bruno queiroz cury curso de especializaÇÃo em … · curso de pÓs-graduaÇÃo em engenharia...

MINISTÉRIO DA DEFESA

EXÉRCITO BRASILEIRO

SECRETARIA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA

INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA

CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA FERROVIÁRIA

BRUNO QUEIROZ CURY

CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM TRANSPORTE FERROVIÁRIO D E CARGA

Rio de Janeiro

2006

2


BRUNO QUEIROZ CURY

PESQUISA DAS ANOMALIAS NOS CARREGAMENTOS DE MINÉRIO DE FERRO

DA MRS LOGÍSTICA S.A.

Monografia apresentada ao Curso de Pós

Graduação em Transporte Ferroviário de Carga do

Instituto Militar de Engenharia, como requisito parcial

para a obtenção do título de Especialista em

Engenharia Ferroviária.

Orientadora: Profa. Vânia Gouvêa Barcellos Campos

Tutor: José Geraldo Ferreira

Rio de Janeiro

2006

3


BRUNO QUEIROZ CURY

PESQUISA DAS ANOMALIAS NOS CARREGAMENTOS DE MINÉRIO DE FERRO


Monografia apresentada ao Curso de Pós Graduação em Engenharia Ferroviária

do Instituto Militar de Engenharia, como requisito parcial para a obtenção do título de

Especialista em Engenharia Ferroviária.

Orientadora: Profa. Vânia Gouveia Barcelos Campos

Tutor: José Geraldo Ferreira

_______________________________________________________________

Profa. Vânia Gouvêa Barcellos Campos

_______________________________________________________________

Profa. Maria Cristina de Fogliatti Sinay

_______________________________________________________________

José Geraldo Ferreira

_______________________________________________________________

Bruno Queiroz Cury

Rio de Janeiro

2006

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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 8 1.1 O PROBLEMA ................................................................................................................ 9 1.2 OBJETIVO....................................................................................................................... 9 1.3 JUSTIFICATIVA DA ESCOLHA................................................................................. 10 1.4 ESTRUTURA DA MONOGRAFIA ............................................................................. 10

2. ANOMALIAS NOS CARREGAMENTOS FERROVIÁRIOS DE MINÉRIO DE FERRO.................................................................................................................................................. 12

2.1 TIPOS DE ANOMALIAS ............................................................................................. 12 2.1.1 DISTRIBUIÇÃO DE CARGA NOS VAGÕES ..................................................... 12 2.1.2 EXCESSO DE CARGA NOS VAGÕES................................................................ 14 2.1.3 FALTA DE CARGA NOS VAGÕES .................................................................... 15 2.1.4 DERRAMAMENTO DE MINÉRIO NAS LINHAS DE CARREGAMENTO..... 15 2.1.5 MÁS CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO DO TERMINAL DE CARREGAMENTO.......................................................................................................................................... 15

2.2 CONSEQÜÊNCIAS DAS ANOMALIAS..................................................................... 16 2.2.1 O RISCO DA MÁ DISTRIBUIÇÃO DA CARGA DOS VAGÕES NA OPERAÇÃO FERROVIÁRIA ........................................................................................ 16 2.2.2 O RISCO DE VAGÕES COM EXCESSO DE CARGA ....................................... 26 2.2.3 O RISCO DE VAGÕES COM POUCA CARGA.................................................. 27 2.2.4 DERRAMAMENTO DE MATERIAL NOS TRILHOS........................................ 27 2.2.5 INFLUÊNCIAS DAS CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO DOS TERMINAIS ......... 28

3. TIPOS DE EQUIPAMENTOS DE CARREGAMENTO DE MINÉRIO DE FERRO E ANOMALIAS INERENTES A CADA TIPO......................................................................... 30

3.1 EQUIPAMENTOS DE CARREGAMENTO ................................................................ 30 3.1.1 SILO........................................................................................................................ 30 3.1.2 CORREIA TRANSPORTADORA......................................................................... 33 3.1.3 PÁ CARREGADEIRA ........................................................................................... 36 3.1.4 CAMINHÃO........................................................................................................... 38

3.2 ANOMALIAS INERENTES AOS EQUIPAMENTOS DE CARREGAMENTO DE MINÉRIO DE FERRO......................................................................................................... 40

3.2.1 SILO........................................................................................................................ 40 3.2.2 CORREIA TRANSPORTADORA......................................................................... 41 3.2.3 PÁ CARREGADEIRA ........................................................................................... 42 3.2.4 CAMINHÃO........................................................................................................... 43

4. NOVAS TECNOLOGIAS ................................................................................................... 45 4.1 SISTEMA DE CARREGAMENTO DE GRANÉIS BATCH WEIGH......................... 45 4.2 SISTEMA FERROVIÁRIO PORTÁTIL DE PESAGEM WEIGHWELL ................... 56

4.2.1 BALANÇA PTW1 – PORTABLE TRAIN WEIGH 1........................................... 57 4.2.2 BALANÇA PTW2 – PORTABLE TRAIN WEIGH 2........................................... 58 4.2.3 DEMONSTRAÇÃO DA PTW EM AÇÃO............................................................ 58

5. CARREGAMENTOS ESPECÍFICOS DE MINÉRIO DE FERRO DOS CLIENTES DA MRS LOGÍSTICA S.A. ........................................................................................................... 61

5.1 CARREGAMENTOS .................................................................................................... 61 5.1.1 ALBERTO FLORES E FEIJÃO............................................................................. 61 5.1.2 CASA DE PEDRA.................................................................................................. 63 5.1.3 OLHOS D’ÁGUA................................................................................................... 64 5.1.4 ANDAIME.............................................................................................................. 65 5.1.5 PIRES...................................................................................................................... 67

5

5.1.6 CARLOS NEWLANDS.......................................................................................... 68 5.1.7 SARZEDO .............................................................................................................. 69

5.2 ANÁLISE DOS CARREGAMENTOS E SUAS ANOMALIAS.................................. 69 5.2.1 TERMNAL DO ANDAIME................................................................................... 70 5.2.2 TERMINAL DE CASA DE PEDRA...................................................................... 73 5.2.3 TERMINAL DO PIRES.......................................................................................... 74 5.2.4 TERMINAL DO SARZEDO.................................................................................. 78

5.3 EXEMPLO DE MELHORIA NO TERMINAL DO ANDAIME ................................. 81 6. CONCLUSÃO ..................................................................................................................... 82 BIBLIOGRAFIA...................................................................................................................... 84

6

LISTA DE FIGURAS

Fig. 2.1: Exemplo de deslocamento longitudinal ...................................................... 13 Fig. 2.2: Exemplo de deslocamento transversal ....................................................... 14 Fig. 2.3: Alívio causado pela oscilação da composição ........................................... 18 Fig. 2.4: Esforços na dinâmica trem-via ................................................................... 19 Fig. 2.5: Centro de Gravidade e Desbalanceamento Estático ................................. 21 Fig. 2.6: Vagão com carga mal distribuída ............................................................... 22 Fig. 2.7: Carga mal distribuída longitudinalmente .................................................... 23 Fig. 2.8: Carga mal distribuída longitudinalmente .................................................... 23 Fig. 2.9: Carga mal distribuída longitudinalmente .................................................... 24 Fig. 2.10: Presença de “vazios” ................................................................................ 24 Fig. 2.11: Homens trabalhando na redistribuição de carga nos vagões .................. 25 Fig. 2.12: Homens trabalhando na redistribuicao de carga nos vagões .................. 26 Fig. 2.13: Caminhão caído dentro de vagão ............................................................ 29 Fig. 3.1: Sistema de carregamento de minério de ferro por silo ............................... 31 Fig. 3.2: Sequência de pesagem por balança de silo .............................................. 32 Fig. 3.3: Balança de Correia ..................................................................................... 34 Fig. 3.4: Sistema de pesagem por balança de correia ............................................. 35 Fig. 3.5: Carregamento por correia transportadora de Casa de Pedra, MBR .......... 36 Fig. 3.6: Pêra de carregamento de minério por meio de pás carregadeiras ............ 37 Fig. 3.7: Plataforma de carregamento de minério por meio de pás carregadeiras .. 38 Fig. 3.8: Carregamento de minério por meio de caminhão ...................................... 39 Fig. 4.1: Desenho do Sistema de Carregamento Batch Weigh ................................ 47 Fig. 4.2: Silo do Sistema Batch Weigh ..................................................................... 52 Fig. 4.3: Chute do sistema Batch Weigh .................................................................. 53 Fig. 4.4: Distribuição do material no vagão .............................................................. 54 Fig. 4.5: Carregamento perfeito executado pelo Sistema Batch Weigh ................... 55 Fig. 4.6: Mínimo de controles na cabine do carregador ........................................... 56 Fig. 4.7: Ajuste da altura da balança em relação aos trilhos .................................... 59 Fig. 4.8: Ajuste da balança à altura especificada ..................................................... 59 Fig. 4.9: Fixação da balança nos trilhos ................................................................... 60 Fig. 4.10: Pesagem do trem ..................................................................................... 60 Fig. 5.1: Terminal de Carregamento Olhos D’Água ................................................. 65 Fig. 5.2: Terminal Ferroviário do Andaime ............................................................... 67 Fig 5.3: Vagão carregado no terminal do Andaime – deslocamento longitudinal .... 72 Fig 5.4: Vagões carregados no terminal do Andaime – deslocamento longitudinal . 72 Fig. 5.5: Carregamento exemplar realizado no terminal de Casa de Pedra ............ 73 Fig. 5.6: Carregamento do Pires - deslocamento transversal .................................. 75 Fig. 5.7: Carregamento do Pires – presença de “vazios” nos vagões ..................... 75 Fig. 5.8: Carregamento do Pires – excesso de minério ao redor dos vagões ......... 76 Fig. 5.9: Carregamento do Pires – máquina de chave com excesso de minério entre

as agulhas ................................................................................................................ 77 Fig. 5.10: Carregamento do Pires: excesso de minério sobre a linha, entre os trilhos

e na beira da plataforma de carregamento .............................................................. 78 Fig. 5.11: Carregamento do Sarzedo – deslocamento transversal .......................... 79 Fig. 5.12: Carregamento do Sarzedo – caminhão caído dentro de vagão ............... 80

7

LISTA DE TABELAS

Tab. 4.1: O impacto dos diferentes níveis de erros de pesagem ............................. 48 Tab. 5.1: Produção por carregamento – 2005 .......................................................... 70

8

1. INTRODUÇÃO

Após vários anos de estagnação, abandono, perdas e prejuízos acumulados, a

ferrovia brasileira acorda e, na ultima década, vem mudando o conceito do modal no

país. Desde o processo de desestatização, em meados dos anos 90, as concessões

ferroviárias formadas vêem se desenvolvendo de forma exponencial e tomando seu

espaço na estrutura nacional de transporte de cargas.

