Sinalização Ferroviária

SINALIZAÇÃO FERROVIÁRIA

Conteúdo

1. HISTÓRICO................................................................................................................................. HISTÓRICO .................................................................................................................................4 4 1.1 EVOLUÇÃO........................................................................................................................... EVOLUÇÃO...........................................................................................................................4 4 2 SINALIZAÇÃO FERROVIÁRIA ....................................................................................................... .......................................................................................................6 6 2.1 SISTEMAS DE SINALIZAÇÃO................................................................................................. SINALIZAÇÃO .................................................................................................6 6 2.2 TIPOS DE SINALIZAÇÃO FERROVIÁRIA................................................................................. FERROVIÁRIA .................................................................................8 8 2.3 CIRCUITOS DE VIA................................................................................................................ VIA................................................................................................................9 9 2.4 SINALEIROS........................................................................................................................ SINALEIROS ........................................................................................................................12 12 2.5 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DO SINAL DE CABINE (CABSINAL)................................ (CABSINAL) ................................ 16 2.6 SISTEMA DE LOCALIZAÇÃO POR GPS (Global Positioning System) ................................... 17 2.7 CBTC – CBTC – CONTROLE DO TREM BASEADO EM COMUNICAÇÃO ........................................... 19 2.8 MÁQUINA DE CHAVE......................................................................................................... CHAVE.........................................................................................................22 22 ..................................................................25 25 Tipos de Instalação de Máquina de Chave .................................................................. ...........................................................26 26 Condições de Trabalho da Máquina de Chave ........................................................... 2.9 CONTROLE E SEGURANÇA DO TRÁFEGO........................................................................... TRÁFEGO ...........................................................................26 26 2.10 INTERTRAVAMENTO........................................................................................................ INTERTRAVAMENTO........................................................................................................28 28 ......................................................................................28 28 Construção do Intertravamento ...................................................................................... 2.11 TRAVADOR ELÉTRICO ...................................................................................................... ......................................................................................................33 33 2.12 CENTRO DE CONTROLE DE OPERAÇÕES ‐ OPERAÇÕES ‐ CCO ................................................................ ................................................................35 35 2.12 INSTALAÇÕES DE CAMPO................................................................................................ CAMPO ................................................................................................36 36 2.13 ATC (AUTOMATIC TRAIN CONTROL) ............................................................................... ...............................................................................37 37

Princípio de Funcionamento do ATC ............................................................................ ............................................................................39 39 2.14 DETECTOR DE DESCARRILAMENTO................................................................................. DESCARRILAMENTO .................................................................................44 44 2.15 EOT (END OF TRAIN)........................................................................................................ TRAIN) ........................................................................................................46 46 2.16 HOT BOX/ HOT WHEEL (DETECTOR DE CAIXA DE ROLAMENTO E DE RODA QUENTE)... QUENTE) ... 47

2.15 SINALIZAÇÃO DA PASSAGEM DE NÍVEL........................................................................... NÍVEL ...........................................................................51 51 3.0 COMUNICAÇÃO FERROVIÁRIA .............................................................................................. ..............................................................................................52 52 3.1 ELEMENTOS DE UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO............................................................ COMUNICAÇÃO............................................................52 52 3.2 COMUNICAÇÃO VIA SATÉLITE ........................................................................................... ...........................................................................................53 53 3.3 COMUNICAÇÃO VIA RÁDIO ............................................................................................... ...............................................................................................56 56 3.4 COMUNICAÇÃO VIA CABO DE FIBRAS ÓPTICAS ................................................................ ................................................................58 58

3.4.1 Características da Transmissão por Cabo de Fibras Ópticas ......................... 58 3.4.2 Aplicações da Transmissão por Cabo de Fibras Ópticas ................................ 58 3.5 A BORDO DA LOCOMOTIVA .............................................................................................. ..............................................................................................59 59

3.5.1 Comunicação, Licenciamento e Processamento Processamento de Informações .................. 59 4.0 SINALIZAÇÃO FERROVIÁRIA NO ROF (REGULAMENTO DA OPERAÇÃO FERROVIÁRIA) ........ 63 5.0 COMUNICAÇÕES SEGUNDO O ROF (REGULAMENTO DA OPERAÇÃO FERROVIÁRIA)........... FERROVIÁRIA)........... 78

1. HISTÓRICO Diversos países europeus já utilizavam o transporte através de vagonetes sobre trilhos, desde o início do século XVI, para transportar carvão e minério de ferro extraídos de minas subterrâneas. O começo da era ferroviária deu-se na Inglaterra, quando George Stephenson construiu e inaugurou a primeira ferrovia pública do mundo, em 1825. Destinada a conduzir trens de carga em horários regulares, a ferrovia cobria a distancia de 32 km entre as cidades de Stockton a Darlington. Uma segunda ferrovia, a primeira a conduzir passageiros em horários regulares, foi entregue por Stephenson ao público, em 1830. A ferrovia tinha 48 km e interligava as cidades de Liverpool a Manchester. Nestas ferrovias, a segurança para a circulação dos trens era garantida por um homem a cavalo, que cavalgava na frente do trem e sinalizava para o maquinista, através de uma bandeira vermelha, as condições da via férrea na sua frente. A ferrovia interligava as localidades através de uma única via férrea e por ela circulava um único trem. Com o aumento do número de trens, foram criados desvios ou pátios, localizados em pontos estratégicos, para permitir o cruzamento e a ultrapassagem entre os trens.

Fig. 1 - Desvio para cruzamento de trens.

1.1 EVOLUÇÃO As ferrovias tornaram-se o principal meio de transporte terrestre para passageiros e cargas e expandiram-se por todo mundo. Seus sistemas de licenciamento, sinalização e controle de tráfego também evoluíram. Primeiro surgiram as cabines mecânicas para controle do pátio ferroviário. Nelas um operador (cabineiro) podia, através de alavancas, operar os sinais mecânicos e os aparelhos de mudança de via do pátio. Os sinais e aparelhos de mudança de via eram, conectados a cabine por cabos de aço e canos respectivamente, que se constituem no meio de transmissão de movimento entre estes equipamentos e as alavancas da cabine. As distâncias eram reduzidas (máximo 1 km), limitadas pelo esforço humano necessário a operação. No porão da cabine havia um dispositivo que travava mecanicamente as alavancas, só permitindo a movimentação de uma alavanca dentro de uma sequência predeterminada. Assim, um sinal somente poderia ser aberto, para acesso de um trem a um bloqueio, se os aparelhos de mudança de via de

acesso a este bloqueio estivessem na posição correta e os sinais para acesso de outros trens ao bloqueio estivessem fechados. Era o intertravamento mecânico que agregava mais segurança a operação do pátio. Posteriormente surgiram sinais elétricos e máquinas de chave elétricas para movimentar os aparelhos de mudança de via e circuitos de via elétricos para detectar a presença dos trens. A conexão entre a cabine e os equipamentos de campo passou a ser feita através de cabos elétricos e o operador passou a apertar botões. O intertravamento mecânico foi substituído por um circuito elétrico com relés vitais, cuja lógica baseava-se na interação entre os contatos dos relés que realizavam as funções. Os relés eram projetados e construídos de forma robusta e com materiais especiais, para que uma eventual falha nos mesmos não provocasse uma condição operacional insegura. Os circuitos de via e o intertravamento foram estendidos aos trechos de via entre os pátios. Com a melhoria dos sistemas de telecomunicações e surgimento de sistemas para transmissão de dados, em pulsos codificados, o controle das cabines de pátio passou a ser centralizado e operado através de painéis mímicos. Em 1940 veio o cabsinal. O sinal foi colocado dentro da cabine da locomotiva para licenciar o trem e, com ele, veio um sistema para supervisão do cumprimento das velocidades máximas permitidas no trecho. A evolução da sinalização e do controle de tráfego, seguindo a evolução tecnológica, não parou mais.

2 SINALIZAÇÃO FERROVIÁRIA É a técnica de enviar mensagens aos operadores de trens, para licenciamento e controle de tráfego de trens, dentro de determinados padrões de segurança, flexibilidade e economia. A sinalização de campo é composta por equipamentos, distribuídos ao longo da ferrovia, que cumprem finalidades específicas com o objetivo principal de licenciar os trens, em segurança. A. Sinalização Ferroviária oferece os seguintes ganhos: • Melhoria da velocidade comercial, devido ao melhor desempenho trem x hora; • Aumento considerável da segurança operacional com a eliminação de falha humana e possibilidade de detecção prévia de descarrilamento, trilhos quebrados, etc.; • Centralização da operação ferroviária; • Redução do consumo de combustível.

2.1 SISTEMAS DE SINALIZAÇÃO Na figura 2 mostramos a estrutura de uma unidade de campo de um sistema de sinalização. As unidades de campo são conectadas ao centro de controle através de um meio de comunicação. Os meios de comunicação usuais são sistemas de transmissão via cabo metálico (telefônico, quadra, coaxial), cabo de fibras ópticas e radiocomunicação por estações terrestres ou satélites.

Fig. 2 - Configuração de uma unidade de sinalização no campo.

A partir de comandos oriundos de um centro de controle, que são transmitidos através de um sistema de transmissão de dados, em um meio de comunicação, o sistema de sinalização executa as seguintes funções: • Detecta a posição dos trens na via férrea, através de circuitos de via ou de outros equipamentos; • Movimenta os aparelhos de mudança de via, operando máquinas de chave; • Prepara as rotas a serem cumpridas pelos trens, através de seu subsistema de intertravamento, dentro de rígidas condições para garantir a segurança; • Licencia a circulação dos trens, através de sinais externos, sinais ou terminais de dados na cabine das locomotivas; • Controla o acesso às entradas e saídas da via férrea sinalizada e a sinalização das passagens de nível; • Promove a parada do trem quando for registrada alguma anomalia por um detector de descarrilamento, de rolamento defeituoso, sapata de freio agarrada e, de roda trincada ou com deformidade nos vagões, etc. O sistema de sinalização fornece ao centro de controle todas as indicações de situação e posição de equipamentos e trens. A unidade de sinalização de campo pode, ainda, ser operada localmente, como opção operacional ou para manutenção. Além de propiciar facilidades operacionais para execução, controle, gerenciamento e segurança da circulação de trens, o sistema de sinalização proporciona aumento real da capacidade de tráfego na ferrovia ao permitir um aumento da velocidade nominal e comercial dos trens. O Sistema de Sinalização e Controle ferroviário e responsável por Garantir a segurança das operações ferroviárias e de movimentação dos trens, permitindo a operação remota de equipamentos e a supervisão da localização dos trens ao longo da ferrovia, intertravamentos e máquinas de chave de desvio, travessões, etc. Também tem como função impedir que eventuais falhas resultem em situações que possam causar danos físicos ou materiais as pessoas e/ou patrimônio. As funções básica dos equipamentos que constituem este sistema são: • Autorização/cancelamento de rotas dos trens, realizados a partir de um Centro de Controle Operacional (CCO); • Estabelecer limites de velocidade e percurso, de acordo com trafego de trens; • Controlar e detectar a ocupação de trens ao longo da via; A sinalização ferroviária evoluiu com o tempo sob dois aspectos principais; segurança e capacidade de via. Nos primórdios da ferrovia, para tentar garantir a segurança na circulação de trens, inicialmente um homem a cavalo sinalizava para o maquinista com uma bandeira vermelha, indicando as condições à frente. Com o braço estendido, eles comunicavam que o trem poderia prosseguir, pois a via estava livre; já quando abaixavam o braço, indicavam que havia problemas a frente e o trem deveria parar. Os primeiros sistemas via canal de comunicação eram baseados em tele mensagens, as quais eram transmitidas por telex, telegramas, telefones,

rádios, etc., possuindo segurança questionável e baixa “capacidade de via” (numero de trens cuja circulação e viável no período). A partir da década de 1840, os sinais semafóricos, antes adotados em navios, passaram a ser utilizados na sinalização ferroviária. O tipo de quadrante e o numero de posições da lamina determinam a identificação do semáforo. À noite, a visualização das posições da lamina e garantida por aspectos luminosos. A figura abaixo mostra um semáforo de quadrante alto de três posições.

Lâmina ao alto: Trecho a frente livre

Lâmina a 45º: Aproximação de parada, reduza para parar no próximo semáforo.

Lâmina embaixo: Pare e observe. Se as condições à frente permitirem, prossiga com velocidade permissiva, para poder parar a qualquer instante.

Os avanços tecnológicos trouxeram características importantes como a monitoração remota, a atuação sobre sinaleiros e chaves, e até mais recentemente a adoção de controle para atuação direta sobre os sistemas de comando da locomotiva (frenagem e desaceleração), possibilitando assim um melhor aproveitamento dos trechos, aumento da capacidade de via sem comprometimento da segurança.

2.2 TIPOS DE SINALIZAÇÃO FERROVIÁRIA Para se obter maior capacidade de trens e controle da ferrovia, cada vez mais são implantados sistemas de sinalização, podendo ser dos seguintes tipos: • Sinalização mecânica: E o tipo de sinalização que utiliza apenas dispositivos mecânicos para a movimentação das chaves, a sinalização externa, o intertravamento e a movimentação de trens;

• Sinalização eletromecânica: E o tipo de sinalização que utiliza tanto dispositivos mecânicos quanto dispositivos elétricos em configurações diversas. Os tipos mais comuns de sinalização eletromecânica são: • Circuitos de via; • Chaves operadas remotamente por comandos e motores elétricos; • Chaves próximas operadas por alavancas; • Sinais luminosos externos; • Intertravamento eletromecânico. • Sinalização elétrica: E o tipo de sinalização que utiliza dispositivos elétricos nas funções de detecção de trens, operação remota de chaves, sinalização e intertravamento. Essa sinalização baseia-se no principio da falha segura, no qual possíveis falhas devem levar o sistema a uma condição mais restritiva do que a atual. • Sinalização eletrônica: E o tipo de sinalização que utiliza sistemas eletrônicos de intertravamento com base nas tecnologias de microprocessadores. Esse sistema possui vantagens como: • Maior facilidade de instalação e modificação; • Memorização da sequência de eventos, permitindo a investigação das causas de acidente.

2.3 CIRCUITOS DE VIA Os circuitos de via, ou simplesmente CDV, também conhecidos como seção de bloqueio, é um dos mais importantes componentes do sistema de sinalização, pois o mesmo é fundamental para obter a segurança na detecção da presença de trens e no intertravamento das condições da via permitindo assim a circulação segura de trens. Para o correto funcionamento de um circuito de via, é necessário que a ferrovia seja dividida em seções elétricas bloqueadas e isoladas eletricamente uma da outra através de talas de junção isolantes. A figura abaixo mostra um circuito elétrico típico de uma secção de bloqueio.

 Aplicação e fu ncionament o do c ircuito de via Detecção por ocupação de trem na via

Sempre que houver uma ocupação de via, o primeiro rodeiro do veículo ferroviário curto-circuitará a alimentação do relé de via que será desenergizado abrindo seu contato normalmente aberto (NA) e fechando seu contato normalmente fechado (NF) acionando assim o aspecto vermelho do sinaleiro que indicará a ocupação da via para outro trem circulando logo após este. Caso não exista ocupação de via a bobina do relé manter-se-á energizada acionando o aspecto verde do sinaleiro acionando no circuito de via liberado algum dispositivo que indique a ocupação da via, por exemplo, um sinal luminoso. Observe que o estado de ocupação do circuito de via é dado pelo estado da bobina do relé de via, de forma que se energizada, o circuito de via está livre, senão o mesmo estará ocupado. As figuras abaixo mostram a utilização descrita acima.

O resistor que existe em série com a fonte de tensão é necessário, pois na situação de ocupação de via, o mesmo ira limitar a corrente da fonte, impedindo assim que haja um curto-circuito franco.

Observe que este sistema é dito por falha segura, pois caso haja falta de alimentação nos trilhos a bobina do relé de via será desenergizada fechando o contato NF informando uma ocupação de via, o que obrigara o trem em circulação nesta seção parar. Detecção de trilho quebrado

Quando ocorre a quebra de um trilho em um circuito de via, a corrente elétrica da bobina do relé de via será interrompida, fazendo com que o mesmo seja desenergizado, provocando a mesma indicação de seção de bloqueio ocupada (veja figura abaixo). Isto somente será possível se o trilho estiver totalmente separado, pois qualquer contato na avaria que ainda exista, poderá ser suficiente para garantir um valor mínimo de corrente elétrica que mantenha o relé energizado.

Observe que desta forma não é possível distinguir se o mesmo está ocupado por algum veículo ferroviário ou se realmente o trilho está quebrado. Por questões de segurança, sendo qualquer uma destas duas situações o centro de controle devera impedir a circulação de trens por este trecho. Classificação dos Circuitos de Via

Os Circuitos de Via são classificados em função do tipo de corrente da fonte de energia: • Corrente Contínua: Geralmente estes circuitos de via apresentam custos bem menores do que os demais e são mais simples. Em contra partida apresentam como limitação a extensão do circuito de via, tipicamente da ordem de 1.000 metros. • Corrente Alternada: Geralmente utiliza o sinal elétrico padrão comercial de 60 Hz como fonte de alimentação do circuito de via. Para evitar que haja indução indesejada, alguns circuitos de via utilizam, com segurança adicional, da indicação de circuito de via livre, a comparação de fase entre a fonte de alimentação e a tensão coletada no relé de via. A extensão típica dos circuitos de via de corrente alternada é da ordem de 2.000 metros.

• De Corrente Impulsiva: Utilizarem impulsos de corrente elétrica de amplitude elevada, geralmente são aplicados em circuitos de via instalados em regiões com condições de lastro precárias, típica de pera de carregamento de minério de ferro. A extensão típica do circuito de via é muito variável, e fortemente dependente das condições de lastro. • Corrente de Áudio Frequência: Utilizam fontes com tensão e corrente elétrica com frequências na faixa de frequência audível, tipicamente de 1 a 3.000 Hz. E em vez e juntas isoladas utilizam bobinas bloqueadoras de frequência, o que pode permitir a redução do custo de instalação. • Corrente Codificada: Utilizam a codificação em frequência para, além da detecção da presença de trens, efetuar a troca de informação de sinalização entre as locações de controle do sistema de sinalização. Este tipo de circuito de via, por utilizar a codificação em frequência para a troca de informação, possibilita uma grande economia na utilização de cabos elétricos de controle. A extensão típica destes circuitos de via é da ordem de 5.000 metros, podendo, dependendo das condições de lastro, chegar até 10.000 metros, de acordo com os dados de fabricantes.

