Universidade de Aveiro 2021

Hugo Duarte Meira Pereira

MELHORIA DO DESEMPENHO NAS ATIVIDADES DE MANUTENÇÃO NUMA EMPRESA DO SETOR FERROVIÁRIO

Universidade de Aveiro 2021

Hugo Duarte Meira Pereira

MELHORIA DO DESEMPENHO NAS ATIVIDADES DE MANUTENÇÃO NUMA EMPRESA DO SETOR FERROVIÁRIO

Relatório de Projeto apresentado à Universidade de Aveiro para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Engenharia e Gestão Industrial, realizado sob a orientação científica da Prof. Doutora Ana Raquel Reis Couto Xambre, Professora Auxiliar do Departamento de Economia, Gestão, Engenharia Industrial e Turismo da Universidade de Aveiro, e coorientação da Prof. Doutora Helena Maria Pereira Pinto Dourado e Alvelos, Professora Auxiliar do Departamento de Economia, Gestão, Engenharia Industrial e Turismo da Universidade de Aveiro.

Dedico este trabalho à minha família, em especial aos meus pais pelo apoio incondicional.

o júri

presidente Prof.ª Doutora Marlene Paula Castro Amorim

Professora Auxiliar do Departamento de Economia, Gestão, Engenharia Industrial e Turismo da Universidade de Aveiro

Prof. Doutor José Manuel Matos Moreira

Professor Auxiliar do Departamento de Eletrónica, Telecomunicações e Informática da Universidade de Aveiro

Prof.ª Doutora Ana Raquel Reis Couto Xambre Professora Auxiliar do Departamento de Economia, Gestão, Engenharia Industrial e Turismo da Universidade de Aveiro

agradecimentos À minha orientadora da Universidade de Aveiro, Prof. Doutora Ana Raquel Xambre, assim como à minha coorientadora Prof. Doutora Helena Alvelos, por todo o apoio, paciência e disponibilidade demonstrada. A toda a equipa da Sacyr Neopul, pela integração, incentivo, paciência e suporte oferecido. Um obrigado especial por todos os ensinamentos transmitidos, mas essencialmente por todos os momentos partilhados que me fizeram sentir verdadeiramente em casa. À minha família, e em especial aos meus pais e irmã, por todas as palavras de apoio e sacrifícios realizados, que proporcionaram todas as oportunidades que surgiram na minha vida até ao momento. A todos os meus amigos por alegrarem os meus dias e, em particular, um agradecimento especial à minha namorada por todo o apoio.

palavras-chave Ferrovia, catenária, infraestrutura, manutenção, gestão da manutenção, diagrama de Pareto, sistemas de informação, CMMS

resumo Nos últimos anos, por razões económicas, os governos têm optado pela utilização de comboios elétricos como principal meio de transporte ferroviário, em detrimento de outros tipos de comboios. Como tal, a crescente quantidade de infraestruturas de catenária criadas nos sistemas ferroviários é uma realidade sendo, portanto, imperativo que as atividades de manutenção dessa infraestrutura sejam realizadas, de modo a garantir a contínua circulação do comboio elétrico e a segurança do ser humano. Este trabalho foi desenvolvido na empresa Sacyr Neopul, inserido num projeto de manutenção e renovação da infraestrutura de catenária que esta se encontra a realizar em Dublin, na Irlanda. O principal objetivo deste projeto relaciona-se com a implementação de melhorias nas atividades de manutenção que a empresa se encontra a realizar, com o intuito de oferecer ao seu cliente um serviço de qualidade superior. Nesse sentido, depois de perceber o funcionamento de um sistema de catenária, as atividades de manutenção foram analisadas ao detalhe, sendo identificados posteriormente alguns problemas e oportunidades de melhoria. Alguns desses problemas foram identificados através da utilização do Diagrama de Pareto, que permitiu evidenciar que tipo de componentes da infraestrutura de catenária representam a maior parte das falhas na sua infraestrutura, sendo sugerido posteriormente a substituição de alguns desses mesmos componentes. Uma outra análise efetuada foi a do desempenho das atividades de manutenção até então realizadas e que culminou na decisão de criação de indicadores de desempenho, com o objetivo de a empresa passar a identificar mais facilmente se as suas atividades de manutenção se encontram a ser realizadas de forma eficiente ou não. Por fim, e através da observação direta dos trabalhos de manutenção e de conversas informais com alguns colaboradores, outro problema encontrado relacionava-se com o sistema de informação que esta utiliza para gerir as suas atividades, revelando-se este demasiado básico. Neste sentido, decidiu-se modelar, com recurso à linguagem UML, uma expansão do sistema atualmente utilizado, de forma a permitir à empresa, no futuro, gerir de forma mais eficiente as suas atividades de manutenção.

keywords Railway, catenary, infrastructure, maintenance, maintenance management, Pareto chart, information systems, CMMS

abstract In recent years, for economic reasons, governments have opted for the use of electric trains as the main means of rail transport, to the detriment of other types of trains. As such, the increasing amount of catenary infrastructures created in railway systems is a reality, and it is therefore mandatory that maintenance activities are carried out on its infrastructure, to ensure the continuous movement of the electric train and the safety of the human being. This work was developed at Sacyr Neopul, in a project to maintain and renovate a catenary infrastructure that is taking place in Dublin, Ireland. The main objective of this project is related to the implementation of improvements in the maintenance activities that the company performs, in order to offer a superior quality service to its client. In this sense, after understanding the functioning of a catenary system, the maintenance activities were analysed in detail, and some problems and opportunities for improvement were later identified. Some of these problems were identified using the Pareto Diagram, which showed what type of components of the catenary infrastructure represented most of the failures in its infrastructure, and later it was suggested the replacement of some of these components. Another analysis was that of the performance of maintenance activities until that moment, which led to the decision of developing performance indicators that could help the company identify, more easily, whether its maintenance activities are being carried out efficiently. Finally, through direct observation of maintenance work and informal conversations with some employees, another problem was uncovered related to the information system that is used to manage its activities, and that it is too basic. It was then decided to model, using the UML language, an expansion of the system currently used, to allow the company, in the future, to manage its maintenance activities more efficiently.

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Índice

1 Introdução ........................................................................................................ 1

1.1 Contextualização do Projeto ................................................................................ 1

1.2 Objetivos ............................................................................................................. 2

1.3 Metodologia ........................................................................................................ 3

1.4 Estrutura do Relatório ......................................................................................... 5

2 Enquadramento Teórico .................................................................................... 7

2.1 Manutenção ........................................................................................................ 8 2.1.1 Gestão Estratégica da Manutenção ........................................................................................... 8 2.1.2 Tipos de Estratégias de Manutenção ......................................................................................... 9 2.1.3 Key Performance Indicators (KPIs) de Manutenção ................................................................ 14 2.1.4 Computerized Maintenance Management System (CMMS) e Planeamento Estratégico ....... 18 2.1.5 Diagrama de Pareto e sua aplicação à manutenção ................................................................ 20

2.2 Manutenção de Infraestruturas Ferroviárias ....................................................... 21 2.2.1 Comboio Elétrico ...................................................................................................................... 21 2.2.2 Catenária .................................................................................................................................. 23 2.2.3 Inspeção Ferroviária ................................................................................................................. 32 2.2.4 Atividades de Manutenção Ferroviária .................................................................................... 32 2.2.5 Atividades de Renovação ......................................................................................................... 35 2.2.6 Manutenção na Catenária ....................................................................................................... 35

2.3 Sistemas de Informação ..................................................................................... 38 2.3.1 Etapas e Metodologias do Desenvolvimento de Sistemas ...................................................... 41 2.3.2 Desenvolvimento de Sistemas em UML................................................................................... 49

3 Caso de Estudo ................................................................................................ 59

3.1 Descrição da Empresa ........................................................................................ 59 3.1.1 Grupo Sacyr .............................................................................................................................. 59 3.1.2 Sacyr Neopul S.A. ..................................................................................................................... 60

3.2 Infraestrutura do DART ...................................................................................... 61

3.3 Atividades de Manutenção ................................................................................ 61 3.3.1 Manutenção Preventiva ........................................................................................................... 62 3.3.2 Componentes Substituídos ou Reparados/Ajustados.............................................................. 68

3.4 CMMS Atual ...................................................................................................... 70

3.5 Problemas Detetados e Oportunidades de Melhoria ........................................... 75

4 Propostas de Melhoria .................................................................................... 77

4.1 Diagrama de Pareto ........................................................................................... 77

4.2 Definição de KPIs ............................................................................................... 80

4.3 Novo CMMS ...................................................................................................... 85

ii

5 Conclusões, Limitações e Trabalhos Futuros ..................................................... 93

6 Referências Bibliográficas ............................................................................... 97

Anexos ................................................................................................................. 105

Anexo I – KPIs Norma Europeia EN15341 ...................................................................... 105

Anexo II – Estrutura organizacional e operacional Sacyr Neopul & Irish Rail .................. 109

Anexo III – Atividades de inspeção ............................................................................... 110

Anexo IV – Trabalhos realizados ................................................................................... 111

Anexo V – Secções do DART ......................................................................................... 112

Índice de Figuras

Figura 1 - Seis passos para o sucesso da manutenção.................................................... 9

Figura 2 - Tipos de estratégias de manutenção ............................................................ 10

Figura 3 - Indicadores de desempenho e suas categorias ............................................ 15

Figura 4 - Desempenho dos meios de transporte ferroviários .................................... 22

Figura 5- Alimentação do comboio elétrico .................................................................. 22

Figura 6 – Pantógrafo ..................................................................................................... 23

Figura 7 - Estrutura da catenária ................................................................................... 24

Figura 8 - Elementos constituintes de uma consola ..................................................... 25

Figura 9 - Vista sobre um lanço de catenária ................................................................ 26

Figura 10 - Isolador de secção ....................................................................................... 28

Figura 11 - Função do ponto fixo ................................................................................... 29

Figura 12 - Esquerda: Contrapesos; Direita: Tensorex ................................................. 30

Figura 13 - Desalinhamento do fio de contacto ............................................................ 31

Figura 14 - Secção transversal do fio de contacto ........................................................ 32

Figura 15- Classificação e tipos de sistemas de informação ........................................ 40

Figura 16 - Ciclo de vida de desenvolvimento de sistemas .......................................... 42

Figura 17 - Modelo em cascata ...................................................................................... 46

Figura 18 - Modelo em espiral ....................................................................................... 47

Figura 19 - Fases de desenvolvimento do RUP ............................................................. 49

Figura 20 - Tipos de diagramas UML ............................................................................. 50

Figura 21 - Estrutura do Grupo Sacyr ............................................................................ 60

Figura 22 - Comboios que circulam no DART ................................................................ 61

Figura 23 - Inspeção em altura ...................................................................................... 62

Figura 24 - Medição da altura e desalinhamento do fio de contacto .......................... 66

Figura 25 - Isoladores em mau estado (esquerda: Corroído; direita: Partido) ............ 68

Figura 26 - Diagrama de use cases do sistema atual .................................................... 72

Figura 27 - Diagrama de classes do sistema atual ........................................................ 74

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Figura 28 - Diagrama de Pareto de frequência de intervenções .................................. 78

Figura 29 - Total de horas de manutenção ................................................................... 80

Figura 30 - Percentagem de trabalho reativo ............................................................... 81

Figura 31 - Percentagem de trabalho de melhoria ....................................................... 82

Figura 32 - MTTR ............................................................................................................ 83

Figura 33 - MTBF ............................................................................................................ 83

Figura 34 - Disponibilidade ............................................................................................ 84

Figura 35 - Novo diagrama de use cases ....................................................................... 88

Figura 36 - Novo diagrama de classes ........................................................................... 90

Índice de Tabelas

Tabela 1 - Abordagens dos vários tipos de manutenção ............................................. 13

Tabela 2- KPIs do processo de manutenção ................................................................. 16

Tabela 3 - KPIs dos resultados da manutenção ............................................................ 17

Tabela 4 - Representação dos elementos no diagrama de use cases .......................... 52

Tabela 5 - Multiplicidade das classes associativas ....................................................... 55

Tabela 6 - Síntese do diagrama de classes .................................................................... 56

Tabela 7 - Plano anual de Inspeções de 2020 ............................................................... 63

Tabela 8 - Tipos de inspeção dos componentes ........................................................... 64

Tabela 9 - Componentes inspecionados com periodicidade de 1, 3 ou 4 anos ........... 64

Tabela 10 - Frequência de inspeções anuais ................................................................. 65

Tabela 11 - Espessura do fio de contacto ...................................................................... 66

Tabela 12 - Parâmetros desalinhamento Fio de Contacto ........................................... 67

Tabela 13 - Parâmetros da altura do Fio de Contacto .................................................. 67

Tabela 14 - Intervenções em manutenção (2018-2020) ............................................... 69

Tabela 15 - Orçamento de componentes ...................................................................... 79

Tabela 16 - Dados de manutenção corretiva ................................................................ 81

Tabela 17 - Total de KPIs a serem calculados ............................................................... 92

iv

1

1 Introdução

Este relatório procura explicar o trabalho desenvolvido numa empresa do setor ferroviário,

denominada Sacyr Neopul S.A.. O estudo realizado enquadrou-se no projeto de 5 anos de renovação

e manutenção da infraestrutura ferroviária de catenária, conduzido pela empresa em Dublin, na

Irlanda.

1.1 Contextualização do Projeto

A Sacyr Neopul é uma empresa que se dedica à construção, renovação e manutenção de

infraestruturas ferroviárias. Esta possui projetos um pouco por todo o mundo estando, entre estes,

inserido o projeto de renovação e manutenção da infraestrutura ferroviária de catenária do DART

(Dublin Area Rapid Transit) em Dublin, na Irlanda. O DART consiste num sistema ferroviário

suburbano, e a sua infraestrutura estende-se desde as zonas costeiras da cidade de Dublin até ao

seu centro, sendo os comboios elétricos que nela percorrem alimentados por 1500 Volts de corrente

contínua. O projeto em questão teve início no ano de 2019, tem uma duração prevista de 5 anos e

apresenta como objetivo, para o prazo previsto, a renovação de cerca de 40 km e a manutenção da

totalidade da sua infraestrutura de catenária, sendo a proprietária dessa mesma infraestrutura e,

consequentemente, empresa cliente, a Irish Rail.

Tendo em conta o contexto onde a empresa está inserida, e considerando o projeto que esta

se encontra a desenvolver, é fulcral que as atividades de manutenção realizadas à infraestrutura

sejam desempenhadas da forma mais eficiente possível. Um desempenho menos bom dessas

mesmas atividades pode-se traduzir no aparecimento de falhas na infraestrutura de catenária,

podendo estas levar à ocorrência de paragens na circulação de comboios ou, no pior dos cenários,

a consequências para a segurança do ser humano.

Com vista a colmatar essas possíveis falhas, e um consequente défice no serviço oferecido à

Irish Rail, é fulcral que a empresa perceba onde incidiram, até ao momento, os principais problemas

na infraestrutura, com vista a tomar medidas corretivas que aumentem a disponibilidade e

fiabilidade do sistema de catenária. Obter um maior controlo sobre o desempenho das suas

atividades, criando assim bases para poder ser efetuado um melhor planeamento e controlo destas,

é outro aspeto importante que a empresa deve ter em conta. Por fim, e com o mesmo intuito, o

sistema de informação que esta utiliza para gerir as suas atividades deve ser o mais completo

possível, sendo capaz de armazenar grandes quantidades de informação referente às atividades de

2

manutenção e, ao mesmo tempo, cumprir todos os requisitos esperados pelos colaboradores que

o utilizam.

Neste contexto, o presente estudo foi desenvolvido com o intuito de implementar melhorias

na gestão das atividades de manutenção da Sacyr Neopul. Para uma melhor gestão dessas

atividades, pretende-se analisar o comportamento da infraestrutura de catenária e o desempenho

das atividades de manutenção até ao presente, algo nunca antes efetuado, tendo em vista o

melhoramento do desempenho de ambas no futuro. Pretende-se também fazer uma restruturação

do sistema de informação atualmente utilizado pela empresa, pois vários colaboradores

manifestaram o seu desagrado com o sistema atualmente utilizado, referindo-se a ele como sendo

demasiado básico e incapaz de cumprir com todos os requisitos que se espera dele. Assim,

pretende-se modelar uma expansão do sistema atual, de modo a possibilitar a criação no futuro de

um sistema mais completo, capaz de suportar a tomada de decisão, auxiliando no planeamento e

controlo das atividades de manutenção.

1.2 Objetivos

O principal objetivo deste estudo passa por encontrar oportunidades de melhoria no

desempenho das atividades de manutenção que a Sacyr Neopul se encontra a realizar, e pela

implementação de ações que promovam essas melhorias. Com este intuito, a forma como se

realizam as atividades de manutenção, os resultados dessas atividades, e o fluxo de informação

proveniente destas foi analisado ao detalhe.

Tendo em conta esse objetivo, numa fase inicial este projeto foi necessário compreender

como é que a manutenção no contexto ferroviário, e mais especificamente na catenária, funciona.

Posteriormente foi feita a recolha e análise dos dados associados às atividades de manutenção

efetuadas pela empresa, com vista a encontrar oportunidades de melhoria nas suas atividades.

Procedeu-se, ainda, a um levantamento dos problemas existentes, com vista a igualmente encontrar

soluções que melhorem o desempenho das atividades de manutenção.

A recolha de problemas mencionada, foi realizada essencialmente através de entrevistas

informais aos colaboradores, por observação direta dos trabalhos de manutenção e dos processos

que tornam possível que estes sejam realizados eficientemente, e através da análise do fluxo de

informação proveniente desses mesmos trabalhos.

Efetuado esse levantamento, um dos problemas detetados reside no facto de a empresa,

apesar de registar os dados de manutenção e dos componentes sobre os quais esses trabalhos

3

incidem, não efetuar uma análise dos resultados obtidos que suporte a tomada de decisão e a

gestão das suas atividades.

Um outro problema também identificado, é o facto de a empresa não medir o desempenho

das suas atividades. Algo que deve ser realizado de modo permitir à empresa ter uma maior

perceção se estas estão a ser desempenhadas de forma eficiente e em função de objetivos pré-

estabelecidos.

Por fim, uma outra situação também exposta pelos colaboradores da empresa, foi o facto de

o CMMS (Computorized Maintenance Management System), software de suporte à gestão das

atividades de manutenção que a empresa utiliza, se revelar bastante incompleto não satisfazendo

diversos dos requisitos mencionados pelos atores que o utilizam.

Posto isto, e em jeito de síntese, os objetivos deste projeto, com vista a alcançar melhorias

nas atividades de manutenção, são os seguintes:

• Analisar e procurar formas de melhorar as atividades de manutenção da empresa, através

da análise dos resultados das suas atividades;

• Definir Key Performance Indicators para que a empresa possa medir o desempenho das

suas atividades;

• Modelizar um sistema mais completo em relação ao que a empresa possui atualmente;

• Avaliar e retirar conclusões acerca dos resultados encontrados.

1.3 Metodologia

Para conseguir concretizar os objetivos referidos anteriormente tem de ser seguida uma

metodologia adequada.

O primeiro passo nesse sentido, após a familiarização com a empresa e os seus processos, foi

a elaboração de um enquadramento teórico. Esse estudo foi efetuado com o intuito de obter uma

fundamentação teórica que permitisse a obtenção de bases para a aplicação das ferramentas e

metodologias utilizadas neste projeto.

De seguida, e numa segunda fase, recolheram-se e organizaram-se alguns dados prevenientes

da base de dados da empresa acerca das intervenções efetuadas nos componentes da infraestrutura

de catenária. A análise aos dados obtidos teve o intuito de perceber que componentes registaram

um desempenho aquém do esperado nos últimos anos. Com os resultados desta análise espera-se

que empresa tenha um maior suporte naquilo que é a tomada de decisão, de modo a poder gerir

4

de um ponto de vista estratégico as suas atividades de forma mais eficiente, assim como propor

possíveis alterações ao nível dos componentes à empresa proprietária da infraestrutura.

Numa terceira fase, recorrendo à base de dados da empresa e também à análise de

documentos das atividades de manutenção, procurou-se recolher dados para a determinação de

KPIs, com o objetivo de medir o desempenho das atividades de manutenção. Definiram-se quais os

KPIs relevantes a serem calculados tendo por base a revisão teórica efetuada, mas essencialmente

tendo em mente o contexto da manutenção ferroviária, nomeadamente a identificação das falhas

na sua infraestrutura que, para além de causarem problemas de paragem de circulação de

comboios, podem também causar perigo à vida humana, sendo, portanto, imperativo garantir que

a infraestrutura esteja sempre disponível e identificar o que levou à sua indisponibilidade quando

se encontram anomalias. Tendo estes fatores em mente, consoante os dados do passado que foi

possível obter, foram calculados então os KPIs, sendo os resultados posteriormente analisados e

apresentados aos gestores das atividades de manutenção da empresa.

Por fim, procurou-se perceber o funcionamento do CMMS que a empresa atualmente utiliza

para gerir as suas atividades de manutenção, assim como os atores que interagem com este. O

entendimento do seu funcionamento ao nível de estrutura interna foi obtido através da utilização

diária do software, e na realização de alguns trabalhos a par com os responsáveis de qualidade da

empresa, consistindo estes trabalhos maioritariamente na inserção e análise de alguns dados

provenientes de atividades de manutenção. A um nível comportamental, a informação recolhida

em relação ao fluxo de informação e atores que interagem com o sistema, foi realizada através dos

trabalhos que foram solicitados ao longo do estágio, e também através da observação direta dos

trabalhos de manutenção e dos fluxos de informação provenientes das mesmas. Após perceber o

funcionamento a nível interno e comportamental do sistema atual, procedeu-se à sua modelação

com recurso à linguagem UML.

Após a modelação do sistema atual, e tendo em conta o exposto pelos colaboradores do

sistema verificou-se que este se revela algo incompleto, e assim procedeu-se a um levantamento

dos requisitos que se espera que o novo sistema atenda. Esse levantamento de requisitos foi

efetuado através de conversas informais e reuniões de grupo com os atores que interagem

diretamente com o CMMS. Após reunir todos os requisitos, realizou-se a modelação do software

sob o ponto de vista estrutural e comportamental, recorrendo novamente à linguagem UML,

procurando, para além de servir esses mesmos requisitos, que este novo sistema crie também bases

para a medição de alguns KPIs que atualmente não podem ser calculados, de modo a auxiliar a

tomada de decisão e gestão das atividades de manutenção.

5

1.4 Estrutura do Relatório

O presente relatório está dividido em cinco capítulos. No primeiro capítulo é apresentada

uma introdução, onde se explica o contexto em que foi realizado este projeto, assim como os

objetivos do mesmo e as metodologias utilizadas.

O segundo capítulo consiste num enquadramento teórico, recorrendo à literatura existente,

que se centra, essencialmente, em apresentar bases teóricas sobre os temas abordados neste

projeto: Manutenção, Manutenção de Infraestruturas Ferroviárias e Sistemas de Informação.

No terceiro capítulo é apresentada a empresa onde foi realizado este projeto, assim como o

grupo de empresas a que esta pertence. É também descrito o contexto onde esta se insere,

atividades que realiza, problemas detetados nas suas atividades e objetivos propostos para

colmatar esses mesmos problemas. Posteriormente, o quarto capítulo preocupa-se essencialmente

em descrever a implementação das ações propostas para resolver os problemas descritos no

capítulo anterior.

Por fim, no quinto capítulo é efetuada uma revisão global de todo o trabalho realizado neste

projeto, referindo as dificuldades encontradas ao longo deste estudo, ações a serem tomadas no

futuro para dar continuidade ao trabalho realizado, bem como uma análise crítica dos resultados

obtidos.