A MRS Logística S.A., concessão da malha sudeste, pode ser considerada o melhor

exemplo do crescimento da ferrovia. Desde o início da sua operação, no mês de

dezembro de 1996, até os dias atuais, a empresa vem crescendo numa média de

15% ao ano e pulou da marca de cerca de 40 milhões de toneladas transportadas

em 1996 para mais de 108 milhões de toneladas transportadas em 2005, um

crescimento de quase 150%. Com seus 1674 km de extensão, a MRS corta os

estados de Minas Gerais, Rio de Janeiro e São Paulo, maiores centros industriais do

país, e tem acesso aos portos da Baia de Sepetiba, Porto de Guaíba, Porto do Rio

de Janeiro, além do Porto de Santos, este o maior porto da América Latina. Nos

últimos três anos de operação a MRS Logística vem acumulando lucros, que passou

da marca de 430 milhões de reais no ano de 2005, um crescimento de mais de 98%

comparado à marca do ano anterior, 2004.

Dos vários produtos transportados pela MRS Logística, o minério de ferro é o carro

chefe da empresa, com participação de 73,8% do transporte realizado em 2005,

quase 80 milhões de toneladas. Como seus principais acionistas são as maiores

mineradoras do Brasil, o minério de ferro dificilmente deixará de ser o produto

responsável pelo maior volume no transporte da ferrovia.

Para garantir a continuidade desse crescimento que a MRS e as demais ferrovias

vêem apresentando nos últimos anos é preciso que o sistema seja gerenciado com

excelência e que a operação seja a mais eficiente e segura possível. Apesar dos

números expressivos que a MRS Logística vem mostrando, ainda há muito a ser

feito e melhorado para que a empresa atinja suas metas e sonhos e chegue à

9

saturação da sua malha transportando cerca de 300 milhões de toneladas ano até o

ano de 2014, caso a taxa de crescimento se mantenha nos níveis atuais.

No que diz respeito à operação ferroviária, dos processos a se desenvolverem nos

próximos tempos o carregamento de cargas tem alto grau de importância e

criticidade. Comparados aos carregamentos das grandes ferrovias do mundo, a

tecnologia dos carregamentos ferroviários brasileiros é antiga e ultrapassada e a

necessidade de evolução é evidente.

1.1 O PROBLEMA

As anomalias existentes nos carregamentos de produtos no transporte ferroviário

vêem, ao longo da história da ferrovia, causando prejuízos e preocupando os

responsáveis pela operação ferroviária. Muitos dos acidentes e gastos com

manutenção de material rodante e via permanente são e sempre foram

conseqüentes de problemas com carregamento. Porém, com a ascensão do

transporte ferroviário, estes problemas vêem se tornando cada vez mais evidentes e

é necessário que medidas sejam tomadas para que isto não impeça que o

transporte ferroviário continue crescendo e se desenvolvendo de forma segura e

eficiente e que garanta, ao cliente, que sua carga chegue intacta ao seu destino.

De forma geral, estas anomalias causam uma queda no desempenho da operação

ferroviária, aumentam o custo de operação e atuam como uma barreira ao

crescimento e desenvolvimento do transporte ferroviário de cargas.

1.2 OBJETIVO

Este estudo tem como objetivo estudar as anomalias em carregamentos de minério

de ferro e tecnologias utilizadas por clientes da MRS Logística, analisar os

10

carregamentos nos terminais e a criticidade das anomalias e avaliar a utilização de

novas tecnologias de carregamento.

1.3 JUSTIFICATIVA DA ESCOLHA

A escolha do tema pode ser justificada pela larga existência de não conformidades

nos diversos carregamentos dos vários tipos de produtos transportados, o que

impacta negativamente na operação ferroviária.

A restrição do estudo aos carregamentos de minério de ferro pode ser justificada

pelo fato de o minério ser hoje o carro chefe dos produtos transportados pela MRS

Logística, respondendo atualmente por quase 74% do transporte realizado pela

empresa em TU (tonelada útil). Este foco proporciona uma visão e avaliação mais

detalhada do processo e, como conseqüência, um resultado mais efetivo.

No caso da MRS Logística, em particular, a Diretoria de Produção da empresa avalia

a criticidade do tema como nível 5, numa faixa de 1 a 5, sendo 5 o nível mais crítico.

Como se trata de um assunto muito específico, bibliografias a respeito deste tema

são raras e de pouco proveito. Acredita-se que, com o estudo proposto, anomalias

inerentes aos carregamentos específicos de minério de ferro dos clientes da MRS

sejam detectadas e que todas sejam avaliadas e classificadas quanto às suas

criticidades, o que propiciará a MRS e seus clientes criarem planos de ação para

correção dessas anomalias e minimização dos seus impactos na operação

ferroviária, otimizando seu desempenho e custo.

1.4 ESTRUTURA DA MONOGRAFIA

Esta monografia foi dividida em 6 (seis) capítulos de forma a melhor desenvolver o

que foi proposto no objetivo.

11

O capítulo 1, a introdução deste estudo, descreve as características da ferrovia da

MRS Logística, apresenta alguns números da produção do ano de 2005 e da

evolução da MRS desde o começo da sua operação. Também, mostra o problema a

ser estudado, o objetivo do estudo e a justificativa do trabalho.

O capítulo 2 apresenta as anomalias mais comuns presentes nos carregamentos

ferroviários de minério de ferro, descreve estas anomalias e mostra as

conseqüências que podem ser geradas por elas.

O capítulo 3 descreve todos os tipos de equipamentos de carregamento de minério

de ferro presentes nos terminais de carregamentos da malha da MRS Logística,

assim como as anomalias mais comuns provenientes destes tipos de carregamento.

O capítulo 4 apresenta uma nova tecnologia de carregamento de minério de ferro

com uma descrição detalhada das características do sistema. Também é

apresentado um novo sistema de pesagem de trens dinâmica e estática.

O capítulo 5 descreve brevemente os oito carregamentos de minério de ferro

presentes na malha da MRS Logística e apresenta o estudo da detecção de

anomalias em quatro destes carregamentos.

O capitulo 6 é a conclusão deste estudo.

12

2. ANOMALIAS NOS CARREGAMENTOS FERROVIÁRIOS DE MINÉRIO DE

FERRO

Neste capítulo serão descritas os tipos anomalias presentes nos carregamentos

ferroviários de minério de ferro, assim como as possíveis conseqüências que estas

anomalias podem causar. Para maior objetividade do estudo, serão abordadas

apenas as anomalias com maior freqüência de ocorrências e mais críticas para o

transporte ferroviário de carga.

2.1 TIPOS DE ANOMALIAS

Para a escolha das anomalias descritas a seguir foi considerado o número de

ocorrências e criticidade das mesmas, baseado em uma pesquisa feita internamente

aos carregamentos de minério de ferro da MRS Logística S.A., assim como nas

inovações tecnológicas que surgem com o objetivo de mitigar estas anomalias.

2.1.1 DISTRIBUIÇÃO DE CARGA NOS VAGÕES

De acordo com Branco e Ferreira, este sempre foi um assunto polêmico no meio

ferroviário, principalmente porque afeta a muitos setores internos como a operação,

que depende da liberação rápida do trem após sua carga ou descarga. As situações

típicas para a questão da distribuição ou deslocamento das cargas estão a seguir

descritas.

2.1.1.1 CARGA DESLOCADA LONGITUDINALMENTE

13

Ocorre quando a posição relativa da carga sobrecarrega um dos truques em relação

ao outro (fig. 2.1), recalcando os pacotes de mola da suspensão de forma irregular e

rebaixando uma das cabeceiras, como conseqüente instabilidade da outra

extremidade, existência de esforços demasiados nos engates e componentes, etc.

Fig. 2.1: Exemplo de deslocamento longitudinal

(Fonte: Tratado de Estradas de Ferro Vol. II)

Para que se evite este problema, o mais correto é prover os terminais de

carregamento, principalmente de produtos a granel, de balanças de indicação de

peso em cada um dos truques, procurando equalizar ao máximo a carga (Branco e

Ferreira).

2.1.1.2 CARGA DESLOCADA TRANSVERSALMENTE

Este caso é mais comum no carregamento manual ou por meio de pá mecânica,

onde o produto pode ficar concentrado em uma das paredes laterais, afetando o

movimento de oscilação lateral da caixa, que passa a ser desordenado e

sobrecarregando um dos pacotes de molas dos truques (fig. 2.2).

A diferença em relação ao problema anterior, para a suspensão, é que no primeiro

caso todas as molas de um dos truques estão sobrecarregadas, enquanto que no

14

segundo um dos dois pacotes de mola está sobrecarregado em um dos lados, à

direita ou à esquerda (Branco, J.E.C. e Ferreira, R.).

Fig. 2.2: Exemplo de deslocamento transversal


2.1.2 EXCESSO DE CARGA NOS VAGÕES

Ocorre quando a quantidade de carga carregada no vagão excede a capacidade

máxima deste. Este caso é muito comum em sistemas de carregamento com baixa

precisão na pesagem de material, como pás mecânicas e caminhões, e piora com a

necessidade de se utilizar sempre 100% da capacidade de carga do material

rodante para que maior eficiência seja atingida no transporte.

15

Normalmente o excesso de carga sobrecarrega todos os pacotes de molas dos

truques do vagão, afetando o movimento de oscilação lateral e longitudinal da caixa.

2.1.3 FALTA DE CARGA NOS VAGÕES

Ocorre quando a quantidade de carga carregada no vagão fica aquém da

capacidade máxima deste. Esta situação é mais comum no carregamento por meio

de pá mecânica e caminhão, sistemas mais imprecisos no que diz respeito à

pesagem de material.

Neste caso os pacotes de molas dos truques não são afetados, porém os riscos de

se trafegar com vagões leves no meio de uma composição de vagões carregados

são grandes e serão descritos na seção a seguir.

2.1.4 DERRAMAMENTO DE MINÉRIO NAS LINHAS DE CARREGAMENTO

Ocorre quando parte da carga de minério de ferro a ser carregada no vagão cai nos

trilhos ou ao redor destes. Este caso ocorre em todos os tipos de carregamento de

minério de ferro, porém é mais comum em carregamentos feitos por meio de pás

mecânicas e, principalmente, caminhão.

Esta situação não interfere no comportamento da composição em tráfego ao longo

do trecho da malha ferroviária, mas pode gerar conseqüências locais, descritas na

seção a seguir.

2.1.5 MÁS CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO DO TERMINAL DE CARREGAMENTO

16

Todo terminal de carregamento de minério de ferro está sujeito a más condições de

operação, desde que as devidas manutenções destas condições não sejam feitas

com a devida freqüência.

