marcelo prado sucena subsÍdios para a alocaÇÃo de...
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MINISTÉRIO DA DEFESA
EXÉRCITO BRASILEIRO
SECRETARIA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA
INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
CURSO DE MESTRADO EM ENGENHARIA DE TRANSPORTES
MARCELO PRADO SUCENA
SUBSÍDIOS PARA A ALOCAÇÃO DE RECURSOS FINANCEIROS E M SISTEMAS
DE TRANSPORTES URBANOS SOBRE TRILHOS BASEADO EM CRI TÉRIOS
TÉCNICOS
Rio de Janeiro
2002
2
INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
MARCELO PRADO SUCENA
SUBSÍDIOS PARA A ALOCAÇÃO DE RECURSOS FINANCEIROS E M
SISTEMAS DE TRANSPORTES URBANOS SOBRE TRILHOS
BASEADO EM CRITÉRIOS TÉCNICOS
Dissertação de Mestrado apresentada ao Curso de Mestrado em Engenharia de Transportes do Instituto Militar de Engenharia, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Ciências em Engenharia de Transportes.
Orientadora: Profa. Maria Cristina Fogliatti de Sinay – Ph. D. Aprovada em 14 de novembro de 2002 pela seguinte Banca Examinadora:
Profa Maria Cristina Fogliatti de Sinay - Ph. D. do IME - Presidente.
Prof. Marcus Vinícius Quintella Cury - D. Sc. do IME.
Prof. Amaranto Lopes Pereira - Dr. Ing. da COPPE/UFRJ.
Prof. Raul de Bonis Almeida Simões - D. Sc. da COPPE/UFRJ.
Rio de Janeiro
2002
3
Aos meus avós maternos Antonio (in memoriam) e Almerinda (in memoriam), pela minha formação moral, à minha esposa Luzia e meu filho Diogo pela dedicação e compreensão em todos os momentos.
4
AGRADECIMENTOS Ao Instituto Militar de Engenharia pela oportunidade de realização do curso de
Mestrado em Engenharia de Transporte.
Aos professores do Curso de Mestrado em Engenharia de Transportes do IME
pelos ensinamentos transmitidos, em especial à coordenadora, Professora Vânia
Barcellos Gouvêa Campos e à orientadora dessa dissertação, professora Maria
Cristina Fogliatti de Sinay.
Ao Professor Carlos Alceu pelo incentivo e conselhos no início do curso.
Aos Professores Laerte e Amaranto pelas horas disponibilizadas para ouvirem
minhas primeiras idéias sobre essa dissertação.
Ao Eduardo Seixas da ABRAMAN pela ajuda e esclarecimentos sobre os
conceitos iniciais de manutenção e confiabilidade.
Ao Professor Paulo Afonso pela paciência e disponibilidade para ajudar-me
quando mais necessitei.
Ao Professor Quintella pelo incentivo e dedicação durante toda dissertação.
Aos Professores Cel. Dias e Letícia pelo incentivo e esclarecimentos durante as
aulas de logística, abrindo novas portas para minha vida profissional.
À turma de 2000, em particular aos amigos Renata, Glaydston e Saul pelo apoio
nas disciplinas do mestrado.
À minha turma (2001), em especial às amigas Ana Flávia e Telma, pela alegria e
atenção.
Aos funcionários da secretaria, Sgt Lauro, Ana Paula e Sgt Oazem, pela ajuda
logística, burocrática e também pelo carinho e amizade.
Ao grande amigo, Eng. José Antonio Duba pelo apoio técnico e motivação
durante todo curso.
Ao Eng. Lino, Presidente da FLUMITRENS em 2001 e ao Coordenador de
Informática, Cássio Pino, pela autorização para cursar o mestrado.
À todos os companheiros da FLUMITRENS/CENTRAL que auxiliaram no
desenvolvimento da dissertação, em especial à Selma Regina, Cátia Cavalcanti,
Osvaldo Barbosa, Luís Cláudio Alves, Pedro Paulo Barbosa, Helio Suêvo e
Francisco Carlos.
5
Ao Departamento de Informática da FLUMTRENS/CENTRAL, em especial aos
amigos Vicente de Almeida Jr., Amarildo Alves, Marcio Hampshire, Kleber
Figueiredo, Jorge Walfrido, que "seguraram a barra" quando o tempo estava
escasso.
À minha esposa Luzia Gloria pelo incentivo e apoio incondicional em todos os
momentos no decorrer deste trabalho e sempre.
Ao meu querido filho Diogo pelos momentos de aconchego e acolhida durante a
trajetória desta dissertação.
À minha mãe, Sueli, seu esposo José e ao meu irmão Alexandre, pelo incentivo
determinante.
À todas as pessoas que, indiretamente, contribuíram para a elaboração deste
trabalho.
E, principalmente, a Deus por ter colocado todas estas pessoas no meu caminho
e ter possibilitado a minha evolução intelectual e espiritual.
6
"Ninguém foge aos princípios de causa e feito, mas ninguém está privado da liberdade de renovar o próprio caminho, renovando a si mesmo".
ANDRÉ LUIZ
7
SUMÁRIO
LISTA DE ILUSTRAÇÕES............................................................................ 11
LISTA DE TABELAS..................................................................................... 13
1 INTRODUÇÃO............................................................................. 16
1.1 Considerações Iniciais.................................................................. 16
1.2 Relevância e Justificativa ............................................................ 16
1.3 Objetivo........................................................................................ 17
1.4 Desenvolvimento da Dissertação................................................. 17
2 TÉCNICAS PARA ALOCAÇÃO DE RECURSOS. ...................... 19
2.1 Revisão bibliográfica sobre Alocação de Recursos .................... 19
2.2 Conclusões................................................................................... 21
3 O MODO FERROVIÁRIO............................................................. 23
3.1 Sinopse da História da Ferrovia no Mundo.................................. 24
3.2 Novas Tendências Mundiais........................................................ 31
3.3 As Ferrovias Brasileiras................................................................ 33
3.4 Situação Atual do Transporte Ferroviário de Passageiros no
Brasil............................................................................................. 36
3.4.1 Na Região Metropolitana do Rio de Janeiro ................................ 36
3.4.2 Na Região Metropolitana de São Paulo....................................... 40
3.4.3 Nas Demais Regiões ................................................................... 42
3.5 Novas Tendências Tecnológicas.................................................. 52
3.6 Conclusões................................................................................... 55
4 O SISTEMA DE TRANSPORTE URBANO SOBRE TRILHOS .. 56
4.1 Subsistema Energia Elétrica ....................................................... 57
4.1.1 Área de Sistema de Potência....................................................... 57
4.1.1.1 Subárea Subestações.................................................................. 57
4.1.1.2 Subárea Seccionadoras.............................................................. 60
4.1.2 Área de Transmissão de Energia Elétrica.................................... 60
8
4.1.2.1 Subárea Tração............................................................................ 60
4.1.2.2 Subárea Retorno.......................................................................... 63
4.1.2.3 Subárea Sinalização..................................................................... 64
4.1.2.4 Subáreas Distribuição, Transmissão Interna e Externa............... 64
4.1.2.5 Subárea Estruturas de Sustentação ............................................ 64
4.1.2.6 Subárea Aterramento .................................................................. 65
4.1.3 Área de Distribuição de Energia................................................... 66
4.1.3.1 Subárea Baixa Tensão Elétrica.................................................... 66
4.1.3.2 Subárea Alta Tensão Elétrica....................................................... 66
4.2 Subsistema Eletrônica.................................................................. 66
4.2.1 Área de Sinalização...................................................................... 66
4.2.1.1 Subárea Intertravamento ............................................................. 67
4.2.1.2 Subárea Supervisão e Controle .................................................. 69
4.2.1.3 Subárea Alimentação................................................................... 70
4.2.1.4 Subárea Cabeamento ................................................................. 71
4.2.2 Área de Telecomunicações.......................................................... 71
4.2.2.1 Subárea Telefonia........................................................................ 71
4.2.2.2 Subárea Rádio Comunicação....................................................... 72
4.2.2.3 Subárea Meio Físico de Transmissão de Informação.................. 72
4.2.2.4 Subárea MULTIPLEX................................................................... 73
4.2.2.5 Subárea Sonorização .................................................................. 73
4.2.2.6 Subárea Gravação....................................................................... 74
4.2.2.7 Subárea Bilhetagem Automática.................................................. 74
4.2.2.8 Subárea Cronometria e Painéis Informativos............................... 74
4.3 Subsistema Civil........................................................................... 75
4.3.1 Área Linha Férrea......................................................................... 75
4.3.1.1 Subárea Infra-Estrutura................................................................ 75
4.3.1.2 Subárea Superestrutura............................................................... 76
4.3.1.2.1 Setor Linha Principal.................................................................... 77
4.3.1.2.2 Setor Aparelhos de Mudança de Via............................................ 79
4.3.1.2.3 Setor Passagem em Nível............................................................ 80
4.3.1.2.4 Setor Desvios e Linhas Secundárias............................................ 80
4.3.2 Área Obras-de-Arte...................................................................... 81
9
4.3.2.1 Subárea Obras-de-Arte Correntes............................................... 81
4.3.2.1.1 Setor Drenagem .......................................................................... 81
4.3.2.1.2 Setor Bueiros ............................................................................... 83
4.3.2.1.3 Setor Pontilhões........................................................................... 83
4.3.2.1.4 Setor Pontes................................................................................. 83
4.3.2.1.5 Setor Passagens Inferiores e Superiores .................................... 85
4.3.2.1.6 Muro de Arrimo e Corta Rios........................................................ 85
4.3.2.2 Subárea Obras-de-Arte Especiais ............................................... 85
4.3.2.2.1 Setor Viadutos.............................................................................. 86
4.3.2.2.2 Setor Túneis ................................................................................ 86
4.3.3 Área de Edificações ..................................................................... 87
4.3.3.1 Subárea Edificações Operacionais ............................................. 88
4.3.3.2 Subárea Edificações para Manutenção........................................ 89
4.3.3.3 Subárea Edificações Administrativas........................................... 89
4.4 Subsistema Material Rodante ..................................................... 89
4.4.1 Área Truque ................................................................................. 89
4.4.1.1 Subárea Amortecimento .............................................................. 90
4.4.1.2 Subárea Rodeiro.......................................................................... 90
4.4.1.3 Subárea Freio .............................................................................. 91
4.4.1.4 Subárea Transmissão ................................................................. 91
4.4.2 Área Propulsão ........................................................................... 91
4.4.2.1 Subárea Propulsão por Motores Térmicos ................................. 92
4.4.2.2 Subárea Propulsão por Motores Elétricos ................................... 92
4.4.3 Área de Suprimento de Energia Elétrica...................................... 92
4.4.4 Área de Suprimento e Tratamento de Ar Comprimido ................ 93
4.4.5 Área de Frenagem ....................................................................... 93
4.4.6 Área de Sinalização ..................................................................... 94
4.4.7 Área de Climatização .................................................................. 94
4.4.8 Área de Controle Automático do Trem ........................................ 94
4.4.9 Área de Caixa .............................................................................. 95
4.4.10 Área de Engates ......................................................................... 95
4.4.11 Área de Rádio Comunicação ...................................................... 96
4.4.12 Área de Portas do Salão ............................................................. 96
10
4.5 Conclusões .................................................................................. 96
5 O PROCESSO DA MANUTENÇÃO ........................................... 101
5.1 Manutenção ................................................................................. 101
5.1.1 O Desenvolvimento da Manutenção ........................................... 102
5.1.2 Tipos de Manutenção .................................................................. 103
5.1.2.1 Manutenção Corretiva ................................................................. 105
5.1.2.2 Manutenção Preventiva ............................................................... 107
5.1.2.3 Programa de Manutenção Produtiva Total .................................. 109
5.1.2.4 Manutenção Preditiva .................................................................. 110
5.1.2.5 Manutenção Centrada na Confiabilidade .................................... 112
5.1.3 O Aspecto Econômico da Manutenção ....................................... 112
5.2 Dependabilidade .......................................................................... 113
5.2.1 Confiabilidade .............................................................................. 114
5.2.2 Mantenabilidade .......................................................................... 118
5.2.3 Disponibilidade ............................................................................ 120
5.2.4 Criticidade .................................................................................... 121
5.3 Conclusões .................................................................................. 126
6 PROCEDIMENTO PROPOSTO .................................................. 127
6.1 Fluxograma do Procedimento ..................................................... 127
6.2 Aplicação do Procedimento Proposto.......................................... 139
6.3 Conclusões .................................................................................. 150
7 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ..................................... 152
7.1 Conclusões .................................................................................. 152
7.2 Recomendações .......................................................................... 153
8 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA ................................................. 155
11
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
FIG.3.1 Participação dos Modos de Transporte no Estado do Rio de
Janeiro .............................................................................................
38
FIG.3.2 Rede de Trens Urbanos do Rio de Janeiro ..................................... 39
FIG.3.3 Rede do Metrô do Rio de Janeiro ................................................... 40
FIG.3.4 Rede da CPTM ............................................................... ................ 41
FIG.3.5 Rede da Empresa de Trem Metropolitano de Belo Horizonte ......... 43
FIG.3.6 Rede do Metrofor............................................................................. 44
FIG.3.7 Rede do Metrorec ............................................................................ 46
FIG.3.8 Rede do Metrô de Salvador ............................................................ 47
FIG.3.9 Rede da Trensurb............................................................................ 49
FIG.3.10 Rede do Metrô do Distrito Federal .................................................. 51
FIG.4.1 Topologia da Ligação das Subestações.......................................... 58
FIG.4.2 Forma Esquemática da Subárea de Tração.................................... 61
FIG.4.3 Catenária.......................................................................................... 61
FIG.4.4 Terceiro Trilho.................................................................................. 62
FIG.4.5 Posicionamento da Catenária.......................................................... 62
FIG.4.6 Posicionamento do Terceiro Trilho................................................... 63
FIG.4.7 Exemplo de Estrutura de Sustentação............................................. 65
FIG.4.8 Circuito de Via Esquemático............................................................ 68
FIG.4.9 Bitola................................................................................................ 76
FIG.4.10 Esquema Básico da Via Permanente.............................................. 77
FIG.4.11 Fixação Elástica............................................................................... 79
FIG.4.12 Exemplo de Ponte Ferroviária.......................................................... 84
FIG.4.13 Diagrama do Sistema Ferroviário..................................................... 97
FIG.4.14 Diagrama da Área Sistema de Potência – 1º Ramo........................ 98
FIG.4.15 Diagrama da Área Transmissão de Energia Elétrica – 1º Ramo..... 98
FIG.4.16 Diagrama da Área Distribuição de Energia Elétrica – 1º Ramo....... 98
FIG.4.17 Diagrama da Área Sinalização – 2º Ramo....................................... 99
FIG.4.18 Diagrama da Área Telecomunicações – 2º Ramo........................... 99
FIG.4.19 Diagrama da Área Linha Férrea – 3º Ramo..................................... 99
FIG.4.20 Diagrama da Área Obras-de-Arte – 3º Ramo.................................. 99
12
FIG.4.21 Diagrama da Área Edificações – 3º Ramo....................................... 100
FIG.4.22 Diagrama da Área Truque – 4º Ramo.............................................. 100
FIG.5.1 Formas de Ação de um Serviço de Manutenção............................. 104
FIG.5.2 Desenvolvimento das Formas de Atuação da Manutenção............. 105
FIG.5.3 Representação Gráfica da Manutenção Corretiva........................... 106
FIG.5.4 Nível de Performance x Tempo de Funcionamento e Reparo de
um Equipamento..............................................................................
108
FIG.5.5 Taxa de Falhas x Tempo de Operação............................................ 109
FIG.6.1 Fluxograma do Procedimento.......................................................... 128
FIG.6.2 Exemplo de Estrutura Gráfica hierarquizada................................... 133
13
LISTA DE TABELAS
TAB.3.1 Evolução do Número de Passageiros Transportados pelo
Sistema de Trens Urbanos do Rio de Janeiro ............................. 38
TAB.6.1 Classificação da Severidade dos Efeitos das Falhas .................. 130
TAB.6.2 Classificação da Probabilidade de Ocorrência das Falhas ......... 131
TAB.6.3 Classificação da Probabilidade de Detecção das Falhas ............ 132
TAB.6.4 Pesos que representam a Severidade dos Efeitos das Falhas ... 134
TAB.6.5 Pesos que representam a Probabilidade de Ocorrência das
Falhas .......................................................................................... 134
TAB.6.6 Pesos que representam a Probabilidade de Detecção das
Falhas .......................................................................................... 135
TAB.6.7 Exemplos dos Pesos Alocados nas Subáreas do 4º Nível do 3º
Ramo representados na FIG. 6.2................................................. 136
TAB.6.8 Índices de Risco Calculados para as Subáreas do 4º Nível do
3º Ramo representados na FIG. 6.2............................................. 137
TAB.6.9 Índice de Risco Alocado no Nível Imediatamente Superior ........ 138
TAB.6.10 Lista Hierarquizada do Subsistema Crítico ................................. 139
TAB.6.11 Resultado da Alocação de Pesos nos Setores da Subárea
Edificações Operacionais – 5º Nível do 3º Ramo ........................ 140
TAB.6.12 Cálculos dos Índices de Risco ..................................................... 141
TAB.6.13 Máximo Índice de Risco Alocado no Nível Imediatamente
Superior ....................................................................................... 141
TAB.6.14 Representação Tabular dos Níveis Hierárquicos ........................ 143
TAB.6.15 Índices de Risco dos Subsistemas .............................................. 146
TAB.6.16 Lista Hierarquizada pelo Índice de Risco dos Componentes do
Subsistema Material Rodante ..................................................... 147
TAB.6.17 Lista Hierarquizada pelo Índice de Risco dos Componentes do
Subsistema Energia Elétrica ....................................................... 148
TAB.6.18 Lista Hierarquizada pelo Índice de Risco dos Componentes do
Subsistema Civil ......................................................................... 149
TAB.6.19 Lista Hierarquizada pelo Índice de Risco dos Componentes do
Subsistema Eletrônica ................................................................. 150
14
RESUMO
Os Sistemas de Transportes Urbanos Sobre Trilhos – TUST, são constituídos por componentes que influenciam a operacionalidade do serviço com diferentes graus de criticidade, comprometendo a segurança, a confiabilidade e a disponibilidade do mesmo. Portanto, é necessário acompanhar esses componentes durante toda vida útil, de forma a manter o funcionamento do sistema sem redução da qualidade do serviço prestado.
