INSTITUITO MILITAR DE ENGENHARIA
SEÇÃO FORTIFICAÇÃO E CONTRUÇÃO
CURSOS DE ESPECIALIZAÇÃO DE TRANSPORTES FERROVIÁRIO DE CARGA
MRS – LOGISTICA/VALE
RAFAEL DE MELO REZENDE E SAMPAIO XAVIER
MELHOR APROVEITAMENTO DO INTERVALO CONCEDIDO
Rio de Janeiro
2008
INSTITUITO MILITAR DE ENGENHARIA
CURSOS DE ESPECIALIZAÇÃO DE TRANSPORTES FERROVIÁRIO DE CARGA
RAFAEL DE MELO REZENDE E SAMPAIO XAVIER
MELHOR APROVEITAMENTO DO INTERVALO CONCEDIDO
Monografia apresentada ao Curso de Especialização em
Transpote Ferroviário de Carga do Instituto Militar de
Engenharia, como requisito de diplomação.
Orientador: Francisco José d’Almeida Diogo
Tutor: Jorge Augusto Diniz
Rio de Janeiro
2008
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INSTITUITO MILITAR DE ENGENHARIA
RAFAEL DE MELO REZENDE E SAMPAIO XAVIER
MELHOR APROVEITAMENTO DO INTERVALO CONCEDIDO
Monografia apresentada ao Curso de Especialização em Transpote Ferroviário
de Carga do Instituto Militar de Engenharia, como requisito de diplomação.
Orientador: Francisco José d’Almeida Diogo
Tutor: Jorge Augusto Diniz
Apovada em 13 outubro de 2008 pela seguinte Banca Examinadora:
Prof Maria Cristina de Fogliatti Sinay
Prof Vânia Gouveia Barcelos Campos
Prof Francisco José d’Almeida Diogo
Rio de Janeiro
2008
Página | 3
Ao Instituto Militar de Engenharia, pela sua contribuição
no meu aperfeiçoamento.
Página | 4
AGRADECIMENTOS
A meus queridos e amados pais, Fernando e Ione, pela constância e carinhosa
presença.
A meus irmãos Eduardo e Flavia, pelo amor e companheirismo que compartilhamos
cada vez mais. A Rose pela amável companhia e apoio incontestável. Ao tutor Jorge Diniz
pelo exemplo de vida e empenho profissional. Ao orientador Francisco Diogo pelo
direcionamento, conselhos e apoio contra o tempo.
Agradeço a todas as pessoas que me incentivaram e possibilitaram esta
oportunidade em ampliar meus horizontes.
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SUMÁRIO
LISTAS DE ILUSTRAÇÕES ....................................................................................... 8
LISTA DE TABELAS .................................................................................................. 9
LISTA DE SIGLAS .................................................................................................... 10
1 – INTRODUÇÃO .................................................................................................... 11
1.1 - IMPORTÂNCIAS DO TEMA ............................................................................. 11
1.2 – OBJETIVO ....................................................................................................... 14
1.3 – DIVISÕES DO TRABALHO ............................................................................. 14
2 – REFERÊNCIAL TEÓRICO .................................................................................. 15
2.1 – SISTEMA FERROVIÁRIO ............................................................................... 15
2.2 – COMPONENTES DA VIA PERMANENTE ...................................................... 16
2.2.1 – Infra-estrutura ................................................................................................ 16
2.2.2 – Superestrutura ............................................................................................... 18
2.2.3 - Aspectos Fundamentais da Geometria de uma Linha Férrea ........................ 24
2.3– ENGENHARIA DE MANUTENÇÃO ................................................................. 27
2.3.1 – Manutenção Corretiva ................................................................................... 29
2.3.2 – Manutenção Preventiva ................................................................................. 32
2.3.2 – Manutenção Preditiva .................................................................................... 35
3 – MANUTENÇÃO DE VIA PERMANENTE ............................................................ 40
3.1 – CONSIDERAÇÕES INICIAIS .......................................................................... 40
3.2 – MANUTENÇÕES PREDITIVAS NA VIA PERMANENTE ................................ 41
3.2 – MANUTENÇÕES CORRETIVAS NA VIA PERMANENTE .............................. 42
3.3 – ETAPAS DA MANUTENÇÃO .......................................................................... 43
3.4 – IMPACTOS E RECURSOS PARA MANUTENÇÃO ........................................ 46
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4 – ESTUDOS DE CASO .......................................................................................... 48
4.1 – INTERVALOS PARA MANUNTEÇÃO ............................................................. 48
4.2 – SERVIÇOS IMPACTANTES............................................................................ 49
4.2.1 – Correção Geometrica .................................................................................... 54
4.2.2 – Esmerilhamento ............................................................................................. 54
4.2.3 – Desguarnecimento......................................................................................... 55
4.2.4 – Substituição de Trilho .................................................................................... 55
4.2.5 – Substituição de Dormente ............................................................................. 56
4.3 – NECESSIDADES X INTERVALOS CEDIDOS ................................................ 56
4.4 – DIRETRIZES ................................................................................................... 58
4.4.1 – Considerações iniciais ................................................................................... 58
4.4.2 – Otimização dos Intervalos; ............................................................................ 60
4.4.3 – Plano de Mecanização .................................................................................. 64
5 – CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÕES................................................................ 67
6 – BIBLIOGRAFIA................................................................................................... 68
7 – ANEXOS ............................................................................................................. 70
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LISTAS DE ILUSTRAÇÕES
FIG. 1.1 - FERROVIAS DO SISTEMA SUL DA VALE; ............................................. 11
FIG. 1.2 - FERROVIAS DO SISTEMA NORTE DA VALE; ....................................... 12
FIG. 1.3 - EVOLUÇÃO DO MTBT DAS FERROVIAS BRASILEIRAS; ..................... 13
FIG. 1.4 - EVOLUÇÃO DO MTBT DA VALE; ........................................................... 13
FIG. 2.1 – INFRA-ESTRUTURA DA PLATAFORMA; ............................................... 17
FIG. 2.2 - ESQUEMA DE UMA SUPERESTRUTURA DE FERROVIA; ................... 18
FIG. 2.3 - DESCARREGAMENTO DE LASTRO NA LINHA; .................................... 19
FIG. 2.4 - TIPOS DE DORMENTES; ........................................................................ 20
FIG. 2.4 - PERFIL DE TRILHO; ................................................................................ 21
FIG. 2.5 - FIXAÇÃO DIRETA COM PREGO E SEM PLACA.................................... 22
FIG. 2.6 - FIXAÇÃO ELÁSTICA COM GRAMPO DEENIK E PLACA DE APOIO..... 23
FIG. 2.7 - APARELHO DE MUDANÇA DE VIA - BITOLA MÉTRICA. ...................... 23
FIG. 2.8 - BITOLA DE VIA FÉRREA. ....................................................................... 24
FIG. 2.9 - ESBOÇO DE UMA LINHA COM DESNIVELAMENTO LONGITUDINAL. 25
FIG. 2.9 - ESQUEMA DE UMA SUPERELEVAÇÃO. ............................................... 27
FIG. 2.10 - MANUTENÇÃO CORRETIVA. ............................................................... 30
FIG. 2.11 - MANUTENÇÃO PREVENTIVA. ............................................................. 33
FIG. 2.12 - MANUTENÇÃO PREDITIVA. ................................................................. 36
FIG. 3.1. - MACROFLUXO DA MANUTENÇÃO DA VALE. ...................................... 45
FIG. 4.2. – ESQUEMA DE INTERDIÇÃO EM LINHA DUPLICADA (EFVM). ........... 60
FIG. 4.3. – ESQUEMA DE INTERDIÇÃO EM LINHA SINGELA (EFC). ................... 61
FIG. 4.4. – FLUXO DA FAIXA DE RENOVAÇÃO..................................................... 61
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LISTA DE TABELAS
TAB. 3.1. SERVIÇOS: IMPACTOS E RECURSOS. ................................................. 47
TAB. 4.1. TEMPO DE INTERDIÇÕES CEDIDAS PELA OPERAÇÃO. .................... 49
TAB. 4.2. SERVIÇOS DE MANUNTENÇÃO QUE INTERDITA A FERROVIA. ........ 50
TAB. 4.3. VIDA ÚTIL MÉDIA, EM ANOS, DOS SERVIÇOS E MATERIAIS DA VIA
PERMANENTE. ................................................................................................. 51
TAB. 4.3. VIDA UTIL MEDIA EM ANOS DOS SERVIÇOS E MATERIAIS DA VIA
PERMANENTE. ................................................................................................. 52
TAB. 4.4. NECESSIDADE ATUAL DE SERVIÇOS DE MANUTENÇÃO DE VIA
PERMANENTE. ................................................................................................. 53
TAB. 4.5. CAPACIDADE E TEMPO NECESSÁRIOS PARA A CORREÇÃO
GEOMÉTRICA. .................................................................................................. 54
TAB. 4.6. CAPACIDADE E TEMPO NECESSÁRIOS O ESMERILHAMENTO. ....... 55
TAB. 4.7. CAPACIDADE E TEMPO NECESSÁRIOS PARA O
DESGUARNECIMENTO. ................................................................................... 55
TAB. 4.8. CAPACIDADE E TEMPO NECESSÁRIOS PARA A SUBSTITUIÇÃO DE
TRILHO. ............................................................................................................. 56
TAB. 4.9. CAPACIDADE E TEMPO NECESSÁRIOS PARA A SUBSTITUIÇÃO DE
DORMENTE. ..................................................................................................... 56
TAB. 4.10. TEMPOS CEDIDOS À MANUTENÇÃO. ................................................ 57
TAB. 4.11. COMPARAÇÃO ENTRE NECESSIDADES X INTERVALO CEDIDOS. . 57
TAB. 4.12. QUADRO COM OS PARAMENTROS PARA OS SEVIÇOS
CONCOMITANTES............................................................................................ 64
TAB. 4.13. QUADRO COMPARATIVO ENTRE AS MÁQUINAS DA VALE E AS
NOVAS TECNOLOGIAS DO MERCADO – EFVM ............................................ 65
TAB. 4.13. QUADRO COMPARATIVO ENTRE AS MÁQUINAS DA VALE E AS
NOVAS TECNOLOGIAS DO MERCADO – EFC ............................................... 65
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LISTA DE SIGLAS
EFVM - Estrada de Ferro Vitória a Minas
EFC - Estrada de Ferro Carajás
FCA - Ferrovia Centro Atlântica
CCO – Centro de Controle Operacional
MTBT – Milhões de Toneladas Úteis Transportadas
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1 – INTRODUÇÃO
1.1 - IMPORTÂNCIAS DO TEMA
A Companhia Vale do Rio Doce (VALE) detém hoje a maior malha ferroviária do
Brasil, sendo operadora da Estrada de Ferro Vitória a Minas (EFVM), Estrada de
Ferro Carajás (EFC) e Ferrovia Centro Atlântica (FCA). Dada a importância dessas
ferrovias para o país e para o desenvolvimento da Companhia, é necessária uma
busca pela excelência na gestão desse patrimônio o que redunda em grande
atenção na conservação e manutenção dos ativos da via permanente.
