INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA ESPECIALIZAÇÃO EM TRANSPORTE DE CARGA FERROVIÁRIO PATRICK GUEDES PEDRONI

INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA ESPECIALIZAÇÃO EM TRANSPORTE DE CARGA FERROVIÁRIO PATRICK GUEDES PEDRONI ANÁLISE DE FALHAS DAS FRATURAS DE TRILHOS: O CASO DA FERROVIA DO AÇO Rio de Janeiro 2008

INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA PATRICK GUEDES PEDRONI ANÁLISE DE FALHAS DAS FRATURAS DE TRILHOS: O CASO DA FERROVIA DO AÇO Monografia apresentada ao Curso de Especialização em Transporte Ferroviário de Carga do Instituto Militar de Engenharia IME. Orientador: Prof. D.Sc. Marcelo Sucena Tutor: Engenheiro Cristiano Gomes Jorge Rio de Janeiro 2008 2

INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA PATRICK GUEDES PEDRONI ANÁLISE DE FALHAS DAS FRATURAS DE TRILHOS: O CASO DA FERROVIA DO AÇO Monografia apresentada ao Curso de Especialização em Transporte de Carga Ferroviário do Instituto Militar de Engenharia. Aprovada em 03 de setembro de 2008, pela seguinte Banca Examinadora: Prof. D.Sc. Marcelo Prado Sucena Prof. D. Sc. Maria Cristina de Fogliatti Sinay Prof. D. Sc. Vânia Gouveia Barcelos Campos Rio de Janeiro 2008 3

DEDICATÓRIA Dedico esta monografia à minha esposa Renata, à minha família e aos meus amigos, que sempre me apóiam em quaisquer desafios e sonhos que busco. 4

AGRADECIMENTOS Agradeço a todas as pessoas que contribuíram direta ou indiretamente na superação desse desafio de cursar esta especialização sem deixar as atividades profissionais de lado. Em especial agradeço aos companheiros da Gerência de Via Permanente de Bom Jardim de Minas, pelo aprendizado profissional proporcionado pelos grandes ferroviários que lá trabalham e pelo excelente clima de trabalho propiciado. Cito aqui os nomes do Engenheiro Cícero Tristão e dos supervisores Jorge Francisco, Vinício Cortez e Francisco Castilho, querendo, na verdade, agradecer a toda equipe. Agradeço ainda aos professores do curso de especialização em transporte de cargas do Instituto Militar de Engenharia, em especial aos coordenadores Silveira Lopes e Manoel Mendes e também aos colegas de turma pelo ambiente de estudos saudável onde houve foi possível agregar aprendizado e muitas experiências profissionais. Por último, porém não menos importante, agradeço ao meu orientador Marcelo Sucena pela ótima ajuda na condução do trabalho e preciosas e rápidas interferências e ao meu tutor Cristiano Jorge pelo direcionamento, A todos o meu muito obrigado! 5

CITAÇÃO Vale a pena? Tudo vale a pena Se a alma não é pequena! Trecho do poema Mar Português Fernando Pessoa 6

LISTA DE SIGLAS FMEA = AMFE - Failure Modes & Effects Analysis AMFE = FMEA Análise de Modos de Falha e Efeitos FMECA - Failure Mode, Effects, and Criticality Analysis HAZOP - Hazard and Operability Studies - Análise de Operabilidade de Perigos AAF Análise de Árvore de Falhas CCO Centro de Controle de Operações VP Via Permanente EE Eletro-eletrônica APR Análise Preliminar de Risco. 7

