Sensores e análise de dados ajudam operadoras a elaborar ações preventivas para a frota de trens
Operadoras de passageiros têm investido em inovações quando se trata da manutenção de trens, com o objetivo de agilizar os processos e torná-los mais eficazes. O uso de novas tecnologias, como machine learning, inteligência artificial e big data, permitem às empresas melhorar o controle e a prevenção de falhas na frota.
De uma maneira geral, a atenção das companhias está voltada aos chamados itens consumíveis, como filtro de ar condicionado e pastilhas de freio, substituídos com mais frequência em razão de desgaste mecânico ou saturação. Este é um dos trabalhos feitos pela CPTM. A companhia, em seu plano de manutenção (que é terceirizada), prevê a medição de pastilhas de freios e a termovisão, em que são avaliados aquecimentos irregulares e verificação e troca por quilometragem rodada. Além disso, em parte da frota há o monitoramento de telemetria, cujo processo se dá por meio de sensores que analisam as condições de sistemas críticos dos trens e enviam o diagnóstico à central responsável.
“O sistema de monitoramento armazena os dados de diagnóstico de falha de todos os sistemas do trem, permitindo a análise de desempenho e tendência, inclusive com a customização de criação de alarmes de falhas”, afirma a operadora. Através dessa análise, é possível garantir o funcionamento dos sistemas e criar ações preventivas de manutenção.
Novas tecnologias
Uma das iniciativas da CPTM foi a criação do Laboratório de Fabricação (FabLab) no complexo da estação da Luz. Inaugurado em 2022, o complexo possui ferramentas digitais, como cortadoras de vinil, laser, impressoras e scanner 3D (impressão de objetos) que permitem o desenvolvimento de ideias para solucionar problemas que venham a ocorrer na manutenção dos trens e em outros sistemas da companhia.
No Metrô de São Paulo, são diversos os processos empregados na manutenção dos trens. Um deles é a inspeção de eixos de rodeiros por meio de ultrassom, a fim de detectar falhas estruturais prematuras, melhorando a segurança de operação. A companhia também faz uso de equipamentos de termovisão, que detectam falhas prematuras em conexões e contatos elétricos, para evitar o superaquecimento dos sistemas.
As tecnologias, associadas a um plano preventivo, evitam possíveis acidentes por desgaste de material, segundo a empresa. “A manutenção dos trens está dividida em preventiva a cada 24 mil km e as revisões de equipamentos de controle individualizado com períodos específicos para cada sistema. Em caso de emergências durante a operação, o Metrô de SP conta com equipe de manutenção e restabelecimento”, comenta a operadora.
Entre os equipamentos de trens que mais demandam reposição estão motores elétricos, compressores, rodeiros e redutores. De acordo com o Metrô de São Paulo, são itens que precisam com mais frequência de substituição de rolamentos, lubrificantes, juntas e kits de vedação em geral.
Trem climatizado
Na CCR Metrô Bahia, além da troca das pastilhas de freio, a manutenção nos aparelhos de ar condicionado também é constante. “Por ser em uma cidade litorânea, é fundamental mantermos a pressão do sistema, que é afetada também pela corrosão dos componentes metálicos em função da quantidade de salitre que temos na região”, explica Edney Nascimento, supervisor de Manutenção de Material Rodante da empresa.
O metrô da capital baiana possui o PZK, uma espécie de centro de controle, que é instalado na via para medir as rodas dos trens. Com a passagem do trem a uma velocidade máxima de 10km/h, o PZK faz a leitura das rodas e envia essa informação remotamente para um servidor e, deste, para o equipamento torno rodeiro, que faz usinagem das rodas. Com isso, é possível usinar as rodas do trem com as medidas exatas já anteriormente coletadas.
Nascimento também cita o sistema Poka Yoke, um intertravamento que impossibilita a energização da rede aérea com cabo de aterramento instalado, trazendo mais segurança para o trabalho, segundo o supervisor.