6

7

2 Enquadramento Teórico

Neste capítulo será realizado um enquadramento teórico com o objetivo de suportar o estudo

prático, apresentando uma revisão dos conceitos, metodologias e ferramentas que serviram de base

para o mesmo. Este capítulo encontra-se dividido em três subcapítulos principais, que têm o nome

de “Manutenção”, “Manutenção de Infraestruturas Ferroviárias” e “Sistemas de Informação”.

No caso do primeiro subcapítulo, recorrendo à literatura existente define-se o conceito de

manutenção, explica-se como funciona a gestão desta de um ponto de vista estratégico, e são

apresentados os tipos de manutenção existentes, igualmente tendo em conta o ponto de vista

estratégico de cada um. Ainda neste subcapítulo, são explicados alguns indicadores de desempenho

que permitem avaliar o desenvolvimento e resultados das atividades, é explicado o tipo e

funcionamento dos softwares utilizados para gerir essas mesmas atividades e, por fim, exibe-se uma

ferramenta de qualidade utilizada para dar apoio à tomada de decisão naquilo que toca à

manutenção.

O segundo subcapítulo centra-se essencialmente em fazer um enquadramento teórico sobre

o funcionamento das atividades de manutenção de infraestruturas ferroviárias. No que toca à

ferrovia, e tendo em conta o contexto deste projeto, é explicado o funcionamento do comboio

elétrico, assim como da infraestrutura de catenária que permite que este se desloque. São ainda

explicadas algumas terminologias associadas a este tipo de sistemas, bem como o funcionamento

das atividades de manutenção e o tipo de trabalhos que são realizados para preservar este tipo de

infraestrutura.

No terceiro subcapítulo faz-se uma abordagem daquilo que é o conceito de sistema de

informação, expõe-se e descreve-se todos os componentes que o envolvem, e apresentam-se os

vários tipos de sistemas de informação que existem. Para além desta primeira abordagem, são

exemplificadas as várias etapas a ser seguidas e metodologias utilizadas para se desenvolver um

sistema, demonstra-se o contributo da linguagem UML para esse desenvolvimento e, por fim,

explicam-se alguns diagramas pertencentes a esta linguagem utilizados para efetuar a modelação

de sistemas.

8

2.1 Manutenção

O conceito de manutenção pode ser definido como todo o conjunto de ações técnicas e de

gestão, realizadas com o intuito de restaurar ou manter o bom funcionamento de um produto ou

ativo, durante o seu período de utilização esperado (Shin & Jun, 2015).

Apesar de a manutenção ser uma necessidade, está muitas vezes, e de forma errada,

associada a um custo ou a um mal necessário, tendo por base a ideia de que se trata apenas de

“consertar coisas quando elas se quebram”. E quando essas quebras acontecem a culpa é da

manutenção que foi efetuada (Voisin et al., 2010). Contudo, o contributo da manutenção para as

atividades de uma empresa não pode ser menosprezado, pois esta, para além de ser essencial para

garantir um bom funcionamento de um sistema, também prolonga a sua vida útil a um baixo custo

e garante a sua segurança nos mais diversos níveis (Velmurugan & Dhingra, 2015).

2.1.1 Gestão Estratégica da Manutenção

O crescente nível de automação e mecanização provocou, ao longo dos anos, um aumento

do capital investido em máquinas e infraestruturas, aumentando assim a importância de se

realizarem atividades de manutenção e, consequentemente, de geri-las (Garg & Deshmukh, 2006).

A gestão da manutenção é definida como o conjunto de todas as atividades que têm o intuito

de estabelecer os objetivos, estratégias e responsabilidades de manutenção através do

planeamento, controlo e supervisão das suas atividades (Lopes et al., 2016). Em relação à estratégia

utilizada para efetuar a manutenção, e de acordo com Rani et al. (2015), esta apenas será

bem-sucedida caso seja planeada adequadamente para cada equipamento em particular.

Segundo Onawoga e Akinyemi (2010), as empresas procuram desenvolver uma estratégia de

manutenção com o intuito de melhorar as suas atividades. Os autores complementam a sua teoria,

indicando que, para uma estratégia de manutenção ser eficaz em equipamentos críticos, é

necessário conhecer as origens da falha, o modo de ocorrência assim como todas as outras variáveis

relacionadas com o problema. Tendo em conta estas observações, uma boa abordagem para

melhorar o desempenho das atividades de manutenção está relacionada com o domínio dos seis

passos apresentados na Figura 1.

9

De realçar que todos os passos do esquema anterior estão diretamente relacionados uns com

os outros, destacando-se os passos de programar e de planear como os principais para o sucesso

da estratégia de manutenção. A componente gestão abrange qualquer um dos passos mencionados

pelos autores, e o fator custo está também associado a qualquer um destes passos (Onawoga &

Akinyemi, 2010).

2.1.2 Tipos de Estratégias de Manutenção

Tendo em conta a enorme diversidade e complexidade dos sistemas existentes, torna-se

extremamente importante prevenir a ocorrência de falhas inesperadas durante o decorrer das suas

operações. Essas falhas podem ter como consequência custos elevados de reparação ou

substituição, assim como perdas de produção ou riscos de segurança ambiental ou humana

(Shafiee, 2015).

Em resposta a estas falhas, e com o intuito de reduzi-las, as empresas têm recorrido a

estratégias de manutenção. Uma estratégia de manutenção é desenvolvida tendo em conta os

objetivos de negócio de uma empresa, alinhando os trabalhos de manutenção com as estratégias

corporativas (Rani et al., 2015). A utilização de uma estratégia de manutenção é de extrema

importância, pois para além do facto de reduzir a probabilidade de um equipamento falhar, também

melhora as condições de funcionamento de um ativo, traduzindo-se isto em custos de manutenção

mais baixos e uma qualidade oferecida superior (Shaffiee, 2015).

Figura 1 - Seis passos para o sucesso da manutenção

(adaptado de Onawoga & Akinyemi, 2010)

10

Na perspetiva de Rani et al. (2015), existem dois tipos de estratégias de manutenção - as

planeadas e as não planeadas. Podemos observar na Figura 2 os tipos de manutenção associados à

manutenção planeada e não planeada.

Segundo Rani et al. (2015), a estratégia de manutenção não planeada é também conhecida

como manutenção reativa ou de emergência, pois ocorre em casos inesperados e leva a custos

elevados de manutenção. Quanto à estratégia de manutenção planeada, de acordo com os

mesmos autores, baseia-se na fiabilidade e precisão dos dados, sendo os seus trabalhos de

manutenção planeados de forma adequada por uma pessoa encarregue de monitorizar esses

trabalhos. Podemos encontrar os vários tipos de manutenção planeada descritos de seguida:

Manutenção Corretiva

A manutenção corretiva, também conhecida como manutenção “run to fail” ou “reativa”, é

essencialmente realizada após uma falha ter sido detetada, e tem como objetivo colocar o item

onde foi detetada a falha novamente em bom funcionamento para que este execute a sua função

esperada (Rastegari & Mobin, 2016; Stenström et al., 2016). Este tipo de manutenção deve ser

utilizado em áreas não críticas onde os custos, consequências de uma falha e riscos de segurança

são baixos, e a identificação e reparação rápida de uma falha é possível (Niu et al., 2010).

A sua execução requer capacidades e envolvimento humano, pois quando ocorre uma

paragem no sistema, o ser humano deve ser capaz de o observar, analisar a falha, e efetuar uma

ação corretiva de modo a anular a causa que originou essa mesma falha (Vathoopan et al., 2018).

As ações efetuadas em manutenção corretiva são essencialmente reparos e substituições, sendo

Figura 2 - Tipos de estratégias de manutenção

(adaptado de Rani et al., 2015)

11

que o facto de se fazer somente este tipo de manutenção pode ser considerado um perigo, pois a

probabilidade de uma máquina ou um sistema parar devido a uma falha é maior (Chen et al., 2017).

A manutenção corretiva pode-se revelar ainda bastante dispendiosa, pois a falha de um item pode

levar à danificação de outros elementos do ativo, e essa mesma falha pode também ocorrer num

momento inconveniente tanto para o dono do mesmo como para a entidade responsável por fazer

a sua manutenção (Rani et al., 2015).

De realçar que este tipo de manutenção é considerado como sendo uma estratégia de

manutenção planeada, pois pode acontecer como resultado de inspeções regulares ou de

prognósticos acerca da gestão do estado do ativo. No entanto, pode também ser considerada como

uma estratégia não planeada, isto em situações em que ocorrem falhas totalmente inesperadas

(Vathoopan et al., 2018).

Manutenção Preventiva

A manutenção preventiva é executada antes de uma falha ser detetada, sendo realizada em

intervalos pré-estabelecidos com o objetivo de reduzir a probabilidade de um item falhar ou de se

degradar (Stenström et al., 2016).

Com o intuito de diminuir a probabilidade de ocorrer uma falha num determinado item,

algumas ações podem ser realizadas, tais como: inspeções, testes, substituições ou ações de A

manutenção preventiva é executada antes de uma falha ser detetada, sendo realizada em intervalos

pré-estabelecidos com o objetivo de reduzir a probabilidade de um item falhar ou de se degradar

(Stenström et al., 2016).

Com o intuito de diminuir a probabilidade de ocorrer uma falha num determinado item,

algumas ações podem ser realizadas, tais como: inspeções, testes, substituições ou ações de rotina

(Tee & Ekpiwhre, 2019). O principal objetivo deste tipo de manutenção pode ser entendido como

estabelecer o máximo de fiabilidade e segurança de um sistema, com recurso à utilização do mínimo

possível de recursos de manutenção (Stenström et al., 2016). A manutenção preventiva tem ainda

o objetivo de ultrapassar as desvantagens da manutenção corretiva, não só pelo facto de reduzir a

possibilidade de uma falha repentina ocorrer, mas também pelo planeamento que lhe está

associado, capaz de reduzir os custos de manutenção, diminuir o tempo de inatividade e aumentar

a segurança do ativo (Rani et al., 2015). É de realçar que, para que este tipo de manutenção possa

ocorrer, é necessário que os itens sobre a qual incidem as suas atividades tenham uma taxa de

degradação e uma expetativa de vida mensurável (Stenström et al., 2016).

12

Segundo Niu et al. (2010), este tipo de manutenção pode ainda ser dividido em dois tipos:

manutenção predeterminada ou manutenção baseada na condição. Os autores explicam as

diferenças entre as duas, indicando que no caso da manutenção predeterminada, esta é

programada tendo em conta o número de horas de uso de um item, a quantidade de vezes que foi

utilizado, o número de quilómetros, entre outros fatores, não havendo qualquer tipo de atividade

de monitoramento. Quanto à manutenção baseada na condição, na perspetiva dos mesmos

autores, não utiliza intervalos nem horários, baseia-se na condição dos componentes e dos sistemas

para planear as suas atividades o que implica monitorizar o estado dos ativos.

Manutenção Preditiva

A manutenção preditiva é muitas vezes denominada de “monitoramento online”,

“manutenção baseada no risco” ou até mesmo de “manutenção baseada na condição”, tal como a

manutenção preventiva no caso desta última denominação (Hashemian, 2011). Esta tem como

principal objetivo de planear convenientemente a manutenção corretiva, antevendo o estado de

um equipamento, tendo como base a análise do seu desempenho (Vathoopan et al., 2018). Essa

análise de desempenho de um equipamento, pode ser efetuada com recurso a algumas

ferramentas, tais como a análise de vibrações, deteção ultrassónica ou termógrafos infravermelhos,

podendo esta análise de comportamento ser efetuada por meio de inspeções durante o

funcionamento do equipamento ou quando este se encontra imobilizado (Rani et al., 2015).

Um recurso bastante utilizado, que serve de alternativa à inspeção visual, é o uso de sensores.

Estes têm a vantagem de poder desempenhar a função de olhos, ouvidos e nariz com um

desempenho superior, detetando e identificando sinais de quando um equipamento começa a

falhar (Hashemian, 2011).

A principal vantagem deste tipo de manutenção recai sobre o facto de ser capaz de prever

quando é que uma paragem no sistema pode ocorrer, possibilitando assim a previsão de quando, e

quais os reparos ou ajustes, devem ser realizados (Sipos et al., 2014).

Manutenção Proativa

A manutenção proativa é considerada um tipo de manutenção que deteta uma falha num

sistema a partir da fonte dessa mesma falha (Rani et al., 2015). Este tipo de manutenção baseia-se

essencialmente em prognósticos, prevendo o estado de um equipamento no futuro com base na

informação que é registada no presente, nos dados do passado, na sua taxa de degradação e nas

ações de manutenção a serem planeadas (Muller et al., 2008).

13

Este tipo de manutenção pode também ser denominado de “manutenção baseada na

antecipação”, e segue a filosofia de mudar a manutenção de “falha e reparação” para uma estratégia

de “prever e prevenir”, estando de certa forma ligada à manutenção preventiva e preditiva (Voisin

et al., 2010). Contudo, o que distingue a manutenção proativa da manutenção preventiva e

preditiva, é o facto desta se basear em prognósticos que têm o objetivo de prever o estado de um

equipamento no futuro, de modo a que a sua vida útil se estenda ao máximo (Rani et al., 2015).

Na Tabela 1, podemos observar uma comparação entre os diferentes tipos de manutenção e

a abordagem a que cada um está associado:

Tabela 1 - Abordagens dos vários tipos de manutenção

(adaptado de Niu et al., 2010)

Tipo de Manutenção

Corretiva Preventiva Preditiva Proativa

Reparação de

avarias Manutenção calendarizada

Diagnósticos de manutenção baseados na

condição

Prognósticos de manutenção baseados na

condição

Quando calendarizar

Sem calendarização

Manutenção baseada em um cronograma de tempo fixo para

inspeção, reparação e

revisão

Manutenção com base na condição

atual

Manutenção com base na previsão

da vida útil restante do

equipamento

Porquê calendarizar

Não aplicável

Efeito de falha intolerável e

possibilidade de prevenir o efeito de falha por meio

de revisão ou substituição programada

Manutenção programada com base na evidência das necessidades

A necessidade de manutenção é

projetada como provável dentro

do tempo da missão

Como calendarizar

Não aplicável

Com base na vida útil do

componente prevista durante

o projeto e atualizada através

da experiência

Recolha contínua de dados de

monitoramento de condição

Previsão da vida útil restante do equipamento

com base numa análise de dados em tempo real

Tipo de previsão Nenhuma Nenhuma

On e off-line, análise de

tendências quase em tempo real

On e off-line, análise de

tendências em tempo real

Na perspetiva de Rani et al. (2015), deve ser utilizada uma abordagem equilibrada para cada

tipo de estratégia de manutenção, pois a estratégia utilizada depende do problema detetado, sendo

14

muito importante a forma como esta está planeada. Os autores revelam ainda, que todas as

estratégias de manutenção, com exceção da manutenção corretiva, ajudam a prolongar a vida útil

de um equipamento, sendo o tipo de manutenção mais importante para esse efeito a manutenção

preventiva. E terminam a sua linha de pensamento explicando que a manutenção preventiva, para

além de fornecer um cronograma apropriado para a manutenção de uma instalação, também auxilia

a gestão da manutenção e o planeamento de custos.

2.1.3 Key Performance Indicators (KPIs) de Manutenção

Os Key Performance Indicators (KPIs) podem ser definidos como ferramentas de auxílio à

medição do progresso de uma empresa em relação aos seus objetivos (Gonzalez et al., 2017). Estas

ferramentas são conhecidas essencialmente pela sua eficiência em avaliar e comparar diferentes

soluções e tecnologias (Palomba & Frazzica, 2019).

No que diz respeito à manutenção, o número de KPIs implementados por uma empresa deve

ser adequado, assim como deve ser capaz de medir o desempenho dos seus serviços e a influência

das suas práticas nas atividades organizacionais (Gonçalves et al., 2015). Além destes indicadores

de desempenho fornecerem informações, estas medições de performance funcionam também

como um fator motivacional para os colaboradores das organizações, e ao mesmo tempo revelam-

se uma ferramenta bastante útil no que diz respeito a tomadas de decisão e ações consistentes com

a estratégia da empresa (P. N. Muchiri et al., 2010). Na perspetiva de Abreu et al. (2013), os

indicadores de desempenho dão informações acerca do desempenho atual da manutenção e ao

mesmo tempo esclarecem os seguintes tópicos:

• Número de falhas, disponibilidade e indisponibilidade de equipamentos;

• Distribuição e custos relacionados com recursos humanos;

• Materiais consumidos e gestão de stocks;

• Serviços solicitados a entidades externas;

• Possíveis mudanças na infraestrutura;

• Momento de substituição de um equipamento.

De acordo com Muchiri et al. (2010), e tendo em conta a literatura existente, os indicadores

de desempenho associados aos processos de manutenção, e os relativos aos resultados de

manutenção, representam duas categorias distintas de KPIs. Em que cada uma destas duas

categorias subdivide-se em três outras categorias, mais específicas e relativas a etapas diferentes

do processo de manutenção tal como ilustrado na Figura 3.

15

Segundo os mesmos autores, para os processos de manutenção, os KPIs dividem-se em três

categorias, nomeadamente: identificação do trabalho, planeamento e programação do trabalho e

execução do trabalho. No que diz respeito aos resultados de manutenção, os KPIs dividem-se nas

seguintes categorias: eficiência do equipamento (relativa à performance do mesmo), eficiência dos

custos de manutenção e segurança e ambiente.

Na perspetiva de Muchiri et al. (2011), e em relação aos processos de manutenção, os KPIs

indicados para medir cada processo e avaliar se as requisições para cada atividade estão a ser

satisfeitos, são os que se encontram representados na tabela seguinte:

Figura 3 - Indicadores de desempenho e suas categorias

(adaptado de Muchiri et al., 2010)

16

Tabela 2- KPIs do processo de manutenção

(adaptado de Muchiri et al., 2011)

Categoria Medidas/Indicadores Unidades Descrição Objetivos

recomendados

Identificação do trabalho

Percentagem de trabalho proativo

% Horas de trabalho previstas para trabalho proativo/Total de horas

de trabalho disponíveis 75% - 80%

Percentagem de trabalho reativo

% Horas de trabalho usadas para trabalho reativo/Total de horas

de trabalho disponíveis 10% - 15%

Percentagem de trabalho de melhoria

% Horas de trabalho usadas para melhorias e alterações/Total de horas de trabalho disponíveis

5% - 10%

Taxa de resposta de trabalho requisitado

%

Trabalhos requisitados que permanecem no estado de

“requisição” por <5 dias/Total de pedidos de trabalho

80% dos pedidos

Planeamento do trabalho

Taxa de intensidade de planeamento

% Trabalho planeado/Total de

trabalho feito 95% de todas as

ordens de trabalho

Qualidade do planeamento %

Ordens de trabalho que requerem retrabalho devido ao

planeamento/Todas as ordens de trabalho

<3% de todas as ordens de trabalho

Capacidade de resposta de planeamento

% Ordens de trabalho no estado de “planeado” por<5 dias/Todas as

ordens de trabalho

>80% de todas as ordens de trabalho

Programação do trabalho

Intensidade de programação % Horas de trabalho

programadas/Total de horas de trabalho disponíveis

>80% da disponibilidade horas

de trabalho

Qualidade da programação %

Ordens de trabalho com execução atrasada devido a

material ou mão de obra/Todas as ordens de trabalho

<2%

Taxa de programação realizada

%

Ordens de trabalho com data programada para anterior ou

igual à de término tardio/Todas as ordens de trabalho

>95% de todas as ordens de trabalho

Execução do trabalho

Cumprimento da programação

%

Ordens de trabalho cumpridas no período programado antes da data de término tardio/Todas as

ordens de trabalho

>90%

MTTR horas Total de tempo de inatividade/Nº

de falhas

Taxa de utilização de mão de obra

% Total de horas gastas em tarefas/Horas disponíveis

>80%

Eficiência da mão de obra % Tempo atribuído para

tarefas/Tempo gasto em tarefas

Rotatividade de ordens de trabalho

% Nº de tarefas concluídas/Nº de

tarefas recebidas

Tamanho de backlog % Nº de tarefas em atraso/Nº de

tarefas recebidas

Qualidade da execução (Retrabalho) %

Nº de trabalhos de manutenção que requerem retrabalho/Nº

total de trabalhos de manutenção

<3%

17

Muchiri et al. (2011) em relação aos resultados da manutenção, entendem que estes se

podem traduzir na fiabilidade, disponibilidade e operabilidade do sistema. Tendo estes resultados

em mente, segundo os autores os indicadores de desempenho indicados para medir esses

resultados baseiam-se no desempenho do equipamento e nos custos da manutenção. Podemos

encontrar um resumo destes indicadores que permitem medir os resultados da manutenção na

seguinte tabela:

Tabela 3 - KPIs dos resultados da manutenção

(adaptado de Muchiri et al., 2011)

Categoria Medidas/Indicadores Unidades Descrição

Medidas de desempenho do

equipamento

Nº de falhas Nº Nº de falhas classificadas pelas suas

consequências: operacional, não-operacional, segurança, etc.

Frequência de falhas/quebras Nº/Unidade de Tempo

Nº de falhas por unidade de tempo (uma medida de fiabilidade)

MTBF Horas Tempo médio entre falhas (uma medida de

fiabilidade)

Disponibilidade % MTBF/(MTBF+MTTR) = tempo de atividade / (tempo de atividade + tempo de inatividade)

OEE % Disponibilidade * Taxa de performance * Taxa

de qualidade

Medidas de desempenho de

custo

Custos diretos de manutenção $ Custo total de manutenção corretiva e

preventiva

Gravidade da falha % Custo da falha/Custos diretos de manutenção

Intensidade da manutenção $/Unidade de

produção Custos de manutenção/Nº de unidades

produzidas

Percentagem da componente de custos de manutenção sobre custos de produção

% Custos de manutenção/Total de custos de

produção

ERV (Equipment Replacement Value) %

Custos de manutenção/Novo valor de condição

Rotação do stock de manutenção

Nº Proporção do custo dos materiais usados do

stock num dado período de tempo

Percentagem de custos com pessoal %

Custos com pessoal/Custo total de manutenção

Percentagem de custos com subcontratação

% Despesas com subcontratação/Total de

custos de manutenção

Percentagem de custos com fornecedores

% Custo com fornecedores/Total de custos de

manutenção

18

Norma Europeia EN 15341:2007

Como complemento aos KPIs definidos acima, existe a Norma Europeia EN 15341 (CEN,

2007)1, que apresenta um standard para a definição dos indicadores de desempenho de

manutenção. Esta norma indica a existência de três grupos e níveis de KPIs de manutenção, que

permitem melhorar e medir a eficiência e eficácia das atividades de manutenção em ativos (ver

Anexo I). Esta norma divide os indicadores de desempenho em grupos económicos, técnicos e

organizacionais, estando cada grupo dividido nos níveis 1, 2 e 3. É importante salientar que a

atribuição de um nível a cada indicador desta norma não representa a importância do mesmo,

servindo apenas como uma forma de identificar e organizar os indicadores, sendo os indicadores

de nível 2 e 3 uma descrição mais detalhada e específica dos de nível 1, servindo como indicadores

alternativos a estes.

2.1.4 Computerized Maintenance Management System (CMMS) e Planeamento

Estratégico

Um Computerized Maintenance Management System (CMMS) pode ser definido como uma

ferramenta de software, utilizada para planear e guardar todas as atividades de manutenção que

uma empresa realiza, tais como registar os dados dos componentes existentes, as equipas que

fazem a manutenção e os trabalhos realizados (Chien et al., 2017; Liggan, 2008). Um CMMS tem

ainda a função de armazenar toda a informação dos ativos numa base de dados, estando, entre

essas informações, a calendarização das atividades de manutenção, os trabalhos realizados e a

quantidade de peças em stock (Ariansyah et al., 2020).