São consideradas, neste caso, o funcionamento do maquinário utilizado para

carregamento do minério de ferro, as condições de tráfego da linha férrea do

carregamento, a limpeza do terminal de carregamento e demais condições físicas da

área, como plataforma de carregamento utilizada pelas pás carregadeiras e

caminhões.

Estas condições acima citadas têm grande influência na eficiência e resultado dos

carregamentos, podendo aumentar a freqüência de ocorrência e criticidade de todas

as outras anomalias anteriormente descritas neste capítulo.

2.2 CONSEQÜÊNCIAS DAS ANOMALIAS

Nesta seção estão descritas as conseqüências que podem resultar das anomalias

presentes nos carregamentos de minério de ferro. Para maior foco no trabalho, as

conseqüências descritas a seguir são resultados das anomalias descritas na seção

2.1 desta monografia.

2.2.1 O RISCO DA MÁ DISTRIBUIÇÃO DA CARGA DOS VAGÕES NA OPERAÇÃO

FERROVIÁRIA

A questão da estabilidade dos vagões nos trens está diretamente ligada a uma série

de fatores, sendo que muitos deles não se relacionam com o projeto do veículo, mas

sim com sua interação com os demais veículos em uma composição. Quando se

projeta um vagão, é importante ter em mente que ele não terá a liberdade de

movimento que outros tipos de equipamentos (caminhões, carretas, etc) têm, ou

17

seja, ele estará sujeito aos movimentos e esforços oriundos do comboio, que muitas

vezes afetam não somente sua parte estrutural, como também sua estabilidade de

circulação.

A má distribuição de carga nos vagões pode gerar, a longo prazo, problemas

mecânicos em vagões e na via permanente. A distribuição desigual de carga gera

esforços mecânicos para os quais os vagões não foram projetados. Rodeiros,

ampara-balanço, suspensão, engates, caixa, dentre vários outros componentes,

sofrem desgaste prematuro devido a estes esforços, o que faz com que a freqüência

de manutenção no material rodante seja maior, gerando assim um maior custo de

manutenção e diminuindo o tempo útil de produção do vagão (Branco, J.E.C. e

Ferreira, R.).

Da mesma forma, a via permanente sofre desgaste prematuro em algumas

situações, como nas curvas de raio menor, gerando também um maior custo de

manutenção da via e mais tempo de intervenção de manutenção, diminuindo o

tempo útil de tráfego de trens.

Mas o maior problema não se encontra no que pode ocorrer em longo prazo, e sim

no que pode ocorrer a qualquer momento. Numa composição grande, como de 132

vagões, a distribuição irregular de carga em um só vagão pode causar um acidente

grave, de grandes proporções. Um vagão não descarrila ou tomba simplesmente por

estar com a carga mal distribuída, mas esta situação, em conjunto com uma outra

qualquer, como uma mínima superelevação de via, por exemplo, pode gerar o pior

dos acidentes. E a operação está sujeita a isso o tempo todo!

De acordo com Branco e Ferreira, a via permanente possui, em suas características,

pequenas variações de amplitude. A uma determinada velocidade, os vagões e

locomotivas de um trem podem entrar em ressonância com essas amplitudes, o que

causa vários tipos de oscilações na composição. Essas oscilações, em conjunto com

a má distribuição de carga nos vagões, podem atingir proporções perigosas e

descarrilar uma composição inteira, como mostrada na figura 2.3 a seguir.

18

Fig. 2.3: Alívio causado pela oscilação da composição


2.2.1.1 RELAÇÃO ENTRE FORÇAS LATERAL E VERTICAL NOS RODEIROS

Conforme Branco e Ferreira, sabe-se que o apoio das rodas de um vagão, sobre

determinada via, pode ser representado por um conjunto de forças como mostrado

na figura 2.4 a seguir.

19

Fig. 2.4: Esforços na dinâmica trem-via


Vê-se que, sobre a roda, atuam forças laterais (L) e forças verticais (V), as quais

obedecem a uma condição de estabilidade que é mantida conforme a relação:

L/V=1

Esta relação mostra que deve ser mantida uma proporcionalidade entre estas forças

para que o rodeiro fique estável sobre a via, principalmente nas curvas, onde a

superelevação tem muita importância.

Quando determinada roda, de determinado truque, pertencente a determinado

vagão se inscreve em uma via desnivelada, a sua carga vertical pode ser

repentinamente reduzida fazendo com que a relação se altere em favor da força

20

lateral. Ao se tornar maior que a força vertical na condição de desnível, existe a

tendência da força lateral forçar o friso a subir no boleto do trilho e descarrilar, como

mostrado anteriormente na fig. 2.3.

2.2.1.2 CENTRO DE GRAVIDADE E DESBALANCEAMENTO ESTÁTICO

O centro de gravidade pode ser definido como sendo o ponto de aplicação do vetor

peso de um determinado corpo sujeito à ação da força gravitacional. Em se tratando

dos veículos ferroviários, e mais diretamente dos vagões, esse ponto de aplicação é

variável na sua altura (vagão vazio ou carregado) e na posição relativa à sua seção

transversal, em função dos movimentos no trem (Branco, J.E.C. e Ferreira, R.).

O desbalanceamento estático pode ser definido como sendo a diferença de peso

entre o ponto com menos peso do vagão e outro ponto qualquer. Em conjunto com o

centro de gravidade, a percentagem de desbalanceamento estático entre dois

pontos ou mais em um vagão mostra a vulnerabilidade deste à operação da ferrovia,

isto é, sugere a probabilidade de descarrilamento do vagão.

Como pode ser visto na fig. 2.5 a seguir (gráfico altura do vagão carregado X % de

desbalanceamento estático), alguns limites de altura de carga e distribuição desta

devem ser respeitados para que a operação ferroviária não esteja sujeita a

acidentes causados pela carga excêntrica.

O ponto azul no gráfico mostra que, para um vagão carregado com centro de

gravidade (CG) a 192 cm de altura do chão, o limite de desbalanceamento estático é

de 15% (exatamente onde o ponto toca na curva de probabilidade de

descarrilamento). Este ponto do centro de gravidade foi tomado como média dos

vagões carregados de forma regular, e a percentagem de desbalanceamento

estático vai variar de acordo com ele.

21

Fig. 2.5: Centro de Gravidade e Desbalanceamento Estático

(Fonte: Ch.Vidon)

O ponto alaranjado do gráfico mostra um caso de acidente real ocorrido na MRS

Logística no ano de 2005 em função da má distribuição de carga em um vagão de

minério de ferro. Para a altura do centro de gravidade calculado para o vagão

responsável pelo descarrilamento (265 cm), vagão este mostrado na fig. 2.6, a

percentagem de desbalanceamento estático máxima permitida para o vagão circular

com segurança seria de aproximadamente 8%. Isto poderia ser facilmente

visualizado em uma balança que fornecesse o peso do vagão por roda. A diferença

de peso entre a roda que estivesse levando menos peso não poderia ser maior do

que 8% para qualquer outra roda. Acima disto, o ponto atingiria a curva de

descarrilamento provável no gráfico, e foi o que aconteceu. A diferença de peso

entre dois pontos do vagão foi de 21,3%, o que, juntamente com uma baixa variação

22

de amplitude na via, levou o vagão a descarrilar, com conseqüente descarrilamento

de outros da composição.

Fig. 2.6: Vagão com carga mal distribuída

(Fonte: MRS Logística S.A.)

2.2.1.3 EXEMPLOS DE CARGA EXCÊNTRICA

A seguir, algumas fotos exemplificando os casos de carga excêntrica descritos.

23

Fig. 2.7: Carga mal distribuída longitudinalmente




24



Fig. 2.10: Presença de “vazios”


25

Além dos problemas já citados referentes à distribuição incorreta da carga nos

vagões, ainda existe a queda na eficiência do transporte, uma vez que, detectada a

situação ao longo do trecho, a composição deve ser parada para que a carga seja

corretamente distribuída no vagão (fig. 2.11 e fig. 2.12), gerando atraso na

circulação do trem, desvio de mão-de-obra, aumento do consumo de óleo diesel,

etc.

Fig. 2.11: Homens trabalhando na redistribuição de carga nos vagões


26

Fig. 2.12: Homens trabalhando na redistribuicao de carga nos vagões


2.2.2 O RISCO DE VAGÕES COM EXCESSO DE CARGA

Basicamente, trafegar com vagões com excesso de carga aumenta

consideravelmente os desgastes sofridos naturalmente por estes ao longo do tempo.

Esforços extras na caixa do vagão, suspensão, truques, rodeiros e engates

adiantam o aparecimento de defeitos e levam os vagões de volta às oficinas antes

do tempo previamente previsto pela transportadora ferroviária.

Estes esforços também são sentidos pela via permanente, principalmente em

trechos de curva e máquinas de chave, causando desgastes prematuros e

necessidade de manutenções mais freqüentes.

27

Além do aumento do custo com a manutenção de material rodante e via

permanente, os defeitos gerados pelo excesso de carga nos vagões tornam a

composição mais suscetível a acidentes.

Também, o tráfego de vagões com excesso de carga pode causar derramamento

desta ao longo do trecho, aumentando o índice de poluição e degradação ambiental

causados pela ferrovia (Sinay,C.).

2.2.3 O RISCO DE VAGÕES COM POUCA CARGA

Um trem de carga está constantemente sujeito a vários esforços provenientes de

sua composição, que se tornam ainda mais intensos no caso de uma composição

carregada. A diferença de peso entre vagões de uma mesma composição é uma

situação muito crítica e que oferece alto risco de acidentes se não tratada da

maneira correta.

A formação correta de um trem, levando-se em conta a segurança na operação

deste, considera que, quanto mais leve um vagão, mais distante da locomotiva

comandante este deve estar.

A presença de um vagão mais leve que os outros no meio de uma composição pode

fazer com que este, ao sofrer os esforços provocados pela composição, seja

“esmagado” pelos vagões mais pesados e acabe descarrilando. Esta situação pode

causar acidentes de grandes proporções e deve ser severamente controlada pelos

responsáveis.

2.2.4 DERRAMAMENTO DE MATERIAL NOS TRILHOS

O risco de derramamento de material nos trilhos do terminal de carregamento se

restringe basicamente ao descarrilamento dos vagões em carga durante as

28

manobras executadas no terminal. O acúmulo de material ao longo dos trilhos pode

fazer com o que a roda do vagão e/ou da locomotiva suba neste e descarrile.

Além do mais, o derramamento de minério de ferro ao longo da via permanente,

mesmo que dentro do terminal de carregamento, causa poluição e degradação

ambiental (Sinay, C.).