LISTA DE FIGURAS Figura 1: Mapa de distribuição das linhas da MRS FONTE: MRS Logística Figura 2: Vista da conicidade e do friso das rodas em contato com o trilho. Figura 3: Partes componentes de um truque ferroviário. Fonte: Rosa-2008 Figura 4: Corte transversal de seção da Via Permanente mostrando elementos da infra e da superestrutura. Figura 5: Partes componentes do trilho ferroviário. Figura 6: Pregos e tirefond Figura 7: Representação do carregamento dos trilhos e reação do lastro Fonte: DUVAL 2001 Figura 8: Demonstrativo das regiões das agulha, transição e jacaré. Figura 9: Demonstração da distância denominada bitola. Figura 10: Ilustração do nivelamento transversal FONTE: Vidon 2006 Figura 11: Esquema demonstrativo dos pontos notáveis de uma curva e as respectivas superelevações Fonte: Vidon 2006. Figura 12: Ilustração da medida de alinhamento transversal e alinhamento FONTE: VIDON 2006 Figura 13: Empeno causado pela falta de nivelamento transversal em uma tangente. Figura 14: Ilustração esquemática do empeno. Figura 15: Planos de direção dos defeitos nos trilhos. Figura 16: Trinca vertical no boleto. FONTE: MRS Logística Figura 17: Trinca horizontal no boleto do trilho. FONTE MRS Logística. Figura 18: Patinado em trilho. FONTE: MRS Logística Figura 19: Separação do boleto da alma. FONTE: MRS Logística. Figura 20: Trinca na alma: FONTE MRS Logística. Figura 21: Trinca transversal. FONTE: MRS Logística. Figura 22: Trincas transversais múltiplas. FONTE MRS Logística Figura 23: Trinca nos furos. FONTE MRS Logística Figura 24: Fratura em solda elétrica. FONTE: MRS Logística Figura 25: Trinca em solda aluminotérmica. FONTE MRS Logística Figura 26: Trinca entre a alma e o patim. FONTE: MRS Logística Figura 27: Cracks na superfície do trilho: FONTE: MRS Logística. Figura 28: Fissuração no canto da bitola. FONTE: MRS Logística Figura 29: Escamação de Boleto. FONTE: MRS Logística Figura 30: Estilhaçamento do canto da bitola. FONTE: MRS Logística Figura 31: Despedaçamento do canto da bitola. FONTE: MRS Logística Figura 32: Estrutura da árvore de falhas. FONTE: Helman(1995). Figura 33: Símbolos de Eventos da FTA. Fonte: Helman (1995). Figura 34: Símbolos das portas lógicas. FONTE: Helman (1995). Figura 35: Diagrama de Ishikawa proposto tendo como efeito a fratura de trilhos Figura 36: Árvore de falhas proposta para evento de Fratura de trilhos 8

LISTA DE TABELAS Tabela 1: Número de fraturas de trilhos nas gerências de via permanente da malha da MRS Logística no ano de 2007. FONTE: Sistema de Anomalias de trilhos da Malha Ferroviária Tabela 2: Levantamento de custos por fratura de trilho na GVPOJ em 2007. FONTE: MRS Logística 2007 Tabela 3: Demonstrativo do tipo de classificação segundo a ABNT. Tabela 4: Lista com as duas primeiras letras representativas dos tipos e Subtipos de vagões segundo a ABNT. Tabela 5: Lista com a terceira letra da classificação representando o peso máximo do vagão para cada bitola segundo a ABNT. Tabela 6: Ordem de numeração dos vagões segundo a ABNT. Tabela 7: Tipos de perfis de trilhos e suas respectivas massas. Tabela 8: Bitola utilizada nas principais ferrovias brasileiras. Tabela 9: : Número de fraturas da GVPOJ em 2007 Fonte MRS Logística 9

LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1: Demonstrativo de crescimento da produção da MRS - FONTE: MRS Logística 2008 Gráfico 2: Divisão entre os tipos de fraturas da GVPOJ em 2007 10

LISTA DE FOTOS Foto 1: Truque ferroviário Fonte: Amsted Maxion 2008. Foto 2: Vista do painel de controle do CCO da MRS. FONTE: MRS Logístiva. Foto 3: Corte da Ferrovia do Aço. FONTE: MRS Logística. Foto 4: Acumulo de água e bolsão no lastro FONTE: MRS 2008. Foto 5: Bueiro com saída parcialmente obstruída. Foto 6: Viaduto da Ferrovia do Aço. FONTE: MRS Logística. Foto 7: Frota carregada com TLS s Fonte VIDON 2006. Foto 8: Corrida de Solda Aluminotérmica. FONTE: MRS Logística Foto 9: Máquina realizando solda elétrica. FONTE: VIDON 2006. Foto 10: Fixação elástica com placa de apoio e grampo Pandrol.: FONTE: MRS Logística. Foto 11: Socadora de lastro modelo 09-3X da Plasser utilizada pela MRS Fonte MRS Logística. Foto 12: Vista da Região do Jacaré de uma linha sendo montada. Foto 13: Visão da região das agulhas em linha sendo montada. Foto 14: Veículo de Controle de Linha Fonte: MRS Logística. 11