Segundo Lopes et al. (2016), esta ferramenta é um sistema de informação utilizado para

suportar as atividades de manutenção, cujo principal objetivo é permitir uma comunicação rápida

e eficiente, em que a principal vantagem da sua utilização é o planeamento e programação das

atividades, um fácil acesso a dados históricos, e o facto de gerar relatórios que permitem a

diminuição de custos associados às atividades de manutenção. Dada a crescente quantidade de

informação proveniente destas atividades, tem sido cada vez mais uma necessidade ter essas

informações disponíveis em tempo real de modo a auxiliar a tomada de decisão da manutenção, e,

nesse aspeto, um CMMS revela-se uma ferramenta de extrema importância (Rastegari & Mobin,

2016). Com o intuito de auxiliar essa mesma tomada de decisão, espera-se que esta ferramenta

1 British Standards Institution. (2007). Maintenance: Maintenance Key Performance Indicators (BS EN 15341: 2007)

19

forneça relatórios e estatísticas de gestão, que detalhe desempenhos das atividades em áreas chave

e destaque questões problemáticas (Labib, 2004). O conjunto de informações armazenadas na base

de dados de um CMMS, faz ainda com que seja possível planear mais eficazmente a manutenção

preventiva e preditiva, obtendo-se assim um menor número de falhas e interrupções de trabalhos

(Aransyah et al., 2020). Lopes et al. (2016) salientam ainda algumas funções e aplicações de um

CMMS que suportam a tomada de decisão, sendo estas:

• Gestão de ativos: consiste em registar todos os equipamentos que existem, assim

como todas as reparações e substituições efetuadas aos mesmos;

• Gestão de ordens de trabalho: possibilita definir ordens de trabalho para os técnicos

de manutenção;

• Gestão da manutenção preventiva: apoia o planeamento, programação e controlo

das atividades;

• Controlo de stock: indica o número de peças de reposição disponíveis;

• Gestão de relatórios: processa grandes quantidades de dados, assim como permite

determinar indicadores de desempenho.

Tendo em conta as funcionalidades de um CMMS, alguns dos dados que devem ser incluídos

nas bases de dados de manutenção de forma a garantir o cumprimento dessas mesmas funções são

(Galar et al., 2012):

• Dados de identificação: tais como a quantidade de registos de manutenção, falhas

relacionadas com os mesmos e o registo dos equipamentos;

• Dados de manutenção: como por exemplo a data de quando a manutenção foi

efetuada, a sua categoria, as suas atividades, o seu impacto e os itens sobre os quais

incidiram esses trabalhos;

• Recursos de manutenção: número de recursos humanos e o total do tempo, assim

como os equipamentos que foram utilizados;

• Tempos de manutenção: tempos de manutenção dedicados a corrigir eventuais

falhas, assim como o tempo que um equipamento permaneceu inativo, e os tempos

que resultam de atrasos na realização dessas atividades de manutenção.

As empresas perdem muito tempo a analisar e a interpretar os dados armazenados

provenientes das atividades de manutenção (Labib, 2004). Para além de obrigarem a esse tempo

perdido em gestão e supervisionamento, nem todos os CMMS fornecem informações suficientes

para suportar a tomada de decisão (Rastegari & Mobin, 2016). De acordo com Wienker et al. (2016),

20

o uso incorreto das ferramentas, juntamente com a falta de recolha de dados, faz com que o CMMS

funcione mais como um sistema onde se inserem os trabalhos a ser realizados e não como um

sistema que fornece relatórios e análises de informação. Os autores acrescentam ainda que o facto

da infraestrutura da base de dados se revelar deficiente, pode conduzir a consequências associadas

à interrupção ou ao atraso de trabalhos diários das pessoas que com esta trabalham, ou até mesmo

que recorram a bases de dados locais (por exemplo em folhas de cálculo) para efetuar certos

registos. Como tal, apesar de um CMMS ter de corresponder às particularidades de cada empresa

tendo em conta as suas atividades, esse sistema deve, genericamente, possuir as seguintes

funcionalidades (Galar et al., 2012):

• Efetuar o registo de toda a documentação de manutenção;

• Permitir um acesso rápido à informação;

• Recolher dados que permitam determinar e medir KPIs;

• Integrar o sistema de manutenção com outros sistemas de informação.

2.1.5 Diagrama de Pareto e sua aplicação à manutenção

No que diz respeito à área da manutenção, a análise de Pareto pode ser utilizada para analisar

a frequência de ocorrência de uma falha ou o tempo de inatividade resultante dessa mesma falha

(Sarkar et al., 2013). Para além ajudar a interpretar problemas relacionados com a manutenção, a

análise de Pareto pode ser utilizada por qualquer organização que pretenda estudar as causas para

um determinado problema, analisando-as e implementando melhorias com o intuito de as reduzir

(Raman & Basavaraj, 2019).

O diagrama de Pareto consiste num gráfico de barras ordenadas por frequência, em que as

barras de maior frequência estão colocadas à esquerda. Existe, ainda uma linha que mostra os

valores acumulados, e que representa a evolução da altura das barras de frequências (Wilkinson,

2006). As barras baseiam-se em dados estatísticos sobre um determinado problema, sendo que os

problemas mais frequentes se situam à esquerda e os menos frequentes à direita (Klochkov, 2017).

A análise efetuada ao gráfico baseia-se na regra 80/20, onde se pressupõe que cerca de 80% dos

problemas detetados podem ser atribuídos a cerca de 20% de um subconjunto de fatores (Ngoma

et al., 2020).

Segundo Sarkar et al. (2013), a análise de Pareto para além de ser bastante utilizada para

resolver problemas da área da qualidade, também é utilizada em outras áreas como na

implementação do Six Sigma para identificar fatores críticos de sucesso, no planeamento

21

estratégico aliando tecnologias de informação aos objetivos de negócio, ou até mesmo para

identificar parâmetros de qualidade de um determinado serviço.

2.2 Manutenção de Infraestruturas Ferroviárias

Neste subcapítulo, será apresentado um enquadramento teórico sobre o funcionamento de

um sistema de catenária assim como das atividades realizadas para preservar a sua infraestrutura.

Este enquadramento tem como objetivo explicar o funcionamento do comboio elétrico, os

elementos que fazem parte de um sistema de catenária que o fazem mover, assim como o

funcionamento e terminologias associadas a este sistema. Será também analisado o funcionamento

dos vários tipos de atividades de manutenção de ferrovia e, mais particularmente, da catenária,

assim como alguns trabalhos realizados na manutenção desta.

2.2.1 Comboio Elétrico

Com vista a auxiliar a criação de um mundo cada vez mais moderno, torna-se fulcral o

desenvolvimento e expansão de viagens ferroviárias de curta ou longa distância, cada vez mais

seguras e eficientes (Sprague, 2015).

O sistema de transporte ferroviário para ser considerado eficiente deve garantir o

crescimento económico de um país, assim como aumentar a capacidade competitiva e

sustentabilidade do mesmo, sempre com uma visão orientada para o futuro (Baxter, 2015). Neste

sentido, o aparecimento do comboio elétrico revelou ser bastante vantajoso em relação aos

restantes tipos de comboios existentes até então.

Baxter (2015) aponta algumas das vantagens que levam os governos a optar, cada vez mais,

pelo transporte de passageiros e de mercadorias através do comboio elétrico e não pelo comboio a

diesel, tais como:

• Menor custo de fabricação, de combustível e de manutenção dos mesmos;

• Melhor desempenho ambiental, com níveis de emissão de carbono consideravelmente

inferiores;

• Menor poluição sonora, uma vez que estes são consideravelmente mais silenciosos;

• Maior conforto, como consequência do facto de serem mais silenciosos e possuírem menos

vibrações;

• Maior rapidez, com tempos de viagens mais curtos.

22

Por sua vez, Costa (2009) afirma que a utilização do comboio elétrico é uma solução menos

dispendiosa monetariamente com consumos energéticos associados menores, comparativamente

com outros meios de transporte ferroviários, como é exemplificado na Figura 4.

O comboio elétrico move-se recorrendo à corrente elétrica proveniente das redes de tração

aéreas situadas acima do mesmo, denominadas de catenária. Costa (2009) explica que estas redes

de tração, são alimentadas através de subestações elétricas espaçadas periodicamente ao longo da

via, sendo estas últimas alimentadas pela rede nacional fornecedora de energia. Baxter (2015)

aprofunda o estudo deste conceito, referindo que a corrente elétrica é criada numa estação de

energia capaz de criar eletricidade, sendo esta posteriormente transmitida via linhas de alta tensão

aéreas denominadas de rede nacional, chegando por último às subestações que permitem que as

redes de catenária alimentem o comboio elétrico (Figura 5). Essa corrente captada pelo comboio,

retorna de forma às subestações através do carril, da terra, e dos cabos de terra enterrados e aéreos

presentes no sistema (Pereira, 2013). Cada subestação alimenta individualmente o seu troço de

catenária correspondente e, caso uma subestação deixe de funcionar, o troço correspondente à

mesma pode ser alimentado pela subestação adjacente, sendo apenas necessário o fecho dos

disjuntores (interruptores) correspondentes (Costa, 2009).

Figura 4 - Desempenho dos meios de transporte ferroviários

(fonte: Costa, 2009)

Figura 5 - Alimentação do comboio elétrico

(adaptado de Baxter, 2015)

23

A energia elétrica que alimenta o comboio pode ser de dois tipos: corrente contínua ou

corrente alternada.

Costa (2009) indica que, o sistema de corrente contínua contém um baixo valor de tensão

elétrica, rondando esta os 750V na circulação de metros e elétricos, e variando entre os 1500 e

3000V no caso dos comboios. Quanto aos sistemas de corrente alternada, o mesmo aponta que

estes servem essencialmente comboios de alta velocidade, sendo a sua tensão elétrica de 15000

Volts com frequência de 16 2/3 Hz ou de 25000V com frequência de 50 Hz.

Essa corrente elétrica, seja ela contínua ou alternada, circula da infraestrutura da catenária

até ao comboio elétrico por intermédio de um elemento denominado de pantógrafo (Figura 6). De

modo a garantir uma boa alimentação do comboio com corrente elétrica, o pantógrafo deve manter

um contacto constante com as redes de tração, ocorrendo uma paragem no fornecimento dessa

corrente quando esse contacto deixa de existir (Aydin et al., 2012).

2.2.2 Catenária

O termo catenária2 é utilizado para descrever as redes de tração elétrica, devido à

configuração geométrica que o cabo de suporte apresenta. Este cabo está apenas suspenso pelas

suas extremidades e encontra-se sujeito unicamente ao seu próprio peso, daí a terminologia de

catenária.

Contudo, de uma forma geral, podemos dizer que os sistemas de catenária são estruturas

suspensas acima dos carris, cujo principal objetivo é fornecer a energia necessária para que o

comboio elétrico circule. Esse fornecimento acontece com a captação da corrente elétrica

proveniente das subestações por parte da sua estrutura, e passagem da mesma para o comboio por

2 https://www.infopedia.pt/dicionarios/lingua-portuguesa/caten%C3%A1ria, consultado a 11 de março de 2021.

Figura 6 – Pantógrafo

(fonte: Costa, 2009)

24

intermédio do pantógrafo presente no tejadilho do comboio elétrico. O retorno dessa corrente

captada pelo comboio até a subestação é assegurado por elementos como o carril, a terra e os cabos

de terra.

Para que este movimento de energia elétrica ocorra adequadamente e, acima de tudo em

segurança, é importante então perceber quais são os elementos presentes na estrutura da catenária

que tornam isso possível e qual o comportamento associado a estes, assim como entender algumas

terminologias associadas a este sistema.

Estrutura da Catenária

Baxter (2015) reconhece que a estrutura da catenária contém um elevado número de

componentes associados. Segundo Costa (2009), esses mesmo componentes são alimentados por

corrente elétrica de alta tensão, provenientes de um cabo fixado ao poste da catenária. De acordo

com o autor, este cabo situa-se a uma distância mínima de segurança de 2 metros acima da

estrutura da catenária, e é denominado de feeder.

Quanto aos componentes pertencentes à catenária, estes têm todos um objetivo comum: dar

estabilidade ao fio de contacto para que a corrente elétrica flua de forma contínua para o comboio

e o desgaste do sistema seja o menor possível (Baxter, 2015).

O fio de contacto é tensionado pelas estruturas que o suportam, com o intuito de resistir à

ocorrência de ventos fortes ou temperaturas elevadas, garantindo assim a passagem de corrente

em qualquer tipo de condições, mesmo com a passagem do comboio a altas velocidades (Baxter,

2015).

Como já referido, o sistema de catenária de ferrovia consiste essencialmente no fio de

contacto e no cabo de suporte em conjunto com as estruturas que o acompanham e suportam o

sistema, sendo estas principalmente postes, pêndulos, braçadeiras móveis e braços de chamada

(Seo et al., 2006).

Na Figura 7, pode-se ver o fio de contacto assim como a estrutura que o suporta.

Figura 7 - Estrutura da catenária

(adaptado de Pappalardo et al., 2015)

25

De acordo com Baxter (2015) é o cabo de suporte e o braço de chamada que suportam o fio

de contacto, encontrando-se ambos presos a um grupo de peças que, em conjunto, formam a

chamada consola3. Segundo Silva (2012) as consolas não passam de apoios fixados sobre postes,

sendo estes últimos sustentados por maciços em betão.

Costa (2009) descreve que as consolas, na sua forma mais simplificada, formam um triângulo

com a superfície do poste através de um tubo ou cabo denominado tirante colocado na horizontal,

e através de outro tubo denominado pé da consola que interseta o tirante obliquamente desde o

poste. O autor refere ainda que outro constituinte da consola é o braço de chamada que se encontra

articulado a outro elemento denominado antibalançante fixado ao pé da consola. Este explica ainda

que, como toda a consola se encontra sujeita à mesma diferença de potencial elétrico da catenária,

a mesma é fixada ao poste por intermédio de isoladores. A Figura 8 mostra uma consola, assim

como os elementos que a constituem.

Todo o sistema de suspensão de cabos nas consolas e fixação das mesmas aos postes, ocorre

através de dimensionamento mecânico com o cálculo de esforços, tensões e momentos fletores

(Silva, 2012). Silva (2012) afirma que, apesar da elevada componente eletrotécnica presente nos

sistemas de catenária, muitos dos cálculos e dimensionamentos efetuados fazem-se através das leis

da física.

3 https://www.ippatrimonio.pt/pt-pt/negocios-e-servicos/lexico/c, consultado a 11 de março de 2021.

Figura 8 - Elementos constituintes de uma consola

(adaptado de IP Património, 2016)

26

Terminologias da Catenária

Na ferrovia, mais especificamente na catenária, existem algumas terminologias utilizadas

para descrever um dado comprimento de um elemento ou a distância entre alguns dos mesmos.

Basicamente, os sistemas de catenária são compostos por dois fios, o fio de contacto e o cabo

de suporte, ambos suspensos sob o efeito de tensões em cada uma das suas extremidades. A

terminologia encontrada para descrever esse comprimento total de tensão é denominada por

comprimento de tensão ou lanço de catenária4.

Rebelo (2019) afirma que, ao longo de cada lanço, esses fios são periodicamente montados

em postes, atribuindo a terminologia de vão à distância entre dois postes. Baxter (2015) indica ainda

que, embora exista alguma flexibilidade de espaçamento entre vãos, este deverá ser de

aproximadamente 50 metros. Devido a fatores como o peso, custo e facilidade de manutenção, os

lanços de catenária têm um comprimento máximo de 1500 metros e, de modo a garantir a

continuidade do contacto entre o pantógrafo e o fio de contacto, o vão final de um lanço e o vão

inicial do lanço seguinte sobrepõem-se (Rebelo, 2019). Essa sobreposição tem um comprimento de

cerca de 180 metros (Baxter, 2015). A Figura 9 representa, a título de exemplo, o que é um lanço de

catenária.

Isolamento Elétrico

Costa (2009) afirma que, todos os circuitos elétricos presentes na catenária têm de ser

isolados de modo a evitar acidentes de cariz material, animal ou humano. O mesmo afirma que os

4 https://www.infraestruturasdeportugal.pt/pt-pt/negocios-e-servicos/lexico/l, consultado a 11 de março de 2021.

Figura 9 - Vista sobre um lanço de catenária

(adaptado de Rebelo, 2019)

27

materiais responsáveis por esse isolamento são os isoladores, fazendo referência a três tipos de

isoladores utilizados na catenária:

• Isoladores cerâmicos - utilizados desde o início da eletrificação das ferrovias até aos dias de

hoje;

• Isoladores de vidro temperado - utlizado essencialmente nas redes de eletrificação francesas,

facilitam o trabalho de identificar se um isolador tem defeito pois é possível ver se o mesmo

está ou não partido;

• Isoladores sintéticos ou poliméricos - vantajosos pelo facto de serem inquebráveis.

Amin e Salman (2006) fazem a comparação entre os isoladores cerâmicos e de vidro

temperado, com os isoladores poliméricos. Estes afirmam que este último, em relação aos dois

primeiros, para além de ser mais leve, é melhor em termos de nível de poluição e resistência ao

impacto. Verma e Reddy (2019) explicam que esse melhor desempenho em termos de poluição por

parte dos isoladores poliméricos se deve à sua hidrofobicidade5 (capacidade de repelir água).

Resistência a atos de vandalismo, elevados parâmetros elétricos e a inexistência de danos no

transporte dos mesmos devido a serem pouco frágeis, são outras caraterísticas que distinguem os

isoladores poliméricos dos restantes isoladores (Ehsani et al., 2004).

Costa (2009), em relação à estrutura da catenária em geral, evidencia que o elemento a que

se deve dar mais prioridade em termos de proteção é o poste da catenária. Este indica que uma

forma de proteger o mesmo é a sua ligação ao circuito de retorno, tanto pela terra como pelo carril,

ativando assim os disjuntores presentes nas subestações desligando todo o sistema de tração

elétrica, impedindo que a corrente continue a circular a jusante de onde ocorreu esse defeito ao

nível de isolamento. O autor clarifica ainda que, caso essa ligação à terra não exista, a corrente

atravessaria o isolador, o poste e o maciço que o suporta, provocando tensões elétricas perigosas

no solo capazes de causar eletrocussões animais e humanas.

Quando se efetuam trabalhos de manutenção ou reparação da infraestrutura da catenária,

outro elemento utilizado para isolamento elétrico é o isolador de secção (Figura 10). Os lanços de

catenária são alimentados com corrente elétrica através das fontes de alimentação (subestações) e,

quando se pretende fazer a manutenção do sistema num determinado lanço, utiliza-se o isolador

de secção para isolar o mesmo, impedindo assim que a corrente elétrica passe, permitindo que os

trabalhos possam acontecer em segurança (Senften et al., 1981).

5 https://www.synonyms.com/synonym/hydrophobicity, consultado a 11 de março de 2021.

28

Em suma, é importante que todo o fluxo de corrente elétrica que circula na infraestrutura da

catenária seja isolado. A existência de isoladores no seu sistema, a ligação à terra presente nos

postes, assim como a existência de isoladores de secção no auxílio aos trabalhos de manutenção e

reparação, contribui imenso para esse efeito, impedindo que acidentes graves como eletrocussões

possam ocorrer, garantindo assim a segurança da infraestrutura e do ser humano.

Tensionamentos

Como referido anteriormente, os cabos pertencentes à estrutura da catenária encontram-se

suspensos em postes, estando suspensos devido ao efeito de tensões mecânicas. Os cabos da

catenária, regra geral, encontram-se instalados em lanços com um comprimento que varia de 1 a

1,5 quilómetros, tensionados em ambas as extremidades por intermédio de aparelhos tensores

(Gregori et al., 2020).

O tensionamento dos fios deve ter em consideração as variações da temperatura ambiente,

pois, quando a temperatura sobe o fio tende a expandir, e quando esta desce a sua tendência será

de contração (Keenor, 2016).

Figura 10 - Isolador de secção

(fonte: Siemens, sem data)

29

Keenor (2016) indica que, para velocidades médias ou elevadas, os cabos da catenária têm

de ser fixados num ponto intermédio do seu lanço, por meio de um ponto fixo (Figura 11),

permitindo que todo o seu sistema se possa mover livremente em torno desse ponto, superando

assim, mais facilmente, as variações de temperatura. Outra função apontada para este ponto fixo é

a de resistir ao atrito causado pela passagem do pantógrafo que tem tendência a arrastar o fio de

contacto com ele para a frente (Baxter, 2015).

Os aparelhos tensores tradicionais, são constituídos por um conjunto de pesos de equilíbrio,

presos ao cabo de suporte e ao fio de contacto, suportados por roldanas que permitem que os

mesmos subam ou desçam conforme o sistema se expanda ou contraia (Keenor, 2016). Contudo,

Baxter (2015) aponta que estes sistemas de tensão convencionais se encontram bastante

vulneráveis a atos de vandalismo e a problemas mecânicos, podendo causar anomalias no sistema.

O autor faz referência a um aparelho tensor alternativo aos pesos, que consiste num mecanismo

tensor por intermédio de uma mola. Este explica o seu funcionamento, indicando que cada fio

precisa de duas molas, situadas cada uma em cada extremidade quer do fio de contacto quer do

cabo de suporte. Keenor (2016) salienta que este novo tipo de aparelhos tensores apresenta

vantagens em relação aos sistemas mais convencionais, devido ao facto de se eliminar a utilização

de roldanas no processo (pois estas podem encravar), e pelo facto de facilitarem os trabalhos de

manutenção, pois são de mais fácil acesso estando estes colocados sobre os carris.

Na catenária, o termo utilizado para descrever os aparelhos tensores com pesos é o termo

Contrapesos, e o utilizado para descrever os aparelhos tensores com molas é o termo Tensorex.

Podemos encontrar ambos os aparelhos representados na Figura 12.

Figura 11 - Função do ponto fixo

(adaptado de Baxter, 2015)

30

Desalinhamento do Fio de Contacto

Como descrito anteriormente, os sistemas de catenária através do movimento do pantógrafo

sob a sua estrutura, fornecem um fluxo de corrente elétrica ininterrupta que faz o comboio

mover-se. Para que esse fluxo de corrente ocorra em segurança, é necessário que não exista um

levantamento excessivo do fio em relação ao pantógrafo, e que o desgaste da cabeça do pantógrafo

e da superfície do fio seja o menor possível (Collina & Bruni, 2002).

Contudo, e inevitavelmente, a constante circulação de comboios causa desgaste no fio de

contacto (Seo et al., 2006). Rebelo (2019) indica que, no sentido de diminuir esse desgaste, o braço

de chamada apoia o fio de contacto abaixo dele permitindo que exista folga suficiente abaixo do fio

para o pantógrafo do comboio elétrico passar em segurança. Para além dessa folga, o braço de

chamada prende o fio de contacto no sentido de provocar um desalinhamento em ziguezague do

mesmo (Figura 13), desalinhamento este necessário para que ocorra uma correta varredura do fio

na área de contacto com o pantógrafo, diminuindo assim tanto o seu desgaste como do pantógrafo

(Zhang et al., 2018). Temos ainda que, ao longo do vão, o fio de contacto é suportado pelo cabo de

suporte por intermédio de pêndulos, que permitem controlar a curvatura e elasticidade do fio de

contacto, contribuindo igualmente para o seu desalinhamento (Rebelo, 2019). Zhang et al. (2018)

acrescentam que para além dessa elasticidade, os pêndulos contribuem igualmente para que haja

uma transmissão de energia elétrica entre vãos adjacentes.

Figura 12 - Esquerda: Contrapesos; Direita: Tensorex

(fonte: esquerda - Própria; direita - Keenor, 2016)

31

Desgaste do Fio de Contacto

O deslizamento entre a catenária e o pantógrafo permite que o comboio elétrico se desloque,

contudo, esse contacto dinâmico entre ambos causa um desgaste tanto da tira de contacto do

pantógrafo como do fio de contacto presente na catenária (Derosa et al., 2020).

