Soluções de engenharia para a indústria ferroviária

O presente momento das concessões ferroviárias tem exigido o contínuo desenvolvimento do material rodante, objetivando o aumento da capacidade de transporte e, por conseguinte, a produtividade do sistema. Desta forma, para acompanhar o crescente aumento do transporte de cargas, é necessário inserir equipamentos inovadores e otimizados em comparação com a frota existente.

Alinhado com estas necessidades, o CTR realiza simulações virtuais como análises de elementos finitos, simulações dinâmicas multicorpos e testes experimentais que são essenciais no ciclo de desenvolvimento de produtos e para a investigação do comportamento de vagões em operação.

À medida que os trens de transporte de carga se tornam mais longos e pesados, as forças resultantes no trem também estão sendo aumentadas. Para modernizar os vagões ferroviários e seus componentes, é necessário realizar uma revisão das estruturas existentes e identificar pontos de melhorias.

Com este propósito, as análises de elementos finitos auxiliam no projeto e dimensionamento de partes e componentes, possibilitando assim efetuar melhorias no protótipo virtual em uma etapa de desenvolvimento do produto ou avaliar um vagão já fabricado, entre outras possibilidades:

- Análise de tensões e deslocamentos;

- Redução do peso de vagões;

- Aumento de resistência mecânica da estrutura;

- Aumento da capacidade de carga.

Outra importante área é o desempenho dinâmico dos vagões, o qual está relacionada com a produtividade e a segurança das operações ferroviárias. É notório que as falhas em equipamentos, más condições da via e o excesso de velocidade são considerados os principais fatores de descarrilamentos e outros acidentes.

Com esta finalidade, as simulações dinâmicas multicorpos são de grande importância para investigar o comportamento dinâmico de veículos ferroviários, onde é considerado um modelo dinâmico detalhado do veículo, incluindo as características de geometria da via, a interação entre roda e trilho e a flexibilidade da estrutura. Simulações com diferentes veículos, parâmetros de via, e velocidades podem ser avaliadas, auxiliando o aumento da produtividade das operações, como por exemplo:

- Avaliação de indicadores de descarrilamento;

- Estudos de velocidade operacional;

- Progresso na segurança de tráfego.

Complementarmente, a instrumentação e a coleta de dados são importantes serviços realizados pelo CTR junto ao segmento ferroviário. A avaliação das estruturas dos vagões de carga e seus componentes na via ou em laboratório, fornece dados e informações fundamentais para o desenvolvimento de protótipos de vagões ou vagões existentes, quando alterações estruturais são feitas como resultado de um processo de modernização.

O CTR realiza testes de acordo com padrões internacionais (Norma AAR) e também utilizando as melhores práticas, onde são utilizadas especificações definidas em normas ou desenvolvidos novos procedimentos de testes e critérios. O emprego da aquisição de dados para medir objetivamente o desempenho de vagões ferroviário, através da extensômetria e outros sensores, proporciona um acréscimo na segurança e confiabilidade na indústria ferroviária.