2.2.5 INFLUÊNCIAS DAS CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO DOS TERMINAIS

Espera-se sempre que um terminal de carregamento de minério de ferro esteja

operando com as condições mínimas necessárias para não causar problemas à

operação ferroviária. Porém, não é isto que acontece normalmente.

Muitas vezes os equipamentos utilizados para carregamento não passam pelas

devidas manutenções e operam em condições restritas, prejudicando o resultado da

carga. Desde aferição das balanças dos carregamentos até a condição física das

plataformas destes, uma vez fora das condições mínimas de operação, podem

aumentar as ocorrências e criticidade das anomalias anteriormente citadas.

Como exemplo, a plataforma de carregamento de minério de ferro por meio de

caminhões deve ser bem sinalizada e deve conter uma barra de proteção, onde os

caminhões apóiam as rodas traseiras ao bascular a carga nos vagões. Com a falta

de manutenção estas condições mínimas de segurança na operação podem ser

prejudicadas e gerar acidentes, como mostrado na figura 2.13.

29

Fig. 2.13: Caminhão caído dentro de vagão


30

3. TIPOS DE EQUIPAMENTOS DE CARREGAMENTO DE MINÉRIO DE FERRO E

ANOMALIAS INERENTES A CADA TIPO

Neste capítulo serão descritos os equipamentos de carregamento de minério de

ferro utilizados pelos operadores dos terminais de carregamento presentes na malha

ferroviária da MRS Logística, assim como as anomalias inerentes a cada um deles.

3.1 EQUIPAMENTOS DE CARREGAMENTO

Nesta seção estão descritos os tipos e características dos sistemas de carregamento

de minério de ferro dos terminais de carregamento da MRS Logística S.A.

3.1.1 SILO

Dos equipamentos de carregamento de minério de ferro utilizados hoje pelas

ferrovias ao redor mundo, o carregamento por silo é o mais adequado quando se

pensa em grandes quantidades de produto, velocidade e eficiência de

carregamento.

O silo fica localizado logo acima da linha férrea e é a parte final de um sistema de

carregamento composto por vários equipamentos, dos quais também fazem parte

correias transportadoras e retomadoras de minério de ferro.

O funcionamento do sistema é simples e pode ser brevemente descrito da seguinte

maneira: o minério de ferro é recolhido do depósito pela retomadora, jogado em um

sistema de correias transportadoras e transportado assim até o silo, onde é

armazenado. Os vagões vazios são posicionados sob o silo de forma que, ao liberar

o material, este caia num sistema móvel composto de correia transportadora e um

31

chute, capaz de distribuir o produto pela área do vagão disponível para

carregamento.

A figura 3.1 mostra o desenho da parte final do sistema, quando a correia

transportadora chega ao silo.

Fig. 3.1: Sistema de carregamento de minério de ferro por silo

(Fonte: Weighing the Options, 2004)

A capacidade de armazenamento do silo, assim como a taxa de carregamento do

sistema varia de acordo com os requisitos de cada terminal. Os sistemas de

carregamento por silo podem também se diferir por dispositivos de pesagem,

32

movimentação do chute de carregamento, capacidade de transporte das correias

transportadoras e captação de material da retomadora, além de outros.

A pesagem do material estocado no silo pode ser obtida por dois sistemas

diferentes: balanças de correia transportadora e balança de silo. A principal

diferença entre os dois sistemas é a precisão, maior no caso da balança de silo, o

que proporciona maior controle da real quantidade de carga carregada em cada

vagão da composição carregada, além do custo de instalação, cerca de 1000%

maior neste caso.

A figura 3.2 mostra o funcionamento da pesagem por balança de silo.

Fig. 3.2: Sequência de pesagem por balança de silo


33

Num primeiro momento, com o silo 1 completamente cheio, o peso do material neste

é registrado enquanto o silo 2 é carregado. Após a pesagem, o material do silo 1 é

liberado para ser carregado no vagão enquanto o silo 2 continua a ser carregado.

Depois de cheio, o material no silo 2 é pesado, registrado e liberado para carga no

vagão. Assim o processo se repete até que a composição esteja completamente

carregada, com o registro altamente preciso de carga em cada vagão.

A movimentação do chute de carregamento é muito importante no que diz respeito à

correta distribuição da carga no vagão. Quanto maior o curso de movimento, mais

fácil fica para o operador do carregamento distribuir o material igualmente nos

vagões, principalmente quando se trata de carregamento dinâmico.

Nos sistemas com silos de alta capacidade de armazenamento e alta taxa de

carregamento, o ganho será no tempo de carregamento e quantidade de vagões

carregados.

3.1.2 CORREIA TRANSPORTADORA

O sistema de carregamento por correia transportadora é praticamente igual ao

sistema de carregamento por silo, porém sem a existência deste. O material que é

recolhido do depósito pela retomadora cai no vagão diretamente do sistema de

correias transportadoras.

A vantagem desse sistema é sua alta mobilidade, o que proporciona ao operador

fazer um carregamento com a carga muito bem distribuída nos vagões. A

desvantagem fica por conta do sistema de pesagem, restrito à pesagem por balança

de correia transportadora, como mostra a figura 3.3.

34

Fig. 3.3: Balança de Correia


À medida que o material passa pela balança, o sistema determina a taxa de

carregamento por comprimento da correia (kg/m), captura a taxa de velocidade da

correia (m/min), integra esta informação e obtém o peso total de material que por ali

passou (Reagan e Freeman).

35

Fig. 3.4: Sistema de pesagem por balança de correia


No caso deste sistema, a taxa de carregamento vai depender da capacidade de

captação de material do depósito pela retomadora, assim como pela capacidade de

transporte de material das correias transportadoras.

Apesar de não contar com um silo, o sistema de carregamento por correia

transportadora possui um pequeno reservatório de material logo acima do chute de

carregamento. Este reservatório é um recurso utilizado para que a retomadora de

minério de ferro e o complexo de correias transportadoras não tenham que parar de

funcionar entre o final do carregamento de um vagão e o início do carregamento de

outro vagão. O minério continua a ser transportado pelo sistema e vai sendo retido

no reservatório até que o vagão seguinte a ser carregado esteja na posição. A figura

3.5 mostra um exemplo de carregamento por correia transportadora.

36

Fig. 3.5: Carregamento por correia transportadora de Casa de Pedra, MBR


3.1.3 PÁ CARREGADEIRA

O sistema de carregamento de minério de ferro por pá carregadeira é amplamente

utilizado no Brasil e nos carregamentos de minério presentes na malha da MRS

Logística. Dos oito terminais de minério de ferro na malha desta, quatro utilizam o

sistema de pás carregadeiras.

Para a utilização deste sistema, é necessário que o terminal seja uma plataforma de

carregamento. As pás carregadeiras, assim como o minério de ferro, ficam sobre a

plataforma, posicionadas acima do nível da linha férrea. A plataforma pode ser tanto

em linha reta como interna a uma pêra de carregamento, conforme mostrado na

figura 3.6.

37

Fig. 3.6: Pêra de carregamento de minério por meio de pás carregadeiras


A capacidade de carregamento dos terminais que utilizam pás carregadeiras vai

depender do número de pás carregadeiras utilizadas para cada carregamento, assim

como da capacidade de carga de cada pá carregadeira individualmente.

A vantagem deste sistema de carregamento é a simplicidade, facilidade, velocidade

e custo de sua instalação e manutenção. São necessárias pás carregadeiras e

plataforma, somente. Caso uma pá carregadeira seja avariada durante o

carregamento, este não pára.

A desvantagem fica por conta da pesagem de material, estimada em cada vagão

pela quantidade de pás carregadas que ali foram despejadas. As pás carregadeiras

mais modernas possuem balanças integradas e computadores de bordo. A conta

38

total da carga no trem é obtida pela soma dos resultados dos relatórios de carga

impresso pelos computadores de bordo de cada pá carregadeira.

Abaixo exemplo de plataforma de carregamento em linha reta.

Fig. 3.7: Plataforma de carregamento de minério por meio de pás carregadeiras


3.1.4 CAMINHÃO

O sistema de carregamento de minério de ferro por caminhão é o mais precário dos

utilizados nos dias de hoje, e presente na malha da MRS Logística.

39

Assim como no sistema de carregamento por pás carregadeiras, para a utilização do

carregamento por caminhões é necessário que o terminal seja uma plataforma de

carregamento. Porém, esta plataforma deve ser alta o bastante para que o caminhão

consiga bascular a carga dentro do vagão.

O carregamento por caminhões tem capacidade variável, dependendo do número de

caminhões utilizados para cada carregamento, assim como a capacidade de carga

de cada caminhão individualmente.

Fig. 3.8: Carregamento de minério por meio de caminhão


A vantagem deste sistema de carregamento é a simplicidade, facilidade, velocidade

e custo de sua instalação e manutenção. São necessários caminhões, pá

carregadeira para carregar os caminhões, balança e plataforma. Caso um caminhão

seja avariado durante o carregamento, este não pára.

40

A desvantagem, mais uma vez, fica por conta da pesagem de material, estimada em

cada vagão pela quantidade de caminhões que ali bascularam, além da restrição de

distribuição da carga nos vagões. Os caminhões passam por uma balança quando

vazios para registrarem sua tara. Depois de carregados, passam novamente pela

balança e a quantidade de carga é registrada subtraindo a tara do caminhão do peso

total obtido. Assim, no final do carregamento do trem, a carga total é obtida pela

soma de todas as pesagens de carga realizadas na balança.

3.2 ANOMALIAS INERENTES AOS EQUIPAMENTOS DE CARREGAMENTO DE

MINÉRIO DE FERRO

Nesta seção estão descritas as anomalias causadas pelos sistemas de

carregamento de minério de ferro dos terminais de carregamento da MRS Logística

S.A. citados na seção 3.1 desta monografia.

3.2.1 SILO

Apesar de ser o tipo de carregamento capaz de prover a maior produtividade, o

sistema de carregamento por silo possui algumas anomalias, menos críticas que os

demais, porém capazes de gerar prejuízos consideráveis ao transporte ferroviário de

minério de ferro.

Hoje em dia os sistemas de carregamento por silos podem se diferir pelos recursos

tecnológicos que cada um dispõe. Quanto mais tecnologia possuir o sistema,

menores e menos críticas serão as anomalias inerentes ao carregamento.

As ineficiências dos sistemas de carregamento por silos ficam por conta da

informação da correta quantidade de carga carregada em cada vagão, excesso ou

falta de carga nos vagões, assim como distribuição da carga nos vagões. Todas

estas anomalias estão também presentes nos outros sistemas de carregamento,

porém em proporções muito maiores. Porém, com as tecnologias disponíveis para

41

os sistemas de carregamento por silo, todas estas anomalias podem ser reparadas,

como será mostrado no capítulo 4 desta monografia.