2.4 SINALEIROS Como já dito na seção anterior, devido a utilização de circuitos de via em algumas ferrovias, a informação de ocupação do mesmo é informada pelos sinaleiros que podem ser de dois ou mais aspectos. A seguir serão apresentados estes diferentes tipos. Sinaleiros de d ois aspectos

Utilizando-se sinaleiros de dois aspectos para informação de ocupação/liberação de via, permite um controle simples e seguro. Este tipo de controle já foi explicado anteriormente na seção anterior durante a explicação do funcionamento do circuito de via. Porém a figura abaixo representa duas situações em que dois trens circulam pela ferrovia onde os sinaleiros mostram a situação de ocupação de cada seção de bloqueio.

Situação 1

Situação 2 Observe que na situação 1, o trem A ocupa o circuito de via 1, tendo a sua frente o circuito de via 2 livre, por isso o aspecto verde apresentado. Porém devido o trem B estar ocupando o circuito de via 3, o sinaleiro localizado no início deste circuito mostrará o aspecto vermelho sinalizando ao maquinista que o circuito de via está ocupado. Na situação 2, observe que o maquinista do trem A não poderá ocupar o circuito de via 2, pois o mesmo já esta ocupado pelo trem B, informação esta dada pelo aspecto vermelho do sinaleiro localizado no início do circuito de via 2. Observe também que a rota para o trem B está livre, pois o circuito de via seguinte está livre. Lembre-se que somente será permitido um único trem em cada circuito de via, devendo o maquinista sempre parar o trem antes de adentrar no circuito de via subsequente. Outra situação também será possível. Situação esta em que o trem estará ocupando dois circuitos de via. Isto acontece devido o fato do trem ser um corpo extenso. Observe figura abaixo.

Este tipo de sinalização mostrou-se eficiente para velocidades de ate 50 km/h e se existisse uma distância suficiente para efetuar com segurança a parada do seu trem. Em função da geometria da via, isto raramente se verificava, razão pela qual ocorreram acidentes. Portanto se fez necessária a introdução de sinais adicionais, localizados a uma distância adequada, que indicassem ao condutor a condição do próximo sinal, servindo como advertência ou preparação para a parada se esta se fizesse necessária. Estes sinaleiros eram instalados distantes dos sinaleiros de entrada ou de proteção do bloco, em posições tais que o trem poderia parar no próximo sinal, se este estivesse em posição perigosa ou com dificuldade de visualização. O posicionamento dos sinaleiros distantes ou de advertência era determinado em função das condições de visibilidade, curvatura da via, máxima velocidade permitida pela geometria da via, cálculo da distância necessária para a parada do trem. Originalmente os sinaleiros distantes também eram semáforos de 2 aspectos, aspecto verde se o sinal de entrada do bloco a frente estiver verde (bloco livre), ou aspecto amarelo se o sinal de entrada do bloco a frente estiver vermelho (bloco ocupado). Veja figura abaixo.

Sinaleiros de t rês Aspectos

Com a intenção de melhorar a segurança na sinalização foram adotados circuitos de via com sinaleiros de três aspectos: VERMELHO / AMARELO / VERDE. Com isto, se adotado um circuito de via por bloco, o sinaleiro de entrada é deslocado um bloco mais para trás.

Observe que o circuito de via 4 é protegido pelo sinaleiro de entrada no aspecto vermelho. O sinal de entrada do circuito de via 3 é exibido no aspecto amarelo como advertência para a parada no sinaleiro a frente. O sinaleiro do circuito de via 2 é exibido no aspecto verde por que existem dois blocos a frente livres. Deve ser observado que a distancia segura de frenagem continua a mesma: a correspondente ao comprimento de um circuito de via. A regra básica de controle de circulação será feita da seguinte forma: • Aspecto verde: É autorizado o trem circular em velocidade máxima se existir pelo menos dois blocos livres a frente. • Aspecto amarelo: Velocidade restritiva e autorizada se existir apenas um bloco a frente livre. • Aspecto vermelho: Parada. Sinaleiros de quatro aspectos

Estes sinaleiros são similares aos anteriores com 3 aspectos, diferindo destes por possuírem dois sinais de advertência com aspecto amarelo, tendo como finalidade: Antecipar a preparação da parada e Permitir uma maior ocupação da via, pela redução dos tamanhos dos circuitos de via. A figura abaixo mostra um sistema de sinalização com sinaleiros de quatro aspectos.

A regra de controle de circulação é modificada para: • Aspecto verde: É autorizado o trem circular em velocidade máxima se existir pelo menos três blocos livres a frente. • Aspecto amarelo duplo: Velocidade restritiva é autorizada se existir apenas dois blocos a frente livre. • Aspecto amarelo simples: Velocidade restritiva é autorizada se existir apenas um bloco a frente livre. • Aspecto vermelho: Parada. Construção e Instalação do Sinal

Construção do Sinal O sinal é um equipamento robusto, tanto externamente para suportar as condições climáticas, quanto internamente para proporcionar segurança à informação prestada por ele. O sinal elétrico possui uma lente especial, com fatores de transparência e cromáticos padronizados. Tem lâmpada com dois filamentos que trabalha com tensões de 24 ou 30 V e potências de 10, 20 ou 40 W. Quando um dos filamentos parte a emissão de luz é reduzida, indicando a necessidade de troca da lâmpada antes que ela se apague totalmente. O sinal elétrico multi-foco é acionado através dos pares de condutores de um cabo. Neste sinal, que possui uma lâmpada para cada foco, cada lâmpada é acesa através de seu próprio par, evitando que um defeito no cabo, proveniente de um curto circuito ou de uma baixa isolação, provoque uma situação insegura. O defeito em um sinal elétrico faz com que o mesmo indique, por segurança, um aspecto restritivo (vermelho) ou fique apagado. Um sinal apagado é considerado com aspecto restritivo. O sinal de cabine (CABSINAL), embora seja construído em circuitos eletrônicos, tem as mesmas características de robustez e segurança para suportar o calor, poeira e vibração na locomotiva. O sinal de cabine, além da indicação de aspecto de sinal, possui um velocímetro e, geralmente, vem acompanhado do equipamento que supervisiona o cumprimento das velocidades máximas. O sinal de cabine, por estar junto ao maquinista, veio solucionar dificuldades de visualização e interpretação de sinais, devido ao traçado da ferrovia e condições meteorológicas (chuva, neblina, etc.). Além de não sofrer ações de vandalismo que afetam os sinais externos.

Instalação do sinal O critério mais importante na instalação de um sinal, seja ele externo ou de cabine, é aquele que possibilita ao sinal sua fácil visualização e interpretação. A instalação de um sinal de cabine exige estudos de ergonomia e de campo visual com objetivo de proporcionar facilidade e conforto ao maquinista. A dificuldade para visualizar e interpretar, somada ao desconforto, leva a fadiga, uma das maiores causas de acidentes.

2.5 PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO DO SINAL DE CABINE (CABSINAL) A informação para o sinal de cabine, instalado dentro da locomotiva, vem através dos trilhos, utilizando a estrutura dos circuitos de via. Como exemplo, vamos tomar um circuito de via que opera na frequência industrial de 60 Hz. Estes 60 Hz são codificados em pulsos e aplicados aos trilhos para serem captados, através de indução eletromagnética, por antenas instaladas na locomotiva próximas aos trilhos. Na Fig. 14 mostramos o código de cabsinal sendo captado nos trilhos e, na Fig. 16, o sinal de 60 Hz codificado, com seus significados.

Fig. 14 - Princípio de Funcionamento do Sinal de Cabine

Fig. 15: Sinais de Cabine (CASINAL) Configuração dos códigos de 120 e 180 ppm (pulsos por minuto), a partir de um sinal de 60 Hz: Sinal de 60 Hz puro, aspecto vermelho para parar:

Sinal de 60 Hz codificado em 120 ppm ou 2 Hz, aspecto amarelo e velocidade reduzida:

Sinal de 60 Hz codificado em 180 ppm ou 3 Hz, aspecto verde e velocidade máxima permitida no trecho:

Fig. 16 - Configuração dos códigos de cabsinal Na realidade, para garantir segurança na informação, o filtro mostrado na Fig. 14 é sintonizado nas frequências de 2 e 3 Hz, provenientes dos 60 Hz pulsados em 120 e 180 pulsos por minuto, respectivamente. Qualquer outro sinal ou ausência de sinal é bloqueado pelo filtro e o equipamento interpretará como sinal restritivo, mostrando o aspecto vermelho. A cada mudança de cabsinal uma buzina soa durante 5 segundos. As indicações luminosas, chamadas cabsinais, são respectivamente: • Cabsinal Verde ou VMA (Velocidade Máxima Autorizada): na maioria dos casos é de 60 km/h; • Cabsinal Amarelo ou VL (Velocidade Limitada): 44 km/h; • Cabsinal Vermelho ou VR (Velocidade Reduzida): representa operação de parada; • Cabsinal Permissivo: definido em 15 km/h. Este cabsinal não é transmitido pela via férrea: quando o maquinista aperta o botão Permissivo no Painel de Operação, acende-se uma indicação luminosa branca. O botão permissivo possibilita a movimentação de um trem mesmo com o cabsinal vermelho. Trata-se de operação que exige grande atenção do maquinista. É autorizado pelo CCO e só é usado em situação de extrema urgência. A cada 60s soa um alarme e o maquinista deve apertar novamente o botão permissivo. Não o fazendo, o sinal volta para o vermelho e, estando o trem em movimento, ocorre aplicação imediata dos freios.

2.6 SISTEMA DE LOCALIZAÇÃO POR GPS (Global Positioning System) Positioning System, ou do português “geo-posicionamento por satélite” é um sistema de navegação por satélite que fornece a um aparelho receptor móvel a posição do mesmo, assim como informação horária, sob todas e quaisquer condições atmosféricas, a qualquer momento e em qualquer lugar na Terra, desde que o receptor se encontre no campo de visão de quatro satélites GPS. Encontram-se em funcionamento dois sistemas de navegação por satélite: o GPS americano e o GLONASS russo. Existem também dois outros sistemas em implementação: o Galileo da União Europeia e o Compass chinês. O sistema americano é detido pelo Governo dos Estados Unidos e operado através do Departamento de Defesa.

Inicialmente o seu uso era exclusivamente militar, estando atualmente disponível para uso civil gratuito. No entanto, poucas garantias apontam para que em tempo de guerra o uso civil seja mantido, o que resultaria num sério risco para a navegação. O GPS foi criado em 1973 para superar as limitações dos anteriores sistemas de navegação. Para que o GPS funcione corretamente, faz-se necessário o uso de três componentes, que seguem: • Espacial: Composto de uma constelação de vinte e sete satélites que se encontram em órbita. Vinte e quatro deles estão ativos e três são “reservas”, que entram em operação caso ocorra algum falha com um dos satélites principais. A disposição destes satélites em orbita garante que sempre haja pelo menos quatro deles disponíveis em qualquer lugar do planeta. Assim, sempre que você e uma pessoa que mora no Japão estiverem usando o GPS, com certeza irão conseguir utilizar o aparelho sem problema. • Controle: São estações de controle dos satélites. Ao todo são cinco estações espalhadas pelo globo terrestre. A função principal delas é atualizar a posição atual dos satélites e sincronizar o relógio atômico presente em cada um dos satélites. • Utilizador: É o receptor GPS propriamente dito, que nada mais é do que um aparelho que mostra sua posição, hora e outros recursos que podem variar de modelo para modelo. Para se determinar a posição, em qualquer ponto da superfície terrestre, o GPS recebe sinais codificados enviados por três satélites da constelação, e desta forma, determina sua posição (latitude e longitude) a partir do cálculo de sua distância a cada um dos três satélites. Como a posição dos três satélites é conhecida, ao cruzar suas distâncias aos mesmos o receptor terá o cálculo de sua posição bem definido.

Figura 17  Aplicação Ferr oviár ia d o GPS

Muitas ferrovias utilizam o sistema de GPS no controle da circulação ferroviária. Um exemplo de aplicação é o sistema Automático de Controle de Trens (ACT). A figura abaixo apresenta os principais componentes deste sistema que são: • Sistema GPS convencional com Receptor GPS instalado a bordo da locomotiva;

• IHM - Interface Homem Máquina: Com display alfanumérico, para exibição de mensagens do CCO para o maquinista, e digitação de mensagens do maquinista para o CCO; • Serviço de Comunicação: Operado pela empresa AUTOTRACK, emprega sistema de comunicação via satélite e canais privativos para transportar as mensagens de comunicação entre as locomotivas e o Centro de Controle Operacional; • Cerca Eletrônica: Equipamento de Bordo que controla a circulação de trens, e que baseado nas informações de posicionamento da locomotiva e dos limites do bloco licenciado, atua sobre o sistema de freio da locomotiva quando houver risco eminente de violação dos limites da licença. A ideia da cerca eletrônica é de uma seção de bloqueio virtual, onde seus limites são dados pelo sistema de posicionamento do trem.

Figura 18 Devemos atentar que, baseada na precisão oferecida pelo sistema GPS, é possível se detectar a ocupação de um bloco, mas não se distinguir em que linha de um pátio de cruzamento o trem está ocupado. Esta informação pode ser obtida por outros meios, tais como a própria informação prestada pelo próprio maquinista. Para que isto seja possível se faz necessário cadastrar previamente as coordenadas dos extremos dos blocos. Este tipo de detecção de posicionamento de trens, por ser de baixo custo, tem viabilizado se agregar significativas melhorias na segurança do controle de circulação de trens em ferrovias de grandes extensões e sem sinalização.

2.7 CBTC – CONTROLE DO TREM BASEADO EM COMUNICAÇÃO Ao longo das últimas décadas, a sinalização ferroviária foi baseada no principio das seções de bloqueios fixas, constituindo os chamados circuitos de via. Desta forma, não é permitido um trem entrar em uma seção determinada antes que o trem anterior tenha liberado a seção. Este sistema tem várias desvantagens, sendo a principal, a falta de flexibilidade, pois as seções de

bloqueio têm o mesmo tamanho independentemente do tamanho, velocidade ou eficiência de frenagem do trem. Desta forma, grandes distâncias de segurança são exigidas para trens rápidos, que com isso reduz a capacidade de tráfego na via. A tecnologia de bloco fixo impõe uma limitação devido a necessidade de se ter sempre uma seção livre para a separação dos trens. Com o aumento da demanda de transportes, teve-se a necessidade de se aumentar a capacidade das linhas aproveitando a infraestrutura existente, e para realizar tal intento sem grandes investimentos em material rodante e infraestrutura, a sinalização inteligente e sistemas de controle de trem tornaram-se cruciais para a nova era dos sistemas ferroviários. O Controle do trem baseado na comunicação é um sistema de sinalização que faz uso da comunicação entre o trem e pontos ao longo da via para controle e gestão do tráfego. Por meio deste sistema, a posição exata do trem é conhecida de forma mais precisa do que com os sistemas tradicionais de sinalização. Isto resulta numa maneira mais eficaz e segura para gerir o trafego ferroviário, fazendo com que seja possível diminuir as distâncias entre trens, que eram impossíveis de se conseguir utilizando-se as seções fixas. O CBTC não requer o uso das tradicionais seções de bloqueios fixas para determinar a posição do trem. Em vez disso, ele se baseia em uma comunicação bidirecional entre cada trem controlado e os equipamentos de controle distribuídos ao longo da linha, que divide a via em áreas ou regiões que irão compor as seções de bloqueio móveis, conforme figura 19.

Figura 19 Cada trem transmite, entre outros parâmetros, a posição exata, velocidade, rota e distância de frenagem. Esta informação permite o cálculo da área potencialmente ocupada pelo trem na via e também permite que o sistema de controle possa definir os limites da seção de bloqueio móvel que nunca devem ser atingidos pelos outros trens na mesma linha. Estes limites são informados aos trens, para que os mesmos ajustem automática e continuamente suas velocidades, sendo capazes então de ajustar a sua distância mínima que fique dentro da máxima distância de frenagem do trem, para permitir que o mesmo pare antes de atingir o trem a sua frente. Supondo que cada trem se desloque com velocidade constante, e que todos possuam mesma eficiência de frenagem, eles poderiam, em teoria, trafegar em conjunto distantes em torno de 500 m um do outro para 50 km/h. Porém, isto estaria em contradição com as políticas de segurança. Em vez disso, um tamanho de segurança de um bloco fixo é normalmente mantido. Isso garante que, se o link de rádio for perdido, os dados mais recentes a bordo do trem fará com que ele pare antes de alcançar o trem a sua frente. O que distingue o movimento destes blocos em relação ao bloco fixo é que ele torna

os locais e comprimentos dos blocos compatíveis com a localização e velocidade do trem, ou seja, tornando-os móveis ao invés de fixos. Ao longo da ferrovia também são colocadas balizas, ou pontos de referência, para que seja possível a recalibração da posição dos trens. A transferência de um trem de uma área para outra também é realizada usando os links de rádio e, adicionalmente, por uma ligação entre os dois sistemas de controle de áreas adjacentes. As áreas se sobrepõem umas as outras assim, quando um primeiro trem chegar ao limite de uma nova área, o sistema de controle da primeira área alerta o da segunda área enviando um sinal de um novo trem. A transferência somente estará completa quando a nova área receber todas as informações do trem e confirmar o recebimento com a área anterior.

Figura 20 A figura 21 mostra a foto de uma baliza utilizada na CPTM – Companhia Paulista de Trens Metropolitanos.

Figura 21 A seguir é mostrado o diagrama em blocos de uma Arquitetura do sistema CBTC.

2.8 MÁQUINA DE CHAVE A máquina de chave é o equipamento que movimenta, trava e informa a posição, normal ou reversa, do aparelho de mudança de via (conhecido como “chave”). Pode ser acionada eletricamente ou manualmente através de uma alavanca ou manivela. O comando para acionamento operacional da máquina pode ser feito pelo sistema de sinalização, quando da solicitação de uma rota, ou no próprio local da instalação, elétrica ou manualmente, para atender uma manobra ou manutenção.

