Eurotram (Figura 6.2) e 30 composições de longo curso do

modelo Flexity Swift ou Tram-Train (Figura 6.3).

O Eurotram atinge uma velocidade máxima de 80 km/h e tem o comprimento de 35

metros, com a capacidade de transportar 80 passageiros sentados. Em 2009, entrou em

operação o novo veículo da Metro do Porto, o Flexity Swift. Estas novas composições,

são mais confortáveis, mais robustas e com maior capacidade de transporte. Os Flexity

Swift atingem uma velocidade máxima de 100 km/h e destinam-se à utilização

prioritária nas linhas Vermelha (B) e Verde (C), as quais têm percursos mais extensos

que as restantes. É também um veículo mais cómodo, com 100 lugares sentados, sendo

pouco mais comprido do que o Eurotram. As 30 unidades Flexity Swift vêm somar-se às

72 Eurotram já em circulação, elevando a frota da Metro do Porto para um total de 102

veículos (Metro do Porto, 2012).

6.3. Constituição da Via

A rede de metro do Porto apresenta troços de via em plataforma betonada e troços de

via balastrada. Quanto ao tipo de carril, coexistem na rede carris de gola e carris U50

que permitem que o mesmo material circulante percorra toda a rede (Figura 6.4).

Figura 6.4. Transição do carril U50 para o carril de gola na Estação de Mandim

A via em placa (plataforma betonada) é constituída pelo solo compactado, camada de

coroamento, betão de enchimento e betão de selagem, local onde as travessas bi-bloco

ficam embebidas. A Figura 6.5 mostra o perfil transversal tipo da via em placa numa

curva com acabamento em relva.

Figura 6.2. Eurotram

(Martins, 2010)

Figura 6.3. Flexity Swift

(Metro do Porto, 2012)




Figura 6.5. Perfil transversal tipo da via em placa com acabamento em relva

(Imagem cedida pela Metro do Porto)

Betã

o d

e

en

ch

imen

to

C25

/30

Betã

o d

e

se

lag

em

C35

/45

Arg

am

as

sa

Su

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Betã

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l C

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co

roa

me

nto

Relv

a

Relv

a




A Metro do Porto utiliza diferentes tipos de acabamentos na constituição da via. Os

acabamentos podem ser em plataforma relvada, empedrada ou betonada, como se ilustra

nas Figuras 6.6 e 6.7.

Para fixar as travessas aos carris são utilizadas fixações Nabla (Figuras 6.8 e 6.9) ou

Vossloh (Figuras 6.10 e 6.11).

Figura 6.8. Fixação Nabla na Estação da

Trindade

Figura 6.9. Esquema da fixação Nabla

(Edilonsedra, 2012)

Figura 6.10. Fixação Vossloh na Estação

de Mandim

Figura 6.11. Esquema da fixação Vossloh

(Edilonsedra, 2012)

Figura 6.6. Plataforma relvada e

empedrada na Estação de Rio Tinto

Figura 6.7. Plataforma empedrada e

betonada no lado Sul da Ponte D. Luís I




Ao longo da via podem observar-se também sistemas de lubrificação do carril como

ilustra a Figura 6.12. Esta empresa optou por equipamentos fixos, localizados na via e

acionados à passagem do material circulante, prevenindo deste modo o desgaste lateral

do carril e da roda do veículo, especialmente em curvas de pequeno raio.

Figura 6.12. Sistema de lubrificação instalado num carril de gola

(Imagem cedida pela Metro do Porto)

6.4. Tipos de Ações de Manutenção

6.4.1. Manutenção Preventiva

Manutenção Preventiva Sistemática

A manutenção preventiva sistemática consta da vigilância total e cíclica da situação em

que se encontram os elementos e os parâmetros geométricos da via. O resultado destes

trabalhos consiste em ações que permitem manter os níveis de qualidade necessários

para o tráfego que circula sobre a via, mantendo a via dentro dos parâmetros de

segurança que garantem as condições de operacionalidade exigidas (Via Porto, s.d.).

