BR102017026315A2

BR102017026315A2 - Método para detecção de quebra de trilho ferroviário, sistema de detecção de quebra de trilho ferroviário e dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário

Info

Publication number: BR102017026315A2
Application number: BR102017026315-0A
Authority: BR
Inventors: Márcio Do Nascimento Machado; Eder Linconl Batistela Ricci
Original assignee: Rumo Logística Operadora Multimodal S.A; Ricci Eletrônica Ltda
Priority date: 2017-12-06
Filing date: 2017-12-06
Publication date: 2019-06-25
Also published as: US20190193762A1; BR102017026315B1; EP3495232A1; US11130509B2

Abstract

a presente invenção refere-se a um método para detecção de quebra de trilho ferroviário, sistema de detecção de quebra de trilho ferroviário (1) e dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500), em que um primeiro trilho (101) e um segundo trilho (102) são conectados definindo trechos (302, 303) de medição e malhas elétricas de detecção (m1, m2), em que um dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500) é acoplado aos referidos trilhos (101, 102) e configurado para medir ao menos um parâmetro elétrico de ao menos uma malha elétrica de detecção (m1, m2) e seletivamente promover uma saída (502) que indica um estado de ao menos um trilho (101, 102).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA DETECÇÃO DE QUEBRA DE TRILHO FERROVIÁRIO, SISTEMA DE DETECÇÃO DE QUEBRA DE TRILHO FERROVIÁRIO E DISPOSITIVO DETECTOR DE QUEBRA DE TRILHO FERROVIÁRIO".

[001] A presente invenção refere-se a um método para detecção de quebra de trilho ferroviário, no qual são descritas etapas para indicar um estado de ao menos um trilho de determinado trecho a ser monitorado. A presente invenção refere-se ainda a um sistema de detecção de quebra de trilho ferroviário e seus respectivos componentes e também a um dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário utilizado no presente método e sistema.

Descrição do Estado da Técnica [002] As operadoras de ferrovias sofrem diariamente com a quebra de trilhos que compõem as malhas ferroviárias. Estas quebras podem ocorrer por vários motivos, dentre os quais destacam-se defeitos nos trilhos, variações bruscas de temperatura, defeitos nos dormentes e variações nas características do solo sobre o qual os trilhos são dispostos.

[003] Um trilho quebrado, se não detectado fatalmente levará ao descarrilamento de um trem, vagões, locomotiva, etc., de tal forma que toda a composição estará comprometida. Somado às perdas financeiras, existe também o risco ambiental, pois as possibilidades de danos ao meio ambiente por diversos fatores, como, por exemplo, a contaminação do solo, lençóis freáticos, rios, fauna e flora são bastante possíveis.

[004] Ainda, por serem acidentes de grandes dimensões, existe a possibilidade real de perda de vidas humanas, envolvendo operários, passageiros e até mesmo transeuntes, pedestres ou moradores de regiões próximas aos trilhos de trem.

[005] Neste cenário, foram desenvolvidas algumas técnicas para detectar a quebra de trilhos em malhas ferroviárias, as quais compreendem duas técnicas principais, a saber: por circuito de via de corrente contínua, por circuito de via de audiofrequência e através de tecnologias de fibra óptica.

[006] A detecção de trilho quebrado utilizando circuito de via de corrente contínua é implementada aplicando uma corrente em um dos extremos do trecho alvo da detecção e monitorando esta corrente no outro extremo, com equipamentos específicos tais como relés e circuitos detectores de tensão.

[007] Porém, esta técnica demanda que os trechos os quais se deseja monitorar estejam isolados uns dos outros. Isto é feito com a adição de componentes denominados talas isolantes, que impedem que a corrente aplicada nos trilhos de um trecho seja desviada para outros trechos.

[008] Todavia, observa-se que os pontos nos quais são instaladas as talas isolantes fazem com que a resistência elétrica dos trilhos seja alterada. Além disso, a resistência mecânica dos trilhos é também afetada pois, para instalação das referidas talas, os trilhos são cortados (separados em trechos) e as talas são fixadas em suas laterais.

[009] Estas talas, além de terem vida útil relativamente curta, têm um alto custo de implantação e requerem ainda manutenção periódica, o que pode requerer o bloqueio parcial ou total da malha ferroviária a qual o trecho faz parte.

[0010] Adicionalmente, nota-se que nos circuitos de via de corrente contínua o consumo de energia elétrica é bastante elevado. Esta deficiência inviabiliza, portanto, a alimentação do circuito através da utilização de painéis solares ou baterias.

[0011] Em outras palavras, a solução descrita acima não compreende um dispositivo de fácil instalação, que apresente baixo consumo de energia elétrica e que não dependa da instalação de componentes adicionais que podem prejudicar a medição de parâmetros elétricos do trecho a ser monitorado.

[0012] Por sua vez, a detecção de trilho quebrado com circuito de via de audiofrequência é implementada aplicando uma corrente alternada em uma das extremidades do trecho alvo da detecção e monitorando esta corrente na extremidade oposta através de um circuito detector de tensão, o qual é sintonizado na frequência do gerador utilizado, a qual situa-se na faixa de áudio audível por um ser humano.

[0013] Ainda que não demande de isolamento elétrico dos trilhos através de talas isolantes tal como descrito anteriormente, esta técnica é limitada pelo comprimento do trecho a ser monitorado, pois a detecção se torna imprecisa e inviável em trechos com mais de 2500km de comprimento.

[0014] Para a isolação entre trechos, são utilizados circuitos compostos por indutores e capacitores (circuitos LC), sintonizados na mesma frequência do gerador. Assim, a instalação deste tipo de componente se mostra bastante trabalhosa e onerosa, pois é necessária a sintonização do circuito isolante com o gerador de frequência.

[0015] Ademais, o consumo de energia deste tipo de circuito é bastante alto, o que torna inviável a aplicação desta técnica utilizando a alimentação do circuito através de painéis solares ou baterias.

[0016] Desta forma, a solução descrita acima não é passível de fácil instalação, tampouco apresenta baixo consumo de energia elétrica e dependa da instalação de componentes adicionais que limitam a utilização do circuito para determinados comprimentos de trechos monitorados.

[0017] Outra técnica possível para detectar quebra de trilhos ferroviários compreende a utilização de fibra óptica. Neste caso, a detecção de quebra dos trilhos ferroviários é feita com base na captação de áudio pelos cabos de fibra óptica utilizados.

[0018] Para tal, a tecnologia de cabeamento utilizada e sua implementação são demasiadamente caras. Deve-se enterrar o cabeamento a uma determinada profundidade ao longo do trecho a ser monitorado e o local que irá receber tal cabeamento não deve ser compartilhado com outras fibras de comunicação de dados.

[0019] Além disso, a fibra óptica utilizada nesta aplicação é bastante sensível e, por este motivo, é muitas vezes susceptível à captação de ruídos externos que prejudicam a detecção de quebra almejada.

[0020] Desta maneira, considerando-se as condições que a fibra óptica demanda para ser implementada, esta tecnologia se mostra bastante laboriosa para ser implementada, podendo ainda apresentar detecções imprecisas devido à maneira a qual a fibra óptica detecta quebra nos trilhos.

[0021] Sendo assim, não se observa no estado da técnica meios de detecção de quebra de trilho ferroviário com baixo custo de implementação, de fácil instalação e que não seja aplicada apenas para trechos de trilhos ferroviários de comprimento limitado.