FIG. 1.1 - Ferrovias do sistema sul da Vale;
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FIG. 1.2 - Ferrovias do sistema norte da Vale;
A quantidade de recursos disponíveis (mão de obra, materiais, tempo, energia,
equipamentos e espaço) para a manutenção da via permanente de uma ferrovia, é
de tal monta que de fato ocorre desperdício, sem que se perceba (e por mais
insuficientes que pareçam os meios). Daí a necessidade de um gerenciamento
sempre presente e atento para um melhor aproveitamento dos recursos
(MAGALHÃES, 2006).
Como se pode observar, a demanda por transporte em todas as ferrovias do
Brasil tem se intensificado principalmente aquela que compõem a malha da
Companhia Vale do Rio Doce (Vale), pois como grande exportadora da Commodity
(minério de Ferro), esta é muito requisitada no mercado internacional. A Vale tem
intensificado ainda mais os seus planos anuais de transporte fazendo com que a
preocupação com uma manutenção eficiente e confiável seja um das preocupações
principais da companhia.
Nas figuras 1.3 e 1.4 pode-se observar o aumento constante de MTBT (Milhões
de Toneladas Bruta Transportadas) no Brasil ao longo dos últimos anos.
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Evolução do Transporte Ferroviário no Brasil - MTBT
600
500
MTBT
400
300
397
417
2001
2002
449
491
506
506
2004
2005
2006
329
283
200
100
0
1992
1997
2003
Anos
FIG. 1.3 - Evolução do MTBT das ferrovias brasileiras;
Evolução do Transporte Ferroviário na Vale - MTBT
250
197
MTBT
200
135
133
150
148
141
105
100
63
45
50
23
23
1992
1997
162
156
104
95
164
159
119
73
76
81
28
30
30
34
38
38
39
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
0
Anos
EFVM
EFC
FCA
FIG. 1.4 - Evolução do MTBT da Vale;
Seguindo esse aumento de transporte gradual conclui-se que, com o
aumento do número de trens na malha ferroviária, o aumento de carga por eixo e da
velocidade média, tudo reunido, resulta numa degradação mais intensa e em menor
disponibilidade para a execução das manutenções. Disto conclui-se que: quanto
mais se produz, ou a empresa cresce, mais premente se torna à necessidade de
manutenção e menor as oportunidades em executá-la.
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1.2 – OBJETIVO
O objetivo desta pesquisa é avaliar a eficiência da manutenção de via
permanente nas ferrovias EFVM e EFC, ou seja, fazer um estudo avaliando a atual
forma de execução de manutenção, os recursos necessários, bem como o tempo
necessário e propor medidas para aperfeiçoar a gestão da manutenção dentro dos
intervalos concedidos pela operação.
1.3 – DIVISÕES DO TRABALHO
Esta monografia está organizada da seguinte forma:
O primeiro capítulo traz a introdução, o objetivo do trabalho de pesquisa, a
delimitação do assunto e a organização desta dissertação.
O segundo capitulo (Revisão Bibliográfica) mostra o que é o sistema ferroviário,
focando no subsistema de maior interesse para este trabalho: a via permanente.
Primeiramente são definidos os componentes do sistema, com suas características
principais, para depois descrever mais detalhadamente a via permanente e seus
componentes.
O terceiro capítulo descreve a manutenção da via permanente; quais os
componentes que comumente apresentam maior risco de falhar e de que forma isso
ocorre, quais serviços interferem no trafego de via, o tempo médio para a realização
destas atividades, etc.
O capítulo quatro apresenta as analises de como aperfeiçoar os intervalos
concedidos pela operação à manutenção para poder organizar as atividades
necessárias visando ganhos de produtividade.
No último capítulo conclui-se o trabalho, são feitas recomendações à aplicações
práticas e a pesquisas futuras.
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2 – REFERÊNCIAL TEÓRICO
2.1 – SISTEMA FERROVIÁRIO
A ferrovia consiste em um sistema extremamente complexo, composto por
diversos subsistemas interagindo, visando um objetivo comum que é a circulação de
trens de carga e de transporte de passageiros. Podem-se citar como os principais
integrantes desse sistema, as áreas de operação e as áreas de manutenção.
A operação de trens contempla o setor de circulação de trens. Ela envolve o
Centro de Controle, unidade que faz o planejamento operacional da circulação, ou
seja: atua no dia a dia visando à utilização das melhores rotas, a alocação adequada
de equipagem, a alocação mais econômica de locomotivas a trens e a concessão de
intervalos de manutenção. Além desse Centro, no subsistema de operação
encontram-se também os maquinistas e auxiliares, que são os que efetivamente
conduzem os veículos ferroviários. Outros membros deste sistema são os
manobradores e agentes de estação, que planejam e executam as manobras em
pátios e estações, objetivando deixá-los livre para a chegada de trens, com a
finalidade de aperfeiçoar sua formação e para que saiam o mais rápido possível a
fim de carregar ou descarregar em outro ponto da malha.
Para facilitar o entendimento, a manutenção pode ser dividida nos seguintes
grupos:
• Via Permanente
• Sinalização
• Locomotivas
• Vagões
A manutenção de vagões e locomotivas, apesar da aparente semelhança,
apresenta características bem distintas, uma vez que para os primeiros, há uma
preocupação voltada para a estabilidade dinâmica dos vagões e para os segundos
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volta-se para os diversos componentes mecânicos e eletrônicos que se encontram
ausentes no anterior.
A manutenção de sinalização e via permanente cuidam dos elementos fixos
presentes ao longo da malha, mas têm responsabilidades diferentes. A área de
sinalização visa garantir que os comandos dados pelo Centro de Controle cheguem
ao maquinista para que ele possa operar com segurança. Isto se dá através da
sinalização luminosa, a comunicação via rádio e a execução das chaves de entrada
e saída de pátios.
A manutenção de via permanente zela pela integridade do caminho do trem, ou
seja, zela para que os componentes da via (trilhos, dormentes, lastro, fixações e
infra-estrutura) estejam
dentro
de
padrões
preestabelecidos,
garantindo
a
segurança.
Como o trabalho tem seu foco na disciplina de via permanente esse assunto
será detalhado no capitulo a seguir.
2.2 – COMPONENTES DA VIA PERMANENTE
A linha férrea, comumente denominada via permanente é um dos ativos mais
importantes de uma ferrovia. Constitui-se basicamente por elementos de infra e
superestrutura:
2.2.1 – Infra-estrutura
Infra-estrutura, segundo Brina (1979), é constituída pela terraplanagem e todas
as obras situadas abaixo do greide de terraplanagem. A superfície de terraplanagem
é chamada de leito ou plataforma da estrada. Rives (1977), por sua vez, define a
plataforma como o elemento suporte da superestrutura da via que recebe, por
intermédio da camada de lastro, as tensões causadas pela ação do trafego. De um
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modo geral, os autores citados convergem na opinião de que a função da plataforma
ou o leito é a de proporcionar o apoio para a superestrutura da via de modo que não
sofra deformações que impeçam ou influenciem negativamente nas condições de
tráfego determinadas pelo traçado da via.
A Vale, em seu manual interno apresenta como integrantes da infra-estrutura os
seguintes elementos:
1. Terraplenos (cortes, aterros e seções mistas)
2. Obras de Arte Correntes (drenos, bueiros, pontilhões, passagens inferiores e
superiores, muros de arrimo e corta rios)
Talude de corte
Drenagem da
Plataforma
Talude de aterro
Lastro
Sublastro
Infra-estrutura (solo)
FIG. 2.1 – Infra-estrutura da plataforma;
3. Obras de arte especiais (bueiros de grande dimensão, túneis, pontes viadutos
e muros de arrimos especiais)
4. Obras complementares (vedação da faixa de domínio, proteção de talude,
pátios de cruzamento e triagem de edificações)
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2.2.2 – Superestrutura
A superestrutura da linha férrea é composta, grosso modo, por lastro (brita),
dormentes, trilho e fixação. Eles devem garantir a boa condição para circulação de
trens ao longo da linha, mantendo-a sem alterações que possam provocar
descarrilamentos ou restrições de velocidade. Cada um desses itens possui funções
específicas, que serão apresentadas de forma resumida, a seguir.
A figura 2.1 representa a superestrutura de uma linha férrea típica com
dormente de madeira.
FIG. 2.2 - Esquema de uma superestrutura de ferrovia;
2.2.2.1 – Lastro
Segundo BRINA (1988) o lastro da via férrea tem os seguintes objetivos:
•
Distribuir as cargas que recebe dos dormentes;
•
Proverem a drenagem da linha; e
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•
Estabilizar a via verticalmente.
Fisicamente o lastro situa-se entre o leito, ou o sublastro, quando existente, e os
dormentes. O material mais comumente utilizado para realizar a função de lastro é a
pedra britada.
FIG. 2.3 - Descarregamento de lastro na linha;
Para desempenhar suas funções básicas, é recomendado que o lastro tenha as
seguintes características (MAGALHAES, 2006):
Natureza
do
material:
os
mais
usuais,
por
apresentarem
melhores
características de acordo com a função que tem que desempenhar, são: a pedra
britada, a escórias de aciaria ou o cascalho quebrado.
Granulometria: a dimensão da pedra de lastro é de forma que não seja grande
em demasia que possa dificultar o nivelamento e nem pequena demais que acarrete
rápida colmatagem.
Forma Geométrica: o ideal é que sejam pedras de forma cúbica.
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Resistência à ruptura e ao desgaste ou abrasão: conforme parâmetros
estabelecidos para cada ferrovia.
Massa específica: a adotada na Vale é de 1.400 kg/m3.
2.2.2.2 – Dormentes
Os dormentes (MAGALHAES, 2006) são os elementos responsáveis por dar
suporte aos trilhos, fixando e garantindo seu nivelamento, além de assegurar a bitola
da linha, isto é, a distância entre as fileiras de trilho. Além disso, os dormentes são
responsáveis por absorver as cargas verticais e distribuí-las sobre o lastro, e garantir
o isolamento elétrico entre os trilhos. Estruturalmente, os dormentes funcionam
como vigas e os principais materiais empregados na fabricação atualmente são:
madeira, aço, concreto e materiais sintéticos (plastico).
FIG. 2.4 - Tipos de dormentes;
A Vale utiliza normalmente dormentes de madeira, mas também tem utilizado os
de aço e mais raramente os de concreto e de materiais sintéticos.
