PROTEÇÃO PARA CONTAMINAÇÃO DE LASTRO REGIÃO DE CARREGAMENTOS - 1 -
RESUMO Em regiões de carregamento, principalmente pontos de carga de minérios, existe uma grande contaminação do lastro ferroviário. Esta contaminação é provocada principalmente durante os carregamentos de minérios mais finos, onde ventos provocam o carreamento do material para fora dos vagões durante seu carregamento (seja através de pás mecânicas, seja através de silos). Em situação tão agressiva, o lastro fica excessivamente contaminado. Com esta contaminação, suas principais funções desaparecem, dentre elas: capacidade de drenagem, boa absorção de impactos gerados pela passagem de composições, etc. Em diversas ocasiões, o nível de contaminação é tão elevado que se torna impossível verificar visualmente o estado dos dormentes e até dos trilhos. Ou seja, a segurança operacional fica comprometida pela falta de identificação de anomalias visuais. A limpeza de lastro parece uma solução óbvia; porém, não elimina o problema. Uma limpeza de lastro feita durante um dia fica totalmente comprometida após a carga de 2 a 3 trens com minérios mais finos dependendo do tipo de carregamento. Vale ressaltar que a limpeza de lastro nestas condições, pode ser caracterizada como um desguarnecimento total da via com interrupção do tráfego durante os trabalhos. Em virtude do cenário descrito anteriormente, foi proposta uma solução de baixo custo que elimine ou reduza significativamente a contaminação do lastro nestes locais. Na busca de alternativas de como proteger o lastro, surgiu um elemento comum às companhias mineradoras: rejeitos de esteiras de transporte de minérios. Tal material possui boa flexibilidade, ótima resistência mecânica e pode ser facilmente lançada sobre a via férrea. Exposta a idéia e com o aceite da companhia mineradora, foram lançados 50 metros de sucata de esteira transportadora sobre a via férrea exatamente debaixo do silo de carga. Todo lastro desta região foi protegido, evitando desta forma a contaminação direta pelos carregamentos. Após uma semana, observou-se que o volume de minério sobre a proteção era relativamente alto e abaixo da esteira o lastro continuava limpo, isento de contaminação. Além da proteção conferida, a manutenção de limpeza das vias foi facilitada: sem a proteção, era necessário fazer a limpeza de lastro manual; ou seja, retirar o lastro contaminado, peneirar e retornar com o lastro limpo para via. Com a proteção das esteiras, os colaboradores apenas juntavam o minério sobre as esteiras com o auxílio de pás e enxadas, e retiravam do local com carrinhos de mão. Desta forma, a proteção desenvolvida está conferindo uma maior vida útil aos componentes da via (principalmente o lastro), reduzindo o tempo de manutenção, aumentando a produtividade da mão de obra e reduzindo custos. - 2 -
INTRODUÇÃO A contaminação do lastro é um problema grave para a manutenção da via permanente. Os problemas gerados pela contaminação iniciam em situações muito simples como aparecimento de vegetação no lastro, até problemas de alta complexidade como perda de socaria, redução de vida útil de componentes (dormentes, trilhos fixação) e risco de descarrilamentos (excesso de material sobre a via). Em regiões de carregamentos a contaminação do lastro se agrava devido a condições do local. Principalmente em carregamentos de minérios, a situação de contaminação é tão grave, que a visualização das condições dos dormentes e fixação fica comprometida. Desta forma, defeitos simples de via permanente, facilmente identificados por técnicos habilitados ficam invisíveis, gerando um risco à circulação sem o devido tratamento. Ações para eliminação do carreamento de finos de minérios pelo ar são complexas e exigem diversas adaptações para cada tipo de terminal. Além disto, o método não pode ser aplicado a carregamentos que utilizam pás carregadeiras ao invés de silos. Por outro lado, a limpeza do lastro é um dos piores serviços braçais de manutenção da via. Tem custo elevado, é de