Na ferrovia, a procura cada vez maior por velocidades superiores com custos de manutenção

sustentáveis, requerem um estudo sobre o desgaste da superfície coletora do fio de contacto

(Collina et al., 2002). Para além da velocidade do comboio, outros fatores que contribuem para o

desgaste do fio de contacto são a intensidade da corrente elétrica e a força de contacto entre o fio

e o pantógrafo (Derosa et al., 2020).

Quanto à espessura base do fio de contacto, esta está fixada nos 12 milímetros de espessura,

existindo, contudo, a necessidade de ser inspecionada regularmente em trabalhos de manutenção

(H. Wang et al., 2018). Por outro lado, de acordo com a norma europeia EN 50149:2012 a área da

secção transversal do fio pode ser de 80, 100, 107, 120 ou 150mm², dependendo esta do tipo de

corrente que a atravessa. Em relação ao desgaste do fio de contacto, Collina, Melzi e Facchinetti

(2002) indicam que este está associado a uma redução da sua secção transversal, apontando que,

quando se verifica uma redução superior a 20% da área de secção transversal original, é necessário

a substituição imediata do mesmo. Estes autores acrescentam que, caso ao longo de um vão o

desgaste não seja uniforme, pode ser necessário substituir o fio antecipadamente caso exista um

grande desgaste localizado. A Figura 14 mostra a secção transversal do fio de contacto assim como

o desgaste de secção permitida no mesmo.

Figura 13 - Desalinhamento do fio de contacto

(fonte: Baxter, 2015)

32

2.2.3 Inspeção Ferroviária

De acordo com Rodrigues, Capitão e Fontul (2013) o principal objetivo da inspeção ferroviária

é obter informações acerca do estado em que a via se encontra. Os mesmos autores indicam que

essas inspeções devem ser realizadas semanalmente ou mensalmente para vigiar o estado dos

equipamentos e a existência de anomalias nos mesmos. Referem ainda algumas atividades a serem

realizadas nesses mesmos equipamentos, sendo estas essencialmente substituição de materiais,

execução de limpezas, ajuste da geometria da via, lubrificação dos carris, entre outros.

Relativamente às inspeções semanais, Rodrigues (2012) afirma que estas são efetuadas pelo

encarregado da via, focando-se essencialmente em encontrar anomalias que comprometam o

serviço prestado. Leal (2008) explica que as inspeções semanais consistem em verificar a limpeza e

lubrificação de peças, indícios de avarias, possíveis contactos elétricos em juntas isolantes, o estado

de fixações, a existência de fissuras ou deformações e a evolução de defeitos já detetados

anteriormente.

Quanto às inspeções mensais, estas são efetuadas por uma equipa composta pelo

encarregado da via e os representantes da sinalização e exploração (Rodrigues, 2012). Esta tem o

mesmo objetivo da inspeção semanal, mas com um acréscimo de trabalhos, consistindo estes em

analisar o funcionamento de aparelhos, efetuar medições e verificar possíveis encravamentos.

2.2.4 Atividades de Manutenção Ferroviária

De acordo com a norma EN 13306:20106, a manutenção consiste na combinação de todas a

ações técnicas, administrativas e de gestão realizadas durante o ciclo de vida de um item, tendo

6 http://irma-award.ir/wp-content/uploads/2017/08/BS-EN-13306-2010.pdf, consultado a 12 de março de 2021.

Figura 14 - Secção transversal do fio de contacto

(adaptado de Keenor, 2016)

33

estas o objetivo de mantê-lo ou restaurá-lo com o intuito de este continuar a realizar as suas

funções.

A função principal da manutenção é contribuir para que uma empresa obtenha lucro com a

mesma, conseguindo somente esse objetivo com as suas operações a atuar em harmonia com os

objetivos corporativos (Sharma et al., 2011).

Santos (2013) afirma que as atividades de manutenção existem para evitar a degradação de

equipamentos, podendo esta ser manifestada de várias formas tais como: mau estado superficial

dos equipamentos, falta de desempenho dos mesmos, paragens de fabricação e má qualidade dos

produtos/serviços produzidos por eles. Wang e Hwang (2004) salientam que a gestão das atividades

de manutenção é bastante importante para evitar essa deterioração e consequentes falhas no

sistema.

Tendo em conta a literatura existente, percebemos então que a manutenção é uma atividade

bastante importante naquilo que toca ao funcionamento de um sistema, evitando a ocorrência de

falhas e garantindo que os equipamentos continuam a desempenhar as suas funções conforme o

esperado. Empresas que pratiquem atividades de manutenção nos seus equipamentos são capazes

de aumentar o ciclo de vida dos mesmos, contribuir para uma diminuição de falhas nos seus

sistemas, reduzir paragens nos seus processos, bem como aumentar os seus lucros através dessas

atividades.

Manutenção Ferroviária

A manutenção ferroviária, envolve uma grande variedade de recursos e orçamentos elevados,

sendo que esta também se revela essencial para garantir o bom funcionamento dos sistemas de

transportes de ferrovia (Lidén, 2015). Com o intuito de garantir esse mesmo bom funcionamento

do sistema, as empresas ferroviárias estão cada vez mais focadas em identificar possíveis perigos

nas suas infraestruturas através de atividades manutenção, com o intuito de reduzir as suas

despesas operacionais e ao mesmo tempo garantir a fiabilidade e segurança do seu sistema (MacChi

et al., 2012).

No que toca à manutenção ferroviária, concluísse assim que esta é essencial para garantir o

bom estado das infraestruturas e garantir altos níveis de serviço. A ocorrência de falhas num sistema

pode envolver inúmeras consequências ao nível de segurança e ao nível financeiro, originando

despesas elevadas para a empresa responsável pelo transporte ferroviário. Portanto, é fulcral que

através de atividades de manutenção se garanta a fiabilidade da infraestrutura pertencente à

34

ferrovia, de modo a que os seus utilizadores a vejam como segura e que a empresa lucre com essa

mesma boa fiabilidade.

Tipos de Manutenção Ferroviária

No que toca às atividades de manutenção ferroviária, as estratégias de manutenção mais

utilizadas para preservar as infraestruturas de ferrovia são a manutenção preventiva e corretiva.

Neste setor, a manutenção preventiva é por vezes ainda dividida em dois tipos:

• Manutenção Preventiva Sistemática (MPS);

• Manutenção Preventiva Condicionada (MPC).

Reforçando a ideia anterior, Lidén (2014) explica que estes dois tipos fazem parte do mesmo

tipo de manutenção (manutenção preventiva), diferenciando-se a manutenção corretiva desta. O

autor explica a diferença entre ambas, explicando que a preventiva ocorre antes de uma falha no

sistema ter sido detetada e a corretiva acontece após a deteção da mesma.

Quanto à manutenção preventiva sistemática, esta consiste na inspeção e análise do estado

dos equipamentos e instalações (independentemente do estado em que se encontram os mesmos),

com uma periodicidade pré-definida, com o intuito de reduzir a probabilidade de ocorrerem avarias

nos elementos que constituem a via férrea (Rodrigues et al., 2013). Essas ações de vigilância e

controlo, permitem recolher informações quanto à possibilidade de ocorrência de anomalias e, ao

mesmo tempo, permite programar ações de conservação (Rodrigues, 2012).

Segundo Rodrigues, Capitão e Fontul (2013), a manutenção preventiva condicionada

consiste essencialmente em trabalhos de reparação planeados, realizados após efetuada a MPS. Os

autores explicam que esta ocorre quando se verifica que o estado de funcionamento de um

equipamento não é o ideal, reparando assim o mesmo de modo a garantir o bom funcionamento

da infraestrutura. Rodrigues (2012) alerta para a urgência deste tipo de trabalhos, pois podem

existir materiais bastante danificados que devam ser reparados ou substituídos. O autor foca

também a importância da existência de mão-de-obra e equipamentos disponíveis para fazer essas

reparações de forma rápida, pois a ausência desses recursos pode levar à necessidade de se realizar

uma manutenção corretiva devido a um agravamento de anomalias detetadas.

Tendo em conta estes dois tipos de manutenção preventiva, observamos então semelhanças

entre ambas, pois, como já referido, as mesmas consistem em trabalhos realizados antes de uma

falha no sistema ter sido detetada. A única diferença apontada entre ambas é que, na sistemática

são utilizados intervalos/planeamentos de manutenção fixos, enquanto na condicionada são

35

efetuadas medições e inspeções para planear quando será necessária alguma intervenção (Lidén,

2014).

Lidén (2014) em relação à manutenção preventiva no geral, explica ainda que a frequência

de realização dessas atividades depende de alguns fatores, apontando como o mais importante a

quantidade de comboios em circulação, mais nomeadamente o peso e velocidade a que os mesmos

circulam. Outros fatores apontados pelo autor são o ambiente que envolve a infraestrutura e onde

ela se estabelece, assim como a idade da mesma.

A manutenção corretiva, de acordo com Dhillon (2002) consiste na manutenção ou reparação

não programada de um equipamento, efetuadas quando os responsáveis de manutenção ou

utilizadores do equipamento detetam uma eventual deficiência ou falha no mesmo. Casos onde

ocorrem acidentes, descarrilamentos ou fraturas na infraestrutura são exemplos de casos onde é

necessário efetuar manutenção corretiva (Rodrigues et al., 2013). Marcorin e Lima (2003) explicam

que estes tipos de trabalhos são imprevisíveis sendo impossível criar um plano para os mesmos,

sendo então fulcral a existência de materiais em stock para a execução destas atividades.

2.2.5 Atividades de Renovação

Segundo Ferreira (2010) “Pode-se entender Renovação da via como a execução de um vasto

conjunto de trabalhos numa via em estado deficitário ou mesmo em mau estado, com vista a dar-lhe

as condições de exploração de uma via nova. Esta ação requer pesados investimentos, pelo que,

normalmente, só se justifica quando a superstrutura existente não satisfaz as necessidades de

exploração ou a sua manutenção fica demasiado dispendiosa.”

Kilsby, Remenyte-Prescott e Andrews (2017) explicam ainda que, quanto à infraestrutura da

catenária, além da sua manutenção pode ser levada a cabo a respetiva renovação em larga escala,

renovando-se um elevado número de componentes, como por exemplo lanços inteiros do fio de

contacto ou do cabo de suporte.

Lidén (2014) salienta ainda a importância de as atividades de renovação serem planeadas

com um grande período de antecedência, referindo, além disso, que atividades de manutenção

devem ser executadas ao mesmo tempo que as de renovação, sendo esta combinação de trabalhos

benéfica pois minimiza-se o número de encerramentos da via férrea e reduz os custos de obra.

2.2.6 Manutenção na Catenária

Lidén (2014) indica a existência de uma grande liberdade em relação às inspeções realizadas

na ferrovia, referido que “Na Suécia, as linhas de alta velocidade são inspecionadas por segurança

36

6 vezes por ano, enquanto as linhas de baixa velocidade com baixo peso do comboio podem ser

inspecionadas uma vez por ano ou até com menos frequência.”.

No que toca à catenária, Keenor (2016) reforça, afirmando que as atividades de manutenção

realizadas na sua infraestrutura são executadas de uma forma algo livre comparada com outros

sistemas ferroviários, sendo as mesmas realizadas periodicamente e por equipas pouco numerosas.

Planeamento e Execução da Manutenção

Tendo em conta a liberdade dada à inspeção e manutenção da infraestrutura da catenária,

de modo a perceber que bases são utilizadas para executar esses trabalhos nesses sistemas, Kilsby,

Remenyte-Prescott e Andrews (2017), explicam que a manutenção dessas infraestruturas é

planeada consoante as condições em que se encontra um componente, no momento em que foram

efetuadas as atividades de inspeção. Os mesmos elucidam que cada componente da infraestrutura

tem um certo nível de degradação com o passar do tempo, devendo-se então adaptar a

periodicidade da manutenção de cada um deles a esse mesmo nível, com o objetivo de reduzir a

ocorrência de anomalias no seu sistema.

De modo a se definir a periodicidade de manutenção da catenária, alguns fatores têm de ser

considerados, tais como (James, 2014):

• Velocidade de circulação do comboio;

• Número de pantógrafos que percorrem a via da catenária por dia;

• Zonas de Vandalismo;

• Zonas de Poluição.

É, assim, necessário adaptar a periodicidade das rondas de manutenção, não só ao ciclo de

vida dos componentes que estão presentes na infraestrutura da catenária, mas também a todas as

envolventes externas que têm influência no estado da sua infraestrutura.

Na catenária, são ainda realizadas periodicamente inspeções de rotina com o intuito de

avaliar em que estado se encontram os componentes da infraestrutura da catenária, por forma a,

posteriormente, proceder à manutenção dos seus componentes. Essas inspeções podem ser

efetuadas de várias formas, tais como (Kilsby et al., 2017):

• Inspeções a pé - Onde os componentes são inspecionados desde o nível do solo;

• Inspeções de patrulha de cabine - Onde os engenheiros de manutenção inspecionam os

componentes a partir de um comboio conduzido a baixa velocidade, sendo que nem

todos os defeitos podem ser observados desta forma;

37

• Inspeção em altura - Onde a linha é isolada e atividades de inspeção são realizadas a um

nível mais elevado.

James (2014) explica ainda como é realizado o planeamento das atividades de manutenção,

para os dois tipos de manutenção preventiva e para o caso da manutenção corretiva:

• Manutenção Preventiva Sistemática (MPS) - Atividades de inspeção e execução feitas de

acordo com ações pré-definidas, calendarizadas num plano anual de atividades;

• Manutenção Preventiva Condicionada (MPC) - Atividades de execução são

desencadeadas conforme os dados obtidos das inspeções, através de medições ou da

análise do estado dos componentes.

• Manutenção Corretiva (MC) - Atividades de execução são realizadas de acordo com a

necessidade imediata de reparar um determinado componente, ou são executadas

quando é detetado algo de anormal no funcionamento da infraestrutura. Este tipo de

manutenção ocorre somente em emergências.

Trabalhos em Catenária

Keenor (2016) faz referência a um conjunto de atividades de manutenção que podem ser

realizadas numa série de componentes, resumindo-se estas a:

• Inspeção e limpeza de isoladores;

• Inspeção e ajuste de alturas e desalinhamentos;

• Ajuste e limpeza de disjuntores e isoladores de secção;

• Pintura de postes;

• Verificação da espessura do fio de contacto;

• Substituição ou reparação de componentes com anomalias detetadas.

James (2014) explica ainda outros tipos de trabalhos a serem realizados, tais como a

regulação de consolas onde, para além do ajuste da altura e desalinhamento do fio de contacto,

efetua-se também a verificação do estado dos seus elementos e procede-se à lubrificação e

reaperto dos mesmos.

Quanto à substituição de alguns elementos, para o caso dos isoladores estes são substituídos

por outros idênticos e, no caso do fio de contacto, a secção em mau estado do fio é retirada e

substituída por outra emenda (Kilsby et al., 2017). James (2014) explica ainda que um isolador é

substituído quando se encontra partido ou quando está a permitir a passagem de corrente. O autor

38

indica ainda que essas falhas de isolamento elétricos do isolador se devem a sujidade, chuva,

descargas elétricas provocadas por um raio, entre outras.

2.3 Sistemas de Informação

Na perspetiva de O’Brien e Marakas (2011) um sistema de informação (SI) pode ser definido

como “qualquer combinação organizada de pessoas, hardware, software, redes de comunicações,

recursos de dados e políticas e procedimentos que armazenam, recuperam, transformam e

disseminam informações em uma organização” (O’Brien & Marakas, 2011, p.4). Os autores explicam

ainda que para as pessoas comunicarem entre si utilizam “uma variedade de dispositivos físicos

(hardware), instruções e procedimentos de processamento de informações (software), canais de

comunicação (redes) e dados armazenados (recursos de dados)” (O’Brien & Marakas, 2011, p.4).

Stair e Reynolds (2010), complementam a ideia dos autores anteriores referindo que esses

componentes todos interligados (pessoas, hardware, software, redes de comunicação, bases de

dados e procedimentos) para além de recolher, manipular, armazenar e disseminar dados e

informações, também fornecem um mecanismo de feedback que suporta uma empresa no processo

de aumento do lucro ou a oferecer um serviço de qualidade superior, atingindo assim os seus

objetivos.

De forma a percebermos como é que os SI contribuem para uma empresa atingir os seus

objetivos, é fundamental perceber, numa primeira fase, quais são os componentes que constituem

estes mesmos sistemas e em que consistem. São estes:

• Pessoas: as pessoas são um elemento essencial para um bom funcionamento de um SI,

sendo inclusive consideradas o fator mais importante na maioria dos SI baseados em

computadores. Sendo que, e em termos de pessoal, um SI abrange as pessoas que o

gerem, executam, programam e fazem a sua manutenção (O’Brien & Marakas, 2011; Stair

& Reynolds, 2010);

• Hardware: o hardware representa todos os dispositivos físicos e materiais utilizados para

o processamento de informação (O’Brien & Marakas, 2011). Estes dispositivos físicos no

caso de computadores incluem dispositivos de entrada (teclados, ratos, scanners, entre

outros), dispositivos de processamento (chips de processamento e memória) e

dispositivos de saída (impressoras e ecrãs de computador) (Stair e Reynolds, 2010);

• Software: o software pode ser definido como programas que controlam as operações

num computador, controlando não só os dispositivos de hardware, mas também

39

fornecendo um conjunto de instruções que permitem às pessoas efetuar o

processamento de informação nesses dispositivos (O’Brien & Marakas, 2011);

• Bases de dados: uma base de dados é composta por um conjunto de dados sobre os mais

diversos elementos e atividades realizadas por uma empresa, sendo considerada um dos

mais valiosos componentes de um SI baseado em computadores pela maior parte dos

gestores (Stair & Reynolds, 2010);

• Redes de comunicação: as redes de comunicação são compostas pelas tecnologias e

redes de telecomunicações (internet, intranet, entre outras), consistindo em

computadores, processadores de comunicação e outros dispositivos controlados e

interligados através de softwares que permitem a comunicação (O’Brien & Marakas,

2011);

• Procedimentos: os procedimentos são compostos por um conjunto de regras, políticas e

estratégias sobre como usar um SI baseado em computador, incluindo o seu modo de

operação, manutenção e segurança (Stair & Reynolds, 2010).

De acordo com Peppard e Ward (2016), o conjunto de componentes formado por hardware,

software e redes de telecomunicação faz parte das tecnologias de informação (TI). Os autores

explicam que as TI se referem essencialmente à tecnologia, incluindo dispositivos (computadores,

tablets, servidores, etc.) e softwares (sistemas operacionais, gestão de dados, etc.), que facilita a

aquisição, recolha, armazenamento, processamento, entrega, partilha e exibição de dados. Posto

isto, pode-se concluir que os SI não são mais do que os meios pelos quais pessoas e organizações

utilizam tecnologia para o tratamento de informação (Ward & Peppard, 2016).

Segundo O’Brien e Marakas (2011), os vários tipos de sistemas de informação existentes

podem ser divididos em SI de suporte operacionais ou de suporte à gestão (Figura 15). Os autores

explicam em que é que consiste cada um destes tipos, começando por explicar que, em relação aos

sistemas que suportam operações, o objetivo passa por processar transações, controlar processos

industriais, assim como apoiar a comunicação dentro da empresa e atualizar bases de dados de

forma eficiente, não fornecendo informações específicas que possam ser utilizadas por gestores,

sendo necessário um processamento adicional desta por parte dos SI de suporte à gestão. Quanto

aos SI de suporte à gestão, os autores revelam que estes têm a missão de fornecer informações que

servem de suporte para a tomada de decisão, podendo os mesmos ser SI de gestão (fornecendo

relatórios específicos e exibições de informação), sistemas de apoio à decisão (dando um suporte

em direto por computador aos gestores), e SI executivos (permitindo o acesso a análises de

40

desempenho, atividades da concorrência e variações económicas de modo a apoiar o planeamento

estratégico). O’Brien e Marakas (2011) terminam a sua explicação referindo que existem ainda

alguns SI que servem tanto de suporte às operações como à gestão de uma empresa, podendo estes

ser sistemas especializados (atuando como consultores que fornecem aconselhamento

especializado), sistemas de gestão de conhecimento (apoiando a criação e desenvolvimento de

conhecimentos de negócio), SI estratégicos (fornecendo à empresa produtos, serviços e recursos

estratégicos) ou sistemas de negócio funcionais (oferecendo suporte a aplicativos nas mais diversas

atividades da empresa).

Tendo em mente as funções e tipos de SI existentes, estes podem ser considerados uma

ferramenta poderosa, no sentido em que pode apoiar uma empresa a reagir mais rapidamente a

mudanças no mercado e, consequentemente, a obter uma vantagem competitiva (Hemmatfar et

al., 2010). Outra mais valia associada, é o facto de este fornecer informações que podem ser

utilizadas para apoiar a tomada de decisão, controlar operações, analisar problemas complexos e

criar produtos ou serviços de qualidade superior (Laudon & Laudon, 2013).

Tendo em mente estas vantagens, qualquer SI que permita obtê-las é considerado um SI

estratégico, pois pode ser utilizado para obter uma vantagem competitiva de um ponto de vista

Figura 15- Classificação e tipos de sistemas de informação

(adaptado de O’Brien e Marakas, 2011)

41

estratégico (Hemmatfar et al., 2010). Sendo assim, os principais recursos dos SI estratégicos são os

seguintes (Hemmatfar el al., 2010):

• Sistemas de apoio à decisão: que permitem desenvolver uma estratégia que alinhe

sistemas ou tecnologias de informação à estratégia de negócio de uma empresa;

• Enterprise Resource Planning (ERP): que proporcionam soluções que permitem

incorporar os processos de negócio de uma empresa de modo a atender aos seus

objetivos, melhorando desta forma a utilização dos seus recursos;

• Sistemas de bases de dados: tendo estes a capacidade de disseminar dados de modo a

facilitar a obtenção de informações úteis aos mais variados processos de negócio;

• Sistemas de informação em tempo real: tendo estes como objetivo fornecer uma rápida

capacidade de resposta, assim como fornecer indicadores de qualidade.

2.3.1 Etapas e Metodologias do Desenvolvimento de Sistemas

A análise e desenho de sistemas é o processo que uma organização utiliza para desenvolver

e manter os seus sistemas de informação (George & Valacich, 2014). De acordo com Kendall e

Kendall (2014), este processo é realizado essencialmente por analistas de sistemas que procuram

entender aquilo que o ser humano necessita, de modo a poderem analisar a entrada e o fluxo dos

dados, efetuar o seu processamento e disseminação, assim como armazená-los e gerar informação

a partir destes, contribuindo para um melhor aproveitamento desta informação por parte da

organização. Segundo os mesmos autores, essa análise de sistemas tem o intuito de identificar e

resolver problemas, em que as melhorias, ao nível de negócios e de suporte aos utilizadores do

sistema, poderão ser implementadas utilizando sistemas de informação computorizados. Desta

forma, a análise e desenho de sistemas de informação baseia-se essencialmente numa perspetiva

organizacional, no sentido em que é necessário compreender os objetivos e processos

organizacionais, bem como saber explorar as tecnologias de informação, de modo a obter vantagem

competitiva (George & Valacich, 2014).

