Diretrizes para reimplantação da geometria adequada na EFC frente o cenário de renovação de...

FACULDADE BRASILEIRA PS-GRADUAO EM ENGENHARIA FERROVIRIA

MARIO WENCESLAU PROENA SILVA

DIRETRIZES PARA REIMPLANTAO DA GEOMETRIA ADEQUADA NA EFC FRENTE O CENRIO DE

RENOVAO DE LINHA

VITRIA - ES 2011


DIRETRIZES PARA REIMPLANTAO DA GEOMETRIA ADEQUADA NA EFC FRENTE O CENRIO DE

RENOVAO DE LINHA

Trabalho de Concluso do Curso de Especializao Lato Sensu em Engenharia Ferroviria apresentado Faculdade Brasileira - UNIVIX, como requisito parcial para obteno do ttulo de Especialista em Engenharia Ferroviria. Orientador: Victor Rogrio Cavalcante Silva

VITRIA - ES 2011


DIRETRIZES PARA REIMPLANTAO DA GEOMETRIA ADEQUADA NA EFC FRENTE O

CENRIO DE RENOVAO DE LINHA

Trabalho de Concluso de Curso apresentado ao Curso de Ps-graduao em Engenharia Ferroviria, como requisito parcial para obteno do grau de especialista em Engenharia Ferroviria. Orientador:

Aprovado em 16 de novembro de 2011.

BANCA EXAMINADORA

__________________________________________

Prof. M.Sc. Jose Heleno Ferracioli Nunes Faculdade Brasileira Examinador

__________________________________________

Prof. M.Sc. Edilene Pereira Borges Carlos Faculdade Brasileira Examinador

__________________________________________

Prof. M.Sc. Isabela de Freitas Costa V. Pylro Faculdade Brasileira Examinador

AGRADECIMENTOS

Agradeo indistintamente a todas as pessoas com as quais convivi e trabalhei ao longo dos seis anos em que estive na Estrada de Ferro Carajs, que me deram a oportunidade de conhecer a grande empresa que a Vale e tambm de aprender muito. Estes diversos ajudantes, tcnicos e lderes experientes ou em aprendizado, pessoas obstinadas a levar minrio de ferro da Serra de Carajs at na Ponta da Madeira, considerarei, por onde quer que eu v, como grandes amigos.

DEDICATRIA

Este trabalho dedicado s pessoas que trabalham acreditando realmente no que esto fazendo, que sabem que podem ainda melhorar o que j existe, e que tambm, acreditando que nem tudo est perdido, no desistem nunca.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Equipamento de Correo Geomtrica Plasser &Theurer........................11

Figura 2 Traado da linha em planta.......................................................................12

Figura 3 Traado da linha em perfil.........................................................................13

Figura 4 Esquema de Superelevao - variao dentro de uma curva..................13

Figura 5 Desguarnecedora de Linha Plasser & Theurer em trabalho.....................15

Figura 6 Detalhe de desmontagem da linha pela Renovadora de Linha Matisa.....15

Figura 7 Critrios e parmetros para projeto geomtrico ferrovirio.......................30

Figura 8 Segmentos da EFC com esforos excessivos em engates de vages.....35

Figura 9 Marcos de referncia RN ao longo das curvas e tangentes.....................44

Figura 10 Marcos de apoio ao longo da poligonal que acompanha a ferrovia........45

Figura 11 Toes track macro.....................................................................................48

Tabela 1 Comparao entre as micro rampas subsequentes.................................67

Tabela 2 Resumo dos perfis da linha analisada e da EFC .....................................82

LISTA DE GRFICOS

Grfico 1 Estoros de trao e compresso mximos em vages para vrios tipos de trens.......................................................................................................................36

Grfico 2 ngulos de ataque do friso de roda no boleto do trilho sem e com curva de transio................................................................................................................37

Grfico 3 Comparao das relaes L/V e esforos laterais nas curvas com e sem transio.....................................................................................................................38

Grfico 4 Perfil altimtrico da EFC com irregularidades e detalhes em defeitos presentes....................................................................................................................42

Grfico 5 Perfil do segmento estudado e apresentao de defeito em aparente linha em nvel.............................................................................................................54

Grfico 6 Detalhe do defeito na aparente linha em nvel........................................55

Grfico 7 Viso ampliada do defeito na aparente linha em nvel............................56

Grfico 8 Dimenses do defeito na aparente linha em nvel...................................57

Grfico 9 Rampa mdia do defeito e presena de vrias micro rampas na aparente linha em nvel.............................................................................................................58

Grfico 10 Defeitos sucessivos e de grande monta em rampa desfavorvel ao trem carregado...................................................................................................................59

Grfico 11 Aproximao dos defeitos sucessivos em rampa desfavorvel ao trem carregado...................................................................................................................60

Grfico 12 Maior aproximao dos defeitos sucessivos em rampa desfavorvel ao trem carregado...........................................................................................................61

Grfico 13 Dimenses do defeito principal existente na rampa..............................62

Grfico 14 Linha acima da cota de projeto..............................................................63

Grfico 15 Grande extenso de linha acima da cota de projeto.............................64

Grfico 16 Detalhamento que mostra a altura da linha acima da cota de projeto..65

Grfico 17 Medio da altura da linha acima da cota de projeto............................66

Grfico 18 Rampas encontradas no perfil de - 0,32%.............................................68



Grfico 21 Rampas encontradas no perfil de 0,00%...............................................69

Grfico 22 Rampas encontradas no perfil de + 0,20%............................................70





Grfico 27 Perfil do trecho e esforos de compresso no experimento..................75

Grfico 28 Perfil do trecho e esforos de trao no experimento...........................77

Grfico 29 Perfil do trecho e choques de trao e compresso no experimento....79

Grfico 30 Consumo de combustvel no experimento, perfil altimtrico e posio dos trens ....................................................................................................................81

SUMRIO

1 INTRODUO ....................................................................................................... 10 2 AVANOS ENCONTRADOS ................................................................................ 18 2.1 TRENS PREDOMINANTES ................................................................................ 18 2.2 VELOCIDADES PRATICADAS ........................................................................... 20 2.3 CADASTRO DE CURVAS ................................................................................... 20 2.4 ESTUDOS SOBRE SUPERELEVAES ADEQUADAS ................................... 21 2.5 CONTRATO DE SERVIOS DE APOIO RENOVAO ................................. 22 2.5.1 Levantamento planialtimtrico da linha ....................................................... 23 2.5.2 Levantamento de poligonal ........................................................................... 23 2.5.3 Determinao do eixo corrigido .................................................................... 24 2.5.4 Implantao de rede RN para apoio da obra e projeto ................................ 24 2.5.5 Acompanhamento dos servios de correo geomtrica .......................... 24 2.5.6 Implantao de marcos de apoio .................................................................. 25 2.6 PROCEDIMENTOS DE CORREO GEOMTRICA DA MANUTENO ........ 25 3 GEOMETRIA ADEQUADA A SER IMPLANTADA NA VIA PERMANENTE ........ 27 3.1 ESTUDOS ........................................................................................................... 27 3.2 IMPLANTAO ................................................................................................... 28 3.3 TOLERNCIAS A DEFEITOS ............................................................................. 28 3.4 VELOCIDADE A SER ADOTADA PARA A EFC ................................................. 31 3.5 CONSIDERAES SOBRE CURVAS................................................................ 34 3.6 CONSIDERAES SOBRE SUPERELEVAES ............................................ 38 3.7 A GRAVE INFLUNCIA DAS VARIAES DE PERFIL..................................... 39 3.8 A EXPERINCIA PROPOSTA ............................................................................ 41 3.9 IMPORTNCIA DOS MARCOS DE REFERNCIA ............................................ 43 3.10 PROCEDIMENTO OPERACIONAL PARA IMPLANTAO ............................. 45 3.11 MANUTENO DAS AMARRAES DE DISTNCIA AO EIXO E COTAS DO TRILHO AO LONGO DO TEMPO ............................................................................. 47 4 EFICINCIA ENERGTICA E SUAVIDADE NA OPERAO. VALE A PENA? . 48 4.1 PERCEPO DO USO DE FALSAS INFORMAES....................................... 48

4.2 EXPERINCIA INDITA DA VALE ..................................................................... 49 4.3 RAIO X DE LINHA. ISTO EXISTE? ..................................................................... 50 4.4 FALSA LINHA EM NVEL E CENTENAS DE MICRO RAMPAS ......................... 66 4.5 OS RESULTADOS QUE NINGUM QUERIA VER (MAS EU QUERIA)............. 72 4.5.1 Esforos de compresso ............................................................................... 74 4.5.2 Esforos de trao ......................................................................................... 76 4.5.3 Choques de trao e compresso ................................................................ 78 4.5.4 Consumo de combustvel .............................................................................. 80 5 CONCLUSO ........................................................................................................ 84 6 REFERNCIAS ...................................................................................................... 88 7 GLOSSRIO .......................................................................................................... 90 ANEXOS ................................................................................................................... 92

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1 INTRODUO

Ao longo da existncia da Estrada de Ferro Carajs (EFC), ferrovia com bom traado geomtrico que a fez ser considerada entre as mais modernas do mundo, a via foi se degradando e as boas prticas de procedimentos de manuteno, dentre eles os de Correo Geomtrica, foram sendo abandonados ou deixados para segundo plano.

O envelhecimento e sucateamento de parte do parque de mquinas existentes e a falta de destinao de recursos para a Via Permanente, tiveram como consequncia o adiamento contnuo da renovao parcial da linha e da modernizao e aumento da frota com equipamentos dotados de novas funcionalidades necessrias. Alm disto, contribuiu para a degradao da linha a falta de investimentos necessrios em substituies de dormentes de madeira da poca da construo, cujo conjunto como um todo teve suas funes vitais gradativamente comprometidas, chegando a atingir nveis impraticveis de substituio quando alcanaram o final de sua vida til em quase toda a linha entre 20 e 25 anos de operao da ferrovia, e a limpeza do lastro, cuja contaminao principal, notadamente com minrio, a fez perder totalmente sua capacidade elstica e drenante em tambm grande extenso.

Alm destas questes relativas ao envelhecimento do parque fsico dos equipamentos, da poltica de substituio de dormentes e de limpeza de lastro, os processos refinados de Correo Geomtrica tambm foram abandonados devido falta de continuidade das boas prticas at ento existentes, falta de treinamentos para operadores e tcnicos e descontinuidade de uma poltica gerencial mais tcnica da rea de Via Permanente.

