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Índice 1. Introdução ..................................................................................................................................... 2 2. Resumo historial e da evolução dos Caminhos De Ferro (CFM) .............................................. 3 3. Conceito de Interoperabilidade ....................................................................................................... 7 4. Sistema Ferroviário – Subsistemas ................................................................................................. 7 4.1.1. Subsistema – Infraestrutura ................................................................................................. 9 4.1.1.1. Bitola ............................................................................................................................ 10 4.1.1.2. Gabarito ....................................................................................................................... 12 4.1.2. Diferentes cargas por eixo .............................................................................................. 14 4.1.3. Rampas, Curvas e Desvios .............................................................................................. 16 4.1.4. Diferentes inclinações dos Carris ................................................................................... 16 4.1.5. Diferentes padrões da Plataforma ................................................................................. 18 4.1.6. Via de Resguardo ............................................................................................................ 19 4.1.8. Sistemas de Mudança de Bitola ..................................................................................... 20 5. Considerações sobre a Via férrea .................................................................................................. 21 5.1. Caracterização de uma ferrovia ....................................................................................... 21 5.2. Constituição da Linha Férrea ............................................................................................ 21 5.2.1. Infraestrutura .................................................................................................................. 22 5.2.1.1. A plataforma ............................................................................................................ 22 5.2.2. A Superestrutura............................................................................................................. 24 5.2.2.1. Balastro e sublastro ................................................................................................. 24 5.2.2.2. Elementos de fixação ............................................................................................... 25 5.2.2.3. Carrís ........................................................................................................................... 27 Tipos de Carrís ............................................................................................................................ 27 Material utilizado ........................................................................................................................ 28 5.2.2.4. Instalações e Aparelhos para direccionar o tráfego na ferrovia ............................. 28 5.2.2.5. Dormente (Travessas) ................................................................................................. 30 Entrevia e Entrelinha ......................................................................................................................... 33 6. Subsistema de Energia e Tracção .............................................................................................. 33 7. Subsistema de controlo, comando e sinalização ....................................................................... 34 8. Subsistema de exploração e material circulante ...................................................................... 35 9. Subsistema de Manutenção ........................................................................................................ 35 10. Subsistema de Instrumentos Telemáticos ao Serviço de Passageiros e de Transporte de mercadoria ........................................................................................................................................... 35 11. Conclusão ..................................................................................................................................... 36 12. Referências bibliográficas .......................................................................................................... 37 A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 2 1. Introdução O presente trabalho de investigação pretende incidir na questão da interoperabilidade ferroviária, na área da infraestrutura e em particular no que se refere à bitola (também designada por largura da via), e que corresponde à distância entre as faces interiores das cabeças dos carris, medida 15mm, a partir da parte superior do boleto. 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. Este trabalho tem como objectivo abordar sobre os conceitos básicos sobre aspectos ligados a ferrovia, concretamente pretende-se debruçar sobre os componentes básicos de uma via e a evolução de caminhos de ferro de Moçambique. O trabalho enquadrâ-se no âmbito dos trabalhos de pesquisa da cadeira Linha férrea, leccionada no curso de Licenciatura em Engenharia Ferroviária, segundo semestre do terceiro ano. Para além deste ser um trabalho com vista a ser avaliado, também servirá como uma fonte de estudos (apontamentos – na cadeira da Linha Férrea). O trabalho tem como seguintes os objectivos específicos, visando a aprensentar: Um resumo da evolução/historial dos caminhos de ferro de Moçambique; Conceito de Interoperabilidade e Identificação dos seus subsitemas; Aspectos básicos sobre a infraestrutura e a superestrutura; Um quadro onde constam raios de curvatura de uma via; Os princípais tipos de bitola. 1.1.Metodologia Para realização deste trabalho foram utilizadas diversas fontes como livros relacionados com informações ligadas à Linha Férrea, auxilio de internet, e foram feitas visitas de estudos onde foram extraídas algumas informações para complementar o trabalho, como consta na última página (citadas as referências bibliográficas). A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 3 2. Resumo historial e da evolução dos Caminhos De Ferro (CFM) Ano Acontecimentos 1877 A expedição das Obras públicas, chegada a Lourenço Marques (Maputo) nesta data, foi encarregada do estudo da linha férrea para o Transvaal (RSA). 1886 Início oficial da construção do Caminho de Ferro Lourenço Marques (Maputo). 1895 Inauguração oficial da primeira linha férrea Lourenço Marques – Transvaal (RSA). 1883 É celebrado o contrato coronel americano Edward McMurdo para construção do caminho de ferro entre Lourenço Marques até a fronteira do Transvaal. 1896 Conclusão da ponte cais do Caminho de ferro na Beira. 1899 Construção da primeira ponte – caís na baía de Pemba. 1900 Inauguração da via larga entre Beira eHarare. 1910 Abertura à exploração do primeiro troço do Caminho de ferro de Gaza. 1913 Inauguração do Caminho de ferro de Inhambane. 1903 Inauguração de ponte – caís Gorjão de Lourenço Marques. 1915 Inauguração da ponte – caís de Inhambane. 1922 Abertura à exploração da via férrea entre o Porto de Quelimane e Mocuba. 1924 Abertura à exploração dos primeiros 90km da via férrea partindo de Lumbo. 1925 Constituição de Conselho de Administração dos Portos e Caminhos de Ferro de Lourenço Marques. 1927 Início da construção ponte – caís na Beira. 1929 Início da construção de Linha do Limpopo. 1930 Criação de serviço de Camionagem Automóvel. 1931 Atracação do primeiro petroleiro na ponte Matola. 1935 Primeiros estudos feitos pela CFM na baía de Pemba. 1936 Criação da Direcção de Exploração de Transportes Aéreos (DETA). 1938 Início de construção de Caminhos de Ferro de Tete, a partir do porto Dona Ana. 1939 Estudos feitos para instalação do Porto de Nacala e a sua respectiva linha férrea. 1942 Inauguração do último troço dos Caminhos de Ferro de Moçambique. 1949 Resgate do porto da Beira, passando a sua exploração para os CFM. 1950 Aquisição do CFM – Beira pelo Estado Português, passando a sua exploração para os CFM. 1951 Abertura de Porto de Nacala à navegação. 