A escassez de recursos das empresas de transporte ferroviário, nas últimas décadas, provocou uma acentuada redução de investimentos nas instalações operacionais, comprometendo o setor de manutenção e provocando o aumento de ocorrência de falhas nos diversos componentes.
Aliada à redução dos recursos, a falta de critérios técnicos sobre a criticidade das falhas dos diversos componentes do sistema faz com que decisões subjetivas, pessoais e políticas, nem sempre acertadas, sejam adotadas pelo setor de manutenção, contribuindo para a redução da qualidade do serviço.
Esta dissertação tem como objetivo identificar e hierarquizar tecnicamente os componentes críticos dos sistemas de TUST, para servir como subsídio para a definição de um modelo de alocação de recursos financeiros.
Para atingir tal objetivo, os diversos componentes do sistema de TUST foram estudados, assim como as severidades das suas falhas e suas probabilidades de ocorrência e detecção.
Foi adotado o parâmetro "Número de Prioridade de Risco" (Risk Priority Number - RPN), ou "Índice de Risco" (IR), como indicador da criticidade dos componentes em relação ao sistema global.
Após esses estudos, foi elaborado um procedimento para sistematizar as ações propostas e desenvolvido um exemplo para ilustrar a aplicação do mesmo.
15
ABSTRACT
The railway urban transportation systems are constituted of components that
influence the service operativeness with different degrees of criticality, compromising its safety, its reliability and its availability.
Being so, it is necessary to follow up these components during their useful life in order to keep the functioning of the service at a given quality level.
The decrease of the railway transportation companies financial resources of the last decades provoked a strong general reduction of the investments in installations, compromising the maintenance sector with the increase in the number of components failures.
The lack of technical criteria about the criticality of the different components failure provokes subjective, personal or politics decisions taken by the maintenance sector which decrease the service quality level.
The purpose of this dissertation is to propose a technical procedure to be followed to identify and to order in a given hierarchy the critical components of an urban railway system that could subsidize the application of some financial resources allocation method.
To reach this objective, the urban railway system components were studied and their correspondent failure severity as well as their occurrence and detection probabilities were characterized.
An example to illustrate the use of the procedure was developed.
16
1. INTRODUÇÃO
1.1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS
A maior parte das ferrovias brasileiras, por sua idade, possui características
técnicas que se refletem negativamente na operação, revelando urgente
necessidade de modernização. Os recursos disponíveis, porém, não são suficientes
para um programa completo nesse sentido e, portanto, devem ser canalizados para
as alternativas mais viáveis, que permitam melhorar o desempenho operacional,
dentro das restrições existentes.
Para que um sistema de transporte ferroviário possa oferecer a seus usuários
um serviço com conforto, qualidade e segurança, faz-se necessário alocar recursos
financeiros para manutenção dos subsistemas que o compõem, pois o mal
funcionamento desses subsistemas pode influenciar negativamente o serviço,
degradando o seu nível de desempenho ou até paralisando-o.
Faz-se necessário, então, definir tecnicamente onde os recursos financeiros
devem, prioritariamente, ser alocados, de modo a garantir que cada subsistema, em
particular o subsistema crítico, venha a ter o desempenho programado,
possibilitando que o sistema ferroviário atenda integralmente a demanda existente.
1.2. RELEVÂNCIA E JUSTIFICATIVA
Em algumas ferrovias brasileiras, com o intuito de gerar informações sobre as
necessidades financeiras de cada subsistema, elabora-se uma lista de materiais e
equipamentos necessários para a execução de projetos de modernização e planos
de manutenção, relacionando-se os preços unitários e as quantidades necessárias
para um certo período. Como normalmente há poucos recursos disponíveis para
atender às necessidades, priorizam-se, de alguma forma, os materiais necessários
para manter os subsistemas em funcionamento. Esse procedimento não visualiza o
transporte como um único sistema e sim as características de conservação das
partes que o constituem, o que pode conduzir a diminuição da capacidade de
transporte.
17
Os procedimentos utilizados para esse fim, em outros países, normalmente não
estão disponíveis ao público, pois são utilizados para definir estratégias de gestão
das empresas ferroviárias, dificultando a análise de outras formas de rateamento
dos recursos, principalmente quando baseado em critérios técnicos não subjetivos.
A decisão sobre a alocação de recursos fica prejudicada devido à carência de
informações técnicas consistentes e homogêneas de todos os subsistemas
envolvidos no transporte urbano sobre trilhos (TUST), por parte do gestor dos
recursos financeiros, profissional que geralmente não detém esses conhecimentos.
A elaboração de um procedimento que sirva como ferramenta de auxílio para a
tomada de decisão na alocação de recurso financeiros, mostra-se relevante para
subsidiar as políticas de planejamento de transportes, tanto para a fase de projeto
quanto para a fase de operação. Além disso, virá suprir a carência de procedimentos
disponibilizados para essa finalidade, baseados no desempenho dos subsistemas.
1.3. OBJETIVO
O objetivo do presente trabalho é subsidiar a proposta de um método de
alocação de recursos financeiros na manutenção de sistemas de transportes
urbanos sobre trilhos, a partir de um procedimento que identifique e hierarquize os
componentes críticos do sistema.
1.4. DESENVOLVIMENTO DA DISSERTAÇÃO
Esta dissertação está estruturada em sete capítulos:
No Capítulo 1 são apresentados o problema a ser estudado, seu objetivo e a
relevância e justificativa.
No Capítulo 2 apresentam-se alguns modelos e procedimentos para alocação de
recursos encontrados na literatura.
No Capítulo 3 apresentam-se uma sinopse histórica da ferrovia no mundo, as
tendências tecnológicas na área de TUST e um diagnóstico da situação atual do
transporte metro-ferroviário no Brasil.
18
No Capítulo 4 descreve-se o sistema de TUST, detalhando-se os subsistemas
que o compõem, ressaltando as suas características técnicas, funções e influências
na qualidade e segurança do serviço.
No Capítulo 5 apresenta-se a manutenção, sua evolução histórica, formas de
intervenção e gestão, alguns aspectos econômicos e as questões que envolvem a
manutenção e a performance do sistema em termos de confiabilidade,
mantenabilidade, disponibilidade e criticidade.
No Capítulo 6 apresenta-se o procedimento proposto, detalhando-se os passos
para a obtenção de parâmetros para auxiliar na tomada de decisão para alocação de
recursos financeiros.
No Capítulo 7 apresentam-se as conclusões obtidas a partir da pesquisa
realizada e recomendações visando o aprimoramento do procedimento além de
algumas sugestões para o desenvolvimento de outros trabalhos relacionados a esse
tema.
19
2. TÉCNICAS PARA ALOCAÇÃO DE RECURSOS
De acordo com a ótica que considera as mudanças tecnológicas e sociais com
grande influência no aumento da competitividade das organizações e pela busca por
novos mercados e manutenção das posições atuais, faz-se necessário aperfeiçoar
os métodos de gestão para garantir a eficiência, a eficácia e a continuidade do
empreendimento a longo prazo.
A otimização dos recursos em todos os setores de uma organização é condição
inicial para que a missão da mesma seja cumprida a contento. Em particular, o
sistema de TUST, é um complexo conjunto de subsistemas cujos funcionamentos
devem ser garantidos para conseguir que seu objetivo seja cumprido. Esses
funcionamentos, dependem fortemente do procedimento da manutenção aplicada às
diversas partes compostas por peças e equipamentos e da análise da influência
destas partes na performance do sistema. No setor de transportes, como em
qualquer outro setor, os recursos disponíveis para investimentos não suprem as
necessidades da manutenção e, portanto, devem ser identificados cuidadosamente
as partes críticas que serão saneadas prioritariamente.
Neste capítulo, são comentados os trabalhos técnicos encontrados na literatura
pesquisada, desenvolvidos para o problema de alocação de recursos para diversas
áreas nas quais são empregadas diversas técnicas da Pesquisa Operacional, da
Teoria da Decisão e da Simulação.
2.1. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA SOBRE ALOCAÇÃO DE RECURSOS
Na pesquisa bibliográfica desenvolvida com o objetivo de buscar trabalhos sobre
alocação de recursos em diversos setores, foram identificados estudos nas áreas de
produção, educação e saúde, áreas sociais estratégicas para um país, e que
normalmente não contam com recursos compatíveis com o aumento da demanda.
Na área de saúde, destaca-se o trabalho de PORTELA (1988), que considera o
problema da mortalidade infantil como fator que qualifica a necessidade de uma
melhor distribuição dos recursos escassos. Nesse trabalho, nota-se a preocupação
do autor em disponibilizar uma ferramenta de apoio à tomada de decisão, de forma à
20
harmonizar a distribuição dos recursos humanos e tecnológicos, objetivando a
melhoria na prestação dos serviços de saúde. Foi utilizado o método de
Programação Linear, em que as 93 restrições utilizadas representavam recursos
humanos, tecnológicos (físicos), financeiros etc.
BALL (1977) apresentou um modelo matemático informatizado, utilizando
simulação, para planejamento e alocação de espaços (salas, laboratórios etc.),
pessoal administrativos, professores e recursos financeiros para a Universidade de
Stirling, na Escócia. Foi utilizada a forma modularizada para implementação de
submodelos específicos, que englobavam segmentos particulares da universidade e
que unidos de forma lógica formavam o modelo principal. Essa forma de segmentar
em módulos, possibilitou a utilização de submodelos com abordagens matemáticas
diferentes dos demais e específicos para cada segmento da universidade (recursos
humanos, materiais, financeiros etc.).
Também na área de educação, RAMALHO et al. (1998) analisaram o problema
de alocação de recursos (salas de aula, laboratórios e professores) utilizando
técnicas de Inteligência Artificial, especificamente a de Sistemas Inteligentes
Multiagentes, no processo de matrícula em uma universidade.
Uma parte substancial dos trabalhos desenvolvidos como ferramentas para
auxílio na tomada de decisão para alocação de recursos foi voltada para a área de
produção. ERSCHLER et al. (1977) destacam a dificuldade para administrar as
atividades de um projeto, considerando restrições de tempo e recursos financeiros.
Para equacionamento desse problema, foi elaborado um processo iterativo que
relaciona todas as atividades e seus inter-relacionamentos, identificando, para cada
uma, o tempo e os recursos necessários para a execução.
LAURENTI (1981), utilizou a programação linear para criação de um modelo
para alocação de recursos de produção, considerando os riscos associados aos
preços e produtividades físicas para sessenta estabelecimentos rurais situados em
cinco municípios da Microregião da Serra de Jaboticabal no Estado de São Paulo.
Estudo mais aprofundado sobre o problema de alocação de recursos foi feito por
WAEGENAERE et al. (2001) que apresentaram um algoritmo baseado em
programação não linear, mais eficiente e que utiliza menos recursos computacionais,
comparado com os de outros autores (algoritmos com função objetivo quadrática,
baseados em programação linear e não linear convexa) descritos no seu trabalho.
21
O estudo de DUMAS et al. (1997) tem o objetivo de determinar a alocação de
recursos de uma única fonte, de forma eficiente, em ambientes com múltiplos
agentes econômicos, utilizando programação dinâmica estocástica. Nesse trabalho
foi traçada uma relação entre o valor a ser alocado com nível de risco imposto ao
gestor dos recursos de acordo com o ambiente de incerteza, utilidade esperada e
aversão ao risco.
O software ACARA (Availability, Cost and Resource Allocation), desenvolvido
por engenheiros da NASA Glenn Research Center, localizado em Cleveland nos
EUA, analisa a disponibilidade, o custo do ciclo de vida e a programação de
recursos utilizando simulação pelo método Monte Carlo, baseado em um diagrama
de blocos de um sistema. Esse software simula a capacidade de um sistema,
baseado nas condições de falha e de reparo de itens, que são modeladas usando
uma combinação das distribuições de probabilidade exponenciais e de Weibull,
caracterizando a vida útil do item e como esse poderá influenciar no desempenho do
sistema. ACARA utiliza o “diagrama de blocos de confiabilidade”, denominado RBD,
para avaliar a disponibilidade do sistema. O sistema é organizado em subsistemas,
caracterizados pelo arranjo de elementos com funções comuns. Pode-se determinar
a probabilidade de exceder a capacidade do sistema, avaliando a confiabilidade e a
perda dos subsistemas considerando as restrições de recursos, disponibilidade do
sistema e custo do ciclo de vida. Os resultados da simulação são apresentados
graficamente e com tabelas. Dentre os resultados da simulação, podem ser
destacados os seguintes:
• performance do sistema, nível de capacidade, disponibilidade e confiabilidade do
sistema;
• freqüência de falhas e reparos;
• custo do ciclo de vida, incluindo hardware, transporte e manutenção;
• utilização de recursos disponíveis, incluindo massa, volume, homem x hora de
manutenção etc.
2.2. CONCLUSÕES
Do exposto, verifica-se que várias técnicas da Pesquisa Operacional estão
disponíveis para a solução de problemas de alocação de recursos. A escolha entre
22
uma ou outra depende da complexidade do sistema, dos dados disponíveis e da
habilidade do pesquisador na tarefa de modelagem do problema.
Observa-se que essas técnicas têm em comum a necessidade de se conhecer
profundamente o sistema sob análise com as partes que o compõem, pois as
alocações de recursos financeiros são realizadas após hierarquizar, de alguma
forma, essas partes.
Nos capítulos a seguir será apresentado o desenvolvimento tecnológico do
sistema de TUST o decompondo posteriormente em subsistemas independentes.
Estas subdivisão será a base para determinação da criticidade das partes, que
servirá de auxílio para formação de uma lista hierarquizada que indicará a ordem
para a alocação dos recursos.
23
3. O MODO FERROVIÁRIO
As sociedades abertas procuram, através das trocas, aproveitar melhor as suas
vantagens produtivas, suprindo suas carências em outras sociedades mais aptas a
produzir o que elas necessitam, formando assim um intercâmbio que produz divisas
num processo ilimitado de negociações.
Assim, as economias se unem, derrubam fronteiras em busca de toda sorte de
parceria numa incessante procura de economias de escala para produzir mais
produtos e de modo mais barato. Tudo se passa como se o mundo caminhasse para
algum dia ser apenas um grande mercado. Nessa marcha, as necessidades de
transportes só podem ser crescentes. Há cada vez mais necessidade de construir
estradas, portos, aeroportos, ferrovias e de aumentar o tamanho dos veículos e as
suas produtividades (CIDI, 2002).
Tomando-se como base este contexto mundial, a ferrovia se insere como um
modo de transporte ideal para movimentação de produtos a longa distância e de
pessoas em centros urbanos.
“O transporte ferroviário destaca-se pela menor necessidade de consumo de energia para movimentar carga e passageiros, conseguida através do baixo nível de atrito entre a roda e o trilho, sendo ambos construídos com aço. Este fato torna-se ainda mais importante e o coloca em lugar de destaque em relação aos outros modais, se for levado em consideração que a porcentagem de energia consumida no país pelo setor transporte vem aumentando” (PEREIRA, 2000, p.5).
Em áreas densamente povoadas, como as grandes metrópoles mundiais, a
utilização de trens para o transporte de passageiros contribui para o melhor
aproveitamento do uso do solo, para o uso menos intenso de veículos particulares,
para a redução de engarrafamentos, de lançamento de poluentes na atmosfera e do
nível de ruído, para a queda do número de acidentes e para a redução de gastos em
manutenção das vias urbanas, gerando menos interrupções no tráfego em geral.
As ferrovias de longa distância interagem com o meio ambiente diferente das
ferrovias suburbanas já que a malha ferroviária para esse fim é bem menos densa, o
número de terminais é menor, as composições possuem maior capacidade de
transporte, predominando o transporte de carga sobre o de passageiros. A principal
interferência das ferrovias de longa distância no meio ambiente acontece na
construção da malha e de seus terminais, enquanto que durante sua operação,
24
especial atenção deve ser dada aos terminais de cargas perigosas e aos acidentes
em geral.
PEREIRA (2000) caracteriza ferrovia como um modal eficiente, econômico,
rápido e seguro, menos poluidor e que permite uma maior conservação dos recursos
naturais, pois, em relação à construção, suas linhas e seus traçados podem agredir
bem menos que o modal rodoviário, já que sua faixa de atuação é mais limitada.