No que diz respeito à informação da quantidade de carga em cada vagão, o valor é

estimado. O sistema de pesagem por balança de correia transportadora é capaz de

fornecer o peso total carregado na composição do trem, porém a quantidade de

material carregada em cada vagão é estimada e depende da habilidade e

experiência do operador do carregamento. Esta situação pode resultar em vagões

com excesso e/ou falta de carga.

Já a distribuição da carga sobre o vagão fica restrita à movimentação do chute de

carregamento que, na maioria das vezes, pode se movimentar por uma extensão

maior que o comprimento de um vagão. Mais uma vez a correta distribuição da

carga fica dependente da habilidade e experiência do operador do carregamento, o

que pode resultar em vagões com carga mal distribuída além de derramamento de

minério nas linhas do terminal de carregamento.

3.2.2 CORREIA TRANSPORTADORA

O sistema de carregamento por correia transportadora possui as mesmas anomalias

do sistema de carregamento por silo. A desvantagem é que estas ineficiências ainda

não podem ser reparadas com a tecnologia existente para este tipo de

carregamento.

A principal diferença, comparada ao sistema de carregamento por silo, é que, com a

ausência do silo, perde-se o recurso de um facilitador. Com o silo pode-se ter maior

controle do fluxo de material que é carregado no vagão. O reservatório presente no

chute de carregamento do sistema de correias transportadoras não possui essa

característica. Assim, todo o material que é transportado pelo sistema deve

obrigatoriamente ser carregado nos vagões, ao menos que o sistema seja desligado

e o carregamento pare. Isto exige maior experiência e habilidade por parte do

42

operador do carregamento, fazendo com que este sistema seja mais suscetível às

mesmas falhas do anteriormente descrito, mas com maior criticidade.

3.2.3 PÁ CARREGADEIRA

O sistema de carregamento por pá carregadeira é o mais comum dos presentes na

malha da MRS Logística. As deficiências deste sistema geram as mesmas

anomalias presentes nos outros já citados, porém com criticidade muito maior, além

de outras a serem descritas.

A quantidade de carga carregada em cada vagão é estimada pela quantidade de

pás carregadas neste. Cada pá carregadeira tem uma capacidade definida para

cada tipo de minério de ferro a ser carregado. Este método gera uma imprecisão

muito alta no que diz respeito à carga que cada vagão leva individualmente,

acontecendo de vagões transitarem com excesso de carga, assim como com falta

de carga misturados na composição.

Em se tratando da distribuição de carga nos vagões, a situação piora. A mobilidade

da pá carregadeira é muito pequena para que um carregamento bem distribuído seja

efetuado. Também, essa falta de mobilidade resulta em derramamento de minério

sobre a linha férrea, entre os vagões e ao redor destes, o que pode gerar

descarrilamentos, atrasando o carregamento e o transporte do material, diminuindo

assim a eficiência do transporte, aumentando seu custo de operação.

A pá carregadeira ainda possui capacidade de, após efetuada a carga, redistribuir

esta no vagão, mesmo que este recurso seja restrito pelo alcance e mobilidade da

máquina. Esta é uma característica ausente nos outros sistemas de carregamento.

A plataforma de carregamento também pode ter grande influência sobre a criticidade

das anomalias acima citadas. Quanto mais baixa a plataforma, mais difícil o alcance

43

da pá carregadeira para despejar e distribuir a carga no vagão e menor o campo de

visão do operador, aumentando assim a ocorrência das anomalias.

Pode-se perceber que, em todos os casos, a habilidade do operador das máquinas

de carregamento é essencial para a minimização das anomalias existentes nestes.

3.2.4 CAMINHÃO

O sistema de carregamento de minério de ferro por caminhão é o pior e mais crítico

dos presentes na malha da MRS Logística. Ele possui todas as anomalias presentes

no sistema de carregamento por pás carregadeiras, mas com índices de criticidade e

ocorrência extremamente maiores.

Para pesagem do material a ser carregado, os caminhões passam por uma balança

quando vazios para registrarem sua tara. Depois de carregados, passam novamente

pela balança e a quantidade de carga é registrada subtraindo a tara do caminhão do

peso total obtido. Assim, no final do carregamento do trem, a carga total é obtida

pela soma de todas as pesagens de carga realizadas na balança. Porém, a carga

presente em cada vagão é estimada pela quantidade de caminhões que ali

bascularam. Este método é extremamente impreciso e resulta em carregamentos

com vagões levando carga em excesso, assim como vagões com falta de carga.

A distribuição de carga resultante do carregamento de caminhão é a pior que existe.

Como os caminhões não têm mobilidade, a concentração de carga nas

extremidades dos vagões é alta, assim como o derramamento de minério nos trilhos

e ao redor dos vagões. A situação pode ser ainda pior dependendo das condições

da plataforma de carregamento. Quanto mais baixa em relação ao vagão, maior a

concentração de carga no lado do vagão mais próximo à plataforma. Quanto mais

alta a plataforma em relação ao vagão, maior a concentração de carga no lado do

vagão oposto à plataforma.

44

Depois de efetuada a carga, nada mais pode ser feito pelo motorista do caminhão no

que diz respeito à distribuição e quantidade de carga no vagão. No caso da

necessidade de correção da distribuição, é necessário que pessoas subam no vagão

com ferramentas, como pás e enxadas, e façam a redistribuição do material

manualmente.

Além do que já foi citado, no caso de um terminal que apresente más condições de

operação, a probabilidade de ocorrência de acidentes, como queda de caminhão

dentro de vagão, é alta.

45

4. NOVAS TECNOLOGIAS

Os carregamentos de minério de ferro utilizados hoje em dia nas ferrovias brasileiras

podem ser considerados muito obsoletos, se comparados às tecnologias já

disponíveis em vários outros países pelo mundo. Os métodos mais eficientes e

avançados praticados hoje foram implantados há mais de uma década, quando a

busca pela velocidade no carregamento era o foco principal, deixando de lado

precisão na quantidade de carga, exatidão na repetição da carga, além do correto

acondicionamento desta nos vagões.

Neste capítulo estão descritos alguns métodos de controle disponíveis para

monitoramento da carga transportada pelas ferrovias, sendo todos amplamente

viáveis às condições brasileiras.

4.1 SISTEMA DE CARREGAMENTO DE GRANÉIS BATCH WEIGH

Antes de descrever o Sistema de Carregamento de Granéis Batch Weigh, vale

lembrar algumas características do superado Sistema de Carregamento Volumétrico,

normalmente usado para altas taxas de carregamento. Este permite ao operador

armazenar uma grande carga de material sobre a via, em silos, sendo o

carregamento executado numa taxa de 3000 a 5000 toneladas/hora sem que

mudanças significativas sejam feitas no sistema de captação de material.

De acordo com McHale, apesar da alta taxa de carregamento permitida pelo

carregamento volumétrico, a precisão da carga fica altamente prejudicada.

Dependendo da altura do sistema de carga de material, da velocidade do trem e do

momento em que o silo deve ser recarregado, a quantidade de material em cada

vagão é afetada. Se o sistema de carregamento é operado por um operador, a

quantidade de material final varia de vagão para vagão e de operador para operador.

46

O resultado deste tipo de carregamento são vagões com excesso de carga ou

vagões com sobrecarga em alguma cabeceira do vagão, mesmo que a capacidade

máxima de carga do vagão não seja atingida. Assim, o peso da carga que cada

vagão transporta é estimado e não há maneiras de implementar um controle de

carga que previna excesso e/ou falta de carga.

Para superar algumas dessas deficiências, alguns sistemas de carregamento

volumétrico têm balanças integradas, o que, em alguns casos, permite pesar a

quantidade de material carregada em cada vagão, minimizando os problemas acima

citados, além de ter um maior controle sobre quanto de carga está sendo

transportada em cada trem. Porém, como a quantidade de carga de cada vagão é

aferida somente após o carregamento deste, ainda persistem os erros referentes a

excesso e falta de carga no vagão.

No caso da balança integrada ao sistema da correia transportadora de material,

somente o peso total da carga do trem pode ser obtido com maior precisão. Ainda

assim, variações na tensão da correia, carregamento irregular desta, alinhamento da

estrutura do equipamento, vibrações, manutenção, etc, induzem erros no resultado

gerado pela balança, o que faz com que sua precisão seja de aproximadamente +/-

0,25%, nos melhores casos.

A única maneira de prevenir este tipo de erro e aumentar a sua precisão é pesar o

produto antes de ser carregado no vagão. Desta forma, a variação da velocidade do

trem no carregamento e também do fluxo do material que sai do chute do

carregamento tem pouca influência na carga final já que a quantidade de produto

para cada vagão foi previamente pesada (McHale, W.J., sem data).

O Sistema de Carregamento Batch Weigh aqui apresentado fornece um método

altamente preciso, superando todas as dificuldades associadas ao carregamento, o

que permite máxima eficiência de carregamento no que diz respeito a cada vagão

individualmente.

47

Fig. 4.1: Desenho do Sistema de Carregamento Batch Weigh

(Fonte: BatchMaster Iron Ore Loadout – Totally Automated Train Loading)

As razões de se ter informações precisas da quantidade de carga em cada vagão de

um trem são inúmeras, dentre elas:

48

- Estabelecer um peso usado no cálculo do custo do frete para transportar o produto;

- Evitar excesso de peso em vagões, assim como excesso de peso por eixo em

vagões;

- Maximizar a eficiência do carregamento no que diz respeito a cada vagão em

especial e ser assertivo no custo do transporte a ser contratado;

- Evitar altas penalizações referentes a excesso de carga, o que pode atrasar o

transporte ou, no mínimo, aumentar seu custo devido a multas e trabalho extra para

contornar tal situação;

- Evitar práticas de carregamentos irregulares, o que pode resultar em eixos

sobrecarregados, mesmo que o peso total da carga não exceda a capacidade

máxima do vagão.

No que diz respeito à precisão do sistema, o Sistema de Carregamento Batch Weigh

atinge precisão de 0,05%, enquanto que o Sistema de Carregamento Volumétrico

atinge precisão de 0,25%.

A tabela abaixo mostra o impacto dos diferentes níveis de erros de pesagem para

uma operação de 5 milhões de toneladas por ano, considerando um produto com

valor de US$30 por tonelada.

Tabela 4.1: O impacto dos diferentes níveis de erros de pesagem

(Fonte: Weighing The Options, 2004)

A pesagem por balança dinâmica é suscetível a erros decorrentes de forças

distribuídas na composição do trem. Ao passar por uma balança dinâmica, qualquer

49

mudança na velocidade da composição pode gerar forças capazes de interferir

consideravelmente no resultado gerado pela balança. Esta situação piora bastante

no caso de vagões ligados por maromba.

