Quebra de trilho: fadiga, Outro de Prototipagem e Ferramentas. Universidade Metodista de São Paulo (Umesp)
juliafontoura
juliafontoura25 de Maio de 2017

Quebra de trilho: fadiga, Outro de Prototipagem e Ferramentas. Universidade Metodista de São Paulo (Umesp)

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O risco de acidentes e possibilidade de tragédias
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Microsoft PowerPoint - Quebra de Trilho - Risco de Acidentes e possibilidades de tragédias [Modo de Compatibilidade]

QUEBRA DE TRILHO: O Risco de Acidentes e Possibilidades de Tragédias

José Ribamar Santos, Sebastião A. Nobre, Raimundo N. Baldez, Ezequias Sarandi Carneiro

VALE S.A. Departamento de Inovação e Desenvolvimento – Gerência de Engenharia de Via Permanente

Vitória, ES. 07-08 de Agosto 2013

1. INTRODUÇÃO

2. OBJETIVO

3. MOTIVAÇÃO

4. O TRILHO NO CONTEXTO DOS ACIDENTES FERROVIÁRIOS

5. GESTÃO TÉCNICA DO TRILHO

6. ASPECTOS MULTIFATORIAIS E SEUS IMPACTOS NO TRILHO

7. QUEBRA DE TRILHO: Acidentes Ferroviários e a Teoria da Casualidade Adequada

8. QUEBRA DE TRILHO: Gerenciamento dos Riscos e Sistemas de Segurança

9. CONCLUSÕES E PROPOSIÇÕES

AGENDA PROPOSTA

???

1. INTRODUÇÃO

O risco de uma quebra de trilho se constituir na causa primária de um acidente seguido de tragédias, é uma possibilidade real. Na Europa, Austrália e América do Norte, ferrovias, fabricantes de trilhos, centros de pesquisas, agências regulatórias e órgãos especializados, têm feito deste tema objeto de muita preocupação e de constante pesquisas. Inegavelmente, uma lupa de maior aumento tem sido posta sobre este assunto, considerando que, sanções impostas às ferrovias pelos órgãos federais regulatórios podem resultar pesadas multas.

Em face de tudo isso, há de se considerar, entretanto, que a lógica de um acidente ferroviário liderado por quebra catastrófica de trilho, reuni fundamentos de ordem multifatorial em torno de suas causas. Por esta razão, entende-se ser indispensável a busca constante pelo desenvolvimento de avançados sistemas de segurança, construídos a partir dos principais fundamentos das engenharias ferroviária, de riscos e de confiabilidade, para aumentar os níveis de segurança nas ferrovias.

2. OBJETIVOS

O objetivo geral deste trabalho, consiste em abordar resumidamente os fundamentos (aspectos multifatoriais) de quebras de trilhos, a partir das quais ocorreram alguns acidentes ferroviários seguidos de tragédias em ferrovias internacionais.

De modo especifico, consiste em explorar lições aprendidas decorrentes de tais casos e, em fazer proposições discursivas para a indústria ferroviária, isto é, ferrovias, operadoras ferroviárias, especialistas ferroviários, universidades, fabricantes de trilhos e centros de pesquisas.

3. MOTIVAÇÃO

Desde os decarrilhamentos com o trem de carga 68QB119, Norfolk Southern Railway Company, New Brighton, Pennsylvania, October 20, 2006 .; Hatfield Train Crash, United King, October 17, 2000, e a Análise das principais causas de descarilhamentos nas ferrovias de carga pesadas nos Estados Unidos, 2001-2010, Federal Railroad Administration (FRA) of U.S, ficou evidente a necessidade das ferrovias efetuarem constantes investimentos em inteligência em engenharia ferroviária, engenharaia de riscos, computacional, de confiabilidade e de sistemas de segurança. Acima de tudo, a vida humana é mais excelente do que qualquer outra motivação.

4. O TRILHO NO CONTEXTO DOS ACIDENTES FERROVIÁRIOS

Segundo dados estatísticos da Federal Railroad Administration (FRA), 1999 – 2008, citados por Xiang Liu, Christopher P. L. Barkan, and M. Rapik Saat em Analysis of Derailments by Accident Cause Evaluating Railroad Track Upgrades to Reduce Transportation Risk , trilho quebrado (como causa), figura na liderança das taxas de descarrilhamentos ocorridos nas ferrovias americanas no período acima mencionado.

Em outro estudo, desenvolvido por D-RAIL, sob título de Development of the Future Rail Freight System to Reduce the Occurrences and Impact of Derailment, Project no. SCP1-GA-2011- 285162, dados estatísticos compartaivos entre USA, Russia e Europa (representada por *DNV), mostram número de ocorrências de descarrilhamentos causados por problemas na estrutura da via permanente. Segundo este estudo, quebras de trilhos ocupam destaque nas causas dos acidentes originados a partir da via em ferrovias da Europa (8%), Russia (9%) e USA (30%).