[0022] Neste cenário, visando superar os problemas conhecidos no estado da técnica e acima mencionados, a presente invenção propõe um método para detecção de quebra de trilho ferroviário, o qual é implementado através de uma simples conexão de um dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário aos trilhos que compõem o trecho a ser monitorado.

[0023] O método proposto compreende uma monitoração e medição periódica de parâmetros do referido trecho e é implementado através da utilização de cabos na conexão do dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário, os quais podem possuir qualquer comprimento.

Além disso, são utilizados cabos para determinar os trechos a serem monitorados, de tal forma que estes trechos podem ser de grandes comprimentos (aproximadamente, mas não limitado a cerca de 10km). [0024] Assim, a implementação do referido método permite a instalação do dispositivo longe de ambientes ruidosos e com vibrações in-desejadas, comumente causadas pela passagem de composições com locomotivas e vagões, além de ter um baixo consumo energético por realizar monitoração e medição periódica do trecho monitorado.

[0025] De maneira vantajosa, a presente invenção propõe ainda um sistema de detecção de quebra de trilho ferroviário com baixo consumo de energia elétrica, o qual monitora e mede periodicamente parâmetros elétricos através de componentes instalados ao longo de trilhos ferroviários a serem monitorados.

[0026] Adicionalmente, a presente invenção inclui um dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário, o qual é constituído por diversos componentes específicos e que permitem assim a detecção de quebra de trilho ferroviário em trechos de qualquer comprimento e com baixo consumo de energia elétrica.

Objetivos da Invenção [0027] Um primeiro objetivo da presente invenção é prover um método para detecção de quebra de trilho ferroviário.

[0028] Um segundo objetivo da presente invenção é prover um método para detecção de quebra de trilho ferroviário que monitore e meça periodicamente parâmetros de um trecho a ser monitorado.

[0029] Um terceiro objetivo da presente invenção é prover um método para detecção de quebra de trilho ferroviário que seja implementado através da utilização de cabos na conexão do dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário.

[0030] Um quarto objetivo da presente invenção é prover um sistema de detecção de quebra de trilho ferroviário que monitora e mede periodicamente parâmetros elétricos através de componentes instalados ao longo de trilhos ferroviários com qualquer comprimento a serem monitorados.

[0031] Um quinto objetivo da presente invenção é prover um dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário que permite a detecção de quebra de trilho ferroviário em trechos de grandes comprimentos.

Breve Descrição da Invenção [0032] Os objetivos da presente invenção são alcançados por meio de um método para detecção de quebra de trilho ferroviário, que consiste basicamente na definição dos trechos a serem monitorados e no acoplamento de um dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário aos trilhos que compõe o referido trecho, em que o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário irá periodicamente monitorar parâmetros do trecho definido e seletivamente promover uma saída que indica o estado de ao menos um trilho do trecho monitorado.

[0033] Aborda-se ainda um sistema de detecção de quebra de trilho ferroviário composto basicamente por trilhos ferroviários de um trecho a ser monitorado, malhas elétricas que permitem uma monitoração e medição de parâmetros elétricos, em que um dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário realiza a monitoração e medição destes parâmetros e promove uma saída que indica um estado de ao menos um dos trilhos que compõe o trecho monitorado.

[0034] Aborda-se ainda um dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário que é acoplado eletricamente a trilhos ferroviários de um trecho a ser monitorado, definindo malhas elétricas de detecção e indica um estado de ao menos um dos trilhos que compõe o trecho a ser monitorado, em que o referido dispositivo é uma máquina eletrônica configurada para medir parâmetros elétricos, processar dados mensurados e ativar um circuito de saída que indica a integridade ou não de ao menos um trilho ferroviário do trecho monitorado.

Descrição Resumida dos Desenhos [0035] A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. As figuras mostram: [0036] Figura 1 - é um exemplo de um trecho de malha ferroviária, na qual são representados trilhos, dormentes e uma resistência de lastro;

[0037] Figura 2 - é uma representação de um circuito equivalente elétrico referente a um trecho de malha ferroviária tal como o trecho exemplificado na Figura 1;

[0038] Figura 3 - é uma representação de um trecho de malha ferroviária sobre o qual é aplicado o método de detecção de quebra de trilho ferroviário proposto e também o qual compreende o sistema de detecção de quebra de trilho ferroviário e o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário;

[0039] Figura 4 - é uma representação de um circuito elétrico equivalente a um trecho de malha ferroviária tal como a representação da Figura 3;

[0040] Figura 5 - é uma representação de um diagrama de blocos que mostra os componentes principais de uma configuração do dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário proposto;

[0041] Figura 6 - é uma representação de um trecho de uma malha ferroviária dotada de vários dispositivos detectores de quebra de trilho ferroviário em uma ferrovia dividida em vários trechos.

Descrição Detalhada das Figuras [0042] Inicialmente, a presente invenção refere-se a um método para detecção de quebra de trilho ferroviário. Conforme será detalhadamente explicado posteriormente, o método proposto baseia-se na medição de ao menos um parâmetro elétrico referente a uma malha ferroviária.

[0043] Mais especificamente, a presente invenção refere-se a um método para detecção de quebra de trilho ferroviário para ser implementado em ao menos um trecho 302, 303 de malha ferroviária, tal como o trecho exemplificado na Figura 1, compreendendo ao menos um primeiro trilho 101, um segundo trilho 102 e dormentes 103.

[0044] Em relação aos dormentes 103, estes devem ser entendidos preferencialmente como peças ou travessas fixas, dispostas transversalmente aos trilhos 101, 102, os quais são dispostos sobre os referidos dormentes 103.

[0045] Preferencialmente, os dormentes 103 são confeccionados em madeira ou concreto, todavia podem ser também confeccionados em outros materiais, tais como metais em geral ou polímeros, por exemplo. Assim, a composição dos referidos dormentes 103 não deve ser entendida como fator limitante para a presente invenção.

[0046] Porém, caso os dormentes 103 sejam confeccionados em materiais que sejam condutores elétricos (tal como os metais em geral citados anteriormente), os referidos dormentes 103 devem ser eletricamente isolados dos trilhos 101, 102.

[0047] Conforme será melhor descrito a seguir, o trecho de malha ferroviária pode compreender ainda uma resistência de lastro RL, a qual compreende uma resistência elétrica oferecida por um ambiente externo no qual o método proposto para detecção de quebra de trilho ferroviário é utilizado.

[0048] Referindo-se mais especificamente ao método para detecção de quebra de trilho ferroviário, este compreende uma primeira etapa de conectar eletricamente um primeiro trilho 101 a um segundo trilho 102 através de um primeiro jumper 304, tal como ilustra a Figura 3.

[0049] O primeiro jumper 304 deve ser entendido preferencialmente como um cabo ou fio condutor elétrico, confeccionado em qualquer material que proporcione a condução de corrente elétrica, tal como cobre, ouro, alumínio, prata, ferro, estanho, zinco, dentre outros.

[0050] Todavia, a composição do primeiro jumper 304 não deve ser entendida como uma limitação da presente invenção, de tal forma que outros materiais podem ser utilizados para confeccionar o referido jumper 304.

[0051] Além disso, em uma configuração alternativa, ao menos um dormente 103 pode ser configurado tal como um primeiro jumper 304. Nesta configuração, ao menos um dormente 103 é confeccionado em material condutor de energia elétrica tal como proposto para o referido primeiro jumper 304.

