Departamento de Eng. Produção Operação Ferroviária Circulação Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa rodrigoalvarengarosa@gmail.com (27) 9941-3300 1 Introdução A operação ferroviária diz respeito à circulação de trens pela ferrovia a fim de atender a um fluxo de transporte. Um fluxo de transporte corresponde ao transporte contratado por um cliente de certo volume de carga de uma origem para um destino. 2 1
Introdução A maior função da operação é ter um olhar sistêmico sobre toda a ferrovia com foco em utilizar todos os recursos da ferrovia a fim de conseguir transportar o maior volume de carga possível atendendo aos fluxos de transporte contratados preservando ao máximo os ativos da ferrovia, com segurança para todos os seus colaboradores e preservando o meio ambiente. 3 Introdução Na operação ferroviária que a unidade mínima de transporte é o vagão e a unidade mínima de tração é a locomotiva. Estes vagões são agrupados e engatados em locomotivas nos pátios ferroviários para formar os trens e são estes trens que efetivamente circulam na ferrovia. Entende-se por Circulação dos Trens todos os movimentos dos trens ao longo da VP. 4 2
Equipagem dos Trens Para que possa haver a circulação dos trens, devem existir profissionais qualificados para conduzir estes trens. Estes profissionais necessários para a locomoção do trem são denominados como Equipagem dos Trens. Equipagem Maquinista; Auxiliar de maquinista. A situação na qual a equipagem é formada somente pelo maquinista é denominada por monocondução. 5 Cálculo da Frota de Vagões e de Locomotivas Frota é o número de veículos Se for vagões é a frota de vagões Se for locomotiva é a frota de locomotivas. A frota pode possuir um subconjunto dedicado a um cliente específico e até mesmo a um fluxo de transporte específico. Por exemplo, frota de HFE dedicada ao calcário. 6 3
Rotação de Vagões e Ciclo de Vagões A Rotação de Vagões pode ser entendida como sendo o tempo gasto, em dias, entre dois carregamentos sucessivos. Neste tempo gasto estão incluídos os tempos: de carregamento do vagão na origem, circulação do vagão carregado até o destino, descarga do vagão no destino e transporte do vagão vazio até outro ponto de carregamento. 7 Rotação de Vagões e Ciclo de Vagões O Ciclo de Vagões é um caso especial de Rotação de Vagões onde o vagão sai de uma origem onde carregou, vai para um destino descarregar e retorna para a mesma origem onde carregou para fazer um novo carregamento. Nas ferrovias FCA, EFVM e EFC estes conceitos são muitas das vezes mencionados como sinônimo, no entanto, o correto é que rotação de vagões é um conceito diferente do conceito de ciclo de vagão. 8 4
Rotação de Vagões e Ciclo de Vagões Um grande problema do cálculo da rotação do vagão é que como o vagão é o fato que o vagão nem sempre retorna para o mesmo ponto de origem. Assim, controlar vagão a vagão a rotação fica muito difícil. Desta forma, considera-se, para efeito de simplificação, nesta apostila que o conceito rotação será o mesmo conceito de ciclo de vagão 9 Numeração dos Trens Os trens são numerados conforme o seu sentido os trens subindo tem numeração impar e os trens descendo, numeração par. A expressão subindo identifica o trem que vai do litoral para o interior do país e o descendo o sentido contrário 10 5
Gráfico de Circulação de Trens O Gráfico de Circulação de Trens é uma ferramenta visual elaborado sobre uma folha quadriculada onde são desenhados dois eixos coordenados. O eixo vertical representa a posição das estações ferroviárias O eixo horizontal representa a escala de tempo na qual o trem se desloca Todas as considerações nesta seção dizem respeito a uma linha singela. 11 Gráfico de Circulação de Trens O Gráfico de Circulação de Trens é uma ferramenta visual elaborado sobre uma folha quadriculada onde são desenhados dois eixos coordenados. O eixo vertical representa a posição das estações ferroviárias O eixo horizontal representa a escala de tempo na qual o trem se desloca Todas as considerações nesta seção dizem respeito a uma linha singela. 12 6