1953 Inauguração de ponte – caís de Quelimane. 1956 Início do serviço de passageiros entre Lourenço Marques e Bulawayo (Zimbwabwé), passando pela linha do Limpopo. 1957 Inauguração da ponte – caís acostável de Pemba. 1963 Inauguração da nova linha Cuamba-Catur (Itepela). 1964 Abertura à exploração do troço Goba com a Fronteira de Swazilândia. 1965 Inauguração da Instalação mecânica do minério da Matola. 1966 Inauguração do terminal de açucar do Porto de Lourenço Marques. A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 4 1969 Inauguração do ramal Inhamitanga – Marromeu numa extensão de 88km. 1970 Inauguração da linha férrea Catur (Itepela) – Vila Cabral (Lichinga). 1971 Inicio dos estudos para a terminal oceânico da ponta Dobela. 1973 Autorização de transformação da Direcção de Exploração dos Transportes Aéreos (DETA) numa sociedade anónima, ficando garantido 51% do capital social aos Serviços dos Portos, Caminhos de Ferro e Transportes de Moçambique. 1974 Joaquim Chissano – Primeiro Ministro do Governo de Transição, visita instalações portuárias de Lourenço Marques. 1975 Proclamada a independencia nacional, deu-se o início do processo de reorganização dos serviços de transportes ferroviários, abrangendo as linhas de Goba, Ressano Garcia e Limpopo. 1976 Em Janeiro, Criação da Direcção Nacional de Portos e Caminhos de Ferro de Moçambique em substituição da Direcção dos Serviços dos Portos, Caminhos de Ferro de Moçambique, abrangendo os Serviços de Transportes Marítimos, de Marinha e de Viação. Em Dezembro, deu-se a conclusão da construção da linha férrea entre a albufeira de Cahora-Bassa e Caldas Xavier (Chifunde), na província de Tete, com extensão de 229km. 1977 Em Março, iniciaram-se os trabalhos de duplicação das Linhas de Ressano Garcia, numa extensão de 27km. Em Maio, conclusão das grandes reparações nas instalações mecânicas caís de minério da Matola. Em Outubro, inauguração do novo terminal de Contentores de Porto de Nacala. 1978 Inauguração do troço da linha férrea entre Matola – Machava, numa extensão de 10km. 1979 Em Janeiro, Desembarque em Maputo, de 4 locomotivas de linha GE, do lote de 25 unidades adquiridas ao Brasil. Em Maio, Início da Primeira operação de manuseamento de carga segundo o processo RO – RO no porto de Maputo. 1980 Circulação de um comboio de passageiros na fronteira de Machipanda, restabelecendo o trafégo entre Moçambique e Zimbwabwé, após o encerramento das fronteiras com aquele país. Início da construção da terminal de carvão no porto da Matola. Em Fevereiro, deu-se o reinício das ligações ferroviárias entre Moçambique e a África do Sul. 1981 Em Fevereiro, deu-se a chegada a Maputo de 20 locomotivas adquiridas na Roménia, destinadas ao sector de manobras do CFM-Sul. Em Março, visita do Presidente Samora Machel ao Porto da Beira e ao complexo dos CFM – Centro. Em Setembro, assinatura em Maputo de um contrato para aquisição de 200 vagões de balastro e respectiva sobressalente, destinados a apoiar o trabalho de renovação e manutenção de vias. 1982 Renovação da Linha de Ressano Garcia, numa extensão de 88km. Em Janeiro, Nomeação do Eng. Fernando Ferreira Mendes para Director Nacional dos Portos e Caminhos de Ferro, cargo que ocupou Agosto de 1990. 1984 Em Abril, Inaugurado o novo entreposto frigorífico no Porto de Maputo. Em Dezembro, entrega de 15 furgões ferroviários adquiridos à Integral Coach Factory (India). A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 5 1986 Em Fevereiro, Concluídas as Obras de reabilitação da Terminal de carvão do Porto da Beira. Em Abril, Nomeação do Eng. Luís de Alcântara Santos para Ministro de Transportes e Comunicações cargo que desempenha até a sua morte em Outubro. Em Outubro, visita do Presidente Samora Machel ao Porto de Nacala. 1987 Em Outubro, conclusão da primeira fase de reabilitação da terminal dos contentores do Portode Nacala. Em Dezembro, conclusão do terminal de cabotagem do Porto da Beira. 1988 Outubro, Visita do Presidente Joaquim Chissano nas instalações Portuária de Nacala. Em Novembro, Início das Obras da frente sul do Corredor do Limpopo. 1989 Em Julho, Nomeação do Eng. Mário Dimande para o cargo Director Geral da Empresa Nacional de Portos e Caminhos de Ferro de Moçambique, cargoque ocupou até Dezembro de 1994. 1991 Março, início dos trabalhos da reabilitação do Porto de Pemba. Em Agosto, assinatura de um acordo com a General Electric para o fornecimento de 6 locomotivas de manobras para o Corredor da Beira. 1992 Em Janeiro, Inauguração da estação de ensacamento e tratamento de cereais no Porto da Beira. Em Novembro, início da circulação do comboio entre Nacala – Entre lagos,após dez anos de paralização. 1994 Concessionamento do terminal de açucar do Porto de Maputo. Em Julho, visita do Presidente Nelson Mandela ao Porto de Maputo. Em Julho, constituição da Sociedade Terminais de Moçambique (STM) pelas empresas CFM e Tertil – Terminais de Portugal, com um capital social de 1 milhão de dólares, vocacionada para gerir terminais rodo – ferroviários e portuários. Em Setembro, aprovação pelo Conselho de Ministros do decreto que transforma a empresa Portos e Caminhos de Ferro de Moçambique, E.E., em Empresa pública, e dos respectivos estatutos. Em Dezembro, nomeação de Paulo Muxanga para Ministro de Transportes e Comunicações, cargo que ocupou até Janeiro de 2000. 1993 Em Março, abertura do Corredor do Limpopo. Em Setembro, acidente ferroviário no decurso de Malema (Nampula). Em Novembro, inauguração oficial do troço Nacala – Cuamba. 1995 Em Janeiro, Nomeação do Eng. Mário Dimande para Presidente do Conselho de Administração da Empresa Nacional de Portos e Caminhos de Ferro de Moçambique, cargo que ocupou até à sua morte em Julho de 1997. Em Fevereiro, Reinaugurada a poste ferroviária de Dona Ana, após obras de reabilitação. Em Março, início da circulação ferroviária entre Beira – Machipanda após 12 anos de paralisação. Em Julho, Reabertura do terminal de açucar do Porto de Maputo, após 5 anos de inactividade. Em Agosto, constituição da MOZAMBIQUE INTERNATIONAL PORTS SERVICES SARL – MIPS, destinada a operar e a gerir a terminal de contentores de Maputo. 1996 Lançamento público do Corredor de Desenvolvimento de Maputo. Em Junho, inauguração das beneficiações no troço ferroviário Cuamba – Entre Lagos.Em Agosto, reabilitação do novo terminal de comboio na Matola. Em Setembro, inauguraçãodo terminal rodo-ferroviário de Mahotas. A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 6 1997 Em Janeiro, reabertura do ramal Salamanga. Em Agosto, nomeação de Rui Fonseca para o cargo de PCA da Empresa, cargo que ocupou até Julho de 2010. Em Dezembro, constituição da Sociedade de Desenvolvimento do Corredor de Maputo (SDCM). 1999 Em Agosto, aprovação pelo Conselho de Ministro do acordo de princípios do projecto do “Terminal Oceânico do Porto da Ponta Dobela”. Em Dezembro, aquisição maioritária no Malawi Railways pelos CFM. 2000 Em Janeiro, Nomeação de Tomaz Salomão para Ministro de Transportes e Comunicações, assinatura entre CFM e consórcio Sociedade de Desenvolvimento do Corredor de Nacala (SDCN) de um acordo de concessão daquele corredor, integrando o Porto de Nacala, a linha férrea Nacala – Lichinga e troço Cuamba – Entre Lagos. Em Março, inauguração da Terminal de Alumínio do porto industrial da Matola, por iniciativa da MOZAL e dos CFM. Em Junho apresentação do estudo de pré-viabilidade de impacto ambiental no porto da Ponta Dobela. Em Setembro, celebração do contrato de concessão do Porto de Maputo à Sociedade de Desenvolvimento do Porto de Maputo (MPDC). 2001 Início do programa reestruturação da Empresa Portos e Caminhos de Ferro de Moçambique, E.P. 2002 Acidente ferroviário em Tenga (Pessene – Maputo). 2003 Início das obras de reabilitação da Linha de Sena. 2004 Em Julho, Concessão do Sistema ferroviário da Beira à RITES and IRCON International, por um período de 25 anos. Em Outubro, visitado Presidente Joaquim Chissano às obras de reabilitação da Linha de Sena. Abertura oficial da Linha de Limpopo, após o seu encerramento em 2000. 2005 Em Janeiro, passagem formal do sistema ferroviário de Nacala para gestão ada Sociedade de Desenvolvimento do corredor de Nacala (SDCN). Em Fevereiro, nomeação de António Munguambe para Ministro de Transportes e Comunicações, cargo que ocupou até Março de 2008. 