[0052] De maneira similar à primeira etapa descrita anteriormente, uma segunda etapa do presente método também consiste em conectar eletricamente o primeiro trilho 101 ao segundo trilho 102, esta conexão sendo realizada através de um segundo jumper 305 que é disposto distante do primeiro jumper 304, tal como ilustra a Figura 3.

[0053] Em relação ao segundo jumper 305, este também deve ser entendido preferencialmente como um cabo ou fio condutor elétrico, confeccionado em qualquer material que proporcione a condução de corrente elétrica, tal como os materiais já mencionados para o primeiro jumper 304.

[0054] A composição do segundo jumper 305 também não deve ser entendida como uma limitação da presente invenção, de tal forma que outros materiais podem ser utilizados para confeccionar o referido jumper 305.

[0055] Além disso, em uma configuração alternativa, ao menos um dormente 103 pode ser também configurado tal como um segundo jumper 305. Nesta configuração, ao menos um dormente 103 é confeccionado em material condutor de energia elétrica tal como proposto para o referido segundo jumper 304.

[0056] Desta forma, os dormentes 103 podem ser confeccionados tanto em material condutor de energia elétrica quanto em outros materiais, de tal forma a apresentar qualquer distribuição de dormentes de diferentes composições. Mais especificamente, os dormentes 103 podem, por exemplo, ser intercalados entre um dormente 103 de material condutor de energia elétrica e um dormente 103 de material não condutor de energia elétrica. Outra disposição possível é dispor um dormente 103 de material condutor de energia elétrica a cada dois ou mais dormentes 103 de material não condutor de energia elétrica.

[0057] Nestas configurações alternativas, ao menos um dormente 103 de material condutor de energia elétrica é configurado, portanto, tal como ao menos um jumper 304, 305.

[0058] De modo geral, os dormentes 103 confeccionados em materiais condutores de energia elétrica são implementados preferencialmente somente no início de um trecho a ser monitorado e no final deste trecho.

[0059] Alternativamente, pode-se substituir os jumpers 304, 305 por dormentes 103 confeccionados em materiais condutores de energia elétrica, de tal forma que os dormentes 103 são então configurados como os ditos jumpers 304, 305. Neste cenário, não pode haver outros curtos-circuitos dentro do trecho que inicia no jumper 304, 305 (no caso, ao menos um dormente 103) e finaliza no jumper 304, 305 restante.

[0060] Uma terceira etapa do presente método compreende acoplar eletricamente um dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 em um primeiro ponto 309 do primeiro trilho 101 e em um segundo ponto 306 do segundo trilho 102.

[0061] Tal acoplamento é preferencialmente realizado por cabos 307, 308, configurados como condutores de energia elétrica, mas pode alternativamente ser realizado de outras maneiras, tal como por fios, dormentes 103, dentre outros, de tal forma que a maneira em que o referido acoplamento é realizado não deve ser entendida como um fator limitante para a presente invenção.

[0062] Caso os dormentes 103 atuem alternativamente como o acoplamento citado anteriormente, observa-se que estes devem ser confeccionados em materiais condutores de energia elétrica e não deve curto-circuitar os trilhos 101, 102.

[0063] Assim, entende-se por acoplar eletricamente o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 no primeiro ponto 309 do primeiro trilho 101 e no segundo ponto 306 do segundo trilho 102 como estabelecer um contato elétrico entre o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 e o primeiro e segundo trilhos 101, 102, de tal forma que uma corrente elétrica possa fluir do referido dispositivo 500 para o primeiro e segundo trilhos 101, 102.

[0064] Desta forma, com o acoplamento elétrico do dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 no primeiro e segundo trilhos 101, 102, é estabelecida ao longo do primeiro trilho 101 e do segundo trilho 102 uma primeira distância d1 entre o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 e o primeiro jumper 304.

[0065] De maneira similar, com o acoplamento elétrico do dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 no primeiro e segundo trilhos 101, 102, é estabelecida ao longo do primeiro trilho 101 e do segundo trilho 102 uma segunda distância d2 entre o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 e o segundo jumper 305.

[0066] O acoplamento elétrico do dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 no primeiro e segundo trilhos 101, 102, bem como as distâncias d1 e d2 são exemplificados principalmente na Figura 3.

[0067] Uma quarta etapa do presente método compreende definir um primeiro trecho 302 dos trilhos 101, 102 a ser monitorado. Desta maneira, o primeiro trecho 302 dos trilhos 101, 102 a ser monitorado é compreendido pela distância di. Em outras palavras, o primeiro trecho 302 compreende a distância d1 ao longo dos trilhos 101, 102.

[0068] Nesta etapa, define-se também uma primeira malha elétrica de detecção M1. Tal malha elétrica de detecção M1 é compreendida ao menos pelo primeiro trecho 302 dos trilhos 101, 102, primeiro jumper 304 e dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500.

[0069] De maneira semelhante, uma quinta etapa do presente método compreende definir um segundo trecho 303 dos trilhos 101, 102 a ser monitorado. Desta maneira, o segundo trecho 303 dos trilhos 101, 102 a ser monitorado é compreendido pela distância d2. Em outras palavras, o segundo trecho 303 compreende a distância d2 ao longo dos trilhos 101, 102.

[0070] Nesta etapa, define-se também uma segunda malha elétrica de detecção M2. Tal malha elétrica de detecção M2 é compreendida ao menos pelo segundo trecho 303 dos trilhos 101, 102, segundo jumper 305 e dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500.

[0071] Em uma configuração, as malhas elétricas de detecção M1, M2 são eletricamente compostas cada uma por ao menos uma primeira resistência elétrica 201 referente a ao menos um dos trechos 302, 303 do primeiro trilho 101, ao menos uma resistência elétrica 202 referente a um dos trechos 302, 303 do segundo trilho 102 e ao menos uma resistência de lastro RL, conforme mostra principalmente a Figura 2.

[0072] Conforme será melhor descrito posteriormente, esta resistência de lastro RL compreende uma resistência elétrica oferecida por um ambiente externo no qual o método para detecção de quebra de trilho ferroviário é utilizado.

[0073] Cabe salientar que outros componentes tanto para os trechos 302, 303 quanto para as malhas M1, M2 podem ser inclusos. Outros componentes podem incluir, por exemplo, outros trilhos, espaçado-res e componentes diversos, dentre outros.

[0074] Uma vez definidos os trechos 302, 303 e as malhas M1, M2, uma sexta etapa do presente método pode ser realizada. Esta etapa compreende a aplicação de uma corrente elétrica de medição im preferencialmente no primeiro ponto 309 do primeiro trilho 101 através do dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500.

[0075] Todavia, de maneira alternativa, a dita corrente elétrica de medição im pode ser aplicada em outro ponto tanto do primeiro trilho 101 quanto do segundo trilho 102 e também pode ser aplicada por outros componentes, tal como uma fonte externa.

[0076] Com a aplicação da referida corrente elétrica de medição im, é medido em uma sétima etapa do presente método ao menos um parâmetro elétrico de ao menos uma dentre a primeira malha elétrica de detecção M1 e a segunda malha elétrica de detecção M2.

[0077] Em uma configuração preferencial, deve-se destacar que esta etapa de medição de ao menos um parâmetro elétrico é realizada periodicamente, em um intervalo de tempo entre 0 e 60 segundos (1 minuto). Mais especificamente, o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 mede ao menos um parâmetro elétrico a cada 30 segundos, mas este intervalo de tempo (frequência) não deve ser entendido como um fator limitante para a presente invenção. Assim sendo, outros intervalos de tempo podem também ser adotados.