Gráfico de Circulação de Trens O Gráfico de Circulação de Trens 13 Gráfico de Circulação de Trens O Gráfico de Circulação de Trens Trem circulando 14 7
Gráfico de Circulação de Trens Trem circulando Ângulo = Velocidade do trem (constante) 15 Gráfico de Circulação de Trens Trem parado entre o tempo 13 a 16 16 8
Gráfico de Circulação de Trens O Gráfico de Circulação de Trens Dois trens circulando 17 Gráfico de Circulação de Trens ERRO de circulação Dois trens vão colidir um pouco antes da Estação 3 18 9
Gráfico de Circulação de Trens Uma proposta de circulação correta para o erro anterior 19 Gráfico de Circulação de Trens Estações (Km) Estação 4 C01 Uma proposta de circulação correta para o erro anterior Estação 3 C02 Estação 2 Estação 1 C01 0 1 4 5 6 10 1213 16 20 C02 Tempo (Hrs) 20 10
Gráfico de Circulação de Trens Linha Dupla Cruzamento entre dois trens em linha dupla 21 Gráfico de Circulação de Trens Cruzamento entre dois trens 22 11
Gráfico de Circulação de Trens 23 Gráfico de Circulação de Trens O Gráfico de Trens serve não só para controlar o tráfego de trens, mas também planejar toda a circulação de trens. 24 12
Centro de Controle Operacional (CCO) As ferrovias modernas adotam o esquema de um único escritório centralizado para o controle da operação da ferrovia. Nesse escritório, todas as informações da via permanente, do material rodante circulando, em pátio e em oficina, as manutenções programadas da VP, escala da equipagem e todas as outras informações da ferrovia devem ser centralizadas. Esse escritório centralizado é denominado Centro de Controle Operacional, ou abreviadamente CCO. 25 Centro de Controle Operacional (CCO) Sua função precípua é manter o gerenciamento operacional visando: a melhor utilização de todos os recursos da ferrovia, o atendimento aos fluxos de transporte contratados, à preservação da VP e o material rodante, mantendo a segurança de todos os profissionais da ferrovia e garantindo que não haja danos ao meio ambiente. Uma responsabilidade enorme! O CCO é composto por uma equipe de profissionais qualificados e especialistas em diversas áreas que trabalham em equipe 26 13
Centro de Controle Operacional (CCO) Centralizar as informações e a tomada de decisão em um escritório único na ferrovia permite, dentre as diversas vantagens, uma gerência mais efetiva da malha O operador do CCO pode prever não só o que está acontecendo em trecho da via, mas, sobretudo, prever o que está acontecendo na ferrovia como um todo, pois ele sabe quais outros tráfegos irão chegar ao trecho que ele está tomando a decisão. 27 Centro de Controle Operacional (CCO) Ele pode fazer uma distribuição mais eficiente do material rodante, pois tem todo o conhecimento da operação como já mencionado. Como ele sabe a intensidade do tráfego em toda a ferrovia, ele sabe onde podem ser abertas janelas de manutenção para o pessoal da VP trabalhar, pode ainda, com esta informação saber quando pode entregar os vagões e locomotivas para as oficinas de vagão e locomotivas a fim de sofrerem as manutenções. 28 14
Em síntese: Centro de Controle Operacional (CCO) O CCO tem uma visão sistêmica de toda a ferrovia e, assim, pode atuar de forma consistente no melhor gerenciamento de todos os recursos da ferrovia visando sua maior produtividade! Como a ferrovia opera 24 horas por 365 dias do ano, é necessário que o CCO possua equipes de profissionais rodando escala e esteja sempre controlando o tráfego, visando à segurança e eficiência da operação ferroviária. 29 Indicadores de desempenho operacional Indicadores de produção TU (Tonelada Útil) Nada mais é que o somatório das toneladas úteis transportadas na ferrovia. Ele é expresso em TU x 10 3 e sua apuração é mensal. = n m TU f TU i i = 1 v= 1 v TU f - indicador Tonelada Útil da ferrovia; i - número de vagões da ferrovia; v - número de viagens de cada vagão da ferrovia; TU - tonelada útil de cada vagão i da ferrovia em uma viagem v. i v 30 15