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2.2.2.3 – Trilhos
O trilho da via férrea é responsável por servir de suporte, pista e guia para as
rodas das composições que circulam na linha, sendo, indiscutivelmente, o elemento
mais importante da superestrutura e aquele de maior custo entre todos os que
compõem a estrutura da linha férrea. Os trilhos atualmente em uso são
especificados, basicamente, através do seu peso por metro, por exemplo, TR-32,
TR-37, TR-45, TR-57, TR-68, etc., onde o número após a o prefixo TR corresponde
ao peso por metro em Kg/m. A figura 2.4 representa um trilho em corte transversal.
FIG. 2.4 - Perfil de trilho;
2.2.2.4 – Fixações
Para fixar os trilhos aos dormentes de forma a garantir a geometria da linha e a
bitola, são utilizados os chamados elementos de fixação. Eles garantem que o trilho
permaneça travado e solidário aos dormentes. Os principais elementos e sistemas
de fixação são: fixação direta e fixação elástica.
Na fixação direta, o trilho é travado diretamente pelo elemento fixador,
geralmente prego, com ou sem outro componente entre eles. Este é o tipo mais
simples de fixação, ainda muito utilizado nas ferrovias, apesar de não estabelecerem
as condições de travamento ideais.
Na fixação direta também pode ser utilizada uma placa, conhecida como placa
de apoio, que é situada entre o trilho e o dormente. A utilização de placas de apoio
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fornece melhores condições de ancoragem para a linha, além de dificultar a abertura
da bitola. A fixação direta com placa de apoio é utilizada na maior parte da malha
ferroviária brasileira.
Na fixação do tipo direta os elementos fixadores são todos rígidos. Destes, os
mais comuns são os pregos de linha, caracterizados por oferecem baixa ancoragem
da linha na fixação dormente-trilho, e o tirefond, espécie de parafuso e que
apresenta níveis de fixação muito mais elevados que o tradicional prego.
FIG. 2.5 - Fixação direta com prego e sem placa.
Para linhas com fixação rígida, seja com prego ou tirefond, é essencial a
utilização de elementos que auxiliem no fornecimento de uma maior ancoragem,
para evitar o deslocamento longitudinal do trilho em relação ao dormente.
Atualmente grande parte das principais ferrovias utiliza a fixação elástica em
duplo estágio com tirefonds fixando a placa aos dormentes e grampos fixando os
trilhos ao conjunto placa-dormente. Os grampos mais comumente utilizados são os
do tipo Pandrol e Deenik. Este tipo de fixação dispensa a utilização de retensores ao
longo da linha, por fornecerem elevados níveis de ancoragem, que resultam em
condições de travamento ideais para a totalidade da linha.
Página | 22
FIG. 2.6 - Fixação elástica com grampo Deenik e placa de apoio.
2.2.2.4 – Aparelho de Mudança de Via - AMV
Por fim, outro componente fundamental da linha férrea é o Aparelho de Mudança
de Via (AMV) responsável por permitir que os trens desviem de uma linha para
outra. Um AMV é composto de diversos componentes, que permitem que o mesmo
cumpra com a sua função. Ele é projetado para que a velocidade dos trens não seja
alterada quando transpuser um AMV circulando na linha principal.
FIG. 2.7 - Aparelho de mudança de via - bitola métrica.
Página | 23
2.2.3 - Aspectos Fundamentais da Geometria de uma Linha Férrea
Todos os elementos apresentados no item 2.2.2 são responsáveis por garantir a
geometria de projeto da linha. A geometria da via é definida, por sua vez, por uma
série de elementos, a saber: bitola, nivelamentos longitudinal e transversal, flecha e
superelevação.
A bitola é a medida da distância interna entre boletos nas duas fileiras dos
trilhos. No entanto esta medida deve ser realizada no real ponto de contato do friso
da roda do veículo ferroviário com o trilho. Para rodas com perfil americano, padrão
utilizado também nas ferrovias brasileiras, o friso, em condições normais, entra em
contato com o trilho 16 mm abaixo do topo do boleto, no chamado ponto de bitola da
roda, razão pela qual a medida da bitola, deve ser realizada neste ponto, 16 mm
abaixo da superfície superior do boleto.
FIG. 2.8 - Bitola de via férrea.
Na maior parte das ferrovias brasileiras a bitola encontrada é de 1,00 m,
chamada de bitola métrica, caso da FCA, EFVM e bitola larga (1,60 m) na EFC. Para
a prevenção de descarrilamentos é fundamental manter a bitola da linha limitada a
uma faixa de variação rigorosa. Na Vale, utiliza-se uma tolerância para bitola de até
25 mm para valores superiores ao nominal, de 1.000 mm, e de até 5 mm para
valores inferiores à 1.000 mm.
Outro aspecto fundamental da geometria da linha é o nivelamento, tanto
longitudinal quanto transversal. O nivelamento longitudinal recebe este nome por ser
Página | 24
medido ao longo do traçado da via, e diz respeito à disposição das cotas das duas
fileiras de trilho. Para se assegurar esse nivelamento não devem ocorrer pontos
altos e baixos simultâneos ao longo da linha e no caso da ocorrência dessa
diferença de cotas simultâneas caracteriza-se um desnivelamento longitudinal.
Desde que não assuma valores exagerados, o desnivelamento longitudinal é menos
crítico mas pode ocasionar desengate de veículos e fracionamento do trem, a partir
de limites que dependem da velocidade e das características do material rodante.
FIG. 2.9 - Esboço de uma linha com desnivelamento longitudinal.
Já o nivelamento transversal é medido perpendicularmente ao eixo da via, ou
seja, é a distribuição de cotas do topo do trilho no sentido transversal. O
desnivelamento transversal é ocasionado, em reta, pela diferença de cotas no topo
das fileiras do trilho, medido transversalmente. Este tipo de desnivelamento é grave,
por ocasionar torção da grade, isto é, empeno. De acordo com MAGALHÃES (2006)
ele será tão mais grave quanto mais pontual e brusca for a variação.
Os outros dois elementos da geometria da linha, flecha e superelevação, estão
intimamente ligados às curvas ferroviárias. As curvas possuem a função básica de
realizar a transposição de obstáculos e alterar a direção da composição que nela
circula. Segundo SCHRAMM (1977) o custo de construção da curva aumenta junto
com o raio da mesma. Ou seja, curvas de grande raio apresentam custo de
construção elevado. No entanto, curvas de raio pequeno comprometem a operação
Página | 25
elevando o custo operacional drasticamente e, por muitas vezes, inviabilizam
oportunidades de negócios para a ferrovia.
As curvas ferroviárias circulares são classificadas nos seguintes tipos, a
saber: curva circular simples, circular composta, reversa, e com transição. Destas, o
tipo ideal para a ferrovia é a curva com transição. Conforme BRINA (1988), a
transição permite suavizar o rolamento dos veículos na parta inicial e final das
curvas.
Para
se
desenhar
uma
curva
com
transição,
faz-se
aumentar
progressivamente o raio de curvatura desde o fim da tangente até atingir o raio da
curva na região circular. Nesta região, o raio permanece constante e em seguida
passa a diminuir progressivamente até a região de tangente novamente. Estes
trechos nos quais o raio varia são denominados de transição da curva.
Estabelecido o tipo da curva, os pontos fundamentais para caracterizá-la
passam a ser a flecha e a superelevação. Por definição, a flecha é a distância
perpendicular do boleto ao centro de uma corda instalada entre dois pontos do trilho.
Segundo
MAGALHÃES
(2006),
uma
linha
estará
segura
quando
houver
uniformidade entre flechas subseqüentes. Mesmo nas curvas com transição a
variação de flecha deve obedecer a uma rigorosa tolerância.
Já a superelevação é o incremento de altura que se dá à fileira externa de trilhos
em curva para que seja possível compensar a ação da força centrífuga. Ela é
fundamental para garantir a segurança das composições em curva e deve ser
calculada para cada curva, respeitando valores mínimos e máximos. Finalmente,
MAGALHÃES (2006), salienta que a variação de superelevação desde o valor zero
nas tangentes até o valor máximo na parte circular da curva deve obedecer a um
escalonamento que garanta segurança nas curvas de transição. Este limite de
segurança, para variação de superelevação, é convencionado em 4 mm/m.
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FIG. 2.9 - Esquema de uma superelevação.
2.3– ENGENHARIA DE MANUTENÇÃO
Embora a idéia de manutenção seja um conceito muito longíquo, desde quando
algo foi feito para durar, sua estruturação formal se dá após a chamada Revolução
Industrial, de 1750, caracterizada por ser totalmente uma manutenção corretiva, e
assim se manteve até o final da Primeira Guerra Mundial. Com a expansão da
indústria automobilística começaram a aparecer os grupos especialistas em
manutenção, embora ainda com predominância quase total de manutenção
corretiva.
A partir da Segunda Guerra Mundial as empresas tomaram consciência de que,
além de consertar as quebras, deveriam começar a evitar falhas de modo a manter a
produção mais previsível e estável. Começaram a aparecer então as técnicas de
Planejamento, Controle e Análise de Falhas. Essas práticas evidenciaram a
necessidade de detectar sintomas de falhas, visto que ficara evidente que
dificilmente as falhas ocorriam por um colapso, sem aviso prévio.
Surgiram então as práticas de inspeção (visual) e manutenção preventiva. A
manutenção preventiva era executada com a substituição regular de componentes, a
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partir de uma duração de vida calculada ou estabelecida empiricamente. É
necessário fazer uma observação sobre a manutenção preventiva (caracterizada
pela troca regular dos componentes críticos, com base na duração calculada ou
estabelecida empiricamente). Essa observação diz respeito a confiabilidade dessa
“duração calculada ou estabelecida empiricamente”. Há casos conhecidos na
indústria e nos transportes nos quais a intervenção de manutenção preventiva
acarretou mais problemas do que solução como:
• Defeitos em painéis elétricos, disjuntores e sistema de proteção imediatamente
após a intervenção de manutenção preventiva.
• Serviços de correção geométrica da superestrutura da via permanente
ferroviária provocando a degradação prematura do lastro.
Sua mais defensável aplicação é a troca de pneus nas corridas de Fórmula1. No
final dos anos 60, com o desenvolvimento de instrumentos e de técnicas de medição
cada vez mais sofisticados, foi possível a detecção de indicadores confiáveis.
Nasceram aí, as práticas de manutenção preditiva.
A maneira pela qual é feita a intervenção nos equipamentos, sistemas ou
instalações, caracteriza os vários tipos de manutenção existentes.
Existe uma variedade muito grande de denominações para classificar a atuação
da manutenção, não raramente, essa variedade provoca certa confusão na
caracterização dos tipos (ou técnicas) de manutenção.
Por isso, é importante uma caracterização mais objetiva dos diversos tipos de
manutenção. Todas, independentemente das denominações, se encaixam em um
dos seis tipos básicos a seguir.
