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Site do projecto

Nº Projeto:
POCI-01-0247-FEDER-003474

Data de início:
01/10/2015
Data de fim:
31/03/2018

Montante financiado:
438 077.35 €
Montante de investimento:
766 334.04 €

coMMUTe - Multifunctional Modular Train Floor

Identificação do projeto

Designação do projeto: coMMUTe - Multifunctional Modular Train Floor
Código do projeto: POCI-01-0247-FEDER-003474
Objetivo principal: O projeto COMMUTE visa conceber e desenvolver um protótipo de pavimento flutuante modular e multifuncional para interiores ferroviários, destinado aos equipamentos circulantes que fazem ligações regionais/intercidades.
Região de intervenção: Região Lisboa, Região Norte, Região Alentejo e Região Centro

Notificação da aprovação

Data de aprovação: 18/01/2016
Data de início: 01/10/2015
Data de conclusão: 31/03/2018
Custo total elegível: 761.610,59 €
Apoio financeiro da União Europeia: FEDER - 438.077,35 €

Entidades beneficiárias

O projeto coMMUTe está a ser desenvolvido em co-promoção pelas seguintes empresas e entidades do sistema científico: Manuel da Conceição Graça, Lda, (promotor líder); Amorim Cork Composites, S.A; Instituto de Investigação e Desenvolvimento Tecnológico em Ciências da Construção e Critical Materials, S.A.

Enquadramento

O mercado ferroviário é hoje em dia, considerado a forma mais económica e mais sustentável de viajar. No entanto, o crescimento urbano mantém a previsão de crescimento em alta nos próximos dez anos e as necessidades de mobilidade adicional apontam para um crescimento seguro, mesmo no difícil e saturado mercado europeu.

Na realidade, a necessidade de resolver a mobilidade do futuro – as megacidades, as deslocações para o trabalho a distâncias cada vez maiores, o impacto ambiental – coloca desafios importantes aos operadores das linhas ferroviárias, que, enquanto parte importante da solução, devem procurar desenvolver soluções que estimulem a mobilidade sustentável.

Estas exigências estão em linha com a Agenda Estratégica Europeia para o setor ferroviário 2020, promovida pela Plataforma Tecnológica Europeia ERRAC (European Rail Research Advisory Council), que transpõe naturalmente para os fabricantes de equipamento circulante (OEM como a Alstom, Siemens, Bombardier, …) a responsabilidade da Investigação e Inovação de soluções progressivamente mais avançadas e eficientes, que assegurem, entre vários aspetos, um nível de segurança e de fiabilidade crescente, maior eficiência dos recursos, uma elevada disponibilidade dos meios (comboio) e passageiros satisfeitos com o nível de conforto da viagem.

Todos estes aspetos implicam redesenhar os atuais equipamentos e, em especial, o interior das carruagens. Estudos recentes mostram, de facto, que o mais importante para os passageiros é que a carruagem tenha interiores limpos e confortáveis e um serviço a preços razoáveis, mas pontuais.

Dentro dos vários sistemas que integram os interiores ferroviários, o sistema do pavimento é um dos sistemas com maior impacto na segurança e no conforto do passageiro e no peso (massa) da totalidade dos sistemas de interior. É ainda um dos sistemas que demora mais tempo a instalar no comboio, apresentando, por isso, um impacto forte nos custos de fabrico.

Este projeto nasce, assim, desta crescente necessidade da integração no componente pavimento ferroviário de novas funcionalidades, para além das óbvias estruturais e de segurança, que lhe adicionem maior valor e que, consolidando num só sistema, dêem resposta a diferentes necessidades do setor dos transportes públicos ferroviários.

Principais objetivos

Adquirir know-how técnico e específico na utilização de materiais compósitos, componentes multimaterial e técnicas construtivas e de montagem de maior complexidade;
Explorar novos materiais para pavimentos de comboios, que possibilitem maximizar e otimizar as suas funcionalidades (otimizando as relações isolamento acústico/isolamento térmico/isolamento de vibrações/redução de peso superficial);
Desenvolver, de acordo com os requisitos e necessidades delineadas pelo projeto, materiais de núcleo (para painéis sandwich) que sejam naturais e/ou recicláveis, tendo por base granulados de cortiça;
Desenvolver um sistema de pavimento ferroviário substancialmente melhorado no seu desenho e procedimentos de montagem na linha do OEM, reduzindo o leadtime de fabrico da carruagem de 3 para 2 dias;
Estudar e desenvolver um sistema de aquecimento inteligente integrado no pavimento que, simultaneamente, não adicione complexidade de montagem ao OEM nem onere o custo total da solução;
Estudar o impacto de diferentes zonas climáticas na resistência dos sistemas de pavimento atuais e conceber soluções ajustáveis a diferentes climas;
Desenvolver meios de fabrico adequados à montagem de um pavimento ferroviário modular e multifuncional, de forma a controlar e monitorizar o processo ao nível dos seus principais parâmetros;
Desenvolver meios de ensaio dinâmicos ajustados às especificidades do mercado ferroviário e das normas de ensaio aplicáveis a soluções construtivas;
Estudar e desenvolver um sistema de sensorização complementar ao sistema de aquecimento, que permita obter informação operacional relevante para o operador (data management) e que seja adaptável e evolutivo.