Este tipo de manutenção divide-se em duas atividades a desempenhar pelo operador:

Inspeções e limpezas

A planificação das operações de controlo do estado de conservação e eficiência da via é

imperativo, por duas razões: prevenir anomalias e organizar da forma mais otimizada

possível as intervenções de manutenção. Os operadores executam estes trabalhos, no

mínimo, mensalmente e prestam especial atenção ao estado e conservação das partes

que compõe a via. Após cada inspeção é elaborado um relatório onde consta a

fiabilidade dos sistemas verificados ou as anomalias detetadas (Via Porto, s.d.).




Diagnóstico instrumental

Esta atividade consta em verificações periódicas com o objetivo de monitorizar

características físicas ou funcionais dos componentes que constituem o sistema. Existe a

necessidade de recorrer a aparelhos sofisticados, podendo ser necessário colocar a via

fora de serviço. Estas atividades incluem todas as operações de manutenção cíclica e

sistemática, contando com as deslocações e verificações periódicas.

As tabelas 6.1 a 6.7 resumem as inspeções, medições ou limpezas que é necessário fazer

no âmbito da manutenção preventiva, para cada elemento: via, carris, fixações,

travessas, sistemas de drenagem e plataforma (Via Porto, s.d.).

Tabela 6.1. Inspeções e medições a realizar na via (Superestrutura) (Via Porto, s.d.)

Via (Superestrutura)

Inspeção

Visual

Inspeção total da rede, analisando:

Geometria (alinhamento e nivelamentos);

Desgastes, fraturas, patinhagem;

Estado da plataforma (balastro/ betão);

Fixações;

Travessas;

Soldaduras e juntas;

Gabaritos;

Áreas adjacentes que possam constituir risco na segurança da

rede;

Órgãos hidráulicos.

Medida

Bitola;

Escala;

Empeno;

Alinhamento longitudinal e vertical;

Monitorização de pontos definidos (topografia).

Tabela 6.2. Inspeções e medições a realizar no carril U50 (Via Porto, s.d.)

Carril: U50

Inspeção

Visual

Inspeção ao estado de conservação do carril:

Fissuras;

Marcas de patinhagem;

Soldaduras.

Medida Desgaste ondulatório;

Auscultação ultrassónica.




Tabela 6.3. Inspeções, medições e limpezas a realizar no carril de gola (Via Porto, s.d.)

Carril de gola: 41GP, 35GP

Limpeza Limpeza da garganta da mesa de rolamento.

Inspeção

Visual

Inspeção ao estado de conservação do carril:

Fissuras;

Marcas de patinhagem;

Soldaduras.

Medida

Desgaste ondulatório;

Auscultação ultrassónica;

Abertura de gola.

Tabela 6.4. Inspeções e medições a realizar nas fixações (Via Porto, s.d.)

Fixações

Inspeção

Visual

Inspeção ao estado de conservação da fixação:

Oxidações;

Posicionamento do conjunto;

Posicionamento da palmilha.

Medida Verificação do aperto:

Amostra em 2% das fixações.

Tabela 6.5. Inspeções a realizar nas travessas (Via Porto, s.d.)

Travessas

Inspeção

Visual

Inspeção ao estado de conservação da travessa:

Fissuras;

Quadramento;

Cantoneira.

Tabela 6.6. Inspeções e limpezas a realizar nos sistemas de drenagem (Via Porto, s.d.)

Drenagem

Caixas coletoras e valetas transversais, longitudinais e pontuais

Inspeção Visual Inspeção visual do nível de sujidade.

Limpeza Limpeza.




Tabela 6.7. Inspeções e limpezas a realizar na plataforma empedrada, betonada e

balastrada (Via Porto, s.d.)

Plataforma

Plataforma betonada

Limpeza Limpeza da plataforma.

Inspeção

Visual

Inspeção ao estado de conservação da plataforma:

Fissuras;

Estado do revestimento;

Possíveis obstáculos.

Atravessamentos

Rodoviários Aplicação de material nas juntas dos cubos.

Plataforma empedrada

Limpeza da

Plataforma

Empedrada

Varredura mecanizada da plataforma empedrada.

Tratamento da

Plataforma

Empedrada

Aplicação de herbicida.

Plataforma balastrada

Limpeza Limpeza da plataforma.

Inspeção

Visual

Inspeção ao estado de conservação da plataforma:

Estado de contaminação do balastro;

Geometria do perfil.

