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DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 1 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 1 Responsabilidade Técnica: Leonardo Vieira Machado Alexandre – Gerência de Desenvolvimento Ferroviário Necessidade de Treinamento nesta revisão: ( )SIM ( x )NAO Código de treinamento: NA ÍNDICE 1. OBJETIVO ................................................................................................................................. 3 2. RESULTADOS ESPERADOS .................................................................................................... 3 3. CAMPO DE APLICAÇÃO .......................................................................................................... 3 4. PÚBLICO ALVO ......................................................................................................................... 3 5. REFERÊNCIAS .......................................................................................................................... 3 6. DEFINIÇÕES .............................................................................................................................. 3 7. FUNCIONAMENTO DOS TRENS: ELEMENTOS E RECURSOS .............................................. 5 7.1. ACELERÔMETRO ..................................................................................................................... 5 7.2. PONTOS DE INFLEXÃO ............................................................................................................ 6 7.3. RAMPAS .................................................................................................................................... 6 7.4. COMPRIMENTO DOS TRENS ................................................................................................... 6 7.5. TRAÇÃO POR ADERÊNCIA ...................................................................................................... 6 7.6. DIFERENCIAL DE VELOCIDADE.............................................................................................. 9 7.7. ROTA DE CHOQUE ................................................................................................................. 11 8. DEFINIÇÕES E FUNÇÕES DOS INSTRUMENTOS DOS TRENS ........................................... 12 8.1. ACELERADOR ........................................................................................................................ 12 8.2. FREIOS .................................................................................................................................... 16 8.3. MANÔMETROS ....................................................................................................................... 29 9. FORÇAS ATUANTES EM UM TREM ...................................................................................... 33 9.1. FORÇA DE TRAÇÃO ............................................................................................................... 33 9.2. FORÇA DE COMPRESÃO ....................................................................................................... 36 10. OPERAÇÕES DOS TRENS ..................................................................................................... 40 10.1. CURVAS .................................................................................................................................. 40 10.2. TRECHO EM NÍVEL ................................................................................................................. 42 10.3. ACLIVE .................................................................................................................................... 46 10.4. DECLIVE .................................................................................................................................. 49 10.5. ONDULAÇÃO .......................................................................................................................... 51 10.6. DEPRESSÃO ........................................................................................................................... 54 10.7. CRISTA .................................................................................................................................... 55 10.8. NÍVEL SEGUIDO DE DESCIDA ............................................................................................... 58 10.9. ACLIVE SEGUIDO DE NÍVEL .................................................................................................. 60 DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 2 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 2 10.10. DECLIVE SEGUIDO DE NÍVEL ............................................................................................... 60 10.11. NÍVEL SEGUIDO DE ACLIVE .................................................................................................. 63 10.12. OPERAÇÃO DE UM TREM EM RECUO .................................................................................. 63 11. TRAÇÃO DISTRIBUÍDA .......................................................................................................... 68 11.1. POSICIONAMENTO DAS LOCOMOTIVAS NO TREM ............................................................ 68 11.2. PONTO “NODE” OU NODAL .................................................................................................. 69 11.3. OPERAÇÃO EM PERFIL DE LOMBADA, CRISTA LEVE E ONDULAÇÕES ......................... 73 11.4. CRISTA .................................................................................................................................... 73 11.5. ONDULAÇÃO .......................................................................................................................... 77 12. PROCEDIMENTOS DE OPERAÇÃO DE FREIOS 6SL ........................................................... 80 13. ANEXOS .................................................................................................................................. 83 14. RELAÇAO DE ELABORADORES ........................................................................................... 84 DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 3 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 3 1. OBJETIVO Estabelecer procedimento para a operação de trens conforme fundamentos ministrados aos maquinistas nos treinamentos de condução de trens. 2. RESULTADOS ESPERADOS • Atividade padronizada com PRO disponível no Sistema Oficial de Padronização (SISPAV). • Realização das atividades conforme padrão minimizando variações na execução. • Empregados treinados no padrão. • Execução das operações de trens com segurança e eficiência operacional. • Condução doe trens conforme padrão. • Padronização da operação dos trens em diferentes perfis de via com a utilização correta de seus equipamentos e dispositivos. 3. CAMPO DE APLICAÇÃO Esse documento aplica-se a todas as ferrovias da Vale. 4. PÚBLICO ALVO Maquinistas, auxiliares de maquinistas e inspetores de tração. 5. REFERÊNCIAS • BORBA, José, Módulo Material de Tração, Curso de Pós-graduação em Engenharia Ferroviária, PUC Minas, 2006. • BRINA, Helvécio L, Estradas de Ferro – Volume 1. Belo Horizonte: Ed UFMG, 1988. • BRINA, Helvécio L, Estradas de Ferro – Volume 2. Belo Horizonte: Ed UFMG, 1988. • AAR - Association of American Railroads, Track Train Dynamics - 2ª edição, Programa de pesquisa em Dinâmica Trem via R185, Chicago, Illinois, USA. • ABA - Air Brake Association, Management of Train operation and Train Handling- Chicago, Illinois - USA, Reprint January 1998. 6. DEFINIÇÕES AAR: American Association of Railroad (Associação Americana de Ferrovias). ABA: American Brake Association. Alívio de rodagem: Alívio dos freios a partir de uma redução superior ae Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 44 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 44 • Assim que a velocidade for reduzida, causando diminuição no esforço de frenagem dinâmica, o freio independente deverá ser usado para compensar esta perda em conformidade com as características do freio dinâmico, Standart ou Estendido; • Uma redução adicional deverá ser feita a uma distância suficiente do ponto de parada desejado, permitindo que a redução faça efeito em todo o trem à medida que o trem parar. • Durante os últimos estágios da parada, você deve evitar pressão excessiva no cilindro de freio da locomotiva. Método de folga comprimida – uso do freio automático • Você deve mover gradativamente o acelerador para Marcha Lenta - IDLE a uma distância suficiente do ponto no qual deseja parar. Concedendo tempo suficiente para esta redução, você permitirá que as folgas se ajustem a uma condição essencialmente comprimida; • Aguardar no mínimo 10 segundos nesta posição; • Fazer uma redução mínima, mantendo os freios da locomotiva aliviados; • Reduções adicionais de 2 a 3 PSI podem ser feitas de acordo com o necessário para completar a parada, o que irá manter os freios da locomotiva aliviados; • Imediatamente antes de parar, você deve fazer uma redução final de intensidade que seja suficiente para evitar o estiramento das folgas. À medida que a parada for completada, você pode deixar que os freios da locomotiva apliquem esta última redução. Em trens mais pesados na parte traseira, as reduções finais devem ser leves e a pressão do cilindro de freio da locomotiva precisa ser mantida a níveis baixos para, desta forma, prevenir o acúmulo excessivo de forças de compressão. Método de folga comprimida – uso do freio automático em baixa velocidade Em velocidades baixas, você pode utilizar um método de folga comprimida ligeiramente diferente para diminuir a marcha, parar em entrada de pátios ou para finalidades semelhantes, como, por exemplo, manobras. Para este método, o trem deve: • Estar a uma velocidade baixa, inferior a 16 km/h. Neste caso, a folga é então comprimida suavemente pelo acionamento gradativo e cuidadoso do freio independente; • Usar o freio independente somente para comprimir a folga; • Com a folga comprimida, acionar o freio automático quando necessário, especialmente quando for preciso parar; • Utilizar uma redução mínima e sucessivas reduções leves, conforme necessário. Alem disso, de maneira a evitar o efeito canivete dos vagões, você deve tomar cuidado para prevenir a acumulação de forças excessivas de compressão na parte da composição com acoplamentos de vagões longos e curtos nos pontos em que o trem passa por AMVs, linhas com restrições e curvas acentuadas. Método de folga estirada – uso do freio automático e do acelerador DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 45 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 45 • Enquanto estiver usando o acelerador o suficiente para manter a condição de folga estirada, você deve fazer uma redução mínima, mantendo os freios da locomotiva aliviados; • Depois que o acionamento do freio automático tiver se efetivado por todo o trem, reduza gradualmente o acelerador, um ponto por vez, para controlar a velocidade e a força de tração da locomotiva; • Para completar a parada, podem ser feitas reduções adicionais leves de 2 a 3 PSI, mantendo os freios da locomotiva aliviados; • Realize uma redução final no EG imediatamente antes da parada, mantendo os freios da locomotiva aliviados; • Depois que o trem parar, aplique totalmente o freio independente, coloque o acelerador em Marcha Lenta – IDLE e centralize a reversora. Operação A operação de um trem em nível requer mais atenção quanto à utilização exagerada do acelerador, uma vez que os trens são dimensionados para as piores rampas da viagem, onde ainda assim manterão a velocidade em regime contínuo, portanto no nível há normalmente sobra de tração. Teste em marcha O teste em marcha que verifica a eficiência dos freios deverá ser realizado da seguinte forma: • Faça uma redução mínima a uma velocidade determinada pelo procedimento específico de cada trecho. Sendo esta velocidade sempre menor do que a VMA; • Mantenha uma posição no acelerador de 4 pontos ou menos; • Após 20 segundos complete tal aplicação até obter uma aplicação estabelecida em procedimento específico da ferrovia; • Verifique a eficiência da frenagem que é sinalizada pela redução da velocidade que deverá corresponder à velocidade esperada no local de chegada previamente escolhido; • Verifique a queda de pressão na cauda através do EOT, se o trem possuir. Após a realização do teste e sendo feita a soltura do freio, aguardar tempo suficiente para alívio das sapatas, relacionando este tempo à condição das retentoras de controle de alívio, mesmo que isto implique na parada total do trem. Se, durante o teste, os sinais de que os freios estão eficazes não forem confirmados e, além disso, não seja registrada queda de pressão na cauda, você deve parar o trem, fazer a segurança e revistar a composição. Após a revista, você deve fazer um novo teste ainda dentro da extensão quilométrica determinada para isso, obedecendo aos mesmos parâmetros acima. Se o teste, novamente, não for positivo, você deve parar o trem, avisar o CCO e solicitar o auxilio da mecânica e do supervisor (inspetor de tração). Importante: em relação às retentoras de controle de alívio, o tempo de alívio em restrito é de 50 a 65 segundos e o tempo de alívio direto é de 25 a 30 segundos. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 46 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 46 10.3. ACLIVE É o perfil altimétrico com inclinação da via de baixo para cima que oferece uma resistência ao movimento do trem, também chamada de rampa ascendente. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 47 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 47 Figura 27: Partida Deve-se tomar cuidado ao dar partida num trem em aclive para evitar o desenvolvimento de esforço trator extremamente alto. Para dar partida em um trem em aclive você deve empregar os seguintes métodos: Método da folga estirada • Certifique-se de que a tração é compatível ao peso do trem para este perfil; • Coloque o MFA na posição de alívio; • Leve o acelerador para ponto 1; • Não utilize areia antes de o trem ter começado a se mover, desta forma, você evita a acumulação de areia na frente das rodas da locomotiva; • Coloque o acelerador no ponto 2 ou no ponto 3, à medida que a pressão do EG aumentar, para assim manter o trem parado enquanto os freios concluem o alívio; • Alivie o freio independente gradativamente para evitar possíveis folgas entre a locomotiva e os primeiros vagões; • Se o trem não se mover, aumente o acelerador para ponto 4. Ocasionalmente pode ser preciso avançar o acelerador além da posição ponto 4, dependendo da tração e características das locomotivas; • Não mova o acelerador enquanto o amperímetro indicar que na atual posição do acelerador a amperagem ainda está aumentando. Neste caso, espere até que o trem tenha absorvido a potência da posição atual, antes de movê-lo para posição mais alta; DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 48 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 48 • Utilize um ponto no solo, abaixo da janela do maquinista, como referência para observar o início de movimento do trem, antecipando-se e corrigindo possíveis patinações e principalmente o movimento contrário ao desejado; • Reduza o acelerador se houver qualquer indício de patinação de rodas e, em seguida, jogue areia para corrigir a patinação e evitar novas patinações de rodas;• Se o trem não partir após a aplicação de potência suficiente, reduza o acelerador para um ponto que mantenha o trem parado, acione o freio independente, faça uma aplicação no freio automático suficiente para manter o trem parado e reduza o acelerador para Marcha Lenta – IDLE; • Averigue a causa da dificuldade de arrancada do trem. Método de folga comprimida Se as regras e instruções de manuseio do trem forem respeitadas, você não precisará utilizar o método de folga comprimida para dar partida ao trem. Entretanto, em caso de emergência, tal como o de “folgas comprimidas”, você precisará partir com o trem nessa situação e deverá tomar alguns cuidados. Neste caso, será preciso realizar os seguintes procedimentos para retirar as folgas: • Deixe os freios do trem aplicados; • Abra o acelerador para ponto 1 ou 2, alivie o freio independente gradualmente e permita que a locomotiva se afaste do trem; • Antes que aconteça a fadiga, acione o freio independente e reduza o acelerador para Marcha Lenta – IDLE; • Alivie os freios e esteja preparado para dar partida assim que os freios do trem começarem a aliviar. Parada Ao parar numa rampa ascendente é vantajoso ter a folga estirada, de forma a evitar a ocorrência de choques de tração durante o procedimento de partida. Método da folga estirada – uso do acelerador e do freio automático • Reduza o acelerador para diminuir a velocidade do trem; • Faça uma redução mínima a uma distância suficiente do ponto de parada desejada, dando tempo suficiente para que a aplicação produza efeito ao longo de todo o trem antes que este pare, mantendo os freios da locomotiva aliviados; • Na medida em que a velocidade diminuir, reduza o acelerador gradualmente para evitar um aumento excessivo da amperagem, conforme indicado pelo amperímetro; • Se reduções adicionais no EG forem necessárias, devem ser feitas de forma gradual com incrementos leves, entretanto continue a manter os freios da locomotiva aliviados; • Após a parada, acionar totalmente o freio independente e reduzir o acelerador para Marcha Lenta – IDLE; • Uma redução de no mínimo 15 PSI no EG deverá ser realizada para garantir permanência do trem na ascendência. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 49 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 49 Não permita que a locomotiva se desloque para trás contra o trem. Isso criaria uma ação danosa da folga quando o trem arrancasse novamente. Operação Você deve ter muito cuidado ao operar em território de aclive acentuado. O ideal é que você monitore sempre as pressões dos encanamentos e o amperímetro. Aceleração A velocidade de avanço do manípulo para acelerar um trem depende do tipo de locomotiva e das características da formação do trem envolvido. O amperímetro e o velocímetro dão uma orientação para o manuseio do acelerador durante a subida. À medida que o trem acelera e a velocidade e a amperagem estabilizam, o acelerador pode ser avançado mais um ponto, até que seja produzida a potência suficiente para alcançar a velocidade de equilíbrio. Importante: o esforço trator excessivo pode produzir uma alta força de tração indesejada no trem, principalmente em velocidades baixas. Desta forma, o acelerador não deve ser adiantado muito rapidamente, de forma a evitar patinagem de roda e/ou divisão do trem. 10.4. DECLIVE É o perfil altimétrico com inclinação da via de cima para baixo que acelera o trem, também conhecida por rampa descendente. Figura 28: Devido à gravidade, o impulso de descida de um trem sempre atua para aumentar a velocidade, entretanto, o esforço de frenagem deve superar esta força. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 50 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 50 O acionamento suficiente de frenagem para reduzir este impulso e segurar o trem em qualquer desnível é chamado de “equilibrar o desnível”. Neste processo, a velocidade é um fator-chave. Em trens em declive, a potência de frenagem exigida para controlar o trem aumenta em proporção à velocidade, ao percentual de descida e ao peso do trem. O nível de velocidade necessário, portanto, para controlar a velocidade do trem deve ser obtido pela combinação dos freios a ar do trem em conjunto com o freio dinâmico. Você deve ter, desta forma, uma ampla margem de segurança da capacidade de frear para permitir a parada do trem em qualquer parte do desnível. Você deve considerar também que, ao aumentar a velocidade, a frenagem se tornará mais arriscada, já que aumentarão os riscos de superaquecimento das rodas. Partida Um trem parado num forte declive normalmente terá a folga comprimida e o freio independente totalmente aplicado. Se o freio independente não for gradualmente aliviado durante a partida, a locomotiva poderá deslocar-se por uma distância antes que o vagão se mova, especialmente se os retentores de controle de alívio estiverem na posição “restrito”. Sendo assim, você deve ter o cuidado de controlar a velocidade da parte dianteira do trem, especialmente as locomotivas, de maneira a evitar que isso ocorra. Método das folgas encolhidas • Selecione o freio dinâmico; • Deixe o MFI acionado e alivie o MFA; • À medida que os freios dos vagões aliviam e a força de compressão aumenta contra a locomotiva no início do movimento do trem, você deve aliviar gradativamente o MFI, mantendo no máximo 20 PSI, até que o trem atinja 10 ou 16 km/h conforme o tipo de freio dinâmico; • Se o trem não se mover após os freios dos vagões estarem totalmente aliviados, você deve liberar gradualmente o MFI até 20 PSI, permitindo à locomotiva deslocar-se alguns metros para frente; Método das folgas estiradas Importante: lembre-se que possivelmente o sistema de freio ainda não estará totalmente carregado e neste caso será necessário levar o MFA além da redução mínima para obter uma frenagem desejada, dependendo da velocidade máxima permitida. Parada Neste perfil, sempre que possível, é recomendada uma parada pelo método das folgas encolhidas. Desta forma, quando for dada a partida, inicia-se o movimento com o trem todo encolhido evitando choques de compressão. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 51 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 51 Para uma eventual arrancada em recuo é extremamente desejável que o trem esteja encolhido. Método das folgas encolhidas • Com o freio dinâmico já em uso e engates comprimidos, fazer uma redução mínima no EG a uma distância suficiente para garantir a parada no ponto desejado; • Poderão ser feitas reduções subseqüentes no MFA, se necessário; • A uma velocidade de 10 ou 16 km/h, dependendo do tipo de freio dinâmico, você deve fazer uma aplicação gradual de no máximo 20 PSI no MFI para não permitir que os engates da locomotiva e os primeiros vagões parem esticados; • Após a parada total do trem, você deve fazer uma aplicação total do MFI e centrar a REVERSORA. • Neste perfil, portanto, a aplicação de freio automático efetuada para parar o trem deve ser mantida, não sendo necessárias aplicações adicionais, exceto quando o trem permanecer estacionado com as locomotivas desligadas. Operação A operação neste perfil é a mais crítica e perigosa, dada a facilidade com a qual o trem ganha velocidade em função da aceleração da gravidade. Você deve utilizar 75% da disponibilidade do freio automático como parâmetro para a operação de descida de uma rampa, ou seja, até 18 PSI de redução no EG e 75% do valor nominal da corrente do freio dinâmico. Caso haja necessidade de utilização de valores acima destes, o trem deve ser parado e vistoriado. Além disso, você não deve utilizar a prática de redução do EG pela colocação do MFA na posição de supressão, conhecida como “pegar emprestado”. Estaprática poderá reduzir a pressão do EG a níveis abaixo de 55 PSI, acabando com a eficiência de uma aplicação de emergência no trem. Em algumas circunstâncias a velocidade do trem poderá ser controlada apenas pelo freio dinâmico, desde que sua utilização não tenha atingido sua capacidade máxima. Caso seja utilizada uma amperagem muito alta no freio dinâmico, surgirá a necessidade de uma aplicação do MFA. Desta forma, você deverá manter a velocidade desejada fazendo pequenos aumentos e diminuições no esforço de frenagem dinâmica, de maneira a manter a velocidade do trem tão constante quanto possível. 10.5. ONDULAÇÃO É o perfil altimétrico com três ou mais alternâncias de rampas e contrarrampas seguidas. Neste trecho o perfil muda freqüentemente, já que as rampas se alternam entrem ascendestes e descendentes. Sendo assim, as folgas do trem estarão constantemente ajustando-se, já que os veículos que estão na rampa descendente tendem a se deslocar mais rápido do que aqueles em rampa ascendente. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 52 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 52 Em perfis ondulados com rampas acima de 1%, somente a habilidade do operador é capaz de atenuar a ação das folgas, minimizando a gravidade destas. Este perfil é um dos mais difíceis para os operadores de trens, já que a localização do trem dentro deste perfil deve ser constantemente monitorada pelo maquinista. Figura 29: A ocorrência de choques nesse perfil é inevitável. Você pode, no entanto, manter os choques dentro dos limites recomendados se planejar e executar as operações de acordo com os conceitos de condução de trens. Partida Com a cabeceira do trem em declive Para dar a partida em um trem com a cabeceira em declive você deve aliviar o freio gradativamente, de forma que a cabeceira do trem comece a se movimentar, controlando para que não ocorra a rápida aceleração do trem até que este esteja totalmente em movimento. Se o trem não se movimentar, aplique o mínimo de tração, suficiente para o trem mover-se. Os acréscimos de aceleração de um trem nessas circunstâncias devem ser feitos de forma suave e gradual para evitar a geração de forças internas elevadas que são provocadas por alterações rápidas nas folgas. É importante que você saiba, também, que em perfil ondulado a folga pode deslocar-se tanto na direção da cauda quanto na direção da cabeceira. Com a cabeceira do trem em aclive Neste caso você deve: • Aliviar o MFA mantendo o MFI aplicado; • Acelerar gradativamente e aliviar o MFI lentamente para impedir o recuo da cabeceira do trem quando os freios dos vagões forem aliviados; DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 53 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 53 • Avançar o acelerador o suficiente para movimentar o trem para frente até que todo o trem esteja em movimento, mantendo o MFI totalmente aliviado. Parada Para parar um trem em ondulação, você deve se basear na forma em que o trem vinha sendo operado antes de se iniciar a desaceleração e nas características do perfil da via. Operação Neste perfil as folgas estão constantemente se ajustando e dificilmente pode ser mantidas totalmente esticadas ou encolhidas, motivo pelo qual a aceleração do trem, em ondulação, deve ser gradual. Modulação do acelerador Neste caso, a velocidade deve ser reduzida antes de entrar na ondulação, de forma a evitar que a velocidade máxima autorizada seja excedida. Além disso, você deve avançar o acelerador quando a locomotiva estiver na parte ascendente da ondulação e reduzir o acelerador quando a locomotiva estiver na parte descendente da ondulação. Uso do freio dinâmico O emprego do freio dinâmico em perfil ondulado somente será válido se as mudanças de perfil forem predominantemente descendentes. Além disso, a velocidade do trem deve ser mantida o mais constante possível antes da cauda do trem atingir uma bacia e, preferencialmente, o trem deve ser desacelerado antes de entrar no perfil ondulado, de modo que possa chegar com uma velocidade mais baixa que a máxima autorizada. Uso da modulação do acelerador e do freio automático Neste caso, você deve fazer uma redução mínima quando a locomotiva começar a descer o primeiro declive. Além disso, é preciso fazer o alívio rápido do MFI para evitar que a folga entre a locomotiva e os primeiros vagões seja eliminada. Mantenha, também, a velocidade da locomotiva constante em perfil ondulado, mantendo o freio do trem aplicado e o acelerador modulado. Se for necessário, aumente a aplicação do freio gradativamente de 2 a 3 PSI. Este aumento deverá ser feito criteriosamente para não haver redução exagerada da velocidade do trem. Não utilize frenagem de alta potência, ou seja, pontos altos de aceleração com o automático aplicado. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 54 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 54 10.6. DEPRESSÃO É a confluência de uma longa rampa descendente seguida de uma longa rampa ascendente. Na inscrição deste perfil intensos ajustes de folgas acontecem nos engates. Partida O método mais indicado para dar partida em um trem neste tipo de território dependerá de alguns fatores, tais como: • Condição da folga enquanto o trem estiver parado; • Localização do trem em relação à bacia ou depressão. Além disso, você deve manter a velocidade da locomotiva baixa até que todo o trem esteja em movimento, modulando o acelerador e, se necessário, o freio independente. Se você precisar acelerar o trem, o freio independente deve ser gradualmente aliviado e o acelerador avançado lentamente ponto a ponto. Enquanto isso, as folgas se ajustam e o trem vagarosamente aumenta a velocidade. Parada O método mais adequado para a parada do trem em depressão depende da condição da folga, estirada ou encolhida, e da localização do trem em relação à depressão. Uma parada com as folgas estiradas, através do freio automático e do acelerador, é indicada com predominância do trem na ascendência. Se a aproximação do ponto de parada for feita com predominância do trem na descendência e com o freio dinâmico atuando, uma parada com folga encolhida é a mais indicada, podendo ser feita também com a aplicação do freio automático. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 55 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 55 Operação Para a operação de um trem em depressão, você deve controlar a ação das folgas, o que representa o maior desafio ao acelerar um trem após uma desaceleração. As forças internas do trem geradas pela depressão determinarão a taxa de aceleração e devem ser controladas pelo método da modulação do acelerador, que deve ser feita da seguinte forma: • Reduza a velocidade do trem ao aproximar-se da bacia, aumentando a eficiência do freio dinâmico e/ou do freio automático se necessário; • Ao fazer a transição da frenagem dinâmica para a tração, reduza a velocidade para valores um pouco menores que a VMA, de forma que esses valores permitam o alívio dos freios sem riscos de exceder a VMA; • Alivie o freio automático antes do freio dinâmico; • Avance o acelerador ponto a ponto à medida que um número cada vez maior de vagões passe da descendência para a ascendência. A confluência do freio dinâmico não deverá ser intensificada, a fim de evitar acúmulo de forças de compressão produzidas pela soma do efeito da gravidade, contrária ao movimento do trem, com a ação do freio dinâmico. 10.7. CRISTA É o topo do perfil onde ocorre a virada de uma rampa ascendente para uma rampa descendente. Figura 31: Partida O método para partida de um trem neste perfil dependerá da condição da localização de trem em relaçãoà crista. Neste perfil o trem pode estar: • Metade na ascendência esticada e metade na descendência encolhida; DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 56 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 56 • Metade na ascendência e metade na descendência, com todas as folgas dos engates esticadas; • Predominantemente na ascendência; • Predominantemente na descendência. Metade do trem na ascendência esticada e metade na descendência encolhida • Alivie MFA e aguarde o alívio e o carregamento dos freios. Normalmente, nesta condição o peso do trem estará equilibrado na descendência e na ascendência e o freio independente da locomotiva será capaz de mantê-lo equilibrado; • Alivie gradativamente o MFI para o estiramento gradual e suave das folgas dos engates que estão na descendência e inicie o movimento desejado do trem; • Se o trem não movimentar, leve o acelerador até o ponto 3 e, assim que o trem entrar em movimento, leve o acelerador gradativamente para a posição de marcha lenta – IDLE. • Selecione o freio dinâmico e inicie o encolhimento gradual e suave das folgas. Metade do trem na ascendência e metade na descendência com todas as folgas dos engates esticadas • Alivie o freio automático e aguarde o alívio e o carregamento dos freios. Normalmente, nesta condição o peso do trem estará equilibrado na descendência e ascendência e o freio independente da locomotiva será capaz de manter o trem parado; • Leve o acelerador para o ponto 1; • Alivie gradativamente o MFI, para iniciar o movimento desejado do trem. Se o trem não se movimentar, leve o acelerador até o ponto 3. • Assim que o trem entrar em movimento, levar o acelerador gradativamente para posição de ponto morto; • Selecione o freio dinâmico e inicie o encolhimento gradual e suave das folgas. Predominância do trem na ascendência • Alivie gradativamente o MFI, para estiramento gradual e suave das possíveis folgas dos engates dos vagões que se encontram na descendência; • Reaplique totalmente o MFI, assim que todas as folgas forem estiradas; • Alivie o MFA; • Leve o acelerador gradativamente para o máximo do ponto 3; • Alivie gradativamente o MFI; • Se o trem não iniciar o movimento desejado, aumentar o acelerador para ponto 4. Haverá, no entanto, casos em que será preciso aumentar o acelerador acima deste ponto para dar partida ao trem. Importante: no último caso citado, o maquinista deverá ser bastante criterioso, pois a força de tração exercida pelas locomotivas, somada à força da gravidade que puxa para trás os vagões que se encontram na ascendência, poderá exceder os valores recomendados e provocar danos ao trem e/ou à via permanente. Predominância do trem na descendência • Alivie o freio automático; DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 57 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 57 • Selecione o freio dinâmico; • Alivie gradativamente o MFI, até 20 PSI. Se o trem não entrar em movimento, faça o alívio total e gradativo do MFI, para estiramento das possíveis folgas e inicie o movimento do trem. Normalmente, o peso dos vagões na descendência é suficiente para iniciar este movimento; • Avance gradativamente o manípulo do freio dinâmico e inicie o encolhimento gradual e suave das folgas. Parada O método utilizado na parada dependerá da posição do trem neste perfil. É recomendável parar com as folgas estiradas, com predominância do trem na ascendência e do encolhido na descendência. Operação A forma como você fará à virada do trem na crista é fator fundamental para o controle das forças de tração no pico da rampa ascendente para a descendente. Além disso, a virada correta do trem na crista proporciona economia de combustível e redução dos choques de compressão no encolhimento das folgas pelo freio dinâmico e automático na transposição e controle da velocidade na descendência. Em trens com velocidade de subida inferior a 24 km/h, o acelerador deverá ser reduzido um ou mais pontos, dependendo da velocidade, no momento em que as locomotivas transpuserem o pico. Isto reduzirá o esforço trator o suficiente para compensar a força adicional criada pelo peso das locomotivas e dos primeiros vagões à medida que passam da ascendência para a descendência. Outro aspecto a ser considerado é a velocidade de virada da crista, que deve ser reduzida para aproximadamente 2/3 da VMA. Caso a velocidade de virada seja inferior a 2/3, deve-se realizar a virada com esta velocidade. Além disso, quando aproximadamente metade do trem estiver na ascendência e metade na descendência, o acelerador deverá estar em “Marcha Lenta - IDLE”. Neste caso, você deve utilizar o freio dinâmico para iniciar o encolhimento gradativo e suave das folgas dos engates. Você deve estar atento também à utilização do freio automático antes ou no momento do encolhimento das folgas pelo freio dinâmico, já que esta situação poderá provocar uma onda de choques que percorrerão toda a composição da frente do trem até o ultimo vagão. De modo geral, o início do encolhimento das folgas dos engates deve se dar ainda com parte dos vagões na ascendência. Isso fará com que a gravidade, que puxa estes vagões na direção contrária ao movimento do trem, diminua sensivelmente os choques de compressão. Importante: geralmente, para os trens longos haverá tempo suficiente para o encolhimento de praticamente todas as folgas, antes de uma redução mínima. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 58 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 58 Para trens médios, este tempo só permitirá o encolhimento de aproximadamente 1/3 das folgas antes de se fazer uma redução mínima. Já para trens curtos, a velocidade deverá ser reduzida para aproximadamente metade da VMA. A utilização do freio dinâmico para o encolhimento das folgas antes da redução mínima em algumas situações não será possível, especialmente com trens curtos e pesados. 10.8. NÍVEL SEGUIDO DE DESCIDA É o perfil caracterizado por um nível de extensão suficiente para conter o todo o trem, seguido por uma rampa descendente longa. Na virada deste perfil ocorrem intensos ajustes de folgas nos engates. Figura 32: Partida O método para dar partida em um trem neste perfil dependerá da condição da localização do trem em relação ao ponto de inflexão que marca o início da rampa descendente, sendo a operação até certo ponto similar à da crista. Parte do trem no nível e esticada e parte na descendência e encolhido Neste caso você deve: • Aliviar MFA, aguardar o alívio e o carregamento dos freios; • Após o carregamento dos freios, preparar o freio dinâmico para a utilização logo após o inicio do movimento; • No início do movimento, aliviar gradualmente o freio independente à medida que aumentar a ação do freio dinâmico; • De acordo com o desenvolvimento da velocidade, utilizar o freio automático. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 59 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 59 Importante: nos casos em que o percentual de descendência do perfil for acentuado, o freio independente não manterá o trem parado, pois à medida que os freios se soltarem, tenderá ao movimento, uma vez que a parte que está no nível não resistirá ao efeito da gravidade que atua sobre os que estão na descendência. Por este motivo você deve ter cuidado em relação ao carregamento do sistema de freio e, dependendo do que ocasionar a parada, os procedimentos de segurança indicados no ROF deverão ser cumpridos. Metade do trem no nível e metade na descendência com todas as folgas dos engates esticadas As indicações para este perfil são para paradas com folgas encolhidas. Caso contrário, a partida deverá ser executada aliviando primeiro ofreio independente e posteriormente o freio automático. Esse procedimento manterá o trem esticado até que no momento seguinte possa ser feito o encolhimento suave da composição com a utilização do freio dinâmico e, se necessário, do freio automático. Predominância do trem na descendência com folga encolhida Neste caso você deve: • Aliviar o freio automático; • Selecionar o freio dinâmico; • Aliviar gradativamente o MFI, até 20 PSI (normalmente o peso dos vagões na descendência é suficiente para iniciar este movimento); • Avançar gradativamente o manípulo do freio dinâmico, mantendo assim o trem encolhido. Parada É recomendável parar com as folgas encolhidas, permitindo maior facilidade e segurança na partida. Operação Quando a cabeceira do trem entrar na descendência, o acelerador deverá estar decrescendo em ritmo proporcional ao grau de inclinação da rampa, sendo, portanto, essencial que você conheça o perfil da via. Além disso, quando o acelerador estiver em “Marcha Lenta - IDLE”, o freio dinâmico deverá ser utilizado para iniciar o encolhimento gradativo e suave das folgas dos engates. Neste perfil, trens longos terão tempo suficiente para o encolhimento de praticamente todas as folgas, antes que uma redução mínima seja feita. Para trens médios, este tempo só permitirá o encolhimento de aproximadamente 1/3 das folgas antes de uma redução mínima. Já para trens curtos, a velocidade deverá ser reduzida para aproximadamente metade da VMA. A forma como se fará à virada neste perfil é fator fundamental para o controle dos choques de compressão e velocidade, devendo esta ser menor que a VMA. Em se tratando de descendência longa e pesada, esta velocidade deve ser em torno de 2/3 da VMA. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 60 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 60 Importante: a utilização do freio dinâmico para o encolhimento das folgas antes da redução mínima em algumas situações não será possível, especialmente com trens curtos e pesados. 10.9. ACLIVE SEGUIDO DE NÍVEL Nesse perfil é importante que você tenha sempre os mesmos cuidados necessários às rampas pesadas, acompanhando, desta forma, o desenvolvimento da amperagem, o esforço trator elevado, bem como a tendência de patinação das rodas. Figura 33: Os procedimentos para partida e parada neste perfil se enquadram aos descritos em “aclive” e “nível”, abordados anteriormente. Operação A operação neste perfil requer o acompanhamento do desenvolvimento dos esforços de tração, controlado através do acelerador durante a subida da rampa. Quando você chegar ao início do nível, já é possível reduzir gradualmente a aceleração, à medida que o trem passa a ocupar apenas o nível. 10.10. DECLIVE SEGUIDO DE NÍVEL É uma rampa descendente, acentuada ou não, com a extensão suficiente para conter o trem pelo menos uma vez, seguido de um nível no final. Ao atingir o nível, você deverá soltar os freios, contudo este momento requer habilidade e conhecimento para evitar choques de tração seguidos de choques de compressão, portanto você deverá soltar os freios no tempo e seqüência corretos. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 61 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 61 Figura 34: Partida O método mais indicado para dar partida em um trem neste território dependerá das condições das folgas quando o trem parar e da localização do mesmo em relação ao ponto de inflexão que marca o início do nível. Entretanto, se você considerar que uma grande parte do trem continua em descendência, certamente a folga estará encolhida, caso contrário ocorrerá choques de compressão. No entanto, uma parada com folgas estiradas através do freio automático e do acelerador poderá ocorrer quando houver, por exemplo, pátios de cruzamento próximos a áreas urbanas e paradas de emergência. Desta forma, parte do trem parará com folgas estiradas. Contudo, nesse perfil uma parada com folgas encolhidas será melhor, pois evitará choques. Assim, o método mais adequado para a partida do trem depende da condição da folga estirada ou encolhida e da localização do trem em relação à depressão. Método das folgas encolhidas Para realizar o método das folgas encolhidas, você deve: • Selecionar o freio dinâmico; • Deixar o MFI acionado e aliviar o MFA; • Dar tempo suficiente para o alívio do freio automático, o que é essencial, principalmente se a frente do trem já estiver no nível; DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 62 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 62 • Aliviar gradativamente o MFI, mantendo no máximo 20 PSI, até que o trem atinja 10 ou 16 km/h, conforme o tipo de freio dinâmico. Esse processo deverá ser realizado à medida que os freios dos vagões aliviarem e a força de compressão aumentar contra a locomotiva, com o trem iniciando o movimento; • Liberar gradualmente o MFI até 20 PSI, permitindo à locomotiva deslocar-se caso o trem não se mova após os freios dos vagões estarem totalmente aliviados; • Começar a abrir lentamente o acelerador, esticando-o suavemente quando todo o trem já estiver no nível. Método das folgas estiradas Para realizar o método das folgas estiradas, você deve: • Selecionar o freio dinâmico para posição SET UP; • Aliviar gradativamente o FMI; • Aliviar o MFA; • Assim que o trem entrar em movimento, avançar a alavanca do freio dinâmico lentamente até o total encolhimento das folgas; • Se necessário, fazer uma redução do EG. Lembre-se que possivelmente o sistema de freio ainda não estará totalmente carregado e neste caso será necessário levar o MFA além da redução mínima para obter a frenagem desejada. Parada Neste perfil, sempre que possível, é recomendada uma parada pelo método das folgas encolhidas. Assim, quando for dada a partida, inicia-se o movimento com o trem todo encolhido, evitando choques de compressão. Já para uma eventual arrancada em recuo, é extremamente desejável que o trem esteja encolhido. Operação Neste caso, controlar a ação das folgas dentro de um trem é sempre um desafio. Neste perfil, quando o trem atinge o nível, o decréscimo da ação da gravidade na cabeceira do trem, somado às resistências normais de rolamento, fará com que a velocidade caia, tornando necessário uma reaceleração de forma a esticá-lo lentamente e gradualmente, da cabeceira para a cauda. A partir do início do nível, o freio automático deverá ser aliviado e o freio dinâmico deverá ser mantido. À medida que o trem entra no nível, em conformidade com a tendência da velocidade, você deverá diminuir a ação do freio dinâmico gradualmente até a sua retirada total. Nessa transição da frenagem dinâmica para a tração, você deve reduzir a velocidade para valores um pouco menores que a VMA, permitindo maior suavidade no ajuste das folgas que passam de folgas encolhidas para folgas estiradas. Em seguida, você deverá avançar o acelerador ponto a ponto na medida em que o trem desocupar toda a via. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 63 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 63 10.11. NÍVEL SEGUIDO DE ACLIVE Este perfil é caracterizado pela existência de um nível seguido por uma rampa ascendente que pode ser leve ou pesada. Figura 35: Neste perfil, você analisará a operação de passagem pela via, já que a partida e a parada obedecerão às orientações de procedimento no nível ou na rampa ascendente, já tratado anteriormente. Operação Na passagem por este perfil, você deve estar ciente do efeito da gravidade na cabeceira do trem, que ocorre tão logo as locomotivas e os primeiros vagões atinjam o início da rampa ascendente. Desta forma, a parte dianteira do trem tende a desacelerar,ocasionando assim choques de compressão. Para evitar esse tipo de problema você deve: • aumentar a aceleração do trem assim que a cabeceira atingir o início da rampa ascendente; • continuar a aumentar a aceleração à medida que todo o trem deixar o nível e passar a ocupar a rampa ascendente; • manter a velocidade numa faixa confortável, evitando excedê-la ou perdê-la rapidamente no início da rampa, o que poderá afetar o tempo de viagem e a eficiência energética. 10.12. OPERAÇÃO DE UM TREM EM RECUO Toda operação de recuo só poderá ser realizada com cobertura da cauda, conforme determinação do ROF. Além disso, é fundamental que o responsável pela cobertura transmita ao maquinista para que este possa planejar a operação e garantir a parada no ponto desejado. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 64 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 64 Nível Você deve ter atenção especial em operações de recuo e parada nesse perfil, especialmente quando houver vagões mais pesados na cauda do trem, já que qualquer descuido poderá provocar choques de tração. Figura 36: Partida em recuo de um trem em nível Certifique-se das condições dos engates: encolhidos ou esticados. Engates encolhidos e esticados: • Alivie o freio automático e aguarde até que a pressão do EG no manômetro da locomotiva atinja 90 PSI e na cauda 85 PSI ou o fluxo esteja abaixo de 20 CFM; • Com a alavanca REVERSORA no sentido de recuo, coloque o acelerador no ponto 1; • Alivie o freio independente até que as possíveis folgas entre as locomotivas e os vagões sejam ajustadas; • Avance o acelerador conforme a necessidade de ganho de velocidade, monitorando a amperagem nos motores de tração e respeitando os tempos para cada mudança, prevenindo assim possível excesso de força de compressão. Parada em recuo de um trem em nível Planeje o modo de parada, esticado ou encolhido, conforme a necessidade ou a instrução recebida. Método das folgas estiradas: • Reduza o acelerador gradativamente até a posição marcha lenta – IDLE; • Faça uma redução mínima e aumente a aplicação conforme a necessidade; • Utilize no máximo 20 PSI de pressão no cilindro de freio da locomotiva; • Após a parada total, aplique o freio independente. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 65 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 65 Método das folgas encolhidas: • Reduza gradativamente o acelerador até o ponto 3 ou menos; • Faça uma redução mínima e aumente a aplicação conforme a necessidade, sempre aliviando o freio independente até a parada total do trem e respeitando os tempos já mencionados no capítulo de freios; • À medida que a velocidade for diminuindo e a amperagem aumentando, reduza o acelerador para o ponto 1 até a total parada do trem; • Após a total parada do trem, aplique imediatamente o freio independente e coloque o acelerador em neutro. Dependendo do tamanho da composição, não é possível parar um trem totalmente encolhido ou esticado. Normalmente os engates começam a esticar pela ação do freio automático quando a onda de aplicação chega aos últimos veículos. Aclive Deve-se tomar cuidado nesse tipo de operação, principalmente quando os vagões traseiros estão muito pesados. Figura 37: Partida em recuo de um trem em aclive Nesta circunstância, você deve verificar as condições dos engates esticados e encolhidos e se a tração é compatível com o peso do trem. Com engates encolhidos: • Alivie o freio automático; • Com a alavanca REVERSORA no sentido do recuo, coloque o acelerador no ponto 1; • À medida que a pressão no EG for aumentando, coloque o acelerador no ponto 2, 3 ou 4; • Utilize um ponto no solo abaixo da janela do maquinista como referência para observar o início do movimento do trem, o que lhe permitirá antecipar ou corrigir um possível movimento contrário ao desejado e patinação. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 66 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 66 Haverá casos em que será necessário um ponto de aceleração maior que o ponto 4 para iniciar o movimento do trem. Entretanto esta operação deverá avaliar os seguintes critérios: raio da curva, quantidade de locomotivas, peso do trem e configuração da composição. Com engates esticados: Não é recomendada a operação de recuo nesse perfil, principalmente em trens longos. Essa condição fará com que a aceleração da gravidade atue ajustando as folgas dos engates contra a locomotiva que estará freada e/ou exercendo uma força de tração contrária ao movimento de recuo, o que criará uma barreira aos vagões e poderá provocar intensos choques de compressão. Entretanto, se o trem tiver sido parado esticado na rampa descendente, você deve movimentá-lo à frente efetuando nova parada com o método das folgas encolhidas, para depois realizar o recuo. Parada em recuo de um trem em aclive Esta operação deve ser feita sempre pelo método das folgas encolhidas. De acordo com os passos a seguir: • Reduza gradativamente o acelerador até o ponto 4 ou menos; • Faça uma redução mínima e aumente a aplicação conforme a necessidade, respeitando os tempos já mencionados no capítulo de freios e sempre aliviando o freio independente até a parada total do trem; • À medida que a velocidade for diminuindo e a amperagem aumentando, reduza o acelerador para o ponto 1 até a total parada do trem; • Após a total parada do trem, aplique imediatamente o freio independente e coloque o acelerador em marcha lenta – IDLE. Declive Assim como em outros perfis, este também requer um conhecimento das condições das folgas dos engates dos vagões, como você verá a seguir. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 67 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 67 Figura 38: Partida em recuo de um trem em declive Embora não seja muito comum encontrar um trem parado em rampa com os engates encolhidos, é sempre bom lembrar que em algumas situações isso pode ocorrer principalmente próximo à locomotiva e à cauda. Se você observar a condição de engates encolhidos próximo à locomotiva, é necessário, antes de soltar o freio automático, aliviar o freio independente e posicionar o acelerador gradativamente até o máximo do ponto 2. Dependendo da quantidade de locomotivas, você deverá esticar a composição, ajustando assim as folgas existentes. Entretanto, se os engates estiverem esticados, estando ainda o freio independente aplicado, você deverá posicionar a reversora no sentido “ré”, soltar o freio automático e aguardar o início do movimento da composição pelo efeito da gravidade na direção de recuo. Assim que esse movimento for iniciado, o freio independente deverá ser mantido em 20 PSI ou menos no cilindro de freios da locomotiva, antes que a velocidade aumente. Além disso, uma redução mínima deverá ser aplicada conforme a aceleração da gravidade, sempre se antecipando à tendência de aumento da velocidade. Caso a velocidade de recuo e a distância permita o uso do freio dinâmico, o mesmo deverá ser utilizado, mantendo os engates esticados. Parada em recuo de um trem em declive A velocidade deverá ser controlada e diminuída, com antecedência, pela ação do freio dinâmico, enquanto a velocidade ainda é maior do que o limite estipulado pelo modelo do freio dinâmico e menor que 10 km/h. Para compensar a perda de eficiência do freio dinâmico, a velocidade será controlada pela ação do freio independente em até 20 PSI, ao passo que o freio automático deverá ser utilizado de forma fracionada e proporcional à necessidade, com reduções de 1 ou 2 PSI, de modo a obter uma parada suave, controlada e com os engates esticados. DIID – Departamento de Engenharia e DesenvolvimentoOPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 68 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 68 11. TRAÇÃO DISTRIBUÍDA Locomotivas muito potentes e composições com milhares de toneladas, movimentando-se com velocidades que podem chegar a 80 km/h, empreendem esforços enormes. Por isso, esses esforços precisam ser adequadamente controlados. Com o intuito de obter ganhos na operação desses trens, a Vale passou a operá-los utilizando o conceito e a tecnologia de operação com tração distribuída. A experiência na EFVM e FCA mostra que os ganhos oferecidos são possíveis de serem alcançados. Essa operação é convencionalmente chamada de Locotrol desde a sua implantação. É importante lembrar que os conceitos expostos a seguir estão em sintonia com o Regulamento de Operação Ferroviária (ROF) e são referenciados no manual da American Association of Railroad (AAR). Conhecendo a tecnologia, entendendo a dinâmica desses trens, praticando os fundamentos e conceitos para uma boa condução e aliando a experiência dos maquinistas, é certo que todos os ganhos da tração distribuída poderão ser desfrutados. 11.1. POSICIONAMENTO DAS LOCOMOTIVAS NO TREM A tração distribuída conta com dois tipos de locomotiva na operação: a locomotiva líder e as locomotivas remotas. Locomotiva Líder Posicionada à frente do trem, é de onde o maquinista “comanda”, por meio do módulo de interface com o operador, as demais locomotivas distribuídas ao longo da composição. Locomotivas remotas Para escolher o posicionamento dessas locomotivas, considere as características do trecho, o comprimento e o peso do trem, assim como as limitações da via permanente. A posição inadequada das locomotivas remotas pode provocar áreas de instabilidade ao longo do trem (ação de folgas), resultando em choques e na ação de forças que podem exceder os limites recomendados. Diferentes posicionamentos das unidades remotas podem ser praticados com sucesso. Locomotivas de helper ou tração distribuída são necessárias para assistir ou compor trens em territórios de grades severos. Essas locomotivas remotas podem ser operadas pelo maquinista na locomotiva helper ou na remota, pelos sinais de rádio por meio da líder. Essa operação pode ser feita com locomotivas na cauda ou no meio do trem. Locomotivas adicionais posicionadas na cauda DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 69 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 69 • Deve-se ficar atento à sua curvatura, aos greides, ao número de eixos tratores e à localização de vagões longos e curtos; • Devem obedecer a alguns critérios e ficar limitadas ao número de eixos tratores, que terão de produzir forças dentro dos limites de segurança, principalmente, em locais de grades severos com curvas de raio apertado; • O número de eixos é restrito (entre 12 e 16 eixos) para a tração da cauda, devendo ser estabelecido após rigorosa análise e critério de utilização; • Na combinação de vagões longos e curtos, de grau de rampa e curvas, uma tonelagem de compressão superior a 24 m será criada entre a cauda e o vagão mais leve e longo; • Admite-se um número maior que 24 eixos motores em trens carregados, quando o greide ou a curvatura permite; • Nos vagões de 24 m ou mais, acoplados a vagões curtos que são operados no modo locotrol, cria-se uma tonelagem de força de compressão; • A distância entre a locomotiva remota e o vagão longo mais leve deve ser suficiente para absorver as forças nos engates (tração ou compressão), mantendo os limites de segurança das combinações de vagões longos e curtos. 11.2. PONTO “NODE” OU NODAL Em operações de helper ou tração distribuída, é importante reconhecer os efeitos da localização node na operação do trem. O node ou nodal é definido como ponto de força zero, em que os engates não estão sob tração ou compressão. A localização do ponto node depende das configurações apresentadas a seguir. Posicionamento das locomotivas remotas Características do trem Situação 1: locomotivas remotas posicionadas de modo a distribuir o maior peso na parte de trás do trem (segundo lote). • Normalmente, o trem inteiro estará sempre esticado quando em tração, ou comprimido, se estiver em freio dinâmico. Situação 2: locomotivas remotas posicionadas para obter o maior peso no primeiro lote e um peso menor no segundo lote • Os vagões são empurrados e puxados • O ponto nodal existirá entre a primeira remota e a unidade líder (no caso de composição de dois lotes), ou entre a primeira e a segunda unidade remota, conforme o caso (locotrol de três lotes). • Quando em tração, a primeira parte será esticada à frente do ponto nodal e comprimida DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 70 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 70 entre o nodal e a primeira remota (e também entre as duas remotas em trens de três lotes), e esticada atrás da última remota. Em frenagem dinâmica, as condições invertem-se. Situação 3: locomotivas remotas posicionadas de forma que o nodal fique, normalmente, à frente da primeira unidade remota. • É como se as duas partes fossem operadas com pouca interação Tabela 2 Variações de gradiente ou potência da locomotiva líder ou da remota, uma em relação à outra, moverá o ponto nodal para frente ou para trás durante a viagem. Sendo assim, a situação 1 ou 2, exposta na tabela anterior, existirá somente até certo ponto. A operação com a locomotiva remota na cauda é uma variação da situação 2, exceto quando houver composição atrás dela. Em todas essas configurações a operação será bem sucedida. Para a utilização apropriada do acelerador e da potência, é importante considerar cada parte do trem como relativa entre si. Cada parte do trem deve encontrar a performance correta da carga tracionada, com critérios estabelecidos, inclusive, nas combinações de vagões longos/curtos para condições em compressão ou força de tração. Em qualquer tempo, existe mais de uma localização no trem que está submetida a forças. Portanto, também haverá mudanças das condições de slack, que irão variar constantemente de tração para compressão e vice- versa. Sendo assim, a localização do node não será fixa. Ele se moverá para frente e para trás no trem, dependendo da variação de aceleração ou de frenagens, das mudanças de grades, de curvaturas ou de outros fenômenos que influenciam a resistência ou o movimento do trem. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 71 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 71 Figura 39: Lotes com pesos e tração iguais nos dois blocos Figura 40: Lotes com menor peso no primeiro bloco e tração igual DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 72 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 72 Figura 41: Lotes com maior peso no primeiro bloco e tração igual Figura 42: Lote posicionado entre blocos Modulação do acelerador para manter a velocidade • Reduza a aceleração ao se aproximar do território ondulado, diminuindo a velocidade do trem; DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 73 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 73 • Reduza ainda mais o acelerador assim que a frente do trem iniciar o trecho descendente; • Aumente a aceleração antes de a frente do trem atingir o início da rampa ascendente; • Continue aumentando a aceleração até a cauda do trem se aproximar da rampa ascendente; • Tenha a mesma consciência quando as locomotivas remotas atingirem o ponto de inflexão (descendência para ascendência), acelerando-as novamente e impedindo choques na composição. 11.3. OPERAÇÃO EM PERFIL DE LOMBADA, CRISTA LEVE E ONDULAÇÕES Paracontrolar as operações em lombada, crista leve e ondulações, fique atento aos seguintes procedimentos: 1. Assim que as locomotivas iniciarem a subida de ondulação, aumente a aceleração, evitando choques de compressão quando os vagões amontoarem-se uns nos outros ao sofrer a ação da gravidade. Desta forma, o procedimento de acelerar manterá os engates esticados; 2. Quando as locomotivas passam a crista da lombada, a tendência é manter as folgas esticadas. É preciso, então, diminuir a aceleração, mantendo as forças de tração dentro dos limites, não esquecendo o efeito somatório da lei da gravidade; 3. Assim que a frente do trem se deslocar para descer a ondulação, o acelerador deverá ser aumentado, impedindo o slack action (atividade de folgas) ou choques de compressão; 4. Ao considerar as locomotivas remotas, aplicam-se os mesmos procedimentos na operação de virada de uma lombada ou entrada no nível. Assim que a parte de trás do trem ou a unidade remota iniciar a descida de uma ondulação, aumentam-se as chances de choques de compressão, até que se passe o ponto de inflexão. De acordo com o percentual da ondulação e com o comprimento do trem, você deve manter o acelerador aberto o quanto for necessário, o que permitirá a manutenção do trem na condição esticado. 11.4. CRISTA DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 74 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 74 Figura 43: Partida Nesse perfil, a escolha do método de partida baseia-se nas seguintes variáveis: local de parada e condições das folgas nos engates. Assim, diante das inúmeras possibilidades, você analisará três situações: predominância na ascendência, contrabalançado e predominância na descendência. Predominância na ascendência Esse procedimento é extremamente semelhante ao da rampa ascendente, porque a maior parte da composição ainda se encontra nesse perfil. Entretanto, os cuidados devem ser redobrados, uma vez que haverá maior tensão nos engates dos vagões no pico da crista, devido à força de tração das locomotivas do primeiro bloco e à ação da gravidade, ou seja, das forças vetoriais de direção opostas. A seguir, você conhecerá o passo a passo da partida nesse método: • Alivie o freio automático e mantenha o freio independente aplicado; • Mova o acelerador de forma gradativa e simultânea nos dois blocos para os pontos 1, 2 e, no máximo, 3, visando manter o trem parado até o alívio dos freios; • No caso de locomotivas na cauda, a aceleração deve ser um ou dois pontos menor que a das locomotivas no primeiro bloco, conforme a quantidade e o modelo das locomotivas e, principalmente, se os vagões da cauda tiverem peso inferior ao dos vagões da cabeceira. Nesse caso, redobre os cuidados e restrinja a aplicação de potência; • Para compensar possível esforço excessivo, o bloco remoto poderá estar com #2 ou #3 pontos de aceleração a mais do que a locomotiva líder; DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 75 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 75 • Inicie o alívio do freio independente de modo gradual para estiramento das possíveis folgas existentes nos engates; • Caso não seja suficiente o ponto 3 para movimentar inicialmente o trem, aumente para o ponto 4; • Abaixo da janela do maquinista, estabeleça um ponto de referência no solo para observação da velocidade inicial, evitando o movimento no sentido contrário ao desejado e possíveis patinações das rodas; • Acelere de acordo com o aumento da velocidade do trem e somente após a absorção da potência do ponto anterior. Contrabalançado A seguir, você conhecerá o passo a passo da partida nesse método. • Alivie o freio automático e mantenha o freio independente aplicado; • No caso da divisão parecida do peso entre as duas rampas, utilize o freio independente para manter o trem parado, enquanto aguarda o alívio dos freios de todos os vagões; • Caso esse procedimento não assegure a imobilidade do trem, utilize o ponto 1 ou 2 nos dois blocos; • No caso de locomotivas na cauda, a aceleração deve ser um ou dois pontos menor que a das locomotivas no primeiro bloco, conforme a quantidade e o modelo das locomotivas e, principalmente, se os vagões da cauda tiverem peso inferior ao dos vagões da cabeceira. Nesse caso, redobre os cuidados e restrinja a aplicação de potência; • Inicie o alívio do freio independente gradualmente para o estiramento das possíveis folgas existentes nos engates; • Caso não seja suficiente o ponto 2 para movimentar inicialmente o trem, aumente para o ponto 3; • Abaixo da janela do maquinista, estabeleça um ponto de referência no solo para observação da velocidade inicial, evitando o movimento no sentido contrário ao desejado e possíveis patinações das rodas; • Assim que mais da metade do trem tiver ultrapassado o topo da crista em baixa velocidade, mantenha o acelerador das locomotivas do primeiro bloco em marcha lenta, a fim de iniciar o encolhimento das folgas dos engates por meio da aplicação do freio dinâmico; • Mantenha o acelerador aberto das locomotivas do segundo bloco e/ou da cauda até a completa transposição do topo da crista. Predominância na descendência Esse procedimento é extremamente semelhante ao da rampa descendente, porque a maior parte da composição ainda se encontra nesse perfil. A seguir, você conhecerá o passo a passo da partida nesse método. • Energize o freio dinâmico dos dois blocos, exceto o das locomotivas da cauda; • Alivie o freio automático e aguarde o peso da composição mover o trem. Em caso de inércia, alivie o freio independente em até 20 psi nos dois blocos. Na condição de locomotivas na cauda, o alívio deverá ser completo; DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 76 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 76 • No caso de locomotivas na cauda, posicione o acelerador para o ponto 1 ou 2 até completar a transposição do pico da crista; • À medida que a velocidade aumenta, avance o manípulo do freio dinâmico nos dois blocos; • Aplique o freio automático se necessário; • Nessa etapa, inicie pela redução mínima, caso o sistema de freio tenha sido completamente carregado. Em situação contrária, realize uma aplicação maior. Operação Nesse perfil, a operação prevê basicamente o procedimento de virada no topo da crista. Portanto, é necessário um conhecimento aprofundado da condição das folgas nos engates dos vagões posicionados à frente das locomotivas do segundo bloco e das locomotivas da cauda. A seguir, você conhecerá algumas recomendações para a operação. • Na condição da velocidade superior ou igual a 2/3 da VMA no pico, realize esse movimento dentro dos 2/3; • Na condição da velocidade inferior a 2/3 da VMA no pico realize esse movimento na velocidade da chegada ao topo da crista; • Na condição da velocidade igual ou inferior a 26 km/h, retire um ponto no topo da crista, visando à redução dos esforços de tração nos engates dos vagões; • No caso do trem contrabalançado, mantenha o acelerador das locomotivas dos primeiro e segundo blocos em marcha lenta; • Também nessa situação, caso haja locomotivas na cauda, mantenha o acelerador aberto até a completa transposição pelo topo da crista; • Imediatamente após o início da virada das locomotivas do primeiro bloco, reduza proporcionalmente os pontos de aceleração e a velocidade para realizar o procedimento dentro ou abaixo dos 2/3 da VMA; • No caso de pesos parecidos entre os dois blocos, reduza a aceleração em sincronia com o segundo bloco; • Mantenha a aceleração até a completa transposição do topo da crista nas seguintes situações: segundo bloco mais pesado que o primeiro, locomotivas na cauda e compressão dos engates à frente das locomotivas do segundo bloco; • Nesses casos, reduza a aceleraçãoapós a transposição do topo da crista; • Quando o acelerador das locomotivas do primeiro bloco estiver em marcha lenta e depois de respeitado o tempo de transição, energize o freio dinâmico e inicie o encolhimento das folgas de modo lento e gradativo; • Realize o procedimento para as locomotivas do segundo bloco, exceto no caso de locomotivas na cauda; • Antes de utilizar a redução mínima, encolha o máximo possível de folgas. Parada Nesse perfil, o método de parada utilizado será semelhante ao procedimento de rampas descendentes ou ascendentes, variando de acordo com o local da parada. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 77 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 77 Nesse perfil, a parada mais vantajosa é aquela realizada com o trem totalmente, ou com a maior parte dele, na descendência, pois isso facilita a partida, reduz o esforço de tração e diminui o consumo de combustível. No caso do trem contrabalançado, a parada deverá ser realizada com as folgas dos engates estiradas independentemente de sua posição. Enquanto que, na condição de locomotivas na cauda, a parada deverá ser realizada com as folgas dos engates comprimidas em todos os vagões na ascendência. 