2007 Em Abril, Importação de cinco locomotivas da Índia para reforço da capacidade de transporte ao longo do Corredor de Maputo. Em Julho, inauguração da nova draga Alcântara Santos pelo Presidente Armando Guebuza no Porto da Beira. 2008 Em Março, nomeação de Paulo Zucula para ministro de Transportes e Comunicações,cargo que ocupou até Setembro de 2013. Em Setembro, circulação da primeira composição de locomotiva ferroviária após a reabilitação da Linha de Ressano Garcia. Em Novembro, início do transporte ferroviário de Cálcario entre Muanza e a fábrica de cimentos de Dondo. 2009 Em Março, inauguração de 3 automotoras destinadas ao serviço interurbano de passageiros na cidade de Maputo. 2012 Em Dezembro, inícia a construção da linha Moatize – Nacala atravessando Malawi (feito pela VALE-MOZ). 2013/15 Em Fevereiro, assina-se o acordo de cooperação entre a VALE e os CFM para consttrução do Corredor Logístico de Nacala. Inauguração do MUSEU da CFM. Tabela 1. Evolução dos CFM, fonte: Museu dos CFM – Maputo. A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 7 3. Conceito de Interoperabilidade O termo interoperabilidade relacionado ao Sistema Ferroviário, é definada como sendo a capacidade de este permitir a circulação segura e sem interrupção de circulações, cumprindo os níveis de desempenho exigidos. (ROSA, 2012) Essa capacidade baseia-se no conjunto das condições regulamentares, técnicas e operacionais a observar para satisfazer os requisitos essenciais e específicos que são transversais a todos os subsistemas, nomeadamente Fiabilidade, Disponibilidade, Manutenção e Segurança, Proteção do Ambiente e Compatibilidade Técnica. (ROSA, 2012) Essa capacidade baseia-se no conjunto das condições regulamentares, técnicas e operacionais a observar para satisfazer os requisitos essenciais e específicos que são transversais a todos os subsistemas, nomeadamente Fiabilidade, Disponibilidade, Manutenção e Segurança; Proteção do Ambiente e Compatibilidade Técnica. (ROSA, 2012) A interoperabilidade não significa apenas que um comboio pode circular em diferentes redes ferroviárias, significa também que diferentes operadores podem circular na mesma infraestrutura. Para além disso, equipamentos embarcados de diferentes fornecedores devem funcionar igualmente com equipamentos de via de diferentes fornecedores. A filosofia atual determina que, para se atingir a interoperabilidade plena, é indispensável que todos os estados-membros façam uma abordagem única e adotem métodos comuns, incluindo a troca de experiências e de informações de modo que os vários sistemas ferroviários sejam compatíveis e operacionais entre si e não de forma independente. 4. Sistema Ferroviário – Subsistemas o sistema ferroviário subdivide-se em 7 subsistemas (4 Estruturais e 3 Funcionais), concretamente: Estruturais o Infraestrutura; o Energia; o Controlo, comando e sinalização; o Material circulante. Funcionais o Exploração e gestão do tráfego; o Manutenção; o Instrumentos telemáticos ao serviço dos passageiros e do transporte de mercadorias A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 8 Estrutural Energia Energia – O sistema de eletrificação, incluindo o equipamento aéreo e a parte embarcada do equipamento de medida do consumo de eletricidade. (ROSA, 2012) Controlo, comando e sinalização Controlo, comando e sinalização – São todos os equipamentos necessários para garantir a segurança e para o comando e controlo da circulação dos comboios autorizados a circular na rede. (ROSA, 2012) Material Circulante Material circulante – Estrutura, sistema de comando e controlo de todos os equipamentos do comboio, dispositivos de captação da energia, equipamentos de tração e de transformação da energia, de travagem, acoplamento, órgãos de rolamento (bogies, rodados, etc.), a suspensão, as portas, as interfaces homem/máquina (maquinista, pessoal de bordo, passageiros, incluindo as necessidades das pessoas com mobilidade reduzida), dispositivos de segurança passivos ou ativos, dispositivos necessários à saúde dos passageiros e do pessoal de bordo. (ROSA, 2012) Funcional Exploração e gestão de tráfego Exploração e gestão do tráfego – Os procedimentos e equipamentos associados que permitem assegurar uma exploração coerente dos diferentes subsistemas estruturais, quer em situações de funcionamento normal quer em situações de funcionamento degradado, incluindo, nomeadamente, a formação e condução dos comboios, a planificação e a gestão do tráfego. O conjunto das qualificações profissionais exigíveis para a realização de serviços transfronteiriços. (ROSA, 2012) Manutenção Manutenção – Procedimentos, equipamentos associados, instalações logísticas de manutenção, reservas que permitem garantir as operações de manutenção corretiva e preventiva de carácter obrigatório previstas para assegurar a interoperabilidade do sistema ferroviário e os desempenhos necessários. (ROSA, 2012) Instrumentos telemáticos ao serviço dos passageiros e do transporte de mercadorias Instrumentos telemáticos ao serviço dos passageiros e do transporte de mercadorias – Está dividido em duas partes: a) Os instrumentos ao serviço dos passageiros, que incluem os sistemas de informação dos passageiros antes e durante a viagem, sistemas de reserva e de pagamento, gestão das bagagens, gestão das correspondências entre comboios e com outros modos de A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 9 transporte; b) Os instrumentos ao serviço do transporte de mercadorias, que incluem os sistemas de informação (acompanhamento emtempo real das mercadorias e dos comboios), sistemas de triagem e de afetação, sistemas de reserva, pagamento e faturação, gestão das correspondências com outros modos de transporte, produção de documentos eletrónicos de acompanhamento. 4.1.1. Subsistema – Infraestrutura Infraestrutura Segundo Rosa 2012, Infraestrutura compreende a via, os aparelhos de via, as estruturas de engenharia (pontes, túneis, etc.), as infraestruturas associadas existentes nas estações (cais, zonas de acesso, incluindo as necessidades das pessoas com mobilidade reduzida, entre outros) e os equipamentos de segurança e de protecção. O Sistema Ferroviário compreende um vasto leque de parâmetros, divididos por classes. Apresentam-se em seguida os mais usuais. Traçado de Linha Gabarito de obstáculos; Entre eixos das vias; Inclinações de trainéis máximas; Raio mínimo das curvas em planta; Raio mínimo das curvas verticais. Parâmetros da via Bitola; Escala; Variação da escala (em função do tempo); Insuficiência de escala; Conicidade equivalente; Perfil da cabeça de carril para a plena via; Tombo do carril; Rigidez da via. A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 10 4.1.1.1.Bitola Stephenson foi o primeiro construtor de vias férreas que na Inglaterra, identificou a importância de padronizar as bitolas ferroviárias em um país e adotou o comprimento de 1,435 m, nas primeiras ferrovias que construiu (Stockton a Darligton e Liverpool a Manchester). Esta bitola correspondia ao comprimento dos eixos das diligências inglesas, construídas na época (1825). Outras ferrovias, construídas posteriormente, também adotaram a mesma bitola. Em 1907, a Conferência Internacional de Berna (Suíça), consagrou esta bitola (1,435 m), como “Bitola Internacional”, sendo, na actualidade a mesma utilizada pela grande maioria dos países, apesar de serem empregadas, também, outras medidas como, por se mostra no slide seguinte. (ROSA, 2012) Tabela 1. Ilustração das princípais bitolas mundiais; Padronizou-se no mundo as bitolas de 1,0m, 1,435m e 1,60m. A tolerância no tamanho da bitola varia em função do país, da organização ferroviária e da velocidade da via. A despadronização das bitolas gera inconvenientes tais como, a necessidade de baldeação de cargas, nos entroncamentos de vias com bitolas diferentes. Figura 1. Ilustração de princípais bitolas padronizadas (fonte:Rosa, 2012) A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 11 A capacidade de transporte (maiores tonelagens, por locomotiva), mesmo na bitola larga, fica limitada pela capacidade dos vagões e principalmente, dos carris. Existe uma carga máxima por roda, definida em função do seu diâmetro, a qual o carril é capaz de suportar, para que a tensão no contato roda - carril não ultrapasse o valor compatível com a resistência do carril. Atendendo a este factor e para tirar o maior proveito possível de uma bitola larga (1,60 m), por exemplo, seria necessário optimizar as dimensões dos vagões, procurando aumentar, se possível, a relação lotação/peso total. Vejamos então, por esse aspecto, a comparação entre dois vagões para minério, de bitolas 1,60 m e 1,0 m: Tabela 2. Ilustração da quantidade de carga, na bitola larga; Relação: Lotação / Peso Total: LOTAÇÃO / PESO TOTAL = 95t / 119t = 0,798 Tabela 3. Ilustração da quantidade de carga para bitola métrica; Relação: Lotação / Peso Total: LOTAÇÃO / PESO TOTAL = 74t / 90t = 0,822 Verifica-se por este confronto que paradoxalmente, há melhor “aproveitamento”, na bitola de 1,0 m. Além disso, sabemos que o custo inicial, na implantação de uma estrada de ferro de bitola larga, é muito superior ao de uma de bitola métrica. A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 12 Assim sendo, é polémico o assunto de “escolha de bitola”, no caso de estudos e projectos de implantação de ferrovias. 