Na ViaMobilidade Linhas 8 e 9, destaca-se o equipamento Calipri, com tecnologia a laser e recursos gráficos para realizar a medição do perfil e diâmetro de roda, desgaste do disco de freio e aferição da bitola interna. O objetivo é melhorar a previsibilidade de uma eventual intervenção. A operadora quer implementar também uma Drop-Table no bloco de manutenção dos trens — equipamento que auxilia na substituição de truques e rodeiros sem a necessidade de separar e elevar o carro do trem. A ideia é reduzir o tempo de manutenção e de indisponibilidade de carros.
“A concessão das linhas 8 e 9 impôs um desafio em relação aos trens que foram entregues com quilometragens acima de 1,2 milhão de km e sem a realização da revisão completa, fazendo com que a concessionária execute estas manutenções em paralelo com todas as outras revisões, visando a devolução dos trens seguindo os parâmetros estabelecidos no edital”, diz a operadora, por meio de nota.
Na frota mais antiga do MetrôRio são utilizados instrumentação e modelagem computacional para a análise de vibração e de esforços dos trens. “O objetivo é analisar a qualidade final dos equipamentos revisados, como truques, motores e redutores, bem como a sobrevida útil de componentes mecânicos e estruturas dos carros, buscando reduzir falhas cuja causa identificada seja proveniente de vibração e ou da fadiga dos materiais”, pontua Fábio Rezende, gerente de Engenharia de Manutenção da operadora.
Segundo Rezende, a empresa vem buscando nos últimos anos a criação de ambientes para o monitoramento on-line dos trens. Nesse quesito, houve um avanço, diz ele, por meio da implantação do “Projeto de Telmetria”, que consiste em transferir os dados adquiridos por sensores instalados nos trens para um banco de dados em nuvem, em tempo real, por rede de dados 4G. “Inicialmente para a avaliação das condições dos trens em operação, com o objetivo de antecipar a retirada de trens com suspeita de falhas”, complementa.
Os pontos que já podem ser observados em tempo real são a cabine assumida para condução, falhas de alguns sistemas dos carros e localização exata do trem na linha. “O objetivo do projeto é analisar a base de dados de sinais dos trens a fim de realizar a predição de falhas, por meio de uso de machine learning e inteligência artificial, evitando custos e aumentando a confiabilidade dos ativos em operação”.
Frota antiga
Na Trensurb, é utilizado o retrofit em maquinário antigo, como o torno subterrâneo de rodas e a prensa de eixamento nos quais são agregados telemetria, sensores, servo motores e IHM para controle dos processos. A operadora conta ainda com sistemas computacionais para automatizar o fluxo de ordens de serviço, com o objetivo de acelerar a dinâmica dos processos internos e elaborar um levantamento mais preciso dos parâmetros de controle.
“A empresa está implementando um sistema de telemetria em que monitora, em tempo real, parâmetros de operação e manutenção. São os primeiros passos pra implantação de manutenção preditiva”, afirmou o engenheiro mecânico do setor de Oficina da Trensurb, Guilherme Hiller.
O momento de levar um trem para o overhaul (reforma total) varia de acordo com cada companhia. Na CPTM, as manutenções mais pesadas (de nível F) ocorrem com 1,2 milhão de km nos trens das séries 8500 e 9000. Na CCR Metrô Bahia é a cada 12,5 mil km rodados, enquanto na ViaMobilidade acontece com 1,2 milhão de km percorridos.
Na Trensurb, a série 100 obedece uma frequência de a cada cinco anos ou a cada 600 mil km rodados, enquanto na série 200 (frota mais recente) acontece a cada 1,2 milhão km. No Metrô de São Paulo não acontece a prática de overhaul nas frotas. Atualmente, são efetuadas revisões gerais em alguns equipamentos, tais como truques, rodeiros, motores de tração entre outros. No MetrôRio, o marco é 720 mil km para frota antiga e 1,080 milhão de km para a frota da chinesa CRRC.
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