Tratamento da

Plataforma Aplicação de herbicida.

6.4.2. Manutenção Corretiva

No âmbito do sistema de gestão da conservação adotado, as ações de manutenção

corretivas classificam-se em:

Imediatas, quando a gravidade do defeito do elemento de via compromete o

desempenho do sistema, podendo originar danos às pessoas ou estruturas. Este

tipo de anomalia deve ser corrigido de imediato e, por isso, trata-se de uma

intervenção realizada sem planeamento.

Sistemáticas, quando resultam de defeitos que alcançaram determinado grau de

evolução, ou seja, podem programar-se em função dos controlos a realizar.

A aplicação da ação corretiva apropriada no momento certo resulta de um conhecimento

profundo e contínuo do estado da via. Deste modo, a anomalia é corrigida antes de

chegar a constituir perigo para a circulação, ou de ser incómoda para os passageiros. A




cada anomalia corresponde uma causa que deve ser determinada através de uma

inspeção no terreno no ponto defeituoso. Após a determinação das causas devem ser

estudadas as medidas corretivas a efetuar.

A rede é ainda relativamente nova (entrou em funcionamento no dia 7 de Dezembro de

2002), pelo que o número de ações de conservação é relativamente pouco extenso.

Contudo, o planeamento das ações corretivas considera as seguintes como mais comuns

são (Via Porto, s.d.):

Execução de soldaduras;

Substituição pontual do carril;

Recargas de carril;

Depuração de desguarnecimento de balastro;

Ataque mecânico pesado;

Retificação da bitola;

Esmerilagem de via;

Substituição pontual de travessas e conjuntos de fixações;

Regulação e reparação de aparelhos de dilatação;

Reparação de avarias causadas por descarrilamento;

Limpeza dos órgãos de drenagem;

Reparação dos emadeirados das PN’s;

Reparação do revestimento da plataforma embebida (cubos de granito, relva,

etc.).

6.5. Tolerâncias dos Parâmetros Geométricos da Via

Parâmetros geométricos

A Metro do Porto definiu tolerâncias para parâmetros geométricos da via tanto para a

via em placa (plataforma betonada) com para a via balastrada. Para cada parâmetro

(bitola, escala, empeno, alinhamento, nivelamento e gola) existem quatro patamares

(Via Porto, s.d.):

Conservação valor ideal medido depois de realizada uma ação de

conservação;

Alerta, definido pela cor verde é o valor a partir do qual devemos

prestar atenção especial a esse ponto;

Conforto, definido pela cor amarela é o valor a partir do qual já não

está garantido o nível de conforto aos utilizadores;

Limite, definido pela cor vermelha a partir deste valor é urgente

realizar uma ação de manutenção.




Mais à frente neste trabalho são apresentados e analisados alguns dados decorrentes de

ações de inspeção, os quais exemplificam os procedimentos utilizados e os patamares

anteriormente referidos.

Desgaste ondulatório

O valor máximo admissível para o desgaste ondulatório é de 0,3 mm de amplitude,

compreendido entre +0,15 e -0,15 mm. É através das inspeções visuais e acústicas em

conjunto com as medições que se definem os critérios e metodologias de intervenção e

possibilitam revelar o nível de criticidade e conforto (Via Porto, s.d.).

Soldaduras

As soldaduras (Figura 6.13) são também inspecionadas recorrendo a uma régua

calibrada, cujo valor máximo é de 0,6 mm. Nas soldaduras pode ser necessário fazer

dois tipos de reparações: recarga (adição de material) ou esmerilagem (remoção de

material), consoante a irregularidade detetada. Quando se suspeita da existência de

poros, fissuras ou deformações nas soldaduras ou troços de carril, deve optar-se pela

realização de ensaios de auscultação ultrassónica, obtendo-se assim resultados mais

fidedignos (Via Porto, s.d.).

Figura 6.13. União de carris através de soldaduras

Ataque de via

Através dos levantamentos geométricos, efetuados com equipamentos de leitura

contínua, e das inspeções decide-se sobre a necessidade de realizar uma intervenção de

ataque na plataforma balastrada (Via Porto, s.d.).

