Introdução

Grandes metrópoles, grandes problemas.

Este blog tentará difundir conhecimentos de tecnologia metroferroviária para os prezados leitores que queiram fazer uma reflexão técnica sobre um problema que aflige grande parte da população: transporte público, em especial os que são realizados sobre trilhos.

Por viver na região Metropolitana de São Paulo e ser usuário do Metrô-SP e Via Quatro, várias assuntos serão mais voltado a este sistema dessas companhias.

Entendo que algumas opções tecnológicas possuem critério técnico-político(social)-financeira na escolha. Algumas opções podem parecer pessoais, assim como os meus "artigos", se assim posso defini-los, mas tentarei ser  mas neutro na medida do possível.

Vou tentar expor de uma maneira simples as etapas de criação e implantação de um sistema de transporte sobre trilhos, além de tentar discutir temas recentes relacionados ao blog.

No meu ponto de vista, linhas de metrôs e trens suburbanos nos grandes centros, em especial na região da grande São Paulo, já nascem sobrecarregados.  Problemas de transporte somente serão resolvidos quando forem sanados problemas de emprego, comércio, educacionais, lazer, saúde e outros que fazem com que milhares de pessoas se locomovam de um ponto ao outro da cidade.  Obviamente, uma tarefa quase impossível.

Fica o desejo que não só os problemas de transporte sejam resolvidos, mas que todos os outros também sejam, pois sonhar nunca é demais, mas precisamos também agir para melhorar o mundo, mesmo que seja com pequenas ações, como por exemplo, escrever um blog..

Por fim, peço desculpas por publicar o blog com vários posts inacabados. Acho que vai demorar mais do que a implantação de uma linha de Metrô para acabar. Talvez não seja o formato ideal, ainda vou verificar. Mas de qualquer forma, já dá para aproveitar alguma coisa.

Como nasce uma linha de metrô- esquema simplificado

Segue de um modo resumido todas as etapas:

1) Diretrizes do governo

O governo determina as estratégias para ampliação da rede para atendimento de um determinado segmento da população. De uma diretriz, pode ocorrer desde  a construção de uma linha de metrô até o incentivo de uso de bicicletas. 
As diretrizes podem redefinir todas as etapas do empreendimento, pois também é de onde será previsto de onde virá o aporte financeiro da obra, podendo vir de investimentos Públicos, Privados ou mesmo de uma parceria público-privada (PPP).

2) Planejamento da rede sob trilhos

Baseado em pesquisas e dados estatísticos e nas diretrizes do governo, é traçado um planejamento de ampliação de uma rede de transportes.

3) Projeto Funcional

Para confirmar a necessidade e impacto da implantação ou ampliação de uma linha, é realizado um projeto funcional, que determinará entre vários aspectos o tipo de transporte (alta, média, baixa capacidade), interferências, modos construtivos e outros fatos. É uma consolidação do planejamento realizado.

É nesta etapa que é definido o traçado, localização de estações e grandes infras necessárias (por exemplo subestações elétricas), integração com outros tipos de transporte coletivos, modo operacional.

É feito uma estimativa de custo inicial e estratégias de implantação.

4) Projeto Básico
É nesta etapa onde as estações normalmente começam a tomar forma. São feitos detalhamentos suficientes para entendimento do projeto e elaboração de um orçamento para execução da obra.

Após a aprovação do projeto funcional, tem início o processo de obtenção de licenças e concomitantemente desapropriações. Nesta etapa ainda é possível ocorrer alterações no estudo de viabilidade técnico-econômico, podendo inclusive levar a alguma alteração no traçado.

5) Projeto Executivo

Onde são feitos detalhes suficientes para execução da obra. 

6) Implantação

Modos de execução da obra e instalação e testes de sistemas. São previstos na etapa de projeto básico e executivo.

                    

7) Operação

Para operar a linha, existe um Centro de Controle Operacional (CCO) que monitora todos os eventos e informações da lina. Além disso, há controles locais ao longo da linha que permitem a continuidade de operação em falha do CCO.
Existe 3 tipos de operação automática (sem operador), semi-automática (operador consegue fazer algumas funções, contudo há bloqueios/automatismos) e manual (não desejável, o operador opera sozinho).

8) Manutenção
A manutenção deve ser voltada em conceitos de manutenção preventiva (leva em consideração tempos e estatística de desgastes/falhas) e preditiva (monitoramento de dados/peças)  para evitar altos índices de falhas no sistema, levando a manutenção corretiva (conserto em campo/laboratório).

Prazos de uma nova linha

No post "Como nasce uma linha" conhecemos de uma forma resumida as etapas de um empreendimento.

O prazo entre o desenvolvimento de um projeto funcional a obra bruta seria em média 8 anos.

