encontro de ferrovias vale

Simulação de Capacidade de Terminal Ferroviário de Carga e Descarga de Minério da EFC

1. Introdução

2. Terminais de carregamento e descarga de minério

3. Análise de capacidade e teoria de filas

4. Resultados

5. Conclusões

Agenda

IntroduçãoO sistema de produção de minério norte é formado pelo conjunto mina, porto e ferrovia. O

Terminal Ferroviário de Ponta da Madeira (TFPM), em São Luis no Maranhão é responsável pela

descarga de minério transportada pela EFC e o Terminal Ferroviário de Carajás no Pará pelo

carregamento de minério de Carajás. A capacidade destes terminais deve estar em sintonia com a

capacidade da ferrovia de forma a atender a demanda de minério.

PortoPorto

MinaMina FerroviaFerrovia

PortoPorto


PortoPorto


Evolução do volume transportado de minério na EFC

Volume minério mercado externo + Mn (Kt) EFC

91.392

43.77945.612

43.286

51.307 53.31656.279

65.53471.517

79.67187.026

93.223

22.239

113.827

7.5867.2787.375

0

2000

4000

6000

8000

10000

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009 ja

n

fev

mar abr

mai jun jul

ago

set

out

nov

dez

Acu

mO

rçad

o

Kt

0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

Introdução – Volume realizado de minério

114

126

155

172

239

267 267 267

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

Volume ME 27/08/2009

Volume de minério em Mta

Introdução – Demanda futura de minério

Capacidade diária em pares de trens = (24 - tempo de manutenção) x K

tempo desloc. trem sentido 1 + tempo desloc. trem sentido 2

Tempo de deslocamento no trecho singelo

Tempo de manutenção: Intervalo em que o segmento é interrompido para a circulação de trens para manutenção.

Tempo de deslocamento: Tempo necessário para o trem transpor um segmento de linha.

K – Fator de regularidade e utilização da disponibilidade

Sentido 1

Sentido 2

Introdução – Capacidade da ferrovia

F = Produção x Ciclo

Nd x Cv x (1-m)

P- Prod desejada (t)

C- Ciclo do transporte (dias)

Nd- Número de dias de operação no período

Cv- Capac do vg

m- Tx de indisponibilidade p/ transporte

F- Frota necessáriaPassos do processo de simulação:

• Estima-se um ciclo.

• Calcula-se a quantidade de material rodante(vagões e locomotivas) a partir do ciclo estimado e do volume demandado

• Roda o simulador.

• Encontra-se o ciclo e o volume realizado.

• Realiza-se a aferição do ciclo estimado com o realizado.

• Inicia-se o ciclo novamente até que o ciclo estimado e conseqüentemente o volume realizado atendam a demanda solicitada.

Introdução – Frota dimensionamento

1. Introdução



4. Resultados

5. Conclusões

Agenda

CidelândiaSão Pedro da Água Branca

Bom Jesus das Selvas

Buriticupu

Alto Alegre do Pindaré

Vitória do Mearim

Santa Rita

João Lisboa

TFPM

SISTEMA NORTESISTEMA NORTE

Terminais – TFPM e TFCJ

TFCJ

Atualização concluída em 31/03/09 por Igor Dias e João Cantanhede.