Fig. 23: Máquinas de Chave manuais

Fig. 24: Máquinas de Chave elétricas

Fig. 25: Máquina de Chave Pneumática Mecanismo de Operação da Máquina de Chave

Quanto ao seu mecanismo de operação, a máquina de chave apresenta as seguintes configurações: • Máquina de Chave elétrica: Opera com um motor elétrico de corrente alternada CA ou corrente continua CC. Seu mecanismo de acionamento pode ser puramente mecânico, através de engrenagens e barras, ou hidráulicos, que utiliza a pressão sobre o óleo em cilindros e válvulas; • Máquina de Chave Pneumática: Opera por meio de dispositivos pneumáticos movidos a ar comprimido. Esta máquina tem uma operação muito rápida, sendo indicada para pátios de classificação e instalações industriais, onde há facilidade na obtenção de ar comprimido para sua movimentação; • Máquina de Chave Talonável ou Não Talonável: Uma máquina talonável permite o deslocamento das agulhas, pela ação do friso do rodeiro, quando o trem entrar no aparelho de mudança de via pela sua articulação, sentido contrário ao das pontas das agulhas. São equipamentos, de qualquer tipo, que permitem o deslocamento da agulha pelas rodas de um trem ou veículo ferroviário, entrando pelo lado da articulação sem causar danos às agulhas do aparelho de manobra ou de suas conexões. Por esta característica, esta máquina é indicada para os pátios ferroviários, onde a velocidade é baixa e o procedimento é usual. Em contraposição, a máquina de chave não talonável não permite esta operação.

Fig. 26: Máquinas de Chave Talonáveis

Fig. 27: Máquina de Chave Tipos de Instalação de Máquina de Chave

Na EFVM são utilizados dois tipos de padrões de máquinas de chave: os padrões da JIS (Japonês - Japanese Industrial Standard) e AAR (Americano Association of American Railroads). A máquina de chave é rigidamente fixada aos próprios dormentes, para que possa garantir o travamento, a geometria e a permanência dos ajustes, mesmo com a intensa vibração e os esforços a que é submetida. Usualmente as ferragens e tirantes de acionamento e travamento são rebaixados e ficam, no máximo, a 3 cm acima da superfície dos dormentes. Esta precaução evita que as ferragens arrastadas pelos vagões, principalmente o tirante de freio, e vagões descarrilados que entrarem na chave danifiquem as ferragens. Como consequência, as agulhas podem se movimentar sob o trem, provocando um acidente. Para que a máquina de chave não se movimente sob um trem, o acionamento elétrico de seu motor é condicionado à liberação do circuito de via do aparelho de mudança de via, que detecta a presença do trem. As máquinas de chave no padrão AAR são dotadas de um dispositivo detector de ponta de agulha que promove a indicação da posição, dispensando o relé de indicação. A ponta da agulha que encosta no trilho deve ficar bem  junta ao mesmo, de forma a impedir a entrada do friso de um rodeiro entre ambos. A tolerância é de 5 mm.

O detector de ponta de agulha é um controlador de circuito elétrico que aciona contatos quando é movimentado mecanicamente pelas agulhas, através dos tirantes de comprovação, e envia comandos elétricos indicando a posição. Como é fixado de forma independente, na extremidade da ponta de cada agulha apresenta maior eficiência para detectar qualquer irregularidade com as agulhas. Caso isso ocorra, o detector não indicará a posição e sinalizará o defeito. Condiçõ es de Trabalho da Máquina de Chave

Como a máquina de chave é um equipamento eletromecânico, com tolerâncias milimétricas de ajuste, sua regulagem e a de seus tirantes de conexão ao aparelho de mudança de via é um ponto crítico para o bom funcionamento da instalação. A frequência da regulagem é proporcional ao número de operações da máquina e, geralmente, verificada semanalmente na oportunidade em que se executa a limpeza e lubrificação externa. O modo de ajuste e tolerâncias da máquina de chave é específico para cada tipo e fabricante. A regulagem da máquina de chave depende muito das boas condições de conservação e manutenção do aparelho de mudança de via. Os aparelhos de mudança de via apresentam com frequência os seguintes problemas que prejudicam, ou até impedem, a regulagem e reduzem a vida útil da máquina de chave: desquadramento, existência de laqueados por falta de socaria, falta de componentes de fixação, agulhas empenadas com pontas quebradas e apertadas demasiadamente na articulação, ocasionando um efeito de mola, e grande atrito no deslocamento das agulhas por falta de lubrificação. Para melhor ilustrar, a agulha é comprimida contra o trilho com uma força de 300 a 1.000 kg, dependendo do tipo de máquina. A máquina de chave trabalha em condições severas de poeira, calor, chuva e vibração. Estas condições de trabalho e os padrões de manutenção dos aparelhos de mudança de via da ferrovia devem ser considerados na escolha técnica e econômica de uma máquina de chave. São vários os fabricantes de máquinas de chave. Os principais encontram-se nos Estados Unidos, Europa e Japão. As máquinas de chave eletromecânicas, mais utilizadas, possuem as seguintes características operacionais: Tensão de operação, em corrente alternada CA: 110, 127 ou 220 V; Tensão de operação, em corrente contínua CC: 110 V; Corrente máxima de operação: 10 a 15 A; Força máxima para travamento: 300, 500, 750 e 1.000 kg; Tempo de operação: 4 a 10 s; Curso do movimento: 12 a 22 cm.

2.9 CONTROLE E SEGURANÇA DO TRÁFEGO Controle de Tráfego é o gerenciamento do conjunto de todos os movimentos de trens realizados pela ferrovia. Com o aumento da intensidade da circulação de trens foi estabelecido um gerenciamento centralizado, tornando a circulação de trens mais segura dinâmica e eficiente.

Defeitos e acidentes são sempre indesejáveis, a ferrovia mais segura é aquela por onde não circulam trens. Como isto não é possível, a aplicação correta dos conceitos de segurança e confiabilidade torna-se fundamental para a ferrovia. Uma grande quantidade de equipamentos e sistemas é disponibilizada pelo mercado para atender ao licenciamento de trens, ao controle de tráfego centralizado, detecção e correção de anomalias e prevenção de acidentes. O importante é que a escolha destes equipamentos e sistemas obedeça a critérios bem definidos com relação a segurança e confiabilidade. Para a segurança de circulação dos trens, as funções básicas da sinalização são: • Detecção de trens através de circuitos de via; • Operação, travamento e detecção das agulhas nos aparelhos de mudança de via (AMV), através de máquinas de chave, ferrolhos eletromecânicos e detectores de ponta de agulha; • Abertura e intertravamento de rotas e chaves, através de sinais, relés e circuitos lógicos; • Manter espaçamento entre trens para evitar colisões traseiras; • Não permitir abertura de rotas opostas e conflitantes para evitar colisões frontais e laterais; • Não permitir operação de chaves sob ou à frente do trem. Princípio da Falha Segura

Nos circuitos ditos vitais, como são os da sinalização ferroviária, é tradicionalmente aplicado o conceito de falha segura (fail safe), seja no projeto do sistema ou na fabricação do equipamento. O princípio da falha segura (fail safe) é aquele em que, quando da ocorrência de uma falha, não há comprometimento da segurança operacional devido a esta falha. Neste princípio, as informações que possam ser duvidosas são descartadas e, por algum modo, a anomalia é indicada. Segurança e Confi abilidade

Pelo seu uso ao longo do tempo, os equipamentos e sistemas têm sua segurança e confiabilidade comprometidos. O desgaste operacional natural, ação de distúrbios atmosféricos, vandalismo, erros operacionais e intervenções da manutenção, dentre outras causas, fazem com que haja uma degradação que compromete a segurança e a confiabilidade até de funções resguardadas pelo princípio da falha segura (fail safe). Esta degradação deve ser pesquisada e acompanhada de modo possibilitar ações preventivas que possam evitar defeitos frequentes ou de grandes proporções. Sempre é bom lembrar que um defeito ou acidente de grandes proporções nunca é provocado por uma única e grande causa e sim por uma sequência de várias pequenas causas imprevistas, que se combinam. A confiabilidade é função da probabilidade de falha e pode ser calculada sempre a nível de sistema ou de parte dele. Embora a confiabilidade de componentes e equipamentos do sistema possa ser alta, ela é variável. A

confiabilidade do sistema não é igual a de seus componentes e será tanto menor quanto maior for a complexidade do sistema.

2.10 INTERTRAVAMENTO O intertravamento é a parte lógica do sistema de sinalização e o responsável pela segurança da circulação dos trens. A partir de um comando e conhecendo a posição dos trens na via, o intertravamento estabelece rotas, verifica condições de segurança, posiciona os aparelhos de mudança de via e fornece o aspecto de sinal para licenciar os trens. O Intertravamento é um circuito elétrico lógico, implementado com relés vitais; e/ou microcomputadores, que se estende ao longo da ferrovia, em abrigos de alvenaria (housings) ou metálicos (cases). Quando solicitado, a partir da detecção dos trens na via e do controle das máquinas de chave, o intertravamento promove, dentro de condições perfeitas de segurança, o estabelecimento do sentido de tráfego e o alinhamento de rota que licenciará o trem. Usualmente, os circuitos do intertravamento são compostos por relés vitais, projetados de forma a atender ao conceito da “falha segura” (fail safe), isto é, qualquer falha ocorrida não compromete a segurança da circulação de trens, levando o sistema a condição mais restritiva do licenciamento. l icenciamento.

Fig. 28: Bastidores de Relés. Construção do Intertravamento

O intertravamento é construído a partir de duas tecnologias distintas, ambas atendendo ao princípio da “falha segura” exigido pelos componentes vitais: Circuito Elétrico com Relés:   Onde cada relé representa uma função a ser executada. Os relés são energizados e desenergizados a critério de uma lógica

que combina contatos abertos e fechados, em cadeia, de forma a haver sempre o cheque da função que se está executando. Estes circuitos são montados em bastidores, dentro de abrigos e caixas metálicas (cases), que são distribuídos ao longo da via férrea e interligados através de cabos de controle e sistemas de comunicação. Os abrigos de equipamentos localizam-se nos pátios, próximos dos aparelhos de mudança de via e as caixas metálicas nos circuitos de via, pontos de desvio, passagens de nível e detectores de anomalias. Circuito com Microprocessador:   Onde a lógica do intertravamento é processada através de um hardware, com processamento em redundância e software bem estruturado, com alto grau de confiabilidade. As funções executadas são processadas, simultaneamente, simultaneamente, por dois ou três processadores independentes e levados a um mecanismo de comparação e decisão, para confirmação e credibilidade da informação. O microprocessador vem substituindo o circuito com relés, pelas vantagens técnicas e econômicas que oferece. O intertravamento com microprocessador pode ser descentralizado, como na tecnologia de circuito elétrico com relés ou centralizado, quando instalado no centro de controle de ferrovias, ficando os periféricos (máquinas de chave, circuitos de via, sinais, detectores, etc.) distribuídos ao longo da via férrea e ligados ao centro de controle através de um meio de comunicação. A opção para centralização ou descentralização fundamenta-se na qualidade e capacidade do sistema de comunicação disponível e no protocolo de comunicação entre máquinas que é utilizado. Intertravamento distribuído e suas características

Utilizaremos para fins didáticos, como mostrado na figura 18, uma configuração de plano de vias sinalizadas composta por uma via férrea, entre dois pátios de cruzamento e com detecção dos trens através de circuitos de via. Nela o intertravamento está distribuído nos abrigos (housings) e caixas metálicas (cases) e interligado por um cabo de controle. O meio de comunicação conecta os abrigos ao centro de controle.

Fig. 29: Distribuição dos equipamentos Vamos Vamos rever rever alguns conceitos:

Sentido de Tráfego: É o sentido que se estabelece para a circulação de trens em um trecho da linha férrea.

Fig. 30: Sentidos de Tráfego. Rota:  Trecho da via férrea que será liberado para a circulação do trem. A rota pode ser composta por uma ou várias seções de bloqueio. Na figura 31 mostraremos o sentido de tráfego definido para a direita e duas rotas alinhadas (3D e 2D) que permitirão a circulação do trem X, do pátio A até o pátio B, posicionando-se dentro do pátio B para o cruzamento com o trem Y.

Fig. 31: Rota alinhada entre dois pátios.

Fig. 32: Licenciamento de Rota de um Trem

Na figura 33 mostraremos, em detalhe, as configurações de rotas no pátio de cruzamento. Observamos que rota não é sinal e sim uma função manifestada através de um ou mais sinais.

Fig. 33: Rotas em um pátio de cruzamento. Seção de Bloqueio:   Trecho da via férrea onde somente é permitida a circulação de um único trem, em um determinado sentido. A seção de bloqueio pode ser composta por um ou mais circuitos de via. Na figura 29 estão representadas duas seções de bloqueio de pátio (seções de bloqueio 1 e 3) e uma seção de bloqueio entre pátios (seção de bloqueio 2). Circuito de Via:  Circuito elétrico, que utiliza os trilhos como condutores, para detectar a presença do trem. Sinal:   Equipamento que, através de seus aspectos, fornece a licença ao maquinista. O sinal pode ser externo ou na cabine da locomotiva. No caso de sinal de cabine, o intertravamento transmite códigos de cabsinal, através dos trilhos.  Anom  An om ali as:   São detectadas por equipamentos específicos, indicadas pelo intertravamento e podem determinar ou não a parada do trem. São anomalias: o descarrilamento de um rodeiro, uma ferragem sendo arrastada por um vagão, a sapata de freio agarrada, o rolamento r olamento aquecido por um defeito, etc. Funções Lóg icas e suas Precedências Precedências As funções descritas a seguir referem-se à lógica de intertravamento. Comando:  a partir de uma requisição do centro de controle, através do sistema de transmissão de dados ou do painel local, o comando aciona ou cancela o estabelecimento do sentido de tráfego e da rota. E ainda, autoriza o controle local, a operação de travador elétrico e a proibição de acesso a um trecho da via. Indicação:  a partir de informações oriundas das próprias funções, fornece ao sistema de transmissão de dados e ao painel local as indicações de todas as funções comandadas e executadas, de posição de equipamentos e ocupação de circuitos de via. Sentido de Tráfego:   determina o sentido do tráfego, em um determinado trecho da ferrovia entre dois pátios de cruzamento, segundo solicitação do comando. Para que o sentido de tráfego possa ser invertido é necessário que

todos os circuitos de via do trecho em questão estejam desocupados e não deverá existir rota travada para acesso ao trecho. Circuito de Via:  detecta a presença do trem, através da ocupação feita pelo mesmo. São considerados todos os circuitos de via à frente, componentes da seção de bloqueio e das seções de bloqueio a que a rota se destina. Rota:  verifica as condições favoráveis à frente, em um trecho da ferrovia, para que o trem possa circular em segurança. As seguintes condições são verificadas: • Os circuitos de via à frente deverão estar desocupados, sem a presença de trem; • O sentido de tráfego deverá estar posicionado no sentido da rota requisitada; • Inexistência de alguma outra rota travada para acesso ao trecho por onde se alinhará a rota requisitada; • Inexistência da indicação de um detector de descarrilamento atuado no trecho. Controle de Máquina de Chave:   envia comando para a máquina de chave para que a mesma posicione o aparelho de mudança de via de forma coerente com a rota requisitada. Máquina de Chave:   movimenta o aparelho de mudança de via, segundo o comando recebido. Indicação de Máquina de Chave:   recebe a indicação de posição e da condição travada da máquina de chave. Travamento da Máquina de Chave:  corta a alimentação de energia elétrica para a máquina de chave, impossibilitando o movimento da mesma, se houver uma rota travada ou uma ocupação do circuito de via do aparelho de mudança de via (conhecido como circuito de via da detectora de chave). Travamento de rota:  trava a rota requisitada, sempre que sua execução for confirmada pela função verificação de rota. A partir do momento em que uma rota é travada, seu cancelamento somente poderá ser conseguido através dos seguintes procedimentos:

• Cancelamento Automático: quando o trem “aceita” a rota desocupando o circuito de via imediatamente à frente, no início da rota; • Cancelamento Imediato: quando é requisitado o cancelamento da rota e não há trem no circuito de aproximação. O circuito de via de aproximação é considerado o circuito imediatamente anterior ao início da rota; • Cancelamento com Contagem de Tempo: quando é requisitado o cancelamento de uma rota e há um trem no circuito de aproximação. Para que a rota seja cancelada é contado um tempo e, logo após, verificado se o trem não alcançou o circuito de via de aproximação. O trem já recebe sinal restritivo (vermelho) no início da contagem.

Verif icação de Rota:  verifica se todas as condições são favoráveis para que a rota requisitada seja travada e aciona o travamento de rota. São verificadas as seguintes condições: • Sentido de tráfego na posição; • Máquina de chave na posição; • Circuitos de via livres no trecho em que a rota será alinhada; • Inexistência de solicitação para “interdição de trecho da via”.  Aproximação:   é acionado quando é solicitado o cancelamento de uma rota travada e há necessidade da contagem de tempo para atender ao modo de cancelamento com contagem de tempo. Este tempo, que depende da velocidade e das condições de frenagem do trem, deverá ser o suficiente para permitir a parada do trem antes do início da rota. Normalmente, o tempo é de 3 minutos, para boas condições de frenagem e velocidade máxima de 60 km/h. Controle de Sinal:   controla, bloqueando ou desbloqueando a entrada e a saída nos pátios de cruzamento. São as seguintes as condições para desbloquear a entrada ou a saída de um pátio: • Rota verificada e travada; • Máquina de chave travada na posição coerente com a rota; • Trecho de via desocupado e livre para circulação; • Circuito de via desocupado no aparelho de mudança de via; • Inexistência de rota travada na direção contrária; • Inexistência de solicitação para interdição de trecho da via.  Anomali as:  aqui são recebidas todas as indicações de anomalias registradas por seus detectores no campo e acionado o controle do sinal, através da verificação de rota, para que um sinal restritivo (vermelho) seja enviado ao trem. Sinal:   sinal externo ao lado da via ou circuito lógico para composição e transmissão do código de cabsinal ao longo da via, no caso de sinal de cabine.

