Implementação de Programa de Eficiência Energética focado em redução de custos e melhoria operacional

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1 Implementação de Programa de Eficiência Energética focado em redução de custos e melhoria operacional Bernardo Ramos de Abreu 1 *, José Geraldo Ferreira 1, Sérgio Luiz da Silva Cassemiro 1, Daniela da Silva Andrade 1, Laiz Magalhães Nogueira 1, Patrícia César Ferreira Machado 1 1 Gerência Geral de Engenharia de Transportes, Avenida Brasil, 2001, , Juiz de Fora, MG bernardo.abreu@mrs.com.br, ze.geraldo@mrs.com.br, sergio.cassemiro@mrs.com.br, daniela.andrade@mrs.com.br, laiz.nogueira@mrs.com.br, patrícia.machado@mrs.com.br RESUMO Os gastos com combustível representam significativa proporção dos custos operacionais de uma empresa de transporte ferroviário, superando 25% em alguns casos. O indicador de Eficiência Energética relaciona o consumo de óleo Diesel ao volume de carga transportada e a distância percorrida por uma locomotiva, logo, quanto menor seu valor, mais otimizado é o uso do combustível. Diversas ações podem ser tomadas para tornar a operação mais eficiente e assegurar economia de forma sustentável e lucrativa. Seguindo esse princípio, a MRS Logística S/A identificou a oportunidade de desenvolver um programa de projetos focados na melhoria de sua Eficiência Energética, sendo eles: Produtividade e Manutenção, Circulação de Trens, Condução Econômica e Desligamento de Locomotivas. A frente de Produtividade e Manutenção tem por finalidade o dimensionamento apropriado da frota de locomotivas, focando prioritariamente nas decisões de melhoria do uso desses recursos para os diversos fluxos existentes. Além disso, estudam-se itens diretamente ligados ao consumo de diesel, tais como valores adequados de velocidades em trechos com ganho potencial de combustível e a manutenção dos ativos da empresa. Por sua vez, a Circulação de Trens apresenta soluções de otimização que resultem em economia de diesel, sem gerar ociosidade nos terminais ou falta de regularidade do processo. Número de paradas, geração e movimentação de filas, lógica de preferências em cruzamentos, dentre outros pontos, são analisados de maneira detalhada para a identificação de oportunidades de melhoria na circulação de trens. Ainda, sabe-se que vários fatores relacionados à condução de trens interferem no consumo de combustível. Deste modo, a frente de Condução Econômica objetiva melhorar a condução dos maquinistas através da gestão e análise das viagens realizadas, de forma que se identifiquem pontos críticos e causas de consumo acima do esperado e possam ser levantados planos de ação para busca da condução ideal. O último projeto citado visa conscientizar os maquinistas e demais ligados à operação ferroviária quanto à importância do desligamento oportuno de locomotivas, não só para a redução de custos com combustível, mas também para a redução da emissão de gases e ruídos que impactam o meio ambiente e a comunidade no entorno. Portanto, o objetivo deste artigo é apresentar a estruturação do programa baseado na metodologia DMAIC. Serão destacadas as três primeiras fases do projeto, uma vez que o mesmo se encontra em andamento. O programa, juntamente com outras ações de gestão, vem se mostrando bastante efetivo na melhoria da Eficiência Energética; até o mês de junho de 2015 haviam sido economizados R$ 8,5 milhões e recordes mensais do indicador haviam sido superados. Palavras-Chaves: Operação; Eficiência Energética, Consumo de diesel e Otimização de recursos. 1. INTRODUÇÃO Um dos maiores itens de custo para uma empresa de transporte ferroviário é o óleo diesel. Dessa forma, torna-se fundamental a busca por soluções de otimização do uso desse recurso. A fim de identificar melhorias e implementar medidas que resultem na redução de consumo de diesel, o indicador de Eficiência Energética é avaliado. Este se refere