Segundo (Dennis et al., 2015), encontra-se associada à análise e desenho de sistemas o

conceito de “ciclo de vida de desenvolvimento de sistemas”, que consiste no processo de

compreender de que forma é que um SI consegue dar suporte às necessidades de uma organização,

com o intuito de desenhar, construir e entregar um sistema eficiente e que satisfaça as necessidades

organizacionais dos seus utilizadores. Os autores comparam este ciclo à construção de uma casa,

onde, e em primeiro lugar, a casa (SI) começa por ser apenas uma ideia básica, numa segunda fase,

procura-se transformar essa ideia num desenho que, apesar de ainda bastante simples, é entregue

42

ao cliente (estando ainda nesta fase sempre sujeito a refinamentos), numa terceira fase projetam-se

as plantas da casa, apresentando, conjuntamente um conjunto de toda a informação detalhada

sobre esta e, por fim, seguindo as instruções das plantas da casa, inicia-se a sua construção, estando

sempre sujeita a algumas mudanças exigidas pelo cliente durante este processo. Tendo em conta

esta analogia, e na perspetiva dos autores, o ciclo de vida de desenvolvimento de sistemas é

constituído pelas etapas de planeamento, análise, desenho e implementação.

Contudo, uma quinta etapa deste processo é abordada por George e Valacich (2014), que

consiste na manutenção. Etapa que não se apresenta como isolada das restantes quatro etapas,

mas sim como uma repetição destas onde se pretende examinar e executar as mudanças

necessárias.

Podemos encontrar a esquematização do ciclo na figura seguinte:

Tendo em conta estas etapas do ciclo de vida do desenvolvimento de um sistema, podemos

encontrar de seguida a descrição de cada uma delas.

1. Fase de Planeamento

A fase de planeamento consiste no processo de perceber o porquê de se desenvolver um SI

(Dennis et al., 2015). Na perspetiva de Valacich e George (2014), esse porquê poderá surgir como

resposta à necessidade de lidar com problemas nos procedimentos realizados, à ambição de realizar

um número crescente de tarefas ou à intenção de utilizar as TI atuais para a criação de novas

Figura 16 - Ciclo de vida de desenvolvimento de sistemas

(adaptado de George & Valacich, 2014)

43

oportunidades. Segundo os mesmos autores, este processo de perceber a necessidade de se

desenvolver um novo sistema divide-se em duas atividades: a investigação dos problemas existentes

e possíveis oportunidades de melhoria, e a apresentação das razões pelas quais se deve, ou não,

desenvolver um novo sistema.

Esta fase é considerada fulcral para o sucesso do resto do ciclo de desenvolvimento do

sistema pois, caso os problemas sejam definidos da maneira errada, pode-se perder bastante tempo

no seu tratamento (Kendall & Kendall, 2011).

2. Fase de Análise

A fase de análise consiste em entender quem vai utilizar o sistema e quais as funções que

este deverá integrar, assim como perceber onde, e em que situações, o sistema será utilizado

(Dennis et al., 2015). Segundo Valacich e George (2014), o analista, nesta fase, estuda

essencialmente os processos que a empresa realiza, assim como os SI utilizados para a realização

das tarefas organizacionais. De acordo com os autores, esta fase de análise tem duas atividades

associadas à sua concretização: a análise de requisitos (onde se analisam os sistemas atuais e onde

se podem implementar eventuais melhorias) e a estruturação dos requisitos (onde os analistas

depois de estudar os requisitos, estruturam-nos tendo em conta as relações entre eles tentando

eliminar quaisquer redundâncias).

Dennis et al. (2015) complementam os autores mencionados anteriormente, referindo que,

nesta fase, se realizam três passos: numa primeira fase deve-se analisar o sistema atual e os seus

problemas e ao mesmo tempo pensar em formas de desenhar um sistema alternativo, em segundo

deve-se fazer o levantamento de requisitos (através de entrevistas ou questionários), e em terceiro

deve-se fazer uma proposta do novo sistema estando este sujeito a aprovação para poder avançar.

3. Fase de Desenho

De acordo com Valacich e George (2014), a fase de desenho consiste em converter o sistema

alternativo descrito na fase anterior, em especificações lógicas e físicas do novo sistema. Segundo

os autores, os analistas, nesta fase projetam todos os inputs e outputs do sistema, assim como todos

os relatórios, bases de dados a serem utilizadas e processos computacionais a serem realizados.

Adicionalmente, esta fase de desenho do sistema alternativo designa-se de design lógico, pelo facto

de ser independente de qualquer tipo de hardware ou software.

Uma atividade importante na realização desta etapa consiste no desenho da base de dados,

devendo esta estar bem organizada a um nível lógico de modo a corresponder à forma como os

44

seus utilizadores visualizam os seus trabalhos, e, ao mesmo tempo, permita suportar a tomada de

decisão (Kendall & Kendall, 2011). Dennis et al. (2015) dividem esta etapa em quatro passos,

consistindo o primeiro na fase em que a empresa decide se os seus programadores desenvolvem o

sistema atual, se subcontratam outra empresa para o fazer ou se compram um pacote de software

já existente. Em segundo, deve-se descrever o tipo de tecnologias de informação a serem utilizadas,

sendo que, na maior parte dos casos, muda-se ou faz-se acréscimos ao sistema existente. Em

terceiro, define-se a base de dados e ficheiros a serem utilizados, decidindo que tipo de dados serão

recolhidos e onde estes serão armazenados. E em último, definem-se que programas precisam de

ser escritos e em que consistirá cada um deles. Na perspetiva dos autores anteriormente referidos,

estes quatro passos que envolvem o desenho da arquitetura do sistema, o desenho da sua interface,

a especificação da base de dados e os seus ficheiros, assim como o desenho do programa, fazem

parte do mesmo conjunto que é entregue à equipa de programação para implementação futura.

4. Fase de Implementação

A fase de implementação é considerada a fase mais demorada e dispendiosa no processo de

desenvolvimento de sistemas (Dennis et al., 2015). Esta etapa consiste na criação de novos ficheiros

ou de uma nova base de dados, instalação de novos equipamentos e colocação do novo sistema em

ação (Kendall & Kendall, 2011). Nesta fase o SI é também codificado, testado e instalado (Valacich

& George, 2014), sendo que, para além de na atividade de teste se garantir que o sistema funciona

conforme o desenhado, e na atividade de instalação se desligar o antigo sistema e instalar o novo,

estabelece-se um plano de contingência para o novo sistema com o intuito de acompanhar o seu

funcionamento assim como determinar possíveis mudanças a serem efetuadas (Dennis et al., 2015).

5. Fase de Manutenção

A fase de manutenção acontece quando os utilizadores do sistema detetam falhas na forma

como este está a operar, sendo, nesse caso, necessário pensar em formas alternativas mais

eficientes de colocar o sistema a executar as suas funções corretamente (Valacich & George, 2014).

Na perspetiva de Kendall e Kendall (2011), a manutenção ocorre devido a duas razões: a primeira

quando é necessária a correção de erros de software, pois não importa a quantidade de vezes que

um sistema é testado, erros e anomalias podem sempre aparecer; a segunda está relacionada com

a mudança das necessidades organizacionais, podendo esta acontecer em casos em que os

utilizadores pedem funcionalidades extra do sistema depois de estarem familiarizados com o seu

atual funcionamento, surgem mudanças nos atuais negócios da empresa ou o crescimento e

45

desenvolvimento ao nível de hardware e software no mercado é de tal forma relevante que

mudanças são necessárias.

Existe o mais variado tipo de metodologias utilizadas para implementar o ciclo de vida de

desenvolvimento de sistemas (Dennis et al., 2015). Na perspetiva de Valacich e George (2014),

embora a metodologia utilizada para desenvolver o sistema se baseie no ciclo anteriormente

descrito, o posicionamento das suas etapas assim como a sua sequência podem variar dependendo

do projeto em questão. Ruparelia (2010) acrescenta, ainda, que são criados modelos para o ciclo de

vida de desenvolvimento de sistemas que se baseiam no software e no seu desenvolvimento,

dependendo cada modelo implementado do ambiente em que o software será inserido.

Tendo em consideração o pensamento dos autores anteriormente referidos, e tendo em

conta a literatura existente, os modelos que serão abordados e que se encontram descritos nos

próximos parágrafos são os seguintes: cascata, espiral, iterativo e incremental e processo unificado.

Modelo em Cascata

De acordo com Dennis et al. (2015), no modelo em cascata os analistas e utilizadores do

sistema seguem as etapas do seu ciclo em sequência. Os autores associam o facto de se passar de

uma etapa até à próxima em sequência ao funcionamento de uma cascata, explicando que esta

analogia se baseia no facto de, apesar de se poder voltar atrás no ciclo de desenvolvimento de

sistemas, isso é extremamente complicado de se fazer. Desta forma, e apesar do modelo se revelar

complexo quando surge a necessidade de regressar a uma etapa anterior, não impede que isto seja

feito. É possível realizá-lo através de iterações entre as etapas, podendo-se obter assim um ciclo de

feedback onde se pode rever e retificar as etapas anteriores (Ruparelia, 2010).

Segundo Valacich e George (2014), uma das razões que poderá levar à necessidade de se

voltar atrás no ciclo é o facto de o foco no desenvolvimento do sistema estar muito ligado ao

cumprimento de prazos e não em recolher e interpretar o feedback recolhido durante o processo

de desenvolvimento, efetuando-se assim uma análise e desenho do sistema defeituosa que precisa

de ser corrigida. Este modelo, que segue essencialmente as etapas de análise de requisitos,

desenho, codificação, teste e manutenção de uma forma sequencial, tem a vantagem de ser possível

detetar as falhas ao nível da análise de requisitos e no desenho antes de se começar a programação

do sistema em si, e é um método que encaixa perfeitamente em projetos com um elevado foco no

controlo de qualidade (Alshamrani & Bahattab, 2015; Dennis et al.2015).

Podemos encontrar o modelo em cascata representado na Figura 17:

46

Modelo em Espiral

O modelo em espiral foca-se essencialmente na avaliação e diminuição dos riscos durante o

projeto de desenvolvimento do sistema, sendo este essencialmente um método de

desenvolvimento de software com a vantagem associada de se poder avançar e recuar nas etapas

do ciclo, combinando as atividades de desenho e prototipagem durante todo o processo

(Alshamrani & Bahattab, 2015). Pode-se dizer, inclusive, que este modelo representa uma outra

abordagem ao modelo de desenvolvimento em cascata, devido a esse elemento diferenciador de

se focar na diminuição dos riscos (Ruparelia, 2010).

Segundo Alshamrani e Bahattab (2015), existem quatro passos que descrevem as fases do

modelo de desenvolvimento em espiral. De acordo com os autores, o primeiro passo consiste no

planeamento, onde se tenta compreender os requisitos do sistema havendo uma grande

comunicação entre analistas e utilizadores. O segundo passo consiste na análise de risco, onde se

tentam encontrar eventuais riscos e soluções alternativas para o processo, sendo o protótipo gerado

no fim desta fase. A terceira fase consiste no desenvolvimento, onde o software começa a ser

desenhado e testado. A quarta fase consiste na avaliação, onde os utilizadores do sistema avaliam

o projeto antes que este avance para a próxima espiral ou fase do modelo.

Podemos encontrar o modelo em espiral representado na Figura 18:

Figura 17 - Modelo em cascata

(adaptada de Dennis et al., 2015)

47

Modelo Iterativo e Incremental

Este modelo baseia-se essencialmente nas iterações presentes no modelo em cascata, onde

em cada sequência se produz incrementos no software (Alshamrani & Bahattab, 2015).

Segundo Ruparelia (2010), este modelo para além de representar uma outra abordagem do

modelo iterativo em cascata, aproxima-se também do modelo em espiral. Sendo que podemos

destacar como principais vantagens a incorporação nas iterações atuais do feedback de iterações

anteriores, a realização de uma análise dos riscos durante essas mesmas iterações, o facto de a cada

iteração efetuada surgir incrementos que tornam o software cada vez mais completo, e o facto

desses mesmos incrementos permitirem um maior controlo dos riscos. Neste tipo de modelo, cada

incremento é utilizado como base para o próximo que o sucede, e essa incrementação é utilizada

na maior parte dos casos em situações onde os requisitos dos utilizadores mudam (Trivedi &

Sharma, 2013). Este modelo efetua essencialmente uma implementação parcial do sistema, sendo

esta aumentada à medida que as iterações e incrementações vão sendo realizadas, obtendo-se

assim um sistema cada vez mais completo (Alshamrani & Bahattab, 2015).

Figura 18 - Modelo em espiral

(adaptado de Ruparelia, 2010)

48

Modelo de Processo Unificado

Tendo em conta que o modelo em cascata se baseia em especificações e o modelo em espiral

em análises de risco, o modelo de processo unificado baseia-se essencialmente na modelação do

sistema, sendo orientado por use cases e tendo uma natureza iterativa (Ruparelia, 2010). Ainda,

segundo Ruparelia (2010), este modelo foi desenvolvido para satisfazer os requisitos e desenho do

desenvolvimento de software orientado a objetos.

Uma designação também bastante utilizada é a de modelo Rational Unified Process (RUP).

De acordo com Tia (2019), RUP é um modelo de desenvolvimento de software concebido pela IBM

Rational que utiliza uma abordagem iterativa. O autor explica ainda que cada iteração efetuada

engloba a maior parte da fase de desenvolvimento, acrescentando que, à medida que o processo

de desenvolvimento ocorre, a cada iteração, a iteração anterior é desenvolvida definindo assim um

sistema cada vez mais completo.

Este tipo de processo de modelação compreende quatro fases: iniciação, elaboração,

construção e transição, sendo que em cada uma destas fases as iterações nos fluxos de trabalho são

efetuadas, terminando cada etapa quando a meta que foi pré-definida é atingida (Reyes-Delgado et

al., 2016). Segundo Jin & Liang (2016), o RUP pode ser dividido em dois tipos de fluxos de trabalho

principais: os fluxos de trabalho do processo e os fluxos de trabalho de suporte. Os autores afirmam

ainda que os fluxos que constam no primeiro tipo são: a modelação do negócio, o estabelecimento

dos requisitos, a análise dos requisitos e desenho do sistema, a implementação, o teste e, por fim,

a integração. Os constituintes do segundo fluxo consistem na configuração e gestão de mudanças,

gestão de projetos e ambiente.

Ruparelia (2010) refere ainda que os modelos utilizados pelo RUP se baseiam na linguagem

UML (Unified Modeling Language) que, neste momento, é considerada uma ferramenta padrão

naquilo que diz respeito à modelação de sistemas orientada a objetos, englobando um conjunto de

notações gráficas (use cases, classes, atividades, objetos, entre outros). Os autores concluem que

esta linguagem é bastante vantajosa dado que permite várias visualizar diversas perspetivas de um

sistema de software permitindo um elevado suporte em termos de modelação deste sistema.

Podemos encontrar as fases e fluxos de trabalho do RUP representados na Figura 19:

49

2.3.2 Desenvolvimento de Sistemas em UML

Como já foi referido, o RUP é um processo iterativo e incremental de engenharia de software

centrado na modelação da sua arquitetura e orientado por use cases (Jin & Liang, 2016). Os modelos

deste processo iterativo para arquitetura de software baseiam-se essencialmente na linguagem

UML, linguagem esta que tem a função de facilitar a modelação de sistemas orientada a objetos

(Ruparelia, 2010).

A análise e desenho de sistemas orientado a objetos tem a função principal de tornar os

elementos de um sistema mais reutilizáveis, mas, também, de aumentar a sua qualidade e

produtividade, sempre com o foco de capturar a estrutura e o comportamento do sistema em

segmentos compostos por dados e processos (Valacich & George, 2014; Dennis et al., 2015). Esta

combinação de dados e processos, numa abordagem orientada a objetos, deve ser agregada em

entidades únicas chamadas objetos (Valacich & George, 2014).

De acordo com Dennis et al. (2015), um objeto, é algo sobre o qual nós queremos reunir

informação, podendo este ser uma pessoa ou um lugar. Segundo os mesmos autores, cada objeto

é composto ainda por atributos e comportamentos, sendo que no caso dos primeiros estes

descrevem informações acerca do objeto (tal como nome, data de nascimento e morada - no caso

de uma pessoa), podendo os atributos ainda representar relações entre objetos em alguns casos.

No caso dos comportamentos, os autores indicam que estes têm a função de especificar aquilo que

um objeto consegue fazer. Na perspetiva de Valacich e George (2014), os objetos são ainda

Figura 19 - Fases de desenvolvimento do RUP

(adaptado de Tia, 2019)

50

representados e agrupados em classes, e cada classe tem um conjunto de objetos associados que

partilham atributos e comportamentos entre si.

Estas abordagens orientadas a objetos, como referido anteriormente, modelam sistemas

usando a ferramenta padrão da indústria chamada de Unified Modeling Language (UML), que tem

a função de segmentar um sistema em modelos de use cases (Kendall & Kendall, 2011). Na

perspetiva de Bhullar et al. (2016), esta linguagem tem um conjunto de 13 diagramas associados,

subdividindo-se estes em diagramas estruturais que descrevem o que o sistema deve conter, e

diagramas comportamentais que relatam interações que ocorrem dentro do sistema (Figura 20).

Contudo, e segundo Freire et al. (2018), de todos os diagramas existentes os mais utilizados por

engenheiros de software são os diagramas de use cases, de classes, de atividades, de sequência e

de estado.

Os autores salientam ainda que, para auxiliar na criação desses diagramas UML, poder-se-á

recorrer à utilização de ferramentas CASE (Computer-Aided Software Engineering). Estas

ferramentas têm a vantagem de permitir que as tarefas possam ser concluídas ou alteradas de

forma mais rápida, de ajudar a centralizar as informações na fase de desenvolvimento e de facultar

um melhor entendimento dessas informações através de diagramas (Dias, 2017).

Figura 20 - Tipos de diagramas UML

(adaptado de Bhullar et al., 2016)

51

Nesta revisão literária será apenas descrito o funcionamento do diagrama de use cases e do

diagrama de classes, pois estes são considerados os diagramas mais relevantes neste projeto, dando

o primeiro uma perspetiva comportamental e o segundo uma perspetiva estrutural de um sistema.

Diagrama de Use Cases

Os diagramas de use cases são desenvolvidos em conjunto pelos analistas do sistema e pelos

profissionais do negócio com o intuito de definir os requisitos que este deverá integrar (Kendall &

Kendall, 2011). Este tipo de modelação tem como principal objetivo perceber os requisitos do

sistema, e não perceber como esses mesmos requisitos irão ser implementados e, para além de

estar bastante associado às fases de análise e desenho do sistema orientado a objetos, como é

bastante flexível pode ser usado noutros contextos (Valacich & George, 2014). De modo a facilitar a

definição de requisitos, os diagramas de use cases são constituídos pelos seguintes elementos: use

cases, atores, limite do sistema e relacionamentos (Dennis et al., 2015).

Um use case é um processo que o sistema efetua a pedido de um ator, podendo inclusive

cada um incluir, estender ou generalizar a funcionalidade de um outro use case adjacente no

diagrama (Dennis et al., 2015). Estes representam ainda as interações entre os utilizadores e o

sistema dentro de um determinado ambiente (Valacich & George, 2014). Pode-se concluir ainda que

um use case tem como objetivo descrever a forma como um utilizador interage com o sistema

quando realiza uma atividade, sendo estes geralmente utilizados para identificar e entregar os

requisitos do sistema aos programadores para posteriormente poderem programar o sistema

(Dennis et al., 2015). Kendall e Kendall (2011) explicam ainda que um use case relata três interações,

sendo estas: o ator que desencadeia o evento, o evento que dá origem ao use case, e o use case

que efetua as funções desejadas desencadeadas pelo evento. Os autores explicam ainda que um

evento acontece num determinado local e hora, sendo este uma entrada no sistema que

desencadeia alguma ação no mesmo. Um ator não tem que ser, necessariamente, um utilizador

(uma pessoa) que interage com o sistema, podendo inclusive ser um outro sistema externo que

interage com o sistema atual (Dennis et al., 2015). Kendall e Kendall (2011) complementam

referindo que, para além de um ator poder ser um humano ou outro sistema, este também pode

ser um dispositivo como um teclado ou uma ligação à Web, estando o ator localizado fora do

sistema, mas interagindo sempre com este de uma forma específica. O limite do sistema, também

conhecido como fronteira do sistema é representado por uma caixa, que agrupa dentro os use cases

e fora os atores (Valacich & George, 2014). De acordo com Valacich e George (2014), os

relacionamentos entre atores e use cases são representados por intermédio de linhas que os ligam,

52

tendo esta ligação o objetivo de mostrar a que função do sistema o ator está ligado. Segundo os

autores, os use cases também podem estar ligados uns aos outros, sendo esta ligação representada

por intermédio de setas. Podemos encontrar a representação dos elementos que fazem parte do

diagrama de use cases na tabela 4 (Dennis et al., 2015).

Tabela 4 - Representação dos elementos no diagrama de use cases

(adaptado de Dennis et al., 2015)

Um ator: • É uma pessoa ou sistema que interage com este, mas é

externo ao assunto;

• É representado como uma figura (padrão) ou, se um ator não humano estiver envolvido, através de um retângulo com a palavra ator (em alternativa);

• É rotulado com a sua função;

• Pode ser associado a outros atores usando uma associação de especialização/superclasse, indicada por uma seta com uma ponta de seta oca.

Use case: • Representa uma parte muito importante da funcionalidade do

sistema;

• Pode estender outro use case; • Pode incluir outro use case; • É colocado dentro da fronteira do sistema;

• É rotulado com uma frase com verbo e substantivo descritivos

Limite do Assunto: • Inclui o nome do assunto dentro ou no topo;

• Representa o objetivo do assunto, por exemplo, um sistema ou um processo de negócios individual.

Uma relação de associação: • Liga um ator com o(s) use case(s) com o qual interage.

Uma relação de inclusão: • Representa a inclusão da funcionalidade de um use case

dentro de um outro;

• Tem uma seta desenhada no sentido do use case base para o

use case usado.

53

Kendall e Kendall (2011) referem ainda alguns pontos que devem ser tidos em conta no

momento de realização de um diagrama de use cases. Os autores explicam que deve começar-se

por pedir aos utilizadores do sistema que digam o que esperam que o novo sistema lhes traga,

podendo isto ser obtido através de entrevistas ou sessões de grupo (focus group). Seguidamente, e

após se perceber exatamente quais os requisitos do sistema, os autores enumeram alguns pontos

que deve ser tido em consideração aquando da construção deste diagrama, sendo estes:

1) Rever todas as envolventes do negócio e os atores que nela estão inseridos;

2) Identificar os eventos principais e a partir destes desenvolver os use cases que relatam

esses eventos, assim como os atores que os desencadeiam;

3) Rever cada use case principal, com o intuito de encontrar possíveis ramificações lógicas

que contenham outros resultados de eventos.

Os diagramas de use cases revelam-se bastante úteis para entender de um modo geral o

comportamento do sistema e, ao mesmo tempo, servem de base para a construção de outros

diagramas como os de classes, atividades ou sequência (Kendall & Kendall, 2011).

Diagrama de Classes

Apesar do diagrama de use cases mostrar o comportamento de um sistema de software

(tanto interna como externamente) e definir os eventos e fluxos a este associado, não define como

é que os use cases vão ser implementados, existindo então para esse efeito os diagramas de classes

que dão uma visão estática e estrutural do sistema (Narawita & Vidanage, 2017).

Os diagramas de classes têm o objetivo de mostrar uma perspetiva estrutural de um sistema

com uma modelação orientada a objetos, descrevendo as classes de objetos, a sua estrutura interna

e as relações que existem entre as classes (Valacich & George, 2014). Na perspetiva de Rumpe

Uma relação de extensão: • Representa a extensão do use case para incluir um comporta

mento opcional;

• Tem uma seta desenhada no sentido do use case estendido

para o use case usado.

Uma relação de generalização: • Representa um use case especializado para um mais

Generalizado;

• Tem uma seta desenhada do use case especializado para o use

case base.