* DNV. É uma fundação independente, uma firma de consultoria e um provedor global de servicços de gerenciamento de riscos. (http://www.dnv.co.uk/).

PESQUISA D-RAIL

MIOLO DO SLiDE: FONTE VERDANA, CORPO 14

5. GESTÃO TÉCNICA DO TRILHO

A gestão das questões técnicas relacionadas ao trilho, a serem abordadas neste tópico, tem foco em três pontos específicos nos processos que antecedem sua instalação na via permanente, isto é, especificação do material, compra, fabricação do trilho.

É, portanto, inquestionável o quanto estes elementos exercem relevante papel na produção dos resultados de performance operacional do trilho e no seu Life Cycle Cost (Custo do Ciclo de Vida).

Especificação técnica do trilho: é instrumento vital na seleção do material de fabricação do trilho. Requisitos técnicos e definição de escopo compatíveis para atender ás condições técnicas e operacionais da ferrovia, tem que reunir em torne de si sólidos fundamentos do estado da arte. Uma especificação técnica desprovida destes elementos, pode se constituir em fator critico de sucesso para durabilidade do trilho e para segurança operacional de uma ferrovia.

Compra do trilho: A decisão da compra de trilho embasada na relação custo / benéfico, usando como principais drivers (direcionadores) ferramentas como: Life Cycle Cost, Reliability, Maintainability, Availability, Safety e Risk, é o melhor do estado da arte para o processo de aquisição do trilho.

Uma boa iniciativa no contexto da gestão técnica de trilhos, por ser encontrada no Project No. TIP5-CT-2006-031415, Definitive guidelines on the use of different rail grades, INNOTRACK (Innovative Track Systems). O objetivo deste projeto foi de obter uma redução de 30% no custo do ciclo de vida do trilho. Uma das premissas consideradas neste trabalho, foi o uso de aços de melhores performance para trilho, capazes de melhorar a durabilidade e reduzir a necessidade de manutenção. Outro ponto em destaque no referido estudo, foi a abordagem quanto o uso do comportamento da degradação da via para definir a grade de trilho mais apropriada para ser instalado no futuro.

5. GESTÃO TÉCNICA DO TRILHO – Compra do trilho

Mesmo em face aos gigantescos avanços tecnológicos, ocorridos nos processos de fabricação de trilhos nos últimos 30 anos, sem dúvida, esta é uma das partes onde mais os holofotes são direcionados em casos de acidentes ferroviários motivados por quebras de trilhos. Por se tartar de um processo muito complexo, por vezes, a causa primária da quebra de um trilho que, comprovadamente gerou um acidente ferroviário, pode derivar de impericias (falhas) no processo de fabricação.

5. GESTÃO TÉCNICA DO TRILHO – Fabricação do trilho

Há uma diversidade de fatores que produzem impactos na performance operacional do trilho. No caso especifico de um trilho quebrado como motivador de um acidente ferroviário, pelo menos quatro fatores merecem distaques. São eles: Metalurgia, Estado de degradação da via, Contato roda-trilho e degradação superficial do trilho.

(a). Metalurgia: a condição microestrutural de um aço para trilho, contaminada por uma taxa de impurezas acima dos limites estabelecidos pelas normas internacionais, e, pelas melhores praticas de fabricação de trilho, foi encontrada em diversos trilhos quebrados causadores de descarrilhamentos. Um exemplo clássico é citado no http://www.ntsb.gov/investigations/summary/RAB9807.html, Derailment and Hazardous Materials Release with Fatality, Montana Rail Link, Alberton, Montana, April 11, 1996. Uma transcrisão direta e sem cortes dos impactos e causa provável do acidente, é exibida abaixo.

About 1,000 people from the surrounding area were evacuated. Approximately 350 people were treated for chlorine inhalation, 123 of whom sustained injury. Nine people, including both members of the train crew, were hospitalized. A transient riding the train died from acute chlorine toxicity” (grifou-se).

“The National Transportation Safety Board determines that the probable cause of this accident was a rail section that fractured in Vertical Split Head mode under the passing train induced by rail with reduced load bearing capacity because of head and gage face wear. Contributing to the cause of the accident was the inability of the ultrasonic rail defect detection equipment to readily identify internal defects in rail with surface defects”. (grifou-se).

