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 Uma ferrovia classicamente é dividida em três grandes áreas: Via Permanente, Material Rodante e Sinalização/Telecomunicação. 3 Introdução Essas áreas isoladas uma das outras podem conseguir bons resultados cada uma. A soma dos bons resultados de cada área pode não implicar no bom resultado final da ferrovia. Para harmonizar os resultados de cada área, existe uma quarta área dentro da ferrovia Não lida com praticamente nada físico Lida com processos e planos que visam gerar bons resultados para toda a ferrovia, podendo ou não ser os melhores resultados de cada uma das três áreas. 4 2
Introdução 5 Introdução Como todo bom motor, ele tem que interagir com outras externas Comercial (contratos com clientes) Diretoria da empresa (metas) Sociedade (comunidades que são afetadas socialmente, financeiramente e ambientalmente pela ferrovia) 6 3
Introdução 7 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. 8 4
Taxonomia da Operação Ferroviária A operação ferroviária pode ser dividida em dois tipos de operação: Circulação de Trens; Pátios e Terminais. A Circulação de Trens refere-se à viagem do trem ao longo da VP desde o momento que ele sai de um pátio ferroviário até chegar a outro pátio ferroviário. A operação de Pátios e Terminais implica nas operações dentro dos pátios e terminais ferroviários visando 9 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. 10 5
Centro de Controle Operacional (CCO) 11 Planejamento e Controle da Circulação de Trens A ferramenta mais usada até o momento para o planejamento da circulação de trens é o Gráfico de Circulação de Trens ou simplesmente Gráfico de Trens. Desta forma, será detalhado a seguir o gráfico de trens e como usá-lo para o planejamento da circulação de trens. Porém, para poder explicar o gráfico de trens, faz-se necessário entender como ocorre a circulação dos trens em via singela e em via dupla. 12 6
Circulação de Trens A circulação em linha dupla se dá com um trem circulando em cada linha em direção opostas, esta é a situação das operações em metro. No caso da EFVM, usam-se travessões universais que permitem o trem, independente da direção de circulação, trocar de linha sempre que alcançar um desses travessões universais ao longo da estrada. Trem 01 circulando Trem 02 circulando 13 Circulação de Trens A grande maioria das ferrovias brasileiras é em linha singela, à exceção da EFVM. Em breve a EFC também estará duplicada. No caso de linhas singelas, faz-se necessário a construção de um pátio denominado de pátio de cruzamento. Para melhor entendimento, a seguir apresenta-se o que é um pátio de cruzamento, sendo que ele é fator chave para o entendimento do gráfico de trens, bem como dos cálculos de capacidade da via em linha singela. 14 7
Pátio de Cruzamento Como a linha é singela, pode acontecer a situação de dois trens se encontrarem em sentidos opostos na mesma linha Neste caso, um dos trens é desviado para o Pátio de Cruzamento (Trem 02) e aguarda a passagem do outro trem (Trem 01) e depois da passagem deste, ele sai do Pátio de Cruzamento e prossegue viagem. Trem 01 circulando PCz01 PCz02 Trem 02 parado esperando Trem 01 passar 15 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 ortogonais. O eixo vertical representa a posição dos pátios de cruzamento ou 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. 16 8
Gráfico de Circulação de Trens Locais (Km) PCz 4 500 PCz 3 280 PCz 2 100 PCz 1 000 0 5 10 15 20 Tempo (Hrs) 17 Locais (Km) Gráfico de Circulação de Trens PCz 4 500 PCz 3 280 PCz 2 100 PCz 1 000 0 5 10 15 20 Trem circulando Tempo (Hrs) 18 9
Locais (Km) Gráfico de Circulação de Trens 500 PCz 3 PCz 2 280 100 A1 A1 = (280-100) / (13-4) = 20,0 km/h A2 = (100-0) / (16-13) = 33,3 km/h PCz 1 A2 000 0 4 13 16 20 Trem circulando Ângulo = Velocidade do trem (constante) Tempo (Hrs) 19 Gráfico de Circulação de Trens Locais (Km) 500 PCz 3 280 PCz 2 100 A1 PCz 1 A2 000 0 4 13 16 20 Trem parado entre o tempo 13 a 16 Tempo (Hrs) 20 10
Locais (Km) Gráfico de Circulação de Trens PCz 4 500 C01 PCz 3 280 C02 PCz 2 100 PCz 1 C01 C02 000 0 1 4 5 10 12 13 16 20 Tempo (Hrs) Dois trens circulando em sentidos opostos 21 Gráfico de Circulação de Trens Locais (Km) PCz 4 PCz 3 500 280 ERRO Linha Singela C02 C01 ERRO de circulação Dois trens vão colidir um pouco antes do PCz 3 PCz 2 100 PCz 1 C01 C02 000 0 1 4 5 6 10 12 13 16 20 Tempo (Hrs) 22 11