2.11 TRAVADOR ELÉTRICO O travador elétrico controla localmente a movimentação do aparelho de mudança de via que, saindo da via sinalizada, dá acesso ao desvio não sinalizado. Acoplado ao aparelho de mudança de via, o travador elétrico o imobiliza na posição "normal" e só libera sua movimentação, após solicitação do operador local e autorização do Centro de Controle Operacional. Existem dois tipos de travadores elétricos: • Travador Elétrico Motorizado: que utiliza uma máquina de chave para movimentação e travamento do aparelho de mudança de via; • Travador Elétrico Manual: que utiliza o dispositivo convencional (maromba) para movimentação manual do aparelho de mudança de via e possui, acoplado às pontas das agulhas, um equipamento

eletromecânico, semelhante a um detector de ponta de agulha, para mantê-las travadas. Para se fazer uma operação local, em qualquer um dos tipos de travadores elétricos, é necessária uma solicitação ao centro de controle, e também, enviando comando elétrico de solicitação de travador. O centro de controle autoriza, por um comando elétrico, através do intertravamento localizado na unidade de campo a qual pertence o travador elétrico. Ao receber o comando, o circuito de controle do travador elétrico observa condições que assegurem a parada de qualquer trem que por ventura esteja se aproximando e efetua as seguintes medidas: • Promove a abertura do circuito elétrico, ocupando o circuito de via onde se localiza o aparelho de mudança de via do travador elétrico. Com a ocupação, o intertravamento faz com que os sinais de acesso ao trecho apresentem aspecto restritivo (vermelho); • Faz a contagem de um tempo, normalmente 3 minutos, suficiente para que o trem que se aproximar, já recebendo um aspecto restritivo de sinal, possa chegar à parada total. Após a conclusão destas medidas, o travador elétrico libera o controle local, informando o fato através de uma indicação luminosa. O manobreiro pode manobrar o trem e, ao concluir, com o aparelho de mudança de via na posição normal, devolve o travador elétrico ao centro de controle. Um código de indicação de operação concluída será gerado para o centro de controle. O travador tem acesso direto aos trilhos para abrir o circuito de via através de juntas isolantes e causar a ocupação no mesmo.

Fig. 34: Travadores Elétricos

2.12 CENTRO DE CONTROLE DE OPERAÇÕES - CCO Cabe a este centro, que acompanha toda a malha da ferrovia, regularizar a circulação dos trens, tornando-a dinâmica e eficiente, através da identificação e recuperação de atrasos e concessão de prioridades. No CCO há o painel mímico onde os despachadores visualizam o tráfego dos trens ao longo da linha tronco e ramal. Neste local é possível fazer ou cancelar rotas, isolar trechos da via para manutenção, comunicar-se com os maquinistas via rádio, fazer previsões de chegadas em qualquer ponto da linha, programar trens, nomear trens, etc. Funções Operacionais do Centro de Controle Rastr eamento de Trens

Rastrear um trem significa identificá-lo e acompanhá-lo durante todo o seu percurso na via. No sistema com sinalização convencional, a ocupação de um circuito de via, em condições normais, caracteriza a presença de um trem. Esta informação levada ao centro de controle possibilita o rastreamento deste trem. Quando o trem entra na via sinalizada, promovendo sua primeira ocupação, o despachador deve prefixá-lo, ou seja, atribuir-lhe uma identificação. A identificação normalmente caracteriza o tipo da composição e o sentido de movimento na via. Outras informações também são associadas: • Programa do trem, contendo a sequência de atividades que irá realizar e dados do maquinista responsável; • Tipo e quantidade de vagões, carga por vagão, destino intermediário e final; • Identificação e quantidade de locomotivas; • Informações relativas aos clientes e outras de interesse da ferrovia. Licenciamento de Trens

O despachador, operador do Centro de Controle, licencia o trem através da solicitação para alinhamento de uma rota para o mesmo. Na ótica do centro de controle, o licenciamento é o processo de concessão de autorização para movimentação de trem sobre a via, observadas as condições de segurança, ou seja, inexistência de licenciamento anterior conflitante e liberação dos trechos pelos quais passa a licença. Na sinalização convencional, baseada em circuitos de via e intertravamento local com circuitos a relés ou microprocessadores, o centro de controle verifica as condições de segurança, reproduzindo a lógica do intertravamento de campo. São emitidas, mensagens de orientação ao despachador e permitido, somente, o acionamento de dispositivos válidos e que levarem a uma rota possível. As rotas solicitadas através do centro de controle podem ser unitárias, longas e memorizadas: Rota Unitária:  é caracterizada por uma seção de bloqueio de origem e outra de destino havendo entre as mesmas uma seção detectora de chave (circuito

de via do aparelho de mudança de via). Cabe ao centro de controle comandar o posicionamento adequado dos aparelhos de mudança de via envolvidos e o estabelecimento do sentido de tráfego entre os pátios da rota. Rota Longa:  envolve mais de um pátio de cruzamento. Quando o despachador selecionar trechos de origem e destino, consecutivos ou não, o sistema determina automaticamente os caminhos intermediários e desmembra a rota longa em rotas unitárias, comandando-as individualmente. Para tanto, são utilizados critérios como: trechos preferenciais de percurso sobre a via em função do sentido de movimento desejado, estado de ocupação de seções de bloqueio e eventuais licenças conflitantes ao longo da rota pretendida. Rota Memorizada:  Permite ao despachador o planejamento dos cruzamentos e movimentações futuras dos trens, solicitando rotas antecipadamente. A partir de uma solicitação, o sistema verifica as condições momentâneas impeditivas, memoriza a solicitação e passa a supervisionar as restrições, comandando as rotas tão logo seja possível.

Na figura 24 mostraremos a configuração de uma rota longa entre dois pátios de cruzamento, envolvendo as rotas 3D e 2D.

Fig. 24: Rota longa alinhada entre dois pátios.

2.12 INSTALAÇÕES DE CAMPO No campo iremos nos deparar com várias instalações construídas, sejam elas em alvenaria ou em estrutura metálica. Essas instalações possuem um nome específico de acordo com o material em que são construídas. Suas descrições encontram-se a seguir: • Housings ou Locações:  numeradas de 01 a 82 na linha tronco, são cases de equipamentos ao longo da linha, distantes 7 km uma da outra. Destinam-se a abrigar os equipamentos remotos de transmissão de dados e gerenciar o tráfego de trens nos 3,5 km abaixo e 3,5 km acima de onde estão localizadas Estão em contínua comunicação com o CCO. Para isso estão equipadas com subsistema de Comunicações. Possuem o subsistema Interloque (Intertravamento): este subsistema tem a capacidade de analisar as ordens emanadas do CCO, podendo executá-las ou não. Quando o interloque recebe um comando, após a análise e aprovação, atua sobre a máquina de chave e o BCT *.

• Cases:  são as caixas metálicas destinadas ao abrigo de equipamentos de intertravamento. Nas Cases são abrigados os relés de via, as fontes de alimentação para o circuito de via e os circuitos de intertravamento do licenciamento. São normalmente instaladas à margem da via junto às extremidades dos circuitos de via. As cases recebem, em função de sua função, as denominações: ET (Expedite Track) : intermediárias a uma seção de bloqueio, SB : Instalada nos extremos de seções de bloqueio e Travador Elétrico : destinada a comandar um travador elétrico. *BCT: iniciais de Brazilian Code Transmiter, são equipamentos que, comandados pelo interloque, geram os códigos que serão transmitidos através dos trilhos para os trens em circulação. Estes códigos irão representar as condições que o trem tem à sua frente: livre, limitado ou com algum impedimento que exija a sua parada.

2.13 ATC (AUTOMATIC TRAIN CONTROL) A supervisão do cumprimento da velocidade máxima é feita por um equipamento, à base de microprocessadores, contíguo ao sinal de cabine, instalado a bordo da locomotiva e conhecido por ATC (Automatic Train Control). A partir do conhecimento da velocidade máxima permitida no trecho e da velocidade real do trem, o sistema supervisiona o cumprimento desta velocidade máxima pelo maquinista e, caso a mesma seja ultrapassada, aciona o controle da aceleração e da frenagem, podendo promover até a parada total do trem. Se ocorrer desrespeito do limite autorizado, o Sistema ATC provoca o corte da tração da locomotiva e aplicação total de serviço, até a parada do trem. A lógica do processador permite, em um tempo predeterminado, a reação do maquinista para retomar a velocidade permitida, sem penalizá-lo. O princípio de funcionamento do ATC baseia-se na comparação entre as velocidades real e máxima no trecho. Seu processador traça duas curvas de velocidade: uma curva de velocidade máxima compatível com a distância de frenagem do trem típico da ferrovia e outra curva com a velocidade real do trem, naquele instante. O ponto de interseção entre estas curvas, quando a velocidade real torna-se coincidente com a velocidade máxima é um ponto de conflito e o sistema promove o corte dos motores de tração da(s) locomotiva(s) para reduzir a velocidade a níveis permitidos. Não conseguindo, são feitas aplicações parciais ou aplicação total de freio. O perfil de velocidade é obtido a partir de simulações em programas específicos, como o SAFEPRO (Safe Speed Profile) e confirmado através de testes reais, com o trem tipo circulando em trechos da ferrovia. O programa de simulação é alimentado com dados sobre o traçado horizontal e vertical da ferrovia, carga por eixo do trem, parâmetros e taxas de variação com o tempo para aceleração e frenagem, tempo de reação (atraso na execução de um comando) e utiliza as curvas características dos motores de tração para simular o movimento do trem. O perfil obtido corresponde aquele que permitirá o melhor desempenho operacional do trem. Nos trechos com traçado em condições menos favoráveis,

com curvas, aclives e declives acentuados, as condições de segurança são mantidas através de aspectos mais restritivos para o sinal. A distância de frenagem é função do traçado, da velocidade, da carga (peso) por eixo e do padrão e condições do sistema de freio do trem tipo. Sistemas mais sofisticados, empregados em metrôs e trens de alta velocidade realizam a manutenção da velocidade máxima acelerando ou freando o trem automaticamente. Estes sistemas são conhecidos como ATO, do inglês Automatic Train Operation. Os metrôs têm como característica uma circulação em alta velocidade, entre estações próximas. Na figura 28 temos um exemplo de perfil de velocidade, entre duas estações do Metrô de São Paulo, mostrando as curvas de uma operação manual e pelo ATO.

Fig. 28: Perfis de velocidade do metrô. Numa operação manual de um trem de metrô, as sucessivas acelerações e frenagens feitas pelo maquinista ou operador, para manter-se dentro dos limites da velocidade máxima, fazem com que o trem apresente um movimento descontínuo e irregular. Estas condições trazem, além do desconforto aos passageiros, um desgaste anormal de pastilhas e discos de freio e nos engates dos vagões. A operação em ATO, através do computador de bordo, com aceleração e frenagem automáticas, veio contornar o problema. A sensibilidade, rapidez e precisão do processador suaviza a aceleração e a frenagem entre as estações. Outro exemplo que será mostrado na figura 29 é o perfil de velocidade do Shinkansen, trem Japonês de alta velocidade, quando de sua chegada a uma estação. Nota-se o limite de velocidade máxima de 70 km/h para circulação sobre o aparelho de mudança de via.

Fig. 29: Perfil de velocidade do Shinkansen. Princípio de Funci onamento do ATC

Na figura 30 mostraremos os componentes de um sistema de ATC (Automatic Train Control) e descreveremos suas funções básicas.

Fig. 30: Diagrama funcional do ATC. Recepção de cabsinais

A função de recepção de cabsinais consiste em captar nos trilhos da via férrea, através de acoplamento eletromagnético, códigos de velocidade transmitidos pelos circuitos de via, decodificá-los e acionar indicações luminosas correspondentes aos aspectos de sinal, que indicam as velocidades máximas permitidas no trecho, no painel de operação.

Indicação de Velocid ade

O velocímetro existente no painel de operação é parte integrante do equipamento ATC e opera de forma independente, se o ATC estiver ligado ou não. A informação de velocidade real do trem é obtida através de transdutor conectado ao eixo de uma ou duas rodas da locomotiva. Este transdutor pode ser óptico, magnético ou elétrico. A apresentação da velocidade ao maquinista pode ser feita de forma analógica, através de ponteiro, barra de diodos leds ou mostradores numéricos digitais. Supervisão de Velocidade

O objetivo final do ATC é supervisionar a velocidade do trem, comparando as velocidades reais, praticadas a cada instante, com as curvas padrão, função dos códigos recebidos, de modo a garantir uma velocidade real abaixo do limite imposto pelo cabsinal. Esta garantia é conseguida através de interfaces do ATC com o sistema de controle da tração motora e frenagem do trem, que permitem ao ATC o corte da tração e aplicação de frenagem, caso a velocidade limite seja infringida. A figura 31 ilustra uma transição decrescente de códigos de velocidade onde o sinal verde corresponde à velocidade máxima autorizada (VMA) de 60 km/h, o amarelo a velocidade limitada (VL) de 44 km/h e o vermelho a velocidade restrita (VR) que determina a parada do trem. No exemplo da figura vê-se que o ATC, ao receber uma transição de códigos de VMA para VL ou de VL para VR, oferece 1.400 m para o maquinista mudar o patamar de velocidade, mantendo-a abaixo da curva. Em qualquer instante em que a velocidade do trem atinja a curva padrão, o ATC corta a tração do trem, liberando-a a 1 km/h abaixo do limite. Caso a velocidade continue a crescer mesmo com o corte de tração, em declives, por exemplo, ao atingir 2 km/h acima da curva padrão, o ATC aplica frenagem até a parada total da composição. Uma transição de VMA para VR, devido a uma quebra de trilho, falta de energia, defeito no ATC ou corte abrupto de rota pelo sistema de sinalização, é sucedida por uma aplicação de frenagem imediata pelo ATC, até a parada do trem.

Fig. 31: Perfil de velocidade do ATC.

Fig. 32: Curva Padrão de Frenagem do ATC Corte de Tração

O ATC corta a tração através da desenergização de um relé, denominado PCR (Pneumatic Control Relay), acompanhado de aviso luminoso no painel de operação, e tem como consequência a desaceleração da locomotiva até "vazio", cessando a tração. Atingida velocidade de 1 km/h abaixo da curva padrão e desde que o maquinista leve o acelerador para "vazio", a sinalização luminosa se apaga e a aceleração poderá ser retomada sem nenhum prejuízo para a circulação do trem.  Aplicação dos Fr eios

A aplicação dos freios consiste na desenergização de válvula magnética ou solenoide, denominada VM14, que acoplada ao conjunto de válvulas pneumáticas BD26, dará início ao processo de frenagem do trem. A partir da

desenergização da VM14, o restante do processo é automático, sem intervenção do maquinista. No momento da aplicação há uma redução de 8 psi no encanamento geral que estava com 90 psi. Passados 20 segundos ocorre outra redução de mais 16 psi, perfazendo um total de 24 psi que é a “aplicação total de serviço”. O ATC aciona o alarme sonoro e o luminoso, continuamente, até a parada total da composição. Após a parada do trem, o maquinista poderá levar o manipulador do freio na posição de “supressão” o que permitirá o fechamento da chave PCS e apagar o sinal luminoso. Voltando o manipulador para a posição "marcha" o movimento do trem torna-se possível e o maquinista poderá prosseguir obedecendo ao cabsinal. O conjunto de válvulas BD26 possui uma torneira, sempre lacrada, que possibilita o isolamento da aplicação de freios pelo ATC. Se houver um defeito de ATC para o qual não exista outra alternativa, desde que devidamente autorizado pelo Centro de Controle, o maquinista poderá quebrar o lacre e fechar esta torneira.

DLS - Detector de Linha Sinalizada

Cumprindo normas do Regulamento de Operação Ferroviária (ROF), o maquinista deve ligar o ATC toda vez que entrar em território sinalizado. Para garantir que este procedimento seja rigorosamente cumprido, foi desenvolvida a função detecção de linha sinalizada, no intuito de exercer vigilância continua sobre a posição da chave liga/desliga do ATC. Havendo código de velocidade nas bobinas de captação, o que caracteriza a presença do trem em território sinalizado, a chave "liga/desliga" do ATC tem que estar ligada. Caso contrário, a função DLS aplica frenagem ao trem, condição que permanecerá até que o maquinista ligue o ATC. Para que isto seja possível, a função DLS está sempre ativa, independentemente da condição da chave “liga/desliga” do ATC. O sistema de ATC deve ser ligado quando se entra na via sinalizada e desligado ao sair da mesma. Estes pontos estão localizados nas interfaces da via sinalizada com vias secundárias como desvios, pátios de manobra e terminais e dispõem de “loops”, por onde circula uma alta corrente elétrica na frequência de 100 Hz, instalados entre os trilhos. Os Loops são dispositivos colocados à margem da via, cuja finalidade é alterar o estado do DLS do ATC de linha para pátio. O DLS reconhece o local como sendo de transição ou mudança de estado de via sinalizada para pátio não sinalizado e vice-versa. A transição de estado da função DLS é feita quando a locomotiva passa sobre o “loop” e o sinal de 100 Hz é induzido nas bobinas de captação. Assim, se estava na condição “linha” ao passar pelo “loop”, o DLS passa para a condição “pátio” e vice-versa. Para garantir que, estando em território sinalizado, a função DLS esteja sempre em “linha”, a presença de código de velocidade verde (3 Hz) ou amarelo (2 Hz) também faz a transição para “linha” logo que é captado. A figura 33 mostra a instalação típica de um “loop” na via, que promove a transição da função DLS.

Fig. 33: Loop para transição do DLS. Registro d e Eventos do ATC

É um banco de dados, gerenciado internamente pelo ATC, no qual são registrados data, hora, velocidade, cabsinal, códigos de erro do ATC, alarmes, operação em modo permissivo, eventos de corte de tração e freio. Estas informações permitem a estatística e análise de ocorrências de interesse da operação e da manutenção. Os dados podem ser acessados através de microcomputador portátil acoplado ao ATC, utilizando software específico para esse fim. Considerações A dicionais

O conceito do ATC utilizado neste trabalho considerou uma recepção de código de velocidade pelos trilhos, na forma de sinalização convencional. Os sistemas ATC atuais são constituídos de microprocessadores, o que permite a comunicação direta com o Centro de Controle, através de sistema de comunicação de dados em estações terrestres ou satélites. Neste caso, os cabsinais discretos podem ser substituídos por perfis contínuos de velocidade, incorporados ao próprio licenciamento, e em função de condições específicas e dinâmicas da via e do trem (comprimento, peso, capacidade de tração, tipo de carga, etc.). Para referenciar-se aos marcos de licenciamento e pontos de aceleração ou redução de velocidade definidos pela curva recebida, o ATC pode trabalhar com coordenadas GPS e pelo acoplamento a unidades de leitura de transponders passivos (balizas), alocados entre trilhos, nos quais os marcos quilométricos seriam gravados. Traçando um paralelo entre o ATC convencional e aquele orientado pelo Centro de Controle, teremos: • As curvas padrão de velocidade deixariam de existir, seriam informadas diretamente pelo Centro de Controle e calculadas especificamente para cada caso; • A supervisão de velocidade seria feita da mesma forma atual, porém baseada na curva recebida do Centro de Controle; • A recepção de cabsinais seria substituída por um módulo de comunicação com o Centro de Controle; • A detecção de linha sinalizada não seria necessária. Não havendo licenciamento, o ATC aplicaria freio em caso de tentativa de movimentação do trem; • A indicação de velocidade e registro de eventos seriam mantidas na mesma forma.