4.1.1.2.Gabarito Os gabaritos serão acrescidos em altura e largura, em função das respectivas curvas, para a livre circulação dos carros de bitolas de 1,60 m, 1,435 m e 1,0 m, das dimensões indicadas nos desenhos da citada norma, nos casos mais desfavoráveis. Os gabaritos também serão acrescidos das dimensões necessárias à instalação da superelevação máxima e da altura dos trilhos que para este objectivo, será considerada de 168 mm, para todas as bitolas. São previstos, também, gabaritos para túneis e de obstáculos adjacentes (como coberturas e plataformas de embarque). Figura 2. Gabarito para construção de material circulante para tráfego internacional; Na Figura seguinte detalham-se as dimensões do gabarito internacional de carga, aprovados por todas as Administrações Ferroviárias, excepto pelo Reino Unido. A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 13 Figura 3. Gabarito Internacional de carga; 4.1.1.2.1. Gabaritos Estáticos GA, GB e GC São os gabaritos progressivos que se aplicam na renovação e actualização das linhas existentes especializadas em tráfego combinado Ver Fig. seguinte. Há uma reducção progressiva de altura e volume da Caixa Figura 5. Gabarito estatico; 4.1.1.2.2. Gabaritos Cinemáticos GA, GB e GC para a construcção de material circulante para o tráfico internacional São os que incluem os deslocamentos oscilatórios das carruagens e furgões com carga completa e deslocando-se na máxima velocidade permitida pela geometria da linha. A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 14 Ver Fig. seguinte. Para a sua definição considerou-se a insuficiência ou excesso do aumento anormal da elevação e outras variáveis relacionadas com alterações de geometria de via por ineficiências na sua manutenção. Figura 5. Gabarito Cinemático; 4.1.1.2.3. Correcção (up-grading) de Gabaritos Europeus A velocidade actual máxima da maioria das linhas europeias é de 100-120 km/h, que deve melhorar nos tramos percorridos a velocidades inferiores a 120 km/h, com o objectivo de que seja esta a velocidade de cruzeiro durante todo o percurso. Em termos de gabarito, este deverá aumentar para B nas actuais linhas que se querem actualizar. Para as novas infraestructuras deve-se aplicar o gabarito B+. As cargas por eixo não necessitam ser mudadas, embora se pretendam composições mais extensas e com mais toneladas transportadas, ou seja, alcançar a meta dos combóios de 750 m e 1.500 t rebocadas. 4.1.2. Diferentes cargas por eixo Uma das características de um comboio é a sua carga por eixo. Uma composição ferroviária bem programada deve ter a carga distribuida uniformemente em todos os seus eixos. Actualmente, nos postos de comando de circulação ferroviária, é possível medir em tempo real a carga por eixo de todas as composições e poder avisar sobre qualquer anomalia detectada, Figura 6. Gabarito de carga admitido no Reino Unido; A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 15 como o excesso de carga por eixo, eixos descarrilados, etc... o que pode ser corrigido na primeira paragem. As antigas linhas eram construidas para comboios mais leves, com menores cargas por eixo, pelo que os trabalhos de modernização das vias existentes requerem um aumento da sua capacidade de suporte de cargas, o que passa pelo reforço da plataforma, pontões, aqueductos e pontes A capacidade do vagão ferroviário depende da resistência de cada eixo do bogie e também da resistência da linha por onde ele transita. Por exemplo, se um vagãopermite 25 toneladas por eixo o peso total poderá atingir até 100 toneladas, incluindo a tara do vagão e a mercadoria. Entretanto, se ele está circulando por uma linha que admite a circulação de trens com 20 toneladas por eixo o peso total estará limitado a 80 toneladas. Se a linha permitir 25 toneladas, o vagão poderá circular com sua capacidade máxima. No caso de linhas modernas, as quais permitem locomotivas de 30 toneladas por eixo, podem circular vagões com eixos para 30 toneladas os quais transportam um peso total de 120 toneladas. Porém, a utilização da capacidade total de um vagão dependerá sempre do tipo de mercadoria transportada e do volume em m³, ou seja, para uma mercadoria leve, por exemplo, madeira, atingir-se-á o volume disponível sem atingir o total de toneladas permitidas. Por outro lado para uma mercadoria densa e pesada, por exemplo, minério de ferro, a tonelagem máxima será atingida sem que o volume do vagão esteja completo. Com relação à linha ferroviária, a sua capacidade de suportar a carga dependerá dos viadutos e pontes que compõem a via, assim como a do balastro (pedra britada), das travessas e dos carris e finalmente da capacidade do solo sobre os quais estão assentados. As obras de arte, viadutos e pontes, são dimensionadas de acordo com o tipo de locomotiva que deverá circular na linha, havendo uma variação de 16 a 32 toneladas de carga por eixo, para cada um dos tipos de locomotivas. Os carris mais leves, TR-32 e TR-37 permitem a circulação de locomotivas e vagões com a carga máxima de 16 e 18 t/eixo respectivamente. O TR-45 e o TR-57 admitem 20 t/eixo e 25 t/eixo respectivamente. As ferrovias modernas, para comboios longos e pesados para o transporte de minério e grãos, utilizam os trilhos TR-68 que permitem a circulação de material rodante com 30 toneladas por eixo. A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 16 4.1.3. Rampas, Curvas e Desvios Outros factores limitantes da capacidade dos comboios são as características geométricas da linha, isto é, a inclinação das rampas (subidas e descidas), os raios das curvas e os desvios de cruzamento. Quanto mais forte são as rampas, inclinações de 1,5 % a 2,0%, menos vagões a locomotiva poderá traccionar. Da mesma maneira, curvas fortes, abaixo de 300 m, também limitam o número de vagões que a locomotiva poderá puxar. Como grande parte da rede ferroviária do Brasil é antiga, construída antes de 1950, é comum encontrar linhas com raio de 100 m e rampas maiores que 2,0 %, tornando o transporte ferroviário pouco económico, pois uma locomotiva tem a potência de tracção de apenas 10 vagões nessas condições, sendo necessária a utilização de tracção múltipla, isto é, 2 ou mais locomotivas. Nas ferrovias modernas, com rampas menores de 1,0 % e raios maiores que 500 m, locomotivas modernas podem deslocar até 100 vagões. 