Apesar de ser a Renovao da Via um processo natural de correo de todos estes problemas, entende-se que no h de fato um critrio preciso para sua realizao devido a inmeros fatores envolvidos. importante fazer o mximo uso, e de forma imparcial, das informaes disponveis de cada um destes fatores. Altas somas de dinheiro envolvendo custos de manuteno, operao e mesmo renovao devem ser considerados. Uma recapitulao de vrios fatores merece considerao, quando se est preparando ou prevendo um servio de renovao. Pode-se citar, dentre tantos e como exemplo: dados de fratura de trilho em relao tonelagem bruta trafegada; desgastes de trilhos; qualidade das fixaes; qualidade dos

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dormentes, especialmente com respeito fratura e deteriorao das superfcies de suporte (parte inferior); estado atual da geometria e suas tendncias, baseadas nas medies e informaes do carro controle; evoluo dos custos de manuteno; benefcios e reaproveitamento dos materiais retirados da linha.

Enfim, alguns princpios podem ser usados como base para uma Renovao da Via. Renovaes parciais tambm podem ser consideradas antes de uma renovao total, onde podem ser realizados separadamente e em pocas distintas a renovao dos trilhos, a renovao de dormentes, a renovao ou limpeza de lastro, etc..

A EFC estar submetida entre 2010 e 2016 a uma Renovao de linha, processo este que consiste em desguarnecimento de todo o lastro com posterior peneiramento e retorno da parte enquadrada na especificao vigente e substituio de todos os dormentes de madeira por outros de concreto, todo o sistema de fixaes e tambm todos os trilhos defeituosos.

Isto proporcionar dois momentos em que a Correo Geomtrica, demonstrada em sua execuo por uma Socadora automtica na Figura 1, se far necessria em toda a extenso da ferrovia. Nestas duas oportunidades pretende-se adequar a geometria da linha sua melhor configurao possvel, ainda a ser estudada e determinada.

Figura 1: Equipamento de Correo Geomtrica Plasser &Theurer Fonte: PLASSER & THEURER, 2003.

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Com esta oportunidade de se retomar a execuo da Correo Geomtrica da forma mais tcnica possvel, surgiro tambm novas oportunidades de se retomar padres de servio mais eficazes que contenham parmetros de qualidade que possam ser referncias para influir na operao de trens, trazendo inclusive ganhos financeiros, pois uma linha alinhada e nivelada oferece menores esforos para ser vencida, sem contar que vrios servios podero inclusive deixar de ser executados, caso a geometria da linha permanea dentro dos limites de segurana e manuteno.

Assim, caracteriza-se como objeto de pesquisa, a seguinte questo:

Como recuperar a geometria original prevista em projeto da Estrada de Ferro Carajs, adequando-a com melhorias voltadas ao modelo operacional atual?

A escolha de um alinhamento e nivelamento adequados da linha o mais prximo possvel do original implantado, adequado s alteraes irreversveis de traado (exemplificado na Figura 2) e perfil (exemplificado na Figura 3) devidos s variantes criadas e mantidas e aos abatimentos de aterro dever ser a primeira tarefa a ser desenvolvida.

Figura 2: Traado da linha em planta Fonte: MAGALHES; SILVA, 2005.

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Figura 3: Traado da linha em perfil Fonte: MAGALHES, SILVA; 2005.

Depois, buscando-se uma segmentao da ferrovia em trechos com padro de velocidade semelhante, dever ser determinado para cada um deles a superelevao adequada (exemplo ilustrativo na Figura 4).

Figura 4: Esquema de Superelevao - variao dentro de uma curva Fonte: MAGALHES; SILVA, 2005.

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A implantao em si ocorrer com os equipamentos usuais e apoio de equipes topogrficas. Para tal, e para manuteno do que tenha sido implantado, que ocorrer em outras tantas oportunidades, haver de se criar uma rotina de trabalho registrada em um Procedimento Operacional (PRO).

O objetivo geral da pesquisa fornecer metodologia consistente que possibilite e facilite a implantao e manuteno da geometria adequada na Estrada de Ferro Carajs.

Foram definidos os seguintes objetivos especficos: orientar determinao da Superelevao ideal para cada curva levando em conta velocidades de trens vazios e carregados; determinar e orientar a metodologia topogrfica para locao de alinhamento e greide adequados; elaborar plano de trabalho para possibilitar que as equipes de Correo Geomtrica possam implantar a geometria ideal e elaborar uma diretriz que permita a materializao dos pontos geomtricos para futuras correes.

A EFC est no momento exato de retomada desta atividade. A renovao de linha j citada, com o desguarnecimento total do lastro, feito de forma semelhante ao mostrado na Figura 5 e posteriormente completado com os trabalhos de substituio de materiais mostrados na Figura 6, iniciou em agosto de 2010 e tem previso de ser concluda em julho de 2016. Significa que toda a via permanente ser literalmente trabalhada, em todos os seus aspectos: substituio de trilhos, dormentes, fixaes, limpeza de lastro e correo geomtrica, alm de mapeamento de pontos problemticos de infraestrutura que forem encontrados debaixo da linha.

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Figura 5: Desguarnecedora de Linha Plasser & Theurer em trabalho Fonte: MOURA, 2009a.

Figura 6: Detalhe de desmontagem da linha pela Renovadora de Linha Matisa Fonte: MOURA, 2009b.

Dentre os vrios servios a serem executados, a Correo Geomtrica da linha um que dever ser implantado de qualquer maneira, com ou sem estudo, com ou sem critrio, porque ser necessrio como servio complementar aos demais antes da liberao da linha ao trfego.

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O fato deste servio ser praticamente todo mecanizado com equipamentos de ponta e ocorrer de forma lenta e gradativa em um traado geomtrico muito bom e favorvel aos trabalhos de correo, faz desta oportunidade o momento de reimplantar a geometria mais perfeita quanto possvel na EFC, praticamente sem nenhum custo adicional, mas apenas direcionando os trabalhos para a forma correta de faz-los.

Alm dos aspectos construtivos geomtricos, influem diretamente na manuteno geomtrica refinada de cada ponto especfico as velocidades ali praticadas, que so um captulo a parte, porque possuem alta variabilidade em relao ao sentido de circulao e tipo dos trens.

No desenvolvimento deste trabalho, foram adotados os seguintes procedimentos:

Pesquisa com a utilizao do mtodo Hipottico-dedutivo. Em relao ao objetivo, a pesquisa foi Explicativa. Em relao abordagem ela foi Quantitativa-qualitativa (mista). O trabalho realizado tem um embasamento terico, j que nada est sendo inventado, mas apenas remontado para a oportunidade de implantao que se faz presente. Para tanto, a bibliografia j pesquisada e constante neste trabalho mais que suficiente para garantir que a fsica dos movimentos estar presente nos clculos. Foram procurados estudos estatsticos e bibliografia especfica da rea que embasasse teoricamente a adoo de uma velocidade determinada para cada equipamento de via permanente (nome atribudo s curvas e tangentes existentes). Foram pesquisadas bibliografias de cunho prtico de implantao que facilitasse e direcionasse o processo de campo.

Os PROs de Correo Geomtrica foram buscados no Sistema de Padronizao da Vale (SISPAD).

Na coleta de dados sobre a geometria da linha usou-se o cadastro existente de equipamentos de via permanente (curvas e tangentes) existente junto ao projeto da EFC, para que no houvesse equvocos de informaes to importantes.

As velocidades dos trens foram pesquisadas junto ao simulador de trens para determinao da ideal para o trecho, mas a pesquisa se estendeu grande massa coletada de velocidade dos trens que circulam nos locais estudados. As restries

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temporrias de velocidade foram expurgadas destes dados para no corromperem a estatstica montada.

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2 AVANOS ENCONTRADOS

Apesar de toda a degradao encontrada na EFC, grandes avanos ocorreram ou tentaram ser implementados ao longo do tempo na tentativa de se romper de alguma forma a situao complicada atualmente encontrada.

Dentre eles destacamos apenas alguns, que tm a ver com o trabalho proposto:

Predominncia notvel de trens padronizados, portanto com as mesmas caractersticas de operao;

Maioria das velocidades praticadas dentro de uma normalidade e previsibilidade, decorrente da padronizao e uso de simuladores e PROs de operao de trens;

Manuteno de um cadastro de curvas completo desde a construo, sem alteraes de traado ou mudanas significativas;

Estudo de superelevaes adequadas levando em conta a existncia do cadastro de curvas, a previsibilidade das velocidades a serem praticadas atravs do Simulador de Operao e os devidos registros das mesmas atravs de Sistema de controle de operao;

Manuteno de um contrato que prev equipe topogrfica acompanhando a Renovao de linha, capaz de executar todo o levantamento da situao atual, projetar as melhorias e adequaes necessrias e implantar o melhor projeto que tenha sido definido para a geometria da linha;

Preocupao das reas envolvidas em atualizar os PROs visando melhorias tcnicas nos processos de execuo, em que pese estarem focados mais na operao do equipamento e em sua segurana do que na execuo tcnica do trabalho.

2.1 TRENS PREDOMINANTES

So vrios os tipos de trens que trafegam na EFC. De acordo com informaes repassadas para a Agncia Nacional de Transportes Terrestres (ANTT) em apresentao da ferrovia (REAL, 2011), so eles:

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Trens de Minrio - Denominao dada para os trens que transportam minrio de ferro para exportao com origem na Serra de Carajs e destino no Terminal Ferrovirio Ponta da Madeira (TFPM). So moldados com 330 vages divididos em 3 lotes de 110 e 4 locomotivas em trao distribuda (tambm chamados de Tricotrol) onde so posicionadas ao longo da composio delimitando os citados lotes. Novas configuraes esto sendo montadas com 3 locomotivas de maior potncia. Nos trechos de rampa acentuada, no sentido Mina Porto so utilizadas mais 2 locomotivas na cauda com a finalidade de fazer o Helper (reforo de potncia incrementada para empurrar a composio);

Trens Cargueiros So os demais trens que transportam cargas na EFC. Transportam minrio de ferro para o mercado interno (clientes ao longo da ferrovia), ferro gusa, concentrado de cobre, nquel, carvo, combustveis, celulose, soja, farelo, fertilizante e contineres, alm de cargas no remuneradas da prpria Vale. O comprimento destes trens varivel e limitado a 2500 metros devido a restries operacionais e so tracionados por 1 ou 2 locomotivas;

Trens de Passageiro Composto por 2 locomotivas, sendo que uma funciona como reserva para o caso de pane da primeira, 20 carros de passageiro entre classe econmica e executiva e 3 carros de apoio para lanchonete, gerador e bagageiro.