• Manutenção Corretiva Não Planejada
• Manutenção Corretiva Planejada
• Manutenção Preventiva
• Manutenção Preditiva
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• Manutenção Detectiva
• Engenharia de Manutenção
Os diversos tipos de manutenção podem ser também considerados como
políticas de manutenção, desde que a sua aplicação seja o resultado de uma
definição gerencial ou política global da instalação, baseada em dados técnicoeconômicos.
Conforme a realidade aplicada para a manutenção da via permanente, nos
próximos capítulos serão detalhados os três tipos de manutenção que praticamente
englobam quase toda a manutenção da via permanente.
2.3.1 – Manutenção Corretiva
Ao atuar em um equipamento que apresenta um defeito ou um desempenho
diferente do esperado estamos fazendo manutenção corretiva. Assim, a manutenção
corretiva não é, necessariamente, a manutenção de emergência.
Convém observar que existem duas condições específicas que levam a
manutenção corretiva, são elas:
a) Desempenho deficiente apontado pelo acompanhamento das variáveis
operacionais ou pelas observações da inspeção.
b) Ocorrência de falha.
Desse modo, a ação principal na Manutenção Corretiva é corrigir ou restaurar
as condições de funcionamento do equipamento ou sistema.
A manutenção corretiva pode ser dividida em duas classes:
• Manutenção corretiva não planejada
• Manutenção corretiva planejada
Página | 29
A manutenção corretiva não planejada caracteriza-se pela atuação da
manutenção em fato já ocorrido, seja este uma falha ou desempenho menor que o
esperado. Não há tempo para planejamento e preparação do serviço.
Normalmente a manutenção corretiva não planejada implica em altos custos,
pois a quebra inesperada pode acarretar perdas de produção, perda da qualidade do
produto e elevados custos indiretos de manutenção.
FIG. 2.10 - Manutenção corretiva.
Além disso, quebras aleatórias podem ter conseqüências bastante graves para o
equipamento, isto é, a extensão dos danos pode ser bem maior. Em plantas
industriais de processo contínuo (petróleo, petroquímico, cimento, etc.) estão
envolvidos no seu processamento elevadas pressões, temperaturas, vazões, ou
seja, a quantidade de energia desenvolvida no processo é considerável. Interromper
processamentos desta natureza de forma abrupta para reparar um determinado
equipamento,
compromete
a
qualidade
de
outros
que
vinham
operando
adequadamente, levando-os a colapsos após a partida ou uma redução da
campanha da planta. Exemplo típico é o surgimento de vibração em grandes
máquinas que apresentavam funcionamento suave antes da ocorrência.
Página | 30
Quando uma empresa tem a maior parte de sua manutenção corretiva na classe
não planejada, seu departamento de manutenção é comandado pelos equipamentos
e o desempenho empresarial da organização, certamente, não está adequado às
necessidades de competitividade atuais.
Manutenção Corretiva Planejada é a correção do desempenho menor que o
esperado ou da falha, por decisão gerencial, isto é, pela atuação em função de
acompanhamento preditivo ou inspeção, ou ainda pela decisão de operar até a
quebra.
Um trabalho planejado é sempre mais barato, mais rápido e mais seguro do que
um trabalho não planejado. E será sempre de melhor qualidade. A característica
principal da manutenção corretiva planejada é a qualidade da informação fornecida
pelo acompanhamento do equipamento.
Mesmo que a decisão gerencial seja de deixar o equipamento funcionar até a
quebra, essa é uma decisão conhecida e algum planejamento pode ser feito quando
a falha ocorrer. Por exemplo, substituir o equipamento por outro idêntico, ter um “kit”
para reparo rápido, preparar o posto de trabalho com dispositivos e facilidades, etc.
A adoção de uma política de manutenção corretiva planejada pode advir de
vários fatores:
• Possibilidade de compatibilizar a necessidade da intervenção com os
interesses da produção;
• Aspectos relacionados com a segurança - a falha não provoca nenhuma
situação de risco para o pessoal ou para a instalação;
• Melhor planejamento dos serviços;
• Garantia da existência de sobressalentes, equipamentos e ferramental;
• Existência de recursos humanos com a tecnologia necessária para a execução
dos serviços e em quantidade suficiente, que podem, inclusive, serem buscados
externamente à organização.
Página | 31
Para exemplificar: quanto menores forem às implicações da falha na segurança
pessoal e operacional, nos custos intrínsecos dela, nos compromissos de entrega da
produção, maiores serão as condições de adoção da política de manutenção
corretiva.
As análises conjuntas, levando em conta os outros fatores, definirão a melhor
política.
2.3.2 – Manutenção Preventiva
Inversamente à política de manutenção corretiva, a manutenção preventiva
procura obstinadamente evitar a ocorrência de falhas, ou seja, prevenir. Em
determinados setores como na aviação, a adoção de manutenção preventiva é
imperativa, pois o fator segurança se sobrepõe aos demais.
Como nem sempre os fabricantes fornecem dados precisos para a adoção nos
planos de manutenção preventiva, além das condições operacionais e ambientais
influírem de modo significativo na expectativa de degradação dos equipamentos, a
definição de periodicidade e substituição deve ser estipulada para cada instalação
ou no máximo plantas similares operando em condições também similares.
Isso leva a existência de duas situações distintas na fase inicial de operação:
• Ocorrência de falhas antes de completar o período estimado, pelo mantenedor,
para a intervenção.
• Abertura do equipamento/reposição de componentes prematuramente.
Evidentemente, ao longo da vida útil do equipamento não pode ser descartada a
falha entre duas intervenções preventivas o que, obviamente, implicará numa ação
corretiva.
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FIG. 2.11 - Manutenção Preventiva.
Analogamente ao que foi estabelecido para manutenção corretiva, os seguintes
fatores devem ser levados em consideração para adoção de uma política de
manutenção preventiva:
• Quando não é possível a manutenção preditiva.
• Aspectos relacionados com a segurança pessoal ou da instalação que tornam
mandatória a intervenção, normalmente para substituição de componentes.
• Por oportunidade em equipamentos críticos de difícil liberação operacional.
• Riscos de agressão ao meio ambiente.
A manutenção preventiva será tanto mais conveniente quanto maior for a
simplicidade na reposição; quanto mais altos forem os custos de falhas, quanto mais
as falhas prejudicarem a produção e quanto maiores forem as implicações das
falhas na segurança pessoal e operacional.
Se por um lado a manutenção preventiva proporciona um conhecimento prévio
das ações permitindo uma boa condição de gerenciamento das atividades e
nivelamento de recursos, além de previsibilidade de consumo de materiais e
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sobressalentes, por outro promove, via de regra, a retirada do equipamento ou
sistema de operação para execução dos serviços programados. Assim, possíveis
questionamentos à política de manutenção preventiva sempre serão levantados em
equipamentos, sistemas ou plantas onde o conjunto de fatores não seja
suficientemente forte ou claro em prol dessa política.
Outro ponto negativo com relação à preventiva é a introdução de defeitos não
existentes no equipamento devido a:
• Falha humana;
• Falha de sobressalentes;
• Contaminações introduzidas no sistema de óleo;
• Danos durante partidas e paradas;
• Falhas dos procedimentos de manutenção.
“A base científica da manutenção preventiva é o conhecimento estatístico da
taxa de defeitos das peças, equipamentos e sistemas ao longo do tempo. Essa
abordagem tradicional para o planejamento da manutenção preventiva, baseada no
conceito de que todo componente de equipamento complexo possui um tempo de
vida útil e que a partir de seu conhecimento é possível programar intervenções
sistemáticas, realizadas a intervalos fixos de tempo, independente do fato da
condição do equipamento já ter ou não certo valor crítico de desgaste, já se encontra
ultrapassada.”
De fato, estudos revelaram que revisões periódicas sistemáticas têm pouco
efeito na confiabilidade global de um equipamento complexo, a menos que este
apresente um modo de falha predominante. Como conseqüência, planos de
manutenção preventiva clássica, baseados na crença de que há uma relação entre a
probabilidade de falha (confiabilidade) e o tempo em operação, traz resultados
inferiores aos esperados e tornam onerosa a manutenção. Não se deve aqui
confundir revisões periódicas, onde são executados volumes significativos de
serviços de manutenção, com inspeções de rotina, onde são executados os serviços
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de limpeza, lubrificação, regulagem, ajustagem e outros, que trazem grande
benefício ao desempenho do componente, equipamento ou sistema.
Gallegos (1993) afirma que pesquisas realizadas na sua época provaram que uma
manutenção desnecessária pode gerar mais problemas do que uma submanutenção. Tal afirmação está de acordo com Riessberger (1995) que constatou
que a realização em excesso de serviços de correção geométrica da superestrutura
da via permanente ferroviária provoca a degradação prematura do lastro. Por este
motivo torna-se importante determinar o adequado momento de intervir em um
equipamento ou sistema, de modo que a manutenção programada seja executada
no fim da vida útil do componente ou equipamento, porém antes deste entrar em
falha.
A utilização de técnicas preditivas e de inspeção, além de possuírem
ferramentas avançadas de hardware e de software, permite que sejam determinadas
as condições reais de funcionamento de um componente, equipamento, ou sistema,
minimizando trabalhos desnecessários e reduzindo despesas.
2.3.2 – Manutenção Preditiva
A Manutenção Preditiva, também conhecida por Manutenção Sob Condição ou
Manutenção com Base no Estado do Equipamento, pode ser definida da seguinte
forma:
Manutenção Preditiva é a atuação realizada com base em modificação de
parâmetro de condição ou desempenho, cujo acompanhamento obedece a uma
sistemática.
A Manutenção Preditiva é a primeira grande quebra de paradigma na
manutenção e tanto mais se intensifica quanto mais o conhecimento tecnológico
desenvolve equipamentos que permitem avaliação confiável das instalações e
sistemas operacionais em funcionamento.
Página | 35
FIG. 2.12 - Manutenção Preditiva.
Seu objetivo é prevenir as falhas nos equipamentos, sistemas ou instalações
através de acompanhamento de parâmetros diversos, permitindo a operação segura
e contínua do equipamento, sistema ou instalação pelo maior tempo possível. Na
realidade o termo associado à Manutenção Preditiva é o de predizer as condições
dos equipamentos. Ou seja, a manutenção preditiva privilegia a disponibilidade na
medida em que não promove a intervenção nos equipamentos ou sistemas, pois as
medições e verificações são efetuadas com o equipamento operando.
Quando o grau de degradação se aproxima, ou atinge o limite previamente
estabelecido, é tomada a decisão de intervenção. Normalmente esse tipo de
acompanhamento permite a preparação prévia do serviço além de outras decisões e
alternativas relacionadas com a produção ou a prestação de serviços. De forma
mais direta, podemos dizer que a manutenção preditiva prediz as condições dos
equipamentos, e quando a intervenção é decidida, o que se faz, na realidade, é uma
manutenção corretiva planejada.