Atividades do projeto e resultados esperados

Estudos preliminares, onde os requisitos técnicos e funcionais do objeto de estudo alvo serão caracterizados exaustivamente e estudados comparativamente a soluções concorrentes; e onde se definirá o plano de ensaios e critérios de validação;

Novas soluções construtivas e processos associados, onde serão estudadas as melhores combinações de materiais do painel (com desenvolvimento de um novo material de núcleo em cortiça) e feita uma caracterização extensa às opções mais promissoras, incluindo uma análise estrutural simples. Será ainda nesta atividade que se fará a conceção dos sistemas multifuncionais ativos e dos meios de produção e montagem do pavimento. A análise da viabilidade técnico-económica das soluções acompanhará a execução da totalidade da atividade, por forma a garantir a projeção de custos de fabrico dos elementos e combinações em desenvolvimento.

Desenvolvimento de produto, nesta atividade procurar-se-á estudar as interfaces do pavimento na carruagem e definir os pormenores finais do produto e sequências de montagem; o produto será modelado em CAD 3D e será feita uma análise estrutural (CAE) detalhada. Nesta atividade será ainda feita a análise higro-térmica ao pavimento, de forma a avaliar a sua performance nas várias zonas climáticas mundiais; os sistemas multifuncionais serão desenvolvidos nesta atividade em coordenação com o desenho final do produto.

Fabrico de protótipos e demonstrador, onde se irão detalhar os desenhos para iniciar a fabricação dos meios de fabrico e montagem do pavimento. Será produzido igualmente aqui o sistema multifuncional que será posteriormente integrado no pavimento. Nesta atividade é o momento para se fabricar um pequeno demonstrador (2 ou 3 m2) que servirá para validar os desenvolvimentos efetuados (e cujos resultados serão alvo de apresentação em feira especializada), bem como para iniciar o arranque da fase final desta atividade, que será dedicada à produção experimental do pavimento modular e multifuncional à escala real.

Ensaios de Verificação e Validação, onde inicialmente se fará a conceção e desenvolvimento dos meios de ensaios especiais (ensaios de fadiga) necessários às tarefas de ensaios e se testará, por fim, a solução final do pavimento em todos os seus aspetos e de acordo com a lista de requisitos e métodos de ensaio definidos inicialmente.

Principais resultados alcançados

O balanço do projeto é claramente positivo, com todas as tarefas e atividades dadas como concluídas. O COMMUTE produziu todos os deliverables previstos e os milestones decorreram genericamente de acordo com o previsto, tendo representado efetivamente importantes marcos de avanço do projeto. É relevante referir ainda que o projeto produziu uma patente, submetida em novembro de 2017, sobre o sistema multifuncional ativo e a sua integração em painéis compósitos estruturais. Foi ainda ponderada a submissão de um modelo de utilidade relacionado com o sistema de fixação que foi desenvolvido no âmbito do projeto, mas uma avaliação preliminar mostrou que, embora possível de aprovar, a proteção final seria sempre muito reduzida e optou-se por não a executar, avaliando a relação custo/benefício.

Em termos dos objetivos que o COMMUTE se propôs atingir, a avaliação é muito positiva e considera-se que todos eles foram atingidos, conforme apresentado na sessão de encerramento de 16 de março de 2017. Em seguida apresenta-se uma listagem dos principais resultados alcançados:

Peso, situação de mercado – 13-15 kg/m2, resultado do projeto – 12,4 kg/m2;

Menor número de componentes por carruagem, situação de mercado – 18 painéis, resultado do projeto – 6 painéis;

Menor tempo de montagem; situação de mercado – 3 dias, resultado do projeto – 1,5 dias;

Integração e modularidade da função de aquecimento; situação de mercado – média, resultado do projeto – alta;

Integração e modularidade de funções ativas adicionais; situação de mercado – não existe, resultado do projeto – foi atingido;

Redução do consumo energético; situação de mercado – 200W/m2 com um regime de utilização 3100 h/ano e uma temperatura superficial máxima de 27 oC, resultado do projeto – redução de 12%;

Adaptabilidade a diferentes zonas climáticas, como fator de estandardização adicional, situação de mercado – não existe; resultado do projeto – foi atingido;

Conceção, desenvolvimento e implantação no mercado nacional de tecnologia produtiva e de teste para este tipo de pavimento inovador; situação de mercado – existe ao nível do estado da arte do ponto de vista internacional, não existe ao nível nacional; resultado do projeto – foi atingido;

Lista de comunicações

Romero A., Galvín P.; António J., Domínguez J., Tadeu A. 2017 – “Modelling of acoustic and elastic wave propagation from underground structures using a 2.5D BEM-FEM approach”. Engineering Analysis with Boundary Elements, Vol. 76, pp. 26-39.

Tadeu A., Romero A., Stanak P., Sladek J., Sladek V., Galvin P., Antonio J. 2017 - “Modeling elastic wave propagation in fluid-filled boreholes drilled in nonhomogeneous media: BEM – MLPG versus BEM-FEM coupling”. Enginering Analysis with Boundary Elements, Vol. 81, pp. 1–11.

Pedro F., Dias S., Tadeu A., António J., López O., Coelho A. – “Experimental characterisation of composite panels for railway flooring”. ICRMTSDIT 2018: 20th International Conference on Railway Mass Transit Systems, Design and Interiors Technology. Paris, France. 19-20 February 2018.

López O., Pedro F., Tadeu A., António J., Coelho A. – “Railway Composite Flooring Design: Numerical Simulation and Experimental Studies”. ICRMTSDIT 2018: 20th International Conference on Railway Mass Transit Systems, Design and Interiors Technology. Paris, France. 19-20 February 2018.

Lista de publicações