[0078] Uma oitava etapa do presente método consiste em seletivamente promover (habilitar) uma saída 502 que indica um estado de ao menos um dentre o primeiro trilho 101 e o segundo trilho 102. A saída 502 deve ser entendida como qualquer identificação que possibilite alertar sobre a detecção do estado de ao menos um dos trilhos 101, 102, incluindo preferencial mas não exclusivamente identificações sonoras ou visuais.

[0079] Em uma configuração preferencial, a saída 502 compreende uma porta serial (como, por exemplo, a porta RS232) através da qual são transmitidos dados a dispositivos que anunciam o alarme. Além disso, estes dados são enviados (roteados) também a uma central remota, que deve ser preferencialmente entendida como um supervisório remoto.

[0080] Para tal, o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 realiza periodicamente as medições descritas principalmente na sétima etapa do presente método. Assim sendo, o resultado das medições e outros dados são enviados periodicamente ao referido su-pervisório remoto.

[0081] Mais especificamente, a saída 502 pode ser relacionada, por exemplo, a outros dispositivos que sejam capazes de anunciar a quebra de ao menos um dos trilhos 101, 102. Este anúncio de quebra de trilho 101, 102 pode ocorrer por exemplo, através de mensagens, e-mails, buzinas, alarmes, luzes, LEDs, displays, dispositivos móveis (celulares, tablets, smartphones, rádio, etc.).

[0082] Estes componentes recebem os dados provenientes da saída 502 por ao menos um dentre GSM (do inglês, Global System for Mobile Communications), radiofrequência, fibra óptica, cabos de telefonia e satélite. Todavia, deve-se entender que outros meios de transmissão de dados podem ser utilizados, incluindo redes de computadores, diferentes protocolos e etc., e que, portanto, esta não é uma característica limitante para a presente invenção.

[0083] Ademais, o estado de ao menos um dentre o primeiro trilho 101 e o segundo trilho 102 deve ser entendido preferencialmente como a integridade ou situação de ao menos um dos trilhos 101, 102, ou seja, se ele está quebrado parcialmente (trincas, rachaduras, etc.), quebrado totalmente (rompido) ou não está quebrado.

[0084] Todavia, em uma configuração alternativa, a saída 502 pode também ser promovida (habilitada) em relação a outras condições dos trilhos 101, 102, tal como temperatura elevada, presença ou não de uma composição passando por determinados trechos de uma malha ferroviária, indicação de que o trilho 101, 102 está em manutenção, indicação da necessidade de manutenção, dentre outros.

[0085] É possível também detectar presença ou ausência de uma composição (trem, vagões, locomotiva, etc.) em determinado trecho que está sendo monitorado (trechos 302, 303, por exemplo), bem como outros parâmetros tais como a distância desta composição em relação a determinados pontos (como o primeiro ponto 309 e o segundo ponto 306, por exemplo), variação de temperatura nos trilhos 101, 102, dentre outros.

[0086] Em se tratando de uma modalidade preferencial, a saída 502 é promovida (habilitada) caso um valor referente a ao menos um parâmetro medido exceda ao menos um parâmetro de referência estipulado por um operador, em que tanto o parâmetro medido quanto o parâmetro de referência são parâmetros de resistência elétrica, de tal forma que o parâmetro elétrico medido compõe uma resistência elétrica total medida 401.

[0087] Todavia, outros parâmetros podem ser também utilizados, tais como corrente elétrica, tensão elétrica e resistividade elétrica, por exemplo. Assim, a natureza do parâmetro medido não deve ser entendida como um fator limitante para esta invenção.

[0088] A resistência elétrica total medida 401 é, portanto, formada por ao menos uma dentre uma resistência elétrica equivalente 402 referente à primeira malha elétrica de detecção M1, uma segunda resistência elétrica equivalente 404 referente à segunda malha elétrica de detecção M2 e, tal como já mencionado, ao menos uma resistência de lastro RL, resistências estas que estão preferencial mas não exclusivamente em paralelo uma em relação às outras, tal como ilustrado principalmente na figura 4. Pode-se considerar também a resistência elétrica dos cabos 307, 308.

[0089] A título de exemplificar a ligação entre as resistências mencionadas anteriormente, a Figura 2 representa um circuito equivalente elétrico referente a um trecho de malha ferroviária tal como o trecho exemplificado na Figura 1. Por sua vez, a Figura 4 representa um circuito elétrico equivalente a um trecho de malha ferroviária tal como a representação da Figura 3.

[0090] Em outras palavras, o ao menos um parâmetro elétrico medido e o ao menos um parâmetro de elétrico de referência são parâmetros de resistência elétrica, em que a saída 502 é promovida (habilitada) caso uma resistência elétrica total medida 401 exceda uma resistência elétrica de referência previamente estipulada pelo operador.

[0091] Esta situação em que a resistência elétrica total medida 401 excede uma resistência elétrica de referência se dá quando ao menos uma dentre a primeira e a segunda malhas elétricas de detecção M1, M2 respectivamente estiver eletricamente aberta.

[0092] Em outras palavras, ao menos uma dentre a primeira e a segunda malhas elétricas de detecção M1, M2 respectivamente está eletricamente aberta quando ao menos um componente das referidas malhas M1, M2 está inapto a permitir a passagem de corrente elétrica pela referida malha, ou seja, a saída 502 é promovida (habilitada) quando ao menos um trilho 101, 102 ou jumper 304, 305 está quebrado.

[0093] Assim, em outras palavras, a saída 502 é preferencialmente promovida (habilitada) quando ao menos um trilho 101, 102 está quebrado.

[0094] Conforme mencionado, para realizar tal detecção, uma corrente elétrica de medição im é aplicada em ao menos um trilho 101, 102, posteriormente ao menos um parâmetro elétrico de ao menos uma dentre a primeira e segunda malhas elétricas de detecção M1, M2 é medido e a saída 502 é promovida (habilitada) ou não de acordo com esta medição.

[0095] Estas etapas são preferencialmente realizadas pelo dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500. Este dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 é configurado tal como uma máquina eletrônica e mede resistências elétricas e fornece uma corrente elétrica de medição im.

[0096] A título de exemplo, o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 fornece uma corrente elétrica de medição im de 6A. Uma corrente desta magnitude permite que se tenha imunidade aos vários tipos de interferências causas pelo ambiente externo e em especial, pelo solo. Além disso, tal corrente permite que sejam mensuradas e detectadas resistências com uma precisão na ordem de mili-ohms.

[0097] Todavia, resultados semelhantes podem ser obtidos com correntes de miliamperes até dezenas de amperes, de tal maneira que a ordem de grandeza da corrente utilizada não deve ser um fator limi-tante para a presente invenção.

[0098] Assim, a presente invenção propõe um método para detecção de quebra de trilho ferroviário o qual é implementado através de uma simples conexão de um dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 aos trilhos 101, 102 que compõem o trecho a ser monitorado, permitindo que tal trecho tenha comprimentos variados e obtendo excelente precisão nos resultados obtidos com o método proposto.

[0099] Em referência especialmente à Figura 3, a presente invenção propõe ainda um sistema de detecção de quebra de trilho ferroviário 1, o sistema de detecção de trilho ferroviário quebrado 1 compreendendo ao menos um primeiro trilho 101, um segundo trilho 102, e dor-mentes 103. Destaca-se que outros componentes podem também fazer parte do sistema 1 proposto.

[00100] Em uma configuração preferencial, o primeiro trilho 101 é conectado ao segundo trilho 102 através de um primeiro jumper 304 e através de um segundo jumper 305, distante do primeiro jumper 304. Um dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 é acoplado eletricamente em um primeiro ponto 309 do primeiro trilho 101 e em um segundo ponto 306 do segundo trilho 102.