Locais (Km) Gráfico de Circulação de Trens PCz 4 500 C01 PCz 3 280 C02 PCz 2 100 PCz 1 000 C01 0 1 4 5 6 10 12 13 16 20 Proposta de circulação correta para o erro anterior C02 Tempo (Hrs) 23 Locais (Km) Gráfico de Circulação de Trens PCz 4 500 C01 PCz 3 280 C02 PCz 2 100 PCz 1 C01 C02 000 0 1 4 5 6 10 12 13 16 20 Tempo (Hrs) Proposta de programação dos trens em função de prioridade 24 12
Locais (Km) Gráfico de Circulação de Trens 500 PCz 3 C02 280 C04 PCz 2 100 PCz 1 000 C04 0 4 9 13 15 20 Ultrapassagem entre dois trens C02 Tempo (Hrs) 25 Locais (Km) Gráfico de Circulação de Trens Linha Dupla PCz 4 500 Linha Dupla Correto C01 PCz 3 280 C02 PCz 2 100 PCz 1 000 C01 C02 0 1 4 5 6 10 12 13 16 20 Tempo (Hrs) Cruzamento entre dois trens em linha dupla 26 13
Gráfico de Circulação de Trens - 2001 - EFC 27 Gráfico de Circulação de Trens - 2011 - EFC 28 14
Pátios ferroviários 29 Definição Define-se pátio ferroviário como sendo uma área plana 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. 30 15
Definição Nos pátios, o tráfego 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 permanência dos vagões dentro dos pátios. 31 Elementos de um pátio ferroviário As linhas são dispostas no pátio formando desvios visando facilitar o desmembramento e a formação de trens, ao conjunto de vários desvios denomina-se feixe de linhas AMV Marco de via Comprimento útil do desvio (Lu) 32 16
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. 33 Terminologia Básica 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. 34 17
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. 35 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. 36 18
Estação Ferroviária As estações ferroviárias são escritórios anexos aos pátios ferroviários Administrativo Controle de toda a documentação que circula com os trens, o acompanhamento dos índices de controle do terminal, dentre outras. Comercial Contato com os clientes da ferrovia, coletando documentação, verificando entrega e recebimento de mercadorias e recebendo eventuais reclamações e elogios do cliente. 37 Elementos de um pátio ferroviário Operacional, Controlar todos os recursos do pátio, inclusive ocupação Fazer a interface com o CCO para coordenar a chegada e a saída de trens do pátio Repassar para os manobreiros e maquinistas, quais as manobras devem ser realizadas. Sendo que estes só podem executar manobras com a autorização expressa da estação. 38 19
Mapa de Controle de Pátios Ferroviários Uma das técnicas mais utilizadas para a gestão dos pátios pelos colaboradores que exercem a função de CPT é o Mapa de Controle de Operações de Pátios Ferroviários O mapa consiste em um layout de todo o pátio ou de um setor contendo todas as linhas, equipamentos de carregamento e descarga, facilidades, sinalização e o que mais for relevante no pátio 39 Mapa de Controle de Pátios Ferroviários 40 20
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 41 Pátio de Manobra Os Pátios de Manobra podem ser subdivididos em três áreas, ou feixes de desvios Recepção Classificação Formação 42 21
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 43 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 44 22
Pátio de Classificação Os Pátios de Classificação podem ser de três tipos: Plano; Hump yard, Gravidade. 45 Pátio de Formação O Pátio de Formação tem por objetivo principal agrupar os conjuntos de vagões classificados no Pátio de Classificação dentro da sequência 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. 46 23
Pátio de Formação Os lotes de vagões da primeira estação que o novo trem vai passar devem ser posicionados na cauda do trem, evitando assim, que na próxima estação sejam feitas manobras para retirar os vagões destinados a ela A formação do trem depende da disponibilidade de locomotivas de viagem e do trecho a ser percorrido 47 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 Nestas áreas devem existir equipamentos para o tipo de carga que a área movimenta, assim, podem-se ter terminais especializados em: Carga a granel; Carga geral; Contêiner. 48 24