2 à relação do total de litros consumidos com a quantidade de carga tracionada e a distância percorrida pela locomotiva [1]. O indicador é expresso a partir da equação abaixo, que retrata a unidade litros por 1000 toneladas quilômetro bruto. Ou seja, a associação entre o consumo de combustível, o volume do produto transportado e a extensão percorrida (Ribeiro, 2006). EE= litros 10-3.tonbruta.Km = litros ktkb (1) Pode-se afirmar que a Eficiência Energética é um dos mais importantes indicadores de desempenho de uma empresa. É também considerado um significativo elemento de determinação da eficiência operacional de uma ferrovia. Porém, sua análise não é de simples compreensão, uma vez que a mesma sofre interferência de muitos fatores e possui certa complexidade. Este trabalho tem como objetivo apresentar um programa de projetos desenvolvido pela MRS Logística S/A que estuda as variáveis de influência desse processo. Identificando assim, o valor estratégico de cada iniciativa com o propósito de aumento da produtividade e redução de gastos. O presente estudo está distribuído da seguinte forma: apresenta-se na seção dois a metodologia utilizada ao longo do desenvolvimento do programa; em seguida define-se a estruturação do projeto, assim como as medidas tomadas pela MRS em cada esfera de ação; a seção quatro conclui esse trabalho. 2. SEIS SIGMA A análise dos diferentes graus de variabilidade e seu impacto nos processos tem origem no cenário de reorganização e reconstrução no qual o Japão pós-guerra estava inserido. Nesta época era necessário transformar o modo de produção trivial a fim de torná-lo mais produtivo e capaz de competir no mercado mundial. Seguindo essa linha de pensamento, o estatístico Deming desenvolveu conceitos e trabalhos voltados para a variabilidade de processos, de modo que sua análise e redução poderiam trazer melhorias consideráveis para as empresas [3]. Tais conceitos foram rapidamente disseminados não só no Japão, mas em todo o mundo, sendo ferramenta útil na busca por um espaço no mercado competitivo e tornando-se referência para a criação do programa Seis Sigma [4]. Em 1987 tais conceitos japoneses de variabilidade foram aprofundados por profissionais da Motorola, que enfrentava então constantes reclamações de clientes quanto a falhas em seus produtos [5]. Sendo assim, a empresa viu na redução da variabilidade uma oportunidade de não só aumentar a confiabilidade do produto final, mas também de reduzir as inúmeras perdas que essas falhas vinham causando [6]. Tais conceitos foram então incorporados na chamada metodologia Seis Sigma, cujos princípios foram seguidos por inúmeras empresas em todo o mundo, sendo constantemente repassados e cada vez mais utilizados nas mais diversas áreas. A implantação do programa tem o objetivo de promover a melhoria contínua dos processos considerando todos os aspectos importantes do negócio, de modo a incrementar continuamente a qualidade dos produtos e/ou serviços oferecidos [7]. Além de definir padrões máximos de variabilidade, o programa Seis Sigma também é caracterizado por cinco etapas bem definidas que, devem ser seguidas de forma disciplinada pelos líderes e suas equipes, de modo a promover a identificação das variações e desperdícios dos processos para então garantir a sustentação dos ganhos obtidos [4]. Tais etapas compõem uma abordagem conhecida como DMAIC (Define, Measure, Analyze, Improve, Control), que definem perguntas a serem respondidas e passos a serem seguidos. Na primeira etapa, é realizada a definição do problema em cima do qual o programa será estruturado, bem como de suas peculiaridades, responsáveis, riscos e dados a serem coletados. Na segunda etapa, os dados são então validados e medidos, sendo identificadas as variáveis que representam causa potencial do problema, bem como a meta de redução de defeito para o problema. Já na terceira etapa, as variáveis são analisadas e estatisticamente correlacionadas, sendo identificadas as causas-raiz do problema. A partir dessas definições, na quarta etapa melhorias são testadas e implementadas, por meio de simulações e planejamento. Na última etapa do programa, há a validação dos resultados obtidos, sendo traçadas estratégias de