SUMÁRIO: DEDICATÓRIA... 4 AGRADECIMENTOS... 5 CITAÇÃO... 6 LISTA DE FIGURAS... 8 LISTA DE GRÁFICOS... 10 LISTA DE FOTOS... 11 RESUMO... 15 ABSTRACT... 16 1. INTRODUÇÃO... 17 2. OBJETIVO... 18 3. JUSTIFICATIVA... 19 4. HISTÓRICO... 20 4.1. DA FERROVIA... 20 4.2. DA MRS... 21 4.3. DA FERROVIA DO AÇO... 23 5. COMPONENTES DA FERROVIA TÍPICA... 25 5.1. MATERIAL RODANTE... 25 5.1.1 CARACTERÍSTICAS... 25 5.1.2 CLASSIFICAÇÃO DO MATERIAL RODANTE... 28 5.1.3 LOCOMOTIVAS... 28 5.1.3.1 Locomotivas a Vapor... 28 5.1.3.2 Locomotivas Elétricas... 29 5.1.3.3 Locomotivas Diesel-Eletricas... 29 5.1.4 VAGÕES... 30 5.2. SINALIZAÇÃO... 35 5.3. CENTRO DE CONTROLE DA OPERAÇÃO CCO... 35 5.4. VIA PERMANENTE... 36 5.4.1 CARACTERÍSTICAS... 36 5.4.2 INFRA-ESTRUTURA... 37 5.4.2.1 TERRAPLANAGEM... 37 5.4.2.2 SUB-LASTRO... 38 5.4.2.3 DRENAGEM... 39 12

5.4.2.4 OBRAS DE ARTE ESPECIAIS... 40 5.4.3 SUPERESTRUTURA... 41 5.4.3.1 TRILHOS... 41 5.4.3.2 FIXAÇÕES... 46 5.4.3.3 DORMENTES... 50 5.4.3.4 LASTRO... 51 5.4.3.5 SISTEMA DE MUDANÇA DE VIA... 52 5.4.4 GEOMETRIA DE LINHA... 55 5.4.4.1 BITOLA... 56 5.4.4.1 NIVELAMENTO TRANSVERSAL... 57 5.4.4.2 NIVELAMENTO LONGITUDINAL... 59 5.4.4.3 ALINHAMENTO... 59 5.4.4.4 DEFEITOS DE GEOMETRIA DE VIA... 60 5.4.4.5 VEÍCULO DE CONTROLE DE LINHA... 61 6. ANOMALIAS EM TRILHOS: AS FRATURAS... 63 6.1. CLASSIFICAÇÃO QUANTO À DIREÇÃO... 64 6.2. CLASSIFICAÇÃO DAS ANOMALIAS... 65 6.3. PREVENÇÃO AS ANOMALIAS... 74 7. METODOLOGIAS DE ANÁLISE DE FALHAS... 76 7.1. ANÁLISE DE ÁRVORE DE FALHAS - FAILURE TREE ANALYSIS (FTA). 76 7.1.1 ETAPAS DA FTA... 77 7.1.2 ESTRUTURA DA ÁRVORE DE FALHAS... 77 7.1.3 CONSTRUÇÃO DA ÁRVORE DE FALHAS... 78 7.2. ANÁLISE DE MODOS DE FALHAS E EFEITOS - FAILURE MODES & EFFECTS ANALYSIS (FMEA)... 81 7.3. ANÁLISE DE MODOS DE FALHAS E EFEITOS CRÍTICOS - FAILURE MODES & EFFECTS AND CRITICAL ANALYSIS (FMECA).... 82 7.4. ANÁLISE DE OPERABILIDADE DE PERIGOS - HAZARD AND OPERABILITY STUDIES (HAZOP)... 82 8. INVESTIGAÇÃO DAS FRATURAS NA FERROVIA DO AÇO... 83 8.1. MANUTENÇÃO DE VIA PERMANENTE... 83 8.2. APLICAÇÃO DE METODOLOGIA DE ÁRVORE DE FALHAS PARA AS FRATURAS... 85 9. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES... 89 13