[00101] Desta forma, são estabelecidas ao longo do primeiro trilho 101 e do segundo trilho 102 uma primeira distância d1 entre o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 e o primeiro jumper 304, bem como uma segunda distância d2 entre o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 e o segundo jumper 305, também ao longo do primeiro trilho 101 e do segundo trilho 102.

[00102] Assim a distância d1 define um primeiro trecho 302 dos trilhos 101, 102 a ser monitorado e a distância d2 define um segundo trecho 303 dos trilhos 101, 102 a ser monitorado, tal como mostra a Figura 3.

[00103] Neste sentido, uma primeira malha elétrica de detecção M1 é definida, sendo compreendida pelo primeiro trecho 302 dos trilhos 101, 102 a ser monitorado. Mais especificamente a primeira malha elétrica de detecção M1 é compreendida pela distância d1, primeiro jumper 304 e dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500.

[00104] De modo semelhante, uma segunda malha elétrica de detecção M2 é definida, sendo compreendida pelo segundo trecho 303 dos trilhos 101, 102 a ser monitorado. Mais especificamente a segunda malha elétrica de detecção M2 é compreendida pela distância d2, segundo jumper 305 e dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500.

[00105] Em uma configuração, as malhas elétricas de detecção M1, M2 são eletricamente compostas cada uma por ao menos uma primeira resistência elétrica 201 referente a um dos trechos 302, 303 do primeiro trilho 101, ao menos uma resistência elétrica 202 referente a um dos trechos 302, 303 do segundo trilho 102 e ao menos uma resistência de lastro RL.

[00106] Porém, outros componentes tanto para os trechos 302, 303 quanto para as malhas M1, M2 podem ser inclusos. Outros componentes podem incluir, por exemplo, outros trilhos, espaçadores e componentes diversos, dentre outros.

[00107] Conforme será melhor descrito posteriormente, esta resistência de lastro RL compreende uma resistência elétrica oferecida por um ambiente externo no qual o método para detecção de quebra de trilho ferroviário é utilizado.

[00108] Cabe salientar que outros componentes tanto para os trechos 302, 303 quanto para as malhas M1, M2 podem ser inclusos. Outros componentes podem incluir, por exemplo, outros trilhos, espaçado-res e componentes diversos, dentre outros.

[00109] Em relação ao dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 que compõe o sistema de detecção de quebra de trilho ferroviário 1, este é configurado para aplicar uma corrente elétrica de medição im no primeiro ponto 309.

[00110] Conforme será melhor descrito posteriormente, este fornecimento é realizado por meio de uma fonte de alimentação 506, preferencialmente do tipo chaveada.

[00111] A fonte 506 é preferencialmente do tipo chaveada por ter rendimento elevado e também por proporcionar, consequentemente, um baixo consumo de energia elétrica por parte do dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500. Observa-se que a fonte 506 é preferencialmente um componente integrante do sistema ora proposto e pode ser, alternativamente uma fonte 506 externa.

[00112] Além disso, o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 é também configurado para medir ao menos um parâmetro elétrico de a de ao menos uma dentre a primeira malha elétrica de de tecção M1 e a segunda malha elétrica de detecção M2 e seletivamente promover (habilitar) uma saída 502 que indica um estado de ao menos um dentre o primeiro trilho 101 e o segundo trilho 102.

[00113] Neste sentido, observa-se que a saída 502 deve ser entendida como qualquer identificação que possibilite alertar sobre a detecção do estado de ao menos um dos trilhos 101, 102, incluindo preferencial mas não exclusivamente identificações sonoras ou visuais.

[00114] Tal como mencionado previamente, o estado de ao menos um dentre o primeiro trilho 101 e o segundo trilho 102 deve ser entendido preferencialmente como a integridade ou situação de ao menos um dos trilhos 101, 102, ou seja, se ele está quebrado parcialmente (trincas, rachaduras, etc.), quebrado totalmente (rompido) ou não está quebrado.

[00115] Alternativamente, a saída 502 pode também ser promovida (habilitada) em relação a outras condições dos trilhos 101, 102, tal como temperatura elevada, presença ou não de uma composição passando por determinados trechos de uma malha ferroviária, indicação de que o trilho está em manutenção, indicação da necessidade de manutenção, dentre outros.

[00116] Em se tratando de uma modalidade preferencial, a saída 502 é promovida (habilitada) caso um valor referente a ao menos um parâmetro medido exceda ao menos um parâmetro de referência estipulado por um operador, em que tanto o parâmetro medido quanto o parâmetro de referência são parâmetros de resistência elétrica, de tal forma que o parâmetro elétrico medido compõe uma resistência elétrica total medida 401.

[00117] A resistência elétrica total medida 401 é, portanto, formada por ao menos uma dentre uma resistência elétrica equivalente 402 referente à primeira malha elétrica de detecção M1, uma segunda resistência elétrica equivalente 404 referente à segunda malha elétrica de detecção M2, resistências estas que estão preferencial mas não exclusivamente em paralelo uma em relação às outras, tal como ilustrado principalmente na figura 4. Pode-se considerar também a resistência elétrica dos cabos 307, 308.

[00118] A título de exemplificar a ligação entre as resistências mencionadas anteriormente, a Figura 2 representa um circuito equivalente elétrico referente a um trecho de malha ferroviária tal como o trecho exemplificado na Figura 1. Por sua vez, a Figura 4 representa um circuito elétrico equivalente a um trecho de malha ferroviária tal como a representação da Figura 3.

[00119] Em outras palavras, o ao menos um parâmetro elétrico medido e o ao menos um parâmetro de elétrico de referência são parâmetros de resistência elétrica, em que a saída 502 é promovida (habilitada) caso uma resistência elétrica total medida 401 exceda uma resistência elétrica de referência previamente estipulada pelo operador.

[00120] Esta situação em que a resistência elétrica total medida 401 excede uma resistência elétrica de referência se dá quando ao menos uma dentre a primeira e a segunda malhas elétricas de detecção M1, M2 respectivamente estiver eletricamente aberta.

[00121] Em outras palavras, ao menos uma dentre a primeira e a segunda malhas elétricas de detecção M1, M2 respectivamente está eletricamente aberta quando ao menos um componente das referidas malhas M1, M2 está inapto a permitir a passagem de corrente elétrica pela referida malha, ou seja, a saída 502 é promovida (habilitada) quando ao menos um dentre os trilhos 101, 102 ou jumpers 304, 305 está quebrado.

[00122] Assim, em outras palavras, a saída 502 é preferencialmente promovida (habilitada) quando ao menos um trilho 101, 102 está quebrado.

[00123] Desta maneira, conforme mencionado, para realizar tal de tecção, uma corrente elétrica de medição im é aplicada em ao menos um trilho 101, 102, posteriormente ao menos um parâmetro elétrico de ao menos uma dentre a primeira e segunda malhas elétricas de detecção M1, M2 é medido e a saída 502 é promovida (habilitada) ou não de acordo com esta medição.

[00124] Para tal, o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 é configurado tal como uma máquina eletrônica, em que o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 mede resistências elétricas em uma faixa de 0 a 1000 miliohms e fornece uma corrente elétrica de medição im de ao menos 1A.