6. ASPECTOS MULTIFATORIAIS E SEUS IMPACTOS NO TRILHO

6. ASPECTOS MULTIFATORIAIS E SEUS IMPACTOS NO TRILHO

(b). Estado de degradação da via: Situações onde o pavimento ferroviário mostra evidente condições de aumento da rigidez da via, em decorrência de extrema contaminação do lastro, são areas propicias para elevar as tensões de contato na interação roda-trilho.

Tal condição, favorece em extremo o desenvolvimento de trincas no interior do boleto do trilho, o que, pode resultar em fraturas em serviço. Além disso, contribui de modo significativo para a degradação superficial do trilho a partir do aparecimento de determinada categoria de Rolling Contact Fatigue, como exemplo, Squat e Corrugação. Os quais, podem desencadear o aparecimento de severos defeitos superficias no trilho.

c). Contato Roda – Trilho e degradação superficial do trilho: Os impactos no produzidos pela interação do contato roda-trilho no desempenho do trilho, e em sua duralibilidade, são significativamente elevados. Aliado às características técnicas e operacionais da ferrovia, a relação roda-trilho, exerce fortíssima contribuição na matriz que determinará o grau de severidade dos modos de falha do trilho, ou seja, Rolling Contact Fatigue (RCF), Desgaste, Fadiga. Não é objeto deste trabalho o aprofundamento deste tema, entretanto, de modo bem superficial, pode-se afirmar que, os efeitos da mecânica de contato na degradação superficial e subsuperficial do trilho, quando inadequadas praticas de esmerilhamento do trilho ocorrem e, o casamento no contato roda-trilho não está ajustado, produzem riscos reais de ocorrências de quebra de trilho seguido de acidentes ferroviários com altíssima potencialidades de tragédias.

6. ASPECTOS MULTIFATORIAIS E SEUS IMPACTOS NO TRILHO

7. QUEBRA DE TRILHO: Acidentes Ferroviários e a Teoria da Casualidade adequada

Uma ou mais quebras de trilho como agente motivador de acidentes ferroviários, é uma possibilidade real, com a qual, as ferrovias convivem diariamente. Há de se considerar, entretanto, que uma acurada investigação de acidente, vai buscar no mundo submerso da gestão da manutenção da via, os elementos fundamentais, que, uma vez explorados à luz dos princípios da teoria da casualidade adequada, (amplamente conhecida no direito e largamente explorada nas batalhas judiciais), determinarão todo conjunto de fatores que contribuíram para o desastre ferroviário.

Toda e qualquer circunstancia que haja concorrido para produzir o dano é considerada como causa. Sua equivalência resulta do fato de que suprimida uma delas o dano não se verificaria. Se varias são as condições que concorrem para o mesmo resultado todas tem o mesmo valor e a mesma relevância ,todas se equivalem. Aqui não se indaga qual delas foi a mais adequada para produzir o dano. Causa seria a ação ou omissão sem a qual o resultado não teria ocorrido. Condição é todo o antecedente que não pode ser eliminado mentalmente sem que o evento desapareça.

http://juridicofacil.blogspot.com.br/2009/01/teorias-do-nexo-causal.html

Teoria da casualidade adequada – Breve Noção

Neste trabalho, dois exemplos merecem destaque e pedem especial atenção. São eles: HATFIELD: Train Crash – UK, outubro 2000 e Train 68QB119, Norfolk Southern Railway Company, New Brighton, Pennsylvania, October 20, 2006 . Alguns dos fatores que contribuíram diretamente para estes dois acidentes podem ser encontrados na figura abaixo.

7. QUEBRA DE TRILHO: Acidentes Ferroviários e a Teoria da Casualidade adequada

Fonte: VALE S.A - José Ribamar Santos, Fraturas em Trilhos Novos (2008 a cima), Servtec 3315 – Estudo Conclusivo. Contribuição: Voestalpine,.

a). HATFIELD: Train Crash – UK, Outubro 2000: Este acidente, ocorrido com trem de passageiro ID38, operado pela Great North Eastern Railway (GNER), quando viajava de London Kings para Cross to Leeds, deixou como resultado muitos feridos e 4 fatalidades. De acordo com o estudo de investigação do desastre, The Train Derailment at Hatfield: A Final Report by Independent Investigation Bord, July 2006, OFFICE OF RAIL REGULATION – ORR, destaca a presença de aproximadamente 300 peças de trilhos quebrados, os quais, foram coletados próximo do site de Hatfield e entregues para HSL at Sheffiel. Os objetivos foram: [1]. Reconstituição da maior parte dos 35m de trilhos fragmentados; [2]. Determinar a imediata causa da falha dos trilhos; [3]. Examinar que fatores metalúrgicos contribuíram para falha. Diversas Transversal cracks foram encontradas no interior do boleto das peças de trilhos fraturados a partir de RCF.