10. BIBLIOGRAFIA... 91 14

RESUMO O transporte ferroviário de cargas crescerá 57% até 2015, quando atingirá a marca de 765 milhões de toneladas movimentadas. O crescimento da carga transportada faz com que a necessidade de segurança e alta disponibilidade das ferrovias também cresçam. Esse trabalho analisa as falhas das fraturas de trilhos ferroviários ocorridas nas linhas da MRS Logística, sendo utilizado para este estudo, anomalias ocorridas na Ferrovia do Aço, mais especificamente, no trecho compreendido entre o Km 3+000 e o Km 292+000, que tem sua manutenção sob responsabilidade da Gerência de Via Permanente de Bom Jardim de Minas. Foi utilizada a metodologia de Análise de Árvore de Falhas (AAF) para a identificação, avaliação e resposta das ocorrências. Por intermédio da checagem dos cortes mínimos, que servem para formar combinações de falhas dos componentes que impactam no sistema, foi analisada a sua vulnerabilidade estrutural, destacando-se os pontos críticos pelos cortes de menor ordem, ou seja, aqueles que reduzem a confiabilidade do sistema como um todo. O trabalho seguiu a seguinte metodologia para se atingir os objetivos propostos: revisão sobre os subsistemas que constituem um sistema ferroviário típico, descrição dos tipos de anomalias de trilhos, a sinopse sobre as metodologias de análise de falhas, investigação das fraturas com aplicação da Análise da Árvore de Falhas e, por fim, análise dos resultados obtidos. Palavras-chave: Ferrovia, Trilho, Ferrovia do Aço, Árvore de Falhas, Fraturas. 15

ABSTRACT Brazilians heavy haul railroads production is projected to grow 57% by 2015. The boost in tonnage transported is also increasing the need for safety and high availability of the railroads. This study examines the failure of fractures of rail tracks that occurred on MRS Logistica Heavy Haul Railroad. Abnormalities occurred in the Iron Ore Railroad, specifically, in the track segment between Km 3 +000 and km 292 +000, were the focus of this study. The methodology Failure Tree Analysis (FTA) was used for the identification, assessment and response of the events. By checking the minimum cuts, which serve to form combinations of failures of components that impact on the system, was examined its structural vulnerability, highlighting the critical points for cuts of lesser order or those that reduce the reliability of system as a whole. This paper will present a review of the subsystems that constitute a typical rail system, description of the types of anomalies of paths, the synopsis on the methodologies of analysis of faults, fractures to investigate the application of the Failure Tree Analysis and, finally, analysis of the results. Key words: Railroad, Rail, Failure Tree Analysis, Cracks and Fractures. 16

1. INTRODUÇÃO A Ferrovia do Aço, desde a concepção de seu projeto que data do início da década de 70 do século XX, período de grande crescimento do País denominado Milagre Brasileiro, tem números vultosos ligados a ela. No inicio, os números da Ferrovia do Aço eram relacionados ao tamanho da ferrovia, extensão das linhas, quantidade e extensão de pontes, túneis e viadutos. Estes números foram muitas vezes chamados de megalomaníacos. Já no período de obras, durante a construção, os números eram relacionados à data de término e custos das obras das obras, nesta época eram tratados como faraônicos. Atualmente, a Ferrovia do Aço continua tendo números intimamente ligados a ela, entretanto, atualmente os números são referentes aos recordes de produção de transportes que são superados mensalmente. Diante da crescente necessidade de melhorar a qualidade de produtos e serviços, vinculando-se ao incremento da satisfação dos clientes, vários métodos e técnicas foram popularizadas, pois várias delas visam o aperfeiçoamento da confiabilidade de produtos e processos, aumentando-se a probabilidade de um componente poder desempenhar as suas funções sem interrupções. Mas, consciente de que todo sistema, tal como o ferroviário, é passível falhar, necessita-se focalizar os esforços das equipes de manutenção quanto à continuidade da sua operação, vislumbrando-se a segurança e a qualidade de forma concomitante. Entretanto, a simples análise das partes desse sistema é um tanto restrita, pois não se objetiva tão somente o funcionamento isolado de cada subsistema. O entendimento da complexidade do sistema, principalmente quanto à interação entre os componentes que o estruturam, é de fundamental importância para uma análise mais eficaz. Para sistemas complexos, a visão reducionista, isto é, a análise das partes em detrimento do todo, é um tanto perigosa, pois deixa-se de avaliar várias perspectivas importantes para o processo produtivo, como por exemplo, a visão ambiental. 17