Agora vamos ver em maiores detalhes quanto dura cada etapa:

1) Planejamento e Projeto Funcional
Podemos ter licitações nesta fase
==> 1 ano

2) Projeto Básico
2.1) Projeo Executivo Civil e Arquitetura
2.2) Projeto Executivo Sistemas
Para alguns sistemas, no mínimo o projeto básico de arquitetua deve estar iniciada para poder desenvolver projetos de sistemas
Projeto ==> em média 2 anos

3) Licenças Ambientais e desapropriações
Com o projeto básico desenvolvido, é possível iniciar o processo de desapropriações com mais certeza.
Em geral, os proprietários são obrigados a desocupar o local devido a decreto assinado pelo governador, recebem o valor estipulado (de avaliações de especialistas), podendo apenas pedir na justiça caso ache que o valor recebido seja inferior do praticado do mercado, neste caso estará brigando apenas pela diferença do valor.
Com o projeto básico finalizado, é possível elaborar o EIA-RIMA
1 ano

4) Projeto Executivo
4.1) Projeo Executivo Civil e Arqutetura
4.2) Projeto Executivo Sistemas
Ocorre de forma similar ao projeto básico, sendo que projeto de sistemas auxiliares, telecom e instalações depende do projeto de arquitetura
Em média 1 a 2 anos

5) Implantação
5.1) Obras Civis
Obra bruta civil de uma estaçã demora em média 2 anos. Escavações de túnel cerca de 2 a 3 anos, dependendo da quantidade de frentes de obras utilizados.
5.2) Acabamento - demora em média 6 meses
5.3) Implantação Sistemas - entre fabricação e montagem demora cerca de 6 meses

6) Testes - demoram no mínimo cerca de 6 meses

De forma simples, o caminho crítico demoraria cerca de 8 anos do início do projeto funcional a inauguração de um trecho de metrô.
Mas ainda tem muitas outros parâmetros, tal como necessidade de conseguir aporte financeiro para obra, sendo que muitas vezes somente se consegue por etapas, fragmentando e aumentando os prazos.

Etapas podem ser puladas, mas os riscos envolvidos aumentam, podendo o empreendimento demorar mais tempos devido a entraves devido a aditivos.

Planejamento de uma Rede Sob Trilhos

post inacabado ainda....


1) Planejamento Integrado

Baixa
Média
Alta Capacidade

2) Planejamento de Transporte Urbano no Metrô
Através de dados e informações do governos e de demais agentes, o Planejamento do metrô é capaz de fazer tarefas relacionados a Concepção, Implantação e Operação. Como principais resultado, temos o Estudo Funcional da Linha, com o EIA/RIMA e estudo de viabilidade técnico-financeiro.

Figura- Planejamento do Transporte Urbano no Metrô

2.1) Concepção do Planejamento
Pesquisa O/D e Socioeconômicas

mapa atual e futuro metrô

mapa atual (fev/2013)

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mapa futuro da linha

fonte: www.terra.com.br (modificado)


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Mapa (futuro) unifilar L4 (estilo super mário)

Alimentação Elétrica

Esquema Geral de Alimentação Elétrica
88/138 kV=> 22kV

22kV pode ir para 750Vdc(tração) ou 460/220Vac (auxiliares)




Captação de Energia da Concessionária em 88 kV;

 Diferentes Alternativas de Alimentação em uma Linha
 Cada Primária, alimenta um determinado Setor
 Possibilidade de socorro entre setores
 Flexibilidade
 Segurança
 Confiabilidade


Subestações Primárias


Tipos de Subestações existentes no Metrô
 Subestações Convencionais
 Subestação Abrigada

Rede de Distribuição em 22 kV

 Rede de 22 kV Tração – Anel
 Rede de 22 kV – Auxiliares - Radial ou Anel


Principais operações
Transferência Automática de Linha
Transferência Automática de Setor

Sistema de Tração

Transformador Trifásico
03 Enrolamentos
Primário em Delta
Secundário Delta / Estrela
Peso aproximado 15 TON.


SPAP
SISTEMA DE PREVENÇÃO DE ACIDENTES NA PLATAFORMA



 Segurança do usuário na plataforma
 Promove o desligamento do terceiro trilho com
conseqüente parada dos trens
 Desenergização da via no final do horário
comercial
 Pontos de atuação:
 Na plataforma (caixas de atuação)
Na SSO
No CCO
Não é um sistema fail-safe..