Também estimula o desenvolvimento sócio-econômico com o transporte da
produção agrícola e de matéria prima em grandes volumes favorecendo o
surgimento de indústrias e a criação de novos empregos.
3.1. SINOPSE DA HISTÓRIA DA FERROVIA NO MUNDO
O item em questão é baseado nas seguintes referências: CPTM(2002),
DAVID(1985), LFU(2002), MIKES RAILWAY(2002), REVISTA
FERROVIÁRIA(2001c), SECTRAN(2002), TODO TREM(2002), TODO
TRENES(2002) e TREM DE DOIDO(2001).
Segundo DAVID (1985), o primeiro livro que registrou uma ferrovia foi editado
em 1550, com ilustrações de uma linha, nas minas da Alsácia e na Europa Central,
quando já havia vagões de minério com rodas flangeadas, de madeira, correndo
sobre trilhos, também de madeira.
Em 24 de fevereiro de 1804, Richard Trevithick construiu na Inglaterra a primeira
locomotiva a vapor. Como experiência utilizou-se este veículo, para puxar um vagão
carregado com 9 t de carvão por uma extensão de 15 km de trilhos.
Também na Inglaterra, em 1825, George Stephenson, construiu a primeira
ferrovia pública do mundo, com 32 km de extensão, ligando Stockton a Darlington,
empregando tração à vapor, tornando-se a primeira ferrovia por onde trafegavam
trens de carga em horários regulares.
A segunda ferrovia Inglesa construída por Stephenson, foi entregue ao público
em 1830. Com 48 km de extensão ligava Liverpool a Manchester, sendo a primeira
ferrovia à utilizar trens de passageiros em horários regulares. Foi Stephenson quem
pela primeira vez sentiu a necessidade de as ferrovias de um país possuírem uma
bitola padrão. A bitola adotada para as ferrovias por ele construídas era de 1,435m e
correspondia ao comprimento dos eixos de muitos carros puxados por cavalos. Esta
25
bitola foi adotada pela maioria das ferrovias européias, norte-americana e
canadense.
Em 1921, existiam na Inglaterra 123 ferrovias privadas que se fundiram
posteriormente em quatro grandes grupos que foram estatizados no final da II
Guerra. Em 1955 implantou-se um plano de modernização, visando atender a
demanda atual e futura.
Nos Estados Unidos o interesse pela ferrovia surgiu ao mesmo tempo que na
Inglaterra, pois no início do século XIX surgiu uma das primeiras ferrovias
comerciais, denominada "Gridley Briant's Granite Railway", com 5 km, tracionada por
cavalos, que servia para transportar o granito utilizado na construção do monumento
“Bunker Hill” em Boston.
Em 28 de fevereiro de 1827, também nos Estados Unidos, foi criada a “Baltimor
and Ohio Railroad Company", disponibilizada para o tráfego em 24 de maio de 1830,
com 21 km de via, ligando Baltimore a Ellicott's Mills (atual Ellicott City). O primeiro
trem para passageiros foi inaugurado no dia 25 de dezembro de 1839, ligando
Charleston e Hamburg, na Carolina do Sul, com uma locomotiva importada da
Inglaterra. Em 1869 foi concluída a linha transcontinental ligando Nova York, no
Atlântico, a São Francisco, no Pacífico com extensão de 5.300 km e em 1895
colocou-se em operação na “Baltimore and Ohio Railroad” um trem elétrico que
circulava por um túnel de 5.600m embaixo da cidade de Baltimore.
A primeira ferrovia da França, que ligava Saint-Étienne a Andrézieux, começou a
funcionar em 1827 para o transporte de carga, tracionada por cavalos, sendo que
em 1832 a tração passou a ser feita por locomotivas à vapor. Neste mesmo ano foi
inaugurada a ferrovia que ligava St. Etienne a Lyon e em 1841, foi completada a
primeira linha internacional, ligando Strasborg à Basel na Suiça. Nesta época, a
França contava com 563 km de linhas. Em 1881, circulou a primeira locomotiva
acionada por acumuladores elétricos.
Em 1902, a rede ferroviária francesa alcançava 45.000 km e em 1938, o governo
detinha 51% das ações das ferrovias existentes, formando a “Société-Nationale de
Chamins de Fer Français” (SNCF). Após a destruição sofrida durante a II Guerra
Mundial, o país recompôs a estrutura ferroviária, usando em larga escala o sistema
de tração das locomotivas por diesel e por energia elétrica.
26
Em 1832, foi inaugurada a primeira ferrovia do Império Austro-Húngaro que
ligava Linz a Budweis, com 140 km, utilizando tração animal, sendo que, em 1837,
iniciou-se a utilização de locomotivas à vapor, para trafegar em uma extensão de
270 km.
Em 1835, no Brasil, foi sancionado pelo Regente Diogo Antonio Feijó o decreto
100, autorizando o Governo a conceder carta de privilégio para que se fizesse uma
ferrovia que ligasse a capital do Rio de Janeiro as províncias de Minas Gerais, Rio
Grande do Sul e Bahia totalizando em torno de 5.500 km. No mesmo ano, o
Marquês de Barbacena foi a Londres para conseguir capital ou formar um consórcio
com empresas estrangeiras para construção de uma ferrovia no Brasil. Esta
empreitada não obteve êxito.
Em 1840, o Governo Brasileiro concedeu ao Inglês Thomas Cochrane o
privilégio exclusivo de que em oitenta anos fosse construída uma ferrovia que
ligasse Rio de Janeiro a São Paulo.
Com o desenvolvimento do ciclo do café, os barões exigiam melhores meios de
transporte para escoar a produção do interior do país para os portos do rio Iguaçú.
Com isso, Irineu Evangelista de Souza (1813 -1889), futuro Visconde de Mauá,
solicitou o privilégio para a construção de uma outra ferrovia que faria a ligação entre
o porto de Mauá (Praia da Estrela) e a raiz da Serra de Petrópolis, se tornando, em
30 de abril de 1854, a primeira ferrovia brasileira, denominada inicialmente por
Imperial Companhia de Navegação a Vapor e Estrada de Ferro Petrópolis e
passando a chamar-se posteriormente Estrada de Ferro Mauá. Era composta de
14,5 km de extensão, raio mínimo de 290 m, rampa máxima de 1,8% e bitola 1,676
m que podiam ser percorridos em 23 minutos, ou seja, com velocidade média de 38
km/h.
O primeiro trem da E. F. Mauá foi tracionado pela locomotiva Baroneza,
construída na Inglaterra por William Fair Barin & Sons, em 1852. Com esta ferrovia
ocorreu a primeira utilização de multimodalidade entre o transporte ferroviário e o
hidroviário, quando passageiros e mercadorias embarcavam no vapor denominado
Guarani, no Porto da Praça Mauá, e desembarcavam em Guia de Pacobaíba, no
fundo da baía, seguindo por ferrovia até raiz da Serra de Petrópolis.
A segunda ferrovia inaugurada no Brasil foi a Recife - São Francisco, no dia 9 de
fevereiro de 1858. No mesmo ano, no dia 29 de março, era inaugurada a Estrada de
27
Ferro D. Pedro II com extensão de 48 km, entre Campo da Aclamação e a localidade
de Queimados, na Província do Rio de Janeiro. Seu material rodante consistia em
10 locomotivas, 40 carros para passageiros de primeira classe e 100 vagões de
diversos tipos.
Na Alemanha, a primeira estrada de ferro foi inaugurada em 7 de dezembro de
1835 ligando Nurenberg e Fürth. Em 1879, em uma exposição Industrial em Berlin,
foi apresentada a primeira locomotiva elétrica construída pela sociedade entre o
engenheiro alemão Werner Von Siemens e o mecânico Johann Georg Halske. A
tecnologia desta locomotiva mostrou-se capaz de disponibilizar para tração, maiores
quantidades de energia que as outras alternativas então existentes, devido as
menores perdas dos motores elétricos.
Em 1835, o Canadá inaugurou sua primeira ferrovia ligando La Praierie a St.
Jean. Expandiu suas ferrovias rapidamente desde o início do século XX,
inaugurando a “Great Slave Lake Railway", no Noroeste, com 695 km, a "Quebec
North Shore and Labrador Railway Company", com 510 km, que ligava Quebec ao
rio Saint Lawrence e a "Pacific Great Eastern Railway", atual "British Columbia
Railway", concluindo em 1956 a linha de Vancouver, Columbia Britânica e a Prínce
George, alcançando, em 1958, Dawson Creek e Fort Saint John.
Na União Soviética, a primeira estrada de ferro surge em 1837, chegando em
1850 a 600 km de linhas. Em 1891 iniciaram-se os trabalhos de construção dos nove
mil quilômetros de linhas da Transiberiana concluída em 1916, considerada a linha
férrea contínua mais extensa do mundo. Em 1970 foi duplicada e a maior parte das
linhas eram eletrificadas.
Em 1837, o Governo Mexicano disponibilizou a primeira concessão para
construção de ferrovia que ligaria o Porto de Veracruz com a capital do país. Em 16
de setembro de 1850, foi inaugurada a primeira linha de 14 km que unia o Porto de
Veracruz com a população vizinha de San Juan, sendo considerada a primeira
ferrovia da América Latina.
Em 19 de dezembro de 1844 surgiram as primeiras tentativas de construção de
ferrovias em Portugal, através da fundação da Companhia das Obras Públicas. Em
10 de agosto de 1852 foi assinado o termo de concessão provisória entre o Governo
e Hardy Hislop, representante da Companhia Central Peninsular, para construção da
ferrovia que ligaria Lisboa a Santarém e a fronteira com a Espanha. Através das
28
linhas do Norte e do Leste e de Lisboa a Santarém iniciou-se o transporte de cargas
em Portugal, respectivamente em 15 de setembro de 1857 e em 01 de novembro de
1858.
Na Espanha, a primeira linha ferroviária que ligava Barcelona a Mataró, foi
construída por Miguel Biada Bunyol e José María Roca, inaugurada em 28 de
outubro de 1848. Alguns autores consideram como a primeira ferrovia da Espanha a
linha férrea La Habana-Güines, com aproximadamente 90 km, que foi inaugurada
em 10 de novembro de 1837 em Cuba, que nesta época, ainda era província
espanhola (até 1898).
A primeira companhia ferroviária da Índia foi criada em 1849. Denominada "East
Indian Railway Company", em 1853, disponibilizou a primeira linha, ligando Bombay
a Thana. Em 1910, a Índia totalizava 51 mil quilômetros de linhas construídas em
seu território.
Em 1857, foi inaugurada a primeira ferrovia Argentina com o objetivo de escoar a
produção de minério para a Europa e Estados Unidos.
A primeira tentativa de construção de uma ferrovia no Uruguai ocorreu em 1860,
quando foram apresentados dois projetos. Após a reprovação pelo Parlamento deste
pais, cinco anos depois, foi apresentado para o Governo do General Venancio
Flores um novo projeto para concessão de construção, liderado pelo uruguaio Senen
María Rodríguez, ligando Montevideo a Durazno, totalizando 205 km. Em primeiro
de janeiro de 1869 foi inaugurada a primeira seção com 17 km, ligando as estações
de Bella Vista e Las Piedras.
A partir de 1870, a Austrália deu início aos trabalhos de construção da sua
primeira ferrovia com a que se pretendia melhorar o transporte para o interior do
país, devido ao aumento da população causado pela imigração. A primeira linha,
concluída em 1917, estendeu-se por 1.783 km, ligando Port Pírie, na Austrália do
Sul, a Kalgoorlie, na Austrália Ocidental.
A Austrália se empenhou em resolver o problema de padronização das bitolas
da via permanente considerando que a "Commonwealth Railways" havia construído
várias linhas com bitola padrão (1,435 m) entre elas a importante Transcontinental
entre Port Pirie e Kalgoorlie, que na altura de Nullarbor tinha o trecho em linha reta
mais comprido do mundo: 500 km.
29
A primeira ferrovia japonesa foi inaugurada em 14 de outubro 1872, ligando
Tokyo a Yokohama. Vinte e cinco anos mais tarde, como as ferrovias não
apresentavam os resultados esperados, foram encampadas na maior parte pelo
governo. Em 1964 a ferrovia japonesa entrou definitivamente no cenário mundial
com a inauguração do primeiro trem de alta velocidade, provocando uma melhor
participação no atendimento à demanda de transporte de passageiros.
A primeira ferrovia da Tailândia foi inaugurada em 26 de março de 1894 sob o
reinado de Chulalongkorn (Rama V), ligando Bancoque a Ayutthaya, no estado de
Sião.
A Suíça construiu a primeira linha eletrificada em 1898 e em 1963 completou a
eletrificação de todas as suas ferrovias. Algumas dessas linhas exigiram a
construção de túneis através dos Alpes para se ligar com a França e a Itália. O túnel
“Simplon”, que a une a Itália, foi concluído em 1906 sendo um dos maiores túneis
ferroviários do mundo, com 20 km de extensão.
Com o grande avanço da tecnologia ferroviária no mundo e devido a
necessidade de melhoria da qualidade e segurança do transporte, foi constatado
que as locomotivas a vapor, devido ao inconveniente das longas interrupções no
serviço para manobra e manutenção, deveriam ser substituídas por locomotivas que
utilizassem outras formas de energia para a tração.
Foi o engenheiro Rudolf Diesel (1858–1913), nascido em Paris, que desenvolveu
a tecnologia do motor à combustão interna, patenteada em 1892. A primeira
utilização do motor diesel na tração ferroviária ocorreu em 1925, numa locomotiva
de manobras da “Central Railroad” de Nova Jersey. Nove anos depois, nos Estados
Unidos, a tecnologia diesel foi utilizada no novo trem de passageiros denominado
Zephir e, em 1941, no transporte de cargas na Ferrovia Santa Fé, EUA.
Após o fim da Segunda Guerra Mundial, as locomotivas diesel e diesel-elétricas
foram substituindo, em todo o mundo, as locomotivas a vapor, provocando a
diminuição dos tempos de parada e aumentando a disponibilidade das máquinas
para o tráfego, melhorando assim a regularidade e a confiabilidade do transporte
ferroviário.
Nas primeiras ferrovias ocorreram muitos acidentes, pois os sistemas de
controle e servomecanismos eram rústicos. Em meados do séc. XIX, porém,
30
importantes inovações melhoraram o grau de segurança e confiabilidade deste
modal.
Em 1869, o inventor norte-americano George Westinghouse patenteou um freio
a ar, de forma que os trens poderiam parar ou diminuir a velocidade muito mais
rapidamente do que com os manuais, até então usados.
Em 1873, um inventor amador norte-americano, Eli Janney, patenteou um
dispositivo de engate de vagões automático que, até então, era realizado
manualmente.
Além do desenvolvimento dos sistemas de segurança no material rodante, havia
preocupação também com os sistemas de licenciamento, responsáveis pela
liberação da linha para o tráfego. A primeira sinalização ferroviária fixa foi utilizada
nos Estados Unidos, na ferrovia de “New Castle and French Town” em 1832. Nas
dezessete milhas desta ferrovia utilizavam-se também bandeiras para o
licenciamento e bolas com sinais para comunicação entre terminais.
Em 1851, iniciou-se a utilização do telégrafo como recurso para determinar a
localização dos trens ao longo da linha para transmissão de ordens e regularização
do tráfego.
A fim de reduzir a interferência humana no processo de controle do tráfego, o Dr.
William Robinson inventou, em 1872, o circuito de via, circuito elétrico que utiliza os
trilhos para detecção do trem em um certo trecho, sendo inicialmente utilizado em
1882 no viaduto de Kinzua, Pennsylvania, nos Estados Unidos. Este conceito seria
aperfeiçoado em 1911 pelo engenheiro Sedgwick N. Wight, possibilitando o
deslocamento dos trens nos dois sentidos em uma via singela. Este mesmo
engenheiro idealizou o primeiro sistema de Controle de Tráfego Centralizado - CTC
e instalado em 1927 na Divisão Ohio da “New York Central Railroad”, facilitando o
controle da operação dos trens.
No ano de 1929, em Chicago foi disponibilizada a primeira unidade de controle
remoto com sistema de intertravamento, sendo inicialmente utilizada em “Cheshire
Lines”, na Inglaterra, em fevereiro de 1937.
O desenvolvimento de pesquisas nas áreas ferroviária e microeletrônica, aliado
a melhoria da qualidade nos processos produtivos, permitiram a modernização dos
sistemas de automação, licenciamento, via permanente e suprimento de energia
fazendo do transporte ferroviário um modo mais seguro, confortável e rápido. Por
31
exemplo, a implantação de sistemas informatizados no controle e proteção do
tráfego traz uma sensível diminuição do headway, sem com isso, aumentar a
probabilidade de acidentes.
3.2. NOVAS TENDÊNCIAS MUNDIAIS
O item em questão é baseado nas seguintes referências: EUROSTAR(2002), TODO
TREM(2002), UNIVERSIDADE DE NAVARRA(2002a) e UNIVERSIDADE DE
NAVARRA(2002b)
Os trens de alta velocidade representam a última geração ferroviária no mundo.
O Japão e muitos países da Europa levaram por volta de trinta anos desenvolvendo
tecnologia ferroviária para utilização desses trens para ligar as grandes cidades.