2.14 DETECTOR DE DESCARRILAMENTO O descarrilamento de um rodeiro em um vagão tem como causas mais frequentes uma imperfeição da via permanente ou o defeito no truque de um vagão. Neste último destacam-se o deseixamento, quando a roda solta-se e corre pelo eixo, a quebra de uma roda trincada e a quebra da ponta do eixo , no rolamento. Na EFVM, o dispositivo é uma barra de ferro fundido, condutora de eletricidade instalada isolada eletricamente dos trilhos. Quando acionado o detector é destruído abrindo um circuito elétrico que aciona o alarme e para o trem. O projeto, a construção e a definição da posição de instalação dos detectores de descarrilamento ao longo da via férrea, foram objeto de um estudo que observou o comportamento de um vagão descarrilado sendo tracionado por um trem. Foram consideradas as seguintes conclusões: • Ocorrido o descarrilamento de um rodeiro do vagão, o trem continua circulando por uma distância considerável, sem que o maquinista perceba o problema, até encontrar um aparelho de mudança de via onde quase sempre há um acidente de maiores proporções, com o tombamento de vagões; • O rodeiro descarrilado e em movimento danifica, por onde passa, os dormentes e a fixação da superestrutura da via permanente; • Existem casos em que os defeitos nos vagões, em estado latente, provocam o descarrilamento quando os vagões são submetidos às vibrações provocadas pela passagem sobre um aparelho de mudança de via; • As ferragens arrastadas pelos vagões, comumente o tirante de freio, danificam os aparelhos de mudança de via e provocam acidentes. Assim, o detector de descarrilamento apresenta as seguintes características operacionais: • É instalado em posições distribuídas ao longo da via férrea e, prioritariamente, nas proximidades dos aparelhos de mudança de via para resguardá-los contra os rodeiros descarrilados e ferragens arrastadas. Para que o trem pare antes do aparelho de mudança de via, a distância do detector deverá ser equivalente ao comprimento do trem mais a sua distância de frenagem. • Ocupa o espaço entre os trilhos e nas laterais dos mesmos, do dormente até a altura do boleto, de forma ser um obstáculo destrutível por qualquer parte que se desprender do vagão (ferragem, lateral do truque, etc.) ou um rodeiro descarrilado; • É construído com materiais resistentes para suportar as condições severas de trabalho na via férrea: vandalismo, vibrações, condições climáticas, a própria manutenção da via permanente, etc. E tem resistência mecânica adequada para se partir quando sofrer o impacto de uma ferragem arrastada ou roda descarrilada. A atuação de um detector de descarrilamento deve ser seguida da parada imediata do trem, automaticamente ou através de uma informação ao

maquinista para que ele a faça. Nesta última condição, a confiabilidade do meio pelo qual a informação chega ao maquinista será fundamental. Nas ferrovias sinalizadas, o detector atuado envia um alarme ao intertravamento que corta a rota e o sinal do trem para sua parada. O Centro de Controle também é informado. Não havendo esta sinalização, o detector de descarrilamento poderá dispor de um meio de comunicação e levar o alarme diretamente ao maquinista através de um rádio ou informar ao Centro de Controle para que este contate ao maquinista. Como mostrado na figura 34, o detector de descarrilamento é constituído por uma barra metálica condutora de eletricidade, normalmente de ferro fundido ou ferrite, instalada transversalmente à via, ao longo de toda extensão do dormente e fixada ao dormente e ao trilho a uma altura pouco inferior a do boleto do trilho. A barra atravessa os trilhos através de furos na alma dos mesmos e fica presa por buchas isolantes que também fazem o isolamento elétrico entre a barra e os trilhos. A barra possui terminais nas suas extremidades e é ligada, através de fios, para compor um circuito em série com uma fonte que alimenta um relé. Ao ser quebrada por um tirante arrastado ou rodeiro descarrilado, a barra interrompe a continuidade do circuito elétrico série, o relé é desenergizado e aciona o alarme. Por ser destrutível, a barra tem que ser substituída a cada detecção, recompondo novamente o circuito.

Fig. 34: Detector de Descarrilamento.

Fig. 35: Detector de Descarrilamento

2.15 EOT (END OF TRAIN) O monitoramento da cauda do trem, no último vagão, fornece ao maquinista informações e controle da pressão do ar no encanamento geral do sistema de freios, além de acusar a presença do último vagão engatado, garantindo desta forma, a integridade de toda a composição do trem. As medições e o controle da pressão no encanamento geral, feitas na cauda, facilitam a operação de frenagem nos trens longos e as aplicações de freio em emergência. A supervisão da presença do último vagão garante que uma seção de bloqueio está realmente desocupada, após sua liberação pelo trem, e que não há nenhum vagão desgarrado. O trem chegou inteiro! O monitoramento da cauda do trem torna-se assim uma ferramenta complementar utilizada na detecção de trens em sistemas de licenciamento sem detecção contínua, através de circuitos de via ou contadores de eixos. O trem pode ser, com toda segurança, detectado como um todo pela simples detecção de sua locomotiva comandante. O sistema que realiza o monitoramento da cauda do trem é conhecido como “end of train” e constituído pelos dois equipamentos descritos a seguir: • Unidade de Informação e Controle, instalada na cabine da locomotiva, que contém toda a lógica de processamento, o display de informações e os controles para frenagem;

• Unidade sensora de cauda e frenagem, semiportátil, é colocada no último vagão quando da formação do trem e retirada no seu desmembramento. Esta unidade monitora a presença do vagão e, conectada ao encanamento geral, mede a pressão e executa a frenagem estabelecida pelo maquinista. A unidade contém, ainda, um sinalizador de cauda luminoso. A comunicação entre as duas unidades é feita através de um enlace de rádio, nas frequências de VHF ou UHF, com dois canais, cujos transmissores e receptores encontram-se nas próprias unidades do sistema de supervisão de cauda.

2.16 HOT BOX/ HOT WHEEL (DETECTOR DE CAIXA DE ROLAMENTO E DE RODA QUENTE) A detecção de um defeito em rolamentos dos rodeiros de vagões e locomotivas, bem como, de sapatas de freio agarradas, pode ser feita através da medição da temperatura destes componentes. O calor gerado pelo componente irradia luz infravermelha, cuja intensidade medida é associada a um nível de temperatura. O detector de defeito em rolamentos denominado “detector de caixa quente” (Hot Box) e o detector de sapata de freio agarrada denominado “detector de roda quente” (Hot Wheel), medem as temperaturas das rodas de vagões e locomotivas, através da radiação infravermelha emitida, as comparam com níveis de temperatura padrões e acionam um alarme quando a temperatura medida ultrapassar o máximo estabelecido. Os detectores estão localizados em unidades remotas ao longo da ferrovia, tem seus sensores instalados na via férrea e enviam informações para sua unidade de gerenciamento, no Centro de Controle, e ao Sistema de Sinalização, caso seja necessária a parada do trem. Detector de Caixa Quente (Hot B ox)

Um rolamento defeituoso em movimento vai se aquecendo continuamente. O processo deve ser paralisado antes que seja atingida a temperatura do “ponto de gota” da graxa lubrificante, ou seja, quando a graxa perde toda viscosidade e suas características de lubrificante. Nesta situação, o processo tende a se agravar a ponto de haver a fusão da caixa de rolamento, propiciando condições para um descarrilamento e grave acidente. São considerados dois níveis de temperatura para que o detector de caixa quente configure e acione um alarme, interpretado como rolamento defeituoso: • Nível absoluto: quando a temperatura da caixa de rolamento ultrapassar 96º C acima da temperatura ambiente; • Nível diferencial: quando a diferença de temperatura nas caixas de rolamento, instaladas em um mesmo eixo de rodeiro, ultrapassar 53º C.

Estes níveis de temperatura são utilizados na EFVM foram estimados inicialmente e corrigidos posteriormente com a prática. Podem variar em função das características da ferrovia e da configuração do sistema de detecção. Os detectores de caixa quente (Hot Box) são instalados ao longo da via férrea com um espaçamento de 80 a 100 km. Este espaçamento, definido experimentalmente, corresponde a maior distância admissível para que um rolamento, apresentando uma condição inicial de defeito, possa rodar sem elevar a temperatura ao ponto de degenerar a graxa lubrificante. Algumas ferrovias preferem reduzir este espaçamento, investindo em mais pontos de detecção, ao considerar uma relação custo/benefício alta com este procedimento. Os sensores dos pontos de detecção exigem que sua instalação seja feita em uma tangente da via, para que o trem passe alinhado sobre os mesmos, e em nível, para que os freios não estejam aplicados mascarando as medidas. As medidas de temperatura são feitas por dois bolômetros formando um par, instalados em alinhamento perpendicular à via, na altura da alma de cada trilho. São direcionados para cima de forma a captar a radiação infravermelha de todas as caixas de rolamento que passarem sobre ele. A figura 43 mostra em detalhe esta instalação. Para detecção da presença de cada rodeiro de forma a identificá-lo, acionar a medição pelos bolômetros, sincronizada com a passagem do rodeiro e possibilitar a identificação do sentido de circulação do trem, são utilizados pedais magnéticos (treadles) instalados nos trilhos e próximos ao boleto. Os pedais magnéticos são indutâncias (bobinas) conectadas a um circuito e que tem suas características elétricas variadas pela passagem do friso de uma roda no campo magnético que gera sobre sua superfície.

Fig. 36: Detalhe da instalação do pedal e do bolômetro. O processador do detector, no campo, detecta cada rodeiro através de sua passagem pelos pedais magnéticos (treadles). Como são dois pedais de cada lado, vide figura 36 o sentido da circulação do trem também pode ser conhecido, pela sequência da detecção. A identificação de locomotivas e vagões é feita através do intervalo de tempo com que os rodeiros são registrados em sua passagem pelos pedais. Um intervalo de tempo curto identifica o espaço entre rodeiros, um intervalo um pouco maior identifica o espaço entre engates e o intervalo maior identifica o espaçamento entre truques. O processador do detector monta todo o trem distinguindo locomotivas, vagões, truques e rodeiros, estes com as respectivas temperaturas da caixa de

rolamento. Estas informações são transmitidas para o Centro de Controle e, enriquecidas com informações sobre identificação de locomotivas e vagões do banco de dados do Centro, geram um relatório com a medição de temperatura em todo o trem. A ocorrência de um alarme no relatório é ressaltada sobre o rodeiro com problema, identificando o lado do mesmo que contém o rolamento defeituoso e a temperatura. O alarme, também, é enviado imediatamente ao despachador de trens, em forma de mensagem, e ao sistema de sinalização. Ambos devem promover a parada do trem, cabendo ao despachador orientar o maquinista sobre a posição do vagão com rolamento defeituoso. O relatório de medição do trem é analisado, também, pela manutenção de locomotivas e vagões para estatística e pesquisa de diagnóstico de falhas. Os detectores de caixa quente são, incontestavelmente, de grande valia para a prevenção de acidentes devido a rolamento defeituoso. Existem, entretanto, duas grandes preocupações com relação aos detectores: • O elevado índice de alarmes falsos, onde a causa não fica claramente definida, mesmo depois de examinado o rolamento. Embora algumas ferrovias consigam índices de 20%, o índice pode atingir 60% do total de alarmes; • Os alarmes falsos são atribuídos à dificuldade e incorreção no diagnóstico por parte do pessoal encarregado, despachadores do Centro de Controle e maquinistas; • O processo não detecta defeitos em sua totalidade, devido à dificuldade na interpretação e ao esfriamento da caixa de rolamento por uma parada do trem entre dois pontos de detecção. Nos Estados Unidos da América, no ano de 1996, existiam mais de 4.500 pontos de detecção em operação e ocorreram aproximadamente 41.000 alarmes, com uma média de 12 alarmes por dia em cada ferrovia. O índice de alarme falso foi de 50%, com um custo de paralisação de trens de US$ 82 milhões, ou seja, 20.500 alarmes falsos a US$4.000 cada. Investimentos em treinamento do pessoal, no aumento do número de pontos de detecção, na melhoria da localização dos pontos e nos processos de detecção e identificação dos rolamentos e vagões, tem sido a solução para a redução dos alarmes falsos. Detector de Roda Quente (Hot Wheel)

Uma sapata de freio presa à roda, provocada por um defeito, tende a travá-la. É exigido um esforço de tração adicional para arrastá-la, com o consequente aumento do consumo de combustível, e uma redução da vida útil da sapata de freio pelo desgaste desnecessário. O nível de alarme acontece quando a temperatura da roda ultrapassa a 252ºC acima da temperatura ambiente. Não há necessidade da parada imediata do trem, que pode continuar circulando até uma posição mais favorável, onde será feita a isolação do freio para soltar a sapata. O detector de roda quente é um subproduto do detector de caixa quente, pois utiliza toda sua infraestrutura de processamento, transmissão de dados e relatórios.

O alarme é registrado no relatório de medição da temperatura do trem, de maneira similar ao da caixa quente. Uma mensagem é dirigida ao despachador que decidirá sobre a parada do trem e providências relativas ao maquinista. Na figura 37 temos uma instalação típica de um detector de caixa e roda quente. Os sensores são conectados a uma unidade de processamento e os dados são transmitidos, através de um meio de comunicação, para o Centro de Controle. O sensor de roda quente é posicionado obliquamente, fazendo um ângulo de 30º com uma perpendicular à via férrea, para que possa medir cada uma das rotas do rodeiro que passar à sua frente. O anteparo é sua referência para medir a temperatura ambiente.

Fig. 37: Instalação típica do detector de caixas de rolamento e rodas quentes.

Fig. 38: Instalação Típica dos Sensores HB/HW

2.15 SINALIZAÇÃO DA PASSAGEM DE NÍVEL A passagem cruzando a ferrovia é garantida por lei e sempre teve nos acidentes um problema crônico, com danos materiais e pessoais, mesmo naquelas passagens de nível bem sinalizadas. Como é alto o investimento para a construção de uma passagem superior, através de viaduto, ou passagem inferior, por uma trincheira, a grande maioria dos cruzamentos de ruas e rodovias com a ferrovia são feitos no mesmo nível. A sinalização de uma passagem de nível obedece a normas internacionais e da ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. A complexidade da sinalização a ser escolhida está relacionada com a densidade e velocidade da circulação de trens e a densidade do trânsito de veículos rodoviários e pedestres. Estas condições podem até inviabilizar uma sinalização, como solução para dar segurança ao cruzamento sem prejuízo ao trânsito, e viabilizar soluções por viaduto, trincheira ou passagem superior para pedestres. A sinalização básica de uma passagem de nível é feita através de placas indicativas, tanto do lado da ferrovia quanto do lado da rua ou rodovia que a cruza, As placas instaladas na ferrovia indicam a distância a percorrer até uma passagem de nível à frente e determinam ao maquinista reduzir a velocidade e fazer o uso da buzina para advertência. As placas indicativas da rua ou rodovia são padronizadas em forma de “xis”, indicando a existência do cruzamento com a via férrea e a parada obrigatória para observar a aproximação de algum trem. Estas placas são instaladas nos dois lados do cruzamento, como mostrado na figura 39.

Fig. 39: Instalação de sinalização em uma passagem de nível. As passagens de nível com maior movimento, sejam urbanas ou rodoviárias, são dotadas de sinais luminosos que piscam intermitentemente na cor vermelha, sinal sonoro tipo campainha e, opcionalmente, da instalação de cancelas ou barreiras motorizadas que sobem e descem interditando o trânsito de veículos e pedestres. Todos estes dispositivos podem ser acionados manualmente ou automaticamente pela aproximação do próprio trem. No acionamento automático, a detecção do trem e o acionamento da sinalização luminosa e motor de cancela é feito por circuitos de via de corrente contínua, corrente alternada, audiofrequência ou alta frequência, escolhidos de modo a serem compatíveis tecnicamente com uma eletrificação ou outro circuito de via da sinalização, se existentes.

São também utilizados, detectores de infravermelho, pedais eletromagnéticos (magnetics treadles) ou pedais mecânicos. Todos estes processos de detecção alimentam um circuito lógico a relé ou com microprocessador que identifica o sentido de circulação do trem, pela sequência na detecção, opera a sinalização da passagem de nível na aproximação do trem e a desopera quando a cauda do trem livrar a passagem. Estes circuitos de via tem o princípio de funcionamento idêntico ao de um circuito convencional e são mais econômicos, pois todo equipamento encontra-se em uma mesma caixa e não há necessidade do lançamento de cabos e a instalação de uma fonte na outra extremidade do circuito, onde os diodos fazem o retorno e retificam a corrente alternada. As ferrovias eletrificadas e/ou sinalizadas, com detecção de trens a partir de circuitos de via, utilizam circuitos de via de audiofrequência ou de alta frequência para acionamento da sinalização automática nas passagens de nível. Estes circuitos de via dispensam a utilização de juntas isolantes e são instalados sobrepostos aos circuitos existentes na ferrovia, com total compatibilidade técnica e operacional. O acionamento automático da sinalização de uma passagem de nível, a partir da detecção do movimento do trem, evita um acionamento prematuro em uma passagem próxima a uma estação ou pátio de manobra, onde o trem pode ficar parado sobre o circuito de via da passagem.

3.0 COMUNICAÇÃO FERROVIÁRIA A utilização de modernos sistemas de comunicação nas ferrovias foi fundamental para o desenvolvimento de novos sistemas de controle de tráfego centralizado, licenciamento e controle de velocidades, detecção de anomalias e prevenção de acidentes. Os Sistemas de comunicação via rádio passaram a oferecer, além da conversação de voz, grandes facilidades para troca de informações, através da transmissão de áudio, entre operadores, maquinistas e pessoal de manutenção. A implantação de sistemas de comunicação via rádio, via cabo coaxial e cabo de fibras ópticas, possibilitou a transmissão de dados, para processamento em tempo real, entre equipamentos de sinalização no campo, embarcados nas locomotivas e equipamentos no centro de controle. O sistema de comunicação efetua a transmissão e recepção dos eventos entre o CCO e o campo. As ordens emanadas do CCO são transmitidas ao campo e os eventos do campo são transmitidos ao CCO, possibilitando a atualização constante no painel mímico do que está ocorrendo ao longo da linha, como posição dos trens, rotas feitas, etc.

3.1 ELEMENTOS DE UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO

A Fig. 47 mostra os elementos que compõem um sistema de comunicação. A informação transmitida e recebida pode ser som, imagem ou dados.