4.1.3.1.Raios de curva Raios de curva (m) Tolerância Bitola em m R > 600 0 1,067 400 < R < 600 +5 1,072 300 < R < 400 +10 1,077 240 < R < 300 +15 1,082 R ≤ 240 +20 1,087 Tabela 4. Ilustração de raios de curvatura consoante a bitola caupe-gauge; 4.1.4. Diferentes inclinações dos Carris O carril é o elemento responsável pelo guiamento dos rodados do veículo bem como, pela transmissão das forças que lhe são impostas, às travessas. Devem apresentar uma superfície de rolamento lisa, para que a circulação das composições se faça de forma segura, cómoda e devido ao facto de possíveis irregularidades contribuírem para o aumento do carregamento dinâmico na via. O carril é responsável pelo retorno de energia, evitando as correntes designadas por “correntes vagabundas”, que podem afectar, se não forem devidamente controladas, os restantes elementos de superestrutura e ainda a sinalização electrónica quando instalada. O carril constitui assim uma barra longa de aço laminado que pode diferir quanto ao seu processo de fabrico, perfil transversal e peso próprio. A cabeça do carril deve dispor de dimensão suficiente para que exista uma margem de desgaste conveniente, bem como possuir uma geometria que proporcione bom contato entre o carril e os rodados do veículo. A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 17 Quanto à espessura da alma, esta deve ser tal que permita alcançar níveis de rigidez suficiente de forma a não ocorrerem deformações, mesmo sob ação de corrosão. A patilha é responsável pela estabilidade do carril e pela transmissão de cargas às travessas. Assim sendo, deve apresentar altura suficiente para desempenhar estas funções. O carril pode assumir diferentes geometrias (Consta nas considerações sobre a Via férrea). O carril mais utilizado em via convencional é o carril “VIGNOLE”, carril também aplicado em linhas de alta velocidade. O peso próprio do carril é um parâmetro que o define visto estar directamente ligado às suas dimensões. Os modelos em uso pela Europa são 54E1 e 60E1 correspondente ao UIC54 e UIC60. A parte numérica constituinte da nomenclatura do carril diz respeito ao seu peso aproximado por metro linear, ou seja, 54 kg/ml e 60 kg/ml, respetivamente. Quanto ao posicionamento do carril, numa perspectiva transversal, este pode ser colocado na travessa não numa posição horizontal ou com uma ligeira inclinação (tombo). Tal resulta do facto que o rodado tende, devido às forças actuantes, a derrubar o carril. Para contrariar esta imposição o carril é então colocado com uma ligeira inclinação transversal no sentido do eixo da via. Esta inclinação, regra geral, deve ser de 1/20, existindo casos com inclinações 1/40. A inclinação pode ser conseguida através de: Modificação das travessas, no caso das travessas de madeira (sabotagem); NOTA: Origem da palavra sabotagem, do francês sabot=tamanco, sapato. Introdução de chapins metálicos já providos da inclinação pretendida; Aplicação de carris com alma inclinada; Aplicação de travessas de betão monobloco preparadas para esta situação – inclinação transversal na própria travessa. Na figura a seguir ilustra-se o tombo de carril. A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 18 Figura 7. Ilustração de tombo de carril; 4.1.5. Diferentes padrões da Plataforma Plataforma ferroviária ou Coroa de leito ferroviário é, a superfície final resultante da terraplenagem que limita a Infra-estrutura. É considerada como suporte da estrutura da via, da qual recebe, através do balastro, as tensões devidas ao tráfego e também às cargas das demais instalações necessárias à operação ferroviária (posteamento, condutores, cabos, sinalização, etc.). Basicamente, a plataforma ferroviária é constituída por solos naturais ou tratados (sub- balastro), no caso de cortes ou aterros, ou então, por estruturas especiais, no caso de obras de arte. 4.1.5.1.Características geométricas da Plataforma As características geométricas da plataforma ferroviária dependem então, basicamente, dos seguintes fatores: Bitola da via; Gabarito da via; Número de linhas; Altura do lastro; Tipo de dormente. Estes elementos influem na determinação de sua Largura (L). A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 19 Outras características, tais como, inclinações de taludes laterais (corte ou aterro) e inclinação da superfície superior, também precisam ser levadas em consideração, mas dependem mais dos materiais empregados e do tipo de drenagem adoptada. Conforme a Norma Brasileira temos para linhas simples (singelas) em tangente, as seguintes medidas limite, tendo em vista a importância da via e as obras de terraplenagem: 4.1.6. Viade Resguardo Uma via de resguardo (ou vulgarmente denominado de Pátio Ferroviário) é um local onde a estrada de ferro se expande em uma vasta área composta de linhas paralelas conectadas por aparelhos de mudança de via (AMV’s) e outros dispositivos ferroviários que permitem a passagem de uma linha para a outra, como pode ser observado na figura seguinte. A principal função de um pátio (Via de Resguardo) é a de permitir a classificação dos vagões recebidos, a sua separação em blocos e a formação de locomotivas, através de reagrupamento, para a distribuição da carga para os seus vários destinos. 4.1.7. Via de Ultrapassagem Os desvios, possuem em geral, carris mais leves e de montagem mais simples, o que significa que eles suportam menores velocidades, menos tráfego e possuem pouca ou nenhuma sinalização. Desvios ligados a uma linha principal nas duas extremidades são em geral conhecidos como "loops“. Caso contrário eles são chamados de desvios sem saída ou desvios mortos (em inglês: Stubs). Figura 8. Ilustração de um desvio; A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 20 4.1.8. Sistemas de Mudança de Bitola Segundo Rosa, 2012 denomina-se por aparelho de mudança de bitola (AMB) uma instalação fixa que permite a comboios que possuam a tecnologia de mudança de bitola (variam a distância entre rodas; veículos especiais), ou seja, permitem passar diretamente da via regional (1067) para a via europeia (1435mm) e vice-versa. A passagem através do permutador de bitola é realizada a uma velocidade reduzida (até 15 km/h e com um tempo de operação dos 0 aos 15min, sendo que inicialmente era de 30min), sem paragens, exceto em caso de necessidade de mudança de locomotiva. Alguns países desenvolveram sistemas de aparelhos de mudança de bitola, como se pode verificar na Tabela seguinte: Tabela 5. Ilustração de sistemas de mudança de bitola desenvolvidos; Desde 1969, que em Espanha estes sistemas estão associados a duas diferentes tecnologias, TALGO e CAF. Os vários aparelhos de mudança de bitola utilizam o mesmo princípio que se pode resumir a quatro fases de operação distintas, desde a entrada do comboio circulando nos carris da bitola A (com uma determinada largura), até à sua saída circulando nos carris da bitola B (para outra largura diferente). Os referidos aparelhos são constituídos por um conjunto de carris, contracarris e guias, que permitem realizar as referidas fases de operação: Fase 1 - Levantamento e descarga das rodas (sendo a carga transferida para carris laterais de deslizamento, através de sapatas ou rolos, consoante o tipo de aparelho de mudança de bitola: Talgo ou CAF). Fase 2 - Desencravamento do sistema de bloqueio axial de segurança das rodas, através de guias específicas. Fase 3 - Deslocação lateral das rodas da posição de uma determinada bitola A para a bitola B, por acção de contracarris laterais, que actuam nos verdugos das mesmas rodas. Fase 4 - Encravamento do sistema de bloqueio axial de segurança das rodas, na nova posição e descida das rodas e carga das mesmas. A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 21 Figura 9. Sistema Talgo; 5. Considerações sobre a Via férrea 5.1.Caracterização de uma ferrovia Uma ferrovia é um sistema de transporte em que os veículos (motores ou rebocados) se deslocam com rodas metálicas sobre duas vigas contínuas longitudinais, também metálicas, denominadas trilhos. A ferrovia difere de transportes dos outros meios de transportes por não possuir mobilidade quanto à direcção que o veículo tomará. (Rodrigo, 2012). a ferrovia é composto por três elementos físicos e um elemento virtual. Os três elementos físicos são: A via permanente, material rodante e sinalização/comunicação, e um elemento virtual que é a operação (engloba processos na qual mantém o comboio em circulação). (Rodrigo, 2012) 5.2.Constituição da Linha Férrea Primeiramente, antes de ilustrar os componentes de uma linha férrea, é necessário ter em conta o conceito da linha férrea, portanto, a via ou linha férrea são duas ou mais fiadas de carris assentes e fixadas paralelamente sobre as travessas, de acordo com uma bitola, constituindo a superficie de rolamento, ou seja, é o conjunto de elementos que servem de suporte e encaminhamento dos comboios. (Rodrigo, 2012) Na via distinguimos duas partes fundamentais, nomeadamente: A Infraestrutura Superestrutura A Infraestrutura de via É o conjunto de camadas localizadas sob a plataforma (balastro), aterros, taludes de escavação, sistemas de drenagem superficial e profunda, e onde se incluem obras de arte destinas a suportar a via. A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 22 A Infraestrutura é composta, por: o A plataforma; o As obras de drenagem; o As obras de arte; A superestrutura de via É o conjunto definido pelo balastro e pelos armamentos de via (carril, travessas e fixações). A Superestrutura é composta, por: o Os carris; o As travessas; o Acessórios de fixação (Pantarol, parafusos, pregações); o O lastro. o Aparelho de Mudança de via. Figura 10. Ilustração das partes fundamentais constituintes de uma via férrea. 