Um sistema complexo não pode ser avaliado em partes isoladas do todo, pois a influência dessas pode provocar diversas ocorrências de difíceis diagnósticos, possibilitando, inclusive, a degradação do nível de serviço, ou em casos extremos, a paralisação de todo complexo. Este trabalho buscará trabalhar na análise de valores relacionados à manutenção, e com este foco, buscará levantar e analisar a principal causa que afeta a não disponibilidade da Via Permanente para a circulação ferroviária. Tal análise adotará para a compreensão do subsistema Via Permanente, por uma visão holística, uma técnica difundida no meio científico. 2. OBJETIVO O objetivo principal deste estudo é análise das causas que contribuem para a ocorrência de fraturas de trilhos nos trilhos ferroviários. Como estudo de caso, serão avaliadas as falhas ocorridas no trecho sob responsabilidade da equipe da Gerência de Via Permanente de Bom Jardim de Minas, que faz a manutenção do entre o Km 3+000 ao Km 292+000 da Ferrovia do Aço. Para atingir este objetivo, será utilizada a Análise de Árvore de Falhas, que é uma das metodologias de análise sistêmica de falhas, utilizada e difundida no meio acadêmico e corporativo. Foram descritas as principais características de outras técnicas para ratificar a escolha da primeira: Após o término deste estudo, pretende-se subsidiar os tomadores de decisão da MRS com informações mais consistentes sobre as reais causas de falhas de trilhos, especificamente as causadas por fraturas, podendo-se dessa forma, intervir nos processos de manutenção da Via Permanente com soluções ou medidas que contribuam para a diminuição das ocorrências indesejáveis e dos custos associados. 18

3. JUSTIFICATIVA De toda extensão da MRS, a Gerência de Via Permanente de Bom Jardim de Minas (GVPOJ) participou com aproximadamente 25% de todos os registros de falhas por fraturas de trilhos ocorridas em 2007, na MRS, conforme expõe a Tabela 01 a seguir. Gerência Tipo de Fratura Solda Campo Solda Elétrica Trilho TOTAL % Bom Jardim 126 25 75 226 25% Minas Gerais 14 19 165 198 22% Francisco Bernardino 40 8 52 100 11% Volta Redonda 65 11 93 169 19% Vale do Paraíba 46 2 24 72 8% São Paulo 17 10 48 75 8% Rio de Janeiro - - 1 1 0% Total Global 350 79 481 910 100% Tabela 1: Número de fraturas de trilhos nas gerências de via permanente da malha da MRS Logística no ano de 2007. FONTE: Sistema de Anomalias de trilhos da Malha Ferroviária A fratura de trilhos é um dos fatores que mais trazem riscos para as operações ferroviárias, pois podem ser causa única ou a principal para acidentes de grandes proporções. Além disso, o número de fraturas ocorridas na GVPOJ e, conseqüente, os impactos operacionais gerados, podem causar graves problemas na produção da Companhia. Tomando-se esse cenário, avaliou-se que o estudo em questão é financeiramente viável, haja vista que as fraturas de trilhos são responsáveis por diversos custos adicionais e prejuízos à empresa. Alguns desses custos estão elencados na Tabela 02, onde forma registradas as ocorrências na GVPOJ em 2007. 19

Ressalta-se que não foram considerados alguns custos que também podem ser advindos das fraturas, dentre eles os acidentes ferroviários e as ações emergenciais de atendimento. ÍTEM Unidade Quantidade Custo Unitário Custo Total Solda Aluminotérmica KLK Kit 2 173,00 346,00 Mão de Obra para solda por solda 1 296,76 296,76 Trem Hora Parado THP 2,3 3.250,00 7.475,00 Atendimento equipe Eletroeletrônica H/h 2,91 25,56 74,38 Valor por fratura 8.192,14 Ano de 2007 GVPOJ R$ 226 8.192,14 1.851.423,64 Tabela 2: Levantamento de custos por fratura de trilho na GVPOJ em 2007. FONTE: MRS Logística 2007 4. HISTÓRICO 4.1. DA FERROVIA No ano de 1803, o engenheiro inglês Richard Trevithick construiu uma máquina a vapor que atingia velocidade máxima de 5 Km/h, e em 1814, o inventor inglês Jorge Stephenson apresentou uma máquina a vapor chamada The Rocket. Esta máquina, em 1825, realizou a primeira viagem comercial, percorrendo 25 quilômetros entre as cidades de Stokton e Darlington, a uma velocidade de 25 Km/h. 20