Indicadores de desempenho operacional Indicadores de produção TKU (Tonelada Quilômetro Útil) Assim, o índice mais usado pelas ferrovias é o Momento de Transporte que mede a tonelada útil transportada pela distância percorrida Ele é conhecido por TKU (Tonelada Quilômetro Útil), ou seja, o somatório dos produtos das toneladas úteis transportadas multiplicadas pelas distâncias em quilômetros correspondentes. Usualmente é expresso em TKU x 10 6 e sua apuração é mensal. 31 Indicadores de desempenho operacional Indicadores de produção TKU (Tonelada Quilômetro Útil) f n m TKU = TU. Km i = 1 v= 1 i v i v Onde: TKU f - indicador Tonelada Quilômetro Útil da ferrovia; i - número de vagões da frota; v - número de viagens de cada vagão da ferrovia; TU - tonelada útil de cada vagão i da frota em uma viagem v. i v Km - quilometro percorrido por cada vagão i da ferrovia em uma viagem v transportando i v TU toneladas. i v 32 16
Indicadores de desempenho operacional Indicadores de produção TKB (Tonelada Quilômetro Bruta) O TKB mede a tonelada bruta transportada (lotação mais a tara dos vagões) pela distância percorrida, ou seja, o somatório dos produtos das toneladas brutas transportadas multiplicadas pelas distâncias em quilômetros correspondentes. Usualmente é expresso em TKB x 10 6 e sua apuração é mensal. 33 Indicadores de desempenho operacional Indicadores de produção TKB (Tonelada Quilômetro Bruta) f n m TKB = TB. Km i = 1 v = 1 i v i v Onde: TKB f - indicador Tonelada Quilômetro Bruta da ferrovia; i - número de vagões da ferrovia; v - número de viagens de cada vagão da ferrovia; TB - tonelada bruta (tara mais tonelada útil ou lotação) de cada vagão i da ferrovia em i v uma viagem v. Portanto, a tonelada bruta é calculada como: TB = Tara + Lotação Km - quilometro percorrido por cada vagão i da ferrovia em uma viagem v transportando i v TB toneladas. i v i v i i v 34 17
Indicadores de desempenho operacional Indicadores de produção TKB (Tonelada Quilômetro Bruta) Este indicador é importante para compor, sobretudo, o indicador de eficiência energética, tendo em vista a locomotiva ter de tracionar todo o peso do vagão. 35 Introdução Os pátios ferroviários são locais de grande complexidade na operação ferroviária e um dos maiores gargalos da operação ferroviária. Nos terminais de cargas diversas, estima-se que 70% da frota de uma ferrovia estão em pátios efetuando manobras diversas. Nos terminais especializados este valor gira em torno de 40 %. 36 18
Introdução Por dados empíricos, tem-se que os veículos ferroviários, sobretudo vagões, passam mais da metade de sua vida útil dentro de pátios ferroviários. Aproximadamente 60% da equipe técnica de uma ferrovia estão lotadas em pátios ferroviários. Os novos projetos de pátios ferroviários demandam muitos recursos financeiros, podendo ser estimados em mais de 50% do custo de uma nova ferrovia. 37 Definição Define-se pátio ferroviário como sendo uma área de esplanada em que um conjunto de vias é preparado para desmembramento e formação de trens, estacionamento de carro e vagões, operações de carregamento e descarga de produtos, manutenção de material rodante e outras atividades. Nos pátios, o tráfego se opera mediante regras, instruções e sinais próprios e, via de regra, em velocidades reduzidas. Cada pátio possui pessoal e equipamento próprio que são usados da melhor maneira visando reduzir, principalmente, o tempo de estadia dos vagões dentro dos pátios. 38 19
Terminologia Básica Manobra Ferroviária pode ser definida como todas as operações que têm por objetivo movimentar vagões e locomotivas pelas linhas dos pátios ferroviários visando o desmembramento e a formação de trens para atender às operações ferroviárias. Corte é a separação de um conjunto de vagões do trem de chegada que tem por destino uma linha do pátio de classificação. Cortar um Vagão significa abrir o engate entre dois vagões, ou entre vagão e locomotiva, separando-os ou desengatando-os com o objetivo de desmembrar o trem em lotes ou vagões isolados. 39 Corte entre Vagão e Locomotiva Corte Executado - Pátio de Fundão 40 20