Trens de Servio So os trens das equipes de Manuteno, Autos de linha e Equipamentos de linha.

Como os Trens de servio no possuem relevncia comercial, eles circulam nos intervalos possveis entre os demais. Trens de passageiro, embora em quantidade reduzida e sem ganhos comerciais, so preferenciais por possurem carter social e por ter sua circulao atrelada a dispositivos mnimos legais da concesso. Entre os trens de carga comercial, e de acordo com o planejamento de longo prazo da Vale (VALE, 2010a), os Trens de Minrio correspondem a 90% do transporte da ferrovia, sendo ento os predominantes em relao aos chamados Trens Cargueiros.

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2.2 VELOCIDADES PRATICADAS

A grande predominncia de trens de minrio, responsvel por aproximados 90% de todo o transporte da ferrovia, e a implantao de trens com tamanho, peso e velocidades pontualmente padronizados na grande maioria dos casos, permite que possa ser identificada para cada ponto da ferrovia, pelo menos de forma terica, qual a velocidade praticada.

Na prtica, esta determinao no totalmente assertiva porque variaes pessoais nas condues dos trens, restries de velocidade impostas na via e presena de rampas limite acentuadas para principalmente trens carregados fazem com que existam distores acentuadas principalmente entre trens de sentido opostos. Mas entende-se que esta situao possa ser contornada dando-se mais peso estatstico nos clculos s presenas dos trens carregados, que mais influenciam no desgaste dos materiais e na manuteno dos servios implantados.

Para ajuste da geometria da via permanente j implantada, no h influncia direta do tipo de trem que nela circula. Esta influncia existe predominantemente devido a dois fatores: geometria implantada e principalmente velocidade praticada. No importa que esteja circulando um Auto de linha ou um Trem de Minrio com 330 vages. Para um ajuste geomtrico dentro dos parmetros fsicos requeridos, no existe influncia do peso do vago ou do tamanho e quantidade de vages da composio (MAGALHES, 2005a).

2.3 CADASTRO DE CURVAS

Outro fator que ir influenciar o valor da Superelevao o raio da curva para a qual ela esteja sendo calculada. Segundo pesquisas feitas (BRINA, 1988), a superelevao inversamente proporcional ao raio onde esteja inserida. Raios maiores tero superelevaes menores e raios menores tero superelevaes maiores.

Foi resgatada uma tabela de curvas e tangentes em Excel, possivelmente oriunda do Sistema SIG (ANEXO A) (VALE, 1997), onde os dados geomtricos bsicos da EFC esto dispostos de forma ordenada. Pode-se colher nesta tabela, a despeito de algumas informaes complementares menos importantes para este trabalho, os

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seguintes dados referentes s curvas existentes: Id da Curva, Km inicial, Km final, Comprimento, Raio e Lado da curvatura, se direito ou esquerdo.

2.4 ESTUDOS SOBRE SUPERELEVAES ADEQUADAS

Levando em conta que as alteraes mais sensveis da geometria da linha estaro circunscritas superelevao, estas merecero ateno especial.

Levar-se- em conta para os clculos uma velocidade de trens a ser ainda estudada que favorea os trens lentos, ou seja, que indique uma superelevao menor que a mxima calculada e possivelmente menor que a mdia.

Mesmo que seja adotada a velocidade mdia especfica em cada curva para os trens de minrio (predominantes), em detrimento dos demais trens, haver que se definir nos clculos a preferncia de se considerar ou os trens carregados (sentido mina/porto) ou os vazios (sentido porto/mina), que possuem em alguns casos velocidades muito diferentes.

Antigos estudos da Rede Ferroviria Federal (RFFSA), que remontam da tambm extinta Estrada de Ferro Central do Brasil (EFCB) (RFFSA, 1983), sugerem que as superelevaes devem ter um limite superior bem abaixo dos valores calculados pelas frmulas desenvolvidas. Segundo informaes verbais (MAGALHES, 2005b), um grande engenheiro das citadas ferrovias, ao ser questionado do porque destas limitaes, apenas disse que se o questionador viesse a alterar este limite, iria passar a atender ocorrncias ferrovirias de descarrilhamentos com muita frequncia dali por diante. As pesquisas seguintes deste questionador concluram que a maioria das antigas ocorrncias acontecia com superelevao acima de determinado valor. Concluiu ento que, naquela remota poca, o limite teria sido estabelecido de forma emprica sem maiores conhecimentos de geometria de linha. Anos mais tarde e baseado em novos estudos, o questionador e relator do caso concluiu que aquele limite viria a garantir que os trens lentos no sofressem alvio de carga nas rodas externas, limites estes que favoreceriam a subida do friso no boleto do trilho.

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2.5 CONTRATO DE SERVIOS DE APOIO RENOVAO

Com exceo da superelevao, cuja determinao pode ser estudada fora do trecho e sua implantao depende exclusivamente do equipamento mecanizado j existente, as cotas de nivelamento e alinhamento devero ser estudadas a partir de levantamento topogrfico de campo, projeto em software especialista e locao dos pontos de referncia em campo. A partir da, o mesmo equipamento citado far a devida implantao, mas com equipe de campo especializada acompanhando o servio e conferindo a sua qualidade.

Esta equipe e estes servios devem ser terceirizados e esto previstos no QLP (quadro de lotao de pessoal) do contrato de Renovao de Linha ora implantado.

Como o servio j no praticado na EFC h muitos anos, deve haver acompanhamento passo a passo desta atividade para se fazer cumprir estas orientaes de forma eficaz.

Para que isto fosse possvel foram criadas no Contrato de terceirizao da atividade (ANEXO B) (VALE, 2010b) linhas de servio especficas para a determinao, correo e implantao da geometria da linha. Estas atividades, listadas a seguir, permitem que a situao atual da geometria seja mapeada, que um novo eixo e greide sejam projetados e implantados topograficamente atravs do servio mecanizado e que o servio seja acompanhado pela equipe de topografia, que alm de subsidiar com as informaes necessrias, confere o servio feito. Aps a passagem do equipamento e j prevendo futuras intervenes das equipes de manuteno, so instalados marcos fsicos de referncia de modo a se manter em campo as informaes necessrias. As linhas de contrato so:

Levantamento planialtimtrico da linha;

Levantamento de poligonal (eventual);

Determinao do eixo corrigido;

Implantao de rede de referncia de nvel (RN) para apoio obra e projeto;

Acompanhamento dos servios de correo geomtrica;

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Implantao de Marcos de apoio (eventual);

Instalao de marco de referncia.

O detalhamento de cada uma das atividades listadas se encontra abaixo. Para atender a Renovao de Linha em curso foi criada uma especificao de servios com descries semelhantes s listadas de modo a cercar toda a necessidade dos servios de topografia que estaro sendo realizados e garantir a implantao da Correo Geomtrica pelo mtodo Absoluto.

Os servios seguiram os preceitos da Norma da ABNT NBR-13133.

Foram determinados que todos os levantamentos deveriam ser entregues para a Vale por meio eletrnico em extenso dwg e os relatrios em extenso doc e/ou xls. Todas as atividades de campo deveriam ser registradas por meio digital (dados coletados de campo, cadernetas de campo, croquis dos levantamentos, arquivos intermedirios de transferncia, arquivos de dados e processamentos gerados pelos programas de clculo).

2.5.1 Levantamento planialtimtrico da linha

uma atividade que deve ocorrer utilizando-se uma poligonal com eixo na linha principal e dados levantados tambm nas linhas adjacentes que estejam paralelas, que sero os casos de ptios de cruzamento e alguns desvios.

Neste levantamento devem ser acrescentados tambm o nivelamento e as larguras das banquetas e a existncia ou no dos dispositivos de drenagem superficiais.

A apresentao do levantamento deve ser em desenho digital que permita um novo projeto de greides e eixos de linha, que devero inclusive fazer parte do servio.

2.5.2 Levantamento de poligonal

Este dever ser um trabalho eventual e executado somente quando se quiser fazer um levantamento de determinada rea que esteja fora da poligonal normal levantada ao longo da linha no levantamento planialtimtrico. Esta poligonal dever ser levantada a partir de um ponto conhecido e previamente levantado ou encontrado, e seguir em direo rea ou caminhamento que se quer levantar.

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2.5.3 Determinao do eixo corrigido

Este eixo dever ser determinado a partir dos dados do levantamento planialtimtrico da linha feito anteriormente ou resgatado de levantamentos anteriores, desde que confiveis e atualizados.

Consistir no lanamento dos dados topogrficos e apresentao por meio eletrnico, para projeto do novo greide e alinhamento proposto para a linha principal, e dentro do possvel, adotando o projeto original de implantao da ferrovia como projeto a ser implantado.

2.5.4 Implantao de rede RN para apoio da obra e projeto

A Implantao da rede RN para apoio obra e projeto ser considerada como a locao em campo do eixo corrigido do projeto criado ou do projeto resgatado para a linha principal. Juntamente com a locao do eixo novo a ser adotado devero ser informados e marcados em campo, para os servios que se fizerem posteriores, as respectivas cotas que sero tambm adotadas.

Devero ser locados os marcos de referncia dos pontos notveis e demais pontos necessrios para as futuras correes geomtricas. Nas curvas devero ser a cada 20 metros e nas tangentes a cada 250 metros.

Como apoio, dever ser lanado um eixo paralelo linha. Este eixo dever preferencialmente ser equidistante do eixo projetado da ferrovia (para facilitar a implantao do eixo corrigido da linha) e dever a cada ponto possuir indicao da cota determinada do novo projeto.

2.5.5 Acompanhamento dos servios de correo geomtrica

Este acompanhamento dever ser executado com uma equipe mnima formada por um Nivelador e por um Ajudante, que devero acompanhar todos os servios de correo geomtrica executados pelas Socadoras de linha.

A tarefa dever ser executada durante todo o perodo de trabalho dos equipamentos de correo geomtrica, em quantas etapas vierem a ocorrer, assim entendendo as vrias socarias para se colocar a linha na cota de nivelamento que for necessria.

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Em princpio dever ocorrer uma vez no desguarnecimento e outra na renovao. Se, por questo estratgica, o desguarnecimento e a renovao ocorrerem numa mesma frente de trabalho, a atividade poder ocorrer toda de uma s vez.

Todas as cotas e distncias referentes ao eixo da linha corrigida devero ter como referncia o eixo paralelo previamente locado.

2.5.6 Implantao de marcos de apoio

Esta implantao dever ocorrer caso os marcos de apoio existentes na ferrovia no sejam encontrados ou tiverem sido comprometidos com algum deslocamento acidental.