5.2.1. Infraestrutura 5.2.1.1.A plataforma A plataforma é a superficie de apoio da superestrutura de via que configura o espaço necessário à implatação dos diversos equipamentos necessários ao funcionamento da circulação do comboio.Ela corresponde ao limite superior da camada de sub-balastro Deve ser compacta suficientemente resistente para assegurar um bom assentamento de via; Deve ter uma (duas) inclinação de 3 cm/m para assegurar evacuação das águas da chuva e,portanto, para evitar a estgnação de água de via; A plataforma pode ser construída de quatro (4) formas diferentes segundo a figura do terreno, nomeadamente: Terreno Plano; Aterro; A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 23 Trincheiras; Perfil misto. Figura 11. Ilustra a constituição de uma via férrea; Sub-balastro Na parte inferior da plataforma de via podemos encontrar o sub-balastro, na qual o objectivo da construção desta é para permitir o bom comportamento da via. Está camada contribuí para: o A correcta degradação das cargas; o A correcta degradação das vibrações transmitidas em profundidades; o Para o evacuação da águas de circulação superficial. Obras de drenagem É a eliminação por encaminhamento as águas em excesso existentes no solo. Elas podem ser: superficial e profundas. Drenagem Superficial é o escoamento das águas que se acumulam na superfície do terreno, e a drenagem profunda é o escoamento das águas que se acumulam no interior do terreno. Elas têm como objectivo: o Baixar o nível freático; o Evitar o acesso da agua proveniente dos terrenos confinantes, a zona da plataforma da via; o Promover a rapida escorrencia superficial da agua caida na plataforma da via; o Reduzir a accao negativa da agua emergente dos taludes, promovendo a sua recolha e o controlo das condicoes de escoamento; o Evitar o acesso da água a fundação dos aterros; o Restabelecer as linhas de água afectadas pela construção da via férrea; o Suprimir os efeitos das pressões hidrostaticas em obras de contenção. Figura 12. Construção de uma vala; A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 24 Uma vala ou um dreno deve ter uma inclinação de 5mm/m no mínimo, afim de permitir um rápido escoamento das águas. Obra de Arte Em certos casos, a construção das linhas de caminho de ferro impõe a realização de obras dearte, das quais as princípais são: o A ponte – obra de arte que dá a passagem à via férrea sobre um curso de água; o A passagem inferior – obra de arte que dá a passagem à via férrea sobre outra via de comunicação; o A passagem superior – obra de arte que dá a passagem à via férrea sob uma via de comunicação; o O aviaduto – ponte de grande dimensão sobre uma depressão do terreno; o O túnel – galeria subterranêa que dá a passagem a uma via de comunicação; o O muro de suporte de terras; o O aquedutos – obra de arte destinada a permitir a passagem das águas. 5.2.2. A Superestrutura A superestrutura é a parte da via que recebe os impactos directos da composição ferroviária. 5.2.2.1.Balastro e sublastro O sublastro é o material granular regularmente distribuído entre lastro e o terrapleno, com finalidade de: o Melhorar capacidade de suporte da plataforma; o Evitar penetração do lastro na plataforma; o Aumentar a resistência ao leito à erosão e a penetração de água, concorrendo para uma boa drenagem da via; o Permitir relativa elasticidade ao apoio do balastro para que a via permanente não seja rígida. O sublastro geralmente, tem altura de 20,0cm, mas deveria ser calculado para absorver as pressões vindas do balastro e chegar na plataforma com uma taxa de trabalho compatível o solo da plataforma. O Balastro é o elemento granular de transição, situado entre os dormente e o sublastro. Sua função é diminuir as cargas transmitidas pelos dormentes a fim de chegar a um valorque a capacidade do sublastro e da plataforma suportem toda a superestrutura. O balastro deve ainda prover elasticidade e estabilidade vertical e horizontal à via. Para escolha do tipo de balastro deve-se observar: o O fluxo de carga; o O tipo de carga; o A velocidade do comboio; A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 25 o O custo de aquisição. Os critérios técnicos para um bom balastro são: o Resistência; o Durabilidade; o Estabilidade; o Drenabilidade; o Limpeza; o Trabalhabilidade.; o Disponibilidade. Material utilizado para o Balastro O material utilizado como balastro pode ser brita, granito britado ou rocha similar e escória de aciaria. A escória de aciaria é mais porosa e menos resistente que a brita, além de ser um condutor eléctrico pelo teor de ferro contida nela, o que é muito mau para vias sinalizadas electricamente. O balastro mais usado é a brita. Características físico-química do lastro o As britas devem devem ter peso específico no mínimo de 2,7g/cm3; o Devm possuir a resistência à ruptura , 700,0kg/cm2; o A quantidade de substâncias nocivas e torrões de argila não deve ultrapassar 1%; o A granulometria das pedras devem ter dimensões entre 2,0 e 6,0cm. 5.2.2.2.Elementos de fixação O objectivo é assegurar uma boa fixação do carril às travessas. Fixação rígida Fixações rígidas são as realizadas por pregos e parafusos. É o mais simples tipo de fixação e o menos eficiente, os fixadores soltam com o tempo devido à vibração, perdendo a capacidade de resistir a esforços longitudinais. Fixação elásticas Fixações elásticas diferente das fixações rígidas mantém o contato com o patim do trilho, proporcionando uma fixação constante e equilibrada em todo o comprimento da barra. As fixações desta categoria mais utilizadas no Brasil são as do tipo deenik, pandrol, vosloh, RN e fast clip. A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 26 Fixações Semielásticas As fixações semielásticas são aquelas que possuem uma mistura das características das duas anteriores, sendo os dois tipos mais utilizados a fixação GEO e o prego elástico. Talas de Junção As talas de junção são peças de aço ajustada e fixada, aos pares, por meio de parafusos, porcas e arruelas de pressão, na junta dos trilhos para assegurar continuidade da superfície de rolamento da via. A junção é feita por duas talas justapostas, montadas na alma do trilho e apertadas com quatro a seis parafusos de alta resistência com torque pré-estabelecido. Os furos são ovais para permitir dilatação das extremidades. Placas de Apoio São chapas de aço, com furos necessários a fixação nos dormentes, com dispositivos para colocação de grampos elásticos, no caso das linhas com fixação elásticas; servem para apoiar o patim no trilho. A secção transversal tem uma inclinação aproximada de 1:20 ou 1:40 para o lado interno da via. Essa inclinação é necessária para possibilitar um melhor contato entre a roda e o trilho. Vantagens do uso da placa de apoio: Prolongam a vida útil do dormente; Proporcionam melhor distribuição de carga sobre o dormente; Evitam a tendência do patim do trilho de penetrar no dormente; Permitem que o esforço transversal a via seja transmitido a toda a fixação. Retensor São peças que têm por objetivo transferir aos dormentes o esforço longitudinal que tende a deslocar o trilho. O uso do retensor é indispensável em linhas com fixação rígida. Do contrario, é praticamente impossível evitar o caminhamento dos trilhos em relação aos dormentes, manter o alinhamento dos trilhos, o esquadro dos dormentes, o posicionamento das juntas metálicas em vias com esta configuração. A ausência de retensores confere uma baixa resistência longitudinal à via. A falta de um retensor poderá gerar em casos extremos podem ocorrer degradação prematura da geometria, alteração da bitola, rompimento de parafusos de juntas e fortes desalinhamentos da via. A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 27 Figura 14. Carril garganta; Pregos Prego robusto, de seção geralmente quadrada, tendo uma das extremidades em gume e a outra com cabeça, em geral, destinado a fixar a fiada de trilhos ou placa de apoio em dormente de madeira. Tirefond/Tirefão O tirefond ou tirefão é um elemento de fixação superior ao prego, já que é aparafusado ao dormente, fechando hermeticamente o furo e impedindo a entrada de água, o que torna a interação do tirefond com o dormente mais solidária. Por ser aparafusado, o tirefond sacrifica menos as fibras do dormente e tem maior resistência ao arrancamento que o prego. Acessórios de ligação As juntas metálicas são mais utilizadas nos pátios e na remoção de fraturas nos trilhos, antes da soldagem. Juntas de acessórios convencionais São utilizadas para o isolamento elétrico entre duas secções de trilhos e não divisões de curcuito em linhas sinalizadas. Juntas Isoladas Coladas Possuem a mesma utilidade das juntas isoladas encapsuladas, com a diferença do uso de adesivo à base de epóxi para promover uma maior vedação na junta e, consequentemente, menor volume de impactos no material rodante e na linha. 