Terceiro Trilho
Elementos

Rede Aérea
Tipos
Elementos

• Sistema de Baixa Tensão tem início à partir do
secundário do transformador 22 k V
• Compreende todos os sistemas e
equipamentos alimentados com tensões
inferiores 460 V
• Tensões de Alimentação disponíveis
460 Vca - 480 Vca ( LNS)
220 / 127 Vca - 208 / 120 Vca (LNS)
• Tensões com característica No-Break
125 Vcc 48 Vcc - 24 Vcc
127 Vca

Aterramento

Onde estão os três Terras?
 TV – Terra da Via
É o retorno das correntes de tração às Subestações.
O meio físico para este fim são os trilhos de
rolamento;
 TT – Terra do Túnel:
É um caminho alternativo para confinar as correntes
de fuga do sistema de tração dentro das instalações
do Metrô, evitando que estas correntes provoquem
danos e interferências em instalações vizinhas;
 TE – Terra Externo:
É o terra estrutural, no qual estão aterrados os
sistemas de distribuição de corrente alternada. O
meio físico, são as malhas de aterramento e ferros
estruturais.


Interferências elétricas



Os principais fatores são:
• Tensão
• Freqüência
• Aterramento
• Os componentes eletrônicos
• Circuitos impressos
• Desacoplamentos

Existem três caminhos de EMI entre a fonte e o dispositivo a ser degradado:
• Irradiação
• condução
• acoplamento capacitivo/indutivo


emi= interferência eletromagnética
rfi=interferência rádio frequência
rfi é um tipo possível de emi.

O emi ainda pode ser além de vir pela transmissão do ar (ex. rfi) pode vir através da condução física entre condutores interligados (ou seja, mesmo fio).

Se a interferência pode danificar um equipamento? Vai depender do nível da interferência (a interferência vai provocar uma mudança na energia, normalmente aumentando-a).

Se for um nível de tensão/corrente que o seu equipamento não suporte, vai danificar ou causar d.

Os filtro e blindagens estão para proteção desses e de outros efeitos indesejados. A seleção adequada dependerá de uma análise custo x benefício.

Sistemas Auxiliares

Quando você entra em uma estação está envolvido por sistemas auxiliares, que na somente são notados em caso de falha parcial ou total e que tem impacto direto no ambiente em que estão os usuários. Propicia segurança e conforto ao usuário.


Escadas Rolantes:
-Alta capacidade (mais robustas do que por exemplo de shopping) - cerca de 16.000 usuários/hora
-Servem para direcionar fluxo
-Em caso de falha, ela pode ser utilizada como escada fixa.
-Em termos ocupação civil, ocuparia o espaço previsto para escada fixa, podendo ser considerada como rota de fuga em caso de incêndio (nas mesmas condições que uma escada fixa). Contudo para cada pavimento, no cálculo da rota de fuga, deve-se desconsiderar uma escada rolante (devido a possibilidade de haver manutenção), ou seja, pelo menos é necessário uma escada fixa bem dimensionada.
-Possuem velocidade máxima e de aceleração limitadas para evitar quedas de usuários (principalmente idosos e pessoas com baixa capacidade de visão).

Elevadores
-Não exige legislação ou norma no estado de São Paulo ou a nível nacional que obrigue que o uso seja  uso exclusivo para idosos, gestantes, adultos com criança de colo e portadores de necessidades especiais, sendo o seu uso preferencial para estas pessoas.
-Caso não tenha paradas em patamares intermediários, a velocidade, em geral, é superior ao de escadas rolantes
-Caso ocorra falhas, em geral não é possível utilizar este meio para locomoção.
-Existem elevadores de alta capacidade (cerca de 30 usuários ou mais), contudo exigem uma alimentação mais confiável (e mais cara) principalmente se for considerada um meio principal (e não complementar) de locomoção vertical na estação.
-Se for considerada como rota de fuga em caso de incêndio, a escada deverá ter abrigo especial, o que aumenta o volume ocupado e equipamentos especiais tal como controle de fumaça/pressurização de ambiente. E em caso de falhas, cada elevador que for necessário para compor a totalidade do cálculo de fluxo de abandono, deverá ter um reserva.

Portas Plataformas
Tem interface com sistema de sinalização de trem e CCO, alimentação elétrica.
Os modelos tem a ver com a altura das portas:
a) baixa
b) média
c) meia-altura
São as que existem no Metrô de São Paulo nas estações Sacomã por exemplo e na linha 4.
d) totalmente fechada


vantagens:
Dificultam quedas de pessoas ou objetos na via pela plataforma.


desvantagens:
Diminui a área de ventilação

Ventilação Principal

Ventilação de salas técnicas e operacionais

Ar Condicionado


Iluminação

Detecção de incêndio e fumaça

Combate a incêndio

Bombas de água

Equipamentos voltados a manutenção

São equipamentos onde os usuários são funcionários e também são necessários para manutenção e operação do sistema. Geralmente localizados em Pátios.

São eles:

Drop Table (Mesa elevatória hidráulica)

Sopra de Trens

Torno Rodeiro

Posto de Abastecimento

Máquina de Lavar Trens

Tratamento de Efluentes

Reuso de água

Aquecimento solar e elétrico