6.6. Equipamentos de Inspeção de Via

A Metro do Porto realiza periodicamente inspeções que permitem fazer o levantamento

das necessidades da via com base nos defeitos detetados. Além das inspeções visuais,

dos tratamentos e limpezas há que fazer a medição rigorosa dos parâmetros da via. Para

tal, esta empresa dispõe dos equipamentos KRAB (Figura 3.26) e RMF (Figura 3.29). O

Soldadura




KRAB mede os seguintes parâmetros: bitola, escala, empeno, alinhamento e

nivelamento, registando os dados para posterior análise. O RMF é um equipamento

destinado à medição do desgaste ondulatório mas que também mede a bitola, a escala, o

alinhamento e o nivelamento.

6.7. Levantamento Geométrico dos Parâmetros de Via e Desgaste

Ondulatório

Seguidamente, nas Figuras 6.14 a 6.20 apresentam-se os dados de um levantamento

geométrico registados pelo KRAB, na rede de metro do Porto, numa extensão de 375

metros de uma linha (via em placa). Os gráficos encontram-se balizados com diferentes

patamares inferiores e superiores de segurança: alerta, conforto e limite. Nas Figuras

6.21 a 6.24 apresentam-se os dados de levantamento do desgaste ondulatório registado

pelo RMF.

Alerta

Conforto

Limite

Figura 6.14. Levantamento dos parâmetros geométricos: bitola (Relatório KRAB, s.d.)

Figura 6.15. Levantamento dos parâmetros geométricos: escala (Relatório KRAB, s.d.)

Figura 6.16. Levantamento dos parâmetros geométricos: empeno

(Relatório KRAB, s.d.)




Figura 6.17. Levantamento dos parâmetros geométricos: alinhamento da fila direita


Figura 6.18. Levantamento dos parâmetros geométricos: alinhamento da fila esquerda


Figura 6.19. Levantamento dos parâmetros geométricos: nivelamento da fila esquerda


Figura 6.20. Levantamento dos parâmetros geométricos: nivelamento da fila direita





Figura 6.21. Levantamento do desgaste ondulatório do carril esquerdo 1 no

comprimento de onda 30 a 100 mm (Relatório RMF, s.d.)

Figura 6.22. Levantamento do desgaste ondulatório do carril esquerdo 1 no

comprimento de onda 30 a 100 mm (Relatório RMF, s.d.)

Figura 6.23. Levantamento do desgaste ondulatório do carril direito 2 no comprimento

de onda 10 a 30 mm (Relatório RMF, s.d.)

Figura 6.24. Levantamento do desgaste ondulatório no carril direito 2 no comprimento

de onda 30 a 100mm (Relatório RMF, s.d.)




6.8. Análise do Levantamento Geométrico

Os gráficos do levantamento geométrico dos parâmetros de via mostrados nas Figuras

6.14 a 6.20 representam no eixo das ordenadas o valor do parâmetro em milímetros e no

eixo das abcissas os pontos quilométricos (local da rede).

O gráfico da bitola (Figura 6.14) é o único que não apresenta simetria dos patamares de

segurança em relação ao seu eixo da ordenadas, o que sugere que o alargamento ou o

encurtamento que a bitola pode ter não variam nos mesmos intervalos. Assim, conclui-

se que a bitola pode alargar mais do que encurtar, pois os limites superiores são mais

largos do que os limites inferiores. Tomemos como exemplo o intervalo de alerta

(limitado pelas linhas verdes). Nesse intervalo a bitola pode alargar 7mm, porém só

pode encurtar 4mm. O mesmo acontece para os intervalos amarelo e vermelho. Em

suma, é mais gravoso um encurtamento de bitola do que o alargamento da mesma, daí

os intervalos não serem simétricos.

A Figura 6.14 sugere que este troço de via se encontra em boas condições sendo que

todo o traçado se desenha no interior do intervalo verde à exceção de um pico singular

no intervalo [45202, 45252] que pode indicar a existência de uma soldadura ou o início

de um AMV. Por vezes, os picos singulares representam somente erros de medição,

quer devido a incorreto manuseamento do equipamento aquando da medição, quer

devido a sujidades acumuladas existentes no carril. Daí ser importante analisar in situ as

razões que possam explicar estes valores isolados.