A partir de 1840 houve uma grande expansão da ferrovia na Inglaterra, contribuindo sensivelmente para a consolidação tecnológica e avanço da revolução Industrial naquele país. No Brasil o governo imperial, interessado no sucesso da Inglaterra como potência mundial, criou no ano de 1835, uma lei de incentivo à construção de estradas de ferro. Estas ferrovias deveriam ligar o Rio de Janeiro, que era a sede do governo imperial, às províncias de São Paulo, Minas Gerias, Rio Grande do Sul e Bahia. Entretanto, apesar das diversas vantagens oferecidas pelo império, os empresários não se interessaram por esta empreitada onerosa e de grande risco. Apenas em 1852, Irineu Evangelista de Souza, mais tarde Barão de Mauá, iniciou a construção da ferrovia que ligaria porto do Rio de Janeiro a raiz da serra de Petrópolis. A primeira ferrovia Brasileira foi então inaugurada em 30 de abril de 1854, com 14,5 Km de extensão, percorrida inicialmente com velocidade média de 38 km/h. As estradas de ferro se expandiram pelo país até a década de 1950 quando a rede nacional contava com mais de 37.000 km. Em 1957 foi criada a Rede Ferroviária Federal S.A RFFSA. Já na década de 1990 o Governo Federal decidiu pela desestatização do setor ferroviário brasileiro, realizando leilões para a concessão do transporte de cargas em suas vias, onde finalmente, em 2006, a RFFSA foi liquidada pelo governo. 4.2. DA MRS LOGÍSTICA O edital de privatização da malha ferroviária da região sudeste foi publicado em julho de 1996 pelo Banco de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES) com o intuito de continuar o Plano Nacional de Desestatização (PND) onde, desde 1992, havia sido incluída a Rede Ferroviária Federal (RFFSA). Segundo o PND, o processo de privatização seria efetuado pela passagem para o setor privado, mediante processo licitatório na modalidade de leilão, com o arrendamento dos bens operacionais e a concessão dos serviços de transporte ferroviário de cargas. 21

Neste processo a malha da RFFSA foi dividida em regionais, sendo que a Malha Regional Sudeste era constituída da fusão das antigas Superintendências Regionais SR3, com sede em Juiz de Fora, que era formada a partir das linhas da antiga Estrada de Ferro Central do Brasil e da SR4, com sede em São Paulo, que originouse a partir da antiga Estrada de Ferro Santos-Jundiaí. Ambas eram constituídas de bitola larga (1,60m) e somadas suas extensões acumulavam 1.674 Km de linhas que passavam pelos estados de Minas Gerais, Rio de Janeiro e São Paulo (Figura 1). Figura 1: Mapa de distribuição das linhas da MRS FONTE: MRS Logística Para a disputa do leilão da Malha Regional Sudeste, criou-se um consórcio denominado MRS Logística entre as empresas Companhia Siderúrgica Nacional (CSN), Minerações Brasileiras Reunidas (MBR), Usiminas, Ferteco, Ultrafértil, Cosigua, Fundação Caemi, Grupo Celato, que em 20 de setembro de 1996, arrematou pelo lance de R$ 888,9 milhões, equivalente a US$ 871,5 milhões. Em 1º 22

de dezembro de 1996 iniciou-se a operação da malha Regional Sudeste pela MRS Logística S.A.. Desde 1997 a MRS busca inovação e excelência operacional para alcançar resultados crescentes de produção. A seguir está o gráfico da evolução do transporte anual de cargas e a projeção do plano de expansão do transporte até o ano de 2012. 145 Produção da MRS Plano de Negócios Gráfico 1: Demonstrativo de crescimento da produção da MRS - FONTE: MRS Logística 2008 4.3. DA FERROVIA DO AÇO Durante o chamado Milagre Brasileiro, no início da década de 70 do século 20, foi apresentado pelo extinto Departamento Nacional de Estradas de Ferro (DNEF) o projeto da chamada Ferrovia do Aço. Tal como foi apresentado, o projeto era extremamente ambicioso e buscaria fazer a ligação ferroviária das cidades de Belo Horizonte ao Rio de Janeiro e a São Paulo através de 834 Km de linhas duplas, eletrificadas e com raio mínimo de 900 metros e inclinação máxima de 1%, por onde seriam transportados cargas e passageiros. 23

