Sinal de trânsito

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Antecedentes

Um semáforo, ou semáforo, como também é conhecido, controla o tráfego de veículos que passa pela interseção de duas ou mais estradas, dando uma indicação visual aos motoristas quando prosseguir, quando reduzir a velocidade e quando parar. Em alguns casos, os semáforos também indicam aos motoristas quando eles podem fazer uma curva. Esses sinais podem ser operados manualmente ou por um temporizador simples que permite que o tráfego flua em uma estrada por um período de tempo fixo e, em seguida, na outra estrada por outro período fixo de tempo antes de repetir o ciclo. Outros sinais podem ser operados por controladores eletrônicos sofisticados que detectam a hora do dia e o fluxo do tráfego para ajustar continuamente a sequência de operação dos sinais. Os engenheiros de trânsito usam sinais para evitar congestionamentos e melhorar a segurança para motoristas e pedestres.

O primeiro semáforo iluminado foi instalado em Londres, Inglaterra, em 1868. Ele era girado manualmente e consistia em duas lâmpadas a gás, uma vermelha e outra verde, com braços de semáforo no topo de um mastro. Pouco depois de sua inauguração, explodiu enquanto as lâmpadas eram acesas e matou um policial. O primeiro semáforo elétrico foi instalado em Cleveland, Ohio, em 1914. Consistia em uma luz verde e vermelha com uma campainha de aviso para indicar quando o sinal estava prestes a mudar. O primeiro sinal a usar as conhecidas luzes verdes, amarelas e vermelhas foi instalado na cidade de Nova York em 1918. Era operado manualmente a partir de um posto de observação elevado no meio da rua. Em Los Angeles, os semáforos consistiam em luzes verdes e vermelhas usadas em conjunto com um gongo de advertência e um par de braços de semáforo com as letras "pare" e "vá".

Um sistema de semáforo moderno consiste em três subsistemas básicos:as luzes de sinalização em seu alojamento, os braços ou postes de suporte e o controlador elétrico. As luzes de sinalização e o invólucro são conhecidos como pilha de luzes de sinalização. Uma única pilha geralmente consiste em três semáforos:uma luz verde na parte inferior para indicar que o tráfego pode prosseguir, uma luz amarela no meio para avisar o tráfego para desacelerar e se preparar para parar e uma luz vermelha na parte superior para indicar que o tráfego deve Pare. Como algumas pessoas são daltônicas para o vermelho-verde, houve um esforço para padronizar uma pilha vertical de luzes com o vermelho no topo, para que essas pessoas pudessem perceber a condição do sinal pela posição da luz e não pela cor. Cada luz tem uma lente de fresnel que pode ser circundada ou encoberta por um visor para facilitar a visualização da luz sob a luz solar intensa. Uma lente de fresnel consiste em uma série de arestas em ângulos concêntricos na superfície externa da lente que dobram a luz para focalizá-la em um feixe paralelo. A pilha de luz pode ter uma placa de apoio de cor escura para tornar os sinais mais distinguíveis, bloqueando as luzes circundantes de edifícios e sinais. Existem uma ou mais pilhas de luzes de sinalização para cada direção de cada estrada. O controlador elétrico é geralmente montado em uma caixa à prova de intempéries em um dos cantos do cruzamento. Sinais de tráfego mais elaborados também podem ter sensores eletromagnéticos enterrados na estrada para detectar o fluxo de tráfego em vários pontos.

Matérias-primas

O invólucro ou corpo de cada pilha de luz de sinal é geralmente feito de alumínio resistente à corrosão. Algumas caixas são feitas de plástico de polipropileno moldado. A lente de cada luz é feita de vidro colorido ou plástico. A lâmpada, conhecida como lâmpada, foi projetada para durar muito. É adquirido de um fabricante de lâmpadas. A lâmpada está parcialmente. rodeado por um refletor de metal polido para direcionar a luz para a frente. O capô ou viseira são feitos de alumínio ou plástico moldado.

Os braços ou postes de suporte são geralmente feitos de aço galvanizado para maior resistência e resistência à corrosão. Eles também podem ser feitos de fibra de vidro. O controlador é alojado em um gabinete de aço ou alumínio. Os componentes elétricos do controlador - interruptores, relés e temporizadores - são adquiridos de vários fabricantes de componentes elétricos. A fiação entre os componentes é de cobre com borracha de neoprene pesada ou isolamento de plástico.

O processo de fabricação

Um semáforo é fabricado na fábrica do fabricante e, em seguida, instalado e cabeado no local do cruzamento.

Instalado em Detroit em 1920, este foi o primeiro semáforo de três cores e quatro vias do país . (Das coleções do Museu Henry Ford e Greenfield Village.)

A introdução do automóvel na virada do século foi principalmente uma questão de novidade, e as primeiras ruas não foram pavimentadas, projetadas ou controladas para automóveis. Os primeiros automóveis juntaram carruagens puxadas por cavalos, carrinhos, cavalos, bicicletas e pedestres nas ruas.

Inicialmente, o controle de tráfego era simplesmente inexistente. Pessoas e veículos negociaram seu próprio caminho através de cruzamentos sem controle. Em áreas urbanas, os policiais eventualmente tentaram direcionar o tráfego e logo empregaram sinais manuais de "Pare e Vá". Os problemas surgiam constantemente à medida que os policiais mudavam os sinais sem nenhum aviso prévio e os motoristas paravam no meio do cruzamento ou quase paravam cada vez que se aproximavam de um cruzamento. De qualquer forma, o tráfego não fluía tanto quanto balançava.