Conforme McHale, com o Sistema de Carregamento Batch Weigh, ao final do dia,

esteja a mineradora pagando pelo transporte ferroviário do produto ou não, ainda há

um impacto nos resultados. Se o comprador está pagando pelo transporte, a

mineradora pode não se preocupar diretamente com os impactos gerados por

carregamentos ineficientes. Porém, caso o departamento de contas do comprador

esteja acompanhando todos os custos da operação, estes impactos certamente

virão à tona.

Ainda, McHale afirma que no caso do transporte realizado por terceiros, para que as

mineradoras realmente considerem todas estas questões, uma vez que estas não se

penalizam por excesso de carga no transporte, os impactos causados à

transportadora pelos custos associados à ineficiência dos carregamentos devem ser

mostrados. Com um carregamento mais eficaz pode-se minimizar o capital de

investimento em material rodante e atingir melhor utilização da frota, assim como

diminuir significativamente os custos de operação com uma vida útil maior dos

equipamentos e da infra-estrutura da via permanente.

Resumindo, os maiores problemas enfrentados por operadoras de carregamento

são carregar com velocidade, precisão e exatidão. Precisão e exatidão podem soar

como sendo a mesma coisa, porém precisão diz respeito à habilidade do sistema de

carregar a uma meta consistente de peso em cada vagão ao longo do trem.

Exatidão diz respeito à habilidade de monitorar e gravar exatamente o que foi

carregado em cada vagão individualmente a um alto nível de assertividade (McHale,

W.J., sem data).

O Sistema de Carregamento Batch Weigh possui todas estas características,

permitindo carregar a uma taxa de 5,5 a 10,5 toneladas por hora, dependendo da

densidade do material, com precisão de repetição de +/-0,25%, totalizando uma

precisão estática de 0,05%, 24h por dia, com espaço de tempo de 10 minutos entre

50

trens. Este é o único sistema no mundo que consegue fornecer a mesma carga em

todos os vagões (McHale, B., 2004).

É importante considerar a exatidão das medições nos diferentes sistemas de

carregamento, sendo:

Precisão estática – precisão da balança apontada no visor e linearidade do sistema.

Repetitividade – capacidade de carregamento consistente com a mesma quantidade

em cada vagão.

Exemplo prático (McHale, B., 2004): demonstração do quão um mínimo erro pode

gerar de impacto no transporte e venda de minério de ferro.

Dados:

Vagão de minério de ferro típico:

Comprimento = 28.21 Pés (8600 mm)

Largura = 9.83 Pés (2996 mm)

Densidade da Carga = 2.4 toneladas/m3

Calcular o peso por cada pé de altura:

Área = 28.21’ x 9.83’ = 277.3 pés2

Volume por pé de altura = 277.3 pés2 x 1 pé = 277.3 pés3

Peso por pé de altura = 277.3 pés3 x 150 libras/pés3 = 41,595 libras ou 20.79

toneladas

Peso por polegada de altura = 41,595 libras / (12 polegadas/pé) = 3,466.25

libras/polegada ou 1.73 toneladas/polegada

51

Conclusão: Cada polegada de altura abaixo ou acima da altura legal resulta em 1,73

toneladas a menos ou a mais de peso – 1,57 Toneladas por cada 2,54 cm de altura

no Vagão!

Abaixo seguem as especificações técnicas do sistema de carregamento Batch

Weigh:

- Silo de 400-700 toneladas de capacidade;

- Amostragem opcional;

- Operação sem operador – programação previamente inserida no sistema, com

quantidade de vagões e códigos destes (o sistema, pelo código do vagão, programa

a quantidade exata de material a ser carregada neste);

- Comando remoto;

- Sincronização de velocidade automática – sistema integrado carregamento-

locomotiva que controla e sincroniza a velocidade de ambos;

- Modelos diferentes de vagões – o sistema funciona com qualquer tipo de vagão

gôndola;

- Trens em seqüência – diferença de 10 minutos entre trens.

52

Fig. 4.2: Silo do Sistema Batch Weigh

(Fonte: BatchMaster Iron Ore Loadout – Totally Automated Train Loading

O Batch Weigh possui um Sistema de Célula Fotoelétrica, que permite seu

funcionamento com qualquer tipo de vagão para estabelecer plano de carregamento

conforme as informações previamente inseridas no sistema (cadastramento dos

vagões) através da detecção dos limites do vagão – frente, fim, altura/obstrução.

Este recurso permite ideal distribuição de carga ao longo da área do vagão

juntamente com a detecção da velocidade/sincronia da composição com o sistema

de carregamento – controle automático e sincronização da velocidade da locomotiva

e do fluxo de carregamento.

53

Fig. 4.3: Chute do sistema Batch Weigh


Os recursos apresentados como formas de minimizar derrame de material são por

Calhas de Escoamento (fig. 4.4), contendo estas borrachas ou correntes que são

utilizadas para estabelecer plano de carregamento e correta distribuição do material

no vagão.

54

Fig. 4.4: Distribuição do material no vagão


55

Fig. 4.5: Carregamento perfeito executado pelo Sistema Batch Weigh


O sistema Batch Weigh ainda possui a opção de Controle Remoto de Carregamento

(sem operador), resultando num mínimo de controles localizados na cabine de

comando do carregado, apenas para operação de emergência, como pode ser visto

na figura 4.6.

56

Fig. 4.6: Mínimo de controles na cabine do carregador


As inovações tecnológicas promovidas pelo Batch Weigh são várias dentre elas:

- Processo integrado - tecnologia de monitorização de velocidade de trens e controle

de carregamentos e reclaim de carga;

- Histogramas para monitorização de desempenho de carregamentos;

- Balanças de Vagões em Movimento Integradas;

- Customização de relatórios;

- Automatização total do processo de carregamento de vagões – sem vigilância.

4.2 SISTEMA FERROVIÁRIO PORTÁTIL DE PESAGEM WEIGHWELL

O sistema de pesagem Weighwell oferece pacotes de soluções para ambas as

pesagens estática e dinâmica na ferrovia, com ênfase em balanças portáteis

(www.weighwell.com).

57

O conceito de balança ferroviária dinâmica foi amplamente estudado e testado,

inovado e premiado antes de ser colocado à disposição dos consumidores. Como

passo final, uma demonstração da operação realizada como divulgação do produto

provou o que antes era visto como impossível para o modo ferroviário.

Ainda, de acordo com o site www.weighwell.com, este conceito foi recebido com

descrédito durante seu desenvolvimento, mas a inovação trazida permite hoje a

pesagem de trens em praticamente qualquer ponto do trecho de movimento, com

agilidade e eficiência.

A principal função da balança portátil Weighwell é acabar com a sobrecarga nos

vagões, seja por excesso da capacidade de peso do vagão, por excesso de peso

por eixo ou mesmo por excesso de peso por roda.

4.2.1 BALANÇA PTW1 – PORTABLE TRAIN WEIGH 1

O Sistema Portátil de Pesagem Dinâmica de Trens PTW1 pode ser carregado por

dois homens a qualquer lugar e instalado em cerca de 15 minutos, permitindo ao

usuário obter peso por eixo do vagão, peso total do vagão e peso total da

composição (www.weighwell.com).

Conforme o site www.weighwell.com, a PTW1 possui flanges de fixação, os quais

são posicionados internamente aos trilhos. Ao passar pela balança, o friso da roda

passa a ser o contato do rodeiro com a área de pesagem da balança, fazendo com

que a banda de rodagem da roda não tenha contato com o trilho. Um sinal elétrico é

coletado e as rodas são guiadas de volta aos trilhos. Os sinais são digitalizados e

processados pelo sistema, informando o peso.

Para este sistema não existem restrições quanto ao tipo de vagão e a calibração já

vem certificada de fábrica.

58

4.2.2 BALANÇA PTW2 – PORTABLE TRAIN WEIGH 2

O Sistema Portátil de Pesagem Estática de Trens PTW2, similarmente ao PTW1,

pode ser carregado por dois homens a qualquer lugar e instalado em cerca de 15

minutos, permitindo ao usuário obter peso por roda do vagão, peso por eixo do

vagão, peso total do vagão e peso total da composição, assim como distribuição de

peso no vagão. Esta é uma solução ideal para prover peso individual de rodas para:

- Locomotivas e carros de passageiros onde uma distribuição irregular de peso

poderia causar desgaste prematuro do veiculo, alem de acidentes;

- Ajuste de molas da suspensão de locomotivas e vagões;

- Carregamento simétrico e distribuição ideal da carga;

- Medir centro de gravidade do vagão.

A PTW2 é operada da mesma maneira da PTW1, mas requer que os veículos sejam

pesados eixo por eixo, estaticamente. A pesagem estática fornece excelente

precisão, mas menos flexibilidade. Devido à sua portabilidade e facilidade de

instalação, a PTW2 pode ser utilizada em várias perfis de linha e posições

(www.weighwell.com).

4.2.3 DEMONSTRAÇÃO DA PTW EM AÇÃO

Primeiro passo: uma vez selecionado o local da pesagem, é realizado o ajuste da

altura em que a balança deve ser instalada em relação aos trilhos (figura 4.7).

59

Fig. 4.7: Ajuste da altura da balança em relação aos trilhos

(Fonte: www.weighwell.com)

Segundo passo: em função da altura selecionada no primeiro passo, é realizado o

ajuste ao corpo principal da PTW (figura 4.8).

Fig. 4.8: Ajuste da balança à altura especificada


60

Terceiro passo: após o ajuste do corpo principal da PTW, ela é encaixada nos

trilhos.

Fig. 4.9: Fixação da balança nos trilhos


Quarto passo: é realizada a pesagem do trem.

Fig. 4.10: Pesagem do trem


61

5. CARREGAMENTOS ESPECÍFICOS DE MINÉRIO DE FERRO DOS CLIENTES


Neste capítulo serão apresentados todos os carregamentos específicos de minério

de ferro dos clientes da MRS Logística, com descrição e detalhamento de cada um,

assim como a análise crítica de alguns destes carregamentos, com a apresentação

das anomalias encontradas.

5.1 CARREGAMENTOS

Nesta seção serão apresentados e detalhados todos os carregamentos de minério

de ferro presentes na malha da MRS Logística.

5.1.1 ALBERTO FLORES E FEIJÃO

Alberto Flores e Feijão

Devido a sua localização na malha, esses dois terminais são analisados

simultaneamente. O terminal de Feijão está localizado dentro da mina,

diferentemente de Alberto Flores.

62

O terminal de Alberto Flores é operado CVRD e o carregamento é realizado por pá

carregadeira. No entanto, a plataforma de carregamento possui uma área pequena e

em linha reta, o que justifica, em muitas vezes, a divisão do carregamento do trem

com o Terminal do Feijão. A exploração de minério é feita próximo ao local de

carregamento e a estocagem próxima à linha é feita por auxílio de correias

transportadoras e caminhões. É realizado, em média, dois carregamentos por dia.