Segundo este projeto, a ferrovia começaria em Belo Horizonte a uma altitude de 800m acima do nível do mar, cortaria a Serra do Espinhaço e subiria até sua cota máxima de 1.124m em Bom Jardim de Minas e a partir daí, faria a descida do desnível de 700m da Serra do Mantiqueira. Para realizar este trajeto de regiões montanhosas e geologia complexa, seria necessária a construção de 197 túneis, com extensão total de 97,4 Km, e ainda 129 pontes e viadutos que se estenderiam por 41,97 Km da ferrovia. Já em 30 de abril de 1975, iniciaram-se as obras em Itutinga-MG, com promessa do governo que estas obras estariam concluídas em dezembro de 1977. No início de 1978 a ferrovia estaria atendendo ao fluxo esperado de 28,5 milhões de toneladas ao ano, passando a ser conhecida como a Ferrovia dos 1000 dias. Entretanto, o plano de construção em 1000 dias logo foi deixado de lado, pois no início de 1976, com o surto inflacionário causado pelo aumento de preços do petróleo, o Governo Federal cortou as verbas destinadas às obras, desacelerando a construção. Em meados de novembro do mesmo ano as obras foram paralisadas, sendo que, até então, o trecho entre Belo Horizonte e Jeceaba, com 102 Km de extensão e 40% da infra-estrutura concluída, acabou sendo abandonada. Assim, a partir do projeto original, passou a extensão de 304,6 Km, com redução da quantidade de túneis para 72. Segundo reportagem da Revista Ferroviária publicada em maio de 1989, em 1978 a RFFSA anunciou que, por intermédio de estudos, avaliara que a obra da ferrovia era inviável economicamente e a mesma não passava de uma obra megalomaníaca ou faraônica. Este estudo sugeria que as obras fossem abandonadas em favor da duplicação da Linha do Centro. Em 1980 reiniciaram as obras com prazo de conclusão para 1983. Devido a falta de recursos, os serviços não se estenderam por muito tempo, sendo paralisada novamente. Em Julho de 1983 o então Ministro dos Transportes deferiu a seguinte sentença A Ferrovia do Aço ficará pronta quando o Brasil puder ; com isso cortou todas as verbas as obras destinadas e decretou o fim da ENGEFER, empresa estatal responsável pela fiscalização das obras. 24

Em Fevereiro de 1987 entra em cena a iniciativa privada para a viabilização da construção da ferrovia, assim empresas lideradas pela MBR (Minerações Brasileiras Reunidas), comprometeram-se com o desembolso de cerca de US$ 70 milhões. Apesar deste aporte financeiro ao orçamento, os recursos não seriam suficientes para a eletrificação da ferrovia e lançamento da linha dupla. Desta forma, o novo projeto preconizava que a Ferrovia do Aço passaria a ser singela, com sistema de tração diesel elétrica, descartando-se a construção do ramal no sentido a São Paulo. Finalmente, em 30 de maio de 1989, o então presidente da república José Sarney, inaugura a Ferrovia do Aço, com 320 Km de extensão, 70 Túneis e 92 Viadutos. Em seu discurso de inauguração o Presidente afirma que as obras consumiram um total de US$ 9 milhões/km de ferrovia o que totalizou US$ 2,88 bilhões. Hoje, a Ferrovia do Aço é operada pela MRS Logística e estende suas linhas por 353 quilômetros, tendo seu trecho compreendido entre o pátio de Saudade, no município de Barra Mansa RJ, e o pátio de Otávio Dalpieve, também denominado P1-03 no município de Itabirito MG. Esse trecho é responsável pelo principal fluxo de transporte da MRS. 5. COMPONENTES DA FERROVIA TÍPICA 5.1. MATERIAL RODANTE 5.1.1 CARACTERÍSTICAS Uma das mais importantes características de uma ferrovia é seu desempenho energético devido ao baixo atrito entre as rodas dos veículos e os trilhos ferroviários, ambos de aço. O contato metal-metal favorece o baixo atrito e faz com que o gasto energético por unidade de transportada seja mais eficiente que o modal rodoviário, por exemplo. Outra característica importante é a mobilidade direcional dos veículos ferroviários, ou seja, a existência de dois graus de liberdade, facilitando sobremaneira o controle operacional, mas de certa forma, limitando a acessibilidade ao sistema ferroviário. 25