3 controle, para garantir a sustentação deste novo patamar de desempenho [4]. No trabalho relatado no presente artigo a metodologia Seis Sigma foi utilizada como referência e norte das ações, visto se tratar de um projeto cujo principal objetivo é a redução de custos a partir da eliminação de desperdícios de combustível e melhorias operacionais. 3. PROGRAMA DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA A ideia da criação de um programa focado em Eficiência Energética surgiu da necessidade direta de redução de custos. Sendo o Diesel responsável por mais de 25% dos custos operacionais, esforços que reduzissem o consumo de combustível trariam economia direta para a empresa. Responsável pela gestão do indicador de EE, a Gerência de Engenharia de Operações ficou responsável por estruturar e propor ações específicas para economia de Diesel. O programa foi dividido em quatro frentes de trabalho, sendo que cada uma delas possuía um líder, um colaborador como suporte direto e dedicação exclusiva ao projeto e mais profissionais das áreas impactadas diretamente por cada uma das frentes. A Fig. 1 a seguir mostra o esquema de divisão do Programa. Programa EE Circulação Condução Produtividade e Manutenção Desligamento de Locomotivas Fig. 1 Esquema de divisão do Programa EE A seguir, cada uma das frentes serão mais bem detalhadas quanto seu escopo de atuação e oportunidades identificadas. Como o projeto ainda está em andamento, poucos resultados alcançados serão apresentados Produtividade e Manutenção A frente de Produtividade e Manutenção tem como objetivo trabalhar na otimização do uso de ativos e trens, dividindo-se em três áreas de atuação: dimensionamento de locomotivas, aumento da Velocidade Máxima Autorizada e a manutenção de equipamentos diretamente ligados ao consumo de combustível. O ganho total estimado para essas subdivisões é de aproximadamente litros até o final do projeto. Uma das entregas desenvolvidas nesta frente foi a criação de uma regra para alocação das locomotivas de acordo com o indicador de eficiência energética e ganhos de consumo nos diferentes fluxos. Para isso, foi considerado o perfil da via, o ciclo do fluxo e principalmente o peso dos trens. Estes parâmetros permitiram a criação de um parâmetro ideal de desenho da operação. Deste modo, houve um direcionamento das locomotivas mais eficientes para fluxos com maior potencial de ganho de combustível (ex: minério) e de locomotivas com um desempenho inferior para fluxos de cargas mais leves (ex: carvão). A combinação de locomotivas na tração principal do trem é outro fator que deve ser avaliado, pois locomotivas do mesmo tipo nessas posições melhoram o desempenho do trem trazendo grandes benefícios. É o caso da mudança realizada na MRS em 2015 para que o seu trem tipo do minério exportação tivesse locomotivas modelo AC 4400HP nas cabeças dos trens. A tabela de alocação de locomotivas por prioridade de fluxo é um auxílio ao planejamento da operação, possibilitando uma otimização dos recursos de modo a melhorar a Eficiência Energética. A segunda área de atuação dessa frente de trabalho vem sendo responsável por analisar os diferentes pontos da malha MRS e as oportunidades de aumento de velocidade máxima autorizada. Nas rampas de impulso após os vales, é possível ganhar combustível ao se adotar velocidades maiores. Dessa forma, torna-se possível gastar menos tempo nas rampas, o que reduz o uso do ponto de maior aceleração, e, portanto um menor consumo. Essa alteração, porém, deve ser acompanhada de um padrão de condução para evitar o uso das velocidades mais altas em trechos desfavoráveis à economia de diesel. Além da avaliação operacional, as Engenharias de Malha e Material Rodante,

4 bem com a área de Infraestrutura precisam validar estas propostas, minimizando assim, qualquer risco operacional extra. Além dos pontos abordados vale ressaltar a relevância do acompanhamento da manutenção de recursos e componentes da locomotiva. Nesse sentido, foi realizado um estudo do bico injetor, peça importante para se manter o consumo de combustível dentro dos padrões. A não regulagem deste componente pode aumentar o consumo específico da locomotiva. Sendo assim, é necessário que o ponto ótimo de sua vida útil seja estabelecido, promovendo benefícios tanto para a Eficiência Energética, quanto para a redução de gastos com sua troca desnecessária Circulação A