Monitoramento de ferrovias e o novo modelo de ferrovias do Leica GeoMoS

Autores: Madalina Craciun, Lidija Spiranec, Steve Thurgood, Megan Hansen

Com os números do tráfego em trilhos aumentando continuamente, as ferrovias precisam manter um número cada vez maior de pessoas e de carga se movimentando de forma segura e no prazo. No entanto, quando infraestrutura antiga, instabilidade geológica, trabalho de construção na proximidade ou outros fatores causam movimento em qualquer parte da ferrovia, dos trilhos à infraestrutura de suporte, o impacto por ser imenso.

Considere um trem com 12 vagões com peso de até 1.000 toneladas métricas, viajando a uma velocidade de 300 km por hora: ao encontrar até mesmo pequenas alterações nos trilhos, o trem pode descarrilar, bater ou quebrar. No pior dos casos, isso coloca vidas humanas em perigo, e no melhor dos casos, causa atrasos significativos com altos custos para a empresa ferroviária . O impacto se espalha para os passageiros e para as empresas que dependem de ferrovias ativas para transportar passageiros e carga no prazo e intactos.

O monitoramento regular da ferrovia e das estruturas de suporte oferecem informações que os engenheiros, os operadores da rede e os gerentes de infraestrutura usam para reduzir esses riscos e melhorar a segurança. Sistemas de monitoramento integrados que combinam instrumentos de medição precisos, dispositivos de comunicação e software sofisticado, facilitam dados confiáveis sobre deformação em tempo real.

Neste trabalho de especialista, a engenheira de produtos e especialista em monitoramento de ferrovias da Leica Geosystems, Madalina Craciun, oferece uma visão geral do monitoramento de ferrovias e a solução da Leica Geosystems, incluindo o novo recurso do software de monitoramento Leica GeoMoS, que agiliza a montagem e aumenta a precisão da configuração.

Por que monitorar as ferrovias e a infraestrutura da proximidade?

Fatores comuns que afetam as ferrovias

Alterações na geometria dos trilhos e infraestrutura instável da ferrovia ou terraplenagem podem resultar de uma gama de fatores interconectados.

Terraplenagem em ferrovias, incluindo aterros e cortes, mantêm os gradientes dos trilhos em um mínimo, para viagem eficiente. No entanto, movimento geológico, riscos naturais ou construções adjacentes criam áreas de risco em que eventos repentinos têm maior probabilidade de ocorrer. Uma encosta instável que colapsa e libera grandes quantidades de terra na ferrovia pode descarrilar trens, danificar os trilhos e a infraestrutura adjacente.

Além disso, construções ou escavações próximo a ferrovias pode causar movimentos que afetam as estruturas que facilitam a passagem dos trens. Túneis, pondes, paredes de retenção, mastros ou pórticos e o próprio leito do trilho podem se tornar instáveis. Por exemplo, se a área próxima a um túnel de uma ferrovia se mover devido a escavações em uma obra de construção adjacente, o trilho também poderá ser afetado, tornando a passagem segura de trens impossível.

Alterações na posição geométrica original dos trilhos, incluindo o próprio trilho, dormentes, presilhas para fixação de trilhos, lastros ou subleitos, impõem riscos sérios também aos trens. Ferrovias antigas e a passagem frequente de trens pesados afetam a geometria dos trilhos, juntamente com variações à subsuperfície, como alteração dos níveis da água.

Monitoramento: a solução para segurança

Independentemente da causa, deformações podem criar condições que colocam passageiros em perigo, prejudicam as operações da ferrovia e levam atrasos que incorrem em custos.

Para ajudar na redução do risco e fornecer infraestrutura de ferrovias confiáveis, os sistemas de monitoramento oferecem informações completas sobre movimentos, permitindo que os proprietários dos ativos ou os operadores possam tomar decisões rápidas e informadas para intervir, antes que um evento grave ocorra. Dados vitais fornecidos pelo monitoramento da estabilidade e da integridade estrutural da ferrovia permitem aos engenheiros tomaram atitudes relevantes.

Métodos e tecnologias de monitoramento de ferrovias

Geometria e estabilidade estrutural dos trilhos

As especificações de medição de cada projeto de monitoramento de rodovia são únicas e determinadas pelo tipo de linha de ferrovia, seu local, velocidade e uso. Os métodos usados para medir a geometria dos trilhos e a estabilidade da infraestrutura dos trilhos são baseados no nível de risco, no acesso e no intervalo ou na duração da medição.

Os trilhos de ferrovias, compostos por componentes interconectados, são medidos em relação a diferentes aspectos, como escalas, torções, alinhamento horizontal, bitolas e altura do trilho. Esses dados de geometria dos trilhos garante que o trilho não seja desviado para uma condição que afetaria a operação segura. De forma semelhante, estruturas e encostas de suporte das ferrovias são medidas para ver se há movimentações.