baixíssima produtividade e de qualidade questionável. O desguarnecimento total ou parcial do lastro de forma mecanizada nestes locais é inviável pelas dimensões de gabarito que não permitem a passagem de equipamentos para este fim. O objetivo do trabalho desenvolvido era encontrar uma alternativa de redução do nível de contaminação do lastro nestes locais. A discussão girou durante algum tempo em onde as ações principais seriam tomadas: no carregamento ou diretamente no lastro? A solução foi eliminar o contato direto do material carreado com o lastro através de uma proteção. Desta forma, os carregamentos não precisam sofrer intervenções e o lastro fica preservado. A determinação do material para este papel dependia de diversos fatores; porém, alguns deles são primordiais para manutenção ferroviária: facilidade de obtenção, custo e praticidade. Com base nestes fatores, utilizou-se rejeitos de correias transportadoras de minérios; item muito comum em mineradoras. Com base nesta idéia, todo o trabalho foi desenvolvido, e os resultados obtidos mostram sua eficácia. DESENVOLVIMENTO Em uma região de carregamento de minério foi analisada a condição do lastro debaixo do silo conforme a foto a seguir: - 3 -
Figura 1 Lastro contaminado debaixo de silo de carregamento. Verificou-se então que o lastro apresentava as seguintes condições severas: Contaminação total; Perda de capacidade de drenagem; Absorção dos impactos comprometida; Impossibilidade de inspeção visual da via (dormentes, trilhos e pregação); Alto risco de descarrilamento provocado por excesso de material sobre a via. Também se tornou evidente que o trabalho de limpeza manual do lastro, ficaria facilmente comprometido uma vez que durante a inspeção era feita a lavagem do silo para manutenção da estrutura e todo minério que se encontrava solto precipitava sobre a via permanente. Em contato com o operador do terminal foi proposta o seguinte modelo de proteção do lastro com a utilização de pedaços de rejeitos de esteiras transportadoras presentes no terminal: Figura 2 Proposta de proteção de lastro debaixo do silo. - 4 -
A disposição das esteiras vista em perfil ficaria como o diagrama abaixo: Diagrama 1 Vista em perfil da proteção de lastro. Conforme informado ao operador do terminal, a implantação do sistema de proteção deveria ser realizada após uma intervenção da via para limpeza ou substituição do lastro existente (situação que já era necessária). A proteção gerada pelas esteiras transportadoras iria propiciar os seguintes benefícios: Redução significativa da contaminação do lastro por minério; Aumento da vida útil da limpeza do lastro, reduzindo intervenções de manutenção e reduzindo descargas de pedras futuras; Melhor condição do lastro por mais tempo (capacidade de drenagem, absorção de impactos); Facilidade de limpeza e remoção das esteiras para inspeção da via; Redução do risco de descarrilamento por excesso de material sobre a via. Com a existência da proteção do lastro, o minério fica acumulado sobre as esteiras e desta forma, a limpeza do lastro manualmente é reduzida a níveis muito baixos. Foram propostas ao operador do terminal duas maneiras para limpeza das proteções de lastro: Limpeza manual: colaboradores com pás, enxadas e carrinhos de mão retiram manualmente o minério sobre as esteiras. O método é de produtividade muito superior à limpeza de lastro convencional. Limpeza mecanizada: conforme os diagramas a seguir. - 5 -
Diagrama 2 1ª fase de limpeza mecanizada: instalação de olhais de tracionamento. Diagrama 3 2ª fase de limpeza mecanizada: acúmulo de minério. - 6 -
Diagrama 4 3ª fase de limpeza mecanizada: preparação para tracionamento de esteiras. Diagrama 5 4ª fase de limpeza mecanizada: tracionamento de esteiras. Diagrama 6 5ª fase de limpeza mecanizada: reposicionamento de esteiras. - 7 -