Fig. 47 - Sistema de Comunicações

3.2 COMUNICAÇÃO VIA SATÉLITE O satélite é usado como meio de comunicação, nacional e internacional, de longa distância. Os satélites de comunicação normalmente são colocados em posição geoestacionária sobre a linha do Equador, a 36.000 km de altitude. Sua órbita circular tem o período orbital coincidente com o período de rotação da Terra, de 23 horas e 57 minutos a condição geoestacionária seja mantida. Os satélites não se comunicam entre si. Atuam como estações repetidoras de múltiplo acesso para as estações de comunicação terrestres, recebendo sinais que são amplificados e retransmitidos de volta a Terra. Em uma transmissão de longa distância, onde a curvatura da Terra exige a utilização de mais de um enlace de satélite, há um comprometimento na qualidade da informação, principalmente na comunicação de dados. Isto acontece devido ao somatório de atrasos de 120 ms na comunicação, por cada enlace, causado pela grande altitude. Um atraso de 720 ms, pelo uso de três satélites, já compromete a comunicação telefônica. Como estão a grande altitude, os satélites alcançam grandes distâncias e não sofrem muitas interferências pelos obstáculos do relevo terrestre. O meio de transmissão é via rádio, na faixa de frequência 4 a 8 GHz. Para superar as grandes distâncias envolvidas são utilizadas antenas especiais de alto ganho, alta potência de transmissão e moduladores mais resistentes ao ruído.

Fig. 48 - Estrutura Básica de Comunicação Via Satélite Posicionamento através de Satélite - GPS

O GPS - Global Positioning System é um sistema usado para se determinar a posição geográfica (latitude e longitude) de um ponto qualquer, na Terra ou em seu espaço, através do uso de satélites. Foi implantado e é mantido pelo governo dos Estados Unidos da América para uso militar e civil. O GLONASS é o seu equivalente Russo. É uma tecnologia consolidada, disponibilizada e controlada pelos americanos e amplamente utilizada para localização na navegação aérea, navegação marítima e transporte terrestre, embora não haja compromissos que garantam sua plena e constante utilização. Para realizar toda cobertura terrestre, o sistema GPS utiliza uma constelação de 21 satélites, dos quais três são reservas, posicionados em seis órbitas diferentes, a 18.500 km de altitude. Cada satélite completa uma órbita, com período constante, a cada 12 horas. Os satélites transmitem dois sinais em código. Um sinal chamado P de uso exclusivo das forças armadas americanas, que opera com maior quantidade de bits por segundo e por isto proporciona maior precisão no posicionamento, que é feito com erro de 16 m. O outro sinal chamado C/A, facultado ao uso civil, tem precisão com erro de 30 m, mas o sinal é deliberadamente degradado pelos operadores, que controlam o sistema, e o erro sobe para 100 m. Nestes erros, estão embutidos 7 m devidos a problemas efêmeros entre a transmissão e a recepção, causados pela refração do sinal de código na sua propagação através da atmosfera e sua reflexão na superfície terrestre e seus contornos. Para determinarmos nossa posição, em qualquer ponto da superfície terrestre, utilizamos um equipamento receptor de sinais de GPS, que recebe sinais codificados enviados por três satélites da constelação. O receptor de GPS que dispõe de um microprocessador, determina sua posição (latitude e longitude) a partir do cálculo de sua distância a cada um dos três satélites. Como a posição dos três satélites é conhecida, ao cruzar suas distâncias aos mesmos o receptor terá sua posição bem definida. Uma curiosidade neste tipo de comunicação foi o sistema implantado pela ALL - América Latina Logística. Como o monitoramento da frota de ativos é uma operação fundamental para qualquer empresa de logística, na ALL todos os trens são monitorados via satélite através do sistema GPS. Isto garante o acompanhamento dos vagões em tempo real enquanto estiverem anexados a um trem. Embora os processos de otimização do ciclo de vagões estivessem

bastante avançados para o trem, a companhia ainda encontrava dificuldade em rastrear os vagões em tempo real quando eles estavam dentro dos pátios de manobra. Este fato ocorre devido à complexidade da operação e o atraso no apontamento, que é feito de forma manual. Visando preencher essa lacuna no sistema de rastreamento, em 2005 a empresa optou por desenvolver um projeto de rastreamento de vagões por RFID - sistema de identificação por radiofrequência. Foram estudadas diferentes tecnologias para fazer o rastreamento dos vagões, desde o código de barras até o RFDI. Foi concluído então que as etiquetas magnéticas, as chamadas “Tag's”, seriam a melhor solução para a operação. Com um investimento de 1 milhão de reais no projeto de Tag's, a ALL complementou seu sistema de rastreamento de locomotivas já existente, baseado no computador de bordo , utilizando a transmissão de dados por satélite via GPS, com um sistema de identificação de vagões. Hoje, o monitoramento por meio destas etiquetas magnéticas já está instalado em cerca de 150 vagões de combustível que percorrem a região de Curitiba, no trecho Araucária – Paranaguá. Esses vagões são identificados com Tag's. Ao longo do trecho 11 leitoras são instaladas, também nas estradas dos terminais dos clientes, informando o exato instante de passagem do vagão. A idéia é utilizar essa rota em laboratório de testes antes de expandir o sistema para toda a malh. O envio dos dados via GSM é feito em parceria com a TIM. Quando as leitoras captam os dados, as Tag’s fixadas nos vagões, as informações são enviadas automaticamente, vida rede GPRS da TIM, à Central de Controle da ALL. A partir daí, os dados são processados no sistema de informação, dando visão clara da localização dos vagões. A escolha pela operadora se deu por apresentar a melhor combinação Custo x Cobertura x Agilidade. Atualmente a ALL administra 16.397 km de malha ferroviária 629 locomotivas e 18.939 vagões em todo o Mercosul. Entenda o funci onamento das Tag's e suas leitoras

Um sistema de identificação por radiofrequência - RFID é formado por TAG' s (etiquetas magnéticas que possuem identificação única), leitoras, um sistema de transmissão de dados e um sistema de informação que gerencia os dados captados pelas leitoras. A identificação acontece quando o TAG passa sobre uma leitora e recebe as ondas de rádio emitidas por elas. A energia das ondas eletromagnéticas é suficiente para energizar o TAG para que ele envie seu número de identificação de volta para a antena. Todos os dados captados pela leitora são enviados para a sede da empresa via rede GSM/TIM e processados pelo TRANSLOGIC - Sistema de Informação Operacional da ALL. Assim, a posição dos vagões pode ser identificada sem interferência humana no processo, Depois de consolidada nessa frota de 150 vagões, a tecnologia será expandida para os demais pátios e vagões da ALL com o objetivo de rastrear com mais precisão a posição dos vagões e com isso gerar informações mais precisas internamente para as áreas operacionais e externamente para os clientes.

Fig. 49: Configuração do posicionamento por satélite,

3.3 COMUNICAÇÃO VIA RÁDIO A comunicação através de rádio está relacionada com a existência de uma onda eletromagnética, que interliga a antena de uma estação transmissora a antena de uma ou várias estações repetidoras. Esta onda eletromagnética propaga-se no espaço modulada em uma frequência portadora, que distingue o canal de informação. Cada sistema de rádio, seja ele um sistema de transmissão via microondas, uma emissora comercial de rádio ou televisão, uma rede de rádio comunicação móvel, telefonia celular, etc. possui suas frequências portadoras bem definidas. Estas frequências são escolhidas dentro do espectro de frequências e autorizadas através de um projeto devidamente homologado  junto aos órgãos governamentais, no Ministério das Comunicações. As transmissões de rádio feitas sem o cumprimento desta formalidade são clandestinas e passíveis de punição legal. Como as ondas irradiam-se pelo espaço, dispensando qualquer meio físico, a implantação de um sistema de comunicação via rádio é bastante facilitada e apresenta custos menores, Seu desempenho, no entanto, é comprometido pelas condições atmosféricas e geográficas, através da refração dos sinais na ionosfera, reflexão dos sinais em obstáculos, no solo e na água e difração dos sinais em montanhas,

Sistema de Radiocomuni cação Móvel

Um sistema de radiocomunicação móvel deve ser cuidadosamente especificado, principalmente para atender sua condição de mobilidade, Estes sistemas têm sido compelidos ao uso de frequências mais altas devido ao congestionamento da faixa inferior do espectro de frequências. Há um comportamento atípico dos sinais de rádio em altas frequências pela mobilidade do usuário, que normalmente está se deslocando, e condições geográficas do terreno (montanhas, prédios, árvores, etc.). A velocidade de movimentação do usuário causa um deslocamento na frequência e, como

consequência, um ruído devido a esta variação. Os obstáculos da geografia espalham os sinais de rádio fazendo com que os mesmos percorram vários caminhos até alcançarem o receptor. Um bom sistema de radiocomunicação móvel deve possuir as seguintes características: • Clareza na comunicação; • Cobertura completa em toda a rede; • Facilidade na localização e acesso ao usuário; • Facilidade de gerenciamento operacional da rede; • Possibilidade de comunicação de dados; • Conectividade com outras redes; • Flexibilidade para expansão, A radiocomunicação é feita através das seguintes configurações: Rádio a rádio: Comunicação direta entre dois ou mais rádios. É utilizada em área limitada ou curta distância, em região de fácil propagação. Estação repetidora: Uma estação retransmite os sinais transmitidos por um rádio, dando-lhe maior alcance. Instalada em local estratégico, a estação repetidora possibilita uma área de cobertura maior para a rede de rádios. Estação base:  Opera como a estação repetidora descrita acima. As estações base são interligadas permitindo a interligação das áreas de cobertura de cada estação.

O sistema utilizado para radiocomunicação é fabricado em tecnologia digital ou analógica, pode ser multi-canal e possibilitar tanto a comunicação de voz como a comunicação de dados entre máquinas. Mostraremos na Fig. 50 abaixo, a configuração simplificada de uma rede de rádio operacional, utilizando estações rádio base.

Fig. 50 - Sistema de Radiocomunicação com estação base. Citamos alguns exemplos da aplicação de um sistema de radiocomunicação móvel na operação ferroviária: • Utilizando comunicação de voz no apoio operacional: em emergência, auxílio e orientação operacional, acionamento da manutenção, etc.

• Utilizando comunicação de voz e dados para licenciamento dos trens. • Utilizando comunicação de dados para o controle centralizado do tráfego e licenciamento de trens, interligando os equipamentos de sinalização de campo ao centro de controle. • Utilizando comunicação de dados para supervisão e análise operacional do trem, auxílio ao maquinista e supervisão do cumprimento das velocidades máximas permitidas.

3.4 COMUNICAÇÃO VIA CABO DE FIBRAS ÓPTICAS A transmissão via cabo de fibras ópticas tem se tornado, em todo mundo, o principal meio de transmissão de comunicações. Sua grande capacidade, longo alcance, qualidade e segurança a tornaram imbatível em relação aos meios tradicionais de transmissão via cabo metálico e rádio. E o tipo de transmissão utilizado para a comunicação em toda a EFVM. A comunicação óptica caracteriza-se pela utilização de radiação infravermelho conduzida no interior de uma fibra óptica. Os sinais transmitidos e equipamentos utilizados na transmissão e recepção são de tecnologia digital. 3.4.1 Característic as da Transmissão por Cabo d e Fibras Ópticas Listamos abaixo características gerais do sistema de transmissão de comunicações por cabo de fibras ópticas: • Permite enlaces longos. Isto se deve às reduzidas perdas na fibra óptica, inferiores a 0,5 dB/Km; • Possui velocidade de transmissão muito elevada, superior a 1 Gbps; • Apresenta segurança, robustez e é completamente imune a ruídos e interferências.

A fibra óptica é um isolante elétrico, não conduz eletricidade e não sofre indução eletrostática ou eletromagnética, proveniente de descargas atmosféricas ou campos magnéticos próximos, como acontece com o cabo metálico. Assim, oferece excelente proteção para os equipamentos eletrônicos nela conectados; • É indicada para redes industriais e ferrovias com tração elétrica, que são ambientes ricos em fontes de indução e espúrios elétricos. Nas comunicações, o decibel expressa ganhos e perdas em sinais de informação. 3.4.2 Aplic ações da Transmi ssão por Cabo de Fibras Ópti cas A transmissão por cabo de fibras ópticas é aplicada na comunicação de longa distância interligando cidades, países e continentes, para o tráfego de telefonia, televisão e dados. Os sistemas de transmissão são todos interligados, formando uma rede de comunicação, de forma proporcionar caminhos alternativos para o caso de defeito ou sobrecarga em um determinado trecho.

Nesta transmissão, para permitir um alcance maior dos sinais ópticos, são usados amplificadores e regeneradores, em quantidade proporcional ao comprimento, do enlace e a velocidade de transmissão empregada. A fibra utilizada é do tipo monomodo, de sílica (vidro), que possui menor atenuação ao sinal óptico. A radiação infravermelha é feita através de diodo LASER, de maior alcance. A transmissão por cabo de fibras ópticas é, também, utilizada em comunicação de curta distância, como opção ao cabo metálico, nas seguintes condições: • A velocidade de transmissão é muito elevada. • A interferência ou o ruído é alto, impedindo o uso do cabo metálico. • A atenuação no cabo metálico obrigar a utilização de regeneradores, onerando a instalação. Um exemplo da utilização de transmissão por fibras ópticas em curta distância é a rede telefônica celular, onde as fibras ópticas interligam as estações radio base (ERBs). A utilização de cabo metálico obrigaria a instalação de regeneradores e a fibra óptica não tornando-se mais econômica. Nas redes industriais, a transmissão por cabo de fibras ópticas é empregada por suas características de isolação e imunidade a interferências provocadas pelo ambiente. Nestas redes, podem ser utilizadas fibras ópticas plásticas, mais econômicas do que a de sílica (vidro).

3.5 A BORDO DA LOCOMOTIVA Na ferrovia moderna a locomotiva é um dos principais focos de desenvolvimento tecnológico. O controle dos sistemas de tração e de frenagem e a supervisão do desempenho operacional do trem e de seu maquinista estão sendo realizados através de meio eletrônico, com microprocessadores, adquirindo qualidade, precisão e facilidade operacional. As áreas de sinalização e controle embarcadas e os sistemas de comunicação com a locomotiva não fogem a regra, desenvolvendo-se com a mesma rapidez. 3.5.1 Comun icação, Licenciamento e Processamento de Infor mações

Neste tópico, descreveremos os sistemas de comunicação, licenciamento e informação embarcados nas locomotivas e que são utilizados atualmente. Cada ferrovia projeta seu sistema de acordo com sua necessidade operacional, aproveitando facilidades e sistemas existentes e, naturalmente, dentro de sua disponibilidade. Neste contexto ressaltamos a importância da execução de um projeto harmônico, integrado, com arquitetura aberta e expansível de forma a atender necessidades operacionais futuras e a atualização tecnológica. Sempre é bom lembrar que serão várias as informações trocadas com o maquinista, o que determina que a interface “homem máquina” ser a mais amigável possível.

Comunicação com a Locomotiva

A locomotiva parada ou em movimento utiliza vários meios de comunicação para receber o licenciamento, transmitir e receber informações operacionais e acusar sua posição geográfica ao longo da ferrovia. São os seguintes os meios de comunicação com a locomotiva: • Trilhos: utilizados como meio de transmissão de informação para licenciamento dos trens. Os sinais transmitidos pela sinalização através dos trilhos são captados, por indução eletromagnética, pelas antenas instaladas na locomotiva; • Via Férrea: informações são transmitidas e recebidas por equipamentos da sinalização através de antenas instaladas entre os trilhos ou na margem da via, em posições definidas e consecutivas. Estas informações são trocadas com a locomotiva, por acoplamento eletromagnético; • Radiocomunicação: transmissão e recepção de mensagens escritas e/ou verbais, entre o maquinista e o centro de controle, que tem como meio de comunicação estações de rádio terrestres ou satélites. Licenciamento do Trem

O licenciamento para circulação do trem é levado ao maquinista, na locomotiva, através de um dos meios de comunicação e se apresenta nas seguintes formas: • Sinal de Cabine ou Cabsinal: licencia e determina a velocidade máxima a ser obedecida pelo trem; • Terminal de Dados e Vídeo: exibe telas que permitem o licenciamento do trem a troca de mensagens operacionais, entre o maquinista e o centro de controle. Nos sistemas mais avançados e instrumentados são mostradas as condições do traçado da ferrovia, em planta e perfil, posição do trem, esforços de tração e compreensão nos engates, distribuição da pressão de ar no sistema de freio e a supervisão da cauda do trem; • Transmissor e Receptor de Rádio: usado para comunicação de voz, na troca de mensagens verbais, entre o maquinista e o centro de controle. O aspecto do sinal de cabine licencia o maquinista indicando a velocidade máxima que deverá ser cumprida, no momento e naquele trecho. Este sinal pode ser recebido de duas formas: • Na forma contínua, transmitida pelos trilhos através dos circuitos de via ou por comunicação de dados ininterrupta, através de rádio; • Na forma descontínua, transmitida através de antenas instaladas na via férrea, em posições definidas pelas seções de bloqueio, ou por mensagens transmitidas via satélite. Em ambos os casos, a informação recebida é memorizada e prevalece até o recebimento de nova informação,

Computador de Bordo

O computador de bordo processa informações operacionais que são trocadas com o maquinista e, também, com o centro de controle. Ele pode assumir varias configurações, dependendo do sistema de licenciamento adotado e do nível de instrumentação existente, para supervisão e controle dos processos. Sua finalidade principal é auxiliar operacionalmente o maquinista e dotar o centro de controle de um banco de dados para suporte ao gerenciamento operacional. A seguir descreveremos algumas funções que podem ser configuradas no computador de bordo: • Licenciamento e controle de velocidade do trem; • Determinação da posição do trem a partir de referências (transponders) instaladas ao longo da via e pelo sistema de posicionamento por satélites (GPS); • Determinação da posição do trem a partir de um banco de dados contendo um plano de vias com todo traçado da ferrovia, em planta e perfil, e informações reais de percurso do trem provenientes dos seguintes instrumentos: - Giroscópio, que identifica inclinações horizontais e verticais; - Tacômetro axial, que mede velocidade linear e angular; - Acelerômetro, que mede aceleração; - Tacógrafo, que mede quilometragem. • Informação da cauda do trem passada por equipamento “end of train”, mostrando a integridade do trem e a pressão no encanamento geral do sistema de freio; • Informação gráfica sobre as tensões longitudinais no trem, a partir de medida de pressão e compressão feitas nos engates dos vagões por instrumentação específica ou algoritmos de simulação que calculam os esforços em função do .peso, aceleração e perfil da via; • Registro e controle do consumo de combustível a cada instante; • Informação gráfica sobre a corrente elétrica nos motores de tração que identificam a distribuição de potência nos locomotivas; • Outros parâmetros operacionais. Na figura 51 temos uma configuração para comunicação, licenciamento e processamento de informações operacionais, a bordo da locomotiva. Seguem os códigos da figura: • ANT: Antena que recebe as informações operacionais e de licenciamento, através dos trilhos ou “transponders” instalados na via, enviando-as ao computador de bordo; • TDD: Terminal de dados que faz a interface “homem-máquina” com o maquinista. Mostra o licenciamento e possibilita a troca das informações operacionais; • COB: Computador de bordo, processa informações, licencia e supervisiona o cumprimento das velocidades máximas; • GPS: Sistema de localização através de satélites; • RCO: Equipamento de rádio digital para comunicação de voz e dados com o Centro de Controle, via sistema de radiocomunicação terrestre ou satélite.

