202021019084 ROBÔ AUTÔNOMO COM PLATAFORMA RETRÁTIL PARA INSPEÇÃO DE VIAS FÉRREAS
Depósito: 24/09/2021
Destaque: licenciado para Vale do Rio Doce
Inventor: ANDRÉ STANZANI FRANCA / MARIANA RAMPINELLI FERNANDES / SHIRLEY PERONI NEVES CANI / FABRICIO BORTOLINI DE SÁ / RAVI OLIVEIRA AVANCINI / GABRIEL MARQUES FALÇONI
Titular: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO ESPÍRITO SANTO - IFES (BR/ES) / VALE S.A. (BR/RJ)
O Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI) concedeu, em 25 de novembro, a carta patente do modelo de utilidade intitulado “Robô autônomo com plataforma retrátil para inspeção de vias férreas”, resultado de um projeto desenvolvido conjuntamente pela Vale S.A. e pelo Instituto Federal do Espírito Santo (Ifes). A inovação representa um importante avanço para a segurança e a manutenção das ferrovias no Brasil, pois possibilita a inspeção dos trilhos sem a necessidade de paralisação do tráfego ferroviário.
A equipe responsável pelo depósito da patente, realizado em 2021, é composta por pesquisadores do Ifes em colaboração com especialistas da multinacional Vale S.A. O grupo de inventores reúne André Stanzani França, Mariana Rampinelli Fernandes, Shirley Peroni Neves Cani, Fabricio Bortolini de Sá, Ravi Oliveira Avancini e Gabriel Marques Falçoni, além da contribuição de estudantes de graduação e de pós-graduação.
De acordo com a pesquisadora Mariana Rampinelli, o desenvolvimento do robô teve origem em uma demanda apresentada pela Vale relacionada à manutenção dos trilhos, especialmente da região conhecida como boleto, que apresenta desgaste progressivo ao longo do tempo. “A proposta inicial era buscar alternativas para executar essa manutenção de forma autônoma”, explica. Tradicionalmente, a inspeção é realizada por meio de veículos adaptados que percorrem a via férrea com inspetores a bordo, registrando imagens para análise posterior. Esse procedimento, além de demorado, exige a interrupção do tráfego, uma vez que a ocupação do trecho é identificada pelo sistema de controle ferroviário, impedindo a circulação de trens por razões de segurança.
O principal diferencial do equipamento patenteado está em seu mecanismo retrátil. Segundo Mariana, o grande desafio foi conceber uma solução que não comprometesse a operação da ferrovia. “A alternativa encontrada foi projetar um robô autônomo, compacto e leve, capaz de se recolher e se alojar entre os trilhos ao detectar a aproximação de um trem, permitindo sua passagem sem causar qualquer dano”, afirma.
A professora Shirley Peroni ressalta que a tecnologia permite a atuação simultânea de diversos robôs em diferentes pontos da malha ferroviária. “O sistema antecipa a chegada do trem, recolhe-se sob o boleto, entre os dormentes, e depois retorna automaticamente à posição de inspeção”, detalha. O robô também é capaz de registrar imagens completas do trilho — abrangendo boleto, alma e patim — além do entorno da via, como o lastro e o gabarito, o que amplia significativamente a qualidade e o alcance das inspeções realizadas.
Outro elemento inovador do projeto é a adoção de tecnologia aberta, que garante à empresa acesso direto aos dados brutos obtidos pelos sensores e câmeras. Diferentemente de soluções comerciais fechadas, essa abordagem permite o desenvolvimento de algoritmos próprios para o processamento e a análise das informações coletadas. Sob a perspectiva da segurança operacional, os ganhos são relevantes. “Reduzimos a exposição de trabalhadores a situações de risco na linha férrea e diminuímos a chance de falhas associadas ao bloqueio de tráfego”, destaca Mariana. Além disso, a eficiência do processo é ampliada: enquanto uma inspeção completa da Estrada de Ferro Vitória a Minas pode levar até dois meses pelos métodos convencionais, o uso simultâneo de vários robôs tende a reduzir significativamente esse prazo.
A parceria entre a Vale e o Ifes também trouxe benefícios diretos à formação acadêmica dos estudantes envolvidos. O projeto contou com a participação de quatro alunos de graduação, das áreas de Engenharia Elétrica e Mecânica, e de um estudante de mestrado, sendo que dois deles figuram como coautores da patente. “A Vale demonstrou grande compromisso com o projeto, oferecendo capacitações e viabilizando visitas técnicas para que os alunos tivessem contato com a realidade da operação ferroviária”, observa Shirley. “Essa interação favorece a interdisciplinaridade e aproxima os estudantes do ambiente profissional, contribuindo para sua preparação para o mercado de trabalho.”
Resumo: 202021019084 O presente modelo de utilidade refere-se a um robô autônomo (10) com plataforma retrátil para inspeção de trilhos (51, 52) de vias férreas compreendendo: uma plataforma semiaberta formada por um chassi (20); um motor (15); um mecanismo de recolhimento de roda; e, um mecanismo de elevação para elevar a estrutura de chassi; em que: o mecanismo de recolhimento de roda compreende dois eixos concêntricos, sendo um interno (12) e outro externo (13), em que: o eixo externo (13) é apoiado sobre pelo menos um mancal (14) que restringe seu movimento axial e permite sua rotação; e, o eixo interno (12) atravessa o interior do eixo externo (13) e é axialmente deslizável no interior do mesmo, o eixo interno compreendendo um batente (17) em uma primeira extremidade e uma roda (11) em uma segunda extremidade; e, uma chaveta (16) é utilizada em um rasgo de chaveta do eixo interno (12) para transmitir movimento rotacional do eixo externo (13) para o eixo interno (12) ao mesmo tempo em que permite o movimento axial entre os mesmos; o mecanismo de elevação compreende pelo menos dois atuadores telescópicos (40) em uma porção anterior e em uma porção posterior da plataforma, em que um comprimento dos atuadores telescópicos (40), quando recolhidos, é menor ou igual à altura da estrutura do chassi (20), e em que um comprimento dos atuadores telescópicos (20), quando estendidos, é maior do que a altura dos trilhos (51, 52).