54

(2016), este tipo de diagramas dá a perspetiva estrutural de um sistema de software essencialmente

nas fases de desenho e implementação. Segundo os mesmos autores, na fase de implementação

orientada a objetos a codificação baseia-se essencialmente em classes sendo, portanto, o diagrama

de classes bastante importante no que toca a dar uma visão estrutural do código e das suas relações

internas, permitindo uma compreensão mais fácil aos programadores da modelação efetuada.

Os elementos que compõe o diagrama de classes são essencialmente classes, atributos,

operações e relacionamentos (Dennis et al., 2015). As classes encontram-se associadas umas às

outras, sendo cada uma delas essencialmente constituída por atributos e métodos, tendo estes a

função de definir o comportamento e estado dos objetos associados (Rumpe, 2016). As classes

representam-se através de um retângulo constituído por três compartimentos divididos na

horizontal: no topo localiza-se o nome da classe, no meio encontram-se os atributos e em baixo as

operações (Valacich & George, 2014). Durante a fase de análise, as classes procuram,

fundamentalmente, captar informações (acerca de pessoas, lugares, entre outros aspetos),

enquanto que na fase de desenho e implementação as classes são constituídas por objetos mais

específicos (tais como janelas, formulários, entre outros) utilizados para a construção do sistema

(Dennis et al., 2015). Os atributos são os elementos sobre os quais se pretende captar informação

(Dennis et al., 2015). As operações podem ser entendidas como uma função ou serviço efetuado

por ordem das classes, de modo a definir um comportamento de um objeto, sendo através destas

operações que os objetos podem aceder às informações armazenadas noutro objeto (Valacich &

George, 2014). Segundo Kendall e Kendall (2011), os relacionamentos são ligações existentes entre

as classes, estando estas conectadas umas às outras por intermédio de linhas. Os autores referem

ainda que os relacionamentos se podem dividir em duas categorias: associações e relações

parte/todo. De acordo com Valacich e George (2014), as associações são representadas por linhas

sólidas entre as classes, tendo o fim dessa linha conectado à classe um papel associativo que é

indicado pela sua multiplicidade, sendo esta explicada na tabela 5. Os autores revelam ainda a

existência de classes associativas, sendo estas representadas quando participam em

relacionamentos com outras classes ou quando possuem atributos/operações próprias.

55

Tabela 5 - Multiplicidade das classes associativas

Adaptado (Dennis et al., 2015)

Tipo de Associação

Simbologia Representação Descrição

Exatamente um 1

Um departamento tem um e apenas um chefe.

Zero ou mais 0..*

Um funcionário tem de zero a muitos filhos.

Um ou mais 1..*

Um chefe é responsável por um ou mais funcionários.

Zero ou um 0..1

Um funcionário pode ser casado com zero ou um esposo(a).

Intervalo específico

2..4

Um funcionário pode tirar de duas a quatro férias por ano.

Múltiplos, intervalos disjuntos

1..3,5

Um funcionário é membro de um a três, ou cinco comités.

Segundo Kendall e Kendall (2011) os relacionamentos parte/todo podem ser divididos em

generalizações/especializações, agregações ou composições. Podemos encontrar a explicação e

representação daquilo que é uma classe, atributo, operações e relacionamentos na tabela 6.

56

Tabela 6 - Síntese do diagrama de classes

(adaptado de Dennis et al., 2015)

Como referido anteriormente, existe uma vasta gama de diagramas que permitem a

modelação de sistemas a um nível comportamental e estrutural. No entanto, este subcapítulo

Uma classe: • Representa um tipo de pessoa, lugar ou coisa sobre a

qual o sistema precisará de capturar e armazenar Informação;

• Tem um nome digitado a negrito e centralizado no seu compartimento superior;

• Tem uma lista de atributos no compartimento do meio;

• Tem uma lista de operações no compartimento inferior;

• Não mostra explicitamente as operações que estão disponíveis para todas as classes.

Um atributo: • Representa as propriedades que descrevem o estado de

um objeto;

• Pode ser derivado de outros atributos, o que é demonstrado colocando uma barra antes do nome do atributo.

Uma operação: • Pode ser classificada como um construtor, uma pergunta

ou uma operação de atualização; • Inclui parênteses que podem conter parâmetros ou

informações necessárias para realizar as operações.

Uma associação: • É rotulado com uma frase verbal ou um nome de uma

função/papel, o que representar melhor o relacionamento;

• Pode existir entre uma ou mais classes;

• Contém uma multiplicidade de símbolos, que representam o número mínimo e máximo de vezes que uma instância de classe pode ser associada à instância de classe relacionada.

Uma generalização: • Representa uma espécie de relacionamento entre várias

classes.

Uma agregação: • Representa a parte de uma relação lógica entre várias

classes ou uma classe e ela mesma. • É uma forma especial de associação.

Uma composição: • Representa a parte de uma relação física entre várias

classes ou uma classe e ela mesma. • É uma forma especial de associação.

57

aborda os diagramas considerados mais relevantes para o projeto em questão, podendo-se

observar, nos capítulos seguintes, um exemplo prático destes na modelação de um sistema de

informação utilizado para gerir as atividades de manutenção de uma empresa do setor ferroviário.

58

59

3 Caso de Estudo

Neste capítulo faz-se uma breve descrição da empresa onde foi desenvolvido o projeto, assim

como do grupo de empresas onde a mesma se insere. Faz-se igualmente referência à infraestrutura

ferroviária sobre a qual incidem os trabalhos de manutenção, sendo descrito o funcionamento

desses mesmos trabalhos, assim como são apresentadas algumas informações sobre os

componentes substituídos ou reparados na infraestrutura de catenária. Adicionalmente, neste

capítulo são apresentados a estrutura e o comportamento do CMMS que a empresa possui

atualmente para gerir as suas atividades, recorrendo-se para tal à linguagem UML. Por último, são

apresentados alguns problemas detetados que servirão de base para as propostas de melhoria

definidas neste projeto.

3.1 Descrição da Empresa

Com o intuito de dar a conhecer melhor o contexto em que a empresa, onde projeto foi

realizado, se insere, apresenta-se num primeiro subponto o grupo de empresas onde a Sacyr Neopul

se inclui, assim como a história deste. Num segundo subponto é relatado o percurso da Sacyr Neopul

desde a sua criação até aos dias de hoje, incluindo o início das suas atividades nas redes ferroviárias

da Irlanda.

3.1.1 Grupo Sacyr

O grupo Sacyr surgiu em 1986 em Espanha, começando por ser uma pequena empresa

dedicada à realização de obras públicas em Espanha até se tornar, nos dias de hoje, numa

multinacional de engenharia e infraestruturas, concessões, serviços e industrial (Figura 21). As suas

atividades centram-se essencialmente nos setores da construção civil, infraestruturas de

transportes, obras hidráulicas, obras marítimas, obras subterrâneas, entre outros projetos7.

Uma das empresas pertencentes ao grupo, mais nomeadamente à Sacyr Engenharia e

Infraestruturas, é a Sacyr Somague. Anteriormente denominada somente por Somague, este grupo

de empresas portuguesas atuava essencialmente nos ramos da engenharia e construção ferroviária

e portuária, concessões de águas e energia, e imobiliária8. A Somague, em 2004 foi integrada no

grupo Sacyr9, resultando num grupo empresarial maior, sendo que, atualmente, a Sacyr Somague

7 https://www.sacyrinfraestructuras.com/pt/hist%C3%B3ria, consultado a 14 de março de 2021. 8 https://pt.wikipedia.org/wiki/Somague, consultado a 14 de março de 2021. 9 https://www.sacyrinfraestructuras.com/pt/somague, consultado a 14 de março de 2021.

60

executa obras de grande envergadura em áreas como obras públicas e construção civil, industrial e

urbana10.

3.1.2 Sacyr Neopul S.A.

A empresa portuguesa Neopul, Sociedade de Estudos e Construções, S. A., normalmente

designada somente como Neopul, foi fundada em 1983, começando as suas atividades como uma

empresa de engenharia e construção ferroviária e hidráulica, que viria, em 2002, a ser adquirida

pelo grupo Somague11. Após a aquisição do Grupo Somague pelo Grupo Sacyr, cerca de dois anos

depois, surgiram a designação Sacyr Somague e Sacyr Neopul em separado, com o intuito de

diferenciar as atividades realizadas pelas duas empresas, pois a Somague apesar de executar obras

públicas ao nível da via férrea, não executava trabalhos ao nível das redes de eletrificação ferroviária

(catenária), contrariamente à Neopul que é perita nesse tipo de atividades.

A Sacyr Neopul S.A. é, atualmente, uma empresa que se dedica à manutenção, renovação e

construção de infraestruturas ferroviárias de catenária. Efetua as suas atividades um pouco por todo

o mundo, sendo importante referir, para o caso em estudo, que a empresa começou a sua atividade

na Irlanda em 2007 fazendo a manutenção e renovação da infraestrutura de catenária no Condado

de Dublin. Essas atividades eram efetuadas ao serviço da Irish Rail, a principal responsável pelas

operações na rede ferroviária nacional da Irlanda e proprietária da sua infraestrutura.

No ano de 2019, a Sacyr Neopul ganhou um novo contrato de 5 anos que envolvia a renovação

de cerca de 40 km e a manutenção de toda a sua infraestrutura de catenária. Essa mesma

infraestrutura pertence ao DART (Dublin Area Rapid Transit), sistema elétrico ferroviário que

percorre todo o condado de Dublin que pertence, como já referido, à Irish Rail.

Podemos encontrar a estrutura organizacional da Sacyr Neopul em conjunto com a da Irish

Rail no Anexo II.

10 https://www.linkedin.com/company/somague/about/, consultado a 14 de março de 2021. 11 https://pt.linkfang.org/wiki/Neopul, consultado a 14 de março de 2021.

Figura 21 - Estrutura do Grupo Sacyr

(fonte: García, 2018)

61

3.2 Infraestrutura do DART

O DART é um sistema ferroviário suburbano, que faz a ligação entre a zona costeira e o centro

da cidade de Dublin. Nesse sistema o tipo de comboios que efetuam o transporte de passageiros

são essencialmente elétricos, alimentados por 1500 Volts de corrente contínua, circulando entre os

terminais da via férrea de Howth, Malahide e Greystones, percorrendo cerca de 50 km e um total

de 31 estações. Podemos observar na Figura 22 o tipo de comboios que são utilizados.

3.3 Atividades de Manutenção

Como já referido, a atividade principal realizada pela Sacyr Neopul em Dublin, na Irlanda, é a

manutenção da infraestrutura de catenária pertencente ao DART. Os tipos de manutenção

efetuados pela empresa nessa infraestrutura é a manutenção preventiva e a manutenção corretiva.

No caso da manutenção preventiva, esta consiste essencialmente em rondas de inspeção

trimestrais efetuadas ao longo do ano, em que as equipas de manutenção percorrem toda a via

férrea pertencente ao DART (informação quanto aos elementos inspecionados encontram-se no

Anexo III). Terminadas as rondas de inspeção, e ainda antes de terminar o trimestre (caso as

atividades de inspeção não se encontrem atrasadas), efetua-se a reparação ou substituição dos

elementos em que foram detetadas anomalias ou que se encontram em mau estado. Os tipos de

trabalhos realizados na manutenção são do mais variado tipo e incluem, por exemplo, substituição

de pêndulos, limpeza e pintura de isoladores ou até mesmo o controlo da vegetação próxima da

Figura 22 - Comboios que circulam no DART

62

infraestrutura de catenária, encontrando-se a totalidade de trabalhos realizados após inspeção no

Anexo IV.

No caso da manutenção corretiva, esta só ocorre em caso de emergência, ou seja, quando é

detetada uma falha na infraestrutura que impeça a circulação de comboios, que represente perigo

para o ser humano, ou quando essa falha possa vir a representar um perigo ao funcionamento do

sistema, requerendo assim intervenção imediata.

3.3.1 Manutenção Preventiva

Nas atividades de manutenção realizadas pela empresa, e naquilo que toca à manutenção

preventiva, as equipas responsáveis realizam tanto a manutenção preventiva sistemática como a

manutenção preventiva condicionada em simultâneo, denominando, contudo, essas atividades

apenas de manutenção preventiva. Esse tipo de manutenção é efetuado com base no plano anual

de trabalhos, maioritariamente em regime noturno, 6 dias por semana (em condições normais) por

duas equipas (A e B), sendo a maior parte das inspeções dos componentes realizada em altura

(Figura 23), com exceção das inspeções aos postes e à medição do desalinhamento e altura do fio

de contacto, que é realizada a pé.

De realçar que, antes de se iniciarem as atividades de manutenção preventiva ou corretiva, é

feita uma reunião inicial baseada na declaração de método (documento que contém as instruções

de como se vão realizar os trabalhos diariamente, zonas em que a linha se encontra eletricamente

isolada, possíveis perigos e planos de emergência), iniciando-se então as atividades quando a zona

Figura 23 - Inspeção em altura

63

onde se espera que os trabalhos incidam se encontrar isolada eletricamente, de modo a possibilitar

que os trabalhos sejam executados em segurança.

De modo a facilitar o planeamento e execução das atividades de manutenção preventiva, e

também com o intuito de tornar mais simples o registo da informação acerca do estado da

infraestrutura de catenária, toda a zona por onde se estende a sua infraestrutura foi dividida em 4

secções (Anexo V).

Cada elemento do sistema de catenária é inspecionado com uma periodicidade pré-definida

tendo em conta o seu nível de vida previsto. Essa periodicidade é definida no plano de trabalhos

realizado anualmente, dividindo-se o ano em 4 inspeções completas à infraestrutura de catenária,

sendo que, para cada ronda de inspeção, cada secção corresponde a um tipo de componente a ser

inspecionado consoante a sua periodicidade. Temos na tabela 7, a título de exemplo, o plano anual

de inspeção da infraestrutura de catenária para o ano de 2020.

Tabela 7 - Plano anual de Inspeções de 2020

Calendário 2020

30ª Inspeção

Janeiro/Fevereiro/Março

Secção 1 Secção 2 Secção 3 Secção 4

6MI 9MI 12MI 3MI

31ª Inspeção

Abril/Maio/Junho

Secção 1 Secção 2 Secção 3 Secção 4

9MI 12MI 3MI 6MI

32ª Inspeção

Julho/Agosto/Setembro

Secção 1 Secção 2 Secção 3 Secção 4

12MI 3MI 6MI 9MI

33ª Inspeção

Outubro/Novembro/Dezembro

Secção 1 Secção 2 Secção 3 Secção 4

3MI 6MI 9MI 12MI

MI – Month Inspection

Tendo em conta o plano anual de inspeções, podemos observar que, para cada ronda de

inspeção, cada secção contém uma ordem de inspeção associada, podendo ser esta de 3, 6, 9 ou 12

meses. Cada ordem de inspeção corresponde a um conjunto de elementos da infraestrutura da

catenária a serem inspecionados, sendo que, para cada componente, existe uma equipa (A ou B)

responsável pela sua inspeção ou, em alguns casos, para alguns componentes esta é efetuada pelas

duas equipas em simultâneo (A/B), como se pode observar na tabela 8.

64

Tabela 8 - Tipos de inspeção dos componentes

Para além dos componentes inspecionados acima, existem também outros elementos

inspecionados nas várias rondas de inspeção em todas as secções, sendo esses inspecionados uma

vez no período de 1, 3 ou 4 anos, como podemos observar na seguinte tabela:

Tabela 9 - Componentes inspecionados com periodicidade de 1, 3 ou 4 anos

Foco das Inspeções Equipa

Responsável

Tipo de Inspeção

3MI 6MI 9MI 12MI

Fio de Contacto + Cabo de

Suporte A × × × ×

Feeder + Cabo Terra B × × × ×

Braçadeiras A/B × × × ×

Pontos Fixos A × × × ×

Contrapesos B × × × ×

Tensorex’s B ×

Isoladores de Secção A × × × ×

Disjuntores (Interruptores) B × ×

Espias B ×

Isoladores e respetiva limpeza A/B ×

Isoladores e respetiva limpeza (em pontes, tuneis, estações,

zonas costeiras) A/B × × × ×

Conexões elétricas e

alimentações A/B × × × ×

União de Fios A/B × × × ×

Folgas elétricas A/B ×

Molas de tensão A/B × ×

Vegetação próxima da catenária A/B × × × ×

Foco das Inspeções Equipa Responsável Frequência (anos)

Postes A/B 4

Alinhamento de Consolas A/B 3

Alturas e Desalinhamentos A/B 1

Tensões e Regulamentos (Fairview) A/B 1

Uniões em linha A/B 3

Tensionamento em Pontos Fixos A/B 3

65

Podemos, assim, observar na tabela 10 o número de vezes que se inspeciona cada tipo de

componente anualmente, ao longo de toda a infraestrutura. De notar que, no que toca às inspeções

especiais (tabela 9), se encontram apenas representadas na tabela os componentes considerados

relevantes para o caso em estudo da mesma.

Tabela 10 - Frequência de inspeções anuais

Inspeção ao Fio de Contacto

Como referido anteriormente, em trabalhos de manutenção preventiva, o fio de contacto é

inspecionado em altura com uma frequência trimestral, sendo todos os lanços de catenária

inspecionados 4 vezes anualmente pela empresa. Nas rondas de inspeção trimestrais efetuadas ao

fio, uma das atividades efetuadas é a medição da sua espessura através da utilização de um

paquímetro digital, de modo a avaliar o desgaste do mesmo. Uma outra medição efetuada é a

Componentes inspecionados Número total de inspeções realizadas anualmente a todos os componentes

Fio de Contacto + Cabo de Suporte 4

Feeder + Cabo Terra 4

Braçadeiras (Cabo de Suporte/Feeder/Cabo Terra) 4

Pontos Fixos 4

Contrapesos 4

Tensorex’s 1

Isoladores de Secção 4

Disjuntores (Interruptores) 2

Espias 1

Isoladores e respetiva limpeza 1

Isoladores e respetiva limpeza (em pontes/tuneis/estações/zonas costeiras)

4

Conexões elétricas e alimentações 4

União de Fios 4

Folgas elétricas 1

Molas de tensão 2

Vegetação próxima da catenária 4

Postes 0,25 (1/4)

Alinhamento de Consolas 0,33 (1/3)

Alturas e Desalinhamentos 1

66

medição do desalinhamento e altura do fio (Figura 24), esta é efetuada com um suporte regulável

colocado sobre o carril que contém um laser que permite detetar tanto a altura como o

desalinhamento do fio, possibilitando então avaliar se o fio de contacto se encontra dentro dos

parâmetros definidos.

• Espessura

O fio de contacto usado no sistema de catenária do DART apresenta inicialmente uma área

de secção transversal de 107 mm2 e uma espessura de 12,3 mm. Quando, ao longo de um lanço de

catenária, o desgaste do fio é bastante acentuado, a empresa procede à sua substituição imediata

e, caso o desgaste não seja uniforme ao longo de um vão (pertencente a um lanço), a mesma

substitui o fio somente em pontos únicos onde exista esse maior desgaste localizado. De modo a

controlar esse mesmo desgaste, a empresa definiu parâmetros para avaliar o estado do fio de

contacto em termos de espessura, encontrando-se os mesmos representados na tabela 11.

Tabela 11 - Espessura do fio de contacto

X=Espessura (mm)

Lanço de catenária Estado Ponto único Estado

10 < X Bom 8,9 < X Bom

9,4 < X « 10 Intermédio 8,3 < X « 8,9 Intermédio

9,4 > X Mau 8,3 > X Mau

Figura 24 - Medição da altura e desalinhamento do fio de contacto

67

Tendo em conta a informação da tabela 11, as ações desempenhadas pela empresa consistem

em continuar a inspecionar a espessura do fio de contacto quando a mesma for superior a 10

milímetros num lanço completo, e superior a 8,9 milímetros em pontos únicos do mesmo. Quando

essa espessura baixa de 10 milímetros e 8,9 milímetros respetivamente, cria-se um alerta imediato

para a empresa substituir o lanço inteiro de fio de contacto ou apenas a parte do fio em questão,

impedindo assim que a espessura do fio de contacto chegue ao mínimo permitido de 9,4 e 8,3

milímetros.

• Desalinhamento e Altura

Ao longo de cada vão, é importante que o fio de contacto tenha a altura correta para que

exista um contacto constante do mesmo com o pantógrafo, isto para que o fio forneça

ininterruptamente energia elétrica ao comboio elétrico. Outro fator importante que é controlado é

o desalinhamento do fio de contacto em relação à superfície do pantógrafo no contacto que este

efetua com o fio, pois uma varredura incorreta da sua superfície pode levar a um desgaste tanto do

fio como da superfície do pantógrafo.

Com isto, podemos encontrar os parâmetros definidos pela empresa para a altura e

desalinhamento do fio de contacto nas tabelas 12 e 13.

Tabela 12 - Parâmetros desalinhamento Fio de Contacto

Tabela 13 - Parâmetros da altura do Fio de Contacto

Y=Desalinhamento (mm)

Linha Reta Estado Curvas Estado

Y « 380 Bom Y « 230 Bom

Y > 380 Mau Y > 230 Mau

Z=Altura (mm)

Zonas Normais Estado Passagens de Nível Estado Depósitos e Desvios Estado

4200 « Z « 5700 Bom 5600 « Z « 5700 Bom 4200 « Z « 5600 Bom

Z < 4200 ou Z > 5700 Mau Z < 5600 ou Z > 5700 Mau Z < 4200 ou Z > 5600 Mau

68

Podemos observar na tabela anterior, que o comprimento mínimo admissível definido pela

empresa para o desalinhamento do fio de contacto, para zonas da via férrea em linha reta e em

curvas. Todos os valores acima do parâmetro definido como “Bom” são considerados

desalinhamento excessivo, devendo-se proceder à correção do mesmo através da regulação

respetiva do braço de chamada. Quanto à altura do fio de contacto, esta é considerada correta

quando se encontra entre o intervalo de valores definidos como “Bom” para zonas normais (de

campo aberto), zonas de passagens de nível e zonas de depósitos e desvios. Valores abaixo ou acima

desses intervalos são considerados como altura incorreta do fio de contacto, devendo-se proceder

então ao ajuste da altura da consola (subindo ou descendo a mesma) de modo corrigir a altura do

fio.

3.3.2 Componentes Substituídos ou Reparados/Ajustados

Na realização das atividades de manutenção, realiza-se a substituição ou reparação dos

componentes identificados em mau estado, quer após as inspeções realizadas em manutenção

preventiva quer em intervenções realizadas de emergência em manutenção corretiva.

Isoladores

Os isoladores que compõe e isolam a corrente elétrica que percorre o DART são todos

isoladores cerâmicos. Entre os anos de 2018 e 2020, período em que a empresa possui registo na

base de dados das suas atividades sobre os componentes da catenária, foram contabilizados um

total de 127 isoladores substituídos ao longo das 4 secções da via férrea. Essa substituição ocorreu

devido ao desgaste dos mesmos, tendo sido identificado como potenciais causas para esse mesmo

desgaste atos de vandalismo, descargas elétricas ou corrosão devido a efeitos de chuva (Figura 25).

Figura 25 - Isoladores em mau estado (esquerda: Corroído; direita: Partido)

69

Durante o período temporal de 3 anos anteriormente referido, foram ainda verificadas a

necessidade urgente de reparar um total de 44 isoladores, pintando e limpando os mesmos.

Aparelhos Tensores

Os aparelhos tensores utilizados para manter os fios pertencentes à infraestrutura de

catenária do DART em constante tensão, são essencialmente os contrapesos e os Tensorex.

Entre os anos de 2018 e 2020, para o caso dos contrapesos, registou-se um total de 4

contrapesos substituídos, sendo que 1 desses caos consistiu na substituição dos pesos em si e outros

3 na substituição da roldana e da estrutura que o suporta. Para o mesmo componente foram ainda

ajustados/reparados um total de 12 outros contrapesos.

No caso dos Tensorex, no mesmo período acima referido, não foram registadas quaisquer

substituição ou reparação dos mesmos.