Informações técnicas:

- Capacidade no terminal: um trem por vez;

- Antes da carga: existe manobra (40min) e a limpeza não é um aspecto

considerável;

- Depois da carga: existe manobra (1h);

- Manutenção programada: não tem;

- Observação: o trem pode ser dividido ao meio (entre Alberto Flores e Feijão) a

pedido dos clientes.

O terminal do Feijão também é operado pela CVRD. O carregamento é feito por

intermédio de diversas pás carregadeiras, posicionadas em diversos pontos da pêra.

São realizados, em média, dois carregamentos por dia. No terminal existem dois

procedimentos de carregamento, tabela completa (132 vagões) e meia tabela (66

vagões), quando, em Alberto Flores, o trem é dividido, despachando metade da

composição para o carregamento no Feijão e os outros 66 vagões carregados em

Alberto Flores


- Capacidade no terminal: dois trens simultaneamente;

- Antes da carga: tempo de preparação, limpeza (40min);

- Depois da carga: tempo de retirada do trem (30min);

- Manutenção programada: não tem;

63

- Observação: o trem pode ser dividido ao meio (entre Alberto Flores e Feijão) a

pedido dos clientes.

5.1.2 CASA DE PEDRA

Casa de Pedra

Terminal operado pela CSN. O terminal recebe minério extraído da mina de Casa de

Pedra, que chega até o carregamento diretamente do depósito da mina através de

correias transportadoras. Como o carregamento não possui depósito nem silo, o

minério que chega pela correia transportadora é diretamente carregado no vagão. O

carregamento de Casa de Pedra possui capacidade de 20 milhões de toneladas de

minério por ano, porém trabalha atualmente num ritmo de 13 milhões de toneladas

por ano. Para o ano de 2006 existe um projeto de ampliação do carregamento de

Casa de Pedra, com a construção de um segundo carregamento no local com

capacidade de 40 milhões de toneladas por ano. O terminal de Casa de Pedra

carrega uma média de 5 trens por dia, onde cada carregamento de 132 vagões dura,

em média, 4 horas sem imprevistos. Uma virtude do terminal é que a correia

transportadora que carrega os vagões tem uma mobilidade lateral do comprimento

de 20 vagões, o que ajuda na boa distribuição da carga nestes.



64

- Antes da carga: tempo de preparação, limpeza (40min);

- Depois da carga: tempo de retirada do trem (30min);

- Manutenção programada: mensal

5.1.3 OLHOS D’ÁGUA

Olhos D’Água

O TOD é de propriedade da MBR e o carregamento é realizado por silo. No entanto,

há apenas uma linha de carregamento. A exploração do minério é feita no local e

ocorrem, em média, de dois a três carregamentos por dia.


- Capacidade no terminal: dois trens simultaneamente;

- Antes da carga: se o terminal estiver ocupado com trem a frente, o trem a começar

carga deverá esperar a saída do outro. O trem carregado é revistado antes da

partida pois a saída é uma descida. Mesmo que o pátio esteja vazio, o tempo de

antes da carga gira em torno de 20 minutos.

- Depois da carga: o maquinista deve revistar o trem. Este processo dura cerca de

30 minutos.

- Manutenção programada: quinzenalmente, às sextas-feiras.

65

O primeiro carregamento de minério no Terminal Ferroviário de Olhos d'Água, em

Belo Horizonte, aconteceu em outubro de 1990. Até 2001, nele era embarcado o

minério produzido e processado na mina da Mutuca. Hoje, atende exclusivamente à

mina de Capão Xavier. Sua linha tem 594 quilômetros de extensão e chega até o

Terminal Marítimo da Ilha Guaíba. A capacidade atual de carregamento é de

aproximadamente 60 mil toneladas diárias - o que ocupa quatro trens com 132

vagões cada um.

Fig. 5.1: Terminal de Carregamento Olhos D’Água


5.1.4 ANDAIME

Localizado em Rio Acima, o Terminal Ferroviário de Andaime iniciou sua operação

em julho de 1994, para atender à Mina do Pico. Hoje, com a planta de Vargem

Grande (unidade de beneficiamento) em plena operação, recebe também o minério

ali beneficiado, procedente das minas de Tamanduá e Capitão do Mato.

66

Andaime

Terminal de propriedade da MBR, o Andaime detêm o maior volume de

carregamento de minério da companhia. No terminal, o carregamento é feito por silo

e existem duas linhas de carregamento, as quais podem utilizadas simultaneamente.

O transporte até o silo é realizado por intermédio de correias transportadoras, as

quais são posicionadas de acordo com o tipo de minério a ser carregado.


- Capacidade do terminal: o terminal comporta três trens simultaneamente. Dois

podem ser carregados ao mesmo tempo, pois existem dois silos. Os sistemas são

independentes. Se existirem dois trens carregando, o terceiro, ao chegar, entra na

linha do trem que irá terminar a carga primeiramente;

- Antes da carga: em torno de 40 minutos;

- Depois da carga: o trem que estiver na frente deverá sair par o vazio poder entrar

no carregamento;

- Manutenção programada: semanalmente, às sextas-feiras.

67

Fig. 5.2: Terminal Ferroviário do Andaime


5.1.5 PIRES

Pires

Terminal operado pela CVRD. O Pires recebe minério extraído da mina da Ferteco

Minerações Ltda., que chega até a plataforma de carregamento transportado por

caminhão. Os vagões são carregados por pá carregadeiras (uma média de 6 pás

funcionando em conjunto) que possuem uma balança em suas pás diretamente

ligada a um computador de bordo. Todo o minério carregado é pesado pela balança

68

e registrado no computador, que libera um ticket com o carregamento total feito por

cada pá. O peso da carga de cada vagão é estimado pelo operador de cada pá

carregadeira, que pega a média de cada “caçambada” da pá e preenche o vagão

com a quantidade de carga que este suporta. O Terminal Água Santa (Pires) carrega

uma média de 3 trens por dia, onde cada carregamento dura de 5 a 5 horas e meia,

sem imprevistos.


- Capacidade: um trem por vez;

- Antes da carga: em torno de 40 minutos;

- Depois da carga: deslocamento médio de 1h;

- Manutenção programada: não tem.

5.1.6 CARLOS NEWLANDS

Terminal cuja operação é de responsabilidade da Minas Sul. Há possibilidade de

extração de minério no local, no entanto, existem questões burocráticas junto a

órgãos ambientais, que já estão sendo analisadas. Portanto, os estoques de minério

chegam de outras extrações, através de caminhão. Os carregamentos no terminal

são realizados por pás carregadeiras, porém, pretende-se carregar, também, com

caminhão, o que só não foi feito devido à altura insuficiente da plataforma. No

terminal são realizados de dois a três carregamentos por semana..



- Antes da carga: manobra em torno de 1h;

- Depois da carga: manobra em torno de 40 minutos;

- Observação: poucos trens são carregados neste terminal.

69

5.1.7 SARZEDO

Sarzedo

Terminal operado pela Itaminas. A extração de minério é feita próximo ao

carregamento e o transporte, até as intermediações da plataforma, é feito por

caminhão. O processo de carregamento dos vagões envolve pá carregadeira e

caminhão, onde, a pá carregadeira colhe o minério a ser carregado e carrega o

caminhão, que por sua vez despeja o minério no vagão. São necessários em torno

de quatro caminhões para carregar um vagão. É feito, em média, dois

carregamentos por dia.



- Antes da carga: manobra em torno de 1h;

- Depois da carga: manobra em torno de 40 minutos;

- Manutenção programada: não tem.

5.2 ANÁLISE DOS CARREGAMENTOS E SUAS ANOMALIAS

Para maior objetividade e foco do estudo, as análises mais profundas, com detecção

de anomalias, serão feitas em apenas quatro dos oito carregamentos de minério de

ferro da MRS Logística, escolhidos em função do tipo de equipamento utilizado e da

produção, em toneladas úteis, realizada por cada um.

70

Como os únicos carregamento por sistema de correia transportadora e caminhão da

MRS Logística S.A. são Casa de Pedra (FCR), da MBR e Sarzedo (FSO), da

Itaminas, respectivamente, estes farão parte dos quatro escolhidos para serem

avaliados.

Os outros dois selecionados são Andaime, da MBR, e Pires, da CVRD, que operam

por meio de silo e pás carregadeiras respectivamente, conforme mostra a tabela 5.1

a seguir.

Tab. 5.1: Produção por carregamento - 2005

TERMINAL TIPO CARREG. TON. ÚTEIS NÚM. VGSANDAIME SILO 31.175.713 319.272 TOD SILO 10.099.835 102.625 CASA DE PEDRA CORREIA 11.339.136 132.779 PIRES PÁ CARREG. 8.651.274 94.286 ALBERTO FLORES PÁ CARREG. 9.706.251 99.138 FEIJÃO PÁ CARREG. 2.239.384 24.493 CARLOS N. PÁ CARREG. 434.903 5.032 SARZEDO CAMINHÃO 6.058.703 63.144

PRODUÇÃO 2005


Mesmo não sendo o terminal que opera por meio de pás carregadeiras com a maior

produção de 2005, o carregamento do Pires foi escolhido, uma vez que os

carregamentos de Alberto Flores e Feijão operam em conjunto, na maioria das

vezes, como dito na seção anterior.

5.2.1 TERMNAL DO ANDAIME

71

O terminal do Andaime é o terminal de maior produção da MRS e foi responsável,

em 2005, por carregar mais de trinta e um milhões de toneladas de minério de ferro,

o que significa 39,1% do carregamento deste produto no mesmo ano.

Com o carregamento feito por meio de silo, o Andaime é considerado, dentre os oito

carregamentos presentes na malha da ferrovia, o de melhor tecnologia e mais bem

preparado para o serviço. Porém, ainda é suscetível a falhas e anomalias devido a

sua tecnologia desatualizada.

Foi constatada no terminal do Andaime a existência de problemas na distribuição

longitudinal da carga nos vagões de minério, assim como ocorrências de vagões

com excesso de peso. Ambas as anomalias estão diretamente ligadas ao trabalho

do operador de carregamento deste terminal.

Como o processo de carga é dinâmico (com o trem em movimento), em algumas

situações a cabeceira da frente do vagão não é totalmente utilizada pelo operador

do carregamento, que tenta compensar a capacidade de carga do vagão carregando

mais na parte de trás. Neste caso, o carregamento fica excêntrico, como pode ser

visto nas figuras 5.3 e 5.4 a seguir.