5.2.2.3.Carrís É uma barra de aço d e perfil especial, apresentando as seguintes propriedades: Dureza, para que o seu desgaste seja reduzido; Maleabilidade, que permita o seu encruvamento a frio sem perigo de fractura; Resistência, de maneira a resistir bem os esforços transmitidos pelos veículos. Tipos de Carrís Carril de cabeça dupla; Carril de garganta; Carril Vignole; A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 28 Figura 13. Carríl vignole; Uma vez que, o carril vignole é mais usado nos caminhos de ferro de Moçambique, é necessário conhecer a sua constituição. O carril vignole é constituído por: Cabeça (boleto): onde a sua face superior, chamada mesa de rolamento, apresenta uma ligeira curvatura; Patilha: constituída por uma base inferior alargamente para resistir ao derrubamento dos carris e apoiada directamente nas travessas; Alma: constituída pela partevertícal, destinada a ligar as faces inclinadas da cabeça e da patilha, estabelecendo também nas juntas as superfícies de apoio das eclisses. Material utilizado O material princípal usado para fabricação do trilho é o aço. A composição do aço do trilho é formada por: Ferro: 98% da composição do trilho; Carbono – proporciona maior dureza ao aço. Porém uma maior quantidade torna o aço quebradiço, princípalmente se não reduzir o percentual de fósforo. Manganês – proporciona maior dureza ao aço. Pode produzir fragilidade junto ao carbono; Silício – aumenta a resistência ruptura sem sacrificar a durabilidade ou tenacidade do aço; Fósforo – é menos indesejável. 5.2.2.4.Instalações e Aparelhos para direccionar o tráfego na ferrovia Aparelho de Mudança de via (AMV) Os AMVs são dispositivos metalicos que permitem a bifurcação de uma via férrea ou, inversamente, a união de duas vias. Os AMVs são compostos pelos seguintes elementos: 1. Jacaré; A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 29 2. Contratrilhos; 3. Trilhos de ligação; 4. Agulhas; 5. Máquinas de chave. Travessão O aparelho denominado por travessão tem por função fazer a transferência de um comboio de uma linha distinta para outra linha distinta. É usada na circulação das ferrovias de linha dupla. Mas é, sobretudo, utilizados nos pátios ferroviários para facilitar manobras. Triângulo de reversão O triângulo de reversão, é usado para mudar a direcção de uma composição, necessitando de se realizar recuos para que a manobra seja executada. Peras ferroviárias As peras ferroviárias são usadas para mudar de direcção de circulação de uma composição, diferem do triângulo, pois o comboio circula por ela directamente sem manobrar. Virador de locomotiva ou Rotunda O virador de loocomotiva ou rotunda, tem a função de inverter o sentido da locomotiva, não é aplicado a composição. Cruzamento São peças que permitem a passagem do mesmo nível de uma linha pela outra. Usualmente são usados em pátios ferroviários de baixa velocidade. Carretão Os carretões permitem a passagem de uma locomotiva de uma linha para outra sem a necessidade de manobra. Em essência um carretão é uma prancha que se move longitudinalmente em um poço permitindo que a locomotiva ao chegar seja posicionada sobre esta prancha e depois a prancha se movimenta até a linha que a locomotiva pretende ir permitindo que ela saia na linha nova. A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 30 5.2.2.5.Dormente (Travessas) O dormente é o elemento que fixa os trilhos e mantém a bitola de via. Eles transmitem ao lastro os esforços recebidos dos trilhos. Os dormentes devem ter algumas características necessárias para serem utilizados. Dentre elas citam-se: A espessura que lhe dê alguma rigidez, porém com alguma elasticidade; Que tenha resistência aos esforços que esteja submetido; Que resista aos deslocamentos longitudinais e transversais da via; Que tenha durabilidade. Os dormentes podem ser confeccionados nos seguintes materiais: Madeira; Aço; Concreto (betão); Material sintéctico. Dormentes de Madeira A madeira reúne quase todas as qualidades exigidas para o dormente. Até o presente a madeira é o princípal tipo de dormente. A introdução do dormente de concreto e do aço visa substituí- lo devido a factores como escassez, reflorestamento deficiente e o uso de madeiras de boa qualidade para fins mais nobres e preços elevados. Uma travessa normal de madeira possuí 2 metros de comprimento, 0,24 m de largura, e espessura de 0,15 m. Factores que condicionam a sua durabilidade Clima; Drenagem de via; Peso e velocidade do comboio; Tipo de balastro, fixação do trilho e placa de apoio do trilho. Factores que influênciam na sua escolha Resistência à destruição mecânica; Dureza e coesão da madeira; Resistência ao apodrecimento; Razões econômicas e ambientais. Vantagens dos dormentes Leves e de fácil manuseio; Serragem, furação e entalhamento fácil; Fixação fácil dos trilhos e placa de apoio. Desvantagens dos dormentes São susceptíveis a acção de fungos, insectos e fogo; A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 31 Os dormentos especiais para AMVs são de preço elevado e de dificil aquisição; Exigem maior área de armazenagem e secagem quando tratados. Os dormentes devem ser isentos de infecção por fungos ou insectos, rachaduras nos topos, fendas nas faces, cavidades, nós cariados ou perfurados e cascas. Dormente de Aço (metálica) O dormente de aço possuí perfíl em U. É considerado um dormente de material misto, aço e brita. Ele é relativamente leve e pesa aproximadamente 90,0kg. Vantagens dos dormentes Material perfeitamente homogêneo; Longa vida útil; Boa resistência aos esforços transversais. Desvantagens dos dormentes A sua maior desvantagens é a maior dificuldade para socaria e nivelamento. Dormentes de concreto (betão) Os dormentes de concreto são relativamente pesados, entre 240kg e 300kg, por isso, demandam máquinas de via para assentamento e manutenção. Vantagens do dormente Longa vida útil; Peso elevado, proporcionando mais elasticidade à via; Resistência aos agentes atmosféricos. Desvantagens do dormente Dificuldade de transporte e manuseio devidoao peso elevado; Dificuldade de fixação eficaz; Perda total em casos de acidente; Tipos de dormentes de concreto Os dormentes de betão podem ser de dois tipos, nomeadamente: o Dormente Protendido (monolítica) – é o dormente elaborado como uma viga única de concreto protendido com dimensões específicas e formas conforme a norma. A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 32 o Dormente de concreto misto – é o dormente formado por dois blocos de concreto unidos por uma barra de aço que é concretada dentro de cada bloco. Normalmente, o espaçamento entre as travessas de betão é de 0,70m. Dormente de material sintéctico Podem ser confeccionados a partir de material reciclado ou a a partir do petróleo, pois são como um plástico. Possui o mesmo formato dos dormentes de madeira e podem ser usados de modo conjunto na mesma linha. Vantagens do dormente Vida útil estimada em mais de 50 anos; Mais leve do que o dormente de madeira; Não racha, não trinca; Electricamente não conductivo. Desvantagens do dormente É destruído pela acção do fogo ou contacto com objectos de temperatura elevada; Material feito a partir de petróleo cujo o preço é elevado no mercado internacional. 