O Material rodante ferroviário é caracterizado também pela utilização de rodas cônicas, que permitem a inscrição destes veículos em curvas diminuindo a possibilidade de descarrilamento. Estas rodas possuem frisos que não permitem o total deslocamento horizontal dos veículos. Figura 2: Vista da conicidade e do friso das rodas em contato com o trilho. Os veículos ferroviários são dotados de apoios denominados Truques, que se constitui em uma estrutura de dois eixos paralelos apoiados em duas laterais e uma travessa central, sendo que os eixos são solidários as rodas e não permitem uma rolagem diferente entre as rodas. BRINA (1982) define Truque como Pequeno veículo giratório, de base rígida, sobre o qual se apóiam as estruturas (caixas) dos carros, vagões e locomotivas. Os truques possuem um estrado para receber as caixas (as caixas se encaixam sobre os truques por meio de pivôs ou piões) e são montados elasticamente sobre os rodeiros. 26

Foto 1: Truque ferroviário Fonte: Amsted Maxion 2008. A próxima figura mostra os componentes do truque ferroviário. Figura 3: Partes componentes de um truque ferroviário. Fonte: Rosa-2008 27

5.1.2 CLASSIFICAÇÃO DO MATERIAL RODANTE O material rodante de uma ferrovia pode ser classificado segundo sua capacidade de tracionar outros veículos. Os veículos que possuem tração própria são denominados locomotivas ou carros motores e os veículos que são tracionados são chamados de carros, no caso de transporte de passageiros, ou vagões, destinados ao transporte de cargas. 5.1.3 LOCOMOTIVAS Conforme descrito anteriormente, locomotivas são um tipo de veículo ferroviário responsável pelo tracionamento de outros veículos. A tração utilizada para o transporte de cargas é exclusivamente realizada por locomotivas, sendo que os carros automotrizes não são utilizados para este fim. Segundo BRINA(1988) as locomotivas podem ser classificadas em diversos critérios, dentre eles estão: a) Relação ao motor primário: a. Locomotiva a motor térmico i. Motor a combustão externa (vapor) ii. Motor a combustão interna (diesel) iii. Turbina a gás iv. Termonuclear b. Locomotiva Elétrica 5.1.3.1 Locomotivas a Vapor São as locomotivas com força de propulsão gerada por um motor a vapor. São compostas por três partes principais: A Caldeira que utiliza a energia do combustível (carvão, óleo ou madeira) e gera o vapor, a Máquina Térmica que transforma a 28

energia do vapor em trabalho mecânico e a Carroceria que compõe a locomotiva, integrando as partes e responsável pelo acoplamento com o restante da composição. O vagão reboque, também chamado de tender é obrigatoriamente acoplado à locomotiva e tem a função de servir de reservatório de água e do combustível para a caldeira. No Brasil as locomotivas a vapor continuam em operação em alguns trens turísticos entre eles o trem que liga as cidades mineiras de São João Del Rei à Tiradentes e o que liga as cidades gaúchas de Bento Gonçalves à Carlos Barbosa. 5.1.3.2 Locomotivas Elétricas São locomotivas com força de propulsão gerada por motores elétricos de tração. Estes motores são alimentados por fontes externas, por intermédio de mecanismos chamados pantógrafos que podem fazer a ligação física entre a fonte externa (rede aérea ou de sapatas ligadas a um terceiro trilho) e os motores de tração. A alimentação pode ser em corrente contínua, em tensões elétricas variando de 600 a 3 kv, ou em corrente alternada em 25 kv ou 50 kv, para locomotivas de maior potência. No caso de alimentação em corrente alternada, além de haver rebaixamento de tensão, são empregados retificadores que objetivam a retificação da corrente elétrica para alimentação dos motores de tração. 5.1.3.3 Locomotivas Diesel-Eletricas São as locomotivas mais utilizadas no transporte de cargas no país. São constituídas de um motor Diesel, acoplado a um gerador ou alternador, que alimentam motores movidos a eletricidade, responsáveis pela força de tração Esses motores são denominados Motores de Tração. 29