A geometria dos trilhos pode ser medida usando técnicas tradicionais, como bastões para escala e bitolas e trens de geometria da rodovia. No entanto, eles devem ser operados manualmente e exigem parar o tráfego na ferrovia para permitir acesso seguro para as equipes de engenharia. Os sensores de monitoramento geodésico, como prismas de medição de estações totais, podem ser empregados em configurações de campanha ou de monitoramento automatizado, dependendo da frequência e dos tipos de coleta de dados necessários. Quando automatizado, esse método tem o benefício de fornecer dados de deslocamento, enquanto as linhas estão em operação.

Monitoramento total para ferrovias da Leica Geosystems

As soluções de monitoramento total da Leica Geosystems oferecem projetos de ferrovias com o melhor hardware, software e os melhores acessórios da categoria, oferecendo informações confiáveis, precisas e contínuas vitais para operação segura das ferrovias.

A Leica TM60, uma estação total de autoaprendizagem criada para monitoramento, pode atender aos requisitos mais exigentes de medições 3D. A TM60 não apenas automatiza as medições, também aprende e reconhece, automaticamente, os alvos, permitindo uma montagem mais rápida e observações precisas por prisma, mesmo em áreas grandes. Duas câmeras permitem que os operadores visualizem e resolvam problemas da obra remotamente e a precisão em nível de milímetros é suportada em grandes alcances, com velocidades rápidas de medição. Tudo junto, a TM60 oferece a aquisição de dados robusta que é a base para o monitoramento eficaz de ferrovias.

Conectada com o Leica ComBox60 para gerenciamento de comunicação e de potência no local, o sistema de monitoramento pode funcionar 24/7 sem lacunas de dados, fornecendo confiabilidade absoluta. Para processamento e geração de relatórios, o software de e os serviços de monitoramento do Leica GeoMoS permitem coleta, cálculo e análise de dados contínuos e automatizados em tempo real.

Quando combinada, essa solução mantém o tempo do topógrafo nos trilhos em um mínimo, permitindo, ao mesmo tempo, o máximo em aquisição de dados.

Inovação de software que permite montagem mais rápida: o modelo de ferrovias do GeoMoS

Fluxos de trabalho de monitoramento de ferrovias agilizados

A versão recém-lançada do Leica GeoMoS contém um modelo de ferrovias que reduz o tempo de montagem e melhora a precisão por meio de configuração centralizada.

O monitoramento de ferrovias requer cálculos complexos, e configurações precisas formam a base para resultados de qualidade. A inserção manual de fórmulas ou a exportação de dados para software terceirizado para cálculos não apenas cria atrasos na aquisição e no cálculo inicial de dados vitais, mas também aumenta a probabilidade de erros. Cálculos não confiáveis oferecem informações erradas que podem levar a dois cenários indesejados: a falha em informar sobre movimentos relevantes ou a informação falsa sobre movimentos não existentes ou não relevantes. Os dois cenários podem ter consequências graves.

Ao remover as configurações manuais sem nenhuma topografia as-built nem entrada de alinhamento de design, o modelo de ferrovias permite que os operadores comecem a monitorar mais rapidamente e com mais certeza nos cálculos. O fluxo de trabalho simplificado acelera a montagem e melhora a precisão da entrada, reduzindo os erros.

Os operadores podem configurar facilmente para que todos os cálculos necessários sejam gerados automaticamente. Em seguida, quando as medições da estação total forem coletadas, o GeoMoS calcula, automaticamente, as coordenadas do prisma, deslocamentos e parâmetros das ferrovias, como escala, torção, alinhamentos e outros. Com os valores calculados, o GeoMoS gera relatórios e fornece notificações automatizadas, se os limiares definidos pelos usuários forem excedidos.

Benefícios para todas as partes interessadas

Com a configuração simples do modelo de ferrovias, o monitoramento pode começar mais cedo e os fornecedores podem oferecer resultados confiáveis para os gerentes dos ativos.

Além disso, quanto maior o projeto, maior os benefícios. Se, por exemplo, um projeto tiver centenas de pontos para serem medidos, configurar os cálculos da geometria dos trilhos manualmente pode levar o dia todo. Com o modelo de ferrovias do GeoMoS, a configuração termina em questão de minutos, sem chance de erros de entrada de fórmulas. Esse benefício se estende aos clientes finais que recebem informações confiáveis que permitem tomada rápida de decisões para intervenções necessárias.

As soluções da Leica Geosystems fornecem, há muito tempo, sistemas de monitoramento eficazes e de alta qualidade para ferrovias, com os sensores e o software coletando e calculando dados completos. Com o modelo de ferrovias no GeoMoS, as montagens avançam rapidamente para a configuração completa, de modo que as medições e as análises de dados vitais da ferrovia possam começar e as ferrovias possam funcionar de forma segura.