frente de atuação Circulação visa identificar aspectos potenciais de ganho e implementar iniciativas que melhorem o desempenho da movimentação de trens na malha ferroviária da MRS. A presente esfera de ação concentra-se em três principais tópicos do assunto: quantidade de paradas, geração e movimentação de filas e regras de decisão de circulação. Entende-se que a parada de um trem implica em gasto de combustível, podendo esse ser maior ou menor dependendo do perfil da via e da lotação do trem. Deste modo, um histórico da quantidade de paradas em locais não padrão foi levantado a fim de identificar o consumo com paradas realizado pela MRS. Ainda, as causas reais da interrupção da circulação direta foram analisadas para a detecção de possíveis falhas referentes ao processo e/ou pontos de melhoria. No segundo semestre de 2014 eram gastos em média litros por dia com paradas de trens de minério fora dos locais padrão de parada. Após algumas mudanças estruturais de pátios, principalmente os de ponto de fila, e o início da gestão e controle de sua utilização, esse número reduziu consideravelmente. Dois mil litros diários foram ganhos depois da entrada dessas iniciativas, porém o projeto visa diminuir ainda mais esse número e atingir uma média de aproximadamente litros por dia. A partir do histórico de consumo cada motivo de parada foi analisado separadamente, gerando assim alternativas de atividades para os trens. Em um dos casos, identificou-se a oportunidade de realização de anexação de auxílio dentro do próprio terminal de carregamento no período em que o trem está em fila aguardando a carga. Ou seja, a realização dessa atividade em paralelo ao tempo de aguardo otimiza o processo e alcança ganhos em Transit Time e em Eficiência Energética. Além da proposta de redução da quantidade de paradas, o projeto conta também com a definição da criticidade de consumo dos pátios referente à demarragem dos trens. Nessa condição o número de paradas não é reduzido, mas as mesmas são priorizadas em locais de baixa criticidade, acarretando assim, um menor consumo. Simulações de paradas e de circulação direta de trens carregados e vazios em diferentes perfis foram realizadas, encontrando assim, um delta de consumo relativo à parada. Os pátios da malha ferroviária da MRS foram então classificados de acordo com esse gasto. Outro foco de atuação do projeto diz respeito às filas, que se não forem bem geridas podem prejudicar o processo de circulação de forma considerável. Dessa maneira, quatro pátios foram estabelecidos como pátios reguladores, os quais possuem a função de absorver os trens em fila para carregamento ou descarregamento. O controle de filas geradas fora desses pátios é muito importante para a identificação de erros de estratégia e procedimento. Por último, regras de decisão de circulação com foco em Eficiência Energética foram definidas e direcionadas ao Centro de Controle da Operação. As regras abrangem princípios relacionados à liberação de trens após longos períodos de manutenção da via, assim como, preferência em cruzamentos entre trens carregados e vazios. Embora a análise dos fatores que influenciam a circulação seja relevante, a conscientização dos maquinistas, controladores e programadores de circulação quanto ao gasto com paradas é de fundamental importância. Assim sendo, o projeto busca esclarecer a necessidade de evitar paradas desnecessárias, que não agregam valor ao transporte ferroviário, e a realização do planejamento da circulação da maneira mais assertiva possível Condução A parte do programa com foco em Condução tem como principais objetivos a busca de uma condução mais econômica e a redução da