Terminologia Básica Engatar vagão ou locomotiva é atividade de se recuar um trem, a baixa velocidade, para engatar o vagão da cauda no vagão que está estacionado. Após o engate, devem ser conectados os mangotes do encanamento geral e ser feita a abertura das torneiras angulares visando a passagem de ar pelo encanamento geral de toda a composição. 41 Terminologia Básica Desengatar vagão ou locomotiva é atividade de se abrir o engate e autorizar a locomotiva puxar para que o bloco de vagões seja separado do trem manobrado. Atenção especial deve ser dada ao fechamento das torneiras angulares evitando que o trem aplique emergência. 42 21
Terminologia Básica Teste de vazamento de freio ou teste de cauda é o teste que deve ser realizado imediatamente antes do trem sair para viagem. Após o trem formado, este teste consiste basicamente em passar ar pelo encanamento geral até a pressão de viagem, que depende do tipo do material rodante, bitola larga ou bitola métrica. Após isto, isolar o abastecimento de ar para o encanamento geral. 43 Terminologia Básica Depois deste tempo, verifica-se qual foi a perda de pressão, se ela estiver dentro dos limites aceitáveis para o trecho que o trem vai circular, o trem é liberado para viagem. 44 22
Terminologia Básica Puxar o trem significa autorizar a locomotiva a circular para frente com a locomotiva na frente da composição Recuar o trem significa circular com o trem de ré, lembrando, sempre, que para realizar esta operação, deve-se ter cobertura de cauda. 45 Terminologia Básica Formação de trem é a operação de fazer o engate de diversos lotes ou grupos selecionados de vagões que irão compor um trem para uma viagem. 46 23
Tipos de pátios ferroviário Os tipos dos pátios são definidos em função das operações que nele podem ser realizadas Tipos de pátios Pátio de Cruzamento; Pátio de Manobra; Terminal Ferroviário; Pátio de Triagem; Pátio de Oficina, Pátio de Intercâmbio. 47 Pátio de Manobra Pátios de Manobra são aqueles pátios destinados a realizar todo tipo de manobra de veículos ferroviários São formados por diversas linhas, agrupadas em feixes que formam os subpátios, e que têm por objetivo otimizar as manobras ferroviárias visando o desmembramento e a formação de trens Os Pátios de Manobra tem uma Estação Ferroviária responsável por coordenar todas as atividades de manobra do pátio 48 24
Pátio de Manobra Os Pátios de Manobra podem ser subdivididos em três áreas, ou feixes de desvios Recepção Classificação Partida ou Formação 49 Pátio de Recepção No Pátio de Recepção o trem é recebido, a locomotiva de viagem é cortada do trem, os vagões são estacionados e ficam aguardando vaga para ir para o Pátio de Classificação A maior importância do Pátio de Recepção é acomodar todos os vagões direcionados para o Pátio de Manobra e liberar imediatamente as linhas de circulação da ferrovia, permitindo, assim, que o tráfego ocorre sem interrupções 50 25
Pátio de Classificação Pátio de Classificação é o que tem maior quantidade de linhas Cada uma destas deve ser destinada a conjunto de vagões que tenham um destino ou um cliente ou um produto Visa o desmembramento dos vagões para posterior agrupamento no Pátio de Partida ou Formação 51 Pátio de Formação O Pátio de Formação tem por objetivo principal agrupar os conjuntos de vagões classificados no Pátio de Classificação dentro da seqüência de estações a que eles se destinam e engatar uma locomotiva de viagem a fim de iniciar mais uma viagem com um novo trem Devem ser providenciadas todas as documentações necessárias para que o trem siga viagem, notas fiscais e conhecimentos de embarque. Vagão sem documentação é considerado vagão clandestinos. 52 26
Pátio Terminal Ferroviário O Terminal Ferroviário é um pátio ferroviário dedicado ao carregamento e a descarga de produtos Nos Terminais Ferroviários devem existir áreas projetadas para o carregamento e descarga de produtos compostas por instalações próprias para cada tipo de produto 53 27