Terminal Ferroviário de Granel As instalações variam em função da carga a granel se sólida, líquido e gasoso As instalações para do Terminal Ferroviário de Granel Sólido serão divididas em carregamento e descarga Dentre as instalações para carregamento de vagões, destacam-se: muros de carregamento. silos de carregamento, praias de terminal. 49 Terminal Ferroviário de Granel Carregamento Os muros de carregamento são construções que servem para suportar um aterro mais alto que a linha férrea e que fica na altura do frechal dos vagões Usualmente, a face deste aterro tem um muro de arrimo a 90 o paralelo a linha férrea onde o vagão vai ser posicionado Por cima deste aterro circulam as pás mecânicas que trazem a carga das pilhas de estocagem e as depositam dentro dos vagões. As pilhas de estocagem devem estar próximas ao muro para evitar grandes deslocamentos das pás mecânicas Eles são usados, principalmente, para minério de ferro, carvão, calcário, gusa entre outros 50 25
Pátio Terminal Ferroviário 51 Terminal Ferroviário de Granel Carregamento Os silos são estruturas, metálicas e/ou de concreto, que comportam um grande depósito na sua parte superior que possui uma abertura na parte inferior Esta abertura fica numa altura superior ao frechal do vagão 52 26
Terminal Ferroviário de Granel Carregamento 53 Terminal Ferroviário de Granel Carregamento Granel agrícola, soja, farelo de soja, milho, alguns silos diferem um pouco do modelo apresentado As comportas possuem tubos que podem ser operados de forma automática ou pelo operador de carregamento que direciona a carga para os lados e cantos dos vagões 54 27
Terminal Ferroviário de Granel Carregamento 55 Terminal Ferroviário de Granel Carregamento A praia de terminal é a forma mais econômica para carregamento de granel, mas, nem sempre, a maneira mais eficiente Os vagões são carregados através de empilhadeiras especiais, como no caso de toretes de madeira ou por meio de pás mecânicas, 56 28
Terminal Ferroviário de Granel Carregamento 57 Terminal Ferroviário de Granel Descarga Instalações para descarga de vagões com granel sólido, viradores de vagões; moegas ferroviárias; praias de terminal. 58 29
Terminal Ferroviário de Granel Descarga 59 Terminal Ferroviário de Granel Descarga As moegas ferroviárias podem variar sua forma em função da carga a ser descarregada. As duas formas mais usuais são: Elevado; Moegas com esteira. 60 30
Terminal Ferroviário de Granel Descarga 61 Terminal Ferroviário de Granel Descarga Moegas ferroviárias Descarga dos vagões por gravidade, no entanto a carga cai sobre transportadores de correia que levam a carga até armazéns ou silos Produtos descarregados: grãos em geral, farelo, fertilizantes, cal, magnesita, fosfato, enxofre, açúcar, etc. 62 31
Moega Terminal Ferroviário de Granel Descarga Tremonha Vagão Piso da meoga Em tela vazada 63 Terminal Ferroviário de Granel Descarga Moega Moega 64 32
Moega Terminal Ferroviário de Granel Descarga Comportas 65 Terminal Ferroviário de Granel Descarga Moega Comportas 66 33
Terminal Ferroviário para Carga Geral Em um Terminal Ferroviário para Carga Geral as instalações variam muito, sendo praticamente exclusivas para cada tipo de carga Existem dois tipos básicos de Terminal Ferroviário para Carga Geral: cobertos, a céu aberto. 67 Terminal Ferroviário para Carga Geral Coberto Os terminais cobertos têm por objetivo operar cargas que não podem ficar expostas ao tempo Precisam ser operadas independentemente da situação climática (chuva, neve, etc) Cargas que necessitam desta proteção, citam-se: fardos de celulose, sacos de leite em pó, bobinas de aço a frio caixarias outras 68 34
Terminal Ferroviário para Carga Geral Coberto 69 Terminal Ferroviário para Carga Geral a Céu Aberto Os terminais a céu aberto seguem o mesmo conceito de praia de terminal, podendo ser pavimentados ou não Terminais mais organizados e com um tráfego maior, comumente, têm sua praia de terminal pavimentada Se o terminal tiver equipamentos que operem sobre trilho, este problema do terminal se tornar um atoleiro é menos grave. 70 35
Terminal Ferroviário para Carga Geral a Céu Aberto 71 Terminal Ferroviário para Carga Geral Equipamentos Existem dois equipamentos que exercem a mesma função das empilhadeiras Conforme o uso ser dentro de armazém ou a céu aberto São eles: pórticos, pontes rolantes. 72 36
Terminal Ferroviário para Carga Geral Equipamentos 73 Terminal Ferroviário para Carga Geral Equipamentos 74 37
Terminal Ferroviário para Contêiner As empilhadeiras reach stacker e a empilhadeira top lift são especializadas para operação de carregamento e descarga de contêiner A diferença entre ambas é que a top lift é mais empregada para contêineres vazios e alcança uma menor distância a partir da torre. 75 Terminal Ferroviário para Contêiner Equipamentos Reach Stacker 76 38
Terminal Ferroviário para Contêiner Equipamentos Reach Stacker 77 Como fazer uma manobra 78 39
Como fazer uma manobra 79 40