• O equipamento, sistema ou instalação deve permitir algum tipo de
monitoramento / medição;
• O equipamento, sistema ou instalação deve merecer esse tipo de ação, em
função dos custos envolvidos;
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• As falhas devem ser oriundas de causas que possam ser monitoradas e ter
sua progressão acompanhada;
• Deve ser estabelecido um programa de acompanhamento, análise e
diagnóstico, sistematizado.
Os fatores indicados para análise da adoção de política de manutenção
preditiva são:
• Aspectos relacionados com a segurança pessoal e operacional.
• Redução de custos pelo acompanhamento constante das condições dos
equipamentos evitando intervenções desnecessárias.
• Manter os equipamentos operando, de modo seguro, por mais tempo.
A redução de acidentes por falhas “catastróficas” em equipamentos é
significativa. Também a ocorrência de talhas não esperadas fica extremamente
reduzida o que proporciona além do aumento de segurança pessoal e da instalação,
redução de paradas inesperadas da produção que, dependendo do tipo de planta,
implicam em consideráveis prejuízos. No caso das ferrovias, a ocorrência de falhas
catastróficas está bastante relacionada com a condição da Via Permanente.
Os custos envolvidos na manutenção preditiva devem ser analisados por dois
ângulos:
O acompanhamento periódico através de instrumentos / aparelhos de medição e
análise não é muito elevado e quanto maior o progresso na área de micro-eletrônica,
maior a redução dos preços. A mão de obra envolvida não apresenta custo
significativo haja vista a possibilidade de acompanhamento, também, pelos
operadores.
A instalação de sistemas de monitoramento contínuo “on line” apresenta um
custo inicial relativamente elevado. Em relação aos custos envolvidos, estima-se que
o nível inicial de investimento é de um por cento (1 %) do capital total do
equipamento a ser monitorado e que um programa de acompanhamento de
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equipamentos bem gerenciado, apresenta uma relação custo/ benefício de um
quinto (1/5).
É fundamental que a mão de obra da manutenção responsável pela análise e
diagnóstico seja bem treinada. Não basta medir; é preciso analisar os resultados e
formular diagnósticos. Embora isto possa parecer óbvio é comum encontrar, em
algumas
empresas,
sistemas
de
coleta,
registro
de
informações
de
acompanhamento de Manutenção Preditiva que não produzem ação de intervenção
com a qualidade equivalente aos dados registrados.
As técnicas mais usuais praticadas na manutenção preditiva são:
• Análise de Óleos Lubrificantes e Óleos lsolantes - Visam verificar o estado
físico-químico
(viscosidade,
rigidez
dielétrica,
contaminação,
etc.).
Com relação à contaminação são observados os componentes metálicos em
emulsão (para os óleos lubrificantes) e o volume e tipo de gases dissolvidos (para os
óleos isolantes).
• Análise de Temperaturas - Está associada ao principio de que qualquer
componente ou equipamento de um sistema elétrico, pneumático, mecânico ou
hidráulico libera ou consome energia.
A alteração do valor dessa energia pode
significar comportamento anormal. Por exemplo: o aumento de temperatura
dissipada pode significar perda de isolamento elétrico, mau contato, atrito
exagerado, combustão inadequada e mau funcionamento de válvulas.
• Análise de vibrações - Mesmo quando novo, os equipamentos mecânicos
produzem vibrações normais. Esses valores são conhecidos como a “assinatura” da
vibração do equipamento. Com o tempo, havendo desgastes, desalinhamentos,
folgas, esses valores se alteram, fornecendo a informação necessária sobre a falha
potencial do equipamento. Como técnica de se evitar o desalinhamento, a utilização
do alinhamento a laser é uma ferramenta preciosa.
• Emissão Acústica — Empregado em estruturas e equipamentos mecânicos
estacionários principalmente vasos de pressão.
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• Ultrasom — Detecta descontinuidades internas pela análise de propagação
das ondas sonoras através do material. Sua aplicação mais utilizada é na medição
de espessura de paredes de vasos e tubulações de grandes diâmetros.
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3 – MANUTENÇÃO DE VIA PERMANENTE
3.1 – CONSIDERAÇÕES INICIAIS
Depois de construída a ferrovia, inicia-se a operação ferroviária que é
acompanhada necessariamente de um processo de degradação. Para manter um
parâmetro dentro das faixas toleráveis, torna-se necessária uma intervenção
denominada conservação ou manutenção da via permanente. Essa manutenção
utiliza materiais e mão de obras com o objetivo de manter a geometria e os
componentes da via nos padrões de qualidade.
Segundo Brina (1979), pode-se definir manutenção de via permanente como
conjunto de ações que objetivam a conservação da via que consiste em manter o
seu traçado em planta e perfil, sem defeitos que prejudiquem o tráfego, mantendo-se
uma plataforma estável e bem drenada, um lastro limpo, um alinhamento e
nivelamento perfeitos, com as curvas bem puxadas e com superelevação correta.
Conclui assim que a atividade de manter, ao longo do tempo, os parâmetros
mínimos para a circulação ferroviária é nomeada manutenção da via permanente.
Para garantir a disponibilidade da instalação da via permanente a Vale e uma
grande parte das ferrovias de cargas pelo mundo, estrutura suas manutenções
baseadas em um maior número de manutenções preditivas que minimizem as
intervenções na planta operacional e a partir dessa manutenção é que são
determinadas as demandas de substituição/conservação dos ativos em final de vida
útil, podendo se trocados em uma manutenção corretiva planejada ou não
planejada, dependendo do grau de degradação.
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3.2 – MANUTENÇÕES PREDITIVAS NA VIA PERMANENTE
Durante muitos anos, o controle do estado da superestrutura ferroviária ficou
restrito somente a inspeções a pé em que as condições da linha eram medidas com
o auxilio de instrumentos simples (régua de nível, gabarito de bitola, e outros) e as
inspeções com autos de linha, em que o profissional de via, com base em sua
experiência, avalia a qualidade de linha através do comportamento do auto. Estas
observações e procedimentos, embora úteis, têm natureza altamente subjetiva e não
deixam registros materiais dos dados. À medida que a microeletrônica e novas
tecnologias, como laser, são incorporadas a instrumentos e equipamentos de
medição, inspeção e monitoramento, torna-se cada vez mais fácil e mais barato o
acompanhamento da condição e mais preciso o diagnóstico.
O monitoramento do estado ou condição da via permanente é executado através
de veículos diagnóstico que utilizam sistemas de medição sem contato que enviam
as informações para um sistema de software que fornece o dado para avaliação,
diagnóstico e tomada de decisão.
Os sistemas de sensores podem ser instalados em qualquer carro da
composição (locomotiva, vagão de passageiros ou de carga ou então em veículos
dedicados). Opera em qualquer condição de tempo e de velocidade, até 350 km.
Pode incluir as seguintes informações da via permanente:
• Geometria dos trilhos;
• Perfil dos trilhos;
• Ondulação dos trilhos (defeitos superficiais);
• Detecção automática dos defeitos na superfície; e
• Vídeo da inspeção.
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Na Vale, os modelos de manutenção preditiva que atualmente são adotados
para a priorização e acompanhamento de requisitos mínimos de segurança e
operacionalidade são o carro controle, carro ultra-som e rodeiro instrumentado.
O rodeiro instrumentado destina-se a registrar os esforços dinâmicos (lateral e
vertical) no contato roda-trilho e a relação L/V por intermédio de sensores
convenientemente instalados em pontos estratégicos das rodas.
Carro controle é um método de avaliação direta da superestrutura ferroviária
que mede os dados geométricos levantados sobre a via, em verdadeira grandeza,
por meio de sensores transmitidos para registradores no interior do carro. As
medidas normalmente encontradas no carro controle são:
• Bitola;
• Nivelamento longitudinal;
• Nivelamento transversal;
• Alinhamento;
• Empeno ou torção;
• Desgaste de boleto do trilho;
O uso do carro ultra-som consiste em uma inspeção de trincas internas nos
trilhos por ultra-som, qualidade das soldas aluminotérmica e das soldas elétricas.
3.2 – MANUTENÇÕES CORRETIVAS NA VIA PERMANENTE
A atividade de manutenção definida pela priorização feita na manutenção
preditiva normalmente são as atividades listadas abaixo:
a) Limpeza da faixa (roçada e capina);
b) Retificação de bitola e substituição de dormentes;
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c) Reforço da fixação;
d) Puxamento das tangentes;
e) Puxamento das curvas;
f) Nivelamento das juntas;
g) Construção de valetas de contorno nos cortes;
h) Construção de valetas de greide nos cortes e banquetas nos aterros;
i) Limpeza e recomposição do lastro;
j) Substituição dos trilhos gastos e defeituosos;
k) Reparação das cercas e vedação da faixa;
l) Reparação dos AMV’s;
m)Reparação, limpeza e pintura das obras de arte (bueiros, pontes pontilhões,
etc.); e
n) Limpeza de valas e valetas.
3.3 – ETAPAS DA MANUTENÇÃO
Segundo Amaral (1984), a metodologia utilizada pela Rede Ferroviária Federal
S.A. (RFFSA) consiste nas seguintes etapas:
Previsão: fase analise para prever o que vai acontecer.
Planejamento: decide o que vai ser feito e como será feito.
Programação: define onde, como e quando fazer.
Execução: realiza as ações.
Acompanhamento: controla a execução.
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Decisão: cecisões de gestão.
Objetivo Alcançado: avaliação dos resultados.
Mas podemos resumir esse fluxo de forma mais objetiva o que descreve uma
realidade básica de grande parte das ferrovias atuais. As etapas passam a ser
então:
Inspeção ou Avaliação;
Programação ou Planejamento;
Execução ou Correção;
Controle.
A figura 3.1, a seguir, mostra o fluxo mais geral do processo de informação com
o plano de manutenção com suas etapas e classificações.
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FIG. 3.1. - Macrofluxo da manutenção da Vale.
No Anexo 1, inserido ao final deste trabalho, pode-se observar o fluxo de
manunteção utilizado na via permanente das ferrovias da Vale. Esse fluxo abrange
um detalhamento bem maior que o descrito acima.
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3.4 – IMPACTOS E RECURSOS PARA MANUTENÇÃO
A grande incoerência da manutenção x operação, com já citado anteriormente,
é que a grande parte da manutenção gera impactos na operação e isso pode ser
observado em qualquer planta industrial até chegar ao nosso caso ferroviário. Para o
nosso caso, todas as manutenções de via geram impactos na circulação de trens.
Para um melhor entendimento, foram divididos os impactos de via em 3
classificações: interdições, restrições de velocidades e restrições de circulação
na grade de trem. Isto será descrito de forma breve a seguir.
A interdição é o pior impacto para a via permanente, pois impossibilita
totalmente a passagem de trem e isso acontece com os principais serviços, pois se
faz necessário desmontar a grade para realizar a manutenção.