5 variabilidade entre os maquinistas. Sendo estes dois fatores grande fonte de economia de combustível. Um trem tipo num dos trechos com maior consumo na MRS gasta em média litros por viagem. Análises de consumo de diferentes viagens apontam para oportunidades de redução superiores a 1% neste local. Isso representa economia de 80 litros por viagem, que em um ano pode representar mais de litros. Para auxiliar nesta frente de trabalho foi desenvolvido um sistema que é capaz de calcular a aderência de consumo em relação ao padrão histórico, também baseado em viagens realizadas. Vale ressaltar, que existem diversos fatores externos que podem contribuir para um alto consumo e a comparação de viagens realizadas minimiza este efeito quando se tem uma amostra estatisticamente significativa. O trabalho iniciado nesta frente possui contribuição direta das áreas de operação responsáveis pela gestão e desenvolvimento técnico dos maquinistas. Por meio dos resultados calculados pelo sistema, as coordenações poderão identificar aqueles condutores com maior lacuna em relação ao resultado esperado. Para esta frente foi definido um ganho esperado de 1% em relação aos resultados obtidos no primeiro semestre de Caso os resultados esperados sejam alcançados, a MRS terá economias próximas a litros por mês Desligamento de Locomotivas Uma locomotiva parada, quando em idle (marcha lenta) gasta aproximadamente 13 litros por hora, considerando uma média de consumo de diferentes tipos de locomotivas. Sendo assim, levando em consideração todas as horas em que um trem fica parado ao longo de um ano, é fácil perceber que manter a locomotiva ligada em situações de ociosidade representa um custo considerável (e desnecessário) para a empresa. Pensando nisso e com base em um projeto realizado pela empresa norte americana CSX em 2005, que em três anos proporcionou cerca de 30 milhões de dólares de economia, a MRS Logística definiu o Desligamento de Locomotivas como a quarta frente de atuação do projeto de Eficiência Energética em questão. O primeiro passo dado foi a identificação das causas que levavam ao não desligamento nas oportunidades, visto que de acordo com diversos relatos de colaboradores da operação, tratava-se de uma situação bastante comum. De forma geral, percebeu-se que as regras e restrições para o desligamento adequado não estavam claramente definidas e divulgadas, gerando dúvidas nos maquinistas. Além disso, havia o receio de que a locomotiva não fosse religada a tempo de atender novamente à circulação, tanto por falta de previsão do tempo de partida, quanto por falhas na locomotiva. O fator climático foi também identificado como causa do não Desligamento, visto que diante de elevadas temperaturas há um superaquecimento no interior da locomotiva, o que restringe seu desligamento devido à necessidade de manter o ar condicionado ligado. Por fim, a ausência de um sistema que identificasse as locomotivas que de fato foram desligadas dificultava tanto o controle do cumprimento das regras, quanto uma efetiva cobrança dos responsáveis em locais considerados críticos para o consumo. Sendo assim, todos esses fatores foram levados em consideração na elaboração de planos de ação, sendo definidas três áreas principais de atuação para esse frente do projeto, conforme listadas a seguir: Normatização: definição e formalização das regras de Desligamento. Contou-se com o apoio de especialistas da Engenharia de Operações, que definiram o tempo mínimo de 45 minutos de parada para realização do Desligamento. Além disso, foram definidas outras restrições, como por exemplo o tempo mínimo de funcionamento da locomotiva de 1 hora anterior ao desligamento como forma de evitar danos à bateria. Divulgação: com o apoio do setor de Comunicação da MRS, foi elaborada uma Campanha de divulgação voltada para o Desligamento de Locomotivas, como forma de não só divulgar as regras, mas também conscientizar quanto à importância do seu cumprimento. Foram confeccionados flyers (Fig. 2), cartazes, s, comunicados oficiais, matérias para o Jornal interno da empresa, bem como foi gravada uma matéria para edição do telejornal interno, disponível no website da empresa. A campanha também foi levada para os controladores e programadores do Centro de Controle de Operações (CCO),