Em outubro de 1964, a “Japan National Railway” - JNR desenvolveu o primeiro
trem de alta velocidade do mundo, entre Tokio e Osaka, denominado shinkansen
que trafegava em uma nova linha de 515 km (linha Tokaido). Foi construída com
bitola padrão de 1.067 mm, para ter ligação com outras ferrovias ao redor. A
velocidade obtida foi de 210 km/h, em serviço, percorrendo o trecho em 3 horas e 10
minutos. Em 1972 foi inaugurada a primeira ampliação e três anos depois chegou a
completar os 1.069,1 km que separavam Tokio de Hakata, na ilha de Kyushu.
Em abril de 1992, o Japão já registrava uma frota de trens de alta velocidade,
conhecidos como trens bala, com 3216 vagões de passageiros, cada um com seu
próprio pantógrafo e com tração em todos eles, com uma expectativa de vida que
superava os 15 anos e com rodagem anual de 400.000 km.
A necessidade do desenvolvimento sustentado do tráfego aliado as
características econômicas e ambientais impostas pelo governo japonês, foram
barreiras para o aumento de velocidade para 260 km/h dos novos shinkansen. A
passagem dos trens em regiões populosas tal como a de Honshu, impuseram aos
projetistas o tratamento do ruído causado pela passagem da composição.
Em março 1990, após várias obras para mitigação dos impactos ambientais, o
modelo da série 400, chamado de Joetsu Shinkansen bate o recorde de velocidade
em serviço de 275 km/h e em setembro de 1991, chega a velocidade de 345 km/h
fora de serviço.
32
Na França, os primeiros trens de alta velocidade começaram a circular em 1981,
sendo que em 1982 o número de passageiros que utilizavam o “Train à Grande
Vitesse” – TGV, passava de seis milhões e em 1985, 14,7 milhões. Muitos destes
passageiros vieram do sistema de transporte aéreo, sendo que em 1984 os
passageiros transportados pela ferrovia entre Paris e Lyon representavam 56% do
total de passageiros transportados entre as duas cidades por todos os modos de
transporte. Em 18 de maio de 1990, em Paris, registrou-se o novo recorde mundial
ferroviário de velocidade de 515,3 km/h que persiste até hoje, alcançado por um
TGV modificado.
Em 1985 foi apresentado pela Alemanha o InterCity Express - ICE, que utilizava
sistema de tração elétrica trifásica, cabeamento para comunicação interno do vagão
em fibra ótica, freios com tecnologia Foucault e um sistema de compensação para o
que o peso dos motores de tração não influenciasse na estabilidade do trem. Este
trem era composto de dois carros motores e três carros reboques e tinha a
velocidade projeto de 350 km/h.
Na Espanha, os trens de alta velocidade foram inaugurados no trecho entre
Madrid e Sevilha em 21 de abril de 1992, com velocidade autorizada de 250 km/h;
em 30 de novembro do mesmo ano, no mesmo trecho, chegou-se a 270 km/h e em
1993 bateu-se o recorde de velocidade ferroviária na Espanha, chegando a 356,8
km/h. A bitola utilizada é de 1.435 mm (padrão internacional), a alimentação elétrica
para tração das composições, compostas por dois carros motores colocados nos
extremos da composição, funciona tanto em 25kv em 50 Hz ou 3kv em corrente
contínua.
Em 11 de setembro de 1981 registrou-se o grande marco ferroviário na ligação
entre dois países: França e Inglaterra anunciaram o início dos estudos para ligação
pelo Canal da Mancha. Em 15 de dezembro de 1987 iniciaram-se as obras para
criação de uma ferrovia com duas linhas, cuja atividade iniciou-se em 14 de
novembro de 1994, chegando-se em 23 de maio de 1995 a um milhão de
passageiros transportados. Três anos mais tarde, o número de passageiros
transportados chega a vinte milhões (EUROSTAR, 2002), demonstrando o potencial
da ferrovia de transportar passageiros com segurança, rapidez e comodidade.
Atualmente as pesquisas sobre tecnologia ferroviária estão voltadas para a
redução da agressão ao meio ambiente. Neste contexto, podem-se incluir os trens
33
de levitação magnética (MAGLEV - Magnetic Levitation), que apesar de ser uma
tecnologia estudada desde 1912, tem características técnicas úteis nos dias de hoje.
A principal dessas está relacionada com a propulsão do material rodante, que utiliza
campos magnéticos criados por eletroímãs ou ímãs naturais, para erguer e flutuar
sobre o trilho, eliminando, assim, o atrito e o ruído causados pelo contato entre a
roda e o trilho. A sua propulsão está baseada no funcionamento de um motor linear,
que nada mais é do que um motor de indução trifásico linearizado e que teve seu
estator transformado em trilho e seu rotor transformado em trem.
A tecnologia utilizada nos MAGLEV, levitação por repulsão magnética, é
americana, iniciada por Robert Goddard e Emile Bachelet e posteriormente
desenvolvida pelos alemães e japoneses. A primeira linha experimental foi
construída em 1960 e a segunda em 1996, todas no Japão. Esta última chama-se
“Yamanashi Maglev Test” Line, com 42,8km, ligando Sakaigawa e Akiyama. Esta
linha foi utilizada para testar o modelo MLX01, onde conseguiu-se a velocidade de
550 km/h em 1998.
Em meados dos anos 80, foi implantado na Inglaterra o primeiro serviço
comercial com a finalidade de unir os terminais do aeroporto de Birmingam, com
uma distância de 400 metros e na Alemanha existe um projeto denominado
Transrapid que pretende, até 2005, ligar as cidades de Berlin e Hamburgo.
3.3. AS FERROVIAS BRASILEIRAS
O item em questão é baseado nas seguintes referências: DAVID(1985),
CBTU(2002), RODRIGUES et al.(2001a) e RODRIGUES et al.(2001b)
Quinze anos após a inauguração da Estrada de Ferro D. Pedro II, as ferrovias
brasileiras D. Pedro II, que passaria a ser conhecida por Central do Brasil, Recife -
São Francisco, Bahia - São Francisco, Santos - Jundiaí, Cantagalo, Paulista, Itaúna,
Valenciana, Campos - São Sebastião e a mais antiga e menor, Mauá, totalizavam
1011,7 km de extensão.
Após o fim da guerra do Paraguai, ocorreu um apreciável desenvolvimento
ferroviário no País de forma que em 1889, ao ser proclamada a República, o total de
linhas construídas atingia os 9.538 km. Nesta época existiam 142 locomotivas,
sendo 130 de bitola de 1,60m e 12 de bitola de métrica, 271 carros de passageiros,
34
consistindo de 253 de bitola de 1,60m e 18 de bitola métrica e 1907 vagões, sendo
1800 de bitola de 1,60m e 107 de bitola métrica.
Um dos fatos mais importantes na história do desenvolvimento da ferrovia no
Brasil foi a ligação Rio - São Paulo, inaugurada no dia 8 de julho de 1877, unindo as
duas mais importantes cidades do País por intermédio dos trilhos da Estrada de
Ferro São Paulo, inaugurada em 1867, com os da E. F. D. Pedro II.
Da mesma forma que no exterior, houve a necessidade no Brasil de modificar o
sistema de tração das ferrovias para melhoria da segurança e aumento da
competitividade. A lenha, originalmente abundante, estava ficando cada vez mais
escassa, distante e cara, além de seu uso implicar numa enorme devastação
ambiental. E o que era pior, seu poder calorífico menor que o do carvão mineral,
reduzia a potência das locomotivas e provocava grandes problemas de manutenção.
A energia elétrica surgia como uma alternativa genuinamente nacional, sendo
gerada em represas junto às quedas d'água relativamente comuns no sudeste do
país, que possui relevo acidentado (GORNI, 2001).
Assim, a eletricidade começou a ser utilizada como forma de tração para
substituir os bondes tocados a burro, já no final do século XIX, em São Paulo e no
Rio de Janeiro. O interesse das ferrovias brasileiras pela eletrificação iniciou-se por
volta de 1915, em função de seu uso bem sucedido nas ferrovias européias e
americanas.
A Companhia Paulista de Estradas de Ferro fez com que a eletrificação fosse
implantada no trecho Jundiaí-Campinas em 1922. Até 1940 o avanço da eletrificação
ferroviária foi intenso, destacando-se aqui o esforço feito por essa mesma
companhia em outros trechos de sua malha, pela E.F. Oeste de Minas (e sua
sucessora, Rede Mineira de Viação) e pela E.F.Central do Brasil.
Em 1951, formou-se a Comissão Mista Brasil - Estados Unidos com o objetivo
estruturar de projetos, visando o desenvolvimento nacional. A partir desses estudos,
ficou evidente a necessidade de investir no setor transportes ferroviário.
Como conseqüência foi criada em 1957 a REDE FERROVIÁRIA FEDERAL S. A.
– RFFSA, congregando, inicialmente, 18 estradas de ferro regionais. Esta Rede, que
já operou com 24.132 km de extensão, (80% do total das linhas ferroviárias do
Brasil), dos quais 1.053 eletrificados, serviu quatro das cinco regiões fisiográficas do
Brasil, estendendo-se do Maranhão ao Rio Grande do Sul e do Rio de Janeiro a
35
Mato Grosso. Foi interligada, também, com a Bolívia através de Corumbá, Mato
Grosso, em direção a Santa Cruz de la Sierra, com a Argentina, através de
Uruguaiana, Rio Grande do Sul e com o Uruguai através de Omaraí, Livramento e
Jaguarão, no Rio Grande do Sul.
Com o crescimento da indústria automobilística por volta de 1960, os projetos
rodoviários para desenvolvimento do transporte passaram a ter predominância. Essa
decisão fez com que a malha rodoviária atingisse cerca de 115.000 km na década
de 80 e a frota automotiva crescesse assustadoramente trazendo graves
conseqüências para o setor ferroviário que ficou estagnado, sem investimentos para
a sua manutenção (PEREIRA, 2000).
Em 22 de fevereiro de 1984, devido a deterioração dos serviços de transporte
ferroviário de passageiros, o Governo Federal resolveu desmembrar a RFFSA em
duas empresas através do decreto nº 89369. Uma ficaria com a mesma razão social
para atuar no transporte de carga e de passageiros de longa distância e a segunda
seria uma nova empresa responsável pelo transporte de passageiros de subúrbio,
denominada Companhia Brasileira de Trens Urbanos - CBTU.
Com a promulgação da Constituição Federal de 1988 e conseqüente redefinição
dos papéis da União, Estados e Municípios em relação ao setor de transporte,
iniciou-se o processo de privatização do transporte ferroviário de carga e
transferência para os estados do transporte ferroviário de passageiros, liberando o
governo da operação do transporte.
Com a inclusão da RFFSA no Programa Nacional de Desestatização, com o
Decreto 473 de 10 de março de 1992, formou-se um quadro institucional para
transferência à iniciativa privada da operação do sistema ferroviário de carga,
concluído em 10 de outubro de 1998.
Em 1994 a CBTU transferiu para os governos dos Estados do Rio de Janeiro e
de São Paulo as superintendências locais, criando-se, respectivamente, a
Companhia Fluminense de Trens Urbanos - FLUMITRENS e a Companhia Paulista
de Trens Metropolitanos - CPTM.
36
3.4. SITUAÇÃO ATUAL DO TRANSPORTE FERROVIÁRIO DE PASSAGEIROS NO
BRASIL
O sistema ferroviário brasileiro passa por um importante processo de renovação,
com empresas privadas assumindo as ferrovias estatais de passageiros,
desenvolvendo-se novas tecnologias e métodos de gestão, visando alavancar o
modo ferroviário, proporcionando uma melhor distribuição da utilização dos modos
de transporte. A seguir, serão detalhadas as condições do transporte urbano sobre
trilhos, ressaltando as características operacionais das várias empresas.
3.4.1. NA REGIÃO METROPOLITANA DO RIO DE JANEIRO
No Rio de Janeiro, com a edição do Decreto 24013, de 28 de janeiro de 1998, a
FLUMITRENS foi incluída no Plano Estadual de Desestatização - PED, iniciando-se,
assim, o processo de transferência para a iniciativa privada. Em 15 de julho de 1998,
finalizou-se o processo através do leilão realizado na Bolsa de Valores do Rio de
Janeiro, em que o consórcio Bolsa 2000 adquiriu a concessão. Em 01 novembro de
1998, a operação do Sistema de Trens Urbanos do Rio de Janeiro foi transferida
para a iniciativa privada, através de concessão à empresa Supervia, continuando a
cargo da FLUMITRENS a operação dos ramais de Saracuruna – Guapimirim, com
59 km e Niterói – Visconde de Itaboraí, com 32 km, todos em bitola estreita
(RODRIGUES et al., 2001a).
O decreto nº 27.898, de 9 de março de 2001, (complementado pelo decreto nº
28.313 de 11 de maio de 2001) determinou a cisão da FLUMITRENS em duas
empresas: uma a ser liquidada (onde permanecem os ativos e a relação
empregatícia dos funcionários) e outra responsável pelas atividades relativas à
malha ferroviária de passageiros, acrescida do Sistema de Bondes de Santa Teresa,
transferido da Companhia de Transportes Concedidos - CTC, pelo Decreto nº 21.846
de 18/07/01. No dia 30 de maio de 2001, a FLUMITRENS realizou a Assembléia que
efetivou a cisão, criando a Companhia Estadual de Engenharia de Transportes e
Logística - CENTRAL (RODRIGUES et al., 2001b).
Na Região Metropolitana do Rio de Janeiro – RMRJ, formada por 19 municípios
e que concentra 75,7% da população do Estado (IBGE, 2000), nota-se claramente a
37
preponderância da utilização do modo rodoviário, tipicamente alimentador, na
substituição dos modos com maior capacidade de transporte de pessoas, tais como
trem e metrô (FIG. 3.1).
O sistema ferroviário do Rio de Janeiro está presente em quinze dos dezenove
municípios da RMRJ (FIG.3.2), com 264 km de extensão, sendo 174,5 km em bitola
larga eletrificada em 3kv em corrente contínua e 9 km não eletrificados e 80,5 km em
bitola métrica não eletrificadas. Conta também com 95 estações e 32 paradas. Na
TAB. 3.1, a seguir, apresenta-se a evolução da média do número de passageiros
transportados por dias úteis (SECTRAN, 2002).
O Sistema de Trens Urbanos do Estado do Rio de Janeiro está incluído no Plano
Estadual de Transportes – PET, financiado pelo Banco Mundial - BIRD e pelo
governo estadual. O PET visa recuperar e construir infra-estrutura e superestrutura
de via permanente, construir, recuperar, remodelar e reaparelhar estações,
passarelas e uma oficina, modernizar e remodelar o material rodante e investir na
melhoria da operacionalização e na integração multimodal. (SECTRAN, 2002)
38
TAB. 3.1 EVOLUÇÃO DO NÚMERO DE PASSAGEIROS TRANSPORTADOS
PELO SISTEMA DE TRENS DO RIO DE JANEIRO (X1000).
Ano/mês 1996 1997 1998 1999 2000 2001
Janeiro 310 229 140 202 258 283
Fevereiro 295 229 130 200 267 286
Março 297 222 137 210 268 289
Abril 297 230 147 211 281 299
Maio 315 217 149 218 283 300
Junho 314 220 141 223 282 289
Julho 299 211 173 232 271 266
Agosto 276 197 194 247 289 276
Setembro 288 179 187 268 297 307
Outubro 285 178 183 271 305 300
Novembro 289 173 202 277 310 299
Dezembro 255 154 211 271 311
Média do ano 293 203 166 236 285 290
Fonte: Secretaria de Transportes do Estado do Rio de Janeiro – SECTRAN
FIG.3.1 PARTICIPAÇÃO DOS MODOS DE TRANSPORTE NO ESTADO DO RIO
DE JANEIRO (Fonte: SECTRAN – Secretaria de Transportes do Estado do Rio de
Janeiro)
39
FIG.3.2 REDE DE TRENS URBANOS DO RIO DE JANEIRO (Fonte: SECTRAN –
Secretaria de Transportes do Estado do Rio de Janeiro)
O Rio de Janeiro também é servido pelo sistema metroviário (FIG.3.3)
atualmente gerido pelo consórcio Opportrans, que adquiriu, em 19 de dezembro de
1997 através de leilão na Bolsa de Valores do Rio de Janeiro, o direito de
administrar e operar o sistema por 20 anos. O sistema é composto de duas linhas,
sendo a linha 1 (Saens Pena a Cardeal Arcoverde) composta de 15 estações em
operação e uma em construção (Siqueira Campos) com 13,2 km de extensão e a
linha 2 com 15 estações e 21,7 km de extensão, eletrificadas com tensão elétrica de
750 V em corrente contínua, alimentando eletricamente o material rodante através
de um terceiro trilho. O sistema transportou, em média por dia útil, 395.015
passageiros no mês de fevereiro de 2002. (METRÔ RIO, 2002)
40
FIG.3.3 REDE DO METRÔ DO RIO DE JANEIRO (Fonte: METROPLANET)
3.4.2. NA REGIÃO METROPOLITANA DE SÃO PAULO
Na Região Metropolitana de São Paulo - RMSP, que compreende 39 municípios,
com uma população de 17,8 milhões de pessoas (IBGE, 2000), tem-se o Sistema de
Trens Metropolitanos, sob a responsabilidade da Companhia Paulista de Trens
Metropolitanos – CPTM (FIG.3.4), atendendo a 22 municípios, com 92 estações e
270 km de vias, transportando uma média de 1 milhão de passageiros/dia. O
sistema é dividido em seis linhas com previsão de operação de mais uma em 2002
(CPTM, 2002):
• linha A/Noroeste, liga a cidade de Jundiaí ao centro de São Paulo (Estação
Barra Funda), com 56,7 km de extensão e 16 estações;
• linha B/Oeste, liga a estação Júlio Prestes, no centro da cidade de São Paulo,
ao município de Itapevi com 41,8 km de extensão e 24 estações;
• linha C/Sul, une o centro do município de Osasco a Varginha, extremo sul da
Capital com 36,1 km de extensão e 17 estações;
• linha D/Sudeste, liga o centro de São Paulo (Estação da Luz) à Vila de
Paranapiacaba com 51,7 km de extensão e 18 estações;
41
• linha E/Leste, chamada Linha Tronco liga o município de Mogi das Cruzes à
cidade de São Paulo com 48,5 km de extensão e 15 estações, sendo que a Estação
Brás (interligação com as linhas A e D) é o seu principal terminal;
• linha F/Leste Variante, faz a junção entre a cidade de São Paulo (Estação
Brás) ao Município de Poá (Estação Calmon Viana) passando por São Miguel
Paulista e Itaquaquecetuba com 38,3 Km de extensão e 10 estações;
• linha 5/CAPÃO REDONDO-LARGO13, se encontra em construção com
previsão de funcionamento para o final de 2002. Ligará o bairro de Capão Redondo
ao Largo 13 de Maio, ambos na região de Santo Amaro, zona sul de São Paulo. Ela
terá 9,4 km de extensão e 6 estações. Em uma segunda fase, a linha será estendida
até a Estação Chácara Klabin, na Vila Mariana, passando pela Estação Santa Cruz,
na Linha 1 - Norte-Sul do Metrô. Ela terá então 19,8 km de extensão e 17 estações.