11.5. ONDULAÇÃO Figura 44: Partida A partida mais adequada depende das condições dos engates, ou seja, se estão encolhidos ou esticados, bem como da localização do trem. Para evitar forças excessivas intra-trem, siga as seguintes recomendações: • Inicie a aceleração das locomotivas do primeiro bloco até a movimentação das locomotivas do segundo bloco e, em seguida, acelere-as; • Mantenha a velocidade inicial em 2 km/h, antes da movimentação de todo o trem, evitando, assim, os choques de tração excessiva; • Utilize o acelerador e o freio independente até 20 psi para auxiliar no controle da velocidade, ajustando suavemente as folgas, principalmente na parada com as folgas encolhidas. Nota: de acordo com o peso do trem, a posição das locomotivas do segundo bloco no perfil e as condições dos engates, o início da aceleração poderá ser sincronizado. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 78 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 78 Operação Após a partida do trem, à medida que o trem ganha velocidade, avance cuidadosamente o acelerador, evitando que as forças de tração excedam o limite dos engates nos veículos que estão passando pelo topo da crista. Nesse contexto, a aceleração no segundo bloco deve permitir a atenuação da tensão nos engates dos vagões que passam pela crista, de modo que a aceleração nas locomotivas do segundo bloco possa ser ligeiramente maior do que a do primeiro bloco líder. A maior dificuldade quando se acelera a uma velocidade mais baixa é controlar as atividades de folgas dos engates, administrando a modulação pelo acelerador. Portanto, redobre os cuidados com a aceleração em ambos os blocos, ou seja, fique atento para que a aceleração aumente e diminua de forma gradual e constante. As forças intratrem, geradas pela ondulação, serão governadas pela razão de frenagem após a virada e controladas pela modulação do acelerador. Modulação do acelerador para manter a velocidade em território ondulado • Reduza a aceleração do primeiro bloco ao se aproximar do território ondulado, diminuindo a velocidade do trem; • Reduza ainda mais o acelerador, mantendo uma desaceleração maior no primeiro bloco, assim que o trem iniciar o trecho descendente; • Aumente a aceleração do primeiro bloco antes da frente do trem atingir o início da rampa ascendente; • Continue aumentando a aceleração no primeiro bloco até o ponto 3 e quando o segundo bloco iniciar a ascendência, inicie também sua aceleração; • Mantenha, de preferência, uma diferença máxima de até três pontos no primeiro bloco em relação ao segundo, até finalmente ficarem iguais, o que provavelmente ocorrerá quando a cauda do trem se aproximar da rampa ascendente; • Acelere as locomotivas do segundo bloco ao atingir o ponto de inflexão (descendência para ascendência), impedindo que haja choques na composição. Administração da operação em perfil de transição descendente para ascendente As atividades de folgas e as forças intratrem podem ser minimizadas por meio da manipulação adequada do acelerador, do freio dinâmico e do freio pneumático. Para tanto, siga as instruções a seguir: • Antes que o primeiro bloco inicie a vertente ascendente, alivie o freio automático; • No caso das locomotivas do primeiro bloco, mantenha o freio dinâmico atuante por curto período inicial da rampa ascendente, retirando-o gradualmente; DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 79 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 79 • Após o período de transição de freio dinâmico para tração, inicie a abertura do ponto 1 no primeiro bloco. Ressalte-se que no sistema LOCOMAN, não é permitida a aplicação de tração no primeiro bloco e freio dinâmico no segundo; • Se o segundo bloco tiver o freio dinâmico ativado no momento da abertura do ponto 1 no bloco líder, o bloco remoto cairá para vazio; • Evite o desligamento do freio dinâmico antes que o trem inicie a rampa ascendente; • Continue aumentando a aceleração no primeiro bloco e inicie a aceleração no segundo, quando este atingir o início da rampa ascendente, evitando choques de tração, à medida que a composição passa de engates encolhidos para engates esticados; • Durante a descida, evite o uso mais intenso do freio dinâmico no segundo bloco. Parada O método de parada deverá evitar as condições de choques de tração e de compressão. Portanto, utilize o acelerador ou o freio dinâmico para a condição de folgas estiradas ou encolhidas. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 80 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 80 12. PROCEDIMENTOS DE OPERAÇÃO DE FREIOS 6SL • Nos casos de tração múltipla as mangueiras de acoplamento e os cabos jumper deverão ser vistoriados e as anormalidades corrigidas. • O ângulo de acoplamento da mangueira do Encanamento Geral entre as locomotivas e os vagões deverá ser inspecionado para evitar vazamentos. Mangueiras de 22” não poderão ser colocadas em locomotivas. • O posicionamento das torneiras dos encanamentos deve ser verificado para garantir comunicação entre os circuitos pneumáticos. • As sapatas de freio das locomotivas devem ser verificadas quanto às condições de uso eficaz. • O curso do cilindro de freio das locomotivas deverá estar dentro das especificações regulamentares. • Locomotivas que apresentarem queda de pressão no Encanamento Geral ou manipulador de freio automático H6, superior a 5 psi/minuto com o manipulador de freio automático na posição de recobrimento, após uma aplicação de serviço, verificáveis no manômetro, não poderão circular como comandantes. • É proibido circular com a locomotiva comandante desligada no comando de trens. • É proibido conduzir trens operando a partir da locomotiva comandada. • É proibido a “monocondução” em trens equipados com freios 6SL. • É proibido ao maquinista se ausentar da locomotiva para solução de problemas na composição. Sendo necessária a vistoria, que deverá ser feita pelo auxiliar ou acompanhante. • Sempre que houver um problema pneumático na composição este deverá ser verificado com o manipulador automático na posição de ALIVIO. • Trens carregados cujas locomotivas comandantes são equipadas com freio 6SL deverão trafegar com velocidade máxima de 25 km/h em rampas descendentes com inclinação igual ou superior a 1.8%; ou inferior, se a VMA para o trecho assim determinar, estando os retentores de alívio posicionados para a posição de “alívio restrito”. Após a descida os retentores deverão ser posicionados paraalívio direto e a velocidade máxima autorizada para o trecho restabelecida. • Os testes de vazamento e gradiente da composição deverão apresentar valores conforme limites regulamentados, REG-0001-GASCG – Regulamento de Operação Ferroviária - ROF. • Para “rearmar” o sistema de freios após uma aplicação de emergência não é necessário levar o punho do manipulador automático para a posição de PUNHO FORA. É suficiente que o manipulador seja colocado na posição de MARCHA. • Quando um trem com locomotiva comandante equipada com freios 6SL ficar parado por longo período sem desligar o motor diesel o operador deverá manter-se atento aos manômetros a fim de certificar-se que o encanamento geral não caia para pressão zero, pois caso isto aconteça haverá dificuldade para recarregar o sistema caso o freio independente das locomotivas não tenham condições de segurar o trem. Se isto ocorrer, o maquinista deverá apertar os freios manuais dos vagões antes de colocar o manipulador na posição de marcha. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 81 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 81 • Em rampas ascendentes os trens deverão ser parados com engates esticados para evitar cortes na composição que permitam a separação de vagões e provoquem a corrida de vagões sem freios pelo fato da composição ter sido aliviada para a partida do trem não tendo pressão suficiente no encanamento geral para reaplicar os freios. • O maquinista deve verificar se os freios das locomotivas seguram a composição durante o recarregamento do sistema de freios quando em rampas. Em caso de dúvida deverá apertar os freios manuais dos vagões conforme tabela. • Com relação à disponibilidade de freio dinâmico nas locomotivas e porcentagem de veículos sem freio no trem, as seguintes premissas deverão ser obedecidas, não podendo haver casos que não os contemplados abaixo. Locomotivas operantes no trem Locomotivas com freio dinâmico Locomotivas rebocadas Vagões sem freio ou que não mantêm aplicação Três Três 02 Não Três Três 01 Até 5% Três Duas 01 Não Duas Duas 01 Até 5% Duas Uma 01 Não Duas Uma Não Até 5% Uma Uma Não Até 5% Uma Uma 01 Não Tabela 4 DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 82 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 82 DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 83 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 83 13. ANEXOS Anexo 1: Unidades de pesos e medidas / fatores de conversão DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 84 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 84 14. RELAÇAO DE ELABORADORES NOMES MATRICULA ÁREA Flávio José de Oliveira 069260 DIID Edmilson de Paula Pires 069153 DIID Eustáquio Alves Andrade 069278 DIID Paulo Henrique Milhomem 717843 DIID Jose Mauro Barros 295873 DIID10 PSI com velocidades inferiores a 16 km/h. Buff force: Vide força de compressão. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 4 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 4 Choque de compressão: Choque entre vagões, ocorrendo de forma a encolher bruscamente os vagões envolvidos. O limite de segurança recomendado é de 23 t. Choque de tração: Choque entre vagões, ocorrendo de forma a estirar os vagões envolvidos. O limite de segurança recomendado é de 23 t. Diferencial de velocidade: Ocorrência simultânea de diferentes velocidades ao longo do trem, em resposta à ação de folgas entre vagões e diferentes greides de via. Draff force: Vide força de tração. EOT (End of Train): Dispositivo colocado no final do trem, através do qual se pode ter a leitura da pressão do encanamento geral no último vagão. Ajuda o maquinista a certificar-se de que os freios foram aplicados ou aliviados em todo o trem. Fluxômetro: Instrumento que indica a quantidade e a velocidade com que o ar flui através da válvula do freio automático para dentro do EG em CFM. Força de compressão: Força que mantém os engates da composição encolhidos e cujo limite é de 113 t. Força de tração: Força que traciona o trem, mantendo os engates da composição esticados. Deve ser mantida a um limite de 180 t para os engates de alta resistência, e de 113,5 t para os engates de baixa resistência. Frenagem de alta potência: Ocorre em reduções superiores a 12 PSI com o acelerador ajustado em qualquer posição mais elevada que o ponto 4. Frenagem cíclica: Alívio com duração igual ou menor que 20 segundos, seguida de uma nova aplicação. Locomotiva rebocada comandada: Locomotiva com sistema de freio em unidade múltipla e elétrico na condição de comandada, não fazendo parte das unidades tratoras do trem, podendo estar com o motor diesel ligado ou desligado. Locomotiva tracionando comandada: Locomotiva com sistema de freio em unidade múltipla e elétrico na condição de comandada, fazendo parte das unidades tratoras do trem. Movimento harmônico: Movimento que faz jogar o peso do vagão alternadamente de um trilho para o outro. Isto pode causar danos aos componentes do truque ou causar descarrilamento da composição. Ponto de inflexão: Locais onde há mudanças de perfil de via. Redução não fracionada: Aumento da aplicação de freios após redução mínima, sem que se tenha esperado o intervalo de 20 segundos. Run in: vide choque de tração. Run out: vide choque de compressão. SAG: Pontos de inflexão de via onde há a transição de perfis descendentes para ascendentes. Slack action: Ação de folgas entre vagões. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 5 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 5 Stall burn: Mais conhecido como motor “estolado”. Ocorre quando se mantém acelerador aberto com trem parado, em amperagens a partir de 200 ampères. 7. FUNCIONAMENTO DOS TRENS: ELEMENTOS E RECURSOS Um trem é um sistema de maquinaria complexo que pode reagir de diversas maneiras durante a sua operação. Seu funcionamento depende de muitos fatores, tais como: • A disposição dos vagões no trem; • A composição do trem; • O comprimento do trem; • A curvatura da linha do trem; • Os desníveis; • As condições do tempo; • O peso dos vagões (pesado ou vazio); • A velocidade do trem; • As características de cada locomotiva. Desta forma, devido à diversidade de variáveis apresentadas, não existem dois trens que apresentem características idênticas e, portanto, todo operador deve adequar sua condução às especificidades que cada trem apresenta. A seguir, você estudará alguns conceitos indispensáveis ao bom entendimento do funcionamento de um trem. 7.1. ACELERÔMETRO É um recurso utilizado em algumas locomotivas que possibilita o monitoramento e controle constante da velocidade do trem. Com o acelerômetro, o acelerador e os freios são mais bem utilizados, otimizando, assim, o funcionamento do trem. O acelerômetro funciona da seguinte maneira: • O modo de aceleração do trem será indicado pela presença de um ponto decimal seguido de um zero; • O acelerômetro indica quilômetro (km), hora (h) e minuto (min); • Se o trem estiver parado, a razão de aceleração será “zero” e o valor (0,0) aparecerá na janela do display; • A desaceleração ou redução da velocidade do trem será sinalizada por um sinal negativo (-) à frente do número que marca a velocidade; • Se o trem mantiver a razão de aceleração indicada na janela, ele ganhará ou perderá esse valor em velocidade a cada minuto. Exemplo: se um trem estiver se movendo a 40 km/h e o acelerômetro estiver indicando (5,0), se essa razão for mantida, o trem aumentará gradativamente a velocidade até atingir 45 km/h em um minuto. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 6 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 6 7.2. PONTOS DE INFLEXÃO São pontos da via permanente, também conhecidos pela sigla PIV (Ponto de Inflexão de Via). Eles situam-se em locais onde o percentual de rampa sofre variação de valor. 7.3. RAMPAS A rampa é uma elevação da via, em que a inclinação é medida em percentuais, indicando o valor em metros que o per l inclina a cada 100 metros. Exemplo: uma rampa de 1% representa uma elevação de 1 m a cada 100 m percorridos. Outro fator importante relacionado à elevação da via é o efeito da gravidade sobre o trem. A elevação de uma via aumenta o efeito da gravidade sobre o trem, ou seja, aumenta as componentes força-peso em relação à via. Esse fator, na maioria das vezes, limita o peso do trem. Na prática, a resistência de uma rampa é calculada pela equação: Sendo: g = 9,81 m/s2 Rampa longa são uma rampa em que o comprimento do trem cabe três ou mais vezes. Rampa curta é uma rampa que possui um comprimento três vezes menor que o do trem. Rampa pesada é uma rampa que possui uma elevação igual ou maior a 1%. Rampa leve é uma rampa com elevação menor que 1%. 7.4. COMPRIMENTO DOS TRENS • Curtos: até 50 vagões; • Médios: entre 50 e 100 vagões; • Longos: acima de 100 vagões. 7.5. TRAÇÃO POR ADERÊNCIA É um sistema que utiliza a aderência existente entre o ponto de contato da superfície do rolamento da roda e o trilho, para empregar uma força de tração na roda, provocando seu deslocamento longitudinal. Esse sistema é também chamado de sistema de simples aderência e, normalmente, trabalha com percentual de rampa de até 4%. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 7 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 7 Figura 1 A aderência entre a roda e o trilho, que ocorre nesse tipo de sistema, impõe um limite ao esforço trator exercido nas rodas. Se esse limite for ultrapassado ocorrerá a “patinação”, ou seja, a roda girará livre sem movimento de translação do eixo. Você conhecerá, agora, outros tipos de sistemas que são pouco utilizados devido ao custo elevado: Sistema de cremalheira: consiste de um terceiro trilho dentado, que é colocado entre os dois trilhos normais da ferrovia, além de uma roda dentada, existente sob a locomotiva, que fica engrenada a esse trilho. Sistema funicular: é constituído de uma torre fixa, da qual os vagões são puxados por um cabo de aço. Definição de aderência É a quantidade mínima de agarramento necessária à aplicação de uma força de tração ou retardamento, sem que ocorra patinação ou deslizamento entre as superfícies em contato. Desta forma, para que não ocorra patinação ou deslizamento, a quantidade de aderência entre a roda e o trilho deve ser igual ou maior do que a força de tração ou retardamento. Definição de patinação É o giro da roda sem que ocorra o deslocamento longitudinal da locomotiva. Isso geralmente ocorre quando a força de traçãoé maior que a aderência. Definição de deslizamento É o arrastamento da roda sobre os trilhos que ocorre por excesso de força de frenagem ou por baixo nível de aderência. Definição de atrito É a resistência encontrada quando duas superfícies deslizam uma contra a outra, tendo obrigatoriamente que haver movimento entre as superfícies em contato. Demanda de aderência DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 8 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 8 É a relação entre a força de tração máxima que pode ser aplicada e a carga vertical da roda sobre o trilho. Aderência O ponto em que ocorre o maior nível de aderência entre as rodas e o trilho do trem é no início de uma patinação, durante a tração ou deslizamento durante a frenagem. Areia Você já sabe que um dos principais fatores que afetam a utilização potencial de esforço trator da locomotiva é a aderência. Definida como o coe ciente de atrito entre a roda e o trilho, ela interfere significativamente no momento de partida, aceleração, velocidade e parada dos trens. Neste cenário, a areia é um dos principais aliados contra os efeitos sobrevindos de trilhos lubrificados, sujeira, água, neve, insetos ou outras substâncias e fatores que diminuem a aderência dos trilhos. Qualidade da areia A melhora no grau de aderência entre a roda e o trilho só será possível, entretanto, se a areia tiver uma boa qualidade. Areias que possuam alguma percentagem de granito e outras rochas cristalinas, tais como argila, e substâncias orgânicas geralmente encontradas nas areias de rios são impróprias para utilização nos areeiros das locomotivas, já que tornam a areia úmida, diminuindo a aderência ao invés de aumentar. Desta forma, para que você possa obter o máximo de e ciência na aderência entre as rodas e o trilho, o ideal é a utilização de 100% de areia sílica e com especificação de granulação M-916 estabelecida pela AAR. Quantidade de areia Para que você obtenha uma efetiva melhora na aderência entre as rodas e o trilho de um trem basta colocar uma leve camada de areia sobre o trilho. Na prática, para velocidades em torno de 22 km/h você pode requerer um jato de aproximadamente 4 oz (116 ml) por minuto. Entretanto, os ejetores de areia são geralmente regulados para aproximada mente 16 oz (464 ml) a 24 oz (696 ml) por minuto, atendendo a velocidades mais baixas. Manuseio do areeiro A areia pode ser colocada sobre o trilho de duas formas distintas: manualmente ou automaticamente. Algumas locomotivas possuem controle de areeiros manuais, automáticos ou ambos. No controle manual dos areeiros o uso em excesso de areia é muito comum, o que gera camadas mais espessas sobre a superfície do trilho, fazendo com que a roda do trem “pule” ao passar por essas camadas. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 9 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 9 Desta forma, para reduzir os excessos de areia, as locomotivas mais novas estão sendo equipadas com um segundo controle manual de ejeção de areia para o truque dianteiro das locomotivas da unidade múltipla ou simples. Neste dispositivo, a areia começa a ser ejetada quando o “creep” é detectado, antecedendo, assim, a patinação. Efeito do areiamento nas forças laterais A presença de areia no trilho aumenta o nível de atrito entre a roda e o trilho e assim as forças laterais são proporcionalmente aumentadas. Além disso, a utilização de altos pontos de aceleração simultânea ao uso excessivo de areia causa um aumento repentino da força de tração, contribuindo para o aumento das forças laterais. Desta forma, principalmente em curvas fechadas, a areia deve ser utilizada em quantidades mínimas. Figura 2: 7.6. DIFERENCIAL DE VELOCIDADE É a diferença de velocidade existente entre veículos de uma mesma composição, gerada pelas folgas existentes entre os engates que variam de 0 a 6 polegadas (15 centímetros), sendo uma polegada de folga livre e cinco de folga amortecida. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 10 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 10 Figura 3: Um trem de 50 vagões na condição de encolhido, por exemplo, percorrerá 300 polegadas ou 7,62 metros até ajustar a folga total com o último vagão ainda parado. Figura 4: O diferencial de velocidade pode ser provocado pelos seguintes fatores: • Variação do per l da via; • Variação da curva da via; • Acelerador; • Freio dinâmico; • Freio automático; • Freio independente; • Patinação de rodas; • Deslizamento de rodas. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 11 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 11 Desta forma, quanto maior for o trem, maior será a possibilidade de ocorrência do diferencial de velocidade, e quanto maior for o diferencial de velocidade, maior será a intensidade do impacto na composição durante a ocorrência de choques de tração ou compressão. Velocidade X Impacto Diferencial de Velocidade Efeito do Choque 3 Km/h 9 vezes maior que 1Km/h 5 Km/h 25 vezes maior que 1Km/h 10 Km/h 100 vezes maior que 1Km/h Tabela 1 7.7. ROTA DE CHOQUE Choques, sejam eles de compressão ou tração, não se dissipam imediatamente após sua ocorrência. Testes realizados em simuladores mostram que 30% da intensidade de um choque é absorvida pela via permanente, o que pode causar danos à via e elevar a relação L/V a valores acima dos limites. Esses fatores poderiam levar o trem ao descarrilamento. Desta forma, o operador do trem deve trabalhar a ação de folgas, de forma que os choques não ultrapassem o limite de 23 toneladas. Folga amortecida é uma folga adicional que ocorre quando as molas do aparelho de choque e tração são compridas. O valor da folga amortecida é de até 5 polegadas. Definição da relação L/V É o resultado da divisão da força lateral pela força vertical. Essas forças encontram-se atuantes no trem e podem ser alteradas de acordo com a operação, as condições da via permanente e dos veículos. Em certas circunstâncias pode haver um aumento da força lateral e/ou diminuição da força vertical, elevando a relação L/V a níveis em que o friso da roda poderá escalar o boleto do trilho e descarrilar. A seguir, você verá os valores de referência para a relação L/V. • L/V = 0,64 → inicia-se o esforço para o tombamento do trilho; • L/V = 0,75 → a roda pode subir em trilho gasto; • L/V = 0,82 → iminência de elevação da roda; • L/V = 1,29 → a roda pode subir em trilho novo. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 12 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 12 8. DEFINIÇÕES E FUNÇÕES DOS INSTRUMENTOS DOS TRENS Painel de controle O painel das locomotivas possui diversos instrumentos que variam de acordo com os diversos modelos de locomotiva existentes. Figura 5: As características de cada modelo de locomotiva e seu funcionamento devem ser consultadas em seus respectivos manuais de operação fornecidos pelo fabricante. 8.1. ACELERADOR O acelerador é uma ferramenta que possibilita ao maquinista o controle da potência do motor diesel que será enviada ao gerador principal, o que produzirá corrente para os motores de tração. Esse processo resultará em uma força tratora que será utilizada para iniciar o movimento e aumentar a velocidade do trem. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 13 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 13 DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 14 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 14Figura 6: As mudanças de marcha no acelerador devem ser gradativas e com intervalos de no mínimo dois segundos. Já para a transição de freio dinâmico para aceleração, você deve aguardar no mínimo 10 segundos antes de movimentar o acelerador para o primeiro ponto. Além disso, um acelerador não deve ser movido enquanto o amperímetro de carga indicar que a amperagem está crescendo na posição atual. Neste caso, você deve aguardar até que o trem tenha absorvido a força deste ponto antes de mover o acelerador. Importante: acelerar antes de o trem ter iniciado o movimento pode provocar quebra de engate, patinação e danos aos motores de tração. Amperímetro de carga (tração) O amperímetro é um instrumento que monitora o esforço trator resultante da corrente que circula nos motores de tração das locomotivas. Motores de tração São projetados para suportar uma sobrecarga, desde que os valores de corrente não ultrapassem o tempo estipulado no amperímetro ou tabela de limite de carga. Em motores de tração o tempo de trabalho em cada faixa é limitado pela corrente que circula nos motores, o que gera um excesso de calor. Esse excesso de calor pode ser evitado pela utilização do soprador de ar que fica ligado ao eixo do motor diesel. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 15 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 15 Além disso, para que o resfriamento do motor de tração seja adequado, o acelerador deve ser posicionado acima do ponto 5. O calor excessivo no motor de tração pode comprometer o isolamento das bobinas de campo e as armaduras, o que pode gerar danos severos aos motores. Amperímetro analógico com escala de faixas coloridas e com a indicação do tempo de trabalho em regime contínuo e não-contínuo. Figura 7: • Regime contínuo: o tempo de trabalho neste regime é indefinido, mas não compromete os motores de tração por excesso de calor. • Regime não-contínuo: o tempo de trabalho nesse regime é definido em função da corrente e das características do motor de tração. Exemplo: se você trabalhar 40 minutos no regime de 60 minutos e a corrente aumentar para o regime de 30 minutos, você só poderá ficar nesse regime por mais 10 minutos. Amperímetro analógico com escala e sem indicação de tempo de trabalho em regime contínuo e não contínuo. Essa informação é dada por uma tabela localizada próximo ao amperímetro, conforme o modelo do motor de tração abaixo. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 16 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 16 Figura 8: 8.2. FREIOS Unidades de medidas - PSI e CFM No sistema de freios algumas unidades de medidas, não tão comuns, muitas vezes dificultam o trabalho dos operadores de trem. Para sanar tais dificuldades você deverá adotar um padrão de referência que lhe permita fazer avaliações razoáveis em relação à operação dos freios. Desta forma, você conhecerá a sigla PSI (Pound Square per Inch), que significa “Libras por Polegadas Quadradas”. Um PSI equivale a 0,453 kgf/pol². Portanto, um PSI é uma força de 0,453 kgf aplicada em uma área de 1 polegada quadrada (25,4 mm). Outra unidade de medida empregada no sistema de freio a ar é o CFM (Cubic Feet per Minute) que significa “Pés Cúbicos por Minuto”, uma unidade de medida de fluxo de ar que equivale a 28,32 litros/minuto. Definição de fluxo de ar ou pressão DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 17 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 17 Fluxo não é igual à pressão! O fluxo é a vazão ou quantidade de ar que flui através do encanamento geral para abastecer o sistema de freio de cada vagão, já a pressão é uma grandeza (para fluidos) resultante da quantidade ou volume de ar multiplicado pela área, ou seja, volume x área. Frenagem de alta potência Também chamada de Power Braking, a frenagem de alta potência é uma redução superior a 12 PSI que ocorre quando você ajusta o acelerador em qualquer posição mais elevada que o ponto 4. Esta operação inspira maiores cuidados na operação do trem, visto que poderá causar aumento de forças laterais, aquecimento dos motores de tração, desgaste de sapatas e maior consumo de combustível. Frenagem cíclica É uma aplicação superior a 6 PSI que ocorre após a locomotiva ter permanecido por 20 segundos ou menos na posição de alívio ou marcha. Redução forte É uma aplicação de freio automático superior a 18 PSI que ocorre quando o trem encontra-se a uma velocidade acima de 20 km/h. Quase sempre, isto indica falta de planejamento por parte do maquinista, o que pode ocasionar grandes choques na composição. Redução fracionada ou distribuída É uma aplicação feita após a locomotiva ter permanecido por pelo menos 20 segundos em redução mínima. Desta forma, antes que a velocidade do trem aumente, você precisará aumentar a aplicação de freio, porém fazendo isso de forma fracionada. Alívio de rodagem O alívio de rodagem ocorre quando o trem encontra-se numa faixa de velocidade combinada a uma condição operacional de início de alívio dos freios. Isso ocorre quando uma aplicação superior a 10 PSI é aliviada a uma velocidade igual ou abaixo de 16 km/h. O alívio de rodagem, muitas vezes, causa uma retenção nos últimos vagões do trem, o que pode provocar não só a quebra desses vagões, como o arrastamento das rodas, prejudicando a dinâmica de guiagem e aumentando a possibilidade de descarrilamento. Além disso, a velocidade durante o alívio do freio deve ser controlada de acordo com as seguintes condições: • Valor da aplicação; • Condições da via; • Comprimento do trem; • Posição dos vagões carregados e vazios. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 18 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 18 Assim, quando o alívio do freio com acelerador aberto for feito, a velocidade ainda cairá à medida que a amperagem aumentar. Além disso, as forças de tração aumentarão proporcionalmente. Portanto, quando você realizar o alívio dos freios, deverá observar as seguintes orientações: • Para obter o alívio dos freios no trem, o manipulador precisa estar na posição de alívio ou marcha para que, desta forma, possa ocorrer um contínuo aumento da pressão no encanamento geral das válvulas de controle; • A velocidade na qual os freios poderão ser aliviados em trens longos que se encontram em movimento depende do per l da via e do tempo necessário para o alivio dos freios; • Em trens longos, a velocidade poderá ser reduzida para 24 km/h, procedendo ao alívio dos freios; • O alívio dos freios só poderá ocorrer quando a última aplicação se tornar efetiva no vagão da cauda; • Se o acelerador estiver aberto e a velocidade do trem continuar a reduzir antes do alívio do MFA, então o trem irá parar e o acelerador deverá ser reduzido gradualmente, mantendo a amperagem baixa; • Se uma parada estiver sendo feita, será necessária a aplicação de serviço e o acelerador então deverá ser reduzido gradativamente até seu fechamento; • Não é recomendado que o alívio do freio automático fosse feito a menos que a redução seja menor que 10 PSI, com uma velocidade inferior a 16 km/h. Este procedimento em geral evitará travamento das rodas, principalmente nos trens de 150 ou mais vagões ou em trens cujo gradiente tenha excedido os valores tolerados durante os períodos mais frios. • O alívio dos freios nunca deverá ser feito se houver uma indicação de vazamento excessivo ou uma ação severa de folgas. Neste caso, é melhor deixar o trem parar antes de aliviar os freios; • O alívio dos freios nunca poderá ser feito depois de uma aplicação de emergência, não importando a velocidade em que o trem esteja. Importante: ao realizar o alívio dos freiosde um trem, é necessário certificar-se do tempo disponível para esse procedimento, ao longo de todo o trem, antes de aumentar os pontos de aceleração. Utilizar altos pontos de aceleração logo após a soltura dos freios poderá causar quebra de engates nos veículos em que o alívio ainda esteja chegando. Além disso, para a soltura dos freios após uma parada, o maquinista não deve iniciar o movimento até ter certeza do alívio dos freios dos vagões da cauda. Alívio involuntário Caracteriza-se pelo efeito de soltura dos freios de forma indesejada, ocasionado pela sensibilidade das válvulas de controle que são sensíveis a variações de apenas 1,5 PSI. As variações normais são feitas por intermédio do manipulador de freio automático que, através do reservatório equilibrante, aumenta ou diminui a pressão do encanamento geral e, em resposta, a válvula de controle instalada em cada vagão aplica o freio quando esta pressão diminui e solta quando a pressão aumenta. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 19 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 19 Entretanto, essas variações poderão ser indesejáveis, ou seja, causadas por vazamentos provenientes de acoplamentos folgados, borracha de vedação gasta, gradiente elevado ou por variações da pressão criadas por intervenções incorretas que poderiam provocar o alívio indesejado dos freios nas seguintes situações: • Fechamento da torneira antes da aplicação total efetuada pelo manipulador automático; • Aumento da aplicação dos freios pela torneira do vagão e, em seguida, seu brusco fechamento; • Correção dos vazamentos na composição, já que a reabertura da torneira causará desequilíbrio de pressão e uma onda de alívio se iniciará no encanamento geral; • Manipulação incorreta da haste do dreno. Gradiente É a diferença de pressão que ocorre no encanamento geral entre a locomotiva e o último veículo do trem. Os principais fatores que influenciam o gradiente são: • A quantidade de vazamento no encanamento geral e nos componentes do sistema de freio; • A pressão de alimentação do encanamento geral; • A localização dos vazamentos; • O comprimento do trem; • As temperaturas baixas. Além disso, o gradiente pode ser classificado em: DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 20 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 20 Figura 9: Gradiente normal É a diferença de pressão entre a locomotiva e a cauda, estando o sistema carregado. Figura 10: Gradiente temporário É dividido em gradiente inverso e falso. • Gradiente inverso: Ocorre durante uma aplicação de freio pelo automático. Nesse momento a aplicação da pressão do encanamento geral cará menor na locomotiva do que na cauda. Figura 11: • Gradiente falso: Neste gradiente a pressão será maior no encanamento geral da locomotiva do que na cauda do trem, permanecendo essa diferença somente até completar o carregamento do sistema de freio. Figura 12: Freio dinâmico É ferramenta que, devidamente utilizada, proporciona excelentes ganhos ao processo de operação de um trem. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 21 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 21 Ele tem por objetivo reduzir ou estabilizar a velocidade do trem, controlar ou reduzir a ação de folgas, o consumo de combustíveis e o desgaste de sapatilhas etc. Além disso, é um sistema elétrico usado para transformar a energia desenvolvida por uma locomotiva em força retardatária. Para isso, os motores de tração são conectados eletricamente de forma a trabalharem como geradores elétricos e suas armaduras são ligados em série com as resistências de grade. Figura 13: As armaduras engrenadas aos eixos das rodas são excitadas pelo gerador principal. Essa excitação é controlada pela posição do manípulo do freio dinâmico, o que produz uma corrente que é consumida nas resistências de grade e resfriadas por um soprador. Quando a corrente nas resistências de grade atinge o máximo, o regulador limita a corrente das armaduras do motor de tração limitando a amperagem, independentemente da posição do manípulo do freio dinâmico. Além disso, conforme a velocidade da locomotiva aumenta para valores acima de 38 km/h, o esforço retardatário é reduzido pelo regulador do freio dinâmico, devido às limitações do projeto do equipa mento elétrico. Entretanto, quando a velocidade da locomotiva diminui para valores abaixo de 28 ou 10 km/h, dependendo do tipo de freio dinâmico, o esforço retardatário também é reduzido devido à lenta rotação das armaduras. Na prática, portanto, não existe velocidade mínima e máxima para a utilização do freio dinâmico, em bora haja uma redução na sua e ciência em baixa e alta velocidade que varia de acordo com os tipos de freios dinâmicos, que podem ser do tipo STANDARD ou ESTENDIDO. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 22 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 22 Você pode observar a partir do gráfico abaixo, que o freio dinâmico Standart tem maior eficiência entre 28 e 38 km/h: Figura 14: Você pode observar a partir do gráfico abaixo, que o freio dinâmico estendido tem maior eficiência entre 10 e 38 km/h. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 23 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 23 Figura 15: Gráfico de freio dinâmico estendido – Locomotiva BB36 - MP De acordo com as tabelas acima, você pode perceber que para obter esforço de frenagem na faixa estendida, em baixa velocidade, a alavanca deve ser posicionada no final do seu cursor total. Além disso, nos freios dinâmicos com uma velocidade, a rotação do motor diesel é aumentada independentemente da posição do manípulo e da corrente de excitação utilizada. No caso dos freios dinâmicos com duas velocidades, a rotação do motor diesel é mantida em marcha lenta - IDLE - com o manípulo do freio dinâmico posicionado abaixo do ponto 5 ou com a corrente inferior a 300 ampères, sendo 60 para motores de bitola estreita e 500 ampères para motores de bitola larga, sem alteração do esforço trator do freio dinâmico. Acima dos valores citados anteriormente, a rotação do motor diesel é aumentada. Importante: a transição de tração para freio dinâmico deve ser feita de forma criteriosa a m de evitar choques elevados na composição. Desta forma, você deve aguardar 10 segundos com o acelerador em vazio e mais 10 segundos na posição preparatória (SET UP). DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 24 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 24 Título: Em frenagem dinâmica o motor diesel é acelerado a fim de promover o fluxo de ar para o resfriamento dos motores de tração. A seguir, você conhecerá em que momentos o freio dinâmico não é utilizado. • Ele não deve ser utilizado junto com o freio independente, exceto nos procedimentos de parada e partida em rampas descendentes pelo método das folgas encolhidas, como você verá mais tarde; • Algumas locomotivas com freio dinâmico estendido já são dotadas da chave BCPS (Brake Cilinder Pressure Swich) que neutraliza o freio dinâmico com uma aplicação de freio independente acima de 20 PSI de pressão no cilindro. Além disso, o freio deve ser operado de forma suave e gradual para aumentar ou reduzir a intensidade da corrente. Deve-se, também evitar o alívio total do freio em rampas descendentes. Em frenagem dinâmica o motor diesel é acelerado a fim de promover o fluxo de ar para o resfriamento dos motores de tração Em caso de alarme de patinação de rodas whell slip ou excesso de frenagem brake warning, a intensidade dofreio dinâmico deve ser reduzida até o final dos alarmes. Trilhos com baixa aderência podem provocar estes efeitos com conseqüente perda de eficiência do freio dinâmico, por isto, nestas condições, a operação do trem requer maior cautela, com maior utilização do freio automático. Amperímetro de carga – freio dinâmico O amperímetro, neste caso, controla o esforço retardatário produzido pela locomotiva, resultante da corrente que circula nas resistências de grade. Desde que o regulador esteja em perfeito funcionamento, o amperímetro raramente indicará um valor maior que a corrente máxima do resistor de grade indicada pela faixa verde ou amarela ou pela tabela localizada próximo ao amperímetro. É importante que você não exceda esses valores, já que, no caso de ultrapassagem desses limites, a corrente poderá gerar uma determinada quantidade de calor e queimar as grades de resistência. Freio automático É uma válvula do tipo “auto-recobridor”, operada por excêntrico, que funciona para desenvolver ou dissipar uma pressão do reservatório equilibrante, em proporção ao grau de deslocamento do punho do MFA através da válvula relé C2, eliminando para a atmosfera a mesma pressão de ar do encanamento geral. Ele é utilizado para frear os vagões da composição e as locomotivas caso não esteja sendo utilizado simultaneamente o freio dinâmico. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 25 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 25 Figura 16: O Manipulador de Freio Automático possui seis posições. Veja a seguir. Posição de alívio Está localizada na extrema esquerda do quadrante e é usada para carregar o sistema de freio a ar e liberar um acionamento do freio automático. O punho do manipulador do freio automático deve ser mantido nessa posição, para que o trem possa ser movimentado. Além disso, se você colocar o punho do Manipulador de Freio Automático na posição de alívio o recarregamento do sistema de freio ocorrerá simultaneamente, ou seja, será restabelecida a pressão normal do encanamento geral, do reservatório auxiliar e do Reservatório de Emergência (85 a 90 PSI). Posição de redução mínima Está localizada na primeira parte em relevo à direita da posição “alívio”, onde o punho do manipulador de freio automático atinge o primeiro ressalto do quadrante. Nesta posição é obtida uma pequena aplicação dos freios dos vagões, ocasionando uma redução no encanamento geral da locomotiva. Nessa posição o trem têm aproximadamente 6 a 8 PSI, resultando em uma aplicação de 9 a 12 PSI nos cilindros de freio. Você deve sempre utilizar primeiro essa posição para aplicação dos freios, pois ela proporciona o encosto das sapatas nas rodas e um pequeno esforço de frenagem. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 26 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 26 Posição de serviço ou zona complementar Ela se estende para a direita da posição “redução mínima” no quadrante, até pouco antes da segunda parte elevada. Nesta posição, quanto mais o punho é deslocado para dentro da zona de serviço, maior será a redução da pressão do encanamento geral que é controlada pelo reservatório equilibrante. Além disso, na extrema direita do setor, antes do segundo entalhe, é obtida uma aplicação máxima de serviço ou serviço total, proporcionando assim uma redução de 24 a 26 PSI no encanamento geral e 64 PSI na câmara do cilindro de freio dos vagões. Posição de supressão Está localizada na segunda parte em relevo, à direita da posição de “serviço total”. Esta posição serve para suprimir uma aplicação de freio originada pelo “Controle de Segurança do Maquinista”, através do recondicionamento da válvula de aplicação P-2-A. Portanto, para que você possa aliviar os freios do trem após uma aplicação de “penalidade”, é obrigatório o deslocamento do punho do Manipulador para a posição de SUPRESSÃO durante algum tempo. Caso contrário o sistema não é restabelecido e os freios não são aliviados. Importante: nesta posição a pressão manométrica do Reservatório Equilibrante é reduzida a zero. Posição de punho-fora Esta posição é localizada à direita da posição de “supressão”. Nesta posição, o punho do manipulador de freio automático é removido quando a locomotiva estiver sendo comandada por outra locomotiva em tração múltipla ou quando esta for rebocada. Importante: na posição de punho-fora, a pressão manométrica do reservatório equilibrante é reduzida a zero. Posição de emergência Localiza-se na extrema direita da posição “punho-fora”, no último entalhe do quadrante do manipulador de freio automático. Essa posição permite uma queda rápida na pressão do encanamento geral com o objetivo de proporcionar uma aplicação dos freios com maior eficiência, tanto na locomotiva quanto nos vagões, e assim encurtar a distância de parada. Uma aplicação de freios pela posição de EMERGÊNCIA causa, simultaneamente, o funcionamento automático de todos os Areeiros, o corte de tração e/ou dinâmico das locomotivas e a redução do motor diesel para “marcha lenta”. Você conhecerá agora os procedimentos corretos relacionados à utilização do freio automático: DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 27 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 27 • Você deve sempre iniciar a aplicação de redução de velocidade pela redução mínima; • Você deve utilizar a aplicação de serviço após aguardar no mínimo 20 segundos em redução mínima. Além disso, essa aplicação deverá ser gradual conforme a necessidade operacional; • Reduções de 18 PSI deverão ser evitadas, a menos que sejam necessárias para controlar a velocidade do trem ou para forçar a parada do trem em circunstâncias inevitáveis; • Reduções de pressão, no encanamento geral, menores que a mínima não devem ser feitas; • A frenagem correta do trem requer um planejamento antecipado e a redução moderada de pressão; • Em condições normais de operação, uma aplicação de freio deve ser iniciada a uma distância suficientemente tal que a redução de velocidade desejada possa ser obtida usando-se inicialmente uma redução mínima; • Uma parada deve ser realizada com até 15 PSI de redução no encanamento geral; • A utilização de frenagens bruscas e de alta potência submeterá o trem a intensas forças que provocarão ação de folgas ao longo da composição; • Uma redução distribuída do freio de serviço facilitará a condução mais suave do trem. Essa redução ocorre quando o maquinista executa uma redução mínima pelo MFA e mantém essa redução durante, pelo menos, 20 segundos, antes de efetuar novas reduções pelo MFA; • Você deve evitar o alívio de rodagem. Ele acontece sempre que o maquinista alivia o trem em velocidades inferiores a 16 km/h e em seguida volta a acelerar; • Você deve aguardar o tempo adequado para o total alívio dos freios, antes de iniciar novos esforços de aceleração; • A fim de evitar a possibilidade de agarramento dos freios, você deve executar uma redução total de 10 PSI no MFA, antes do alívio dos freios do trem; • O alívio de uma aplicação de freios deve ser iniciado pela movimentação do punho do manipulador do freio automático para a posição de alívio ou marcha. Isso faz com que seja aumentada a pressão no encanamento geral. Essa diferença de pressão provocará o alívio dos freios dos vagões; • Em trens longos, o sinal de alívio após uma redução mínima poderá não ser suficiente para alívio de todos os cilindros de freios. Você deve, portanto, ficar atento a fim de evitar freios “agarrados” na composição, aumentando, assim, a aplicação de freios para o mínimo de 10 PSI; • Ao perceber aumento de temperatura nos rodeios do trem devido a freios agarrados, você deve parar o trem imediatamente. A utilização de frenagens bruscas e de alta potênciapode submeter o trem a intensas forças que provocarão a ação de folgas ao longo da composição. Apesar de todos os cuidados anteriormente citados na utilização dos freios automáticos, o alívio involuntário dos freios do trem ainda é uma questão recorrente e de grande preocupação, já que pode provocar acidentes com o trem parado ou em movimento. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 28 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 28 Desta forma, no que diz respeita à aplicação e alívio dos freios, é importante que você tenha informações a respeito do comprimento do trem e do tipo de válvulas do mesmo antes de operá-lo. Válvulas do tipo ABDW e DB 60, por exemplo, têm uma vazão de ar superior às válvulas AB. O que significa que a aplicação e o alívio de freios ocorrerão em menor tempo. A seguir, você conhecerá alguns dos fatores que podem provocar o alívio involuntário dos freios de um trem. São eles: • Vazamentos; • Gradientes (falso, inverso, normal); • Fechamento da válvula interruptora do encanamento geral; • Corte da composição antes de completada a aplicação dos freios; • Aplicação de freios pela torneira dos vagões; • Fechamento de torneiras abertas na composição. Freio independente Noções iniciais Essencialmente este freio proporciona a frenagem independente da(s) locomotiva(s) do trem, permitindo um controle melhor das paradas, partidas e manobras. Figura 17: Figura 18: DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 29 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 29 Neste manípulo temos três posições, a saber: • Alívio – Posição de alívio do freio da locomotiva. • Zona de aplicação – Posição de aplicação do freio independente. Esta posição tem uma faixa de que vai de uma mínima aplicação até a máxima aplicação que em geral produzirão 45 a 78 PSI, que dependerá do circuito pneumático instalado na locomotiva que poderá empregar a válvula relé J.1 ou relé J.1.14, ou ainda relé J.1.14.16. • Alívio rápido – Posição utilizada para descarregar a pressão do cilindro de freio da locomotiva durante as aplicações pelo freio automático. Com o manípulo na posição de alívio, o operador aperta o manípulo segurando para baixo durante um tempo de 10 segundos ou até o fim do fluxo de ar, sempre que o freio automático for utilizado, mesmo que o freio dinâmico esteja sendo utilizado ao mesmo tempo. Na utilização do freio independente tanto para frear quanto para aliviar deve ser feita por movimentar o manípulo de forma gradual e suave. 8.3. MANÔMETROS Geralmente as locomotivas possuem 2 manômetros com indicação de quatro pressões. A monitora¬ção deste instrumento é fator fundamental na operação de um trem. Figura 19: Figura 20: Manômetro esquerdo • Ponteiro vermelho – reservatório principal Indica a pressão do ar no reservatório principal da locomotiva. Essa pressão varia de 125 a 140 Psi. Uma queda rápida da pressão do reservatório principal abaixo da mínima do ciclo do compressor, em torno de 120 PSI, é um indicador de vazamento de ar ou uma ruptura do mangote do EG. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 30 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 30 • Ponteiro branco – reservatório equilibrante Indica a pressão de referência usada para o controle da pressão do EG, ajustada para o pa¬drão das ferrovias brasileiras em 90 PSI. Possui um volume de 3,6 litros e pressão ajustável pela válvula reguladora de pressão. Deve-se utilizar essa pressão como referência para aplicação pelo automático. Seu volume é muito menor que o EG e assim a queda será mais rápida, proporcionando uma aplicação de freios nos valores desejados. Manômetro direito • Ponteiro vermelho – cilindro de freio Indica a pressão do cilindro de freio da locomotiva originada por uma redução de pressão no EG, vo¬luntária ou não, e também das aplicações pelo MFI. Tem uma pressão máxima de 45 a 50 PSI em aplicação de freio automático, acrescida de 40% ou 60% em aplicação pelo FMI, conforme o tipo de válvula relé utilizada pela locomotiva que pode ser do tipo J1.4.14 ou J1.6.16. • Ponteiro branco – encanamento geral Indica a pressão do EG que deverá ser igual à pressão do reservatório equilibrante. Sempre observar essa pressão, principalmente quando realizar uma aplicação ou alívio dos freios. Importante: a pressão indicada no EG pode não ser a mesma em toda a extensão do EG, principal¬mente no final do trem. Regras importantes • Uso em conjunto com freio dinâmico A utilização do freio independente em conjunto com o freio dinâmico está condicionada ao tipo de freio dinâmico instalado na Locomotiva, podendo ser ele de faixa estendida ou Standard. Para freios dinâmicos do tipo “Standard”, não se pode utilizar mais do que 20 PSI para velocidades inferiores a 16 km/h. Para freios dinâmicos de faixa estendida, não se pode utilizar mais do que 20 PSI para velocidades inferiores a 10 km/h. Atenção: Cuidado para não acumular compressão do freio dinâmico com aplicação de freio independente mesmo em velocidades baixas. Os acúmulos das forças de compressão excessivos podem provocar o efeito canivete, Zig Zag e efeito paralelo também conhecido como “Efeito Buckling” podendo ocorrer com maiores riscos em combinações de vagões longo-curtos e/ou quando o trem atravessa desvios intermediários e conexões de linhas. Desta forma, não é permitida a utilização do freio independente em velocidades superiores às mencio¬nadas anteriormente, para os respectivos modelos de freios já mencionados. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 31 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 31 Portanto seu uso nestas condições será em paradas pelo método de folgas encolhidas e na partida destes trens, sobretudo se tiverem sido parados em rampa descendente. Nota: Não se esquecer de fazer aplicação total do freio independente toda vez que a velocidade do trem chegar a zero (0 Km/h). Aliviar o freio independente sempre que for utilizar o freio automático, mesmo em frenagem dinâ¬mica. A intensidade da frenagem em uma rampa descendente varia em função da velocidade, da resis¬tência, do peso do trem, da inclinação da rampa e do número de vagões. Todos esses fatores têm de ser balanceados, para manter a velocidade dentro dos limites estabelecidos. É importante manter o freio dinâmico em uma amperagem acima de 250 ampères, pois abaixo desse valor, a amperagem tenderá a não ser suficiente para manter o trem encolhido. • Sua utilização O freio independente deverá ser utilizado nas seguintes situações: • Seu uso será permitido em manobras de pátio quando não estiver sendo utilizado o freio dinâmico e com velocidade abaixo de 16 Km/h com aplicação máxima de 20 PSI para controle das folgas e auxílio no controle de velocidade, em especial nas situações em que for exigida precisão no posicionamento. O limite no número de vagões em que tal uso é permitido estará sujeito à orientações estabelecidas em procedimento específico daquele pátio. • Para a parada de trens no método de folga encolhida, cujo procedimento é considerado no capítulo “Procedimentos de parada”. • Toda vez que o trem ou locomotiva escoteira parar. • Para os casos de iminência de disparo ou do já efetivo descontrole da velocidade o maquinista poderá utilizar até aplicação total do freio independente. • Em paradas de emergência indesejada conforme tópico “Utilização do Freio Independente Após Aplicação de Emergência”. Quando uma locomotiva estiver operando com o freio dinâmico em sua plena capacidade, e por motivo alheio á vontade do operador, a corrente dos motores ”cortar” subitamente,muitas vezes causado por excesso de graxa, o ope¬rador poderá então utilizar até 20 psi do freio independente. Tal procedimento evitará choques ocasionados pela “fuga” das locomotivas da composição. Todavia o operador deverá atuar rapidamente visando corrigir esta situação aumentando a aplicação pelo freio automático ou fazendo leves aplicações de areia visando melhorar o nível de aderência. Em trens de tração distribuída considerar que a(s) locomotiva(s) remota(s) terão seu independente simultaneamente aplicado e desta forma o operador deve usar de perspicácia na tomada de decisão quanto a este procedimento, uma vez que tais locomotivas poderão estar em situações operacionais bem diferentes do bloco líder. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 32 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 32 Nota: Tal procedimento será aceitável somente nos casos em que a situação descrita tenha de fato ocorrida, não sendo permitido seu uso indiscriminado por qualquer razão. Utilização do Freio Independente Após Aplicação de Emergência Aplicação de emergência em composições ferroviárias consiste na utilização da frenagem máxima da composição a fim de realizar a parada do trem. Após aplicação de emergência o maquinista deverá proceder da seguinte forma: • Emergência Voluntária – Propagada pelo maquinista ou por terceiros a fim de evitar prejuízos à ferrovia. A situação de emergência voluntária deve ser identificada pelo maquinista quando houver: a possibilidade de acidente pessoal, obstrução da linha, iminência de acidente ferroviário, incêndios, enxurradas, possibilidade ou danos ao meio ambiente, danos a propriedades da empresa, outras situações que possam causar sérios atrasos ao tráfego, descumprimento da licença fornecida pelo CCO, CCP ou Estação. Nos casos específicos onde a emergência voluntária é propagada com a finalidade de preservar a vida humana, o freio independente não deverá ser aliviado, com intuito de evitar ou mesmo atenuar o acidente. Em circunstância onde, na avaliação do maquinista, a emergência precise ser propagada e esta situação não ponha em risco vidas humanas, o operador deverá proceder conforme orientação descrita para a emergência involuntária. • Emergência Involuntária – Propagada por falha ou por segurança do sistema de freios da composição. Na situação de propagação de emergência involuntária e estando a composição sendo tracionada, o maquinista deverá aliviar o freio independente. Nos casos em que a tração estiver sendo operada no freio dinâmico o operador não deverá aliviar o freio independente. Exceção: Caso ocorra emergência involuntária em composições com 330 vagões (EFC), o freio independente sempre deverá ser aliviado. Observação 1: Em trações formadas apenas por locomotivas escoteiras o freio independente deverá ser aplicado. Observação 2: Em composições em formação de potência distribuída, a operação realizada na locomotiva líder será a determinante na tomada de decisão. Observação 3: Para as trações da EFVM, tanto na situação de emergência voluntária ou involuntária com a composição sendo operada em frenagem dinâmica, o maquinista poderá aplicar no máximo 20 psi no freio independente entre as faixas de 10 km/h à 32 km/h a fim de evitar a perda da eficiência máxima da frenagem dinâmica. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 33 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 33 9. FORÇAS ATUANTES EM UM TREM Estas forças estão presentes e independem da vontade do operador, portanto é preciso conhecê-las para, desta forma, mantê-las dentro dos limites recomendados. 9.1. FORÇA DE TRAÇÃO É a força produzida pelas locomotivas e/ou pela ação da gravidade, responsável por vencer as resistências ao movimento do trem. Sua intensidade está diretamente relacionada à corrente que circula nos motores de tração, à quantidade das locomotivas, ao nível de inclinação das rampas, ao tamanho e ao peso do trem. Figura 20: DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 34 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 34 Quando um trem encontra-se em nível ou em rampas ascendentes, toda a força de tração é fornecida pelas locomotivas. Entretanto, se parte da composição de um trem estiver em rampas ascendestes e descendentes, a gravidade atuará nas duas situações. Em um trem com parte da composição em rampas ascendentes, a gravidade cria resistência aos vagões que ainda estão em ascendência, assim como em trens com parte da composição em rampas descendentes, a gravidade cria uma aceleração aos vagões que ainda estão em descendência. O controle dessas forças dentro dos limites recomendados é fundamental para evitar quebras de alguns componentes dos engates, arrastamento da grade da via, patinação, descarrilamento e até mesmo tombamentos pelo aumento da relação L/V. Foto 1: Foto 2: Foto 3: DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 35 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 35 Importante: para evitar quebras dos engates, você deve obedecer ao limite recomendado para a intensidade da força de tração sobre os engates. Para os diversos tipos de engates existentes, as classificações recomendadas são: • 113,5 t para engates comuns ou de baixa resistência; • 180 t para engates especiais ou de alta resistência. Força sobre engates esticados São forças que atuam nos engates dos vagões quando a tração tenta vencer a resistência, a força da gravidade e o atrito da composição. Esta força permanece mesmo quando o acelerador é encostado como uma força residual que recebe a influência do perfil da via, do diferencial de velocidade e das aplicações de freios automáticos. Portanto, quando um trem está virando uma crista com sua cauda ainda na rampa ascendente, esta continuará esticada pela força oriunda da ação da gravidade atuando sobre os vagões, mantendo-os esticados enquanto estiver no perfil ascendente. Figura 21: Choque de tração Ocorre durante a condução do trem quando os engates, estando encolhidos, são bruscamente esticados pela locomotiva em tração, ou mesmo pela ação de outros vagões em função do perfil da via. Desta forma, quanto mais longo for o trem, quanto mais variação tiver o perfil da via e mais rápida for a aplicação de força de tração, maior será a ocorrência de choques. Portanto, você deve estar atento ao manuseio do acelerador e dos freios a fim de minimizar a intensidade dos choques. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 36 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 36 O perfil da via, o manejo do acelerador e do freio automático são os responsáveis pelo surgimento do diferencial de velocidade que, ao ajustar a folga entre os engates, proporciona a ocorrência de choques de tração. 9.2. FORÇA DE COMPRESÃO É a força produzida pelas locomotivas em frenagem dinâmica e/ou pela ação da gravidade em rampas ascendentes, responsável por criar resistências ao movimento do trem. Sua intensidade está diretamente relacionada à corrente que circula nos motores de tração em frenagem dinâmica, ao nível de inclinação de rampas e ao peso do trem. Figura 22: A força de compressão é um fator de instabilidade do trem, portanto você deve limitar a força de compressão ao valor máximo de 113 t, independentemente do tipo de engate. Se esse limite for superado, as elevadas forças de compressão poderão provocar: DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 37 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 37 • Esmagamentos dos vagões; • Descarrilamento, especialmente de vagões leves;• Danos à via, especialmente em curvas de raio apertado. Figura 23: DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 38 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 38 Foto 4: Força sobre engates encolhidos É a força resultante do efeito de retardamento das locomotivas em frenagem dinâmica aplicada aos vagões, que ficam sujeitos à força de uma massa à frente, ao mesmo tempo em que sofrem pressão dos veículos de trás. Esse efeito ocorre mesmo sem a força de retardamento produzida pelo freio dinâmico. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 39 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 39 Figura 24: Importante: a gravidade fará surgir forças de compressão quando os veículos do trem sofrerem resistência da gravidade ao passarem por uma rampa ascendente. Choque de compressão Ocorrem quando os engates encolhem bruscamente. Esses impactos, geralmente, são provocados pelo brusco ajuste de folgas devido ao rápido acumulo de forças retardatórias. O fechamento das folgas acontece progressivamente ao longo do trem e os aparelhos de choque podem, em algum momento, atingir seu fim de curso sem dissipar todo o diferencial de velocidade e de energia entre os veículos. O limite para os engates deve ficar em 23 t. Figura 24: DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 40 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 40 10. OPERAÇÕES DOS TRENS Um trem é um sistema de maquinaria complexo que pode reagir de diferentes maneiras durante sua operação. Os tipos de reações dependem de muitos fatores, tais como a disposição dos vagões, a composição do trem, a curvatura da linha do trem, desníveis, velocidade do trem, dentre outros fatores que você conhecerá a seguir. 10.1. CURVAS Quando um trem entra em um trecho em curva, a resistência ao seu movimento aumenta com uma intensidade que depende do raio da curva, devido ao atrito existente no contato do friso da roda com o trilho. Na FCA e EFVM, que utilizam bitola métrica, adota-se corda de 12 metros (grau 12), que equivale a uma constante/curva com raio de 688 metros. Na estrada de ferro Carajás, que utiliza bitola de 1,60, adota-se a corda de 20 metros (grau 20), que equivale a uma constante/curva com raio de 1.146 metros. A resistência oferecida por uma curva de 1 grau é de 0,6 kgf/t, embora algumas ferrovias adotem a seguinte fórmula para a resistência nas curvas: Curvatura da linha do trem A principal consideração a ser feita sobre a curvatura das linhas dos trens refere-se ao tamanho do raio dessas linhas. Curvas com raios pequenos exigem maior cuidado e atenção dos operadores, já que geram excessivas forças laterais que podem causar elevação das rodas ou reversão do trilho. Essas forças laterais geralmente são produzidas por: • Acumulação de folga; • Vagões longos engatados a vagões curtos; • Vagões leves precedendo blocos de vagões carregados e pesados; • Características do truque e do engate; • Alto estado estacionário de forças de compressão ou tração; • Aumento repentino da aderência. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 41 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 41 Figura 25: Partida de um trem em terreno curvo Ao dar partida em um trem localizado em terreno curvo, o operador deve estar atento aos seguintes fatores: • Usar a potência para iniciar o movimento do trem, quando necessário; • Utilizar a posição mínima de velocidade exigida pelo acelerador; • Avançar o acelerador aos poucos, ou seja, um ponto de cada vez. Foto 5: Deslocamento de um trem em terreno curvo DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 42 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 42 Ao passar por um terreno curvo, o operador do trem deve tomar as seguintes precauções: • Não efetuar alterações de velocidade no acelerador e nos freios no início, no meio ou no final de uma curva; • Qualquer alteração na potência que se faça necessária deve ser executada cuidadosamente, para evitar forças indesejáveis. Diminuição da marcha e paradas em terrenos curvos Durante a desaceleração de um trem em terreno curvo, algumas forças laterais são geradas devido às combinações entre: • A curvatura da linha do trem; • Os freios a ar e dinâmicos; • A configuração do trem. Desta forma, para que você possa manter as forças internas do trem em um nível aceitável, é necessária a redução do freio automático sempre que o freio dinâmico estiver em uso – sabendo que o esforço total de frenagem do freio dinâmico e dos freios de ar deve ser mantido o mais baixo possível em terrenos curvos. Além disso, o freio dinâmico deve ser reduzido proporcionalmente ao grau de curvatura e de eixos operantes das locomotivas. Aumentos abruptos da velocidade do trem podem gerar excessivas forças laterais para dentro da curva, o que pode provocar a retificação da curva, o deslocamento da via, a alteração na direção do trilho ou até mesmo um descarrilamento. 10.2. TRECHO EM NÍVEL É aquele que não apresenta nenhuma inclinação no seu perfil, ou seja, um terreno plano onde não existe resistência causada pela influência de rampas. DIID – Departamento de Engenharia e Desenvolvimento OPERAÇÃO DE TRENS Nº: PRO - 003729 Pág.: 43 de 84 Rev.: 02-20/12/2013 43 Figura 26: Partida Para dar partida a um trem em um trecho em nível, você deve estar atento aos seguintes procedimentos: • Aliviar o freio automático; • Aguardar até que todos os freios dos vagões sejam aliviados; • Levar o acelerador para o ponto 1, observando no amperímetro o desenvolvimento da corrente nos motores de tração; • Aliviar gradativamente o MFI, ajustando as possíveis folgas entre a locomotiva e os primeiros vagões; • Caso o trem não entre em movimento, um novo ponto poderá ser ajustado; • Aguardar até que o trem tenha absorvido a força deste ponto antes de avançar o acelerador; • Quando houver indicação de ganho de velocidade, se a locomotiva possuir um acelerômetro, não será necessário um novo ponto de aceleração; • Se a locomotiva não possuir acelerômetro, você poderá se basear pela parte decimal do velocímetro para que, desta forma, você obtenha uma arrancada mais suave e segura do trem. Parada Um trem pode ser parado em terreno plano empregando-se o método de folga comprimida ou estirada. Neste caso, você deve tomar cuidado para evitar o acúmulo de forças de compressão, especialmente em combinações de vagões curtos e longos, passagem sobre AMVs, linhas com restrição de velocidade e curvas acentuadas. A seguir, você entenderá como ocorre o método da folga comprimida em um trecho de nível. Método da Folga Comprimida - uso do freio dinâmico e automático • Inicie a frenagem dinâmica controlando a intensidade da frenagem para evitar uma rápida desaceleração, o que poderia provocar choques de compressão ao encolher o trem; • Tão logo o trem tenha sido encolhido, você deve fazer uma redução mínima mantendo os freios da locomotiva aliviados. • Evitar a aplicação da redução mínima logo após o início do encolhimento das folgas dos vagões pelo freio dinâmico. Se isso ocorrer, a onda de choques provocada pelo freio dinâmico irá se somar com a do freio automático e poderá provocar choques de compressão acima dos valores recomendados. • Conforme necessário devem ser feitas reduções adicionais de 2 a 3 PSI no EG, o que manterá o freio da locomotiva aliviado; • O manípulo do freio dinâmico poderá ser movimentado em direção à maior excitação à medida que sua eficiência é reduzida devido à diminuição da velocidade; DIID – Departamento de Engenharia