6 visto que a informação da previsão do tempo de parada deveria ser dada por eles aos maquinistas, para que então pudessem efetuar ou não o desligamento de acordo com as regras estabelecidas. Por fim, foi realizado o chamado Dia D da Eficiência Energética, com foco no Desligamento de Locomotivas, reunindo cerca de cem pessoas ligadas à operação, num total de dez diferentes localidades, com o intuito de reforçar as regras e proporcionar um canal aberto a perguntas e sugestões para a melhoria da Eficiência Energética. Fig. 2 Exemplo de material de divulgação da campanha de Desligamento Controle e Acompanhamento: Foi adicionado um item referente ao Desligamento de Locomotivas na lista de Verificação das auditorias realizadas no campo pelos Inspetores. Além disso, dada a ausência de informações precisas quanto ao real desligamento das locomotivas, foi desenvolvido um sistema específico para esse propósito. O mesmo foi implementado em outubro de 2015 e ainda não possui uma base ampla para análise, mas será capaz de relacionar todas as oportunidades de desligamento com as situações em que a locomotiva foi desligada, calculando litros perdidos, bem como identificando os locais e responsáveis por cada ocorrência, o que facilitará o controle e acompanhamento do cumprimento da regra. No início do projeto, os ganhos estimados para essa frente de trabalho foram calculados com base em estimativas do potencial de desligamento das locomotivas durante as paradas dos trens. Sendo assim, estimou-se que o Desligamento de Locomotivas seria responsável por uma economia de mais de 500 mil litros de diesel para o ano de O controle desse ganho, atualmente feito através de análise amostral de locomotivas e pátios específicos, passará a ser mais acurado com a implantação do sistema mencionado, fornecendo assim uma visão real das oportunidades e dos resultados obtidos com essa importante prática para a eficiência energética. 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS A busca por redução de custos é algo constante em empresas que buscam competitividade em seus mercados. A metodologia Seis Sigma em vários casos se apresenta como uma maneira estruturada de alcançar resultados positivos seja pela eliminação de desperdícios quanto pela redução de variabilidade. Sendo o custo de combustíveis um dos mais significativos em empresas ferroviárias, a Gerência de Engenharia de Operações da MRS delineou um programa de projetos com diferentes focos de atuação para reduzir desperdícios e obter economias relevantes de Diesel. A estrutura de pessoas e escopo bem definidos permitiram que dentro das frentes diversas oportunidades fossem exploradas. O engajamento das áreas de suporte vem sendo fundamental para o sucesso e dos resultados preliminares alcançados, uma vez que são essas áreas que possuem atuação direta na operação e ações de dia-a-dia. As próximas etapas em relação ao programa serão essenciais para garantia da sustentabilidade das ações já implementadas. Atividades em andamento serão finalizadas conforme cronograma e controles precisarão ser integrados às rotinas das áreas. Mesmo sem a finalização dos projetos é possível verificar uma mudança de postura das áreas. A busca por oportunidades de melhoria e eliminação de desperdícios tornou-se ações diárias, principalmente focadas em consumo de combustível. 8. REFERÊNCIAS [1] JORDÃO, L, F; RIBEIRO, F. Otimização da Eficiência Energética no Corredor Centro da FCA: Uma Análise da Redução de Custo

7 Operacional no Trecho. Belo Horizonte. Monografia de Pós Graduação em Engenharia Ferroviária, Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (2006). [2] RIBEIRO, L. B.; GHIOTTI, V.; VIEIRA, D. S.; PEREIRA, O. C.; CAVALCANTI, T. Simulador de Custos Operacionais Módulo Óleo Diesel. Companhia Vale do Rio Doce, (2006). [3] ECKES, George. A revolução seis sigma: o método que levou a GE e outras empresas a transformar processos em lucro. Campus, (2001). [4] ARAGÃO, Irlam Reis de et al. Redução de perdas em um processo produtivo petroquímico com o uso conjunto da árvore de perdas e do seis sigma, (2008). [5] HENDERSON, Kim M.; EVANS, James R. Successful implementation of six sigma: benchmarking General Electric Company. Benchmarking: An International Journal, v. 7, n. 4, p , (2000). [6] SENAPATI, Nihar R. Six Sigma: myths and realities. International Journal of Quality & Reliability Management, v. 21, n. 6, p , (2004). [7] PFEIFER, Tilo; REISSIGER, Wolf; CANALES, Claudia. Integrating six sigma with quality management systems. The TQM Magazine, v. 16, n. 4, p (2004).