FIG.3.4 REDE DA CPTM (Fonte: METROPLANET)
A CPTM elaborou um “Plano Diretor 2000-2006”, atendendo as premissas do
Plano Integrado de Transportes Urbanos 2020 – PITU e da Secretaria de
42
Transportes do Estado de São Paulo segundo o que se pretende integrar os
transportes ferroviário e rodoviário intermunicipal. Este Plano Diretor visa aperfeiçoar
a qualidade dos serviços e a melhoria da integração com o metrô e os ônibus
metropolitanos.
São Paulo também conta com um sistema de metrô, fundado em 24 de
dezembro de 1968. Hoje o sistema consta de três linhas: linha 1-azul, de Jabaquara
a Santana; linha 2-verde, de Ana Rosa a Clínicas e linha 3-vermelha, de Barra
Funda a Itaquera. A linha 1 iniciou a sua operação comercial em 14/09/1974,
estando atualmente com um trecho de 20,2 km e 23 estações. Em 1979 foi
inaugurada a linha 3-vermelha que consta de 22 km de linhas e 18 estações, sendo
4 de integração com o sistema de trens metropolitanos. A linha 2-verde entra em
operação comercial em 1991. Atualmente esta é o menor ramal, com 7 km de linhas
e 8 estações. O sistema metroviário de São Paulo transportou, em média, 1,7
milhão de passageiros por dia útil, no ano de 2001. (METRÔ DE SÃO PAULO, 2002)
3.4.3. NAS DEMAIS REGIÕES
O sistema ferroviário de passageiros de Minas Gerais encontra-se estadualizado
desde 25 de julho de 1997, pela lei estadual nº 12.590, que criou a Empresa de
Trem Metropolitano de Belo Horizonte.
Segundo a Empresa de Transporte e Trânsito de Belo Horizonte – BHTRANS
(2002), a operação do metrô de Belo Horizonte (FIG.3.5) está sob responsabilidade
da Empresa de Trem Metropolitano de Belo Horizonte S.A., que hoje trabalha com
15 trens em 23,3 km de via, com 16 estações, transportando 100 mil passageiros
por dia. Encontra-se em fase final a implantação da extensão da linha 1, ou seja de
Eldorado a Via Norte, com previsão de transporte de 320 mil passageiros por dia.
43
FIG.3.5 REDE DA EMPRESA DE TREM METROPOLITANO DE BELO
HORIZONTE (Fonte: METROPLANET)
Em Fortaleza, a Companhia Cearense de Transportes Metropolitanos –
METROFOR, criada em 02 de maio de 1997, pela lei n° 12.682, coordena e executa
a implantação do projeto METROFOR (FIG.3.6) na Região Metropolitana, de acordo
com a estadualização da Superintendência de Trens Urbanos de Fortaleza – STU-
FOR, ora controlada pela Companhia Brasileira de Trens Urbanos - CBTU, firmado
entre os governos estadual e federal.
O projeto METROFOR é composto de três fases, sendo que a primeira teve
início em janeiro de 1999. Esse projeto prevê a modernização do sistema ferroviário
existente na Região Metropolitana de Fortaleza, com a eletrificação de suas linhas
principais, aquisição de material rodante, instalação de sistemas modernos de
sinalização e telecomunicações, implantação de novas estações, reforma e
reconstrução das estações existentes e equacionamento das questões de maior
impacto na relação trem-cidade. Os três primeiros estágios do Projeto compreendem
44
a implantação de 43 quilômetros de via duplicada e eletrificada na linha principal
com 34 estações e 18 TUE'S, ligando os municípios de Maracanaú, Fortaleza e
Caucaia; 7 quilômetros de linha singela para reativação do Ramal de Maranguape
que se integrará ao sistema principal utilizando-se de tração diesel; 33 quilômetros
de linha singela e a implantação de um pátio de cargas para o sistema RFFSA
(METROFOR, 2002).
FIG.3.6 REDE DO METROFOR (Fonte: METROFOR)
O Sistema de Trens Urbanos de Natal é composto por duas linhas: Sul e Norte.
A linha Sul estende-se de Natal até Parnamirim, com 18 Km e sete estações, e a
45
linha Norte vai de Natal a Ceará Mirim, com 38 Km e doze estações. As duas linhas
não são eletrificadas e utilizam bitola métrica, transportando, em média, por dia útil,
5.768 passageiros (CBTU, 2001).
Com uma extensão de 30Km de via, utilizando tração diesel e bitola métrica, o
Sistema de Transporte Ferroviário Urbano de João Pessoa, transporta, em média,
por dia útil, 4.890 passageiros, atendendo a nove estações ferroviárias.
Com uma população de 3,3 milhões e 14 municípios, a Região Metropolitana de
Recife é atendida por um Sistema de Trens Urbanos - METROREC (FIG.3.7) que
consta de um sistema com duas linhas: linha 1 (Centro) com 21 km, eletrificada,
bitola larga, atendendo os municípios de Recife e Jaboatão; linha 2 (Sul) com 31 km,
não eletrificada, em bitola estreita, que atende os municípios de Recife, Jaboatão e
Cabo. A Lei Estadual n.º 11.422, de 30/12/96, autorizou a criação da Companhia de
Trens Metropolitanos de Pernambuco - COPERTRENS, que administrará o Sistema
de Trens Urbanos (MINISTÉRIO DOS TRANSPORTES e CBTU, 2001).
46
FIG.3.7 REDE DO METROREC (Fonte: METROPLANET)
A Região Metropolitana de Maceió é composta de onze municípios, dos quais
três, Maceió, Satuba e Rio Largo são servidos pelo Sistema de Trens Urbanos,
atendendo a uma população residente de 989 mil habitantes (IBGE, 2000). São 32
Km de extensão de via, em tração diesel e bitola métrica. O Sistema de Trens
Urbanos é composto de 14 estações ferroviárias, transportando em média, por dia
útil, 4.938 passageiros (CBTU, 2001).
Salvador é servida pelo Sistema de Trens Urbanos e futuramente pelo Metrô
(FIG.3.8). O Sistema de Trens Urbanos de Salvador é composto de um ramal de
13,5 km em bitola métrica, todo eletrificado, atendido por 10 estações e
transportando em média 10,3 mil passageiros por dia útil (CBTU, 2001). No ano
47
2000 teve início a construção do metrô de Salvador com previsão de término em
meados de 2003. Há uma previsão de atendimento a 200 mil passageiros por dia,
utilizando-se trens com capacidade de 1250 passageiros, cada. O trecho que vai da
Lapa até Pirajá, terá 12 km de extensão, com bitola de 1,435 m, sendo a tração
efetuada por catenária de 3kv em corrente contínua. Os passageiros poderão
acessar o sistema por 8 estações, sendo 2 subterrâneas, 2 elevadas e 4 em nível
(METRÔ DE SALVADOR, 2002).
FIG.3.8 REDE DO METRÔ DE SALVADOR (Fonte: METROPLANET)
Em Porto Alegre, o Sistema de Trens Urbanos é operado pela Empresa de
Trens Urbanos de Porto Alegre – TRENSURB (FIG.3.9), que é uma empresa de
capital misto, onde o Governo Federal é o maior acionista. Foi criada pelo Decreto,
86640 de 25 de abril de 1980. Esse sistema atualmente transporta, em média, 130
mil passageiros por dia útil, através de uma ramal (linha 1) com duas linhas
bidirecionais com 33,8 km de extensão, eletrificadas por catenária energizada com 3
kV em corrente contínua e bitola de 1,6 m, ligando as estações de Mercado (Porto
48
Alegre) e de São Leopoldo (município de São Leopoldo), com um total de 17
estações. A frota é composta de 25 Trens Unidades Elétricas (TUE) composto de 4
carros, com capacidade média de transporte de 1081 passageiros. O sistema
comporta 20 trens por hora e sentido, ou 21600 passageiros por hora e sentido.
Existe um projeto para ampliação da linha 1 em mais 9,5 km, até o município de
Novo Hamburgo. Nesse trecho serão construídas mais quatro estações e tem-se
previsão de transportar mais 14 mil passageiros por dia (TRENSURB, 2002).
Está na fase de estudo de viabilidade a expansão do sistema TRENSURB em
mais uma linha. A Linha 2 atravessará Porto Alegre desde o Triângulo da Assis
Brasil até a Azenha, passando pelo centro da cidade. São 14 km de via, a maior
parte subterrânea, compreendendo um total de 16 estações. Haverá ainda uma
conexão com a linha 1, ligando a futura estação Cairú ao Aeroporto. Realizando
integração com os ônibus oriundos de Alvorada, Cachoeirinha, Gravataí e bairros da
zona norte da capital, a linha 2 será capaz de transportar 450 mil passageiros
por dia além de otimizar a linha 1 que passará dos atuais 130 mil passageiros para
240 mil passageiros por dia no início da operação (TRENSURB, 2002).
49
FIG.3.9 REDE DA TRENSURB (Fonte: METROPLANET)
50
No Distrito Federal, desde 31 de março de 2001 funciona a Companhia do
Metropolitano do Distrito Federal – METRÔ-DF (FIG.3.10), responsável pelo TUST
na capital Brasileira. O sistema, atualmente, é estruturado em duas linhas: a linha
Verde que liga a Estação Central, na Rodoviária de Brasília, à Estação Águas
Claras, seguindo em direção à Estação Praça do Relógio, no centro de Taguatinga.
Existe projeto para que futuramente, essa linha prossiga até a Estação Ceilândia; a
linha Laranja que parte, igualmente, do centro de Brasília, na Estação Central,
continua em paralelo com a Linha Verde até a Estação Águas Claras. Desse ponto,
segue até a Estação Samambaia (Companhia do Metropolitano do Distrito Federal,
2002).
Para movimentação dos trens utiliza-se energia elétrica com tensão de 750v, em
corrente contínua, que é captada durante a movimentação da composição por
sapatas coletoras em contato com um trilho energizado, fixado lateralmente à
composição, instalado ao longo da linha férrea. O trem tem capacidade para
transportar 1356 usuários, em composições de 87,2 m de comprimento, trafegando
a uma velocidade operacional de 80 km/h (Companhia do Metropolitano do Distrito
Federal, 2002).
De acordo com a REVISTA CIDADES DO BRASIL (2002), o METRÔ-DF
transporta diariamente 40 mil pessoas, em média, com previsão, após a inauguração
da ligação entre Ceilândia e Taguatinga, de transportar em média 80 mil pessoas,
diariamente.
51
FIG.3.10 REDE DO METRÔ DO DISTRITO FEDERAL (Fonte: Companhia do
Metropolitano do Distrito Federal)
Segundo a PREFEITURA DE CURITIBA (2002), existe um projeto de utilização
do sistema metroviário na BR-116, com duas opções sendo estudadas: a primeira
opção utilizaria um sistema monotrilho, trens com quatro vagões e com capacidade
para transportar 415 passageiros a uma velocidade máxima de 65 quilômetros por
hora, semelhante aos utilizados em Tama, na Região Metropolitana de Tóquio e em
Osaka. A segunda opção é o Automatic Guide Transport - AGT, veículo elevado,
movido a eletricidade, mas com menor capacidade de transporte. Sistema similar
funciona em Tóquio (Yurikamome), Osaka (New Tram) e Kobe (Portline). O projeto
será desenvolvido em duas etapas: a primeira composta pela construção de um
trecho de 13 km na BR-116, que ligará a Cidade Industrial de Curitiba ao Centro da
Cidade, conectando os municípios de São José dos Pinhais, Araucária e Fazenda
Rio Grande à Capital do Estado do Paraná e a segunda incluirá mais sete
municípios. Após a conclusão das obras serão 27 km e 19 estações, prevendo-se
atender uma demanda de 183 mil passageiros por dia.
52
Segundo a SECRETARIA DE ESTADO DE INFRA-ESTRUTURA DE GOIÁS
(2002), existe um projeto avançado para implantação de um Sistema de Metrô na
Região Metropolitana de Goiânia. O Projeto contempla a implantação de uma linha
inicial, no eixo Norte-Sul, passando pela Av. Goiás e Av. 85, ligando o Jardim
Curitiba, no extremo Norte, à Vila Brasília no extremo Sul do corredor, já no
município de Aparecida de Goiânia, com um total de 12,4 km. Ainda de acordo com
a Secretaria, o início das obras estava previsto para janeiro de 2002.
3.5. NOVAS TECNOLOGIAS FERROVIÁRIAS
A aplicação de novas tecnologias na área ferroviária pode fazer com que a
exigência dos usuários por um transporte veloz, confiável, eficiente e seguro sejam
atendidas a contento.
Entre as tecnologias que apresentam destaque com relação aos benefícios
proporcionados, insere-se a de controle dos trens, objeto de pesquisa de empresas
e indústrias ferroviárias, pois a partir do momento em que se aumenta o número de
trens circulando na mesma via de forma eficaz e segura, haverá um aumento da
capacidade das linhas e consequentemente do sistema ferroviário.
O desenvolvimento de tecnologias inteligentes utilizando as mais recentes
técnicas digitais, segundo REVISTA FERROVIÁRIA (2001b), incrementa o Controle
Positivo dos Trens (Positive Train Control – PTC) que dão subsídios técnicos para as
funções de comando, controle, comunicações e transporte de informações para
gerenciamento do movimento de trens.
Uma das linhas de pesquisa do PTC, nas áreas de sinalização e
telecomunicações, visa aperfeiçoar o Controle de Trem Baseado em Comunicações
(Communications Based Traim Control – CBTC), responsável pela comunicação
contínua entre as composições e o Centro de Controle Operacional (CCO). Utilizam-
se como meios de transmissão de dados as ligações via satélite, rádios digitais,
telefonia GSM-R (banda de telefonia celular que opera em 900MHz, adaptada às
especificações do ambiente ferroviário) ou fibras óticas. Além da exata localização
obtida através de Sistema de Posicionamento Global (Global Positioning System –
GPS), o trem pode enviar informações ao CCO sobre velocidade, consumo de
energia e desgaste de peças. O CCO, de posse dessas informações, pode planejar
53
as rotas, enviar sinais para comandar os equipamentos de intertravamento
localizados ao longo da malha ferroviária, transmitindo em seguida as informações
para os computadores de bordo dos trens, permitindo que as composições possam
ser operadas remotamente através do CBTC.
A utilização do CBTC nas ferrovias suburbanas e nos metrôs, onde a densidade
de tráfego é maior, proporciona um melhor gerenciamento do movimento das
composições, aumentando a segurança do transporte com o monitoramento
contínuo das fases de licenciamento e operação. Além disso, pode-se manter um
canal de comunicação aberto para troca de informações entre o maquinista e
operador de tráfego localizado no CCO, sobre a existência de trechos perigosos,
cruzamentos, paradas e em casos de emergência, o CCO poder tomar o controle do
trem para acionamento à distância dos freios do mesmo.
Nas ferrovias de carga, essa tecnologia de fluxo de informações oferece aos
embarcadores uma forma de controlar os embarques individualmente, aumentando
a eficiência e confiabilidade dos recursos disponíveis. As empresas ferroviárias
podem disponibilizar em sítios na internet informações sobre as cargas, tarifas,
roteiros e disponibilizar através de leilão, tarifas menores para trechos e momentos
específicos com ociosidade de carga.
Além da melhoria no quesito segurança, a utilização do CBTC pode auxiliar no
planejamento da manutenção do material rodante, pois através do monitoramento
remoto do desgaste das peças, a composição não precisa ser parada para inspeção
de rotina, aumentando assim a disponibilidade do material rodante para o sistema
ferroviário.