5.2.2.6.Bitola A bitola é definida como sendo a distância entre as faces internas das duas filas de trilhos, ou seja, a bitola é a distância entre os trilhos. Elas são medidas a 15,875mm abaixo da face superior do boleto dos mesmo. Para realizar a medição da bitola podem usar veículos equipados para fazer as medições diversas da via, denominados carro de controle, ou pode- se usar uma régua bitoladora. Caso não se tenha uma bitoladora pode-se fazer uma com base no gabarito de uma bitoladora. Figura 15. Ilustração de uma bitoladora; Tipos de Bitola Existêm quatro tipos de bitola princípais no mundo, nomeadamente: Larga, com 1,60m; A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 33 Standard ou normal, com 1,435m; Métrica, com 1,0m; Bitola estreita, abaixo de 1,0m. A bitola é um dos factores mais importantes no projecto ferroviário. A partir dela é possível estabelecer os seguintes parâmetros da ferrovia, nomeadamente: Velocidade; Capacidade de transporte; Tipo de material rolante; Integração entre ferrovias existentes. Figura 16. Ilustração de uma bitola mista; Entrevia e Entrelinha Entrelinha ou entre eixos – é a distância entre as faces externas dos trilhos mais próximos de duas férreas adjacentes. Entrevia – é a distância do eixo á eixo de duas vias férrea adjacentes. 6. Subsistema de Energia e Tracção Energia utilizadas: Carvão; Diesel; Electricidade; O sistema de electrificação, engloba o motor de tracção eléctrico, os equipamentos auxiliares (gerador, sistema AVAC), o equipamento aéreo (catenária e pantógrafo) e a parte embarcada do equipamento de medida do consumo de electricidade. Os primeiros combois eléctricos funcionavam a corrente contínua (CC), pois era mais fácil a regulação de motores de tracção em corrente contínua e também porque a corrente alterna provocava desiquilíbrios na rede de alimentação e as grandes dimensões da comutatriz e do rectificar dos vapores de mercúrio dificultavam a sua instalação a bordo. A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 34 A CC tinha já as seguintes limitações: Baixa tensão de alimentação de 750, 1000, 1500 e 3000 V. Baixa capacidade de transmissão de potência da catenária ao pantógrafo, com quedas significativas de tensão. Pantógrafos com muita massa dinâmica e baixa aceleração vertical. Deficiente captação de energia a velocidades elevadas. 7. Subsistema de controlo, comando e sinalização Neste sistema de sinalização e bloqueio a segurança da circulação ferroviária nas linhas tradicionais materializa-se com a divisão da linha férrea em cantões. A regra básica consiste em que em cada cantão só pode estar uma composição. Pelo que existem sistemas de encravamento que não permitem que uma composição entre num cantão onde ainda se encontre outra. Os cantões estão protegidos por sinais. Os sistemas de bloqueio que garantem que num cantão só esteja no máximo uma composição, podem ser dos seguintes tipos: Bloqueio telefónico. Bloqueio eléctrico. Bloqueio automático. Bloqueio automático em via única ou dupla. CTC em via única ou dupla. Bloqueio em vias balizadas. Pode-se dizer que os sistemas de sinalização e bloqueio são tantos quantas as administrações ferroviarias. A única forma de harmonizar este amplo leque de sistemas consiste em desenvolver um novo sistema que seja capaz de levar em tempo real à Cabine de Condução toda a informação que o maquinista necessita para circular, evitando falhas humanas. Esta harmonização técnica terá que unificar os diferentes sistemas de repetição de sinais existentes na cabina. O novo sistema terá que ser aplicado em fases, em módulos que permitan transitoriamente a compatibilização com os sistemas existentes. A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 35 8. Subsistema de exploração e material circulante Estrutura, sistema de comando e controlo de todos os equipamentos do comboio, dispositivos de captação da energia, equipamentos de tração e de transformação da energia, de travagem, acoplamento, órgãos de rolamento (bogies, rodados, etc.), a suspensão, as portas, as interfaces homem/máquina (maquinista, pessoal de bordo, passageiros, incluindo as necessidades das pessoas com mobilidade reduzida), dispositivos de segurança passivos ou ativos, dispositivos necessários à saúde dos passageiros e do pessoal de bordo. Os procedimentos e equipamentos associados que permitem assegurar uma exploração coerente dos diferentes subsistemas estruturais, quer em situações de funcionamento normal quer em situações de funcionamento degradado, incluindo, nomeadamente, a formação e condução dos comboios, a planificação e a gestão do tráfego. O conjunto das qualificações profissionais exigíveis para a realização de serviços transfronteiriços As normas e especificações da UIC estão sendo utilizadas na construção das novas linhas ferroviárias de elevadas prestações e nas novas composições de material circulante. As normas de exploração definidas nas Declarações da Exploração das Redes das Administrações Ferroviárias dos distintos paises da UE e colindantes, como Noruega e Suiça, seguem as especifições da UIC. Da mesma maneira os principais constructores de composições ferroviarias já seguem as especificações UIC. Um Sistema único de Exploração e Circulação de Material Rolante diminuirá de forma significativa os custos do transporte internacional de mercadorias no espaço europeu. 9. Subsistema de Manutenção Procedimentos, equipamentos associados, instalações logísticas de manutenção, reservas que permitem garantir as operações de manutenção corretiva e preventiva de carácter obrigatório previstas para assegurar a interoperabilidade do sistema ferroviário e os desempenhos necessários. 10. Subsistema de Instrumentos Telemáticos ao Serviço de Passageiros e de Transporte de mercadoria Está dividido em duas partes: a) Os instrumentos ao serviço dos passageiros, que incluem os sistemas de informação dos passageiros antes e durante a viagem, sistemas de reserva e de pagamento, gestão das bagagens, gestão das correspondências entre comboios e com outros modos de transporte; b) Os instrumentos ao serviço do transporte de mercadorias, que incluem os sistemas de informação (acompanhamento em tempo real das mercadorias e dos comboios), sistemas de triagem e de afectação, sistemas de reserva, pagamento e facturação, gestão das correspondências com outros modos de transporte, produção de documentos eletrónicos de acompanhamento. A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine Mutirua Pág. 36 11. Conclusão Após a realização deste trabalho, podemos reelembrar os conceitos adquiridos na cadeira inicial que foi à cadeira de introdução ao curso, podemos notar também que para realização dos projectos de uma via (linha) ferroviária, devemos levar muitos aspectos em consideração cautelosamente (cuidadosamente) para não cometer grandes e pequenos erros, ou seja, erros inadmíssiveis. O estudo da Infraestrutura é muito importante, pois caso ela não seja feito, podemos passar por gravíssimos casos e economicamente dizendo haverá grandes perdas e gastos, ou mesmo a falência. O estudo do solo é fundamental, pois reúne a parte da infraestrutura que estabilizará a superestrutura. A colocação da superestrutura deve-se ter muito cuidado, como exemplo, em casos da colocação das travessas deve-se ter em conta o espaçamente entre elas e o ângulo formado entre o trilho e a travessa que deve ser perpendicular, caso esteja um mau espaçamente entre elas e inclinação das travessas, pode haver uma má distribuição de cargas na via e a respectiva danificação da bitola, degrandando os trilhos, consequentemente destruição da via. A falta de padronização das bitolas acarreta os custos logistícos, sobre tudo o que tange à questão de transbordo, baldeação, entre ferrovias, acarretando mais custo e perda de tempo. Como forma de minimização dos problemas de bitolas diferentes entre trechos ferroviários, pode-se optar por uma via de bitola mista. A via de bitola mista é composta por tês trilhos, um deles é comum entre as duas bitolas, e os outros definem a bitola. Cada um destes subsistemas está regulamentado por uma Especificação Técnica de Interoperabilidade (ETI). Em alguns casos e dependendo da sua abrangência, uma mesma ETI pode ser aplicada, quer à rede convencional, quer à rede de Alta Velocidade, sendo que a responsabilidade das mesmas recai nas Agências Ferroviárias, que para tal foi mandatada pela Comissão Europeia. A Linha Férrea________________Interoperabilidade______________________Tualibodine MutiruaPág. 37 12. Referências bibliográficas (1) Itens de fixação. Disponível em: http://www.brasilferroviario.com.br/grampos/, 01 de Agosto de 2018, 19:30. (2) ROSA.Rodrigo. A Linha Férrea. VALE-CFM editora, Maputo, 2012. (3) BENEDITO. Inocêncio, MACIE. Samuel et l. Manual de Via. Escola Ferroviária de Moçambique, 1° ano, Dezembro, 1988, Maputo (4) MARIA, Rosa. Interoperabilidade (dissertação).ISEL, Portugal – Lisboa, 2012. http://www.brasilferroviario.com.br/grampos/