Balanço Geral dos Componentes

Podemos encontrar na tabela 14 alguns dados gerais relativos ao número de substituições e

reparações/ajustes, realizados nas atividades de manutenção preventiva e corretiva, entre os anos

de 2018 e 2020. Os dados foram retirados diretamente do CMMS utilizado pela empresa, contendo

este software somente os dados dos componentes substituídos ou reparados/ajustados a partir do

ano de 2018.

Tabela 14 - Intervenções em manutenção (2018-2020)

Componentes Substituições Reparações/Ajustes Total Intervenções

Fio de Contacto + Cabo de Suporte 34 9 43

Feeder + Cabo Terra 49 3 52

Braçadeiras (Cabo de Suporte/Feeder/Cabo

Terra) 1 0 1

Contrapesos 4 12 16

Tensorex’s 0 0 0

Isoladores de Secção 0 8 8

Disjuntores (Interruptores) 13 1 14

Espias 1 0 1

Isoladores 127 44 171

União de Fios 8 0 8

Alinhamento de Consolas 0 362 362

Alturas e Desalinhamentos 0 65 65

70

3.4 CMMS Atual

De modo a gerir melhor as suas atividades de manutenção, a empresa recorre a um software

próprio chamado SLIGO. Esta ferramenta de software tem, essencialmente, a função de armazenar

os dados acerca dos componentes que fazem parte da infraestrutura de catenária, assim como os

trabalhos que são realizados em manutenção.

Com o intuito de melhor perceber o comportamento e estruturação do CMMS que a empresa

atualmente utiliza, recorreu-se à linguagem UML para efetuar a modelação do sistema. Essa

modelação foi efetuada com recurso à ferramenta CASE “Visual Paradigm”, desenvolvendo-se o

diagrama de caos de uso com o objetivo de dar uma perspetiva comportamental do sistema

(expondo que requisitos o sistema atual serve e quais são os atores que interagem com este), e o

diagrama de classes com o intuito de dar uma perspetiva estrutural do software (demonstrando

como o sistema se comporta internamente de modo a satisfazer os requisitos expostos no diagrama

anteriormente referido). De forma a perceber melhor as funções e comportamentos deste sistema,

apresenta-se seguidamente a descrição e modelação destes dois diagramas.

Diagrama de Use Cases

Começando no diagrama de use cases, à medida que vão ocorrendo as atividades de

manutenção, o Chefe de Equipa vai registando os dados da manutenção no software da empresa

(“Registar dados da manutenção”), podendo esses mesmos dados ser referentes a componentes

inspecionados, reparados/ajustados ou substituídos (“Introduzir dados dos componentes”) ou um

breve relatório a explicar que atividades foram realizadas (“Introduzir relatório das atividades”). De

realçar que sempre que o Chefe de Equipa pretender registar os dados das atividades de

manutenção precisa sempre criar um formulário para esse efeito (“Criar formulário”).

Esses formulários que são criados pelo Chefe de Equipa, podem ser visualizados quer pelo

Responsável de Qualidade quer pelo Gestor de Projetos (“Consultar formulários”), podendo, se

assim o entenderem, imprimi-los (“Imprimir formulários”) ou exportá-los (“Exportar formulários”).

O Responsável de Qualidade tem ainda a função de preencher na base de dados da empresa a

informação referente aos trabalhos que são realizados diariamente (“Preencher partes diárias”),

sendo sempre necessário nestas detalhar esses mesmos trabalhos (“Inserir trabalhos realizados”),

a equipa que os efetuou (“Inserir Equipa”), assim como adicionar a ordem de trabalho

correspondente (“Inserir ordem de trabalho”), podendo esta ordem corresponder a um tipo de

71

inspeção realizado pela empresa, no caso da manutenção preventiva. Por fim, tanto o Responsável

de Qualidade como o Gestor de Projetos podem consultar o histórico de todas as atividades

(“Consultar histórico de atividades”).

O Gestor de Projetos, como é responsável por delegar e gerir as atividades de manutenção,

pode acrescentar no software atividades a realizar (“Acrescentar atividades”), veículos a serem

utilizados pelas equipas (“Adicionar equipamentos”), editar os tipos de manutenção que a empresa

se encontra a realizar (“Editar tipos de manutenção”), assim como confirmar as partes diárias

preenchidas pelo Responsável de Qualidade (“Confirmar partes diárias”). Este é ainda responsável

por registar novos operadores (“Registar operadores”), visualizar as equipas de manutenção

(“Visualizar equipa”), podendo editar os operadores pertencentes às mesmas (“Adicionar/Remover

operador”). Outra função do Gestor de Projetos é a de controlar os componentes sobre o qual

incidem as atividades de manutenção, podendo este consultar toda a infraestrutura de catenária

(“Consultar infraestrutura”) e editar os componentes que lhe pertencem (“Editar componentes”).

Por fim, também com o intuito de controlar as atividades de manutenção, este pode editar as

ordens de trabalho sobre o qual estas incidem (“Editar ordens de trabalho”), sendo sempre

necessário inserir o tipo de inspeção associado a cada ordem (“Inserir tipo de inspeção”),

especificamente para o caso dos trabalhos em manutenção preventiva.

72

Figura 26 - Diagrama de use cases do sistema atual

73

Diagrama de Classes

O diagrama de classes atual demonstra a estrutura do software que a empresa possui (ver

Figura 28). Neste é de notar que cada parte diária (“Parte Diária”) onde se inserem as informações

diárias das atividades de manutenção, pode incluir vários formulários (“Formulário”), podendo

estes ser relatórios diários das atividades de manutenção que foram efetuadas no dia em questão

(“Relatório Diário”) ou relatórios com dados sobre a inspeção dos componentes, possíveis

reparações/ajustes efetuados ou substituições realizadas (“Relatório Componente”). Cada relatório

de componente contém somente dados sobre um “Componente” nomeadamente um nome, tipo

e descrição que o torna único. De referir que cada um dos componentes pertence a uma

“Infraestrutura” de catenária, sendo, portanto, a infraestrutura composta por todos os

componentes que nela existem.

Cada parte diária está ainda associada às equipas que fazem a manutenção (“Equipa”),

sendo, cada uma delas, composta por vários operadores (“Operador”). Cada operador é

identificado pelo seu nome e tem também, como atributo um tipo de contrato que descreve a sua

ligação à empresa. Os operadores têm ainda a sua função, sendo que, dentro dessas funções, existe

a de team leader (“É Líder”), que pode incluir diversos operadores que ficam, deste modo,

responsáveis por coordenar a sua equipa que realiza o trabalho em causa, não tendo, portanto,

cada líder e restantes operadores uma equipa fixa podendo cada um deles (operadores) estar em

várias equipas.

De realçar também que cada parte diária pode ter vários veículos que foram utilizados para

fazer a manutenção (“Equipamento”), identificados pelas respetivas matrículas, contendo ainda um

nome e a descrição das suas funções. Uma parte diária tem ainda registado os vários trabalhos que

foram efetuados nesse dia (“Trabalho Realizado”), tendo cada trabalho um nome e a descrição

proveniente de um banco de atividades (“Banco Atividades”), estando, por sua vez, cada trabalho

realizado associado somente a um componente sobre o qual incidiu esse trabalho. Por fim, uma

parte diária também está associada a uma ordem de trabalhos (“Ordem trabalho”) com o

correspondente tipo de manutenção que foi efetuado (“Tipo Manutenção”). Cada ordem de

trabalho, está associada a vários componentes sobre os quais se espera que estes trabalhos

incidam. As partes diárias estão igualmente associadas às ordens de trabalho (sendo que várias

partes diárias estão alocadas a uma única ordem de trabalho), e o mesmo se passa com os trabalhos

realizados, podendo existir vários trabalhos realizados associados a uma única ordem de trabalho.

74

Figura 27 - Diagrama de classes do sistema atual

75

3.5 Problemas Detetados e Oportunidades de Melhoria

Apesar da empresa recolher alguns dados sobre as suas atividades, tal como dados relativos

aos componentes que fazem parte da infraestrutura de catenária, tem-se notado uma ausência de

uma análise desses mesmos dados. Sendo assim, torna-se pertinente e bastante vantajoso analisar

o histórico das suas atividades e do comportamento dos componentes sobre o qual elas incidem,

de modo a obter informações relevantes que suportem a tomada de decisão naquilo que é a gestão

das atividades de manutenção, conseguindo assim que a empresa ofereça um serviço de qualidade

superior à empresa proprietária da infraestrutura (Irish Rail).

Outro problema detetado é o facto de a empresa não possuir indicadores de desempenho

que permitam avaliar o funcionamento dos seus serviços. A própria empresa, e principalmente a

gestão de topo, considera relevante a criação desses KPIs por forma a conseguir medir como se

encontram a ser realizadas as atividades de manutenção, bem como os seus resultados. Para além

destes indicadores ajudarem os gestores de topo a visualizarem se as estratégias de manutenção

se encontram a ser desenvolvidas de forma satisfatória, também servem de fator motivacional para

os colaboradores da empresa que, assim, podem ver o seu esforço a ser medido e definir objetivos

para promover uma constante melhoria dos trabalhos pelos quais são responsáveis.

Por fim, um problema também detetado é o facto do CMMS que a empresa atualmente

utiliza se revelar bastante básico. Vários colaboradores manifestaram o seu desagrado na forma

como o software se encontra estruturado, não sendo este capaz de armazenar informações sobre

a maior parte das atividades realizadas pela empresa, pelo que acabam por recorrer a ferramentas

como o Microsoft Office para efetuar esses registos. Para além destes registos que não efetuados

na base de dados, existem também algumas funcionalidades em falta, expostas pelos

colaboradores, que levam a que seja complicado ou até mesmo impossível determinar e medir

certos KPIs. Tendo em conta estes problemas e falhas, considerou-se que, com uma expansão do

CMMS atual, seria possível obter um sistema mais completo e com maior capacidade de suporte à

tomada de decisão e à gestão das atividades de manutenção. Como resultado, seria obtida uma

melhor organização e controlo das atividades, oferecendo-se assim um serviço de qualidade

superior à Irish Rail (empresa cliente).

76

77

4 Propostas de Melhoria

Tendo em conta os problemas mencionados no capítulo anterior, assim como os resultados

provenientes das atividades realizadas pela Sacyr Neopul, neste capítulo pretende-se,

essencialmente, apresentar algumas soluções/oportunidades de melhoria para os problemas

expostos anteriormente.

4.1 Diagrama de Pareto

Como foi visto anteriormente na tabela 14, a empresa regista os dados relativos ao número

de substituições e reparações/ajustes efetuados aos componentes da infraestrutura de catenária,

estando disponíveis os dados referentes aos anos de 2018, 2019 e 2020. Tendo em conta o total de

intervenções efetuadas na infraestrutura, torna-se importante analisar os dados obtidos acerca dos

componentes que sofreram um maior número de intervenções, de modo a retirar conclusões que

suportem a tomada de decisão e a gestão das atividades de manutenção. Numa primeira fase dessa

análise dos dados obtidos, recorreu-se ao Diagrama de Pareto.

Como referido no capítulo anterior, os dados acerca das intervenções efetuadas foram

retirados diretamente da base de dados da empresa, sendo que só foi possível recolher dados a

partir do ano de 2018 pois foi apenas nesse ano é que estes dados começaram a ser registados no

software.

Utilizou-se, então, o Diagrama de Pareto para estudar a frequência das falhas existentes nos

componentes da infraestrutura de catenária, falhas essas que levaram a que esses mesmos

componentes fossem substituídos ou reparados/ajustados. Este tipo de diagrama, como referido

anteriormente baseia-se na regra 80/20, sendo que neste estudo espera-se que 80% das

intervenções efetuadas à infraestrutura de catenária se devam a cerca de 20% dos componentes.

Na Figura 28 pode-se observar os resultados obtidos.

78

Analisando-se os resultados obtidos, percebe-se que cerca de 81% do total de intervenções

efetuadas de manutenção à infraestrutura incidiram sobre cerca de 25% dos componentes,

correspondendo essas mesmas intervenções ao ajuste do alinhamento das consolas, substituição e

reparação de isoladores, e ajustes na altura e desalinhamento no fio de contacto.

Considerando os componentes onde incidiram a maior parte das intervenções, conclui-se

que, quanto ao desalinhamento de consolas e à altura e desalinhamento incorreto do fio de

contacto, essas falhas aconteceram devido a causas naturais consequentes da passagem do tempo,

não havendo como evitar esses mesmos defeitos. Quanto aos isoladores as principais causas

apontadas são essencialmente atos de vandalismo, descargas elétricas ou corrosão devido à

humidade e efeitos da chuva.

Como tal, e para o caso dos isoladores uma proposta para reduzir a frequência dessas falhas

garantindo um maior isolamento elétrico da catenária, seria a substituição dos isoladores cerâmicos

atualmente utilizados por isoladores poliméricos. Estes últimos podem revelar-se mais vantajosos

pelo facto de terem maior resistência ao impacto, melhores parâmetros elétricos e maior

capacidade de repelir água (diminuindo assim a sua corrosão) sendo que, para além disso, são mais

leves e registam níveis menores de poluição.

Um outro aspeto que sobressai da análise efetuada está relacionado com os aparelhos

tensores que se utilizam atualmente. Podemos observar que, entre os anos de 2018 e 2020, foram

efetuados um total de 16 intervenções aos contrapesos, sendo que, por outro lado, os Tensorex não

sofreram qualquer tipo de intervenção. Assim, outra proposta seria a substituição dos contrapesos

existentes por Tensorex, estando estes últimos menos vulneráveis a atos de vandalismo e problemas

Figura 28 - Diagrama de Pareto de frequência de intervenções

79

mecânicos, tendo ainda a vantagem serem mais fáceis de aceder nas atividades de inspeção que se

realizam em altura, e também o facto de não necessitarem de ser inspecionados tão regularmente.

Para além das vantagens que os isoladores poliméricos apresentam em relação aos

cerâmicos, e do maior número de benefícios dos Tensorex em relação aos contrapesos, torna-se

importante analisar a viabilidade da sua aquisição em termos de custos. Para esse efeito, em

conjunto com o projetista de catenária (responsável pela obra de renovação e por propor

componentes alternativos) foram contactadas duas empresas fornecedoras de componentes de

catenária, sendo estas interrogadas em relação ao preço de cada um desses componentes. De

realçar que, por motivos de confidencialidade, os nomes das empresas fornecedoras não poderão

ser mencionados neste relatório. No entanto, encontram-se na tabela 15 os orçamentos dados por

cada um dos fornecedores contactados para cada componente anteriormente mencionado.

Tabela 15 - Orçamento de componentes

Tendo em conta os orçamentos oferecidos pelas duas empresas verifica-se que a Empresa A

é a que apresenta o orçamento mais baixo. Comparando o preço dos componentes, é de notar que

os isoladores poliméricos se revelam mais baratos que os isoladores cerâmicos, apresentando então

os primeiros somente vantagens tanto em termos de desempenho como de custos em relação aos

isoladores cerâmicos. Analisando os aparelhos tensores, apesar dos Tensorex apresentarem melhor

performance, estes revelam-se bastante mais caros.

Estas duas hipóteses de alteração dos componentes juntamente com a análise de custos

efetuada, foram apresentadas aos responsáveis por gerir as atividades de manutenção e renovação

da empresa. Esses mesmos responsáveis revelaram alguma surpresa com a quantidade de falhas

existentes nos isoladores e contrapesos, mostrando-se bastante recetivos à mudança de isoladores

cerâmicos para poliméricos, pois esta mudança só traria vantagens, e a uma eventual troca de

contrapesos por Tensorex mas apenas em determinados locais (em zonas onde um contrapeso

tenha apresentado falhas sucessivas e essa mudança seja vantajosa). Os responsáveis por gerir as

atividades de manutenção e renovação da empresa ficaram então de discutir com a empresa dona

Empresa A Empresa B

Isoladores Cerâmicos 50 €/un. 55 €/un.

Poliméricos 35 €/un. 50 €/un.

Aparelhos Tensores Contrapesos 1300 €/un. 1800 €/un.

Tensorex 4000 €/un. 5000 €/un.

80

da infraestrutura (Irish Rail) a possibilidade e viabilidade de se fazerem estas alterações na obra de

renovação que se irá realizar futuramente.

4.2 Definição de KPIs

Com vista a avaliar o desempenho das atividades de manutenção, é proposto que a empresa

defina KPIs que lhe permitam medir a eficiência das atividades e consequentemente o desempenho

que a infraestrutura de catenária apresenta.

Pretende-se que esses indicadores de desempenho sejam calculados anualmente para que,

consoante os resultados obtidos nesse ano, seja mais fácil tomar decisões quanto ao planeamento,

programação e modo de execução das atividades de manutenção. De modo a exemplificar que

indicadores se espera que sejam calculados, foram efetuadas as medições dos indicadores com base

nos dados obtidos entre os anos de 2016 e 2020, começando inicialmente por serem retirados os

dados relativos ao total de horas de manutenção efetuadas em cada um desses anos (Figura 29).

Esses dados foram retirados do plano anual de trabalhos realizado em cada um desses anos pois,

apesar do plano ser definido no início de cada ano, várias versões novas desse documento são

criadas à medida que o plano vai sendo alterado, tendo sido neste caso analisada a versão mais

recente do documento que contém o número exato de trabalhos de manutenção e horas

correspondentes.

Um dos indicadores que se pretende que seja calculado é a percentagem de trabalho reativo

(emergência) que ocorreu durante o ano. Essa percentagem é obtida através do quociente entre o

número de horas totais de manutenção corretiva (emergência) e o número total de horas de

manutenção efetuadas. O total de horas de manutenção corretiva foi retirado através da análise das

Figura 29 - Total de horas de manutenção

81

declarações de método de emergência que a empresa possui, e que cria antes da realização desses

trabalhos reativos. Foram analisadas essas declarações por ano, registando-se o número de falhas

que levaram a que fossem necessárias intervenções de emergência e somou-se as horas de

manutenção corretiva que foram efetuadas em cada ano, obtendo-se os seguintes resultados que

se encontram na tabela 16.

Tabela 16 - Dados de manutenção corretiva

Ano Número de falhas Horas de manutenção corretiva

2020 4 18

2019 0 0

2018 2 12

2017 1 8

2016 1 5

Tendo em conta os dados obtidos, podemos observar os resultados do cálculo do indicador

de desempenho anteriormente referido na Figura 30.

Podemos observar que, no espaço temporal considerado, existiu uma subida na percentagem

de trabalhos de emergência que provocaram paragens na infraestrutura de catenária. A única

exceção a essa subida, e que pode ser interpretada como situação ótima, foi a que se sucedeu no

ano de 2019 onde não foi necessária nenhuma intervenção de emergência.

Outro indicador interessante é a percentagem de trabalho de melhoria, podendo esta ser

calculada através do quociente entre o número de horas gastas de manutenção em

reparações/ajustes e substituições preventivas e o total de horas de manutenção efetuadas. O

número de horas de manutenção dedicadas a reparações ou ajustes foi retirado do plano anual de

Figura 30 - Percentagem de trabalho reativo

82

trabalhos. Pode-se observar o resultado dos cálculos desse indicador na Figura 31. De realçar que o

número de horas de manutenção preventiva que foi dedicado a substituições e reparações/ajustes

por ano foi o seguinte: 2020 – 354 horas; 2019 – 450 horas; 2018 – 337 horas; 2017 – 458 horas;

2016 – 327 horas.

Comparando os resultados deste indicador com o anterior nota-se que, apesar do ano de

2019 ter sido o melhor em termos de percentagem de trabalho reativo não necessitando de

nenhuma intervenção de emergência, em relação aos trabalhos de melhoria foi o ano em que se

registou um maior tempo na execução de substituições ou reparações/ajustes em manutenção

preventiva. O objetivo passa então por, à semelhança do indicador de trabalho reativo, que a

percentagem de trabalhos de melhoria seja a menor possível, o que indica que nas vezes anteriores

em que se efetuaram estes tipos de trabalhos eles foram bem executados ou que os componentes

encontram-se ainda com um bom desempenho relativamente ao esperado.

Por fim, outro indicador a medir é o da disponibilidade que a infraestrutura de catenária

apresenta. A disponibilidade corresponde à percentagem de tempo que se espera que a

infraestrutura de catenária funcione sem anomalias que provoquem interrupções na circulação de

comboios, sendo então o principal objetivo elevar este indicador de modo a tornar a infraestrutura

o mais disponível possível. Para calcular este indicador, numa fase inicial é necessário calcular outros

dois indicadores, o MTTR (Mean Time to Repair) e o MTBF (Mean Time Between Failures).

O MTTR, conhecido como o tempo médio de reparação, pode ser calculado através do tempo

médio de inatividade da infraestrutura de catenária em manutenção corretiva (desde que ocorreu

a falha no componente até ser reparado/ajustado, voltando assim a infraestrutura ao seu bom

funcionamento), sobre o número de falhas que existiram nesse ano. Podemos observar os

resultados do cálculo deste indicador na Figura 32.

Figura 31 - Percentagem de trabalho de melhoria

83

Analisando os resultados do MTTR verifica-se, a título de exemplo, que no ano de 2020,

apesar de se ter registado um maior número de falhas (ver tabela 16), o tempo em média que se

demorou a corrigir essas anomalias foi menor em relação aos anos anteriores em que estas

existiram. Isto leva à conclusão de que nesse ano, apesar do elevado número de falhas, estas não

tiveram um nível de gravidade tão elevado ou, então, as atividades corretivas foram realizadas de

forma mais rápida e eficaz.

O MTBF, também conhecido como o tempo médio entre falhas, para o caso em estudo

corresponde à média de tempo em que a infraestrutura de catenária se encontra totalmente

disponível, funcionando sem anomalias que requeiram intervenções de emergência. Este indicador

pode ser então calculado através do quociente entre o total de tempo em que a infraestrutura se

encontrou totalmente operacional sobre o número de falhas que nela existiram anualmente. A

Figura 33 demonstra os resultados obtidos.

Observando os resultados desta análise, comparando com o MTTR, nota-se que no MTBF o

número de falhas que levaram a intervenções corretivas tem um impacto maior, tendo neste caso,

Figura 32 - MTTR

Figura 33 - MTBF

84

o ano de 2020 o valor mais baixo de MTBF de todos os anos considerados devido às 4 falhas que

este apresentou, apresentando então, consequentemente um menor tempo entre falhas sucessivas

que pediram ações corretivas.

Após o cálculo do MTTR e MTBF, podemos então medir a disponibilidade que a infraestrutura

de catenária apresentou no espaço temporal considerado. De realçar que, face à análise efetuada,

no ano de 2019 o resultado do MTTR é nulo dado que não existiu qualquer tipo de falha na

infraestrutura que necessitasse de intervenções de emergência, sendo o MTBF, nesse ano, o valor

máximo possível correspondendo às horas totais em que a infraestrutura permaneceu ativa (não

contando os tempos em que a infraestrutura permaneceu inativa para que as atividades de

manutenção se desenrolassem em segurança). Podemos então observar na Figura 34 os resultados

da disponibilidade.

Tendo em conta os resultados obtidos, podemos observar que o cenário ideal foi o que

sucedeu no ano de 2019, estando a infraestrutura 100% disponível sem ocorrência de falhas que

tenham impedido a circulação de comboios ou até mesmo que pudessem ameaçar a vida do ser

humano. Posto isto, o objetivo passa por garantir que todos os anos as atividades de manutenção

contribuam para que a infraestrutura apresenta o máximo de disponibilidade. A análise efetuada a

este indicador deverá ajudar os responsáveis de manutenção da empresa a perceber o impacto que

as suas atividades tiveram nos últimos anos, dando assim um suporte à tomada de decisão e à

gestão das suas atividades. Analisando os resultados dos anos em que a disponibilidade não se

encontra no seu valor máximo, torna-se importante que a empresa perceba o que levou a esse

défice na disponibilidade, de modo a prever melhor os seus investimentos em manutenção e no

planeamento, programação e execução das suas atividades, ou até mesmo propor à empresa

proprietária da infraestrutura (Irish Rail) possíveis mudanças nas periodicidades de inspeção ou

investimentos em outro tipo de componentes que levem a um aumento dessa mesma

disponibilidade.