Considerando ainda a questão segurança, deve-se destacar a pesquisa da
“Japan Railway Central” para aperfeiçoamento do Controle Automático do Trem
(Aumotatic Train Control - ATC), que tem a função de garantir a distância suficiente
para frenagens entre dois trens consecutivos. Segundo ITO (2001), no ATC atual a
distância entre dois trens é mantida mandando-se múltiplos sinais através do trilho
para o trem, diminuindo a velocidade passo a passo aplicando várias frenagens para
desaceleração, utilizando os freios quantas vezes forem necessárias até atingir a
velocidade objetivo. Se a posição de ambos os trens for conhecida e se a distância
necessária para a frenagem for de apenas um passo de desaceleração, pode-se
calcular uma velocidade que mantenha uma distância segura. O desenvolvimento de
54
um novo ATC é orientado para que haja a frenagem com um passo único, utilizando
computadores e tecnologia de transmissão digital. Isto possibilitará a determinação
da distância entre o trem da frente e o seguinte. Será possível utilizar um sistema de
freio mais suave e com um único passo de desaceleração da velocidade corrente
para a velocidade de restrição, tornando as viagens mais confortáveis devido ao
acionamento estável dos freios e promovendo maior flexibilidade na grade horária
devido à recuperação do tempo de atuação da frenagem do trem referência em
relação ao da frente.
Como a questão ambiental é utilizada cada vez mais como determinante na
escolha da tecnologia a ser empregada na ferrovia, deve-se destacar o
desenvolvimento e melhoria da performance de alguns itens importantes.
De acordo com a REVISTA FERROVIÁRIA (2001c), as palmilhas ou mantas
utilizadas no apoio das placas que fixam os trilhos aos dormentes, tiveram suas
características de isolamento elétrico estudadas para diminuir suas espessuras com
conseqüentes reduções do consumo de material, implicando em menor custo de
produção e aquisição. O fator amortecimento também foi estudado, pois com a
redução da espessura das palmilhas melhoraram as características de resiliência,
diminuindo-se as vibrações transmitidas à infra-estrutura pela passagem do material
rodante sobre o trilho e melhorando o conforto dos passageiros com a redução de
ruídos.
Ainda de acordo com a REVISTA FERROVIÁRIA (2001c), os dormentes
utilizados para apoio dos trilhos na via permanente que atualmente são de madeira
de lei vem sendo substituídos por dormentes de aço que tem como vantagens a
maior vida útil, menor utilização de peças por quilômetro e a possibilidade da
reciclagem do aço após a substituição, além da redução da utilização da madeira de
lei neste.
A utilização do eucalipto tratado em substituição à madeira de lei pode
proporcionar grandes ganhos ambientais, haja visto que esses podem ser retirados
de fazendas onde as árvores são cultivadas especialmente para corte.
Outra opção nesse item é a utilização de dormentes de plástico, que além de
terem a mesma vida útil dos de aço, têm a leveza dos de madeira, podendo-se
utilizar plástico reciclado como matéria prima para fabricá-los.
55
Algumas ferrovias brasileiras, como a Ferronorte, encontram vantagens técnicas
e econômicas na utilização dos dormentes de concreto no lugar dos de madeira:
menor quantidade por quilômetro de via, baixo custo de manutenção, maior
resistência lateral e vida útil similar aos de aço, além de não sofrerem o efeito da
corrosão e não serem atacados por fungos ou insetos REVISTA FERROVIÁRIA
(2001c).
3.6 CONCLUSÕES
Neste capítulo foram apresentadas a história do desenvolvimento da ferrovia
mundial, a importância desse modo de transporte de passageiros nas grandes
metrópoles, as novas tendências tecnológicas e um diagnóstico das condições do
TUST no Brasil.
Para que haja um entendimento técnico mais homogêneo sobre o sistema
ferroviário, torna-se necessário conhecer suas características operacionais,
construtivas e restritivas, facilitando uma análise técnica mais aprofundada dos
subsistemas que compõem uma ferrovia e proporcionando uma visão sistêmica da
confiabilidade global.
No próximo capítulo serão apresentadas informações detalhadas sobre o
sistema ferroviário, tendo em vista que a aplicação de recursos financeiros depende
principalmente da performance dos subsistemas que o compõem.
56
4. O SISTEMA DE TRANSPORTE URBANO SOBRE TRILHOS
O complexo sistema ferroviário de passageiros é composto de vários
subsistemas que são gerenciados independentemente. Esses subsistemas são
constituídos por equipamentos mecânicos, elétricos e eletrônicos que devem
funcionar com alta precisão, pois esse funcionamento influencia diretamente na
confiabilidade e na segurança do sistema e na qualidade do transporte oferecido.
Para que o nível de confiabilidade de cada subsistema seja aceitável, é
necessário conhecer a estrutura de cada um com as características ideais para a
manutenção dos equipamentos que os compõem, identificando-se os pontos
importantes que podem caracterizá-los como mais ou menos críticos, em relação ao
sistema global.
Negligenciar padrões de manutenção, assim como a falta de controle das falhas
dos subsistemas e seus componentes, pode gerar desgaste prematuro dos
equipamentos, implicando num maior número de intervenções para que o sistema
seja regularizado ou a substituição dos equipamentos em falha, gerando-se maior
custo para manter o sistema em funcionamento além de influenciar negativamente a
visão do usuário sobre a função transporte.
Segundo LAFRAIA (2001, p.105), falha é a impossibilidade de um sistema ou
item cumprir com a sua função no nível especificado.
Em qualquer modal de transporte, o não atendimento à demanda, isto é, o não
cumprimento dos horários programados devido a uma interrupção, faz com que o
serviço seja degradado. Segundo PONTES (1991, p. 51), o usuário percebe a vida
de um sistema através da alternância entre dois estados: funcionamento e
interrupção. Como ele se interessa pelo sistema como um todo, utiliza algumas
referências para qualificá-lo, tais como, a manutenção do horário programado, a
disponibilidade de uso do sistema e o risco envolvido no deslocamento entre dois
pontos.
Neste capítulo serão identificados e descritos os subsistemas Energia Elétrica,
Eletrônica, Civil e Material Rodante que compõem o sistema ferroviário, facilitando a
análise das inter-relações e servindo de subsídio para qualificar e quantificar as
características de criticidade de cada um.
57
4.1. SUBSISTEMA ENERGIA ELÉTRICA
Esse subsistema é responsável pelo suprimento de energia elétrica para toda a
malha ferroviária, incluindo-se oficinas, estações, áreas administrativas e de apoio
operacional e principalmente a tração elétrica, caso a ferrovia utilize a energia
elétrica para movimentação do material rodante.
Toda potência disponibilizada para alimentação elétrica da malha ferroviária é
suprida inicialmente pela operadora de energia elétrica local, que alimenta algumas
subestações da ferrovia, e que por sua vez, através de circuitos elétricos, distribuem
para o restante do sistema.
Esse subsistema pode ser dividido em três áreas: Sistema de Potência, Rede de
Transmissão de Energia Elétrica e Distribuição de Energia Elétrica.
4.1.1. ÁREA DE SISTEMA DE POTÊNCIA
Essa área é composta de subestações e seccionadoras que são instaladas ao
longo da malha ferroviária para regular o suprimento de energia elétrica fornecida
pela operadora local. Suas características são apresentadas a seguir.
4.1.1.1. SUBÁREA SUBESTAÇÕES
Segundo ASSAIFE (1986), as subestações são classificadas quanto a sua
função conforme exposto a seguir :
• de manobra: aquelas que dirigem o fluxo de energia entre os circuitos
disponíveis;
• elevadoras: aquelas que aumentam o nível da tensão elétrica quando
necessário;
• rebaixadoras: aquelas que reduzem o nível de tensão elétrica quando
necessário;
• retificadoras: aquelas que mudam de corrente elétrica alternada para
contínua;
• inversoras: aquelas que mudam a corrente elétrica de contínua para
alternada;
58
• de controle de tensão: aquelas utilizadas para manter a tensão elétrica em
níveis desejáveis e
• conversoras de freqüência: aquelas que alteram os valores de freqüência
elétrica.
Normalmente as subestações podem ser alimentadas eletricamente por ambos
os lados, considerando-se que a ligação elétrica entre elas é efetuada,
topologicamente, em anel (FIG.4.1). Considerando-se a ocorrência de uma falha na
subestação ou em uma parada programada para manutenção da mesma, esta pode
ser retirada do circuito através de uma manobra denominada bypass, não afetando a
continuidade do fornecimento de energia elétrica. Em alguns casos, pode ser
necessária a utilização de subestações móveis, normalmente montadas em vagões
que abrigam todos os equipamentos constituintes da unidade. Para interligação ao
sistema de suprimento de energia elétrica existente, é requerida uma infra-estrutura
que disponibilize um ponto para ligação elétrica e outro para alimentação das
edificações e equipamentos localizados ao longo da malha ferroviária.
FIG.4.1 TOPOLOGIA DA LIGAÇÃO DAS SUBESTAÇÕES
Segundo RIVES et al. (1980 p. 1114), nos sistemas elétricos em que a tração
utiliza a corrente contínua, geralmente coloca-se uma ou mais subestações com
equipamentos para seccionamento no interior, ligados eletricamente em paralelo à
linha principal, para diminuição da queda de tensão na linha e para facilitar a
proteção desta, na existência de uma falha. Quando a tração utilizada é em corrente
alternada, colocam-se seccionamentos e até subseccionamentos, considerando que
as subestações não trabalham em paralelo e que a distância entre uma subestação
e outra é maior que na tração em corrente contínua.
As Subestações são compostas por sete setores que dão suporte ao seu
funcionamento: Suprimento da Operadora, Transmissão de Energia Elétrica,
59
Distribuição de Energia Elétrica, Sinalização, Tração, Serviços Auxiliares e
Aterramento.
Cada um destes setores são compostos de transformadores de energia elétrica,
linhas de transmissão interna à subestação e barramentos com finalidades
específicas.
O setor denominado Suprimento da Operadora é responsável pela gestão da
energia elétrica disponibilizada pela operadora local e utiliza seus elementos para
transformar o nível de tensão disponibilizada pela operadora nos níveis utilizados na
ferrovia.
O setor de Transmissão de Energia Elétrica administra a interligação das
subestações para alimentação elétrica das edificações e equipamentos instalados
na ferrovia
Para alimentação elétrica das oficinas, prédios administrativos e operacionais
faz-se necessário disponibilizar um ramal com um nível de tensão específico, sendo
o setor de Distribuição de Energia Elétrica responsável por este suprimento.
O setor denominado Sinalização responde por parte do suprimento de energia
elétrica que influencia diretamente na segurança do tráfego, pois alimenta os
sistemas de licenciamento e controle de acesso dos trens ao tráfego.
Responsável pela alimentação elétrica dos trens, no caso em que a ferrovia seja
eletrificada, o setor Tração influencia diretamente no tráfego, pois sem este
suprimento de energia não haverá circulação de trens, a não ser que seja utilizado
outra forma de tração, como por exemplo, diesel.
O setor de Serviços Auxiliares responsabiliza-se pela gestão dos circuitos de
suprimento auxiliar de corrente contínua e corrente alternada que serão consumidos
dentro da própria subestação. Estão incluídos neste setor todos os equipamentos
relacionados com o banco de baterias e circuitos locais de iluminação e força.
Toda subestação necessita de um sistema de proteção contra surtos de corrente
elétrica além de ter controlados os níveis de corrente elétrica que não estão sendo
utilizados para a geração de trabalho. Por isto, a manutenção deve atender
especialmente o setor Aterramento, pois é através dele que se podem drenar as
correntes indesejáveis, melhorando a segurança dos profissionais que manipulam os
equipamentos da subestação, bem como o bom funcionamento dos sistemas de
controle e proteção das instalações elétricas.
60
4.1.1.2. SUBÁREA SECCIONADORAS
Segundo ASSAIFE (1986), as seccionadoras são responsáveis pela manutenção
do nível de tensão, proteção do sistema de potência e criação de condições de
manobra em casos de contingência em algum circuito, principalmente, nos circuitos
de tração elétrica, caso a ferrovia seja eletrificada. Da mesma forma que as
subestações, as seccionadoras podem ser alimentadas eletricamente por ambos os
lados.
As Seccionadoras são compostas por três setores que dão suporte ao seu
funcionamento: Tração, Serviços Auxiliares e Aterramento, todos com características
similares às Subestações.
4.1.2. ÁREA DE TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
Essa área tem a função de efetuar o transporte da energia elétrica das
Subestações e Seccionadoras para alimentação elétrica das edificações e
equipamentos, utilizando condutores de eletricidade. Excluí-se desta área o
transporte de energia elétrica efetuado pela rede de distribuição contida nos prédios
administrativos, operacionais, pátios ferroviários e oficinas.
Esta área é compostas por oito subáreas que dão suporte ao seu
funcionamento: Tração, Retorno, Sinalização, Distribuição, Transmissão Interna,
Transmissão Externa, Estrutura de Sustentação e Aterramento.
4.1.2.1. SUBÁREA TRAÇÃO
É a parte responsável pela entrega da energia elétrica oriunda da subestação
para movimentação do material rodante, quando a ferrovia for eletrificada (FIG.4.2).
Existem duas configurações básicas: por catenária ou por terceiro trilho.
61
FIG.4.2 FORMA ESQUEMÁTICA DA SUBÁREA DE TRAÇÃO
De acordo com FERREIRA (1986), a catenária é caracterizada por um ou mais
cabos em conjunto com um ou mais fios, suspensos em forma de catenária,
suportados por isoladores, postes e ferragens (FIG.4.3). Estão situados em paralelo
ao eixo da via permanente, e estão localizados acima do material rodante a ser
alimentado eletricamente.
FIG.4.3 CATENÁRIA
O terceiro trilho é normalmente utilizado como condutor de energia elétrica para
tracionamento do material rodante em sistemas metroviários ou em ferrovias no
interior de túneis (FIG.4.4). Os sistemas de alimentação por terceiro trilho localizam-
se ao lado dos trens e tem normalmente o dobro do custo de uma linha de contato
do tipo catenária, justificando-se economicamente a sua construção devido ao custo
de se abrir um túnel com maior altura para utilização do sistema em catenária.
SUCENA (2001c)
62
FIG.4.4 TERCEIRO TRILHO
Segundo SUCENA (2001c), devem-se considerar algumas condições básicas
para que a linha de tração esteja apta a fornecer energia ao material rodante:
• caso a ferrovia seja eletrificada por catenária (rede aérea), devem-se manter os
condutores em uma posição determinada em relação ao eixo da via permanente a
fim de se ter o contato ideal entre os coletores de energia elétrica do material
rodante e o condutor de energia elétrica (FIG.4.5);
FIG.4.5 POSICIONAMENTO DA CATENÁRIA
• caso a ferrovia seja eletrificada por terceiro trilho, este deve ser mantido a uma
altura constante acima da superfície de rolamento dos trilhos, a fim de obter-se o
contato ideal entre os coletores de energia elétrica do material rodante e o condutor
de energia elétrica (FIG.4.6);
63
FIG.4.6 POSICIONAMENTO DO TERCEIRO TRILHO (Fonte: METRÔ RIO
(2002))
• não apresentar pontos angulosos;
• ter flexibilidade uniforme, sem apresentar pontos duros ou asperezas, para que
não haja deterioração dos coletores de energia elétrica;
• ser de simples instalação e manutenção, permitindo a execução rápida dos
serviços de manutenção;
• as variações de temperatura não podem afetar o ajustamento geométrico da
linha;
• o posicionamento dos elementos de sustentação e condutores não pode dificultar
a visibilidade de sinais e
• a linha deve satisfazer requisitos econômicos, elétricos e mecânicos.
4.1.2.2. SUBÁREA RETORNO
A corrente elétrica que é disponibilizada pela subestação e transportada pelos
condutores elétricos até o ponto de alimentação do material rodante, necessita ser
conduzida novamente à subestação para que haja continuidade do circuito elétrico.
64
O Retorno é caracterizado como o ramo deste circuito que conduz a corrente elétrica
pelos trilhos até a subestação.
4.1.2.3. SUBÁREA SINALIZAÇÃO
A alimentação elétrica dos sinais colocados ao longo da malha para auxiliar o
maquinista no tráfego dos trens é de suma importância para a segurança e
regularidade do tráfego. A responsabilidade de transportar esta energia elétrica é da
subárea Sinalização. Quando a transmissão desta energia elétrica é feita em alta
tensão, geralmente utilizam-se transformadores ao longo do trecho para redução do
nível de tensão.
4.1.2.4. SUBÁREAS DISTRIBUIÇÃO, TRANSMISSÃO INTERNA E EXTERNA
A subárea Distribuição é responsável pelo transporte da energia elétrica para
suprimento das oficinas, prédios administrativos e operacionais.
A Transmissão Interna é responsável pela ligação elétrica entre as subestações,
alimentando as que não recebem energia externa da operadora local e interligando
todas ao circuito de subestações.
Entende-se por subárea de Transmissão Externa o circuito que conduz a
corrente elétrica da operadora local de distribuição de energia para alimentar a
malha ferroviária através das subestações.
4.1.2.5. SUBÁREA ESTRUTURA DE SUSTENTAÇÃO
A subárea Estrutura de Sustentação é responsável pela sustentação mecânica
do circuito de tração elétrico que alimenta o material rodante. O alinhamento
geométrico que o circuito de tração deve manter em relação aos aparelhos coletores
de energia elétrica instalados no material rodante é feito pela regulagem dos
equipamentos e itens desta subárea, o que a caracteriza como de grande
importância para a fluidez e regularidade do tráfego de trens. Outro aspecto
relevante desta subárea é a característica de isolamento de algumas peças de
sustentação. O isolamento elétrico é primordial para o funcionamento correto do
65
circuito de tração bem como da segurança dos profissionais que trabalham na
manutenção das peças próximas a linhas energizadas.
