Conheça o sistema da CPTM que pode prever falhas em tempo real

A CPTM está reforçando sua manutenção com novos equipamentos e empregando tecnologias especiais para prevenir defeitos e atuar em falhas antes que elas possam ocorrer. No sistema de rede aérea isso já é uma realidade.

O site foi convidado, junto a outros portais de mobilidade, para conferir o funcionamento do Sistema de Detecção de Colisão Pantográfica, também conhecido pela sigla em inglês PCDS (Pantograph Collision Detection System).

Funcionamento

O PCDS é composto por uma série de sensores e uma câmera que são instalados no pantógrafo dos trens. O pantógrafo é a peça de uma composição responsável por captar energia através do contato com a rede aérea que é o conjunto de cabos metálicos acima da via que transmite corrente elétrica.

O sistema realiza a medição de dois parâmetros importantes da rede aérea. Os destaques e os impactos. Vamos compreender este conceitos:

O “desloque” se refere a geometria de implantação da rede aérea. Apesar de ser um fio linear, a rede aérea possui uma variação de posicionamento ao longo das vias. A CPTM, por exemplo, adota um desvio de +25 cm e -25cm do eixo central. A companhia pretende aumentar essa variação em 10 cm para cada lado.

O objetivo é permitir um desgaste mais uniforme do pantógrafo dos trens. O evento de desloque é medido por sensores indutivos que detectam a posição do fio de contato.

Se a posição do fio de contato atingir um limite crítico, o sistema realiza a detecção de um evento e registra-o dentro do sistema.

O impacto se refere ao momento em que o pantógrafo, por algum motivo, perca o contato com o fio de contato gerando um impacto. As causas deste evento podem ser diversas como, por exemplo, mudanças de seções de rede, emendas, cabos equipotenciais, etc

O impacto é medido através de um conjunto de acelerômetros. Esse tipo de sensor vai medir a variação do posicionamento do equipamento dentro dos eixos tridimensionais X, Y e Z.

Quando alguma dessas variáveis apresentarem número críticos é gerando um evento que é registrado dentro do sistema

Trens

O sistema PCDS está implantado em quatro trens que operam nas cinco linhas da CPTM. Cabe citar que um destes trens opera pelo Serviço 710, ou seja, cobre duas linhas simultaneamente.

O equipamento que está instalado oferece diversas vantagens em relação a sua instalação. Uma delas é a capacidade de gerar energia de forma autônoma através de placas solares implantadas no teto dos trens.

O sistema também possui proteção contra água do tipo IP65. Os dados de cada evento são enviados através de rede móvel (4G/3G/2G). Uma câmera com resolução 720p e 60fps realiza o registro de todos os eventos.

O PCDS não precisa de qualquer tipo de intervenção nos sistemas já existentes nos trens, reduzindo o custo de implantação.

Cabe citar que os pantógrafos que possuem o equipamento instalado ficam levantados em regime permanente, não sendo recolhidos após a reversão de marcha do trem.

Na prática

Para compreender o impacto do PCDS na rotina de manutenção é importante mostrar um exemplo de sua atuação. A CPTM mostrou o funcionamento do sistema na prática.

Ao longo do dia os trens com o sistema instalado circulam pelas linhas. Assim que o trem detectar alguma anomalia o registro deste evento é enviado para um servidor na nuvem através da rede de dados móveis.

Os dados do evento são acessados pelos técnicos de manutenção da rede aérea através de uma página web. Os eventos são assinalados com sua localização real em um mapa e com o sentido de marcha do trem.

Um funcionário especializado que realiza a análise das informações tem em suas mãos os gráficos referentes às medições de desloque da rede aérea e impacto. Os eventos são medidos em escala de milissegundos e são registrados por câmera para que o funcionário veja o exato momento do evento.

O funcionário, diante dos dados apresentados e de um histórico dos eventos, poderá proceder com ações distintas como acompanhamento do evento, acionamento de manutenção e menor prioridade, feita após a operação comercial, ou o acionamento de manutenção de alta prioridade, atuando de forma imediata.

Conclusão

O sistema de monitoramento de colisão pantográfica (PCDS) é uma ferramenta importante para a manutenção preditiva. Ou seja, ela consegue prever, por meio de eventos e análises, a ocorrência de falhas que podem prejudicar diretamente a operação.

A CPTM já conseguiu realizar diversas atuações importantes de rede aérea que poderiam resultar em falhas críticas. Dessa forma foi possível evitar uma futura paralisação por meio da produção de um evento baseado na detecção das variáveis do sistema.

O sistema implantado nos trens da CPTM é uma tecnologia pela Telemattica, uma empresa australiana, que é representada no Brasil pela Austros Rail. O contrato para o fornecimento deste sistema e dos serviços associados foi firmado no final de 2023.