Morgan Garrett, um empresário e inventor afro-americano, fez experiências com sinais de trânsito automáticos no início dos anos 1920. Sua primeira versão, colocada no meio do cruzamento, funcionava como um semáforo de ferrovia, com os braços movendo-se para diferentes posições para sinalizar os motoristas vindos de diferentes direções. A principal inovação de Garrett foi a introdução de uma posição intermediária, o equivalente ao amarelo em um semáforo moderno. Isso permitiu que os motoristas antecipassem uma mudança e desacelerassem apenas quando necessário. Garrett mais tarde vendeu sua invenção para a General Electric Co., que mais tarde produziu sinais elétricos de três luzes e quatro vias.

William S. Pretzer

Fazendo a pilha de sinais

• 1 O alojamento ou corpo de cada pilha de sinal é fundido, assim como a porta da lente e a porta da lâmpada que se conectam ao corpo. Eles podem ser moldados como caixas e portas individuais para cada luz, ou como unidades maiores para cada pilha. O processo de fundição sob pressão usa um grande molde de aço de duas peças denominado matriz. Dentro do molde, chamado de cavidade, está a imagem reversa da peça a ser fundida. A matriz é colocada em uma máquina que prende as duas metades com uma força de 2.400.000 libras (1.090.000 kg). O alumínio derretido é derramado na "extremidade injetada" da matriz e um êmbolo penetra o metal na cavidade sob uma pressão de aproximadamente 2.000 libras por polegada quadrada (138 bar). O metal fundido é forçado a entrar em todas as partes da cavidade e esfriar. Após cerca de 15 segundos, a matriz é aberta e a parte quente é ejetada. A peça é então resfriada por cerca de 30 minutos. Em condições normais, uma máquina de fundição sob pressão como essa pode produzir cerca de 30 peças por hora.
• 2 Depois que a peça fundida é resfriada, ela é aparada. O processo de aparagem usa uma matriz de estampagem para cortar qualquer excesso de metal. A peça é então inspecionada visualmente e uma lima manual é usada para remover quaisquer rebarbas afiadas. Os pontos onde as portas devem ser montadas Componentes ruins de um sinal de trânsito. as caixas são usinadas para garantir que se encaixem corretamente. As portas são presas à carcaça com pinos de dobradiça e presas por travas de mola. Se os alojamentos e portas foram fundidos individualmente, eles são montados para formar a pilha. Os orifícios utilizados para a fixação da pilha à estrutura de suporte são perfurados. A pilha é limpa, pintada e colocada em um forno de secagem.
• 3 A pilha pintada é transferida para uma área de montagem final onde as lâmpadas, suportes de lâmpada, refletores e lentes são instalados. São usados ​​parafusos e fixadores de aço inoxidável. As lentes são vedadas contra o conjunto do suporte da lâmpada com juntas à prova de intempéries. As viseiras de chapa, que foram fabricadas em outra operação, são fixadas em cada luz. A fiação de cada luz é direcionada através do compartimento oco da pilha até o ponto de montagem da pilha.

Fazendo o controlador

• 4 A caixa do controlador elétrico pode ser fundida ou fabricada. Ele é aparado, usinado e pintado da mesma maneira que a pilha de sinal. Em seu interior há pontos de montagem aos quais são fixadas as placas de controle elétrico. O fabricante do sinal de trânsito pode montar os componentes elétricos ou pode solicitar que outra empresa o faça.

Fazendo os suportes

• 5 Os suportes podem ser fundidos, fiados ou fabricados. Os suportes são ocos com uma caixa de junção elétrica embutida na base para se conectar com os fios que vêm do controlador para o subsolo. Alguns suportes incluem detalhes decorativos para fazer com que os sinais se encaixem na arquitetura da área circundante. Em algumas instalações de sinalização, as colunas de luz são penduradas em pesados ​​cabos de aço que medem a interseção.

Instalação

• 6 Conduítes elétricos subterrâneos entre o controlador e cada local de suporte de sinal são colocados no lugar e os fios de conexão são puxados através dos conduítes. A energia para o sinal é levada ao local do controlador. Se os sensores forem colocados na estrada, eles também serão conectados ao controlador. Os suportes são aparafusados ​​no lugar e os fios são puxados através dos suportes ocos entre a base e o ponto de montagem da pilha de sinais. As pilhas de sinais são anexadas aos suportes. A fiação é então conectada entre todos os elementos do sistema. Cada luz individual recebe um ajuste final para apontá-la corretamente, os temporizadores de sequência no controlador são configurados com as especificações determinadas pelos engenheiros de tráfego e o sistema é acionado várias vezes para testar a operação adequada de cada elemento.

Controle de qualidade

O processo de fabricação de sinais de trânsito está sujeito às inspeções padrão e práticas de controle encontradas em qualquer instalação de produção semelhante. Isso inclui métodos convencionais e estatísticos. A instalação no canteiro de obras está sujeita a revisão por um inspetor elétrico da agência de colocação do sinal. A fiação deve estar em conformidade com o Código Elétrico Nacional. A localização da luz e quaisquer outras considerações estruturais também devem atender às várias legislações federais, estaduais e locais. Um engenheiro profissional registrado deve revisar e aprovar os planos para garantir que a instalação atenda aos requisitos nacionais para dispositivos de controle de tráfego.

O Futuro

Com o uso cada vez maior de computadores, os sinais de tráfego no futuro se tornarão mais sofisticados. Muitos sistemas já apresentam um sistema de ativação por controle remoto que permite que carros de bombeiros e outros veículos de emergência mudem o sinal para verde em sua direção conforme se aproximam de um cruzamento. Algumas cidades estão desenvolvendo redes de controladores de semáforos que interagem para manter o tráfego em movimento em áreas muito congestionadas ou redirecionar o tráfego durante os horários de pico. Outros avanços podem incluir a integração de dispositivos e sistemas de alerta de velocidade para verificar se há tráfego travado ou acidentes.