[00125] A título de exemplo, o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 fornece uma corrente elétrica de medição im de 6A, a fim de permitir que se tenha imunidade aos vários tipos de interferências causas pelo ambiente externo e em especial, pelo solo. Além disso, tal corrente permite que sejam mensuradas e detectadas resistências com uma precisão na ordem de miliohms, tal como já mencionado.

[00126] Porém, conforme explanado anteriormente, resultados semelhantes podem ser obtidos com correntes elétricas de outras grandezas, como, por exemplo, de miliamperes até dezenas de amperes. Assim sendo, deve ser entendido que a ordem de grandeza da corrente utilizada não deve ser um fator limitante para a presente invenção.

[00127] A fim de prover as características do método e do sistema 1 propostos, a presente invenção provê ainda um dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 que, tal como já descrito, é acoplado eletricamente aos trilhos 101, 102, além de ser componente das malhas elétricas de detecção M1, M2.

[00128] Este dispositivo detector de trilho ferroviário quebrado 500 compreende ao menos um microcontrolador 501, uma memória interna 509, conversores analógico-digital 503, 505, fonte de alimentação 506 chaveada e um resistor shunt 504, tal como exemplificado no diagrama de blocos da Figura 5.

[00129] O referido dispositivo 500 é configurado tal como uma máquina eletrônica, configurada para medir uma resistência elétrica e fornecer uma corrente elétrica de medição im.

[00130] Para exemplificar uma possível configuração para o dispositivo detector de trilho ferroviário quebrado 500, tem-se que este é configurado para medir uma resistência elétrica em uma faixa de 0 a 1000 miliohms e fornecer uma corrente elétrica de medição im de ao menos 1A. Mais especificamente, a corrente elétrica de medição im fornecida é de 6A.

[00131] Todavia, resultados similares podem ser obtidos com correntes elétricas de outras grandezas, como, por exemplo, de miliampe-res até dezenas de amperes. Assim sendo, deve ser entendido que a ordem de grandeza da corrente utilizada não deve ser um fator limitan-te para a presente invenção.

[00132] O dispositivo 500 é ainda configurado para processar digi-talmente ao menos um parâmetro elétrico de ao menos uma dentre a primeira malha elétrica de detecção M1 e a segunda malha elétrica de detecção M2, comparar o ao menos um parâmetro elétrico medido com ao menos um parâmetro de elétrico de referência previamente armazenados na memória interna 509 e ativar um circuito de saída 502 que indica a integridade ou não de um trilho ferroviário 101, 102.

[00133] Especificamente, o conversor analógico-digital 503 é, juntamente principalmente com o resistor shunt 504, responsável por medir a corrente elétrica de medição im. Por sua vez, o conversor analógi-co-digital 505 é o principal responsável por medir uma tensão aplicada nos trilhos 101, 102.

[00134] Em uma configuração preferencial, ambos os conversores analógico-digital 503, 505 possuem resolução de 16 bits, incrementan do a exatidão das medições na escala de miliohms. Além disso, tais conversores analógico-digital 503, 505 são eletricamente isolados dos demais componentes de medição que são conectados ao microcontro-lador 501. Esta característica evita interferências e diminui a chance de erros nas medições realizadas.

[00135] Neste cenário, observa-se que alternativamente os conversores 503, 505 podem apresentar outras resoluções, tal como entre 8 e 32 bits, por exemplo. Como quanto maior o número de bits, maior a resolução e consequentemente maior a precisão, entende-se que quaisquer valores de resolução podem ser utilizados.

[00136] Para uma configuração preferencial da presente invenção, 16 bits apresentam resultados satisfatórios, mas não excluem a implementação de resoluções diferentes desta.

[00137] Tal como mencionado, os componentes do dispositivo 500 configurados para realizar medições ou auxiliar a realização de medições são eletricamente isolados dos componentes do dispositivo 500 configurados para realizar o processamento ou auxílio no processamento dos dados previamente medidos.

[00138] Assim, é provida uma isolação elétrica preferencialmente galvânica que, além de isolar os componentes tal como mencionado acima, aumenta a imunidade do dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 contra agentes externos diversos como, por exemplo, descargas elétricas atmosféricas.

[00139] Ademais, a referida isolação elétrica galvânica também neutraliza a interação entre sistemas de aterramentos presentes quando vários dispositivos detectores de quebra de trilho ferroviário 500 são ligados em trechos consecutivos, tal como ilustra a Figura 6.

[00140] Além disso, a Figura 6 exemplifica uma divisão da ferrovia em vários trechos 302, 302a, 303, 303a, jumpers 304, 304a, 305, 305a e correspondentes distâncias d1, d1a, d2, d2a, bem como uma pluralida de de dispositivos 500. Todavia, esta característica não deve ser entendida como um limitante para a primeira invenção, uma vez que uma pluralidade de dispositivos 500 pode ser implementada em vários trechos ao longo da ferrovia.

[00141] Conforme já supracitado, o bloco responsável por fornecer a corrente elétrica de medição im é a fonte de alimentação 506 chave-ada. Esta corrente im é preferencialmente aplicada periodicamente e em um determinado intervalo de tempo, de tal forma que seja aplica constantemente a cada intervalo de tempo.

[00142] Em outras palavras, a cada intervalo de tempo pré-determinado pelo operador, a corrente elétrica de medição im será aplicada por uma determinada quantidade de tempo, também definida por um operador. Assim, é estabelecida uma frequência de aplicação da corrente elétrica de medição im.

[00143] Neste cenário, o microcontrolador 501, com os valores fornecidos pelos conversores analógico-digital 503, 505 controla a tensão da fonte 506 com o objetivo de ajustar a corrente de medição im, até que essa se estabilize.

[00144] Uma vez estabilizada a corrente im, são feitas medições pelos conversores analógico-digital 503, 505. A partir daí o microcontro-lador 501 calcula um valor de uma resistência elétrica total medida 401, preferencialmente dividindo a tensão aplicada no trilho pelo valor da corrente im.

[00145] Porém, observa-se que o valor de uma resistência elétrica total medida 401 pode ser calculado também através de outras relações entre diversas grandezas e, sendo assim, esta não deve ser entendida como uma característica limitante para a presente invenção.

[00146] Em seguida, o valor da resistência elétrica total medida 401 é comparado com um valor de uma resistência elétrica de referência previamente definida pelo operador. Caso o valor da resistência elétri ca total medida 401 seja superior ao valor da resistência elétrica de referência, o microcontrolador 501 imprime no circuito de saída 502 o indicativo de trilho quebrado.

[00147] Neste cenário, diferentes parâmetros podem ser alternativamente mensurados pelo presente dispositivo 500, de tal forma que a medição de valores de resistência elétrica não deve ser entendida como um fator limitante para a presente invenção.

[00148] Assim sendo, o dispositivo 500 irá habilitar a saída 502 sempre que um parâmetro medido seja superior a um parâmetro estipulado, sejam estes parâmetros elétricos (resistência elétrica, por exemplo) ou outros parâmetros.

[00149] A fim de exemplificar uma implementação do método para detecção de quebra de trilho ferroviário, sistema de detecção de quebra de trilho ferroviário 1 e utilização de um dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500, descreve-se um exemplo tal como exposto a seguir.

Exemplo 1 [00150] Neste exemplo, considera-se a distâncias de 6 km em relação à ilustração da Figura 3, em que d1 = d2 = 3 km. Além disso, considera-se que o trilho 101, 102 utilizado possua uma característica de resistência de 80micro-ohm/m.

[00151] Assim, tem-se que: [00152] Resistência do segmento 302 = 80*3000 = 240000micro-ohm = 240miliohms.