Figura 34 - Disponibilidade

85

Foi então proposto à empresa que se efetue os cálculos e análise destes indicadores

anualmente. Os responsáveis por gerir as atividades de manutenção observando a análise dos

últimos anos, perceberam desde logo a importância de se efetuar o cálculo destes indicadores,

pretendendo então medir a desempenho das suas atividades nos anos seguintes. O fator que levou

a essa aceitação é o facto de estes indicadores serem medidos apenas anualmente, o facto de a

empresa poder possuir uma melhor noção de que tipo de atividades se realizaram no ano em

questão assim como a variação destas relativamente aos anos anteriores, e a hipótese de se

conseguir observar o desempenho que a infraestrutura apresenta podendo-se tomar decisões no

sentido de corrigir as anomalias registadas.

4.3 Novo CMMS

Como referido anteriormente, um problema detetado pela empresa é o facto do CMMS não

responder a todos os requisitos dos utilizadores do sistema. Torna-se, então, necessário que a

empresa desenvolva um software mais bem estruturado, com um armazenamento de dados capaz

de abranger todas as informações sobre as atividades realizadas pela empresa. Para além de

cumprir os requisitos esperados dos seus utilizadores, seria também benéfico que este novo sistema

permitisse criar bases para a determinação de certos KPIs, de modo a auxiliar a empresa a medir o

desempenho das suas atividades. Tendo em conta os problemas do software atual, e as vantagens

que uma possível mudança neste sistema poderia trazer, conclui-se que, com uma expansão do

CMMS que a empresa atualmente utiliza, seria possível obter um sistema mais completo, facilitando

uma melhor gestão das atividades de manutenção a um nível estratégico, melhorando assim a

qualidade do serviço oferecido à Irish Rail.

Com o intuito de satisfazer as necessidades dos colaboradores que interagem diretamente

com o software que a empresa utiliza, recorrendo a conversas informais e reuniões de grupo, foi

efetuado um levantamento dos requisitos a que se espera que o novo sistema atenda. Entre esses

requisitos realçam-se a necessidade do novo sistema permitir registar eventuais anomalias quer nos

componentes da catenária, quer nos veículos utilizados para efetuar a manutenção, assim como

justificações para esses problemas detetados. Outro requisito exposto, quer pelos chefes de equipa,

quer pelo gestor de projetos, consiste em registar o desempenho dos operadores no final da

realização dos trabalhos, assim como as competências que cada um possui para executar uma

determinada atividade.

86

De modo a facultar um acesso mais fácil à informação, foi também revelada a necessidade

de a base de dados armazenar todas as declarações de método utilizadas diariamente para executar

as atividades de manutenção, poupando assim tempo na procura desses documentos, ficando estes

armazenados num único repositório. Seguindo a mesma linha de pensamento, outro requisito

semelhante que deve estar presente num repositório é o plano anual de trabalhos. Espera-se, ainda,

que o novo CMMS emita alertas quando uma ordem de trabalho se encontra em atraso em relação

ao plano anual de trabalhos, assim como emita outro tipo de alertas para anomalias de

componentes, como no caso do fio de contacto quando é registado um valor fora do permitido da

sua espessura ou desalinhamento.

Tendo em consideração os requisitos expostos, podemos encontrar seguidamente a

modelação comportamental e estrutural do novo sistema. De realçar que os acréscimos ao sistema

atual se encontram assinalados a vermelho.

Diagrama de Use Cases

Em relação às responsabilidades dos atores que interagem com o software da empresa,

espera-se que seja possível que estes estejam aptos a interagir com as novas funcionalidades

apresentadas na nova proposta do diagrama de use cases. Entre estas, uma responsabilidade

acrescida do Chefe de Equipa é a de registar as avarias que acontecem nos veículos de manutenção

aquando a realização das suas atividades (“Registar avarias de equipamentos”) tendo este sempre

o dever de justificar uma causa possível para essa avaria (“Justificar avaria”). Seguindo a mesma

linha de pensamento, o mesmo ator, sempre que verificar uma falha inesperada num componente,

deve registar essa anomalia (“Registar anomalia de componentes”) atribuindo sempre uma possível

causa para essa anomalia detetada (“Justificar anomalia”). Outra tarefa que se espera que este ator

efetue é a de, no final dos trabalhos, inserir o desempenho que os operadores a seu cargo tiveram

na realização dos trabalhos (“Inserir Performance”).

Uma responsabilidade acrescida do Responsável de Qualidade é a de inserir as declarações

de método que são utilizadas e que servem de guia para a realização das atividades de manutenção

(“Inserir declaração de método”), tendo estas a função de explicar como se espera que o trabalho

seja realizado, entre que zonas existe o isolamento elétrico dos componentes, possíveis perigos na

realização dos trabalhos, assim como planos de emergência caso algum perigo aconteça. Essas

declarações de método podem ainda ser visualizadas quer pelo Chefe de Equipa, quer pelo Gestor

de Projetos (“Visualizar declaração de método”), podendo estes imprimi-las ou não (“Imprimir

declaração de método”).

87

O Gestor de Projetos, com esta expansão do software, tem a possibilidade de inserir o plano

anual de trabalhos para as atividades de manutenção no sistema (“Inserir plano anual de

trabalhos”) tendo a hipótese de fazer reajustes no plano caso aconteça algum imprevisto que atrase

as atividades planeadas (“Editar plano anual”). Na presença de atrasos nas atividades de

manutenção, o mesmo ator pode visualizá-las no sistema (“Visualizar ordens de trabalho em

atraso”), devido à emissão de um aviso a informar o Gestor de Projetos desse atraso (“Aviso de

atraso de ordens de trabalho”). Outro aviso que o sistema despoleta a este ator refere-se às

medições da espessura e desalinhamento do fio de contacto, esperando-se então que o Chefe de

Equipa, ao colocar os dados dos componentes (“Introduzir dados dos componentes”), o sistema

alerte quando a espessura se encontra abaixo do permitido (“Aviso espessura fio de contacto

incorreta”) e que também emita um alerta quando o seu desalinhamento estiver fora do intervalo

permitido (“Aviso desalinhamento fio de contacto incorreto”).

O Gestor de Projetos, tem ainda a possibilidade de visualizar as causas das ordens de

trabalho em atraso devido a avaria de um veículo (“Visualizar avarias de equipamentos”), ou devido

a uma anomalia detetada nos componentes da infraestrutura que levaram a esses atrasos

(“Visualizar anomalias de componentes”), por exemplo no caso de acontecerem manutenções

corretivas inesperadas. Ao mesmo tempo, o mesmo ator tem a hipótese de visualizar se um

operador se encontra a realizar o seu trabalho com eficiência, através da observação da área do

desempenho “Visualizar performance de operador”, podendo, se assim o entender, alterar o seu

desempenho (“Editar performance”). Por fim, enquanto este ator pode registar operadores no

sistema (“Registar operadores”), pode também inserir a competência que um operador tem para

realizar as diferentes atividades que existem ou vão sendo criadas (“Inserir competência por

atividade”), de forma a que o sistema disponha de um registo de competências, quando da alocação

de trabalhadores às tarefas de manutenção que vão surgindo.

88

Figura 35 - Novo diagrama de use cases

89

Diagrama de Classes

Uma mudança em termos da extensão da estrutura da base de dados do software atual é

então apresentada.

Entre estas mudanças, surge a classe denominada de “Anomalia”, com o intuito de registar

as anomalias detetadas nos componentes aquando da realização das atividades de inspeção. Nos

seus atributos a componente da descrição é apresentada, onde o que se pretende é descrever o

que foi observado de anómalo. Esta classe está associada a vários componentes (classe

“Componente”) onde se pode ter observado essa falha, e ao mesmo tempo está associada às partes

diárias (classe “Parte Diária”). Cada parte diária pode conter zero ou várias anomalias, sendo cada

uma delas, quando existem, identificadas pelo tipo de anomalia proveniente de um repositório de

anomalias “Banco Anomalia”, onde se encontram as possíveis causas dessas falhas. Para além destas

anomalias, foi criado também um atributo denominado de “estado” na classe “Componente”, com

o objetivo de indicar espessuras e desalinhamentos incorretos do fio de contacto, aquando da

inserção dos dados no sistema.

Espera-se também que, para cada veículo que efetua a manutenção (“Equipamento”),

esteja associado, caso existam, um conjunto de avarias (“Avarias”), contendo as observações

retiradas das avarias, estando cada uma delas, por sua vez, associada a um tipo de causa de falha

proveniente do (“Banco de Avarias”). Em relação às partes diárias, cada uma delas pode ter somente

uma “Declaração de Método” associada (documento que contém instruções e planos de

emergência para as atividades realizadas diariamente), podendo cada declaração estar contida

numa ou mais partes diárias (dependendo se as duas equipas fazem a manutenção em conjunto ou

não).

Cada “Operador” também tem um nível de competência associado para executar uma

tarefa (“Competência”), estando essas tarefas contidas no “Banco Atividades”. Adicionalmente,

cada “Operador” irá ser avaliado aquando da realização de um trabalho (“Trabalho Realizado”),

estando-lhe, assim, associada uma análise “Performance”, que contém a avaliação do supervisor e

uma autoavaliação que o próprio efetua.

Num último momento, efetuou-se a generalização do “Tipo de Manutenção”,

desagregando-se a mesma em “Manutenção Corretiva” e “Manutenção Preventiva”. Associada a

este último tipo de manutenção, estão associados os planos anuais de trabalhos que se efetuam

anualmente (“Plano Anual de Trabalhos”). Em relação às ordens de trabalho emitidas “Ordem

trabalho” espera-se que esta contenha um atributo “estado”, que indica se a ordem de trabalho se

encontra em atraso em relação ao plano anual de trabalhos.

90

Figura 36 - Novo diagrama de classes

91

Espera-se como vantagem desta expansão do software atual, para além da satisfação

dos requisitos dos colaboradores que interagem diretamente com o sistema, a possibilidade de

definir bases para o cálculo de outros KPIs adicionalmente aos referidos anteriormente,

oferecendo assim um maior suporte à tomada de decisão e à gestão das atividades de

manutenção.

Como também já foi referido, a empresa considera relevante a definição destes

indicadores pois, para além de permitirem avaliar o desempenho das atividades de manutenção,

também servem de fator motivacional para os operadores realizarem mais eficientemente as

suas atividades diárias.

Posto isto, a grande vantagem deste novo sistema no que toca à definição de novos KPIs,

é a possibilidade de a empresa conseguir medir mais eficientemente se a sua estratégia de

manutenção está a ser eficaz. Isto é obtido essencialmente através da inserção do plano anual

de trabalhos no CMMS, com o software a registar e a criar alertas das ordens de trabalho que se

encontram atrasadas, revelando assim as ineficiências existentes ao nível do planeamento e

programação das atividades de manutenção.

Tendo em conta este acréscimo no novo sistema ao nível de uma melhor gestão

estratégica das atividades de manutenção, e tendo em consideração os KPIs anteriormente

referidos, podemos encontrar na tabela 17 uma síntese dos indicadores que se pretende que a

empresa calcule anualmente. Estes indicadores foram divididos em duas categorias: os

processos e resultados da manutenção. Os KPIs pertencentes aos processos de manutenção têm

essencialmente em vista medir a eficiência das atividades realizadas e da estratégia delineada

para a realização dessas mesmas atividades. Quanto aos indicadores dos resultados de

manutenção, estes têm o objetivo de medir anualmente o desempenho dos componentes, e

consequentemente de toda a infraestrutura de catenária.

Podemos encontrar abaixo uma síntese dos KPIs a calcular anualmente, estando nela

assinalados com um “visto” os indicadores que este novo sistema permite que sejam calculados,

sendo estes impossíveis de calcular com o sistema atual, e com um “X” os KPIs que podem ser já

calculados no sistema atual.

92

Tabela 17 - Total de KPIs a serem calculados

Tipo de indicadores KPIs Descrição KPIs KPI facultado pelo

novo sistema

Processos de manutenção

%trabalho reativo Nº de horas trabalho reativo (emergência)/Total de horas

de manutenção

%trabalho melhoria Nº de horas de reparação

ou ajustes/Total de horas de manutenção

%qualidade do planeamento

Ordens de trabalho que requerem retrabalho devido

ao planeamento/Todas as ordens de trabalho

%qualidade da programação das

atividades

Ordens de trabalho atrasadas por falta de

material, mão de obra ou avaria no veículo de

manutenção/Total de ordens de trabalho

%cumprimento da programação

Nº de ordens de trabalho cumpridas do

programa/Total de ordens

MTTR (horas)

Total de horas em que ocorreu inatividade da

infraestrutura de catenária/Nº de falhas

% backlog Nº de ordens em atraso/Nº

de ordens recebidas

Resultados de manutenção

Frequência de falhas/quebras (substituições) (Nº/unidade de

tempo)

Nº de falhas/unidade de tempo

MTBF (horas) Média de dias de atividade

da infraestrutura de catenária entre falhas

Disponibilidade da infraestrutura de

catenária MTBF/(MTBF+MTTR)

Como referido anteriormente, a modelação deste novo sistema é vista positivamente

pelos seus utilizadores na empresa, tendo esta já sido apresentada à gestão de topo, que terá de

decidir se avança ou não com esta expansão do sistema atual. Também foi proposto aos

responsáveis por gerir as atividades de manutenção o cálculo dos KPIs adicionais anteriormente

referidos, assim que, no futuro, eventualmente o novo sistema venha a entrar em

funcionamento. Esta última proposta foi igualmente bem recebida por estes, pretendendo-se

então calcular anualmente a totalidade dos KPIs referidos anteriormente, com vista à empresa

possuir um maior controlo sobre as suas atividades de manutenção.

93

5 Conclusões, Limitações e Trabalhos Futuros

O principal objetivo da realização de atividades de manutenção ferroviária é o de garantir

que a infraestrutura se encontra sempre disponível e segura. Como tal, para garantir essa

disponibilidade e segurança, torna-se imperativo que as atividades de manutenção sejam

realizadas da forma mais eficiente possível, diminuindo-se assim o número de falhas na

infraestrutura assim como as consequências derivadas dessas falhas.

Desde sempre que a Sacyr Neopul tenta, no projeto de manutenção e renovação da

infraestrutura de catenária ferroviária que se encontra a realizar em Dublin, gerir as suas

atividades de manutenção da melhor maneira possível, de modo a garantir um serviço de

qualidade superior ao seu cliente (Irish Rail). Contudo, existem na empresa algumas limitações

ao nível da análise ao desempenho das suas atividades e da infraestrutura de catenária, assim

como algumas lacunas no CMMS que a empresa atualmente utiliza para gerir as suas atividades.

Numa primeira fase, após a familiarização com o funcionamento de um sistema de

catenária, as atividades de manutenção foram observadas ao detalhe, tendo esta primeira

análise originado alguns pontos de melhoria. Seguidamente, através da análise do histórico das

atividades de manutenção, e recorrendo ao Diagrama de Pareto como auxílio a essa análise, foi

possível perceber que componentes sofreram um maior número de intervenções nos últimos

anos, requerendo esses uma atenção redobrada. De todos os componentes pertencentes à

infraestrutura, notou-se que os isoladores foram o alvo da maior parte das intervenções de

manutenção, tendo sido identificadas como potenciais causas das suas falhas atos de

vandalismo, descargas elétricas ou corrosão devido a efeitos de chuva e humidade. Para além

disso, retirou-se através da análise efetuada, que outro tipo de componentes a ter em atenção

são os aparelhos tensores que atualmente se utilizam na infraestrutura, tendo-se verificado que,

entre os contrapesos e os Tensorex, os primeiros sofreram um número considerável de

intervenções, enquanto os Tensorex não registaram qualquer tipo de problemas.

Tendo em conta o elevado número de falhas presentes nos isoladores cerâmicos

presentes na infraestrutura, foi estudada a viabilidade da sua substituição por outro tipo de

isoladores, os isoladores poliméricos. Estes tipos de isoladores têm como vantagem o facto de

possuírem maior resistência ao impacto, melhores parâmetros elétricos, assim como o facto de

repelirem água, diminuindo assim a sua hipótese de corrosão ou quebra. Outro estudo efetuado

foi a viabilidade da substituição dos contrapesos existentes na infraestrutura por Tensorex, pois

estes últimos para além de não terem apresentado qualquer tipo de falha mecânica até então,

encontram-se menos vulneráveis a atos de vandalismo, facilitam as atividades de inspeção em

altura e não precisam de ser inspecionados tão regularmente como os contrapesos. Para além

94

das vantagens comportamentais retiradas dos componentes alternativos mencionados, foi

estudada a viabilidade da sua aquisição em termos de custos, tendo sido contactadas, para esse

efeito, duas empresas fornecedoras desse tipo de componentes. Tendo sido obtido o orçamento

dos componentes, percebeu-se que, quanto aos isoladores, os poliméricos acarretam custos

mais baixos relativamente aos cerâmicos, representando assim vantagens tanto quanto ao seu

desempenho como em termos de custos. Quanto aos aparelhos tensores, percebeu-se que os

Tensorex acarretam custos bastante superiores relativamente aos contrapesos, oferecendo estes

primeiros vantagens somente em termos de desempenho. A análise efetuada aos componentes,

assim como a análise de custos, foram apresentadas aos responsáveis por gerir as atividades de

manutenção e renovação da empresa, ficando estes de, futuramente, contactar a proprietária

da infraestrutura (Irish Rail), sobre a possibilidade e viabilidade de se efetuarem alterações aos

componentes atualmente utilizados na catenária.

Tendo em conta os dados obtidos acerca das atividades de manutenção, torna-se

também importante que a empresa crie bases para conseguir medir o desempenho das suas

atividades. Para esse efeito, neste estudo, foram calculados alguns indicadores de desempenho

com base nos dados obtidos das atividades de manutenção entre 2016 e 2020, tendo sido

entendido como pertinente calcular a percentagem de trabalho reativo, percentagem de

trabalho de melhoria, MTTR, MTBF e a disponibilidade da infraestrutura. Estes indicadores

permitiram identificar, anualmente, a percentagem de intervenções de emergência (reativas) à

infraestrutura, a percentagem de trabalhos de reparações/ajustes aos componentes, o tempo

médio dispensado em manutenção corretiva em reparos na infraestrutura quando foram

solicitadas intervenções de emergência, o tempo médio em que a infraestrutura funcionou sem

anomalias que requeressem intervenções de emergência, assim como a disponibilidade de toda

a infraestrutura em termos percentuais. De uma forma geral, calculados os indicadores, registou-

se no espaço temporal considerado que o melhor desempenho da pela empresa foi o verificado

no ano de 2019, tendo estado a infraestrutura 100% disponível, sem a ocorrência de falhas que

representassem paragens na circulação de comboios ou eventuais perigos à segurança do ser

humano. Por outro lado, apesar de não ter sido necessária a realização de intervenções

corretivas, esse ano foi o que representou um maior número de reparações/ajustes aos

componentes, sendo então importante para a empresa tentar perceber a razão dessas

intervenções. Foi então solicitado aos responsáveis por gerir as atividades de manutenção a

medição destes indicadores anualmente, ficando estes bastante recetivos a esta ideia

pretendendo implementá-la no futuro próximo. Os principais fatores que levaram à sua

aceitação foi o facto de se calcular estes indicadores apenas uma vez ao ano, o facto de a

empresa passar a possuir uma melhor noção do impacto das suas atividades, assim como a

95

hipótese de observar com maior detalhe o desempenho da infraestrutura de catenária, podendo

a empresa assim tomar mais facilmente decisões no sentido de gerir as suas atividades.

Um outro problema detetado essencialmente pelos colaboradores da empresa, foi o

facto do CMMS que esta atualmente utiliza para gerir as suas atividades de manutenção, não

satisfazer todos os requisitos esperados pelos utilizadores do sistema. Com vista a resolver este

problema, procurou-se modelizar, com recurso à linguagem UML, uma expansão do sistema que

a empresa atualmente utiliza. Nesse sentido, recorrendo a entrevistas informais e reuniões de

grupo, o primeiro passo passou por fazer um levantamento, junto dos colaboradores que lidam

diariamente com o sistema, dos requisitos que se espera que o novo sistema satisfaça. Efetuado

esse levantamento de requisitos, procedeu-se então à modelação do sistema tanto

comportamental como estruturalmente. De realçar que a modelação efetuada, para além de ter

em mente o cumprimento dos requisitos esperados pelos colaboradores, também procurou criar

bases para a determinação de outros KPIs adicionais aos referidos anteriormente, obtendo assim

a empresa um sistema o mais completo possível, capaz de auxiliar naquilo que é a tomada de

decisão e na gestão das atividades de manutenção. A modelação do novo sistema foi

apresentada à gestão de topo da empresa, ficando esta de decidir se avança ou não com a

expansão do software atual.

Tendo em conta os problemas detetados e as propostas de melhoria apresentadas neste

projeto, pode-se considerar que um dos maiores obstáculos encontrados à elaboração deste

projeto, foi entender como funciona um sistema de catenária ferroviário, terminologias

associadas, assim como perceber como funcionam as atividades que incidem sobre este. Sem

obter este entendimento inicial, seria muito complicado perceber os problemas que a empresa

atualmente enfrenta, assim como tentar encontrar eventuais soluções para os mesmos. Para

além deste problema inicial, outra dificuldade encontrada incidiu no levantamento dos

requisitos aquando da modelação do novo CMMS. Essa dificuldade refletiu-se essencialmente

na falta de motivação de alguns colaboradores e na sua relutância em contribuir para a definição

desses requisitos, pois apresentavam alguma resistência à mudança.

Com as sugestões apresentadas neste projeto, o futuro passa por tentar desenvolvê-las,

no sentido de a empresa dar resposta aos problemas que atualmente possui, conseguindo assim

uma melhor gestão das suas atividades de manutenção e oferecendo um serviço de qualidade

superior ao seu cliente. Como tal, tendo em conta a proposta de alteração dos componentes da

infraestrutura de catenária, caso a proprietária da infraestrutura ache viável a sua substituição

em termos de custos, essa mudança poderia resultar numa diminuição do número de avarias na

infraestrutura, e num consequente aumento da sua fiabilidade e disponibilidade. O objetivo

passa então por explicar ao cliente as vantagens que esta alteração de componentes traria à

96

infraestrutura. No que toca à definição de KPIs, considera-se que é essencial que a empresa

continue, no futuro, a medir, anualmente, o desempenho das suas atividades. Por fim, com

recurso à linguagem UML, foi efetuada a modelação comportamental e estrutural do novo

CMMS, e o objetivo futuro passa pelos programadores da empresa implementarem este novo

sistema e posteriormente efetuarem a manutenção do mesmo, corrigindo eventuais falhas

encontradas, garantindo assim que o sistema funciona e satisfaz os requisitos dos utilizadores.

Em jeito de síntese, este projeto revelou ser bastante gratificante no que toca a cimentar

e a aplicar na prática os conhecimentos adquiridos ao longo da formação académica,

contribuindo, assim, para uma melhor preparação para enfrentar os desafios que o mundo

empresarial tem para oferecer.

97

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105

Anexos

Anexo I – KPIs Norma Europeia EN15341

106

107

108

109

Anexo II – Estrutura organizacional e operacional Sacyr Neopul & Irish Rail

110

Anexo III – Atividades de inspeção

111

Anexo IV – Trabalhos realizados

112

Anexo V – Secções do DART