Fig. 51: Sistema de comunicação, licenciamento e processamento a bordo da locomotiva

4.0 SINALIZAÇÃO FERROVIÁRIA NO ROF (REGULAMENTO DA OPERAÇÃO FERROVIÁRIA) SINALIZAÇÃO MANUAL

Os sinais manuais deverão ser somente utilizados em situações de emergência.

Emergência

Dois braços agitados alternadamente sobre a cabeça ou na linha da cintura

4.1. SINALIZAÇÃO ACÚSTICA 4.1.00 Buzina de Locomot iva e Equipamentos de Linh a

Deve ser utilizada nos seguintes casos: • 4.1.1 Um acionamento longo: -A partir de 500 metros antes das Estações; - Pontos de cruzamento com outros trens, com outra via férrea, túneis, pontes e viadutos ferroviários; - Em lugares ou situações de pouca visibilidade; - Quando se notar a presença de pessoas ou animais na linha; - Antes do engate ou movimento do trem, locomotiva ou equipamento de linha; - Quando houver placas de advertência cujo significado seja “BUZINE”, “HOMENS TRABALHANDO NA LINHA” ou “EQUIPAMENTO MECANIZADO NA LINHA ADJACENTE”; - Ao aproximar-se da cauda de outro trem em cruzamento e ultrapassagem. • 4.1.2 Dois acionamentos longos, um acionamento curto e um acionamento longo: - Entre 05 h e 22 h, antes de PN' s desprovidas de cancelas ou canceleiros, ou ainda quando não houver confirmação prévia do canceleiro ao maquinista, via rádio, informando o fechamento da cancela e interrupção do fluxo rodoviário. • 4.1.3 Dois acionamentos curtos: - Entre 22 h e 05 h, em todas as PN' s, ou, nos demais horários em PN' s providas de cancelas e canceleiros, onde haja

confirmação prévia do canceleiro ao maquinista, via rádio, informando o fechamento da cancela e interrupção do fluxo rodoviário. • 4.1.4 Procedimento de acionamento: Quando a velocidade de marcha for inferior a 50 km/h, o primeiro acionamento deve ocorrer a 250 metros da PN. Quando a velocidade de marcha for igualou superior a 50 km/h, o primeiro acionamento deve ocorrer a 400 metros da PN. Em ambos os casos, o último acionamento deve terminar na ocupação da PN. Item Tempo Acionamento Longo 4s Acionamento Curto 2s Intervalo entre acionamentos (médio) 2 s (*) (*) Ajustável em função da velocidade do trem, contemplando a execução do ciclo completo e a ocupação da PN no último acionamento. • 4.1.5 Em casos de PN' s consecutivas com distâncias entre elas menor que 250 metros, após o cumprimento da norma 4.1.2 ou 4.1.3 para a primeira PN, realiza-se o seguinte ciclo: dois acionamentos curtos, um na metade da distância entre a PN anterior e a próxima e outro na iminência de ocupar a próxima PN. (Normas 4.1.6 a 4.1.9 reservadas) 4.1.10 Sino de Locomo tiva

Deve ser utilizado nos seguintes casos: - Chegada e partida das estações e pontos de parada desde a aproximação até a parada e, no caso de passar sem parar, até a transposição das plataformas; - Aproximação e transposição de PN' s pela locomotiva comandante do trem; - Nos casos de serviço na linha, desde a placa de aviso até a passagem da turma ou equipamento; - Entradas e saídas das oficinas, bem como nas manobras internas; - Recuo de locomotivas escoteiras; - Peras de carregamento com tráfego de veículos e máquinas pesadas; - Quando há serviço na linha adjacente, desde a placa de aviso até a passagem no local de serviço; - Nas balanças ferroviárias. (Normas 4.1.11 a 4.1.99 reservadas) 4.2 FARÓIS DOS TRENS

• 4.2.1 Todo trem deve trafegar fazendo uso do farol fixo forte durante as 24 horas do dia. Somente em casos de avarias, nos horários diurnos,

podem circular até a oficina mais próxima para reparos. Locomotivas acopladas como Helper ou em Locoman devem estar com farol fixo fraco ligado no sentido de movimento do trem; • 4.2.2 Em todos os cruzamentos, os trens tem de sinalizar piscando com o farol forte. Na aproximação, utilizar farol fraco. Caso não ocorra resposta, o operador do trem que sinalizou terá que chamar o outro via rádio. Caso continue sem resposta, informar ao CCO . No período noturno, o trem parado deve manter as luzes da cabine acesas e os faróis baixos até o cruzamento; • 4.2.3 Os trens autorizados a circular devem exibir os sinais apropriados, inclusive farol dianteiro e farol traseiro para as manobras de recuo; • 4.2.4 Nos cruzamentos de trens em movimento ou manobrando, o farol da locomotiva comandante deve ser usado na posição de farol fixo fraco. Em caso de visibilidade deficiente, o operador do trem fica autorizado a usar o farol fixo forte; • 4.2.5 Nos pátios iluminados ou pátios de cruzamentos devem-se manter acesos os faroletes ou faróis fracos dianteiros de trens estacionados ou em manobra; • 4.2.6 Nas PN's, pontes ferroviárias, turmas e equipamentos de manutenção durante a noite, utilizar o farol oscilante ou luzes de cruzamento. Caso a locomotiva ou veículo ferroviário não possua farol oscilante, deve-se alternar farol fixo forte e fraco, desde a aproximação até a transposição; • 4.2.7 Quando em operação, os veículos de manutenção e inspeção devem manter os faróis sempre acesos. (Normas 4.2.8 a 4.2.99 reservadas) 4.3 SINALIZAÇÃO GRÁFICA AUXILIAR

Sinalização constituída por placas contendo letras, algarismos e/ou símbolos, caracterizando situações para as quais Se exige o cumprimento de regulamento por parte dos operadores de trens, turmas de manutenção, empregados em geral e contratados, em favor da segurança e da flexibilidade do tráfego. 4.3.1 Colocação das Placas Todas as placas de sinalização gráfica auxiliar deverão ser colocadas do lado direito no sentido de marcha do trem, exceto nos casos abaixo : • Placas de “S8”; • Placas próximas a obras de arte especiais, que poderão ser afetadas; • Algumas placas de “PARE” e “EM MANUTENÇAO MECÂNICA”, que colocadas entre os trilhos; • Impossibilidade de fixação no solo, ficando aéreas; • Em travadores a placa “PARE E CONSULTE CCO” e “LIGUE ATC”; • Placas indicativas da quantidade de vagões/marco de trem.

4.3.2 Distância de Placas

Ferrovias

A B C (Máxima) (Mínima) (Mínima) EFC 120 220 120 EFVM 80 180 250 FCA 60 160 250 Tabela de distâncias padronizadas (cm)

A - Altura da placa de entrevias B - Distância do boleto à placa C - Altura da placa externa em relação à face do boleto 4.3.3 Placas Regulament ares

Têm formato quadrado ou retangular, com lados verticais e horizontais. Os algarismos, letras e tarjas são pintados em tinta amarela refletiva ou são executados com fita amarela-refletiva. O fundo do lado regulamentar, assim como o verso da placa e seu suporte, é pintado com tinta preta fosca. 4.3.3.1 Pare Consulte CCO

SIGNIFICADO: Parada obrigatória determinando consulta ao CCO, visando a obtenção de instruções para circulação. Deve ser afixada a 25 m do marco de saída para a linha controlada pelo CCO. VALIDADE: Local. Procedimento de acordo com as ordens do operador de CCO.

NATUREZA: Fixa. APLICAÇÃO: EFC, EFVM e FCA. FORMATO: Quadrada.

4.3.3.2 Ligue ATC

SIGNIFICADO: Para ultrapassá-la, o ATC deve estar obrigatoriamente ligado. Deve ser afixada a 25 m do marco de saída para a linha controlada por ATC. VALIDADE: Até a placa “DESLIGUE ATC” quando for sair do território controlado pelo CCO ou quando for autorizado pelo CCO a desligar a chave “ATC”. NATUREZA: Fixa. APLICAÇÃO: EFVM e EFC. FORMATO: Quadrada. 4.3.3.3 Desligue ATC

SIGNIFICADO: Autorização para desligar a chave “ATC” para sair do território controlado pelo CCO. VALIDADE: Local. NATUREZA: Fixa. APLICAÇÃO: EFVM e EFC. FORMATO: Quadrada. 4.3.3.4 Seção de Bloqueio

SIGNIFICADO: Limite de “Seção de Bloqueio”. OBSERVAÇÃO: No caso de AMV' s elétricos, as placas de SB estão situadas a aproximadamente 50 m antes da ponta da lança. As coordenadas de GPS internas do pátio coincidem com as placas de SB. As coordenadas externas coincidem com as pontas de lança. Todo trem autorizado a circular até uma placa de “SB” não poderá ultrapassá-la, exceto em caso de autorização do CCO. VALIDADE: Local. NATUREZA: Fixa. FORMATO: Quadrada.

4.3.3.5 Pare con sul te CCP

SIGNIFICADO: Placa de parada obrigatória, determinando consulta ao CCP , com o objetivo de obter instruções para circulação. Caso o CCP  já tenha autorizado ultrapassá-la, não é necessária a parada. VALIDADE: Local. NATUREZA: Fixa. APLICAÇÃO: FCA, EFVM e EFC. FORMATO: Quadrada. 4.3.3.6 Início controle

FORMA TO: Retangular 4.3.3.7 Fim controle

4.3.3.8 Início de tr echo sinalizado

FORMATO: Quadrada 4.3.3.9 Fim de trecho sinalizado

FORMATO: Quadrada

4.3.3.10 Limite de manobra

FORMA TO: Retangular 4.3.3.11 Travador elétri co N° XX

FORMATO: Retangular (Normas 4.3.3.13 a 4.3.3.99 reservadas) 4.3.4 Placas de advertência

São aquelas que advertem o operador da existência e natureza das condições que exigem cautela. Tem formato quadrado, ficando uma das diagonais do quadrado na vertical. As placas “PARE”, “SIGA” e “ADVERTÊNCIA DE PARADA TOTAL” devem ser utilizadas em conjunto e nos seguintes casos: a) Interrupção programada da linha; b) Obstrução imprevista da linha. A posição relativa das placas de advertência está de acordo com os desenhos a seguir, para situação da placa externa às linhas ou placas na entrevia. Os algarismos, letras, símbolos e tarjas são pintados em tinta amarelo-refletiva ou aplicados com fita retro refletiva também amarela. O fundo do lado da advertência, assim como o verso da placa e seu suporte, são, obrigatoriamente, pintados de tinta preto-fosca. As exceções são: • “PARE/SIGA”, que serão pintadas de vermelho, de um lado, com a palavra “PARE” pintada em tinta branca refletiva, e de verde do outro lado, com a palavra “SIGA” pintada em tinta branca refletiva; • “ADVERTÊNCIA DE PARADA TOTAL” que será pintada na parte Superior da diagonal horizontal, com tinta amarela e, na parte inferior da diagonal horizontal, com tinta vermelha; • “Manutenção Mecânica” de cor azul. 4.3.4.1 Pare e siga

SIGNIFICADO: Parada absoluta, a não menos de 25 m da placa “PARE”. O trem só poderá reiniciar a marcha se a placa for retirada ou virada, com o verso

“SIGA” à vista do operador de trem. Esta placa deverá ser posicionada a uma distância mínima de 300 m do local de trabalho, estando sob vigilância de um empregado qualificado da Via Permanente, inclusive empregados terceirizados. OBSERVAÇÃO: O operador de trem que parar numa placa vermelha de “PARE” deve comunicar imediatamente ao CCO a sua parada, bem como o horário de sua saída do local. VALIDADE: Local. NATUREZA: Temporária. 4.3.4.2 Advertência de parada total

SIGNIFICADO: Inicie redução de velocidade visando à parada total antes da placa vermelha “PARE”. No caso de linha adjacente, deve-se sinalizar na parte vermelha o número da linha que estará com a placa “PARE”. Serão dispostas em quaisquer linhas que possam dar acesso à linha onde estiver a placa “PARE”. As placas de “Advertência de Parada Total” deverão ser afixadas conforme a tabela a seguir: EFC EFVM FCA 2500 1700 1000 2000 1000 500 1500 500 1000 500 VALIDADE: Do local até a placa vermelha “PARE” ou placa verde “SIGA”. NATUREZA: Temporária. 4.3.4.3 Advertência para r edução de velocidade

SIGNIFICADO: Adverte o operador visando à redução de velocidade igual à indicada pela placa (no caso do modelo: 20 km/h) e a partir das distâncias indicadas. Serão dispostas placas em quantidade e distâncias até a placa da nova velocidade conforme a tabela a seguir: EFC EFVM FCA 2500 1700 1000 2000 1000 500 1500 500 1000 500 VALIDADE: Do local até a placa VMA (Velocidade Máxima Autorizada), onde obrigatoriamente deverá passar com velocidade máxima igual à indicada pela placa em km/h. OBSERVAÇÃO: Caso esta placa esteja posicionada próxima ao circuito de chave, o operador de trem deve perguntar ao CCO em qual linha irá entrar. Caso não obtenha resposta imediata, deverá cumprir a precaução. 4.3.4.4 Velocidade máxima autorizada

SIGNIFICADO: Velocidade máxima autorizada no trecho em km/h (no caso deste modelo: 20 km/h). Esta placa deverá ser posicionada a uma distância mínima de 300 m do local de início da velocidade indicada na placa. VALIDADE: Até a cauda do trem livrar a placa de advertência “TÉRMINO DE PRECAUÇÃO”. NATUREZA: Temporária ou fixa. 4.3.4.5 Término de precaução

SIGNIFICADO: Indica onde termina o trecho com precaução de velocidade. Deve estar no local em que termina a precaução. VALIDADE: Local. NATUREZA: Temporária ou fixa.

4.3.4.6 Reassuma velo cidade

SIGNIFICADO: Reassuma a velocidade autorizada a partir da placa. O padrão de distância de colocação dessa placa em relação ao ponto de término da precaução será o comprimento do trem tipo daquela região. O posicionamento da placa na posição correta será de responsabilidade do engenheiro residente. Caso o trem tenha quantidade de vagões diferente do trem tipo para a região, é obrigação do operador de trem calcular em que ponto poderá reassumir a velocidade (quando a cauda do trem livrar o trecho com precaução). VALIDADE: Local. NATUREZA: Fixa e temporária. 4.3.4.7 Equipamento mecanizado na linha adjacente

SIGNIFICADO: Passagem por equipamento mecanizado da VP, trabalhando ou estacionado em manutenção na linha adjacente à de sua circulação. Deverá estar a uma distância mínima de 500 m do equipamento. CUIDADOS ESPECIAIS: A velocidade deve ser reduzida para 30 km/h durante a passagem de toda a composição pelo local. Buzine e acione o sino nas curvas e próximo ao equipamento. Mantenha-se atento durante todo o percurso. Utilize a sinalização de farol. AÇÃO: Reduza a velocidade para 30 km/h. Buzine e mantenha-se atento. Utilize a sinalização de farol. VALIDADE: Até o local indicado. NATUREZA: Temporária. 4.3.4.8 Equipamento de inf raestrutu ra próximo à via

SIGNIFICADO: Equipamento de infraestrutura trabalhando ou em manutenção próximo à via. Esta placa deverá ser posicionada a uma distância mínima de 500 m do local de trabalho.

AÇÃO: Buzine e mantenha-se atento. Utilize a sinalização de farol. VALIDADE: Até o local indicado. NATUREZA: Temporária. 4.3.4.9 Cruzamento com rodo via

SIGNIFICADO: Cruzamento em nível da ferrovia com rodovia, rua ou passagem de veículos em geral ou pedestres. Deve ser colocada a 400 m da PN. Mantenha-se atento para o movimento de veículos ou pedestres sobre a ferrovia. AÇÃO: Vide item sinalização acústica e faróis. VALIDADE: Local. NATUREZA: Fixa ou temporária. 4.3.4.10 Aproximação de ponte

SIGNIFICADO: Ponte a 500 m. AÇÃO: Vide item sinalização acústica e faróis. VALIDADE: Local. NATUREZA: Fixa. 63.4.11 Aproximação de túnel

SIGNIFICADO: Entrada de túnel a 500 m. AÇÃO: Vide item sinalização acústica e faróis. VALIDADE: Local. NATUREZA: Fixa.