[00153] Resistência do segmento 303 = 80*3000 = 240000micro-ohm = 240miliohms.

[00154] Para a resistência de lastro RL, considera-se os dois piores casos de acordo com a tabela 1: solo úmido (2000ohm/metro) e solo seco (80000ohm/metro).

[00155] Solo úmido: [00156] Resistência de lastro RL 403 = 2000/3000 = 0,666ohm = 666mohm.

[00157] Usando-se uma a fórmula matemática para resistências elétricas em paralelo, com a resistência de lastro para solo úmido tem-se que: [00158] Resistência elétrica total medida 401 = 240//240//666 = 101miliohm [00159] Solo seco: [00160] Resistência de lastro RL 403 = 80000/3000 = 26,666ohm = 26666mohm.

[00161] Usando-se uma a fórmula matemática para resistências elétricas em paralelo, com a resistência de lastro para solo seco tem-se que: [00162] Resistência elétrica total medida 401 = 240//240//26666 = 119miliohm.

[00163] Caso o segmento 302 abrir (trilho aberto próximo ao primeiro jumper 304), por exemplo, a resistência de lastro RL 403 estará em paralelo com a resistência do segmento 303.

[00164] Assim, tem-se que: [00165] Resistência elétrica total medida 401 para solo úmido = 240//666 = 176mohms.

[00166] Resistência elétrica total medida 401 para solo seco = 240//26666 = 238mohms.

[00167] A fim de ilustrar este exemplo, observa-se que a tabela 3 mostra os resultados dos cálculos para os estados possíveis.

[00168] Neste exemplo, quando os dois seguimentos 302, 303 estiverem eletricamente fechados, ou seja, íntegros e sem quebrar, no pior caso considerando solo seco, a resistência elétrica total medida 401 será 119 miliohm.

[00169] Quando um dos jumpers 304, 305 estiver eletricamente aberto, ou seja, quebrado, no pior caso considerando solo úmido, a resistência elétrica total medida 401 será de 176miliohm.

[00170] Neste exemplo o dispositivo detector de trilho ferroviário quebrado 500 teria em sua memória 509 um valor de 133miliohm como valor de referência. O microcontrolador compara este valor e, neste caso, emite uma saída 502 indicando trilho quebrado toda vez que a resistência elétrica total medida 401 for maior que 133miliohm.

[00171] Neste Exemplo 1, foram desprezadas as resistências ôhmi-cas dos jumpers 304, 305 e dos cabos 307, 308.

Exemplo 2 [00172] A fim de complementar o Exemplo 1 anterior, exemplifica-se ainda algumas condições possíveis para implementação da presente invenção. Neste sentido, a presente invenção pode ser implementada com sucesso em trechos 302, 303 de 10km, por exemplo. Além disso, considerando, por exemplo regiões com solo seco (tal como a região nordeste do Brasil) em malhas ferroviárias que possuam dormentes 103 de concreto, pode-se monitorar trechos 302, 303 de até 100km. Ademais, o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 possui com uma interface homem máquina (IHM) que permite que o referido dispositivo seja configurado para funcionar em vários ambientes e condições diversas.

[00173] Observa-se que as distâncias usadas nas figuras não são fatores limitantes da presente invenção e deve ser entendido que a presente invenção é viável em configurações de trechos 302, 303 com distâncias diferentes das ilustradas.

[00174] Da mesma forma, nota-se que a ligação do dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 exatamente no meio do trecho (d1 = d2) não deve ser entendido como um fator essencial da presente invenção, de tal forma que esta é viável para ser implementada em trechos com dimensões diferentes.

[00175] A fim de ilustrar uma configuração possível para aplicação da presente invenção, foram utilizados preferencial mas não exclusivamente cabos elétricos que tem resistência ôhmica menor que 2miliohm/m, tal como o cabo bitola 7 AWG, que apresenta uma resistência ôhmica de 1,7miliohm/m.

[00176] Desta forma, a presente invenção provê um método para detecção de quebra de trilho ferroviário e sistema de detecção de quebra de trilho ferroviário 1 que permitem que vantajosamente trechos de qualquer comprimento em uma malha ferroviária sejam monitorados a partir preferencialmente de parâmetros elétricos dos trilhos 101, 102 que a compõem, sem limitar-se a determinados comprimentos e sem prejudicar a medição e monitoração em trechos longos.

[00177] Aborda-se ainda um dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário 500 constituído por diversos componentes específicos e que permitem assim a detecção de quebra de ao menos um trilho ferroviário 101, 102 em trechos de qualquer comprimento e com baixo consumo de energia elétrica.

[00178] Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Método para detecção de quebra de trilho ferroviário, o método para detecção de quebra de trilho ferroviário sendo caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: a) Conectar eletricamente um primeiro trilho (101) a um segundo trilho (102) através de um primeiro jumper (304); b) Conectar eletricamente o primeiro trilho (101) ao segundo trilho (102) através de um segundo jumper (305), distante do primeiro jumper (304); c) Acoplar eletricamente um dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500) em um primeiro ponto (309) do primeiro trilho (101) e em um segundo ponto (306) do segundo trilho (102), estabelecendo ao longo do primeiro trilho (101) e do segundo trilho (102) uma primeira distância (d1) entre o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500) e o primeiro jumper (304) e estabelecendo ao longo do primeiro trilho (101) e do segundo trilho (102) uma segunda distância (d2) entre o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500) e o segundo jumper (305); d) Definir um primeiro trecho (302) dos trilhos (101, 102) a ser monitorado, compreendido ao menos pela distância (d1) e definir uma primeira malha elétrica de detecção (M1), compreendida ao menos pelo primeiro trecho (302) dos trilhos (101, 102), primeiro jumper (304) e dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500); e) Definir um segundo trecho (303) dos trilhos (101, 102) a ser monitorado, compreendido ao menos pela distância (d2) e definir uma segunda malha elétrica de detecção (M2), compreendida ao menos pelo segundo trecho (303) dos trilhos (101, 102), segundo jumper (304) e dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500); f) Aplicar uma corrente elétrica de medição (im) no primeiro ponto (309) através do dispositivo detector de quebra de trilho ferro- viário (500); g) Medir ao menos um parâmetro elétrico de ao menos uma dentre a primeira malha elétrica de detecção (M1) e a segunda malha elétrica de detecção (M2); e h) Seletivamente promover uma saída (502) que indica um estado de ao menos um dentre o primeiro trilho (101) e o segundo trilho (102).

2. Método para detecção de quebra de trilho ferroviário, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a saída (502) é promovida caso um valor referente a ao menos um parâmetro elétrico medido exceda ao menos um parâmetro de elétrico de referência.

3. Método para detecção de quebra de trilho ferroviário, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a saída (502) é promovida caso o valor de uma resistência elétrica total medida (401) exceda uma resistência elétrica de referência.

4. Método para detecção de quebra de trilho ferroviário, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a resistência elétrica total medida (401) excede uma resistência elétrica de referência quando ao menos uma dentre a primeira e a segunda malhas elétricas de detecção (M1, M2) estiver eletricamente aberta.

5. Método para detecção de quebra de trilho ferroviário, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as etapas de aplicar uma corrente elétrica de medição (im) em ao menos um trilho (101, 102), medir ao menos um parâmetro elétrico de ao menos uma dentre a primeira e segunda malhas elétricas de detecção (M1, M2) e seletivamente promover uma saída (502) que indica o estado de ao menos um trilho (101, 102) são realizadas pelo dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500), em que o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500) é configurado tal como uma máquina eletrônica e mede resistências elétricas e fornece uma corrente elétrica de medição (im).