A FIG. 4.7 a seguir apresenta um tipo de estrutura de sustentação que utiliza
pórtico rígido para fixar a catenária de 3kv em corrente contínua na ferrovia da
Espanha.
FIG.4.7 EXEMPLO DE ESTRUTURA DE SUSTENTAÇÃO (Fonte: RIVES et al.
(1980 p. 1104))
4.1.2.6. SUBÁREA ATERRAMENTO
A subárea Aterramento tem a principal característica de possibilitar a drenagem
de corrente elétrica indesejável, que por ventura venha a circular pelas partes
metálicas não condutoras das estruturas de sustentação. Esta proteção está
associada tanto ao correto funcionamento e conservação dos itens de sustentação
quanto a segurança dos profissionais que trabalham nas partes isoladas
eletricamente, protegendo-os em relação à descargas atmosféricas e possíveis
desvios de corrente do conjunto normal de condutores.
66
4.1.3. ÁREA DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
A Área de Distribuição de Energia Elétrica é responsável pelo suprimento à
prédios administrativos e operacionais, oficinas e iluminação de pátios ferroviários.
Pode-se dividir esta área em duas subáreas: Baixa e Alta Tensões Elétricas.
4.1.3.1. SUBÁREA BAIXA TENSÃO ELÉTRICA
É responsável pelo controle e proteção da distribuição de energia para
suprimento das instalações prediais, iluminação de pátios ferroviários e estações e
sistemas auxiliares de força (bombas e máquinas de pequeno porte) bem como pela
manutenção das estruturas de sustentação (torres, postes ou estruturas metálicas) e
das luminárias dos pátios ferroviários.
4.1.3.2. SUBÁREA ALTA TENSÃO ELÉTRICA
É responsável pelo controle e proteção da energia elétrica em equipamentos de
potência elevada, localizados nos ambientes de prédios administrativos e
operacionais e oficinas.
4.2. SUBSISTEMA DE ELETRÔNICA
Neste subsistema estão reunidas duas áreas que tratam principalmente do
controle do tráfego dos trens e das comunicações efetuadas dentro da ferrovia,
gerenciando o movimento das composições através de seus equipamentos e
proporcionando segurança ao tráfego, quais sejam, Sinalização e
Telecomunicações.
4.2.1. ÁREA DE SINALIZAÇÃO
De acordo com ALMEIDA et al. (1996), a Área de Sinalização de uma ferrovia é
uma das mais vitais à segurança, e deve ser projetada para prevenir acidentes
67
ferroviários, tais como colisões e descarrilamentos. A Sinalização deve ter as
seguintes funções básicas:
• manter distância segura entre dois trens consecutivos, de modo que a parada do
que vai à frente, ainda possibilite a parada ou desvio do que vem atrás, sem causar
um acidente;
• evitar rotas conflitantes, isto é, trens não devem ter liberado o acesso a um
mesmo trecho de via, ao mesmo tempo, em sentidos inversos e
• proteger o trem, no que se refere à monitoração da velocidade máxima permitida,
proporcionando o acionamento automático dos freios em caso de ultrapassagem de
tal velocidade.
O funcionamento da Área de Sinalização baseia-se em algumas características
básicas e essenciais do sistema ferroviário (RIVES; MENDEZ; PUENTE, 1980):
1. Os trens são guiados por trilhos e as mudanças de direção podem ser
efetuadas por cruzamentos em lugares fixos. Por esta razão, uma vez estabelecida
uma trajetória, rota ou itinerário, o movimento pode ter somente um grau de
liberdade, podendo-se então controlar a velocidade pelo envio de ordens;
2. O coeficiente de aderência entre roda e trilho é baixo, devendo-se, então, ser
considerados os espaços de frenagem;
3. Não é viável estabelecer uma circulação de trens com características rígidas,
isto é, com prefixação dos trens em relação ao espaço e ao tempo. Pequenos
desvios devem ser considerados ( atrasos, retenções etc.).
Devido à essas características e da possibilidade de se promover uma
automação dos sistemas de controle do tráfego, deve-se coordenar o movimento da
composição ferroviária de forma que haja economia, regularidade, confiabilidade e
segurança do transporte.
Essa área pode ser dividida em quatro subáreas: Intertravamento, Supervisão e
Controle, Alimentação e Cabeamento.
4.2.1.1. SUBÁREA INTERTRAVAMENTO (SUCENA, 2001b)
É responsável pelo controle do acesso dos trens à seção de bloqueio por meio
de equipamentos de campo, determinando-se as rotas através das máquinas de
chave, que são aparelhos utilizados para a operação das agulhas dos Aparelhos de
68
Mudança de Via (AMV) e disponibilizando-as de acordo com a situação dos sinais
luminosos.
Entende-se por seção de bloqueio como um trecho de linha férrea com limites
definidos, cuja utilização pelos trens é controlada por sinais de bloqueio. Os sinais
de bloqueio, por sua vez, são aparelhos fixos localizados à entrada da seção de
bloqueio que servem para indicar a possibilidade do acesso dos trens. Cada seção
de bloqueio constitui um circuito elétrico onde os trilhos são condutores. Para
determinar os limites de uma seção de bloqueio utilizam-se talas isoladas nos trilhos,
fazendo com que a corrente elétrica não flua para a próxima seção de bloqueio.
Nas ferrovias mais modernas, o controle dos trens dentro das seções de
bloqueio é feito pelo circuito de via, considerado como o elemento básico de
qualquer sistema de sinalização atual. Através dele detectam-se os trens com o
intuito de construir a lógica de controle de acesso à via.
Esse sistema baseia-se no bloqueio de trechos de linha por sinais luminosos.
Considera-se automático porque o próprio trem, especificamente o rodeiro, fecha o
circuito de via, acarretando o fechamento de um circuito elétrico e em conseqüência
disso o fechamento de um sinal, indicando que o acesso naquela seção de bloqueio
está impedido (FIG.4.8). O circuito de via trabalha no esquema de “falha segura”, ou
seja, se houver qualquer problema no trecho, o trem fica impossibilitado de acessá-
lo.
FIG.4.8 CIRCUITO DE VIA ESQUEMÁTICO
69
4.2.1.2. SUBÁREA SUPERVISÃO E CONTROLE
Constitui-se praticamente no Centro de Controle de Tráfego – CTC, responsável
por centralizar todos os controles operacionais do tráfego de trens. Em malhas
ferroviárias com alta densidade de tráfego, a subárea Supervisão e Controle se
mostra determinante na caracterização dos níveis de segurança, disponibilizando os
trechos através de comandos para os equipamentos de campo.
Os equipamentos de Supervisão e Controle selecionam e estabelecem as rotas,
controlando o licenciamento do trem, rota após rota. Após a seleção de uma rota
pelo CTC, determina-se à subárea Intertravamento que disponibilize o acesso, e
identifica-se a liberação através dos sinais luminosos situados ao longo da malha.
Nesta subárea, analisam-se as condições de bloqueio, preparam-se e verificam-se
fisicamente as condições do equipamento da máquina de chave, concedendo o
licenciamento e determinando o sentido do tráfego.
Em Supervisão e Controle estão incluídos os Sistemas de Controle Automático
de Controle dos Trens, que podem ser classificados como intermitentes e contínuos.
Nos intermitentes o sistema transmite as informações de controle entre o
equipamento do campo e o do material rodante, somente em determinados pontos.
Nos sistemas contínuos, são transmitidas as informações de controle entre o
equipamento de campo e o material rodante continuamente através de cada seção
de bloqueio.
A utilização dos sinais externos tem algumas características negativas se forem
os únicos sistemas indicadores de possibilidade de acesso para seção de bloqueio.
Em casos de falta de visibilidade externa o maquinista pode ter dificuldade de ver a
situação do sinal, com o que reduz a marcha provocando aumento no headway.
Se o sinal for reproduzido durante todo o tempo na cabina do maquinista
(CABSINAIS), o mesmo passa a ter uma referência em tempo real, facilitando o seu
monitoramento. Para tanto, a energia transmitida pelo circuito de via é coletada por
bobinas receptoras de sinal elétrico, montadas no material rodante e próximas dos
trilhos, sendo convertida em sinais luminosos no interior da cabina do maquinista.
As ordens de licenciamento são contínuas e permanentes e com a utilização dos
CABSINAIS, registram-se as indicações de velocidade máxima com as que o
70
maquinista deve conduzir o trem, respeitando as restrições impostas pelos avisos
colocados ao longo da linha férrea.
Desta forma, ainda há uma dependência da presença do fator humano, no que
concerne à segurança do tráfego. Sendo assim, para evitar falhas humanas,
implementou-se o Controle Automático de Trens - ATC (Automatic Train Control),
que compara a velocidade informada pelo CABSINAL com a velocidade real do
mesmo. Considerando-se o tempo de reação do maquinista e a distância máxima de
frenagem do trem, caso a velocidade real ultrapasse a velocidade determinada pelo
CABISINAL, soará um alarme na cabina do maquinista e após algum tempo, a
tração será cortada e o freio será acionado. Normalmente, nesta situação, o controle
é tomado do maquinista, efetuando-se a frenagem até atingir-se um valor
determinado abaixo da velocidade preestabelecida, devolvendo-se o controle ao
maquinista. Com a união do ATC e do CABSINAL, pode-se exercer uma fiscalização
permanente da velocidade.
Com os conceitos do ATC, desenvolveu-se um sistema de controle da operação
do trem totalmente automatizado denominado ATO (Automatic Train Operation), que
dispensa a ação do maquinista. Utiliza-se esse sistema principalmente em trechos
com alta densidade de tráfego.
Um dos controles que monitora a atuação do maquinista em relação a
sinalização das seções de bloqueio é o Controle Automático de Parada dos Trens –
ATS (Automatic Train Stop). Esse controle impede, automaticamente, que um trem
ultrapasse os sinais indicativos de parada, localizados ao longo do trecho, impedindo
a aproximação demasiada de um trem em relação ao outro.
4.2.1.3. SUBÁREA ALIMENTAÇÃO
É caracterizada pelo gerenciamento do suprimento de energia elétrica para o
funcionamento dos equipamentos de campo. Estão incluídos nesta área os
transformadores instalados ao longo do trecho, alimentados eletricamente pela área
de Transmissão de Energia Elétrica, as baterias que são utilizadas para alimentar
alguns equipamentos na falta de energia elétrica e as unidades de proteção elétrica,
que monitoram a alimentação elétrica dos equipamento contra eventuais surtos de
tensão elétrica.
71
4.2.1.4. SUBÁREA CABEAMENTO
Na subárea Cabeamento faz-se a transmissão de dados para o funcionamento
dos equipamentos de sinalização. Estão incluídas as redes de cabos aéreos e
subterrâneos que são responsáveis pela transmissão dos dados do CTC para os
equipamentos de campo e dos comandos para montagem das rotas.
4.2.2. ÁREA DE TELECOMUNICAÇÕES (FLUMITRENS, 2002)
A área de Telecomunicações é um conjunto de equipamentos destinados a
suprir, de modo integrado, as facilidades necessárias à transmissão de dados que
compõem as comunicações operacionais, administrativas e de manutenção,
voltadas para a funcionalidade do sistema ferroviário.
Esta área pode ser subdividida em oito subáreas: Telefonia, Rádio-comunicação,
Meio Físico de Transmissão de Informação, Multiplex, Sonorização, Bilhetagem
Automática, Cronometria e Painéis Informativos.
4.2.2.1. SUBÁREA TELEFONIA (RIVES et al., 1980, p.981)
É responsável pela gestão das comunicações administrativas, de manutenção e
de operação. Normalmente utiliza centrais de comutação com tecnologia analógica
e/ou digital interligadas por meios de transmissão com enlaces por rádio digital e/ou
redes de cabos óticos ou metálicos, possibilitando a comunicação entre os vários
pontos da malha ferroviária.
Vale ressaltar que na ramificação das comunicações operacionais estão
incluídas as comunicações entre estações e o centro seletivo e entre o Centro de
Controle Operacional – CCO e as subestações e seccionadoras. Estas duas frentes
de comunicação estão altamente comprometidas com a segurança do tráfego, pois
tratam diretamente com o suprimento de energia e com o movimento dos trens.
Nesta subárea incluem-se também as comunicações ponto-a-ponto, onde se
realizam as comunicações entre estações e o centro seletivo e funciona como
alternativa ao subsistema de rádio comunicação, além de possuir interligação com a
72
operadora de telefonia local, para comunicação entre empresa-usuário e de caráter
administrativo.
4.2.2.2. SUBÁREA RÁDIO COMUNICAÇÃO (RIVES et al., 1980, p.986)
A subárea de Rádio-comunicação é normalmente composta de comunicação
operacional entre terra (normalmente CCO) e trem, comunicação operacional das
áreas de manutenção e segurança empresarial e comunicações digitais
redundantes.
A comunicação feita entre o trem e o CCO é viabilizada por rádio-estações
repetidoras localizadas estrategicamente dentro ou nas proximidades da malha
ferroviária, possibilitando uma adequada cobertura de propagação, podendo-se
utilizar também rádio-estações terminais localizadas nas estações de parada e a
bordo dos trens.
As rádio-comunicações operacionais da área de manutenção e de segurança
empresarial são efetuadas através da instalação de rádio-estações em veículos
rodoviários e ferroviários de apoio. Estas comunicações normalmente são dotadas
de rádio-estações repetidoras fora da área de domínio da malha ferroviária para
melhoria da qualidade de cobertura de propagação.
As comunicações digitais são constituídas por rádio-enlaces de alta capacidade
de transmissão, por onde escoam as comunicações redundantes dos canais vitais
do sistema óptico. Geralmente as rádios-estações estão posicionadas nos extremos
dos trechos e contam também com estações repetidoras fora da faixa de domínio da
malha ferroviária.
4.2.2.3. SUBÁREA MEIO FÍSICO DE TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO
É composta geralmente de uma rede principal formada por cabos de fibra óptica
e uma secundária constituída de cabos metálicos, que são lançados ao longo dos
trechos, convergindo para bastidores óptico-digitais.
Através do meio físico de transmissão também podem ser transferidos dados
relativos à transmissão de voz, dados e imagens que compõem as comunicações
operacionais, administrativas, de manutenção e de segurança. A informática
73
demanda qualidade da informação, requerendo principalmente alta credibilidade e
continuidade da transmissão da informação, fatores estes inerentes aos sistemas
digitais (rede óptica e rádio digital).
A determinação do meio físico utilizado na transmissão dos dados depende do
tipo de informações a serem transportadas, das condições climáticas a qual o
material condutor da informação será submetido, da topografia do terreno e das
condições de facilidade de manutenção.
Deve-se ressaltar uma característica importante sobre a constituição dos meios
de transmissão de informação do tipo metálico: a utilização deste tipo de material
sofre elevada interferência eletromagnética da rede aérea de tração (caso a ferrovia
seja eletrificada), ou de outras linhas de transmissão de energia elétrica próximas
aos cabos de telecomunicações. Estas interferências causam ruídos na transmissão,
degradando a qualidade da recepção das informações. Devido a esta característica
dos materiais metálicos, além da crescente saturação das bandas de freqüência
disponíveis, é que o desenvolvimento das fibras ópticas foi alavancado,
principalmente porque este tipo de condutor não sofre interferência eletromagnética
e tem grande largura de banda, representando grande incremento no volume de
informações transmitidas.
4.2.2.4. SUBÁREA MULTIPLEX
É constituída de equipamentos de multiplexação para transmissão e recepção
das informações geradas pelos diversos subsistemas da ferrovia. Segundo RIVES et
al. (1980, p.980) multiplex é uma tecnologia utilizada para concentrar diversos tipos
de comunicação para transmiti-las por um só circuito simplificando e reduzindo
significativamente o custo dos sistemas de comunicação de longa distância.
Necessita-se implantar bastidores de equipamentos nos pontos para onde
convergem as redes de cabos.
4.2.2.5. SUBÁREA SONORIZAÇÃO
A subárea de Sonorização é responsável pela geração e transmissão
centralizada de avisos em estação e oficinas, bem como a comunicação entre
74
maquinista e passageiros a bordo dos trens. Utilizam unidades de amplificação, linha
de sonofletores, dispositivos de geração de música ambiente e consoles de geração
de avisos. Constituem uma das principais subáreas da ferrovia, por constituir o elo
de comunicação empresa-usuário.
4.2.2.6. SUBÁREA GRAVAÇÃO
A subárea de Gravação possibilita o registro das conversações efetuadas no
âmbito da ferrovia no que se refere à operação ferroviária. Essa subárea é muito
importante para identificação de possíveis falhas operacionais que possam redundar
em acidentes, podendo-se fazer uma analogia com o funcionamento das caixas
pretas dos aviões.
4.2.2.7. SUBÁREA BILHETAGEM AUTOMÁTICA
Constitui-se de bloqueios automáticos de acesso às plataformas de embarque
das estações e equipamentos centralizadores e controladores de dados, contendo a
lógica de liberação dos bloqueios, acionada através da inserção de bilhetes
magnéticos.
Essa subárea subsidia a formação de banco de dados, utilizado como principal
fonte de informação sobre o fluxo de movimentação de passageiros na ferrovia
(origem/destino por unidade de tempo).