Os atuais marcos de apoio, em sua maioria, so os existentes ao longo da linha, implantados com a criao da ferrovia ou posteriormente com o advento das obras de ampliao de ptios ou duplicao.

Devero ser locados a partir das coordenadas de algum outro marco existente. Devero ser fixados com base de concreto que impea o seu deslocamento e em local adequado.

2.5.7 Instalao de marco de referncia

A instalao do marco de referncia dever ocorrer com a instalao de trilho de 1,5 m de comprimento chumbado na banqueta com base em concreto estrutural com dimetro de 0,40 m e profundidade de 0,50 m.

Aps a instalao, e estando curado o concreto, as informaes de nivelamento e alinhamento devero ser transcritas para a lateral do marco, para que a qualquer momento no futuro seja possvel fazer as devidas correes geomtricas da linha.

2.6 PROCEDIMENTOS DE CORREO GEOMTRICA DA MANUTENO

Sendo a Correo Geomtrica um servio que vem sendo executado de forma contnua desde a criao da EFC, a sua prtica est descrita em PROs da rea operacional que vez por outra costumam ser atualizados e esto arquivados em um Sistema de padronizao da Vale (SISPAD). Existem dois deles que dizem respeito especificamente Correo Geomtrica: o PRO-0048-GARUG (VALE 2006) que d

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as diretrizes para trabalhos com as Socadoras de linha e o PRO-0049-GARUG (VALE, 2009) que d as diretrizes para trabalhos com Reguladoras de lastro. Ambos so genricos para qualquer equipamento e no especificam qual o grau de automatizao dos servios que descrevem. Os equipamentos existentes na empresa hoje so bem variados em se tratando de automatizao e capacidade produtiva e daqui por diante a tendncia que somente os mais modernos permaneam na frota. Os mais antigos j esto h algum tempo sendo colocados disposio para outras ferrovias ou descarte, o que por si s j sugere novas revises dos documentos.

A orientao da empresa que os padres devem ser pesquisados no Sistema sempre que se tiver dvidas quanto execuo da tarefa, o que no acontece na prtica, porque todos os operadores so de campo, possuem pouco acesso a este Sistema e sabem o que fazer no momento em que entram nos equipamentos para opera-los.

Mesmo entendendo que os padres tragam muitas informaes teis e importantes principalmente sobre segurana, manuteno e operao dos equipamentos, percebe-se que as informaes e dicas sobre a Correo Geomtrica em si esto presentes, mas aqum do detalhamento necessrio. bem sabido que estes PROs foram criados em um primeiro momento de acordo com um modelo pr determinado para atender a normatizao da empresa e no exatamente com a finalidade de padronizar a atividade. Eles no so normalmente pesquisados e no trazem um passo a passo de cunho muito prtico. Mas so os que temos, sendo assim ponto de partida para novas evolues, j que a cultura de padronizao est em franca ascenso.

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3 GEOMETRIA ADEQUADA A SER IMPLANTADA NA VIA PERMANENTE

3.1 ESTUDOS

Partimos do pressuposto e da realidade existente de que a EFC no necessita de alteraes de perfil e traado, mesmo com o novo padro de trem com 330 vages de 150 toneladas. Com exceo de precisamente 6 pequenos segmentos isolados conhecidos que devero ter os perfis corrigidos na duplicao da ferrovia para que se enquadrem nos padres e limites de segurana adotados para choques entre engates, o restante da ferrovia no ter alteraes geomtricas no seu perfil ou traado. Poder haver apenas reenquadramento de toda a linha no projeto original. Isto significa rebaixar greides excessivamente levantados atravs de sucessivas socarias ou levanta-los nos casos de aterros que sofreram deformao vertical em grande parte de sua extenso. Significa tambm voltar para o eixo as curvas e tangentes deslocadas devido sucessivos arredondamentos atravs das chamadas Correes Geomtricas pelo mtodo Relativo ou execues de variantes.

A se manter o traado e o perfil originais propostos ou sujeitando-se eles s pequenas correes necessrias, resta o trabalho rduo de se implantar a superelevao adequada.

Como j dito em oportunidades anteriores, a ideia fugir do generalismo. No tem nenhum sentido adotar-se, sem maiores estudos, uma superelevao baseada em uma velocidade nica para toda a linha, utilizando-se, por exemplo, a velocidade mxima autorizada (VMA) da ferrovia nem tampouco uma velocidade nica por segmento entre ptios, por exemplo. Existem dados e conhecimentos suficientes para que ela seja personalizada por elemento de curva.

Determinar a velocidade padro para cada um dos equipamentos curvos de via permanente ser o grande desafio, por exigir certa dose de conhecimento estatstico. O empirismo continuar a ser utilizado e dever ser embasado na experincia de tcnicos da rea, que conhecem a sistemtica de operao da EFC e seus potenciais efeitos na manuteno da linha. Se no forem observados detalhes, problemas comearo a surgir e iro se retratar primeiro em danos aos trilhos e prpria geometria.

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Uma vez definida a velocidade e calculada a superelevao e antes dela ser implementada, deve ser ainda discutida com pessoal de campo que atualmente opera os equipamentos de correo geomtrica, para que elas no se distanciem do que seja exequvel pelos equipamentos em operao e desta forma seja garantida a sua execuo.

3.2 IMPLANTAO

As verificaes de campo iro garantir que os estudos tenham a aplicabilidade devida e fujam da argumentao apenas terica.

Deve ser aproveitado o contrato de servios existentes da Renovao de Linha (ANEXO A) (VALE, 2010b), que possui todas as linhas de servio entendidas como necessrias para a realizao do levantamento topogrfico, do projeto e da implantao de marcos fsicos, que facilitem a manuteno da geometria ao longo dos prximos anos.

Assim que forem alcanados os primeiros resultados positivos propostos neste trabalho, ou seja, assim que a geometria correta da via esteja sendo implantada, e no havendo mais dvidas sobre como devem ser realizados os trabalhos propostos de campo, as reas de manuteno responsveis devero elaborar procedimentos operacionais atualizados e to detalhados quanto possveis para os servios manuais e mecanizados. Desta forma estar assegurada e garantida a continuidade da correta implantao.

3.3 TOLERNCIAS A DEFEITOS

Admitindo-se uma linha com os materiais e suas fixaes em boas condies, as tolerncias de alinhamento ou nivelamento sero importantes de serem observadas para qualquer tipo de trem previsto de circular. No entanto, podemos admitir que para trens maiores e mais pesados as tolerncias a defeitos devam ser menores. Acontece que estes trens mais robustos submetem a via a maiores esforos, causando maiores desgastes para o seu conjunto de componentes, tendo em vista que o trem pode ter ao mesmo tempo algum subconjunto de locomotiva e vages circulando em rampa ascendente enquanto outro subconjunto esteja circulando em rampa descendente. Da mesma forma, um deles pode estar trafegando em curva

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para a esquerda e outro em curva para a direita. Deve ser levado em conta tambm o aumento do peso pontual por roda, que tambm provoca maior solicitao vertical e horizontal a toda a via, desde as camadas inferiores da sub-base at o trilho.

Apesar do bom traado com predominncia de tangentes, a EFC possui curvas em 27% de sua extenso. Todas elas possuem curvatura discreta e so dotadas de transies com comprimentos adequados. Para qualquer trem, mas principalmente para trens com o porte dos que circulam atualmente na EFC, muito importante que estejam se inscrevendo em curvaturas constantes nos segmentos circulares e que as variaes destas curvaturas mximas variem de forma adequada ao longo das transies at nas tangentes.

Em 2006, quando chegou na EFC a primeira Socadora de linha 09-3X (modelo da dcada de 90 que soca 3 dormentes simultaneamente), houve uma tentativa frustrada de se colocar a linha no eixo de projeto a partir do Km 0. Aps os primeiros quilmetros de socaria, o responsvel pelo levantamento topogrfico trouxe a informao de que encontrara diferenas horizontais entre o projeto e a situao de campo de at 45 cm. Isto inviabilizou naquele momento a continuidade da Correo Geomtrica pelo mtodo Absoluto, j que a equipe era emprestada, tinha avanamento menor que a Socadora e no havia ningum disponvel para conferir a informao. Mesmo que fossem admitidos erros neste levantamento, diferenas possveis de 10 cm, j justificavam correes pelo mtodo Absoluto.

Esta descoberta de que a linha na EFC no era mais exatamente a mesma se completou com a constatao de que os trens tambm j no so os mesmos. O modal de vages foi alterado e no mais o mesmo, porque j existem os novos vages GDU circulando e alteraes tcnicas diversas que permitem aumento substancial na carga por eixo dos antigos vages GDT. A operao tambm j no a mesma, porque mudou tamanho e peso de trem alm da quantidade de vages e locomotivas, estas ltimas com algumas delas em operao remota e presena de helper dinmico. Diante do exposto e tambm do fato de no se ter levantamento topogrfico do eixo da linha e da falta de conhecimento pleno do comportamento do trem atual versus linha atual, prudente e conservador, para uma linha que vai ser totalmente remodelada, considerar que toda a geometria horizontal esteja fora do limite aceitvel.

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Praticamente o mesmo ocorre com a superelevao aplicada atualmente, que foi baseada em velocidades genricas e no muito precisas. Devido inicialmente falta de conhecimento consolidado das velocidades mais convenientes a serem utilizadas na determinao da superelevao especfica de cada curva e depois de adquiridos, pela falta de determinao tcnica ou gerencial de serem eles aplicados no houve avanos que pudessem caracterizar este elemento geomtrico como adequado. Tambm levando em conta que a linha ser totalmente remodelada e pelos mesmos motivos descritos para as curvas ser considerado que toda a superelevao esteja implantada fora do padro ideal.

Vamos nos fixar ento com maior ateno nas tolerncias e defeitos de nivelamento. Na falta de maiores informaes que pudessem subsidiar os critrios de bom e ruim para esta linha, nos baseamos nos critrios construtivos elaborados para o Terminal Ponta da Madeira, Locao 1 da EFC, quando este foi implantado. A parte que subsidia este trabalho est na Figura 7.

Figura 7: Critrios e parmetros para projeto geomtrico ferrovirio Fonte: VALE, 1982.

Nestes critrios construtivos, e especificamente no item 2.2.2, Diretrizes bsicas / Altimetria / Concordncia vertical, foi definido que a taxa de variao mxima de declividade adotada por estacas de 20 metros no deveria ser superior a 0,10% ou 0,05% para curvas convexas ou cncavas respectivamente. Utilizando-se estes dados como parmetros para medio da variabilidade dos defeitos de altimetria

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encontrados, foi arbitrada a mdia deles, ou seja, 0,075%, como limite entre o que considerado defeito aceitvel e defeito pernicioso ou fora de especificao.