Diagrama 7 Final da limpeza mecanizada. O método de limpeza das proteções ficaria então a cargo da operadora do carregamento de acordo com sua disponibilidade de mão de obra ou equipamento. RESULTADOS Seguindo a orientação inicial, o operador do carregamento promoveu a substituição de todo lastro contaminado sob a região dos silos de carregamento. Figura 3 Linha preparada para recebimento das correias de proteção. - 8 -
Após a conclusão dos trabalhos de desguarnecimento e de correção geométrica foram instaladas as proteções de lastro, utilizando rejeitos de correias transportadoras do próprio silo de carregamento. As proteções foram instaladas manualmente sobre os ombros do lastro e entre os trilhos da via. Figura 4 Instalação das correias de proteção da via. Figura 5 Instalação das correias de proteção da via. Após a instalação, o carregamento foi liberado sem qualquer restrição operacional. O terminal optou por fazer a limpeza do sistema de proteção manualmente e o material retirado era depositado às margens da via para então poder ser recolhido de forma mecanizada. Decorrido uma semana de operação, ao se retirar as proteções, observou-se a seguinte condição do lastro: - 9 -
Figura 6 Condição do lastro após a remoção das correias de proteção. Analisando o custo, sem o sistema de proteção do lastro o terminal iria necessitar de pelo menos uma limpeza dos ombros do lastro por semana, numa extensão de cerca de 30 metros. Considerando um lastro de altura média de 50 cm e ombro de 1,5m de largura, temos o seguinte volume de limpeza de lastro por semana: V(limpeza de lastro) = 22,5m³ Para uma limpeza mais eficiente, seria necessário limpar todo o lastro manualmente. Considerando então que o terminal optasse por esta limpeza completa, teríamos o seguinte volume de limpeza manual considerando o lastro com as mesmas dimensões anteriores: V(limpeza total) = 46,5m³ (bitola de 1,60m) O custo médio para limpeza manual do lastro na região é de aproximadamente R$ 33,00 por metro cúbico. Sendo assim, o custo de cada limpeza realizada pelo terminal será: V(limpeza de lastro) = 22,5m³ 22,5 x R$ 33,00 = R$ 742,50. V(limpeza total) = 46,5m³ 46,5 x R$ 33,00 = R$ 1534,50. Para que o terminal mantenha o lastro em condições ideais, é necessária a limpeza manual pelo menos uma vez por semana de operação. Desta forma, anualmente seria gasto pelo terminal: V(limpeza de lastro) = 22,5m³ R$ 742,50 x 53 = R$ 39.352,50. V(limpeza total) = 46,5m³ R$ 1534,50 x 53 = R$ 81.328,50. Para ambas as limpezas de lastro apresentadas, é necessária a paralisação do carregamento pelo seguinte período: - 10 -
Considerando uma equipe de 6 homens para limpeza de lastro, com uma produção de 3m³ de limpeza por homem por 8 horas de serviço. V(limpeza de lastro) = 22,5m³ 10 horas de paralisação. V(limpeza total) = 46,5m³ 20,66 horas de paralisação. Com a utilização do sistema de proteção com as correias transportadoras foi verificada que a limpeza de lastro é desnecessária, bastando apenas a limpeza das correias. A produção desta equipe foi medida em homem-hora, uma vez que a limpeza de lastro não é mais necessária: Considerando que esta equipe gasta 15 minutos por dia para limpeza das correias, temos: Tempo total por semana da equipe = 1,75 horas Custo médio do homem-hora = R$ 11,00 L(limpeza das correias) = 1,75 x 11 x 6 = R$ 115,50 Em um ano, temos seguinte custo de manutenção para limpeza das esteiras: L(limpeza das correias) R$ 115,50 x 53 = R$ 6.121,50. Comparando os resultados das formas de manutenção do lastro nas regiões de carregamento: Tabela 1 Comparativo de custos entre tipos de intervenções. Desta forma, com o sistema de proteção com sucatas de correias transportadoras foi alcançado o seguinte resultado: Redução do tempo de paralisação do terminal em 80% para limpeza parcial e mais de 90% para limpeza total do lastro; Redução do custo de manutenção em mais de 80% considerando apenas mão de obra (não é necessária descarga de lastro novo); Aumento da vida útil do lastro; Aumento da capacidade de inspeção visual uma vez que a via não fica coberta por minério; Eliminação de descarrilamentos provocados por excesso de minério sobre a linha. - 11 -