6. Método para detecção de quebra de trilho ferroviário, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a primeira e segunda malhas elétricas de detecção (M1, M2) compreendem ainda ao menos uma resistência de lastro (RL), em que a resistência de lastro (RL) compreende uma resistência elétrica oferecida por um ambiente externo no qual o método para detecção de quebra de trilho ferroviário é utilizado.

7. Método para detecção de quebra de trilho ferroviário, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a resistência elétrica total medida (401) é formada por ao menos uma dentre uma primeira resistência elétrica equivalente (402) referente à primeira malha elétrica de detecção (M1), uma segunda resistência elétrica equivalente (404) referente à segunda malha elétrica de detecção (M2) e por ao menos uma resistência de lastro (RL), em que as malhas elétricas de detecção (M1, M2) são eletricamente compostas cada uma por uma primeira resistência elétrica (201) referente a ao menos um dos trechos (302, 303) do primeiro trilho (101), ao menos ao menos uma resistência elétrica 202 referente a um dos trechos (302, 303) do segundo trilho (102) e ao menos uma resistência de lastro (RL).

8. Sstema de detecção de quebra de trilho ferroviário (1), o sistema de detecção de trilho ferroviário quebrado (1) compreendendo ao menos um primeiro trilho (101), um segundo trilho (102) e dormen-tes (103), o sistema para detecção de quebra de trilho ferroviário (1) sendo caracterizado pelo fato de que o primeiro trilho (101) é conectado ao segundo trilho (102) através de um primeiro jumper (304) e através de um segundo jumper (305) distante do primeiro jumper (304) e um dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500) é acoplado eletricamente em um primeiro ponto (309) do primeiro trilho (101) e em um segundo ponto (306) do segundo trilho (102), estabelecendo ao longo do primeiro trilho (101) e do segundo trilho (102) uma primeira distância (d1) entre o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500) e o primeiro jumper (304) e estabelecendo ao longo do primeiro trilho (101) e do segundo trilho (102) uma segunda distância (d2) entre o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500) e o segundo jumper (305), sendo definido um primeiro trecho (302) dos trilhos (101, 102) a ser monitorado, compreendido pela distância (d1) e um segundo trecho (303) dos trilhos (101, 102) a ser monitorado, compreendido pela distância (d2), em que uma primeira malha elétrica de detecção (M1) é definida, compreendida pelo primeiro trecho (302) dos trilhos (101, 102) a ser monitorado, compreendido pela distância (d1), primeiro jumper (304) e dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500), uma segunda malha elétrica de detecção (M2) é definida, compreendida pelo segundo trecho (303) dos trilhos (101, 102) a ser monitorado, compreendido pela distância (d2), segundo jumper (304) e o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500), em que o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500) é configurado para aplicar uma corrente elétrica de medição (im) no primeiro ponto (309) e medir ao menos um parâmetro elétrico de ao menos uma dentre a primeira malha elétrica de detecção (M1) e a segunda malha elétrica de detecção (M2) e seletivamente promover uma saída (502) que indica um estado de ao menos um dentre o primeiro trilho (101) e o segundo trilho (102).

9. Sistema de detecção de quebra de trilho ferroviário (1), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a saída (502) é promovida caso um valor referente a ao menos um parâmetro elétrico de ao menos uma dentre a primeira malha elétrica de de tecção (M1) e a segunda malha elétrica de detecção (M2) exceda ao menos um parâmetro de elétrico de referência.

10. Sistema de detecção de quebra de trilho ferroviário (1), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o ao menos um parâmetro elétrico de ao menos uma dentre a primeira malha elétrica de detecção (M1) e a segunda malha elétrica de detecção (M2) e o ao menos um parâmetro de elétrico de referência são parâmetros de resistência elétrica.

11. Sistema de detecção de quebra de trilho ferroviário (1), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a saída (502) é promovida caso um valor de uma resistência elétrica total medida (401) exceda um valor de uma resistência elétrica de referência.

12. Sistema de detecção de quebra de trilho ferroviário (1), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a resistência elétrica total medida (401) excede uma resistência elétrica de referência quando ao menos uma dentre a primeira e a segunda malhas elétricas de detecção (M1, M2) estiver eletricamente aberta.

13. Sistema de detecção de quebra de trilho ferroviário (1), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500) é configurado tal como uma máquina eletrônica, em que o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500) mede resistências elétricas e fornece uma corrente elétrica de medição (im).

14. Sistema de detecção de quebra de trilho ferroviário (1), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500) compreende ao menos um microcontrolador (501), uma memória interna (509), conversor analógico-digital (503, 505), fonte de alimentação (506) e um resistor shunt (504), em que o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500) é uma máquina eletrônica configurada para medir uma grandeza elétrica e ativar um circuito de saída (502) que indica a integridade ou não de um trilho ferroviário (101, 102).

15. Dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500), o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500) sendo caracterizado pelo fato de que é acoplado eletricamente em um primeiro ponto (309) de um primeiro trilho (101) e em um segundo ponto (306) de um segundo trilho (102), estabelecendo ao longo do primeiro trilho (101) e do segundo trilho (102) uma primeira distância (d1) entre o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500) e um primeiro jumper (304) e estabelecendo ao longo do primeiro trilho (101) e do segundo trilho (102) uma segunda distância (d2) entre o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500) e um segundo jumper (305), em que o primeiro trilho (101) é conectado ao segundo trilho (102) através de um primeiro jumper (304) e através de um segundo jumper (304), distante do primeiro jumper (304), em que são definidos um primeiro trecho (302) dos trilhos (101, 102) a ser monitorado, compreendido pela distância (d1) e um segundo trecho (303) dos trilhos (101, 102) a ser monitorado, compreendido pela distância (d2), em que uma primeira malha elétrica de detecção (M1) é definida, compreendida por um primeiro trecho (302) dos trilhos (101, 102) a ser monitorado, compreendido pela distância (d1), primeiro jumper (304) e dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500), uma segunda malha elétrica de detecção (M2) é definida, compreendida pelo segundo trecho (303) dos trilhos (101, 102) a ser monitorado, compreendido pela distância (d2), segundo jumper (304) e o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500), em que o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500) é configurado para aplicar uma corrente elétrica de medição (im) no primeiro ponto (309) e medir ao menos um parâmetro elétrico de ao menos uma dentre a primeira malha elétrica de detecção (M1) e a segunda malha elétrica de detecção (M2) e seletivamente promover uma saída (502) que indica um estado de ao menos um dentre o primeiro trilho (101) e o segundo trilho (102).

16. Dispositivo detector de trilho ferroviário quebrado (500), de acordo com a reivindicação 15, o dispositivo detector de trilho ferroviário quebrado (500) sendo caracterizado pelo fato de que compreende ao menos um microcontrolador (501), uma memória interna (509), conversores analógico-digital (503, 505), uma fonte de alimentação (506) e um resistor shunt (504), em que o dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário (500) é uma máquina eletrônica configurada para medir uma resistência elétrica fornecendo uma corrente elétrica de medição (im), processar digitalmente ao menos um parâmetro elétrico de ao menos uma dentre a primeira malha elétrica de detecção (M1) e a segunda malha elétrica de detecção (M2), comparar o ao menos um parâmetro elétrico medido com ao menos um parâmetro de elétrico de referência previamente armazenados na memória interna (509) e ativar um circuito de saída (502) que indica a integridade ou não de um trilho ferroviário (101, 102).