A mdia entre os dois percentuais considerada satisfatria para atender os dois casos, tanto o de convexidade como o de concavidade, que de maneira geral ocorrem alternadamente em segmentos relativamente curtos, em um nivelamento que se pode grosseiramente comparar com a lmina de um serrote, que tem um alinhamento bem definido, porm com variaes para cima e para baixo alternadamente. Seria trabalhoso e desnecessrio verificar se o defeito convexo ou cncavo para definir a partir da qual deveria ser a variao permitida.

3.4 VELOCIDADE A SER ADOTADA PARA A EFC

Conforme j afirmado, a superelevao ter de ter uma personalizao de acordo com a velocidade praticada para cada equipamento de via especfico (curvas e tangentes). Isto teria certa facilidade para ser determinado, j que os Trens de Minrio so padronizados. S que o fato de o trem estar carregado ou vazio faz variar em muito a velocidade em certo ponto da ferrovia, levando em conta que ele estar subindo ou descendo e tracionando os vages ou freando-os. A se considerar o tamanho do trem (em torno de 3,5 km) e a trao distribuda (4 locomotivas em trs pontos diferentes da composio), haver muitas situaes em que o trem estar submetido a esforos diferentes. Assim, poder ter, por exemplo, um aclive com alta e crescente velocidade e um declive com baixa e decrescente velocidade. Sendo a superelevao calculada em funo da velocidade, esta ltima tem que ser determinada utilizando-se estatstica e uma boa dose de empirismo para que seja ajustada.

Quando foram estudados os parmetros para definio de superelevao e velocidade na EFC para trens de 330 vages, no Documento Tcnico 616 da Gerncia geral de desenvolvimento tcnico ferrovirio (GEDFT), da Vale, foram resgatados e trabalhados dados de velocidade de uma grande quantidade de trens predominantes (de minrio) que trafegaram pela EFC. A partir deles foi determinado para cada segmento entre ptios qual seria a velocidade a ser considerada para clculo da superelevao (AZEVEDO, 2008).

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O trabalho consistiu em um levantamento de 15 meses entre 2007 e 2008 onde foram apuradas as velocidades de todos os trens de 330 vages que circularam na EFC. Feitas as necessrias filtragens para se excluir da amostragem os resultados invlidos, considerados como todos os trens com velocidade mdia abaixo de 15 km/h e acima de 80 km/h, foram tabulados entre 404 e 620 amostras por segmento entre ptios.

A anlise se deu aps levantar todos os dados estatsticos possveis de cada grupo de amostragem, tais como mdia, moda, desvio padro, etc., alm da frequncia de dados entre velocidades mltiplas de 5 km/h (15-20, 20-25, 25-30, etc.). Foram montados histogramas destas frequncias para cada segmento entre ptios, onde foi determinada a velocidade mais recorrente. Foi ento criado um mecanismo para se analisar a convergncia da faixa de velocidade mais recorrente para cada grupo de amostras. Nesta anlise buscou-se tambm a segunda maior recorrncia de velocidade. Se ela estivesse na faixa imediatamente anterior ou posterior maior recorrncia, estaria entendido que a velocidade determinada como mais recorrente era convergente, ou seja, era vlida como a faixa de velocidade a ser considerada para o segmento. Neste caso de convergncia ainda foi verificado qual a maior recorrncia dentro da faixa determinada e adotada a velocidade mltipla de 5 km/h mais prxima dela.

No caso da segunda maior recorrncia estar distante da primeira, ou seja, no haver convergncia, a velocidade mdia foi arbitrada de maneira a se garantir no mnimo o P80 (percentil de 80%) das amostras daquele intervalo.

A etapa seguinte foi determinar a superelevao para cada curva. Foram calculadas as superelevaes tericas levando-se em conta a VMA do trecho e a superelevao prtica levando-se em conta a velocidade mdia encontrada nos clculos descritos anteriores.

De posse das duas superelevaes calculadas foi analisado o coeficiente de segurana n do equilbrio entre momentos estabilizantes e momentos de reviramento (Me = nMr) para a insuficincia de superelevao, calculada pela diferena entre as superelevaes tericas e prticas descritas no pargrafo anterior. Foi assegurado que n fosse sempre maior que 5. Onde no foi inicialmente alcanado este valor,

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foram revistos os critrios de determinao da velocidade mdia. Tambm foi verificado se cada velocidade adotada permitia a manuteno da acelerao lateral mxima de 0,6 m/s2 para garantia do critrio de conforto sugerido pela literatura.

O estudo limitou a superelevao mxima em 1/10 da bitola, para evitar esmagamentos no trilho interno por trens lentos, e a mnima em 20 mm, para evitar que valores menores tivessem facilidade de se inverter (superelevao contrria).

A despeito do avano que a foi inserido ao se personalizar a velocidade por segmento, j que anteriormente a velocidade utilizada para clculos de superelevao era a VMA nica da EFC, outro passo a ser dado na evoluo do processo seria personalizar a velocidade por elemento de curva. Desta forma, cada tipo de curva com seu comprimento de raio especfico, que j deveria ter uma superelevao especfica dela mesma baseada neste raio, deveria t-la ainda mais personalizada baseada na velocidade nela praticada. Ento, alm do comprimento de raio, deve ser levado em conta tambm a velocidade em que os trens predominantes trafegam naquele ponto especfico.

Trabalhando neste sentido foi desenvolvido um trabalho monogrfico baseado no anterior (NETO, 2008) onde as velocidades foram determinadas para cada curva atravs no mais da velocidade mdia do segmento, mas atravs da tomada instantnea e intermitente de velocidade em intervalos de tempo irregulares. Os dados foram extrados dos Relatrios de velocidades dos trens (RVT), calculados pelos aparelhos GPS instalados nas locomotivas comandantes em perodo de 15 dias entre setembro e outubro de 2008. Assumido como pequena a base de dados disponvel para o trabalho, o autor sugeriu que ela futuramente fosse ampliada utilizando-se a mesma metodologia, para melhor atender aos objetivos de se determinar a melhor geometria relativa entre os dois trilhos.

No trabalho foram determinadas as velocidades mximas, mdias e mnimas para trens carregados e vazios. Foi observado que a mdia, posteriormente adotada, estava prxima das mximas, indicando que as mnimas eram anomalias a serem trabalhadas em separado. No confronto de velocidades para trens carregados e vazios observou-se em muitas curvas a existncia de diferenas acentuadas entre elas, o que j era esperado em locais com rampas significativas. No trabalho

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referenciado, a sugesto para a escolha daquela que fosse a mais representativa para clculo da superelevao deveria ocorrer aps consulta ao pessoal de operao e manuteno, que teria conhecimento das peculiaridades de cada curva, e poderiam tomar a deciso mais acertada.

Este trabalho acadmico apresentou principalmente uma tima metodologia de determinao da velocidade por elemento de curva, muito vlida por sinal para qualquer segmento de linha. Deixou vago, no entanto, qual o critrio para se escolher a velocidade a ser adotada frente s grandes discrepncias entre os valores reais encontrados para um mesmo elemento de curva.

A sugesto usar a metodologia de apurao desenvolvida no segundo trabalho com a metodologia de tratamento estatstico desenvolvido no primeiro.

3.5 CONSIDERAES SOBRE CURVAS

A despeito dos detalhes e pormenores a serem estudados e definidos, importante que se conhea cada raio e cada posicionamento das curvas existentes, para que as mesmas possam ter a garantia de continuar com os mesmos posicionamentos geomtricos implantados na construo ou possam a eles retornar (se no houve nenhuma alterao de projeto posteriormente).

Como a EFC uma ferrovia recente, tem-se a certeza de que o cadastro de curvas resgatado reflete quase que totalmente e com exatido a realidade hoje existente. Nela no se tem histrico de variantes para melhoria de traado, muito comum nas ferrovias centenrias do Brasil. As variantes sempre tiveram carter provisrio com a finalidade de abrir espao para recuperao de aterros ou reconstrues devido a acidentes. Eventualmente podero ser encontradas situaes onde uma determinada variante no tenha ainda sido desativada ou tenha sido construda em carter definitivo devido alguma alterao de projeto causada por motivo tcnico justificvel. Neste segundo caso dever ser desconsiderada a tentativa de locao da curva (ou curvas) advindas da mudana de traado com os dados originais. Um novo projeto deve ser desenvolvido para o segmento alterado e este considerado em campo para ser locado, caso no se tenha o as buit desta nova implantao e ele demonstre que a variante tenha sido projetada com o primor da tcnica.

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De qualquer forma, o projeto de implantao ainda totalmente resgatvel, o que permite que a qualquer momento, caso necessrio, seja conferida a veracidade dos dados deste projeto com a situao de campo encontrada.

Reforando a importncia deste assunto o Transportation Technology Center, Inc. (TTCi) deu Vale uma srie de orientaes baseadas em parte de uma consultoria encomendada (TTCi, 2010), que compe uma srie de estudos multidisciplinares com o objetivo de promover o aumento de carga por eixo da EFC. Na oportunidade foram estudados os 6 segmentos citados anteriormente neste trabalho e constantes na Figura 8, que estariam provocando esforos elevados nos engates. O do Km 469 foi apontado como o mais crtico. Compreende curvas reversas com raios de 1712 m e concavidade entre rampas de -0,96% e +0,36%. Na verdade, a geometria de implantao no previu trens com o tamanho do atual e a ferrovia foi preparada para trens menores, que utilizavam simultaneamente menor extenso para se deslocar.

Figura 8: Segmentos da EFC com esforos excessivos em engates de vages Fonte: TTCi, 2010.

Como o objetivo central do Programa de Aumento de Carga por Eixo era estudar, qual a carga por eixo admissvel para a ferrovia, foi rodado neste segmento crtico e em simulao trs opes de carga por eixo para vages no j consolidado trem de 330 vages: 31,5 , 32,5 e 37,5 t/eixo.