O gráfico do nivelamento transversal, ou seja, da escala (Figura 6.15) é simétrico. Pela

figura conclui-se que a maior parte do traçado se encontra inscrito no intervalo verde,

ou seja, a via está em muito boas condições relativamente ao parâmetro avaliado. No

entanto, no intervalo [45252, 45302] o traçado ultrapassa ligeiramente o limite verde e

no intervalo [45402, 45452] estão esboçados dois picos que atingem o limite amarelo,

sendo que nesses dois locais o nível de conforto não está garantido. Trata-se de situação

que deve ser acompanhada.

A Figura 6.16 que ilustra o gráfico do empeno demostra que no geral este parâmetro de

via varia dentro do intervalo verde, existindo alguns pontos em que esse intervalo é

ultrapassado, tornando-os por isso locais de alerta. No ponto 45452 o gráfico do empeno

atinge o patamar de conforto, sendo este o local mais desfavorecido do trecho

apresentado como exemplo.

O gráfico do alinhamento da fila direita, representado na Figura 6.17 prova que todo o

traçado se desenvolve dentro do limite de alerta, à exceção de no intervalo [45402,

45452] existir um local onde é ultrapassado o limite de conforto, devendo por isso ser




alvo de atenção especial. A Figura 6.18 que traduz o alinhamento da fila esquerda

denota-se a existência de três picos, dois deles atingindo o patamar limite e o restante o

patamar de conforto. Quando os gráficos revelam este aspeto não significa que existe

um desalinhamento, podendo corresponder a uma soldadura, o início de um AMV ou

tratar-se de um erro de medição. Excluindo esta particularidade, o restante troço

encontra-se em perfeitas condições, não sendo ultrapassado o intervalo de alerta em

qualquer lugar. Quanto ao nivelamento horizontal da fila da direita e da fila da esquerda

(Figuras 6.19 e 6.20) verifica-se que o troço em análise se encontra perfeitamente em

segurança, pois em nenhum local o traçado atinge o patamar de alerta.

Nas Figuras 6.21 a 6.24 pode observar-se quatro gráficos de inspeções ao carril com o

objetivo de detetar desgaste ondulatório. Tal como foi referido na secção 6.5, a

amplitude máxima admitida para o desgaste ondulatório é de 0,3 mm, compreendendo

valores entre +0,15 e -0,15 mm. Nos gráficos encontram-se, em ordenadas, os limites

permitidos indicados por duas linhas vermelhas, e em abcissas os pontos quilométricos.

Quando os limites são ultrapassados deve proceder-se a uma ação de manutenção.

No topo de cada gráfico encontra-se um valor referente ao comprimento de onda

considerado para o desgaste ondulatório. Na Metro do Porto filtram-se os dados

recolhidos nos dois comprimentos de onda seguintes: 10 a 30 mm e de 30 a 100 mm.

Nas Figuras 6.21 e 6.24, os gráficos de desgaste ondulatório sugerem que naqueles

trechos de via o carril se encontra em perfeitas condições, visto que todo o gráfico se

desenha no limite de segurança. Esta situação já não ocorre na Figura 6.22, cujo gráfico

ultrapassa os limites uma vez antes do ponto quilométrico 42087,940 e três vezes no

intervalo [42035,030; 41982,122]. Logo há que verificar no local o tipo de intervenção

necessário nessa zona. Na Figura 6.23 existem dois locais nos quais o desgaste

ondulatório excede superiormente o limite e aproxima-se bastante do limite inferior,

sendo por isso importante uma intervenção de manutenção (esmerilagem).


A Rede de Metro do Porto é um caso de estudo bastante interessante graças às

características da sua constituição que se estendem aos 67 quilómetros de rede,

percorrendo 81 estações. Sendo a maior rede de metro de Portugal, os seus veículos

circulam tanto em túnel como à superfície (em vias em placa ou em vias balastradas).

Os troços de via em placa podem ter três tipos de acabamento: plataforma relvada,

betonada ou empedrada. Em algumas estações com plataforma betonada é possível

visualizar à superfície as travessas bi-bloco fixas através de fixações Nabla. Por outro

lado, nos troços de via balastrada as fixações são do tipo Vossloh. Nesta rede verifica-se




a presença de equipamentos de lubrificação de carril, localizados especialmente em

curvas de pequeno raio, onde o desgaste lateral do carril e da roda é maior.

