Dos trilhos às vigas

AGerência de Empreendimento da Linha 15-Prata desenvolve um trabalho desde 2010 na implantação das estações do Monotrilho da cidade de São Paulo. Conheça algumas inovações e desafios que a equipe enfrentou no objetivo de conduzir nossos trens dos trilhos às vigas.

Inaugurada em agosto de 2014, iniciando nesta data com 2,9 km de extensão entre as estações Vila Prudente e Oratório, além do Pátio Oratório, a Linha 15-Prata do Metrô de São Paulo foi o primeiro trecho no qual se desenvolveu um modal com inovações, diante das tecnologias consolidadas à implantação de sistemas metroferroviários, para que o transporte dos trens da Companhia migrasse dos trilhos às vigas.

Para o transporte sobre vigas o material rodante é composto por uma composição de sete carros que em conjunto apresentam 14 truques, onde cada truque é composto por um conjunto de dois pneus de carga na vertical e outros seis pneus-guia na horizontal, que trabalham na lateral da viga para propiciar equilíbrio no transporte dos trens ao longo de seu sinuoso trajeto. Este truque recebe energia aos motores através de um sistema de sapatas coletoras que trabalham a partir de um contato em deslizamento horizontal com os trilhos de alimentação, diferente da concepção que encontramos na energização dos trens sobre trilhos, que ocorre pelo sistema no qual denominamos tradicionalmente de “terceiro trilho”. Neste novo modelo, se permanecermos com a denominação do trilho de alimentação ser chamado de terceiro trilho, apesar da inexistência dos dois trilhos de rodagem, teremos que considerar a existência de um “quarto trilho” no processo de energização das composições.

O sistema de captação de energia é constituído por dois trilhos, fixados um de cada lado da viga de rolamento, sendo um positivo e outro negativo. Os trilhos são deslocados um do outro em relação ao plano horizontal, com objetivo de permitir a viagem dos veículos de modo bidirecional e reverso. A barra negativa deverá estar sempre posicionada no nível superior em relação à barra condutora da corrente de alimentação positiva (figura 1). A corrente de tração nos barramentos será de 4 500 A com uma tensão de operação de 750 VCC (ambas nominais).

Os carros possuem sapatas coletoras positivas e negativas em ambos os lados. De acordo com o sentido do movimento do trem, um conjunto de sapatas coletoras positivo/negaMARCELO LUCIO FERREIRA*

Figura 1 - Disposição dos trilhos na via em conjunto com o truque do trem

Figura 2 - Captação de energia na região de Track Switch

Figura 3 - AARU localizado na sala técnica da Estação Vila Prudente tivo entrará em contato com o trilho energizado, enquanto o outro conjunto de sapatas coletoras estará livre, isto é, sem contato com os trilhos. Nos trechos onde os veículos mudam de cabeceira, barras especiais permitem que o conjunto livre das sapatas obtenha o contato com o trilho, enquanto a oposta que estava em contato fique livre.

A barra condutora é constituída por uma seção transversal de alumínio com perfil em “I”, recoberta por uma lâmina de aço inox na superfície de contato com as sapatas, visando aumentar a resistência mecânica. A implantação deste sistema foi desenvolvida a partir da união, através de “talas de junção”, das barras com comprimento de 9 metros, que foram fixadas às vigas através de um sistema de ancoragem que propicia, além do alinhamento do trilho no seu deslocamento decorrente da dilatação longitudinal, devido a variação de temperatura no material, a isolação elétrica do sistema em relação à estrutura da viga de rolamento. Os isoladores são espaçados na maioria das seções do sistema a cada 3 metros, instalados em canaletas (unistrut), fixadas verticalmente na viga guia projetada para suportar a barra condutora.

Outros componentes fazem parte do processo construtivo do sistema de captação de energia, como as “juntas de dilatação”, necessárias para compensação na dilatação térmica, “os conjuntos de alimentação”, que conectam os cabos alimentadores às barras condutoras através de placas de terminais de cabos, “condutores pré-curvados” que são instalados em trechos que os raios de curvaturas das vigas são menores que 300 metros, com objetivo de redução dos esforços nos isoladores e “rampas de transição”, necessárias em locais onde a sapata coletora deve se desconectar do trilho energizado para fazer a conexão em outro ponto, como, por exemplo, nas regiões de aparelhos de mudança de via (AMV), Track Switch como é denominado no sistema Monotrilho (figura 2).

Estes diversos componentes, complexos em sua totalidade, proporcionam o funcionamento do sistema e eliminam possíveis problemas que poderiam ser ocasionados pela condição deste novo modal. Como exemplo, podemos tomar a situação que ocorre na frenagem dos trens. Quando os trens freiam um alto nível de potência é injetado no sistema de potência de tração. Para correção deste problema foram instaladas nas estações Vila Prudente, Camilo Haddad, Jardim Planalto e Fazenda da Juta uma “Unidade Automática de Receptividade Assegurada – AARU”.

O objetivo deste sistema é proteger o sistema de potência de tração de sobretensões que ocorrem durante a frenagem dos trens. A função da AARU é monitorar o nível de tensão no sistema através de um resistor que absorve o excesso de potência regenerativa dos trens em frenagem quando a tensão aumentar acima do limite definido. A AARU manterá o sistema receptivo para os veículos em frenagem e, em conjunto, dissipa a potência não utilizada na regeneração (figura 3).

Todos estes sistemas apresentam uma tecnologia e concepções de implantação diferente das consolidadas ao longo de meio século de transportes sobre trilhos. O trabalho desenvolvido neste projeto, além de propiciar comodidade e praticidade aos moradores da região, posiciona a cidade de São Paulo no cenário mundial do transporte público.

* Marcelo Lucio Ferreira é engenheiro do Metrô-SP E-mail: imprensa@metrosp.com.br