Para o caso de vages com 37,5 t/eixo (situao mais crtica e escolha futura para o modal de carga por eixo da EFC), trs simulaes foram feitas com variaes de

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operao e da prpria curva da linha. A primeira e terceira rodaram o trem na pior condio possvel da linha, ou seja, com curva circular pura, desprovida de curva de transio. A primeira com a operao do trem dosada e bem feita (chamada no trabalho de Standart) e a terceira refletindo uma operao ruim, com acelerao mxima em ponto 8 por todo o tempo (a escala de pontos de acelerao da locomotiva vai de 1 a 8). A segunda rodou o trem em uma curva circular com transies perfeitas em suas ligaes com as tangentes adjacentes e tambm com a operao Standart, para que fosse comparada com a primeira simulao. A ttulo de esclarecimento, uma transio perfeita significa que ela tenha sido bem implantada (ou reimplantada) e foi muito bem mantida a partir da, e sua parbola tenha variaes adequadas entre o raio da curva circular e o raio infinito da tangente.

Os resultados foram de se chamar ateno.

Para esforos de compresso, mostrados em vermelho no Grfico 1, o caso da operao em ponto 8 foi catastrfico e apresentou valor 66% superior ao esforo mximo da operao Standart, considerada ideal. Mas esta operao irreal para os padres de conduo de trens da empresa e serviu para valorizar as simulaes de trens e treinamentos ministrados aos maquinistas. Comparando-se os dois casos de operao Standart, sem e com transio, a diferena de 1,5% foi apenas discreta.

Grfico 1: Esforos de trao e compresso mximos em vages para vrios tipos de trens Fonte: TTCi, 2010.

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Escolhidos o primeiro e o segundo caso entre os grifados no grfico, referentes a trens de 37,5 t/eixo em curvas sem e com transio, percebe-se no Grfico 2 que o ngulo de ataque do friso no boleto do trilho, referente ao rodeiro da frente do vago na posio crtica 20% superior quando no se tem transio na curva, o que favorece um pouco mais a subida da roda no trilho e possveis descarrilhamentos, mesmo se for considerado o bom raio de 1712 m.

Grfico 2: ngulo de ataque do friso da roda no boleto do trilho sem e com curva de transio Fonte: TTCi, 2010.

A relao entre a fora lateral e a fora vertical (L/V) existente entre a roda e o trilho, que um dos indicadores fsicos que pode apontar a possibilidade do friso da roda realmente subir no boleto do trilho foi medida nestes dois casos e comparada com dados da Association of American Railroads (AAR). Para a curva sem transio ela aumentou 43%, mas se manteve dentro do limite de segurana. A relao L/V aplicada ao truque (duas rodas) foi tambm medida e aumentou 46%, se mantendo tambm dentro dos limites de segurana da AAR. Mas o valor isolado da fora lateral, calculada segundo o critrio de Prudhomme, aumentou 40% e ultrapassou o limite de segurana da AAR, o que indica uma situao que favorece o descarrilhamento. No Grfico 3 pode-se visualizar respectivamente as trs situaes descritas.

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Grfico 3: Comparao das relaes L/V e esforo laterais nas curvas com e sem transio Fonte: TTCi, 2010.

A concluso da consultoria do TTCi foi que para suportar o aumento de carga por eixo proposto para a EFC tem que se ter uma manuteno das curvas de transio de modo a deixa-las em condies geomtricas muito boas.

3.6 CONSIDERAES SOBRE SUPERELEVAES

O clculo das superelevaes dever se basear nos levantamentos estatsticos propostos anteriormente para as velocidades e considerando o cadastro de curvas existentes, devidamente conferido quanto a eventuais inseres provisrias ou definitivas de variantes.

No trato especfico das superelevaes correspondentes a cada curva, h de se respeitar certos limites superiores para as primeiras quando os raios de curva forem menores ou as velocidades forem maiores, conforme comentado e proposto anteriormente nas referncias pesquisadas e tambm defendido neste trabalho. Desta forma, haver privilgio para superelevaes menores e trens de baixa velocidade, que de outra forma, ao entrarem em curvas com excesso de superelevao poderiam ter facilidade para descarrilhar devido ao alvio de carga nas rodas externas.A superelevao deve ento ser calculada atravs da frmula:

S = BV2/127R

Onde:

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S a superelevao terica

B a distncia entre eixos dos dois trilhos

V a velocidade do trem

R o raio da curva

Como para cada curva est sendo escolhida a velocidade nela praticada, levando-se em considerao as devidas redues na mdia em funo da variabilidade dos tipos de trens que nela trafegam, torna-se desnecessrio e at contra indicado a adoo do tradicional redutor de 2/3 aplicado na superelevao terica para o pretenso clculo da superelevao prtica.

Tal procedimento de reduo seria correto de ser adotado se a superelevao fosse calculada de forma genrica para um determinado trecho sem a preocupao e considerao prvia das velocidades praticadas em cada elemento de curva (como sempre aconteceu na EFC).

Outra coerncia que pode haver na sua aplicao ser em casos onde for verificada grande disperso nas velocidades apuradas, sem uma definio muito clara de qual seria a melhor a ser adotada e ela venha a ser adotada como a mdia, por exemplo. Mas mesmo nestes casos prudente, ao invs disto, adotar-se uma velocidade mais conservadora, tendendo para as menores, de modo a no sobrecarregar a superelevao e levar linha os prejuzos advindos da inscrio na curva dos trens lentos.

3.7 A GRAVE INFLUNCIA DAS VARIAES DE PERFIL

Em se falando de projeto de geometria de linha, o que mais influencia a operao so sem dvida os parmetros adotados para o perfil altimtrico. Ou seja, para se ter um projeto eficiente, a adoo de um perfil adequado com rampas suaves primordial, muito mais importante que a adoo de tangentes ou curvas de raios grandes ou mesmo a determinao de superelevao adequada ou bitola ideal (no que isto no tenha a sua importncia). Por isto as ferrovias antigas primavam por seguir a sinuosidade dos rios, mantendo desta forma a sua pouca declividade, normal nestes casos, e o mnimo de mudana entre as curvas de nvel.

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Numa referncia a outros elementos de geometria, podemos dizer que a bitola, por exemplo, uma vez escolhida, continua para sempre e uma deciso estratgica e s vezes at legal. Pouca influncia o engenheiro ferrovirio poder ter neste assunto. Claro que um dia, se conveniente e com os devidos investimentos, ela pode ser alterada.

Referenciando um segundo elemento, a superelevao, mesmo que ela tenha sido projetada com erro, e desta forma esteja influindo negativamente na operao, pode ser em etapa posterior facilmente alterada pelas equipes de manuteno.

Tambm o caminhamento da ferrovia, traduzido pela adoo de tangentes e curvas mais ou menos adequadas, deve passar por escolhas acertadas, mas muito comum a adoo de variantes para retificaes de traados, e desta forma imprimir melhoramentos em pontos com problemas.

No entanto, ao contrrio dos elementos anteriores, o perfil adotado, se inadequado, dificilmente poder ser alterado. No que no possa, mas este nvel de alterao para ocorrer costuma ser atrelado tambm mudana de traado e grandes volumes de terraplenagem. E para sua efetivao comum ainda a construo de variantes provisrias com mais terraplenagem e outras grandes e s vezes intransponveis dificuldades. Isto significa muito dinheiro a ser investido e em muitos casos a sua total inviabilidade, seja ela financeira como foi dito, ou mesmo tcnica, j que a linha estaria ainda em operao e sem as facilidades necessrias de interrupes de transporte para execuo de obras.

Uma vez definido o projeto, e espera-se que seja o adequado, a ferrovia comea a operar na condio considerada ideal. esperado que esta condio geomtrica permanea sem alterao ao longo dos anos, mantida pelas equipes de manuteno.

No caso da EFC no aconteceu exatamente isto. A ferrovia, que deveria ter ainda as caractersticas de projeto, foi se degradando ao longo do tempo devido uma manuteno ou insuficiente ou inadequada em alguns perodos de sua existncia. Em que pese a situao das superelevaes genricas adotadas influenciarem de certo modo a operao, os defeitos de alinhamento na curvatura implantada de projeto no causaram nela alteraes considerveis. Isto porque em grandes raios

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implantados para velocidades no muito elevadas, como o caso da EFC, os defeitos, traduzidos nas variaes de flecha, embora se apresentem algumas vezes com valores elevados em percentual em relao ao ideal, possuem valores absolutos pequenos, o que faz manter a inscrio dos rodeiros de forma suave nestas curvas.

Como o perfil adotado influi muito na operao, de se esperar que a operao seja muito sensvel aos defeitos de variao de nivelamento que nele se apresentem, independente de se operar em nvel ou em rampa. Para se entender a presena de defeitos em perfil pode-se utilizar a comparao do trem circulando na superfcie lisa dos trilhos de uma ferrovia com a de um carro que eventualmente estivesse sendo empurrado por uma pessoa no piso plano, liso e encerado de uma garagem. No caso do carro que estivesse obviamente sem o freio acionado, o fato de uma pessoa se apoiar sobre ele com uma mo faz com que ele se movimente. Na condio oposta, este mesmo carro, estando numa estrada de terra tambm em nvel, mas mal pavimentada, com pedregulhos e cheia de buracos precisaria de mais de uma pessoa fazendo fora para faz-lo movimentar. O mesmo ocorre com o esforo trator das locomotivas no sobe e desce das vrias e pequenas (ou grandes) depresses da ferrovia. Outro problema que acontece com o carro do exemplo a variao de esforos. Estando j com velocidade e ao cair em uma depresso o esforo utilizado para movimenta-lo aliviado, podendo chegar a zerar. Ao sair da depresso o esforo deve ser aumentado, e mesmo assim s vezes ele chega a parar, momento em que fora extra deve ser aplicada para faz-lo movimentar. O mesmo acontece com o trem submetido a esforo trator constante enquanto estiver circulando em um perfil irregular, que no sobe e desce destas irregularidades e defeitos submetido a pequenos, constantes, irregulares e inadequados choques de trao e compresso entre vages.

Fica ento definitivamente clara a necessidade de se aplicar uma correo geomtrica adequada em uma ferrovia com a importncia e o porte da EFC.

3.8 A EXPERINCIA PROPOSTA

A degradao da via permanente na EFC hoje bem visvel e pode ser percebida a partir da condio do lastro severamente colmatado. Foi a partir dele (mas claro que

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tambm motivado por outras razes), que os dormentes, fixaes, trilhos e condio geomtrica, principalmente a de perfil, tambm se degradaram. Na oportunidade que se fez recentemente, o nivelamento topogrfico do segmento entre os Km 558+800 e 580+000 foi todo executado a cada 20 metros por equipe topogrfica. Mesmo utilizando-se um grfico numa escala bem reduzida, para se ter a ideia global do perfil adotado na ferrovia, pode-se perceber em observao atenta do Grfico 4, o perfil implantado de projeto da EFC e alguns defeitos visveis, que ferem os olhos do observador atento. Os mesmos esto destacados nos crculos de detalhe. Na oportunidade de se avaliar o mesmo perfil em pequenos segmentos, estas irregularidades chamaro mais a ateno. Quanto menor se fizer a escala, mais so caracterizados os defeitos e mais claro se percebe os seus efeitos nocivos para a operao.