A Metro do Porto elaborou um plano de manutenção onde se encontra definido o modo

de atuação da empresa face às necessidades da rede. Nesse documento encontram-se as

ações de manutenção preventivas e corretivas a realizar por forma a garantir o bom

estado de conservação da rede. A manutenção preventiva engloba todas as atividades de

vigilância total e cíclica do estado dos elementos e parâmetros da via.

A manutenção preventiva divide-se em duas atividades: inspeções e limpezas e

diagnóstico instrumental. As inspeções e limpezas dizem respeito às operações de

controlo do estado de conservação e eficiência da via para prevenir anomalias e

organizar da forma mais otimizada possível as intervenções de manutenção. Depois de

cada inspeção é elaborado um relatório onde consta a fiabilidade dos sistemas

verificados ou as anomalias detetadas. O diagnóstico instrumental tem como objetivo

monitorizar as características físicas ou funcionais dos componentes que constituem o

sistema. Para tal recorre-se a aparelhos sofisticados (KRAB e RMF), podendo ser

necessário colocar a via fora de serviço. Para cada elemento (via, carris, fixações,

travessas, plataforma e sistemas de drenagem) existe informação detalhada de quais as

inspeções, medições e limpezas que são necessárias realizar.

As ações corretivas subdividem-se em: imediatas (quando a gravidade do defeito do

elemento de via compromete o desempenho do sistema devendo ser corrigido de

imediato) e sistemáticas (quando resultam de defeitos que alcançaram determinado grau

de evolução, podendo programar-se em função dos controlos a realizar). Conclui-se que

a aplicação da ação corretiva adequada no momento certo resulta de um conhecimento

profundo e contínuo do estado da via. Assim, a anomalia é corrigida antes de chegar a

constituir perigo para a circulação ou antes de ser incómoda para os passageiros.

Constam ainda deste plano as tolerâncias dos parâmetros de via, especialmente dos

parâmetros geométricos e desgaste ondulatório. Os parâmetros geométricos estão

divididos em quatro patamares: conservação (valor ideal medido depois de realizada

uma ação de conservação), alerta (o valor a partir do qual devemos prestar atenção

especial a esse ponto), conforto (valor a partir do qual já não está garantido o nível de

conforto aos utilizadores) e limite (a partir deste valor é urgente realizar uma ação de

manutenção). O valor máximo admissível para o desgaste ondulatório é de 0,3mm de

amplitude. Este parâmetro é muito importante pois a existência desde tipo de defeito

provoca bastante desconforto aos utentes e ruído.




A secção 6.7 e 6.8 permitiu ilustrar o tipo de relatórios gerados pelos equipamentos de

inspeção, bem como o modo como se faz a sua análise. Só assim é possível avaliar o

estado da via e programar as ações necessárias ao seu bom desempenho.

Manutenção e Conservação de Vias Férreas: 7. CONCLUSÕES



CAPÍTULO 7 – CONCLUSÕES

7.1. Síntese do Trabalho e Conclusões Gerais

Com a elaboração deste trabalho pretendia-se realizar um estudo acerca da

manutenção/conservação de vias férreas compreendendo a ação de operadores de

sistemas ferroviários portugueses.

Os conceitos de manutenção/conservação surgiram pois as antigas entidades gestoras

deste ramo concluíram que estas atividades constituem um processo bastante mais

económico quando comparado com o método utilizado no passado que implicava a

construção de via totalmente nova.

A manutenção aborda duas grandes temáticas: a manutenção preventiva e a manutenção

corretiva. A primeira é programada e tem como objetivo atuar antes do sistema

apresentar degradações já não recuperáveis sem remodelação, a segunda ocorre quando

a anomalia é detetada, ou seja, sem planeamento. Desta forma, todos os trabalhos que

promovam a prevenção das degradações ganharam grande importância, sendo que, hoje

em dia, cada vez se investe mais em manutenções de caráter preventivo reduzindo

intervenções profundas, mais gravosas para a estrutura e mais dispendiosas para as

entidades gestoras.