A restrição de velocidade é muito utilizada para serviço que mantém uma
equipe de trabalhadores em uma determinada extensão de linha, e para manter a
segurança mínima desses trabalhadores é lançada uma restrição de velocidade no
sistema de circulação informando ao maquinista que existe uma turma trabalhando
na extensão dessa restrição. Além de ficar informado, o maquinista é obrigado a
reduzir a velocidade para o padrão exigido. Normalmente essa velocidade é de 20
km/h.
A circulação na grade de trem é um procedimento que usa equipamentos de
grande porte com uma boa velocidade de tráfego compatível com os próprios trens.
Para garantir que essa circulação seja realizada, normalmente a equipe de
manutenção solicita para a equipe de operação a inclusão dos equipamentos que
realizam estes serviços na grade de circulação dos trens.
Para demonstrar o impacto gerado e parte dos recursos necessários para a
manutenção, tanto corretiva quanto preditiva, é anexado, a seguir um quadro que
informa o número de pessoas necessárias para a execução da manutenção junto
com o homem hora (Hh), recurso de equipamento de grande porte e o impacto que é
gerado na circulação.
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TAB. 3.1. Serviços: Impactos e Recursos.
Item
Atividade
UNID.
Homens
Tempo
Serviço
Hh
Tipo de
Impacto
Equipamentos
necessários
1
SUBSTITUIÇÃO DE TRILHO
un
15
1:20
20:00
Interdição
Auto de Linha e KGT
2
REGULARIZAÇÃO DO
LASTRO
km
12
1:00
12:00
Interdição
Reguladora de
Lastro
3
SUBSTITUIÇÃO DE
DORMENTE
un
1:00
2:00
Interdição
Socadora de Linha
4
SUBSTITUIÇÃO DE FIXAÇÃO
un
02
0:15
0:30
Restrição de
Velocidade
Auto de Linha
5
NIVELAMENTO DE JUNTA
un
02
0:20
0:40
Restrição de
Velocidade
Auto de Linha
6
ESMERILHAMENTO
km
16
1:00
16:00
Interdição
Esmerilhadora
7
REPERFILAMENTO
km
12
1:00
12:00
Interdição
Reperfiladora
8
ALÍVIO DE TENSÃO
m
1
0:06
0:06
Interdição
Auto de Linha e
Socadora de Linha
9
CONSTRUÇÃO DE GRADE
m
3
0:06
0:18
Interdição
Auto de linha
10
LIMPEZA DE LINHA
m
01
1:00
1:00
Restrição de
Velocidade
Auto de linha
11
SUBSTITUIÇÃO DE JACARÉ
un
06
1:12
7:12
Interdição
Auto de linha
12
SUBSTITUIÇÃO DE AGULHA
un
06
1:04
6:24
Interdição
Auto de linha
13
CORREÇÃO DE BITOLA
um
02
0:19
0:38
Restrição de
Velocidade
Auto de linha
14
CORREÇÃO GEOMÉTRICA
km
5
2:30
12:30
Interdição
Socadora de Linha
15
DESGUARNECIMENTO
Km
30
8:00
240:00
Interdição
Desguarnecedora
16
INSPEÇÃO DE CARRO
CONTROLE
km
2
0:05
0:10
Grade de
Trem
Carro Controle
17
INSPEÇÃO DE CARRO
ULTRASOM
km
2
0:04
0:08
Grade de
Trem
Carro Ultrasom
18
RODEIRO INSTRUMENTADO
km
4
0:05
0:20
Grade de
Trem
Rodeiro
Instumentado
02
Página | 47
4 – ESTUDOS DE CASO
4.1 – INTERVALOS PARA MANUNTEÇÃO
A realidade de se dispor de um curto período de tempo para a manutenção faz
parte do dia a dia de quase todas as unidades de manutenção; o caso das ferrovias
da Vale não é uma exceção, trabalha-se com intervalos padronizados, que são
programados semanalmente e executados diariamanente. Não é muito aconselhado
alterar a programação, pois modifica a organização do tráfego de trem e
consequentemente interfere na produção da ferrovia.
No caso da Vale tem-se duas situações completamente diferentes, mas que no
fundo, sob a ótica do impacto gerado, se tornam a mesma coisa.
A EFVM é uma ferrovia duplicada, o que deixa a manuntenção com uma folga
maior para o trabalho, pois ao se interromper uma linha dispõe-se de outra para não
obstruir o tráfego. Por isso, a EFVM possui uma grande flexibilidade de intervalos.
Com essa maior flexibilidade, além de conseguir um maior tempo de manutenção
nas intervenções diárias, também é introduzida na grade duas intervenções mensais
com uma duração de cinco dias para o serviço de desguarnecimento,
A realidade da EFC é diferente e mais complexa, pois não conta com a ferrovia
duplicada. Ela dispõe de apenas um intervalo diário disponível para a manunteção.
Outro ponto a destacar é que essas rotinas não são contepladas nos finais de
semana, pois, devido a avaliações já realizadas pelo setor operacional da Vale,
concluiu-se que a quantidade de horas extras disponíveis para o trabalho, no final
de semana, torna inviável programar qualquer manunteção corretiva nesse período;
apenas são disponibilizadas algumas turmas para eventuais manunteções corretivas
emergenciais.
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Os intervalos de tempo para garantir a manuteção mínima necessária são
determinados por meio de estudos da Empresa que visam garantir a produção
programada. Atualmente, a Vale dispõe dos seguintes padrões de intervalos de
manunteção:
TAB. 4.1. Tempo de interdições cedidas pela operação.
Interdições Diárias
(horas por dia)
Interdições Mensais
EFC
2
----
EFVM
3
2 Intervenções de 24h por 5 Dias
Esses intervalos refletem a importância da eficiência da manutenção percebida
pela Vale em decorrência do aumento gradual de carga e dos trens circulando na
grade e não se pode trabalhar com a hipotese de aumento desses tempos.
4.2 – SERVIÇOS IMPACTANTES
Conforme se pode observar no capítulo anterior, a manutenção de via
permanente sempre gera algum tipo de impacto ao conseguir ser efetivada. O maior
efeito gerado por ela são as interdições que impossibilitam completamente o tráfego
por um determinado tempo. Este estudo analizará somente os casos de interdição
com os serviços a ela relacionados e que se encontram no mapeamento feito
anteriormente.
A grande maioria dos serviços de via permanente das ferrovias em estudo são
os corretivos planejados, ou seja, a via permanente é monitorada por suas
inspeções preditivas até encontrar um grupo de paramentros que determina a
necessidade de uma intervenção de manunteção. Levantados esses pontos é
preparada a programação da manunteção. Com a programação em mãos, ela é
Página | 49
validada no CCO (Centro de Controle Operacional) para garantir um trabalho
coordenado e a execução dessas tarefas nos intervalos diários previstos.
Nesta monografia não serão estudados os serviços de manutenção classificados
com corretivos emergenciais, que consiste em serviços que necessitam de
intervenção imediata para não por em risco a segurança operacional. Estes não se
conseguem planejar e muito menos garantir que sejam executados nos intervalos
delimitados cotidianamente. Eles são extremamente importantes para a manutenção
cotidiana, mas não são os grandes geradores de intervenções.
A seguir, podem-se observar os principais serviços de manunteção de via que
causam interdição de linha.
TAB. 4.2. Serviços de Manuntenção que Interdita a ferrovia.
Item
Atividade
Tipo de Impacto
1
SUBSTITUIÇÃO DE TRILHO
Interdição
2
REGULARIZAÇÃO DO LASTRO
Interdição
3
SUBSTITUIÇÃO DE DORMENTE
Interdição
4
ESMERILHAMENTO
Interdição
5
REPERFILAMENTO
Interdição
6
ALÍVIO DE TENSÃO
Interdição
7
CONSTRUÇÃO DE GRADE
Interdição
8
SUBSTITUIÇÃO DE JACARÉ
Interdição
9
SUBSTITUIÇÃO DE AGULHA
Interdição
10
CORREÇÃO GEOMÉTRICA
Interdição
11
DESGUARNECIMENTO
Interdição
Com os dados apresentados anteriormente o passo seguinte é definir quais
desses serviços tem a necessidade de serem analisados, pois, alguns dos
apresentados anteriormente têm uma freqüência extremamente baixa, não sendo de
interesse deste estudo.
Página | 50
Para definir os serviços que tem a maior representatividade na manunteção
corriqueira foi levantada, através de estudos internos, e pesquisa com mantenedores
e supervisorees de manutenção, a vida util média dos insumos/materiais que
compõe a via permanente e o ciclo médio dos serviços.
A seguir, é apresentado o resultado dessas pesquisadas:
TAB. 4.3. Vida Útil média, em anos, dos serviços e materiais da via permanente.
Especificação
Serviços
Tipo
Vida Util
em Anos
Correção Geométrica
1,4
Esmerilhamento
0,4
Desguarnecimento de Lastro
Trilho
Dormente de madeira
11,0
12,0 *
14,0
Materiais
Jacaré
4,0
Agulha
6,0
Obs: * valores medios, pois os trilhos têm sua vida util atrelados à geometria da linha.
A tabela 4.3, a seguir, mostra as informações anteriores transformadas em
MTBT (milhões de toneladas úteis transportadas) o que facilita a compreenção e a
análise de futuras projeções.
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TAB. 4.3. Vida Util media em anos dos serviços e materiais da via permanente.
Especificação
Tipo
Correção Geométrica
Serviços
Esmerilhamento
Desguarnecimento de Lastro
Trilho
Dormente de madeira
MTBT
100
30
1300
1500*
1800
Materiais
Jacaré
250
Agulha
350
Obs: * valores medios, pois os trilhos têm sua vida util atrelados à geometria da linha.
Utilizando os dados acima e correlacionando aos atuais níveis de transporte
ferroviários na companhia, conseguem-se projetar uma expectativa de consumo de
serviços / materiais, definindo, conseqüentemente, os serviços que possuem um
maior número de intervenções na ferrovia durante um determinado periodo.
Reunindo a análise dos dados anteriores com a proposta de transporte para o
ano atual, consegue-se montar a tabela 4.4 correlacionando os principais serviços
geradores de impactos na via férrea estudada, à necessidade total dos mesmos, no
período. É preciso esclarecer que esta necessidade é para manter a linha caso
ocorra algum backlog1 de manunteção ou de algum plano de expansão que acarrete
cálculos incomuns.
1
Backlog é o histórico de serviços manunteção que por motivos diversos não foram realizados mas
ainda necessita de sua realização.
1
Página | 52
TAB. 4.4. Necessidade atual de serviços de manutenção de via permanente.