TERMINAL FERROVIÁRIO DE PONTA DA MADEIRA

SB do Km 000

GALPÃO DE TRANSBORDO

KM 000

452

455

601

216

218 453

454

450 232

227 456230457

235

239458

459

460

240

201

238204

205

207

236202

91

92

93

204

203

202 94

402

451

209

207

208

210 302

303304305 212

211

214308

307213

405

610

129130

127

134131171172

175

178136

135

209

141

143142

161162163

165

139 208

401

187

71

94 9293

125123

119118 114122

120121

125

121122123130

124131132 116

115

01

23

25

24

49

2729

28

31

30

32

34

620

1

23

25

101101

103

102

152104

105106104

105106

107

OF. DE MÁQ. DE LINHA

ADM. ENG. LINHA

DESCARREGADOR DE SOJA

GARAGEM DO CARRO CONTROLE

DEPÓSITO DE INFLAMÁEL

OFICINA CENTRAL DE MANUTENÇÃO

OFICINA DE FREIOS

VIRADORES DE VAGÕES DE MINÉRIO

DESCARREGADOR

RAMAL DE PASSAGEIRO

EST

AÇ

ÃO

DE

PA

SSA

GE

IRO

S

PÁ

TIO

DE

CL

ASS

IFIC

AÇ

ÃO

PÁ

TIO

DE

VIR

AD

OR

ES

DE

VA

GÕ

ES

PÁTIO

DE R

ECEPÇÃO

DESCARREGADOR DE GUSA

229

501

126

69

89

65A

128

656667

113

110111109108

151

108

167107

149

147146

148

159

182169

180182144

181

179140

137

138

183

184

185

186

201

301

237

406

PN

PN

PN

PN

Viaduto Ferroviário

Viaduto

Ferro

viário

306

128

70

VV

02

E. F. SÃO LUIS - TERESINA

PE

TR

OB

RÁ

S

243

242

SABBA

TEXACO

249

245

248

247

246

2SB

2TX1TX

1SB

244

1PE

2PE

3PE

251

253

252

254

257

2PI

3PI

258

SIL

OS

PÊR

A D

O P

IER

250

DESCARREGADOR

4PI

PÁTIO

DA

ESS

O

C F N


1PI

1BR

2BR 3B

R

Linha da balança

256

255

126

127

134

120124

1PB

1RP

PN

PN

26

260

2100m

Rampa de embarque de veículos

RA

MA

L PE

LO

TIZ

AÇ

ÃO


Linha do Transbordo

449448

91

ESTALEIRO DE SOLDA

OF. CARROS PASSAGEIRO

ALMOXARIFADO F -1

Início de Trecho sinalizado

133

Linha da DIEP

164

68

02

03

04

05

06

02A

170

173

0103

04

05

02

06

07

0809

1011

1213

14 15

1617

1819

2021

22

33

656769

7173

72

74

7576

7778

7980

81

8283

8485

8687

88

9091

117

132

133 145

205

206 215

217

219

220

223

224225

226

228

231

233234

241

259

261

262

263

264

112

Legenda : Linhas – Circuito de minério (sequência de AMV’s - 01 ao 100)

Linhas – Circuito de carga (sequência de AMV’s - 101 ao 200)

Linhas – Circuito de manutenção (sequência de AMV’s - 201 ao 300)

Circuito de AMV’s existentes

Circuito de AMV’s projeto

VV

04

324

1324

POSTOS DE INSPEÇÃO DE VAGÕES DE MINÉRIO


02

03

04

0506

35

36

37

VV

03

VV

01

3839

4142 43

4044

45

46

50 4948 47

51

52

55

54

53

56

57

5960

586162

63

64

70

11

1213

14

24

26

30

32 33

31

40 41 42 43

44 45 46 47

50 58

4866

6851 52

47A

265

266

267

601

129

150

127

133

ITS

Travessão 1

Travessão 2

Travessão 3

Travessão 4

Travessão 5

Travessão 6

Travessão 7 Travessão 8

Travessão 9

Travessão 10

Travessão 11

AMV 07AMV 07

1O1O1111

AMV 08AMV 08

0909

121213131414

151516161717

19191818

20202121

22222323

2424

AMV 34AMV 34

AMV 35AMV 35

AMV 36AMV 36

26262727

282829293030

31313232

3333

Linha 02

Linha 06

Linha 08

Linha 10

Linha 12

Linha 07

Linha 03

Linha 05

Linha 01

0707

0505

01010303

02020404

0606

08081010

Linha 04

09 B09 B

Linha 09 B

Linha 09 A

09 A09 A

Linha 05 - 330 vag. Unilog LP005-RC

Linha 01 - 330 vag. Unilog LP001-RCLinha 03 - 330 vag. Unilog LP003-RC


Linha 02 Sinalizada – 150 vag

Linha 10 Sinalizada – 150 vag

Linha 02 - 330 vag. Unilog LT002-CALinha 04 - 330 vag. Unilog LT004-CA

Linha 08 - 330 vag. Unilog LT008-CALinha 10 - - 330 vag. Unilog LT010-CA

Linhas de RecepçãoLinhas de Recepção

Linhas de CarregamentoLinhas de Carregamento

Painel CCP Carajás

Linha 10 - Unilog LF010-FO Linha 08 - Unilog LF008-FO Linha 06 - Unilog LF006-FO Linha 04 - Unilog LF004-FO

Linha 02 - Unilog LF002-FO

Obs.: No sistema após o carregamento os vagões são colocados em uma linha de Formação, que noUnilog é cadastrada em FO - Linha de Formação.