Grfico 4: Perfil altimtrico da EFC com irregularidades e detalhes em defeitos presentes Fonte: O autor, 2011.

Todas as simulaes de operao da EFC so feitas considerando-se o traado e o perfil de projeto da ferrovia. Para o traado, como j referenciado anteriormente, as alteraes no so significativas para a operao, a no ser em casos de curvas de transio que no tenham sido corretamente implantadas, mas imagina-se que defeitos de perfil da magnitude dos existentes influenciam em muito a operao, j

Sentido do trem carregado

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que no so previstos no simulador e as suas caractersticas muitas vezes aparentam muito mais ser mudanas de perfil que propriamente uma irregularidade facilmente corrigvel com o servio de uma Socadora de linha. Conversando sobre o assunto com um experiente ex-maquinista que atualmente analisa a operao de trens em simuladores e faz ajustes finos operando-os de verdade nos trechos analisados, nos foi dito em depoimento informal (PALHANO, 2011), que esta era a constatao da razo dos muitos choques no previstos no Simulador de trens ocorrerem de forma no esperada durante a operao real.

Como sugesto, este trabalho prope adicionalmente uma das duas alternativas:

1. Fazer a simulao de trens levando-se em conta os defeitos no corrigveis da forma convencional atravs da Correo Geomtrica pelo mtodo Relativo;

2. Fazer a Correo Geomtrica pelo mtodo Absoluto para a poder-se utilizar a simulao de trens tal qual vem sendo executada.

Para se ter a certeza da necessidade de se adotar uma destas alternativas, a simulao pode ser feita com os dados reais j levantados topograficamente para 21,8 km de linha notadamente muito defeituosa. Na anlise dos resultados de consumo de combustvel e choques nos engates eles devem ser comparados com os que at ento eram gerados com os dados de projeto disponveis.

3.9 IMPORTNCIA DOS MARCOS DE REFERNCIA

Estando a linha na geometria ideal determinada pelo Projeto topogrfico desenvolvido, passam a ser muito importantes os trabalhos para que a situao no se deteriore novamente. Sem entrar no mrito das atividades de manuteno necessrias ao longo da existncia da linha e que devem ser desenvolvidas ao longo do tempo (retirada de trilhos defeituosos, substituio de dormentes comprometidos, manuteno do lastro limpo, etc.), imprescindvel que sejam implantados marcos de referncia ao longo da linha para garantir que, a cada interveno de correo geomtrica pelas equipes de manuteno, a linha seja recolocada exatamente na posio de projeto, que onde as equipes de operao da ferrovia imaginam que ela esteja.

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Nenhuma novidade para quem conhece o Projeto de implantao da ferrovia: nas curvas a cada 20 metros e em seus pontos notveis (TE, EC, CE e ET) e nas tangentes a cada 250 metros devem ser instalados e mantidos marcos de referncia onde possam ser marcados a amarrao ao eixo da linha (distncia dele at o eixo) e o nvel do boleto do trilho interno, alm da quilometragem exata como informao adicional. A cravao de um trilho com cebolo de concreto com estas referncias pintadas a condio ideal, como demonstrado na Figura 9.

Figura 9: Marcos de referncia RN ao longo das curvas e tangentes Fonte: DL ENGENHARIA, 2011.

Para a manuteno destes marcos de referncia com as distncias e nveis exatos marcados importante que a poligonal locada ao longo da ferrovia seja tambm materializada com marcos de trilho ou concreto cravados em solo e mais protegidos por maior distncia da linha, e desta forma no sujeitos a serem deslocados por pessoas, materiais ou equipamentos presentes na beira da linha, como demonstrado na Figura 10.

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Figura 10: Marcos de apoio ao longo da poligonal que acompanha a ferrovia Fonte: DL ENGENHARIA, 2011.

3.10 PROCEDIMENTO OPERACIONAL PARA IMPLANTAO

Durante muitos anos a implantao da geometria correta e adequada para a EFC tem sido deixada para segundo plano. Isto ocorreu devido a uma srie de dificuldades tais como crescente aumento do volume de trfego, sempre no limite da capacidade do Sistema, equipamentos de grande porte obsoletos e pouco produtivos, falta de manuteno adequada nestes mesmos equipamentos, falta de treinamento de novas equipes, diretriz da empresa em priorizar a operao a qualquer custo e dentre muitas outras, longe de acusar ou criticar qualquer um que tenha coordenado em qualquer esfera de comando a engenharia, planejamento ou manuteno, tambm a negligncia gerencial. No era exigncia ou prioridade da prpria empresa. Aliado a todas estas causas externas em relao s equipes em si, podemos citar algo intrnseco a qualquer indivduo ou equipe: a dificuldade natural em se implantar metodologia nova ou diferente da forma pela qual a tarefa vem h muito tempo sendo realizada. Isto normal.

O PRO do servio de Correo Geomtrica que se teve acesso (VALE, 2006) direto quando trata da segurana e da prpria operao do equipamento em circulao pela linha ou em trabalho nos locais que devem entrar em manuteno. Trata de questes ligadas aos cuidados com a manuteno do prprio equipamento que executa a manuteno, apresentando um check list a ser seguido para garantir a integridade da mquina durante o processo. Chega a dar dicas muito legais de

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operao para quem vai operar diretamente o equipamento, sugerindo, por exemplo, repetir determinadas operaes em particulares situaes, cuidados especficos em Aparelhos de Mudanas de Via (AMVs), operaes diferentes para dormentes diferentes, etc. Situao semelhante ocorre com o PRO da Reguladora de lastro.

Agora, diante da situao nova da Renovao de linha e todo o aparato que a acompanha, torna-se necessrio ampliar os PROs. Deve ser inserido neles o detalhamento da operao dos equipamentos pelo mtodo Absoluto, utilizando todos os recursos modernos disponibilizados pelo fabricante para ajustar definitivamente a linha para a posio projetada. Deve levar tambm em considerao os recursos extras colocados disposio dos operadores, tais como levantamentos e marcaes topogrficas, mantenedores de via permanente em servios de apoio necessrios, oficinas mveis de apoio e intervalos de trabalho na linha com tempos adequados perfeio do trabalho que agora se espera. bom ressaltar que anteriormente, quando os atuais PROs foram montados, os equipamentos trabalhavam isoladamente e por conta e risco somente dos operadores, que se viravam sozinhos para ir a campo, executar e completar a tarefa, que normalmente era corrigir defeitos da forma possvel, e retornar ao ptio mais prximo em tempo recorde.

A proposta que os PROs revisados ou os novos que podero ser criados sejam implantados e contemplem todos os servios, dentre eles alguns que, de alguma forma, est se tentando em campo implantar frente nova fase de excelncia de manuteno pela qual a empresa est passando. Eles tm que prever todos os recursos necessrios, inclusive os que no existem ainda disposio das equipes de manuteno, desde que sejam considerados importantes. Devem portanto levar em conta avanos tecnolgicos, tcnicos, educacionais e logsticos tais como instrumentao para conferncia dos trabalhos executados, excelncia tambm para servios contratados de terceiros, treinamentos adequados de operao e manuteno dos equipamentos, treinamentos especficos e avanados em correo geomtrica, presena em campo de pessoal com nvel tcnico e acadmico altura da importncia do trabalho, planejamento e abastecimento da frente de servio com a brita necessria, inspees antecipadas para visualizao da zona de trabalho, etc..

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Contguo a eles, devem ser detalhados em outro PRO os no menos importantes servios manuais de levantamento topogrfico de campo, adequao do projeto, implantao de marcos de apoio e de RN e marcao dos servios para a Socadora, j constantes e propostos neste trabalho e de certa forma, atualmente sendo parcialmente executados em campo junto aos servios de Renovao de linha. O certo que importante se criar uma instruo de servio que contemple todos os PROs necessrios e o encadeamento destas atividades com as tantas outras de operao, planejamento, apoio, etc., porque foi o tempo em que fazer correo geomtrica de uma linha era mandar uma mquina rpido para o local e esta fazer somente a socaria dos dormentes aps um nivelamento muito singelo.

3.11 MANUTENO DAS AMARRAES DE DISTNCIA AO EIXO E COTAS DO TRILHO AO LONGO DO TEMPO

Como a manuteno da geometria da linha ser um trabalho constante, muito importante que os referenciais que so utilizados para se colocar a linha na posio correta estejam sempre na mesma posio. Isto, embora fcil de se manter, no impede que algumas vezes ocorra acidentalmente de um dos marcos sair do lugar carregando consigo as posies exatas de cotas e amarrao de distncias. Tambm as pinturas das marcaes nos trilhos se desgastam com o tempo e podem a partir da no ficarem mais perfeitamente visveis.

Periodicamente devem ser checados se esto na posio que foram implantados ou indicando as medidas corretas. o mesmo que se faz ao calibrar uma balana ou outro instrumento de medio, que um procedimento usual em outros setores da empresa e tratado com muita importncia pelo Sistema de Produo Vale (VPS). O correto deve ser as equipes de manuteno da Via Permanente calibrarem ou corrigirem os marcos que acidentalmente forem deslocados da posio to rpido quanto possvel e antes da prxima correo geomtrica da linha.

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4 EFICINCIA ENERGTICA E SUAVIDADE NA OPERAO. VALE A PENA?

4.1 PERCEPO DO USO DE FALSAS INFORMAES

No se tem dvida sobre a grande importncia da simulao de circulao de trens para que se escolha a melhor operao para as ferrovias. Este assunto tratado hoje em todas as ferrovias da Vale com muita ateno.

Para se fazer uma simulao so recolhidas informaes sobre a linha e sobre o trem que nela circula. Estas informaes so lanadas na planilha eletrnica cuja pgina inicial est mostrada na Figura 11, e a partir da no programa do Simulador, para que a linha possa ser reproduzida de forma digital tal como ela realmente , e nela possa circular o trem virtual com as mesmas caractersticas do trem real. A partir da se chega a vrias informaes operacionais importantes: consumo de combustvel, choques de compresso e trao nos engates, velocidades, tempo de circulao, etc..