MTBT
Unid
Necessidade
EFC
Necessidade
EFVM
100
Km
1406
2875
30
Km
4687
9582
Desguarnecimento de Lastro
1000
Km
-
213
Trilho
1500
Km
176
359
Dormentes
1800
Und
140.620
255.513
Jacaré
250
Unid
32
98
Agulha
350
Unid
23
143
Especificação
Tipo
Correção Geométrica
Serviços
Esmerilhamento
Materiais
Obs: * O serviço de desguarnecimento de linha na ferrovia EFC ainda não é realizado.
Com os dados da tabela 4.4 encontram-se os serviços a priorizar nos estudos.
Devido à produção necessária anual de manuntenção demontrada na tabela 4.3
pode-se também verificar quais serviços necessitam de maior intervenção e de
maior produção nos intervalos de manunteção disponíveis.
Adiante, no discorrer deste capítulo, como conseqüência do grau de importância
dos serviços de manutenção levantados, observa-se o estudo detalhado dos
mesmos, bem como a sua necessidade total de intervenção. Os serviços
selecionados são:
Correção Geométrica
Esmerilhamento
Desguarnecimento
Substituição de Trilho
Substituição de Dormente
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4.2.1 – Correção Geometrica
O serviço de correção geométrica tem como função retornar a via às condições
geometricas de projeto através de serviços mecanizados. Normalmente, para a
realização desses serviços são ultilizados duas máquinas de grande porte: a
socadora de linha e a reguladora de linha. As duas máquinas citadas trabalham para
o retorno do nivelamento longitudinal, transversal, superelevação, retorno do perfil
de linha, etc.
Para análise desses dados foi levantada a capacidade instalada de cada ferrovia
da Vale para se calcular quanto tempo de intervalo precisa-se para atender a toda a
demanda requerida.
TAB. 4.5. Capacidade e tempo necessários para a correção geométrica.
Ferrovia
Necessidade
( km )
Capacidade
instalada
Tempo necessário
( horas )
EFC
1406
5 máquinas = 5,1 km/h
281
EFVM
2875
5 máquinas = 3 km/h
958
4.2.2 – Esmerilhamento
O serviço de esmerilhamento consiste em redesenhar o trilho em um perfil otimo
para reduzir o consumo do trilho e para um contato roda trilho mais suave. Este
serviço normalmente é realizado atravéz de um equipamento de grande porte que é
usualmente chamado de esmerilhadora.
Para analise desses dados busca-se a capacidade instalada de cada ferrovia da
Vale para calcular quanto tempo de intervalo precisa-se para atender a todas as
necessidades.
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TAB. 4.6. Capacidade e tempo necessários o esmerilhamento.
Ferrovia
Necessidade
( km )
Capacidade instalada
Tempo necessário
( horas )
EFC
4687
3 máquinas = 6 km/h
781
EFVM
9582
3 máquinas = 3,37 km/h
2843
4.2.3 – Desguarnecimento
O serviço de desguarnecimento consiste em fazer a retirada de todo o lastro da
ferrovia para peneirar todos os materiais finos existentes no lastro e reaplicando a
parte que ainda contém as propriedades mecânicas desejáveis do material. Este
serviço é extremamente complexo e demorado, tornando-se inviável para intervalos
de manutenção reduzidos. Na EFVM, onde é realizado este tipo de serviço, são
utilizados intervalos de 5 dias para a realização de 7,5 km. o que corresponde à
extensão de uma seção de bloqueio da via.
Para análise desses dados procurou- a capacidade instalada da EFVM, já que a
manuteção da EFC ainda não contempla esse tipo de serviço, para que se
calculasse quanto tempo de intervalo precisa-se para realizar esta necessidade.
TAB. 4.7. Capacidade e tempo necessários para o desguarnecimento.
Ferrovia
Necessidade
( km )
EFC
EFVM
Capacidade instalada
Tempo necessário
( horas )
Sem histórico
213
1 máquina = 145 m/h
1468
4.2.4 – Substituição de Trilho
O serviço de substituição de trilho consiste na troca pura e simples de um
segmento de trilho por outro devido ao fim da vida útil, por desgaste, por fadiga ou
baixa resistência. Este serviço atualmente é realizado por equipes de manunteção e
ainda é um processo praticamente manual.
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Para análise desses dados foi buscada a capacidade instalada atual de cada
equipe de manunteção, para se calcular quanto tempo de intervalo precisa-se para
realizar toda esta necessidade.
TAB. 4.8. Capacidade e tempo necessários para a substituição de trilho.
Ferrovia
Necessidade
( km )
Capacidade instalada
Tempo necessário
( horas )
EFC
176
0,256 km/h por turma – 4 turmas
687
EFVM
359
0, 256 km/h por turma – 3 turmas
1404
4.2.5 – Substituição de Dormente
O serviço de Substituição de dormentes consiste na troca integral de um
dormente que devido ao final de sua vida útil, por sua degradação via queimadas,
acidentes, vandalismo ou por outros motivos é substituído por outro, com
características semelhantes a de um novo. Este serviço atualmente é realizado por
equipes de manunteção e ainda é um processo praticamente manual.
Para os estudos destes dados obteve-se a capacidade instalada média para
cada turma de manunteção da via.
TAB. 4.9. Capacidade e tempo necessários para a substituição de dormente.
Ferrovia
Necessidade
( dormentes )
Capacidade instalada
Tempo necessário
( horas )
EFC
140.620
350 dormentes / h por turma - 4 turmas
402
EFVM
255.513
250 dormentes / h por turma - 2 turmas
1022
4.3 – NECESSIDADES X INTERVALOS CEDIDOS
O total de intervalos de manutenção de via permanente que a operação concede
em um período de um ano, caso não exista nenhuma alteração nas regras que já
foram explicadas anteriormente, pode - se observar a seguir:
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TAB. 4.10. Tempos cedidos à manutenção.
Períodos úteis por
Intervalo
Ferrovia
EFC
ano
Manutenção
Tempo total
Turmas
(h)
2 h /dia
12 x 22 = 264 dias
4
2.112
3 h /dia
12 x 22 = 264 dias
3
2.376
12 meses
----
2880
Diário
EFVM
Mensal
2 intervalos de 5 dias
24 h /mês
Conforme mostrado, a necessidade de manutenção foi quantificada e essa
necessidade é o resultado de um cálculo baseado na vida útil de componentes e
ciclos de serviço de manutenção. Estes valores não estão relacionados ao programa
de manunteção da companhia, pois há valores inconsistentes devido a restrições
orçamentárias e difereças nos procedimentos das unidades de manunteção de via.
De posse das informações levantadas tem-se a necessidade total de
manutenção e os intervalos que a operação disçõe para a manunteção. É
interessante ressaltar que os dados representados até o determinado momento são
somatórios de dados diários e apresentados em levantamentos de dados anuais.
Na tabela abaixo se pode observar uma relação de cada serviço de manunteção
e sua necessidade e o somatoria total dos intervalos anuais oferecidos pela
manutenção.
TAB. 4.11. Comparação entre Necessidades X Intervalo Cedidos.
Especificação
Serviços
Tipo
Necessidade
EFC (hrs)
Necessidade
EFVM (hrs)
Correção Geométrica
281
958
Esmerilhamento
781
2843
Desguarnecimento de Lastro
-
1468
Página | 57
Tipo
Necessidade
EFC (hrs)
Necessidade
EFVM (hrs)
Substituição de Trilho
687
1404
Substituição de Dormente
802
1022
Total Hrs Anuais Necessárias para Manutenção
2552
7696
Intervalos Cedidos para Manutenção
2112
5256
Especificação
Materiais
Os dados apresentados anteriormente comprovam toda preocupação das
equipes de manutenção e demontra que a manunteção de via não andam fazendo
todas as manunteções necessárias. E a situação ainda fica mais critica se pensar
que os dados anteriores são dos serviços mais importantes mas não são de todos
serviços de manunteção de linha que necessitam de intervalo. Por isso a idéia de
propor diretrizes para aumento de capacidade de produção da manunteção dentro
dos intervalos concedidos.
4.4 – DIRETRIZES
4.4.1 – Considerações iniciais
Após as analises realizadas nos estudos anteriores foram levantadas novas
possibilidades para aperfeiçoar a manunteção nos intervalos da operação. Com já
foi realssado anteriormente não é viável trabalhar com a hipótese de aumento de
tempos concedidos. Cabe identificar e propor. Algumas maneiras de se conseguir
ganhos na manunteção de via. Foram levantadas as descritas a seguir:
Página | 58
1) Aumento da produção das equipes de manutenção com:
a) Aumento do número de componentes
b) Melhoria na execução: criação de um programa de treinamento técnico
da equipe de manutenção (envolver os funcionários da equipe em
competições internas que envolvam a atividade de manutenção estimulando a
equipe a buscar a excelência no trabalho);
c) Melhoria
de
gestão da
manutenção
e da
operação
com o
aperfeiçoamento do pessoal de nível tático e estratégico da empresa por meio
de cursos de atualização em áreas como: Organização e Métodos (O & M); de
administração por processos, etc.
2) Aferição de serviços de manutenção, por meio de análise de filmagem
realizadas em campo das equipes, objetivando estudos para melhorar a eficiência
do serviço.
3) Melhor aproveitamento do intervalo concedido para realização concomitante
de outros serviços;
Dos itens apontados acima o primeiro, que consiste em aumento de pessoal nas
equipes de manunteção, é uma pratica muito condenada na Vale, pois o serviço de
manunteção de via permanente é um tipo de serviço muito pesado para ser
realizado manualmente. Os mantenedores têm necessidade de manusear
equipamentos muito pesados gerando assim um aumentando consideravelmente no
risco de ocorrência de acidentes pessoais. Outro ponto negativo é a mobilização do
pessoal para o ponto de trabalho, com a equipe maior aumenta a dificuldade de
logística para distribuição e apoio às turmas, já que existem pontos na ferrovia que
são muito remotos e isolados.
Para melhoria na execução, a Vale tem programas internos de treinamento da
equipe de manutenção, nos quais define diretrizes mínimas para as equipes
contratadas como escolaridade mínima necessária, treinamentos mínimos, etc.
A possibilidade descrita no item “3)” irá ser avaliada com mais profundidade, pois
representa a oportunidade com maior potencial de êxito à manutenção que é o
Página | 59
aproveitamento do intervalo para execução de outros serviços de manutenção e
melhoria do quadro de máquinas para o aumento da produção.
4.4.2 – Otimização dos Intervalos;
A possibilidade de se realizar serviços concomitantes a outros se acredita ser
um excelente oportunidade para o aproveitamento dos intervalos de manutenção.
Essa vertente do estudo se torna fácil de compreender quando se entende a
maneira como é bloqueada a via permanente. Os intervalos de manunteção na Vale,
devido aos seus sistemas de controle de operação, bloqueia m toda uma seção
mesmo que seja para a realização de um serviço de extensão reduzida. Por
exemplo: para fazer o serviço de troca de trilho obrigatoriamente tem-se que
interromper toda a seção onde se encontra a bolqueio. Isso, na prática significa que,
na EFVM, a seção de bloqueio média é de 7,5 km e que, normamente, por faixa de
manuntenção, são trocadas apenas duas barras de 216 m. Isso quer dizer que 97%
da seção bloqueada para manutenção encontra-se disponível sem que se faça
nada. Ela, naquele momento, está totalmente inultil para a empresa.