Com o aparecimento dos conceitos de manutenção/conservação surgiu a temática da

inspeção de via-férrea que consiste em todos os procedimentos que visam a obtenção de

informação acerca do estado em que a via se encontra. Verificou-se que a maioria das

inspeções são realizadas em veículos motorizados mas também podem ser feitas

inspeções a pé. O grande objetivo consiste em determinar os parâmetros de via e

compara-los com os parâmetros de referência, fixados nas normas. Concluiu-se também

que embora os parâmetros de via sejam medidos separadamente contribuem de forma

conjunta para as condições de funcionamento da via, podendo o incumprimento de um

originar problemas associados a outros.

Na REFER, detentora da rede ferroviária nacional, a grande parte das vias são

inspecionadas com recurso à EM 120, equipamento que inspeciona a via até 120km/h,

tendo portanto um bom rendimento. No entanto, a Metro do Porto por ser uma rede com

uma extensão total de vias de 67 quilómetros pode fazer as suas inspeções com recurso

a equipamentos mais pequenos como o KRAB ou o RMF.

Depois de realizadas as inspeções da via-férrea e analisadas as patologias da mesma as

entidades gestoras decidem sobre como vão atuar na via. Este tipo de decisão baseia-se




em tomar a melhor opção, visando sempre garantir a qualidade da via com o menor

custo possível. Quando a via não cumpre os requisitos previstos há que proceder à

realização de atividades de manutenção/conservação. Estas podem dividir-se em ações

mecânicas e manuais, sendo que as ações mecânicas recorrem a equipamentos pesados,

enquanto as ações manuais utilizam pequenos instrumentos.

Concluiu-se que as ações de manutenção mecânicas mais importantes são: a depuração

do balastro (realizada com a depuradora ou desguarnecedora), a esmerilagem

(executada com a esmeriladora), o ataque da via (efetuado com a atacadeira,

regularizadora e estabilizador dinâmico da via), a ripagem e a RIV, que só acontece

quando já não há vantagem em fazer mais ações de conservação, sendo mais económico

optar por uma substituição da via. Quanto às ações manuais, as mais importantes tarefas

são: a sabotagem, o recalce e a substituição das travessas, e a colocação de lubrificante.

É de salientar as diferenças que existem na inspeção de uma rede como a da REFER,

fundamentalmente balastrada e a rede de Metro do Porto, que é betonada, empedrada ou

relvada, tendo apenas uma pequena parte em via balastrada. A REFER preocupa-se

bastante em garantir a boa qualidade do balastro, sendo frequente realizar ações que

promovam a sua depuração. No entanto, no caso da Metro do Porto há que ter em

atenção o estado do pavimento e o aparecimento de fissuras na via betonada. No caso da

via relvada, se por um lado diminui o impacto visual e embeleza a paisagem, por outro,

a preocupação em manter o seu bom estado e as operações de manutenção são

preocupações constantes.

Uma outra particularidade que distingue as redes betonadas passa por garantir a limpeza

da garganta nos carris gola. Como esta rede de metro é bastante jovem ainda só

necessitou uma vez de realizar esmerilagem de carris, porém na REFER esta prática é

bastante mais frequente.

Quanto às travessas, a REFER tem mais preocupações do que a Metro do Porto devido

ao facto de em vias betonadas estas estarem embebidas na estrutura, logo não serem

suscetíveis de deterioração, por outro lado, devem monitorizar a existência de fissuras

no betão.

Em termos de parâmetros de via, os critérios para via betonada são mais apertados do

que para via balastrada, uma vez que esta tende a ser mais flexível. O caso da bitola

distingue-se dos outros parâmetros pelo facto dos patamares não serem simétricos, ou

seja, conclui-se que é mais gravoso um encurtamento de bitola do que o alargamento da

mesma, correndo-se o risco de descarrilamento.




Quanto ao desgaste ondulatório os valores que a Metro do Porto apresenta são muito

mais reduzidos do que os praticados pela REFER, sendo esta anomalia uma

consequência física do contacto roda-carril e resultar de travagens e arranques repetidos,

é algo muito incómodo para os utilizadores. Este fenómeno e mais grave em redes

balastradas nas quais o peso das composições que lá circulam ser bastante maior.

Porém, os critérios das redes de metro são muito mais apertados pois esta anomalia é

mais percetível a baixas velocidades, características destas redes.