72

Fig 5.3: Vagão carregado no terminal do Andaime – deslocamento longitudinal


Fig 5.4: Vagões carregados no terminal do Andaime – deslocamento longitudinal

(Fonte: MRS Logísica S.A.)

73

5.2.2 TERMINAL DE CASA DE PEDRA

O terminal de Casa de Pedra foi o segundo maior em produção no ano de 2005,

com mais de onze milhões e trezentas mil toneladas de minério carregadas, e sua

tendência é crescer ainda mais. Operado por meio de correia transportadora, foi o

terminal que apresentou o menor número de anomalias, com menores níveis de

criticidade.

Por ter um sistema de carregamento com correia transportadora e chute capaz de se

movimentar por um comprimento aproximadamente igual ao de vinte vagões de

minério, a distribuição da carga neste terminal é exemplar, na maioria das vezes,

obviamente dependendo ainda da habilidade do operador do carregamento. Veja

figura 5.5 abaixo.

Fig. 5.5: Carregamento exemplar realizado no terminal de Casa de Pedra


74

As anomalias detectadas ficam por conta do derramamento de minério ao longo da

linha, que não é crítico, e às poucas ocorrências de vagões com excesso de peso. O

que prejudica o carregamento, neste aspecto, é o sistema de pesagem por balança

de correia transportadora, que oferece baixa precisão na informação da carga

carregada por vagão.

5.2.3 TERMINAL DO PIRES

Operado por meio de pás carregadeiras, o terminal do Pires foi responsável por mais

de oito milhões e quinhentas mil toneladas de minério de ferro carregadas no ano de

2005, o quarto lugar em produção dentre os terminais na malha da MRS Logística.

Como era de se esperar, o carregamento apresentou um maior número de

anomalias, e também mais críticas, quando comparado aos carregamentos do

Andaime e de Casa de Pedra.

Das anomalias descritas na seção 3.2 deste texto, o carregamento do Pires

apresentou problemas na distribuição da carga nos vagões, derramamento de

minério em excesso nas linhas de carregamento, condições precárias de operação e

disparidade de peso de carga em função da capacidade do vagão.

As anomalias referentes à distribuição de carga nos vagões variaram entre

deslocamento longitudinal e transversal, como pode ser verificado nas figuras 5.6 e

5.7 a seguir.

75

Fig. 5.6: Carregamento do Pires - deslocamento transversal


Fig. 5.7: Carregamento do Pires – presença de “vazios” nos vagões


76

No que diz respeito ao derramamento de minério, grandes quantidades do produto

caem entre os vagões e a plataforma de carregamento durante o processo de carga,

assim como do outro lado do vagão. As condições de operação do carregamento

pioram este tipo de ocorrência uma vez que, com o acúmulo de minério sobre a

plataforma, os pneus das pás carregadeiras também contribuem empurrando

minério de ferro para a linha de carregamento. Observe a figura 5.8 a seguir.

Fig. 5.8: Carregamento do Pires – excesso de minério ao redor dos vagões


As condições físicas do terminal ficam ainda piores no pós-carga, quando a linha de

carregamento deve ser completamente limpa, incluindo as máquinas de chave da

pêra, o que ocasionalmente não acontece, como visto na figura 5.9 a seguir.

77

Fig. 5.9: Carregamento do Pires – máquina de chave com excesso de minério entre

as agulhas.


O excesso de minério sobre a plataforma de carregamento piora as condições de

operação do terminal, contribuindo para maior queda de material sobre os trilhos e

aumentando o risco de ocorrência de acidentes com paralisação do carregamento,

causando atrasos e prejuízos.

78

Fig. 5.10: Carregamento do Pires: excesso de minério sobre a linha, entre os trilhos

e na beira da plataforma de carregamento.


5.2.4 TERMINAL DO SARZEDO

Operado por meio de caminhões e responsável por mais de seis milhões de

toneladas carregadas em 2005, quinto lugar em produção, o terminal do Sarzedo é

de longe o mais crítico de todos, apresentando todos os tipos de anomalias em

níveis bem altos quando comparados aos outros dentro da malha da MRS Logística.

A operação da carga por caminhões é a mais complicada de todas e,

consequentemente, maior geradora de problemas. Os índices de acidentes neste

terminal devido a derramamento de minério de ferro na linha e más condições de

operação do terminal são muito altos e supera o de todos os outros terminais de

carregamento de minério.

79

Os maiores problemas no terminal do Sarzedo se encontram da distribuição de

carga nos vagões, derramamento de minério de ferro na linha de carregamento e

más condições de operação do terminal.

Em relação à distribuição de carga, na maioria das vezes há presença de

deslocamento transversal. Esta ocorrência é mais crítica e freqüente em

carregamentos por meio de caminhão, como pode ser visto na figura 5.11 a seguir.

Fig. 5.11: Carregamento do Sarzedo – deslocamento transversal


No que diz respeito às condições de operação do terminal, a plataforma de

carregamento está desalinhada em alguns pontos e tombando em direção à linha,

as linhas de carregamento apresentam bitolas abertas e fora de condições de

suportarem locomotivas e o excesso de minério sobre a plataforma cobriu a barra de

proteção na beira da plataforma. Esta barra de proteção devia ser utilizada pelos

motoristas dos caminhões como limite para apoiar os pneus destes, mas com a

80

ausência dela, acidentes como o mostrado na figura 5.12 a seguir se tornaram

freqüentes.

Fig. 5.12: Carregamento do Sarzedo – caminhão caído dentro de vagão.


As más condições de operação do terminal contribuem ainda mais para a piora do

derramamento de minério sobre a linha de carregamento, que já atinge índices

altíssimos neste tipo de carregamento. É comum caminhões bascularem a carga de

minério fora das dimensões dos vagões, uma vez que a mobilidade dos caminhões e

os recursos deste tipo de operação são muito inferiores se comparados aos outros

presentes na malha da MRS Logística.

81

5.3 EXEMPLO DE MELHORIA NO TERMINAL DO ANDAIME

O carregamento do Andaime, sendo o mais produtivo e importante da malha da

MRS Logística, foi tomado como exemplo, nesta seção do texto, para uma

estimativa de melhoria em função da sua tecnologia.

Considerando a tecnologia do carregamento de granéis Batch Weigh, apresentada

no capítulo 4 deste texto, aplicada ao carregamento do Andaime, tomando-se os

números de produção realizados no ano de 2005 pelo terminal do Andaime (tabela

5.1) e considerando o cálculo do impacto dos diferentes níveis de erros de pesagem

mostrados na tabela 4.1, considerou-se:

- 100% da produção do terminal do Andaime destinada à exportação;

- valor aproximado do frete pago à MRS Logística, por tonelada, a partir do terminal

do Andaime até o Rio de Janeiro: R$23,00;

- valor aproximado do produto para exportação por navio pago à mineradora, por

tonelada: US$50,00;

- precisão do carregamento atual do Andaime: (±) 0,3% (média da tecnologia

utilizada no Andaime, de acordo com McHale, William.).

Nestas condições de operação e produção, caso o terminal do Andaime tivesse sido

operado no ano de 2005 utilizando a tecnologia de carregamento Batch Weigh, a

MRS Logística poderia ter arrecadado até cerca de R$2.151.124,00 a mais de frete,

referentes aos erros de pesagem do sistema atual. Já a MBR poderia ter arrecadado

até cerca de US$4.676.357,00 a mais pelo produto vendido, também referente aos

mesmos erros de pesagem do sistema atual utilizado no terminal do Andaime.

82

6. CONCLUSÃO

O estudo apresentado nesta monografia mostra o quanto a operação da MRS

Logística está vulnerável aos carregamentos de minério de ferro presentes na sua

malha ferroviária. As anomalias aqui apresentadas ocorrem com freqüência na

maioria destes terminais de carregamentos e, com o aumento constante da

produção de minério e do transporte deste produto via ferrovia, a tendência é que os

índices atinjam níveis ainda maiores caso nada seja feito para virar este quadro.

Mesmo os carregamentos presentes na malha da MRS vistos como carregamentos

muito eficientes por um grande número de ferroviários, como é o caso do terminal do

Andaime e de Casa de Pedra, possuem tecnologias já obsoletas quando

comparadas às que são utilizadas nas maiores e mais ricas ferrovias do mundo. Daí

pode-se concluir o quanto a MRS Logística está sujeita aos problemas descritos

neste texto em se tratando do carregamento de Sarzedo, por exemplo.

No que diz respeito à nova tecnologia de carregamento apresentada neste texto, o

sistema Batch Weigh, cabe aos clientes da MRS Logística investirem na atualização

de seus carregamentos, uma vez que a MRS não é proprietária de nenhum dos

terminais de carregamento apresentados. Uma ação em conjunto, MRS e clientes,

também pode ser tomada, já que ambos os lados sairiam ganhando com a inovação.

Já a MRS Logística pode utilizar as balanças PTW para monitorar e fiscalizar os

terminais de carregamento de minério na sua malha no que diz respeito à

distribuição de carga nos vagões e quantidade de carga nestes. A balança PTW2,

de pesagem estática, poderia ser utilizada aleatoriamente entre os terminais de

carregamento para chegar-se a um índice concreto de vulnerabilidade da operação

da MRS a cada carregamento e, a partir daí, tomar ações focadas de maneira a

minimizar e acabar com as anomalias presentes nestes terminais.

83

O cargo de inspetor de carga, existente em outras ferrovias brasileiras, também

poderia ser adotado pela MRS Logística com o objetivo de monitorar e fiscalizar de

perto todos os carregamentos de minério de ferro presentes na sua malha.

Esta monografia pode servir como passo inicial de um estudo mais aprofundado e

específico das anomalias presentes nos terminais ferroviários de carregamento de

minério de ferro.

No ritmo de crescimento que a ferrovia brasileira vem apresentando nos últimos

anos, um foco maior tem sido dado à segurança pessoal e material, à saúde e ao

meio ambiente. Para que a ferrovia continue crescendo e atinja cada vez índices

maiores de desenvolvimento, uma atenção ainda maior deve ser dada aos

problemas oriundos dos carregamentos de minério de ferro e investimentos de

melhoria devem ser feitos para que a excelência no transporte ferroviário de carga

seja atingida no futuro.

84

BIBLIOGRAFIA

[1] BRANCO, José Eduardo e FERREIRA, Ronaldo. Tratado de Estradas de Ferro Vol. II. Editora. Ano.

[2] REAGAN, Paul e FREEMAN, Jim. Batch Weigh: Weighing The Options. 2004.

[3] McHALE, William J. Benefits of Improving Train Loading Efficiency.

[4] McHALE, Bill. BatchMaster Iron Ore Loadout: Totally Automated Train

Loading. 2004.

[5] PTW: The Portable Train Weigher – www.weighwell.com.

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