Figura 11: Toes track macro Fonte: TTCI, 1999

As primeiras informaes a serem inseridas na planilha so referentes s elevaes de cada ponto da linha. Estas so as nicas que sero alteradas no experimento proposto em detrimento das informaes originais do perfil de projeto. O procedimento adotado para a EFC e para todas as ferrovias da Vale de se inserir

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as informaes de projeto no levando em conta alteraes, sejam elas significativas ou no. Significa afirmar para o Simulador que o perfil da linha perfeito, isento de qualquer depresso ou elevao que altere suas caractersticas originais. O mesmo acontece com as informaes sobre as curvas, que esclarecem sobre o alinhamento da linha, que por influenciarem menos a operao no caso da EFC e por falta de dados reais disponveis no esto sendo aqui tratadas. As demais so pontos de parada, pontes, pontos restritivos, alm de velocidades mximas autorizadas e outros.

Ento, a circulao do trem virtual ocorre na melhor linha do mundo.

bvio que, por mais perfeito seja o Simulador, ele no conseguir nunca reproduzir as condies de campo. Quanto mais defeitos existam na linha, mais errado estar o resultado da simulao.

Os resultados so errados, porque as informaes inseridas so tambm erradas.

Podemos dizer que poucos e pequenos defeitos no faro tanta diferena para o estudo, mas e se forem muitos e grandes? Com certeza no poderemos dizer a mesma coisa. A EFC tem atualmente muitos e grandes defeitos.

Porque possuem grande sensibilidade, esta distoro claramente sentida pelos maquinistas durante a operao padro definida pela simulao de um trem em linha perfeita aplicada em linha defeituosa, praticamente com outras caractersticas.

4.2 EXPERINCIA INDITA DA VALE

A experincia a se fazer comparar a circulao de um mesmo trem em um mesmo segmento de linha com extenso de 21,8 km, entre os Km 858,800 e Km 880,000, porm com perfis altimtricos diferentes, embora se tratem de um mesmo projeto implantado. Um dos perfis dever ser com dados que foram levantados topograficamente a cada 20 m recentemente, quase 30 anos depois da implantao, e outro com os dados que at ento esto sendo utilizados nas simulaes, ou seja, os dados originais do projeto. Em nmeros, significa se utilizar em um dos perfis 1061 informaes reais de campo e no outro apenas as 10 informaes normalmente utilizadas nas simulaes. A preciso ser muito maior na primeira simulao porque cada ponto passar a representar 20 metros contra os 2.400

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metros mdios de representao dos pontos anteriores. bom ressaltar que a diferena de quantidade de dados no o que mais importa, mas sim a preciso do perfil com a realidade de campo, onde so retratados centenas de pequenos e grandes defeitos que em alguns casos se apresentam como verdadeira alterao de perfil.

Os demais dados necessrios para o Simulador sero os mesmos para as duas simulaes.

Espera-se ao final do experimento verificar se ou no relevante a diferena de consumo de combustvel e os nveis de choque de compresso e trao nos engates da composio entre uma linha boa e uma linha ruim.

Como subproduto poder ser verificado o nvel de assertividade em se utilizar os dados de projeto e no os reais de campo nas simulaes de trens.

4.3 RAIO X DE LINHA. ISTO EXISTE?

Claro que existe raio x de linha, mas no no sentido literal da expresso. Est se falando de simplesmente saber-se a verdade sobre a sade da via permanente, com a mesma viso de profundidade e detalhamento das chapas de raio x que todos conhecem. Trilhos, fixaes e dormentes j so medidos, contados, avaliados atravs de ultrassonografia, visualmente e com tudo quanto h de recursos que as boas ferrovias tm disponvel. A avaliao da brita um pouquinho mais complicada porque a maior parte dela, e principalmente a que trabalha, est debaixo de todos os outros materiais, inclusive dela mesmo, da poro superficial que se encontra sempre limpa, lavada pela chuva, destorroada pela passagem e trepidao dos trens e da capinha de reposio que normalmente feita. Mas d para saber se est boa ou no com um pouco de experincia e perspiccia de um ferrovirio nato. A brita ruim se v em meio ao bombeamento de barro do sub-leito, forma bolses de gua na superfcie porque no drena nada para fora da linha, faz soltar fixaes, quebrar tirefonds, apodrecer prematuramente dormentes, quebrar trilhos, permite crescimento avantajado de vegetao, impede socaria e nivelamento, etc..

O tal raio x muito fcil e barato de se fazer. Basta colocar uma equipe de topografia com qualquer tipo de equipamento novo ou antigo, que mea alinhamento

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e nivelamento, para medir as curvas e tangentes e tambm os aclives e declives existentes. Fora isto, o mesmo que sentir uma dor no peito acompanhado de tosse e na consulta com o Doutor ele simplesmente olhar para sua cara, medir a presso e dizer que voc est com uma pneumonia. Ele receita uns comprimidos e depois de 20 dias voc descobre um tumor do tamanho de um limo, fruto de um cncer irreversvel (isto j foi visto acontecer uma vez pelo relator deste trabalho).

Tem que fazer a consulta e ver a situao da linha com raio x. Contratar logo uma pequena equipe de topografia e colocar em campo para levantar as caractersticas geomtricas dela, seno surpresas viro.

Nas chapas abaixo... Opss! Nos grficos abaixo demonstrado o resultado da topografia em parte da EFC. Limitou-se a tratar aqui somente da altimetria pelas razes j expostas. Nestes grficos so mostradas 4 linhas indicativas que demonstram o mesmo perfil da ferrovia em situaes diferentes conforme explicado:

1. Greide atual, em vermelho: o tal levantamento topogrfico de 20 em 20 metros que tanto falamos em itens anteriores;

2. 1 Nivelamento relativo, em azul claro: simula a condio da linha que a prxima Correo Geomtrica pelo mtodo Relativo, desde que seja muito bem feita, vai entregar;

3. 2 Nivelamento relativo, em azul escuro: idem anterior aps uma segunda interveno de mesma qualidade, possivelmente entre 6 e 18 meses depois;

4. Greide de projeto, em verde: o perfil do projeto implantado, situao que o pessoal da Via Permanente (e a se inclua o autor deste trabalho) acredita at hoje perdurar e jura para o pessoal da Operao que verdade. Eles, na maior das inocncias lanam no Simulador e geram os belos PROs de conduo dos trens, depois de muitos ajustes de campo.

Atendendo algumas questes:

- Que negcio esse tal de 1 e 2 nivelamentos relativo?

Nivelamento relativo ajustar o nvel dos defeitos normalmente com a utilizao de 3 ou 4 pontos de referncia. Saibamos primeiramente que 2 pontos definem uma reta e 3 pontos desalinhados definem uma curva. No caso dos 3 pontos de

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referncia (mais fcil de ser explicado para se entender o processo), o equipamento toma como referncia um ponto atrs dele, materializado em um carrinho ao qual presa a ponta de um cordel de ao ou o ponto receptor de um facho de um laser. Supe-se como premissa que este ponto esteja no nvel correto, porque j teria sido nivelado pela passagem do prprio equipamento. Na frente do equipamento, outro carrinho cria outro ponto de referncia onde presa a outra extremidade do cordel ou o ponto emissor do facho de laser, que est alm do defeito, em local supostamente nivelado. O terceiro ponto est sob o equipamento, onde a linha levantada, nivelada e socada. Alinhando-se os dois pontos extremos forma-se uma reta e passa-se a saber at que nvel deve ser erguido o terceiro ponto. Quando ele sobe e toca a reta estar ento nivelado. Em curvas verticais, a variao determinada para a parablica de concordncia pr-estabelece o desalinhamento deste ponto central em relao reta determinada pelos pontos extremos, de modo que ao ser levantado o terceiro ponto, ele considera esta diferena de alinhamento para o que seria uma reta. Analogamente, o mesmo ocorre para alinhamentos de curvas horizontais, onde so considerados os raios das curvas ou variaes de curvatura das curvas de transies para clculos das diferenas. De forma semelhante, no caso de utilizao de 4 pontos, o terceiro, localizado entre os dois extremos, j define previamente para o equipamento a curvatura desejada. Alinhando-se o quarto ponto com a curvatura determinada pelos anteriores a linha colocada na posio correta.

O problema, muito comum por sinal, que o ponto da frente costuma estar dentro do defeito, face ao pequeno comprimento do equipamento e a distncia entre os dois pontos extremos ser tambm muito pequena. Estando a referncia frontal posicionada errada, o ponto central no erguido para a posio correta. Pode neste caso entrar a experincia do operador que no sentimento, j que no existe topografia, levanta a referncia frontal para compensar o buraco onde o equipamento se encontra. Esta referncia frontal erguida para uma altura que ele imagina ser a altura que se quer colocar a linha, limitando esta altura a uma srie de fatores, tais como capacidade mxima de levante do equipamento ou condio de lastramento da linha.

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Segundo nos foi informado (SOBRINHO, 2011) a corda do equipamento utilizado atualmente tem aproximados 16 metros, que o tamanho mximo do defeito que pode ser corrigido pelo mtodo Relativo. Poderia ser ampliado o tamanho possvel do defeito a se corrigir para o caso de ser utilizado o laser, que posicionado at uma distncia de 150 metros, mas normalmente isto no feito porque o trabalho fica moroso e atualmente os intervalos entre trens so muito curtos para a correo.

- Mas quer dizer que os caros equipamentos de correo geomtrica que existem na EFC so ineficazes para corrigir nossos problemas de nivelamento?

Sim.

- Como fazer ento para definir o nvel correto da linha e nivela-la de acordo com este projeto?

Informar para o operador exatamente o nvel que se quer colocar o ponto frontal do equipamento.

- Como fazer para saber exatamente qual o nvel do ponto frontal do equipamento?

Bingo! Fazendo corretamente a topografia de campo e correlacionando todos os dados entre si e com os do projeto original, definindo se necessrio, novos parmetros de nivelamento ajustados realidade de campo.

- Como podemos saber que o 1 e 2 nivelamentos relativos estariam de acordo com os perfis azuis dos desenhos, portanto mantendo a linha esburacada e muito ruim?

Sendo 16 metros o comprimento da corda do equipamento, foi arbitrado um aumento virtual de 24 metros em sua extenso, atribudo experincia do operador em levantar o ponto de referncia frontal no sentimento, mesmo considerando as suas incertezas do que esteja fazendo. Da, a nova corda de 40 metros coincide com a multiplicidade de 20 metros do levantamento topogrfico conhecido. Os pontos que definem as linhas azuis (clara e escura) foram determinados a partir da mdia entre o nvel d

Diretrizes para reimplantação da geometria adequada na EFC frente o cenário de renovação de...

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