Linha 09


Linha 06 - - 330 vag. Unilog LT006-CA

Paredão

Linha 12 - - 03 TCT. Unilog LT012-CBSilo 3

Linha 09 - - 20 Vag. Unilog LT009-AL

1. Introdução



4. Resultados

5. Conclusões

Agenda

Análise de capacidade e Teoria de Filas

Segundo Fogliatti (2007) um Sistema com Fila é composto fisicamente por usuários (trens), por canais ou postos de serviço/atendimento (silos e viradores de vagões) e por um espaço designado para a espera (capacidade do sistema).

Conforme notação de modelos de filas básicos, utilizamos o modelo M/M/c/∞/ FIFO, onde o 1º. M denota a taxa de chegada, o 2º. M a taxa de atendimento, o c o número de servidores e o ∞ significa que o processo de chegada de trens ao sistema segue o processo de nascimento e morte (chegada e saída do terminal).No modelo M/M/c/∞/ FIFO, os tempos entre chegadas sucessivas seguem uma distribuição exponencial de parâmetro λ e há c servidores, cada um dos quais com tempos de atendimento que seguem distribuições exponenciais, de parâmetro µ.

Tempo médio de espera na fila

Taxa de ocupação


Foi modelado no software extend os terminais (TFPM e TFCJ), conforme premissas de movimentação de trens e tempos de carregamento nos silos e descarga nos viradores.

Gerador: tx de chegada de trens

Medidor de fila

Saída dos trens


Gerador: tx de chegada de trens

Medidor de fila

Saída dos trens


1. Introdução



4. Resultados

5. Conclusões

Agenda

Resultados TFPM – Tempo em fila e ocupação

Os resultados a seguir referem-se a análise de capacidade de 2011, resultados análogos foram obtidos para os anos de 2012-2014.

TFPM

• Tempo médio de espera em fila caótico p/ sistema

desequilibrado.

• Chegada e partida de trens desbalanceada no

sistema em desequilíbrio.

• Taxa de ocupação dos viradores 86% p/ sist.

equilibrado e 92% no desequilibrado.

TFCJ

• Tempo médio de espera em fila caótico p/ sistema

desequilibrado.

• Chegada e partida de trens desbalanceada no

sistema em desequilíbrio.

• Taxa de ocupação dos viradores 86% p/ sist.

equilibrado e 92% no desequilibrado.

Resultados TFCJ – Tempo em fila e ocupação

TFCJ [TBN]TFPM [TBN]

Milhões de t/anoMilhões de t/ano

Obs: Considerado peso médio orçado 2010 e do PD corrente de 2011 até 2014;

Capacidade de ME = Demanda ME + dif. da capac. de via e a demanda total de trens no trecho;

TFPM em 2012: considerado entrada de 1 VV’ em Abr e 1 VV em Jul

Considera entrada do Silo 4 apenas em 2013

Resultados – Capacidade dos terminais (sistema em equilíbrio)

1. Introdução



4. Resultados

5. Conclusões

Agenda

Conclusões

Conforme resultados apresentados deve-se atentar para os seguintes pontos ao avaliar a capacidade do terminal:

• O tempo médio de espera do trem na entrada do terminal, deve ser o menor possível já que o pátio de recepção deve absorver a chegada dos trens.

• Trem aguardando para entrar no terminal, gera custos operacionais para o processo (manutenção, hora extra, ativos, etc.).

• Os servidores (silos e viradores de vagões) devem ser dimensionados para taxas de ocupação abaixo de 90%, de preferência com coeficiente de segurança para evitar geração de filas e desequilíbrio do sistema.

• Conforme observado no gráfico de capacidade dos terminais simulado, podemos verificar que nos anos de 2010 e 2011 a capacidade ficou muito próxima da demanda o que vem gerando algum desequilíbrio no sistema.

• Melhorias operacionais e de indicadores de manutenção dos servidores devem ser contemplados no dimensionamento do sistema, taxas de atendimento mais eficientes alteram o comportamento do sistema (filas, taxas de ocupação, etc.).

Muito obrigado!

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(98) 3218-4429

(98) 8817-0448

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