No desenho abaixo pode-se observar essa relação de maneira mais clara.
FIG. 4.2. – Esquema de interdição em linha duplicada (EFVM).
Página | 60
FIG. 4.3. – Esquema de interdição em linha singela (EFC).
Por meio desse cenário é possível definir padrões de intervalos de manunteção
para a execução da manutenção contemplando mais de um serviço de manunteção.
Combinando serviços que podem ser realizado um após o outro.
O primeiro intervalo que incluido neste estudo é a grande parada da EFVM que
sempre foi empregada exclusivamente para o desguarnecimento. Ela ocorre duas
vezes por mês, como já foi descrito anteriormente. A concepção de ganho neste
intervalo é a execução de mais serviços já que a ferrovia estará fechada por 5 dias.
Propõem-se garantir a realização do máximo de serviços previsto para o local e
reduzir as futuras intervenções no trecho interditado. Com essa proposta propõe-se
um novo nome para esse serviço de manutenção, passando de desguarnecimento
para renovação de linha. A proposta para esse serviço está apresentada na figura a
seguir:
Desguarne-
Substituição
Substituição
Correção
Esmerilha-
cimento
de domente
de trilho
Geométrica
mento
FIG. 4.4. – Fluxo da faixa de renovação.
O serviço de renovação de linha, depois de muito debate e algumas quebras de
paradigmas foi implantado neste ano corrente na EFVM, pela equipe de que fazia
parte o autor desta monografia, mas este conceito não chegou à plenitude tendo
Página | 61
incluído apenas a substituição de dormentes e correção. Até o momento, também
não se dispõe de informações suficientes para uma análise estatísticas que
comprove a eficácia da idéia. Em decorrência do aumento do consumo de insumos
de dormente na ferrovia entende-se que houve uma melhoria significativa na
manutenção da via.
No axexo 2 tem-se o desenho de como realiza o serviço de renovação de linha
com a participação de cada tipo de manutenção.
Para os outros modelos de intervalos, podem-se utilizar dois serviços sendo
realizado concomitantemente o que tornaria o intervalo de manuntenção mais
produtivo, como por exemplo:
Correção geométrica X Troca de trilho;
Correção geométrica X Esmerilhamento;
Troca de trilho X Esmerilhamento;
Troca de dormente X Troca de trilho;
É possível leventar-se outras combinações que tornem o sistema mais
produtivo. O único serviço que não é viável nesses intervalos menores é o,
desguarnecimento já que necessita de um tempo de montagem do equipamento que
ocuparia todo o periodo do intervalo inviabilizando a utilização da mesma nos
intervalos menores.
Foram propostos então alguns modelos de intervalos com realização de serviços
em conjunto como descrito anteriormente. Estes desenhos estão nos anexos 4 e 3.
Se a manuntenção de via conseguir garantir um percentual de serviços
realizados em conjundo, ou seja, concomitantemente, já se teria um ganho de
capacidade de produção de manunteção extremamente relevante, por exemplo: Se
realizar apenas 20 % dos serviços de manunteção em conjunto, como se pode
comprovar nos cálculos anteriores garantiria tempo para realização da atual
necessidade de manunteção.
Página | 62
Para ajudar as equipes a utilizarem este método, foi criada uma metodologia de
gestão organizada para definição de serviços com possibilidade de realização
paralela. Esta metodologia será explicada no item a seguir.
4.4.2.1 – Gestão de Serviços Comcomitantes;
A proposta da gestão consite em uma metodologia para organizar, exibir de
forma fácil e clara as infomações de necessidade de manunteção de via, para a
tomada de decisão da equipe de manunteção de via permanente. De posse da
metodologia a equipe de manunteção poderá aderir aos seus planejamentos e
programações os serviços concomitantes.
Como proposta foi montada para o primeiro distrito da EFC um mapa com todas
as distâncias desse trecho e os serviços que podem ser realizados juntos. Com o
mapa em mãos a equipe de manunteção vai preencher com os resultados das
manutenções preditivas e os ciclos de manutenção/vida dos ativos as próximas
possíveis intervenções em todos os quilômetros do mapa. O preenchimento descrito
será em forma de meses, ou seja, numero de meses faltantes para essa
intervenção.
Para fazer a gestão foi definido em conjunto com alguns supervisores e a
engenharia de manutenção critérios para realização conjunta da manunteção.
Exemplo: A substituição do trilho se estiver para vencer em menos de 6 meses
poderá ser realizada com outro serviço que já venceu ou que está por vencer. A
tabela a seguir relaciona o serviço com o período de vencimento de cada serviço e
posteriore realização conjunta.
Página | 63
TAB. 4.12. Quadro com os paramentros para os seviços concomitantes.
Especificação
Serviços
Tipo
Tempo para o
Vencimento
(Meses)
Correção Geométrica
3
Esmerilhamento
1
Desguarnecimento de Lastro
-
Substituição de Trilho
6
Substituição de Dormente
6
Materiais
Conforme os paramentros descritos na tabela anterior o mapa marca todas as
manutenções que está com o período inferior ao prazo estipulado. Assim todos os
serviços que puderem ser realizados juntos estaram demarcados no mapa. Com
essas informações a equipe de planejamento da manunteção organiza os serviços e
distribui insumos e recursos ao longo da ferrovia para executar a manuntenção
concomitante.
No anexo 5 pode observar o mapa preenchido para elucidar a metodologia
proposta para a gestão descrita.
4.4.3 – Plano de Mecanização
A idéia de mecanização ainda está distante da realidade brasileira, pois ainda há
mão de obra barata. Este quadro começa a mudar, pois devido à falta de mão de
obra qualificada no país tem acarretado um aumento do preço daquelas disponíveis.
Estes fatos mais a necessidade de aumento de produtividade na manunteção da via
permitem viabilizar em curto prazo a mecanização dos serviços que ainda são feitos
de forma manual no Brasil.
Página | 64
O plano de mecanização ocorre com a introdução de novas màquinas e de
recentes tecnologias de manutenção ferroviária já que grande parte daquelas, de
grande porte, foram adquiridas pela Vale nos anos 80 e se encontram em processo
de obsolucência.
A proposta para a mecanização dos serviços é utilizar as novas tecnologias do
mercado para aumentar a produtividade da manutenção e garantir que a
manunteção seja realizada nos intervalos concedidos pela operação.
A seguir tem-se um quadro comparativo de produção de máquinas atuais versus
a atual capacidade instalada nas equipes de manunteção da Vale e no seu atual
plantel de máquinas.
TAB. 4.13. Quadro comparativo entre as máquinas da Vale e as novas
tecnologias do mercado – EFVM
.
TAB. 4.13. Quadro comparativo entre as máquinas da Vale e as novas
tecnologias do mercado – EFC
Página | 65
Como se pode observar nos quadros anteriores, tem-se um aumento de
produtividade bastante significativo. Isso ocorre devido às tecnologias utilizadas
atualmente serem muito obsoletas. Através dos aumentos de produtividades com as
novas tecnologias, mesmo considerando que a capacidade das máquinas é nominal
e que a produção efetiva é mais reduzida, tem-se uma excelente oportunidade para
tornar a manutenção mais eficaz nos intervalos cedidos pela operação.
Página | 66
5 – CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÕES
À medida que os intervalos de manutenção se tornarm mais escassos
e a
necessidade de manutenção se torna uma exigência crescente acompanhando o
ritmo da demanda de transporte, torna-se fundamental o conhecimento do
desempenho das equipes de manutenção e das máquinas e ferramentas a elas
destinadas.
A introdução de novas concepções e tecnologias para o serviço cotidiano da
manutenção de via é a melhor saída para equilibrar esse contrapeso entre demanda
de transporte e necessidade de manunteção.
Para isso deve-se maximizar o aproveitamento dos intervalos de manunteção
disponíveis para garantir a realização de serviços. Comitantemente a isso é
impressindível melhorar as máquinas e ferramentas utilizadas.
Alguamas recomendações que se propõe para futuros estudos são:
•Inclusão de mais serviços de manutenção de via permanente como
concomitantes.
•Coleta de mais dados para análise mais detalhada da execução do serviço de
substituição de trilho.
•Inclusão no estudo de outras áreas da malha ferroviária que não foram
contempladas neste trabalho.
Página | 67
6 – BIBLIOGRAFIA
BRINA, H.L. (1979), Estradas de Ferro 1 – Via Permanente. Rio de Janeiro, Livros
Técnicos e Científicos S.A..
BRINA, H. L.. Estrada de Ferro 1: Via Permanente. 2. ed. Belo Horizonte: Editora
UFMG, 1988.
BRITO, R.D et. al. Normas e Instruções Gerais de Via Permanente. Rede
FRAENKEL, A.B. Engenharia Rodoviária. COPPE, v1. Rio de Janeiro, 1980.
LI, D., SALAHIFAR, T., MALONE, J., Jr. e KALAY, F.K. (2001), “Development of
Performance-based Track Geometry Inspection”. In: Proceedings of The Seventh
International Heavy Haul Conference, pp. 461-465, Brisbane, Australia, June.
MAGALHÃES, P.C. Via Permanente. Belo Horizonte: IME, 2007. Notas de Aula.
RODRIGUES,
C.A.
(1997),
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Ferroviária:
Um
Método
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Planejamento de Manutenção Preditiva. Dissertação de Exame de Qualificação de
Doutorado, COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro.
RODRIGUES, C.A. (2001), Contribuição ao Planejamento da Manutenção
Preditiva da Superestrutura Ferroviária. Tese de Doutorado, COPPE/UFRJ, Rio
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RODRIGUES, C.M.O. e VIDON W., Jr. (1998), “Relato sobre o 6th International
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Página | 68
STOPATTO, S. Via Permanente Ferroviária – Conceitos e Aplicações. Edusp.
CBTU – Companhia Brasileira de Trens Urbanos. São Paulo, 1987. Technologies”.
In: Modern Railway Transportation ICE, Thomas Telford Services, pp.372-392. 1993.
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KARDEC, A., NASCIF, J. (2006), “Manunteção Função Estratégica”. . Rio de
Janeiro, Livros Técnicos e Científicos S.A..
STOPATTO, S. “ VIA PERMANENTE FERROVIÁRIA, Conceitos e Aplicações”.
Editora da Universidade de São Paulo, 1987.
Página | 69
7 – ANEXOS
Anexo 1
Página | 70
Anexo 2
Página | 71
Anexo 3
Página | 72
Anexo 4
Página | 73
Anexo 5
Página | 74