4.3.4.12 Aproximação de estação

SIGNIFICADO: Estação a 500 m. AÇÃO: Vide item sinalização acústica e faróis. VALIDADE: Local. NATUREZA: Fixa. 4.3.4.13 Aproxi mação de AMV de mol a

SIGNIFICADO: AMV de mola a 300 m. CUIDADOS ESPECIAIS: Observar o sinal e respeitar a velocidade permitida para o trecho. VALIDADE: Local. NATUREZA: Fixa. 4.3.4.14 Buzine

SIGFICADO: Vide item sinalização acústica. VALIDADE: Local. NATUREZA: Fixa ou temporária. 63.4.15 Linha impedida

SIGNIFICADO: Indica que a linha está interditada para a circulação de trens. VALIDADE: Será posicionada entre os trilhos da linha impedida. Haverá uma placa em cada extremidade do trecho impedido. As duas placas serão instaladas com faces opostas entre si. No caso de linhas principais, sua

localização deve ser precedida da placa “PARE” e das placas de “Advertência de Parada Total”, conforme itens 63.4.1 e 63.4.2. NATUREZA: Temporária. 4.3.4.16 Homens trabalhando na linha

SIGNIFICADO: Turma trabalhando a aproximadamente 500 m da linha de circulação, linha adjacente ou à margem da linha. OBSERVAÇÃO: O operador de trem deve percorrer os próximos 600 m após a placa com atenção especial, até que tenha passado pela turma. Caso haja outra turma trabalhando, após essa distância, a VP deverá providenciar a colocação de outra placa. CUIDADOS ESPECIAIS: Buzine, acione o sino e mantenha-se atento nos próximos 600 m. Utilize a sinalização de farol quando à noite ou com pouca visibilidade. Nos casos de autos e equipamentos de linha, a velocidade máxima deve ser de 30 km/h durante os 600 m. VALIDADE: Local. NATUREZA: Temporária. 4.3.4.17 Manut enção mecânica

SIGNIFICADO: Proteção do pessoal que trabalha no material rodante, proibição de movimentar e engatar no material rodante e interdição de via sob responsabilidade da oficina. CUIDADOS ESPECIAIS: A placa azul é de uso exclusivo do pessoal da manutenção mecânica, sendo vedada sua utilização em via de circulação. A retirada da placa é de responsabilidade do empregado que a colocar, ou seu preposto. Todos os envolvidos devem ter ciência da sua colocação e retirada. VALIDADE: Pátios e linhas de oficinas, e desvios de Estações sob responsabilidade da manutenção mecânica, exceto vias de circulação. NATUREZA: Temporária. 64. SINALIZAÇÃO ÓTICA

A sinalização ótica será constituída por sinais luminosos (altos, baixos, anões) e bandeiras. Os sinais luminosos devem estar dispostos de forma que o operador de trem possa visualiza-los a uma distância que permita a parada total do trem com segurança, respeitando os limites de velocidade desse trecho.

Os sinais luminosos com indicação de aspecto não regulamentado ou impreciso, capazes de gerar dúvida de interpretação ao operador de trem, serão considerados em falha e corresponderão à total parada do trem. O significado da sinalização executada por lanternas ou bandeiras de pano é o seguinte: a) Lanterna ou Bandeira vermelha: significa perigo ou impedimento, determinando a parada imediata do trem; b) Lanterna ou Bandeira verde: significa passagem livre; c) Bandeira Amarela: significa atenção. Nos pátios não sinalizados são utilizados bandeirolas nos AMV's. Seu significado é o seguinte: d) Bandeirola Verde: AMV em posição normal (reta); e) Bandeirola Amarela: AMV para reversa. A sinalização por bandeirola não garante a vedação da agulha, devendo o operador do trem conferir a posição da mesma. 4.4.1 Sinal de três aspectos

Sinal luminoso baixo localizado próximo à ponta de agulha do AMV, usado para indicar sua posição. ASPECTO VERDE: SIGNIFICADO: Indica AMV na posição normal e travado. Prossiga com velocidade máxima autorizada pelo CCP/Estação. ASPECTO AMARELO: SIGNIFICADO: Indica AMV na posição reversa e travado. Prossiga com velocidade máxima autorizada pelo CCP/Estação. ASPECTO VERMELHO OU APAGADO: SIGNIFICADO: Indica que o AMV está sem correspondência ou não está travada. AÇÃO DO OPERADOR OU TREM: Pare e avise CCP/Estação.

4.4.3 Sinal luminoso do AMV de mola

Indica ao operador do trem as condições de circulação ou qualquer anormalidade. AMARELO: AMV está posicionado na condição pré-definida para o local, sendo que o operador de trem só seguirá com o trem após receber licença do CCO/CCP/ESTAÇÃO. VERMELHO: Parada obrigatória, sendo: 1 - AMV com alguma anormalidade. O operador de trem deverá parar e entrar em contato com o CCO. Depois, deverá verificar a condição de travamento e sua vedação e aguardar responsável da Eletroeletrônica ou Via Permanente;

2 - AMV para rota não pré-estabelecida. O operador de trem deverá parar próximo ao AMV e entrar em contato com o CCO. Depois, deverá verificar a condição de travamento do AMV e rota. Conforme licença, poderá prosseguir viagem, informando ao CCO. APAGADO: AMV com alguma anormalidade. O operador de trem deverá parar e entrar em contato com o CCO. Depois, deverá verificar a condição de travamento do AMV e rota. Conforme licença, poderá prosseguir viagem, informando ao eco. 4.4.4 Sinal alto/baixo de cont role local pelo CCP/Estação

No caso do licenciamento local, manual ou por “station”, são também utilizados sinais luminosos semafóricos, colocados a uma distância definida a partir do marco da chave de entrada do pátio e controlados pelos responsáveis pelo licenciamento, com os seguintes aspectos: AMARELO: o operador de trem, após fazer contato com o CCP/ESTAÇÃO, deverá passar direto com atenção; AMARELO SOB VERMELHO: o operador de trem deve se preparar para parar o trem no próximo sinal, que poderá estar vermelho. VERMELHO INTERMITENTE: o operador de trem deve se preparar para parar a qualquer momento após ultrapassar o sinal, porque o circuito de via está ocupado ou a linha não é sinalizada. VERMELHO OU APAGADO: o operador de trem deverá parar no sinal a uma distância de 25 m, permanecendo atento à sua mudança de aspecto. Deverá ainda comunicar-se com o responsável pelo CCP/ESTAÇÃO e aguardar ordens. O sinal luminoso semafórico da entrada de estação para pátios desprovidos de Circuito de Chave nada indica a respeito da posição da chave de entrada, devendo o operador de trem observar sua posição ao aproximar-se dela, bem como os sinais do responsável pelo CCP/ESTAÇÃO. Caso o sinal se apague após o licenciamento do trem, o responsável pelo. Licenciamento deve transmitir novas instruções ao operador de trem. Os sinais luminosos devem permanecer, normalmente, na posição vermelho. Só podem ser alterados quando for concedida a licença a um trem, se as condições permitirem. Os sinais, uma vez abertos, devem ser novamente fechados assim que o trem chegar à estação. Quando houver defeito de sinalização, as operações passarão a ser realizadas através dos comandos de rádio emitidos pelo operador do pátio/CCP/ESTAÇÃO. As velocidades máximas em função do aspecto do sinal serão estabelecidas por instruções locais. (Normas 65.5 a 65.9 reservadas)

5.0 COMUNICAÇÕES SEGUNDO O ROF (REGULAMENTO DA OPERAÇÃO FERROVIÁRIA) As comunicações em todas as operações de trens, manutenções e construções de linha terão que ser feitas pelos meios de comunicação disponíveis, obedecendo às normas estabelecidas neste regulamento. 5.0. MEIOS DE COMUNICAÇÃO DAS FERROVIAS

• Sistema de comunicação via satélite; • CGC - Console Gráfico Colorido; • Rádios transceptores de comunicação VHF fixos, portáteis e veicular; • Unilog; • Sistema Seletivo (Multiplex); • Telefones de concessionárias e carrier; • Correio eletrônico; • Fax. 5.1. REGRAS DE COMUNICAÇÃO

5.1.1 As comunicações devem ser claras, objetivas e breves, sendo vedadas as conversas informais. 5.1.2 Antes de transmitir uma mensagem, o empregado deverá certificar-se de que o meio selecionado não esteja sendo utilizado, de forma a evitar interferência nas comunicações. Deve-se utilizar a frequência auxiliar para assuntos que não estão diretamente relacionados à circulação/ operação dos trens. 5.1.3 Todas as autorizações via rádio que digam respeito à operação e concessão de serviços somente poderão ser executadas depois de recebidas e entendidas, devendo ser obrigatoriamente repetidas na íntegra por quem está recebendo. Havendo dúvidas, solicitar repetição da mensagem. 5.1.4 Todos os equipamentos de comunicação em operação devem permanecer ligados e com volume suficientemente alto para que todas as chamadas sejam ouvidas e respondidas de imediato. 5.1.5 Racionalizar mensagens de MCT, evitando macros livres. Usar as macros próprias sempre que possível. (Normas 5.1.06 a 5.11.99 reservadas) 5.2. COMUNICAÇÃO VIA RÁDIO

Toda a comunicação via rádio deve ser precedida de identificação e localização. Cada mensagem é encerrada pela pessoa que a transmite, com a palavra “CÂMBIO”. Local é a região compreendida entre SB, pátios ou locações; pode-se também utilizar a localização quilométrica do trem. Para se expressar o sentido do movimento do trem, deve-se dizer “do local tal para local tal”.

5.2.1 Chamadas de identificação

A. TREM PARA CCO/ESTAÇÃO/CCP Chamada - Trem tal, no local tal, operador tal chamando o CCO/ ESTAÇÃO/CCP, câmbio. Resposta - CCO/ESTAÇÃO/CCP atendendo ao trem tal, no local tal, câmbio. B. CCO/ESTAÇÃO/CCP PARA TREM Chamada - CCO/ESTAÇÃO/CCP chamando trem tal, no local tal, câmbio. Resposta - Trem tal, no local tal, operador tal atendendo CCO/ESTAÇÃO/CCP, câmbio.

ao

C. LOCOMOTIVA SEM PREFIXO PARA CCO/ESTAÇÃO/CCP Chamada - Loco tal, no local tal, operador tal chamando o CCO/ESTAÇÃO/CCP, câmbio. Resposta - CCO/ESTAÇÃO/CCP atendendo ao loco tal, no local tal, câmbio. D. CCO/ESTAÇÃO/CCP PARA LOCOMOTIVA SEM PREFIXO Chamada - CCO/ESTAÇÃO/CCP chamando Loco tal, no local tal, câmbio. Resposta - Loco tal, no local tal, operador tal atendendo ao CCO/ ESTAÇÃO/CCP, câmbio. E. CCO PARA ESTAÇÃO CCP Chamada -CC O chamando Estação/CCP tal, câmbio. Resposta - Estação/CCP tal atendendo ao CCO, câmbio. F. ESTAÇÃO/CCP PARA CCO Chamada - ESTAÇÃO/CCP tal, chamando o CCO, câmbio. Resposta - CCO atendendo à ESTAÇÃO/CCP tal, câmbio. G. TREM PARA ESTAÇÃO/CCP, TORRE, GUARITA, MANUTENÇÃO VP /ELETROELETRÔNICA/OFICIAL Chamada - Trem ou Locomotiva tal, no travador, linha ou local tal, operador tal chamando ESTAÇÃO/CCP, torre ou guarita, manutenção do km talou número tal, oficial tal, câmbio. Resposta - ESTAÇÃO/CCP, torre ou guarita, manutenção do km talou número tal, oficial tal atendendo ao trem ou Locomotiva tal, câmbio. H. ESTAÇÃO/CCP, TORRE, GUARITA, MANTENEDOR VP /ELETROELETRÔNICA Chamada - ESTAÇÃO/CCP, torre ou guarita tal, mantenedor do km ou número tal, manobrador tal chamando trem ou Locomotiva tal no travador tal, linha ou local tal, câmbio. Resposta - Trem ou Locomotiva, no travador tal, linha ou local tal, atendendo à ESTAÇÃO/CCP, torre ou guarita tal, mantenedor do km tal, câmbio. I. OOF OU TOF PARA ESTAÇÃO/CCP Chamada - OOF/TOF/Nome no travador tal, pátio, guarita ou local tal chamando ESTAÇÃO/CCP tal, câmbio.

Resposta - ESTAÇÃO/CCP, tal atendendo ao OOF/TOF/Nome no travador tal , pátio, guarita ou local tal, câmbio. J. ESTAÇÃO/ CCP PARA TOF OU OOF Chamada - ESTAÇÃO/CCP chamando OOF/TOF/Nome no travador tal, pátio, guarita ou local tal, câmbio. Resposta - OOF/ TOF/Nome no travador, pátio tal, guarita ou local tal atendendo à ESTAÇÃO/ CCP tal, câmbio. K. OOF OU TOF PARA TREM Chamada - OOF/TOF/Nome no travador tal, pátio, guarita ou local tal chamando trem ou Locomotiva tal, câmbio. Resposta - Trem ou Locomotiva tal, operador tal atendendo ao OOF/ TOF/ Nome no travador tal, pátio, guarita ou local tal, câmbio. L. TREM PARA OOF OU TOF Chamada - Trem ou Locomotiva tal chamando OOF/ TOF/Nome no travador, pátio, guarita ou local tal, câmbio. Resposta - OOF/TOF/Nome no travador tal, pátio, guarita ou local tal atendendo ao trem ou Locomotiva tal, câmbio. 5.2.2 Comunicação em m anobra

Nas manobras em pátios e terminais, o trem deve ser chamado pelo prefixo ou número da locomotiva, ou então pelo nome do operador acrescido do prefixo do trem ou número da locomotiva. Pátios com manobras simultâneas deverão ter procedimentos específicos para diferenciá-las. A ordem de movimentação, para frente ou para recuo, recebida pelo operador do trem deve ser repetida em sua íntegra, a fim de certificar que foi completa e corretamente compreendida. Durante a operação de recuo ou em situações de pouca visibilidade para o operador de trem (exemplo: locomotiva de recuo em curva desfavorável para o operador de trem), depois de estabelecida a chamada de identificação, e a distância para o engate ou parada se tornar igualou inferior a 10 vagões, não é mais necessário o uso da palavra “CÂMBIO”, sendo obrigatória a informação da quantidade de vagões que falta para a parada ou engate. O operador de trem, após repetir a primeira ordem recebida, somente pode recuar até a metade da última distância que lhe foi informada, devendo parar a composição caso deixe de receber novas instruções. O empregado que estiver cobrindo o recuo deve manter o operador de trem informado sobre a distância que falta para a parada/engate, de modo a não provocar a parada da composição antes do local pretendido, devido à falta de instruções. No exemplo abaixo, para uma operação de recuo de 20 vagões, o empregado que está cobrindo a cauda e o operador de trem devem proceder conforme segue: - OOF para Operador: “Trem ou Locomotiva tal na linha tal, recuar 20 vagões para engatar, câmbio...” - Operador para OOF: “Trem ou Locomotiva tal na linha tal, recuando 20 vagões para engatar, câmbio...” - OOF para Operador: “Trem ou Locomotiva tal na linha tal faltam 15 vagões câmbio ... faltam 10 vagões ... faltam 6 vagões ... faltam 4

vagões ... faltam 3 vagões ... faltam 2 vagões ... falta 1 vagão ... falta meio vagão”. Após isto, informar a distância em metros até a parada ou engate. 5.2.3 Chamadas de emergênc ia

5.2.3.1 Essas chamadas devem ser usadas para comunicações por qualquer empregado, próprio, contratado ou terceirizado, somente nos seguintes casos: a) Acidentes pessoais; b) Obstruções da linha; c) Acidentes ferroviários; d) Incêndios; e) Enxurradas; f) Possibilidade ou danos ao meio ambiente; g) Danos a propriedades da empresa; . h) Outras situações que possam causar sérios atrasos ao tráfego; i) Descumprimento da licença fornecida pelo CCO, CCP ou Estação. 5.2.3.2 A chamada de emergência é prioritária e deve ser feita da seguinte forma: A. TREM PARA CCO/ESTAÇÃO/CCP Chamada - “Trem tal, no local tal, operador tal, chamando CCO/ESTAÇÃO/CCP, em emergência, câmbio”. Resposta - “CCO/ESTAÇÃO/CCP atendendo trem tal, no local tal, em emergência, câmbio”. B. CCO/ESTAÇÃO/CCP PARA TREM Chamada - “CCO/ESTAÇÃO/CCP chamando trem tal, no local tal, em emergência, câmbio”. Resposta - “Trem tal, no local tal, operador tal atendendo CCO/ESTAÇÃO/CCP, em emergência, câmbio”. 5.2.3.3. A chamada deverá ser repetida por quem a emite até que haja resposta do operador. 5.2.3.4 As chamadas em emergência para o CCO/ESTAÇÃO/CCP ou para um trem, por Estações, mantenedores, etc., deverão seguir as orientações acima, substituindo-se nos diálogos a localização do trem pelo nome da Estação ou posição quilométrico. 5.2.3.5 As chamadas em emergência emitidas ou recebidas pelo CCO/ESTAÇÃO/CCP tem efeito de interdição em todas as comunicações que estão se processando, tendo prioridade a comunicação de emergência com o interlocutor.

5.2.3.6 A comunicação com os demais interlocutores só poderá ser restabelecida quando CCO/ESTAÇÃO/CCP informar que a chamada de emergência foi concluída. 5.2.4 Mudança de canal

5.2.4.1 Caso o operador de trem não consiga comunicar-se com o CCO pela rede de tráfego, deverá passar o seu rádio para outra frequência, comunicando-se com outro trem ou Estação mais próxima, voltando em seguida para a rede de tráfego. 5.2.4.2 Os trens circulando na linha sinalizada, cujo aparelho de comunicação seja desprovido da função SCAN, só podem operar na rede de manobra quando autorizados pelo operador de CCO, exceto em caso· de emergência. 5.2.4.3 O operador de trem, cujo aparelho de comunicação seja dotado da função SCAN, fica previamente autorizado a mudar para o canal da manobra ou auxiliar, fazendo uso da função SCAN (com a frequência preferencial do CCO), desde que para o bom desempenho de suas funções. 5.2.4.4 No cruzamento entre trens, é obrigatório alterar a frequência para o canal de manobra, utilizar a função SCAN quando disponível no rádio, até o término da transposição, devendo retornar em seguida para a frequência de tráfego. Caso os trens estejam passando por pátios que operam o canal de manobra, devem alterar a frequência para canal estabelecido em procedimentos específicos. 5.2.4.5 Não é permitido o uso da função SCAN dos rádios durante as manobras, não podendo os operadores de trens e OOF/TOF mudarem a frequência do rádio sem autorização do responsável pelo pátio. 5.2.4.6 Na operação de carga e descarga de trilhos e brita nos trens de serviço, o operador de trem deve ter um rádio exclusivo para manter contato com a equipe da VP, não podendo fazer uso da função SCAN nele. 5.2.4.7 Nos casos de trem de passageiros com rádio fixo sem a função SCAN, é obrigatório o uso do rádio transceptor nas paradas das Estações, e o operador de trem deverá dar preferência para comunicação com o chefe do trem. 5.2.4.8 Em trechos com detector de descarrilamento via rádio, o operador do trem deve manter o canal utilizado pelos detectores de descarrilamento. 5.2.5 Situações especiais da comu nicação via rádio

5.2.5.1 A identificação da posição do trem, nos casos de licenciamento/autorização verbal do CCO, deverá ser feita em termos de SB de cima, de baixo ou intermediária, além de, caso haja travadores no trecho, em termos de acima ou abaixo do referido travador. O CCO deve fazer uso de