7. QUEBRA DE TRILHO: Acidentes Ferroviários e a Teoria da Casualidade adequada

b). Train 68QB119, Norfolk Southern Railway Company, New Brighton, Pennsylvania, October 20, 2006. O trem 68QB119, da Norfolk Southern Railway Company, a caminho do Chicago, Illinois, área para Sewaren, New Jersey, descarrilou durante a travessia da ponte sobre o River Beaver. Dos 23 vagões-tanque que descarrilharam, cerca de 20 liberou etanol, que, posteriormente, acendeu e queimou por cerca de 48 horas. Etanol líquido foi lançado para dentro do Rio Beaver e do solo circundante. Este acidente não provocou fatalidades, entretanto, muito próximo do local de sua ocorrência, havia uma pequena vila residencial, a qual, poderia ter sido atingida pelos vagões descarrilhados caso o tombamento se desse para o lado oposto. .

7. QUEBRA DE TRILHO: Acidentes Ferroviários e a Teoria da Casualidade adequada

8. QUEBRA DE TRILHO: Gerenciamento dos Riscos e Sistemas de Segurança

Algumas iniciativas no sentido de melhorar o grau de prevenção de quebra de trilhos tem sido desenvolvidas. A BNSF, CN e University of Illinois at Urbana-Champaign em, A Quantitative Analysis of Factors Affecting Broken Rails, Darwin H. Schafer II & Christopher P.L. Barkan May 9th, 2008, apresentam seu broken rail prediction models. Trata-se de um modelo de predição de quebra de trilho fundamentado em análises númericas avançada. O foco principal é aprimorar o gerenciamento de riscos operacionais na via.

a). Sistemas de seguranças: The Railsonic Ultrasonic Broken Rail Detector System, é uma das novas tecnologias que vem sendo proposta no contexto de sistemas de segurança da via. Não é um sistema Fail Safe, entretanto, um de seus destacáveis benefícios, consiste em permitir em um raio de 1km, monitoramento continuo para detecção de quebras de trilhos sem intervenção humana.

8. QUEBRA DE TRILHO: Gerenciamento dos Riscos e Sistemas de Segurança

http://www.railsonic.co.za/index.htm

9. CONCLUSÕES E PROPOSIÇÕES

Este trabalho representa uma abordagem muito simples de um tema muito complexo. Contudo, sua mensagem é diretamente provocativa à iminente necessidade de se repensar os aspectos multifatoriais, que estão em torno de um acidente ferroviário liderado por quebra de trilho. A possibilidade de acidentes ferroviários seguidos de tragédias, aumenta à medida que negligenciados forem alguns dos fundamentos básicos parcialmente explorados neste trabalho.

PROPOSIÇÕES

Seguros de terem fornecido uma lente sobre o tema em questão, os autores julgam necessário a criação de um Forum especifico para uma ampla discussão sobre Gerenciamento de Riscos e Sistemas de Segurança na Via Permanente, considerando: Track Degradation Index , Track Maintenance Index, Train Length, Axle Load, Life Cycle Cost, Reliability, Maintainability, Availability, e outras técnicas suportadas por análises numéricas.

REFERÊNCIAS

[1]. Xiang Liu, Christopher P. L. Barkan, M. Rapik Saat. Analysis of Derailments by Accident Cause Evaluating Railroad Track Upgrades to Reduce Transportation Risk .

[2]. Derailment of Norfolk Southern Railway Company Train 68QB119 with Release of Hazardous Materials and Fire, New Brighton, Pennsylvania, October 20, 2006.

[3.The Train Derailment at Hatfield: A Final Report by Independent Investigation Bord, July 2006, Office OF Rail Regulation.

[4]. D-RAIL, Development of the Future Rail Freight System to Reduce the Occurrences and Impact of Derailment, Project no. SCP1-GA-2011-285162.

[5]. Project No. TIP5-CT-2006-031415, Definitive guidelines on the use of different rail grades, INNOTRACK (Innovative Track Systems).

[6]. Derailment and Hazardous Materials Release with Fatality, Montana Rail Link, Alberton, Montana, April 11, 1996.

[7]. Ali Ebrahimi and Andrew K. Keene, Maintenance Planning of Railway Ballast.

[8]. Tom Bourgonje CN, Use Of Hi-Rail Light Geometry Vehicles To Monitor Track For Compliance And Safety, Heavy Haul Seminar, May 8-9, 2013P.

[9]. Darwin H. Schafer II & Christopher P.L. Barkan May 9th, 2008 Badcock, A Quantitative Analysis of Factors Affecting Broken Rails.

CONTATOS

e-mail:

[email protected], sebastiã[email protected], [email protected], [email protected]

“A HUMILDADE CAMINHA NA FRENTE DA HONRA”.

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