Concluiu-se que, apesar das empresas deste ramo saberem que os seus recursos não são

suficientes para um programa completo de conservação da via-férrea, amenizam a

situação canalizando os seus recursos para alternativas mais viáveis, que possibilitem

melhorar o desempenho operacional, dentro das restrições existentes, pois a eficácia do

sistema ferroviário está intrinsecamente ligada ao estado de manutenção da via.

A maior limitação resume-se ao financiamento sendo que obter uma via tão satisfatória

quanto possível, é um problema dos mais complexos que se apresenta nas vias-férreas,

sejam elas de carga ou de transporte de passageiros, pois qualquer pequena obra ascende

aos milhares de euros.

Em suma, o grande objetivo consiste em garantir a segurança do tráfego, reduzir as

avarias no material circulante e na própria via, aumentar a velocidade e a capacidade de

produção, reduzindo ao mínimo os custos de manutenção da via.

7.2. Prosseguimento de Trabalhos Futuros

Quanto ao desenvolvimento de trabalhos futuros é fundamental continuar a referir a

importância da realização de estudos de sistemas de gestão na conservação de vias-

férreas em Portugal, com o objetivo de facilitar as tomadas de decisões e,

consequentemente, aumentar a qualidade da rede.

Este trabalho foi um ponto de partida para enquadrar várias temáticas no campo da

manutenção. Demonstra-se que as diversas empresas do ramo têm obtido cada vez mais

equipamento sofisticado com o objetivo de inspecionar com qualidade as redes.

Contudo, o âmbito da análise da gestão da conservação ainda se baseia muito na

experiência e não num sistema de gestão da conservação que permita a análise da

eficiência económica.

Assim, sugere-se a continuação dos estudos bem como o desenvolvimento de um

sistema de gestão da conservação a implementar na rede portuguesa. Tal estudo inclui o

desenvolvimento de um sistema informático que cadastre a informação da rede e trate as




informações recolhidas aquando das inspeções. Através deste sistema seria possível

melhorar as potencialidades da via, de forma a garantir a máxima operacionalidade da

rede, em condições de utilização ótimas tanto para passageiros como para mercadorias.

Este sistema constituiria um instrumento de apoio na conservação da via-férrea para os

administradores das redes ferroviárias.

Uma fase inicial seria a construção de uma base de dados onde constassem dados de

cada linha com informação relativa ao estado de degradação de cada componente da

via-férrea e respetivos modelos de comportamento. Assim, o sistema pode avaliar a vida

útil que restará em média a cada elemento, prevendo atempadamente a sua substituição.

Existe a necessidade deste tipo de projeto por diferentes aspetos, não só a degradação

isolada de um componente da via, como também casos em que a degradação de um

elemento provoca a deterioração de outro. Além disso, há que prever um sistema de

gestão que permitira essencialmente distribuir os escassos recursos disponíveis, por

forma a garantir o melhor serviço prestado em termos de segurança, economia e

conforto.

Este tipo de sistema deve ser capaz de prever a evolução da estrutura ferroviária,

considerando o estado atual, as solicitações futuras e as ações de conservação realizadas

durante a vida da via-férrea. Deste modo, será possível definir as estratégias de

intervenção e conservação da rede que serão a opção mais rentável, tendo em conta o

custo e benefício e as condições técnicas apresentadas.

Neste tipo de desenvolvimentos certamente seria imprescindível uma união entre a Rede

Ferroviária Portuguesa com uma instituição como um Politécnico ou Universidade,

sendo que as Universidades têm a vocação e as competências para sustentar o tipo de

desenvolvimentos essenciais e a REFER tem o conhecimento, o que atestaria a

aplicabilidade eficiente do sistema.


Finalmente, refere-se que os principais propósitos do presente trabalho foram

conseguidos. Além da realização de um estudo acerca da manutenção e conservação de

vias férreas através da pesquisa bibliográfica, foi possível um maior entendimento

acerca de assuntos como a gestão da conservação, a inspeção de via e as ações de

conservação.

Junto da REFER e da Metro do Porto foi possível perceber o modo das empresas

abordarem esta temática e a forma como planeiam as ações de manutenção e como

atuam nos problemas que vão surgindo.

Manutenção e Conservação de Vias Férreas: REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS



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