4.2.2.8. SUBÁREA CRONOMETRIA E PAINÉIS INFORMATIVOS
Esta subárea constitui um elo de informação entre ferrovia e usuário
(comunicação unidirecional informativa). A primeira é composta por uma central
horária e relógios associados, destinados ao fornecimento da “hora padrão” para a
ferrovia tanto para os usuários como para a operação. A segunda destina-se ao
fornecimento de informações visuais dinâmicas aos usuários do sistema de
transporte ferroviário nas estações, terminais e locais de integração com outros
modos de transporte.
75
4.3. SUBSISTEMA CIVIL
Devido às características de construção da linha férrea, que freqüentemente
necessita ultrapassar obstáculos naturais e os criados pelos homens, os projetistas
ferroviários são levados a recorrer aos conceitos e teorias da engenharia civil. Como
os parâmetros adotados para a determinação do traçado da linha férrea se baseiam
em critérios técnicos, sócio-econômicos, ambientais e políticos, a utilização
econômica destas teorias se mostram de suma importância para a manutenção da
confiabilidade do sistema ferroviário (RIVES et al., 1980, p.1).
Pode-se dividir este subsistema em três áreas: Linha Férrea, Obras-de-Arte e
Edificações.
4.3.1. ÁREA LINHA FÉRREA
Entende-se por Linha Férrea como o conjunto de construções, instalações e
equipamentos destinados ao tráfego de veículos ferroviários. Em termos gerais, a
Linha Férrea está dividida em infra-estrutura e superestrutura.
4.3.1.1. SUBÁREA INFRA-ESTRUTURA
De acordo com MEDEIROS (p.1), a Infra-estrutura é uma sucessão de cortes,
aterros, pontilhões, pontes, viadutos e túneis que resulta na plataforma da estrada
de ferro sobre a qual se assenta a superestrutura, devendo manter o traçado da
linha em condições de tráfego.
A construção de uma linha férrea deve ter o menor nível de ondulações
possíveis, considerando que os trens tem dificuldades para vencer uma rampa, bem
como para frear quando necessita descê-la. Sendo assim, para planificar a camada
mais superior da infra-estrutura (plataforma), cortes e aterros no terreno devem ser
realizados. A infra-estrutura pode ser dividida em três setores: plataforma, corte e
aterro.
Segundo STOPATTO (1987, p1 e 2) as características geométricas da
plataforma dependem de alguns parâmetros da superestrutura, tais como bitola,
número de linhas, altura do lastro e/ou sublastro, tipo de dormente etc., que
76
influenciam basicamente a sua largura. A inclinação dos taludes laterais (corte ou
aterro) e inclinação da parte superior dependem dos materiais empregados e do tipo
de drenagem.
Bitola é a medida determinada geometricamente conforme a seguir (FIG.4.9):
traça-se a reta “a” perpendicular ao eixo da linha e apoiada na superfície de
rolamento dos boletos dos trilhos; em seguida são traçados dois segmentos de reta
perpendiculares à reta “a”, medidos abaixo da superfície de rolamento dos trilhos, de
forma que toquem nas faces internas dos boletos dos trilhos ( AB ). A distância entre
esses dois segmentos de reta representa a “bitola”.
FIG.4.9 BITOLA
MEDEIROS (p.1) define "corte" como uma escavação do terreno de acordo com
dimensões pré-estabelecidas para preparação da plataforma e "aterro" como um
maciço dimensionado para a formação da plataforma da estrada, geralmente
construído com material apropriado extraído de corte ou empréstimo.
4.3.1.2. SUBÁREA SUPERESTRUTURA
De acordo com LOMAS (1965 p.53), SCHRAMM (1977 p.3), BRINA (1983 p.5) e
STOPATTO (1987 p.1), a superestrutura ou via permanente é composta
principalmente pelos trilhos e seus acessórios, dormentes, lastro e/ou sublastro que,
em conjunto, suportam os esforços dos veículos e os transmite à infra-estrutura.
A superestrutura pode ser dividida em quatro setores: Linha Principal, Aparelhos
de Mudança de Via e Cruzamento, Passagens de Nível, Desvios e Linhas
Secundárias.
77
4.3.1.2.1. SETOR LINHA PRINCIPAL (SALES,2001)
O setor Linha Principal é composto pela Via Permanente e seus equipamentos
(FIG.4.10), formando a base para movimentação do material rodante. Entende-se
por Linha Principal a linha que atravessa pátios e liga estações, na qual os trens são
operados por horários e licenças em conjunto, ou cuja utilização é governada por
sinais de bloqueio, sinais de travamento sincronizado ou qualquer outra modalidade
de controle RFFSA (1978 p.6).
FIG.4.10 ESQUEMA BÁSICO DA VIA PERMANENTE (Fonte: BRINA (1979 p.6))
O trilho é o elemento mais importante da linha principal, cujas funções são:
resistir às tensões que recebe do material rodante e transmiti-las para o restante da
via permanente; guiar as rodas do material rodante durante o movimento; fazer o
retorno da corrente elétrica de tração para a subestação, caso a ferrovia seja
eletrificada; ser condutor elétrico para o circuito de via e funcionar como viga
contínua sobre apoio elástico, resistindo à flexão.
O trilho é confeccionado geralmente em aço, com seção transversal padronizada
e com dureza, tenacidade, elasticidade e resistência à flexão. Possui três partes
fundamentais: boleto, alma e patim. O boleto está na parte superior do trilho onde a
roda dos veículos ferroviários se apoiam; o patim é a base do trilho, parte mais larga
onde normalmente se utilizam acessórios para fixá-lo ao dormente; a alma é a parte
mais estreita e vertical do trilho localizando-se entre o patim e o boleto.
Os trilhos são classificados pelo seu peso por metro linear e pela sua seção
transversal, podendo-se também identificá-los como trilho curto ou trilho longo
78
soldado, caracterizando-se este último quando a sua parte central não sofre nenhum
movimento por efeito das variações de temperatura.
Outro elemento que compõe a via permanente é o dormente que tem como
principal função manter a bitola da linha e transmitir ao lastro as cargas recebidas
pelos trilhos quando da passagem do material rodante. Pode ser de madeira, aço,
concreto ou misto com dimensões variadas. Segundo SCHRAMM (1977 p.71) a
seção transversal do dormente é determinada mais em função de fatores
construtivos e de economia de material (fixação dos trilhos, recondicionamento, vida
útil), do que tendo em vista detalhes estáticos.
Os trilhos devem ser fixados aos dormentes por intermédio de placas de apoio
ou diretamente no dormente de madeira. A utilização de placas de apoio pode
prolongar a vida útil do dormente de madeira, pois além de proporcionar uma melhor
distribuição de carga sobre o mesmo, evita que o patim do trilho corte o dormente.
Para fixação do trilho nos dormentes através das placas de apoio,
principalmente nos dormentes de madeira, utilizam-se pregos, grampos de linha ou
tirefonds, fabricados normalmente de aço. Este tipo de fixação é denominada Rígida,
pois ela mantém a bitola, mas possibilita grandes movimentos longitudinais. Para
sanar este tipo de problema utiliza-se uma peça, geralmente de aço, chamada
Retensor de Linha, que é apoiada na face lateral do dormente e fixada e ajustada ao
patim do trilho. Utilizam-se arruelas de pressão junto às fixações com o intuito de
impedir o afrouxamento da fixação devido às vibrações causadas pela passagem do
material rodante.
A fixação denominada Elástica tem maior eficiência na limitação dos movimentos
transversais e longitudinais do que as rígidas (FIG.4.11). Existem vários tipos de
fixação elástica, mas as mais conhecidas são dos tipos grampo elástico simples e
duplo e fixação Pandrol.
79
FIG.4.11 – FIXAÇÃO ELÁSTICA (Fonte: SUCENA (2001a))
Os esforços transmitidos pelo dormente para a plataforma da infra-estrutura,
devido à passagem do material rodante, são distribuídos uniformemente através da
utilização do lastro, que forma um suporte elástico ao deslocamento da grade
formada pelos dormentes e trilhos, além de facilitar a drenagem e suprimir possíveis
irregularidades da plataforma da infra-estrutura.
Entre o lastro e a plataforma pode-se utilizar uma camada de material chamado
de sublastro, de qualidade inferior ao do lastro, e portanto mais barato. Este diminui
a altura do lastro necessário e proporciona economia à superestrutura ferroviária. O
sublastro deve aumentar a capacidade de suporte da plataforma da infra-estrutura,
elevando a taxa de trabalho no terreno, evitar a penetração do lastro na plataforma,
melhorar a drenagem da via aumentando a resistência do leito à erosão e a
infiltração de água e melhorar a elasticidade do apoio do lastro no leito da via.
4.3.1.2.2. SETOR APARELHOS DE MUDANÇA DE VIA (SALES,2001)
Para que o material rodante possa ter flexibilidade de deslocamento, isto é, para
que ele possa passar, por exemplo, de uma linha principal para uma secundária
(item 4.3.1.2.4) ou vice-versa, necessita-se de um dispositivo denominado Aparelho
de Mudança de Via (AMV). Já o conjunto de peças que possibilitam o cruzamento de
linhas de bitola é chamado de Aparelho de Transposição de Via (ATV). Os
componentes básicos de um AMV comum são: a chave, composta de agulhas,
trilhos de encosto e acessórios e o jacaré com as pernas de cruzamento e contra-
trilhos e os trilhos de ligação. O AMV tem grande influência na regularidade e na
80
manutenção do tráfego dos trens, pois é através dele que as rotas podem ser
traçadas, determinando o aumento ou a diminuição do headway.
“A determinação do adequado tipo básico de AMV, e sua disposição em relação à curvatura e à superelevação, deve ser feita, sempre que possível, em função da velocidade admissível para as linhas principal e secundária. Os aparelhos de mudança de via com raios maiores permitem maiores velocidades nos desvios, mas em compensação, sua maior extensão implica também em custos maiores” SCHRAMM (1977 P.169).
4.3.1.2.3. SETOR PASSAGEM EM NÍVEL (RIVES et al., 1980 p.687)
O cruzamento de uma rodovia por uma ferrovia em um mesmo nível, denomina-
se Passagem em Nível (PN). Por ser um ponto crítico pela ocorrência de acidentes,
de possível choque entre trem e veículo rodoviário ou atropelamento, necessita de
um tratamento diferenciado para a manutenção.
A PN deve ser sinalizada tanto para o veículo rodoviário quanto para o pedestre,
dos dois lados da via permanente. Considerando as características de um trem, que
tem pouca aderência entre roda e trilho, deve-se priorizar a passagem do mesmo.
Geralmente no cruzamento utilizam-se contratrilhos, trilhos colocados paralelamente
aos trilhos para rodagem do material rodante, que além de darem mais resistência
transversal à via, proporcionam maior facilidade no cruzamento dos veículos
rodoviários.
4.3.1.2.4. SETOR DESVIOS E LINHAS SECUNDÁRIAS
Os Desvios e Linhas Secundárias são considerados partes da superestrutura
com as mesmas características construtivas da Linha Principal, diferenciando-se
pela periodicidade para intervenção da manutenção, pela menor influência no
tráfego no que tange ao nível de influência e a segurança do transporte.
Considera-se "desvio", uma linha adjacente à linha principal ou a outro desvio,
destinada aos cruzamentos, ultrapassagens e formação de trens. Pode ser
classificado em desvio ativo e morto. Um desvio ativo é aquele provido de chaves de
mudança de via em ambas as extremidades, oferecendo condições de entrada e
saída em qualquer sentido, de trens ou veículos ferroviários. É desvio morto, aquele
provido de uma única chave de mudança de via, apresentando na outra extremidade
81
um batente que determina o seu comprimento útil. Linhas Secundárias são linhas ou
desvios adjacentes a uma linha ou a linhas principais (RFFSA, 1978 p.4 e 7).
4.3.2. ÁREA DE OBRAS-DE-ARTE
Obra-de-arte, no âmbito da ferrovia, é a construção de alvenaria, concreto, metal
ou mista que se executa com a finalidade de proporcionar escoamento das águas,
ultrapassar obstáculos ou proteger o leito da estrada (MEDEIROS, p.2). Deve-se
observar que estas construções incluem pontilhões, pontes, viadutos e túneis que já
foram consideradas como integrantes da infra-estrutura, porém suas características
de projeto e manutenção as classifica como obras-de-arte.
Pode-se dividir as obras-de-arte em duas subáreas: Correntes e Especiais.
4.3.2.1. SUBÁREA OBRAS-DE-ARTE CORRENTES
Segundo MEDEIROS (p.2), considera-se Obras-de-arte Correntes construções
oriundas de um projeto tipo, como drenos, bueiros (com vão entre 0,60m e 5,0m),
pontilhões, pontes (com vão livre entre 12m e 25 m, inclusive), passagem superior
ou inferior (com vão de até 25m, inclusive), muros de arrimo (com até 3,5m de altura,
inclusive) e corta rios.
4.3.2.1.1. SETOR DRENAGEM
Drenagem é o meio empregado para que as águas escorram mais facilmente e
se afastem do local onde possam causar dano. Existem dois destinos para as águas
que estão em movimento na plataforma: uma parte escorre sobre a superfície e a
outra penetra no solo. As duas formas prejudicam a linha férrea, provocando
desnivelamento, erosão, empoçamento etc.
Existem dois tipos de drenagem: a superficial e a subterrânea. A primeira visa
remover a água que chega sobre a superfície através de canalizações e a segunda
procura remover a água contida em excesso na massa de terreno subjacente ou
rebaixar o lençol d’água subterrâneo (lençol freático) que esteja em nível tal que a
82
água possa, por capilaridade, atingir pontos que alterem e comprometam as
características da estrutura dos solos que compõem a plataforma ferroviária.
No caso da drenagem superficial, o maior problema é saber qual é a quantidade
de água que deve ser escoada. O escoamento superficial aumenta com a
declividade das vertentes, com o grau de impermeabilidade do terreno, com a
ausência de vegetação e com a diminuição da capacidade de retenção superficial
PEREIRA (1959). Os principais meios de drenagem superficial são as valetas de
plataforma de corte, valetas de plataforma de aterro, valetas de proteção do corte ou
de crista e de aterro, capina, roçada e bueiros.
As Valetas de Plataforma de Corte são constituídas por canalizações
executadas no pé dos cortes junto à plataforma ferroviária, capazes de coletar os
deflúvios originados pela precipitação sobre estes cortes e sobre o leito da ferrovia,
protegendo-os da formação de sulcos erosivos que favorecem tanto o
descalçamento do lastro como a instabilidade do talude. (CBTU, 1986 p.4)
As Valetas de Plataforma de Aterro são dispositivos de drenagem construídos
nas bordas da plataforma junto às cristas dos aterros, com a finalidade de escoar as
águas precipitadas sobre a plataforma, direcionando-as para locais de deságüe
apropriados e reduzindo, desta forma, sua ação erosiva sobre a saia dos aterros.
(CBTU, 1986 p.5)
As Valetas de Proteção do Corte ou de Crista e de Aterro são utilizadas em
casos em que os taludes sejam passíveis de processos erosivos, e geralmente tem
revestimento interno de concreto. (CBTU, 1986 p.9)
A Capina é uma alternativa para facilitar a drenagem do trecho através da
retirada da vegetação, podendo-se efetuá-la manualmente, mecanicamente ou com
a utilização de produtos químicos.
O Roçado é a derrubada da vegetação existente na faixa da estrada para evitar
principalmente o umedecimento da linha.
Um dos maiores problemas causados pela drenagem subterrânea inadequada
são os bolsões de lama. A água penetra no terreno e não escoa, encharcando o
material da infra-estrutura, dando origem a alterações no solo. Pode-se utilizar, para
bolsões de lama, dois tipos de drenagem: os drenos franceses, constituídos por
valetas empedradas, dispostas transversalmente à plataforma que permitem o
rápido e eficiente escoamento das águas acumuladas e as valas francesas
83
constituídas de passagens subterrâneas para água através dos intervalos entre
pedras colocadas sem compressão em uma cava. (MEDEIROS, p. 7)
4.3.2.1.2. SETOR BUEIROS
Os bueiros são estruturas construídas para conduzir e ordenar o escoamento
das águas nos pequenos cursos permanentes, ou as que são de origem do fluxo
superficial e da drenagem da estrada de ferro com uma seção transversal
compatível com o escoamento de maiores níveis de chuva (PEREIRA, 1959).
Os bueiros podem ser divididos em três tipos, segundo à forma e o material
empregado na sua construção: bueiros celulares de concreto simples ou múltiplos,
bueiros tubulares de concreto simples ou múltiplos e bueiros tubulares metálicos
simples ou múltiplos. Em relação ao comportamento das cargas podem-se dividir
em: bueiros rígidos, semi-rígidos e flexíveis. Quanto ao modo de assentamento, os
bueiros tubulares podem ser considerados como em vala, quando instalado no fundo
de uma vala aberta no terreno e posteriormente recoberto, e saliente, quando
colocado sobre a base do terreno que recebe o aterro. (BRINA, 1979 p.10)
4.3.2.1.3. SETOR PONTILHÕES
Os pontilhões são pontes de pequeno vão livre (entre 5m e 12m), que tem a
mesma finalidade dos Bueiros.
4.3.2.1.4. SETOR PONTES
Uma ponte ferroviária é constituída das seguintes partes: superestrutura,
mesoestrutura, infra-estrutura e encontros. A superestrutura tem por finalidade
permitir ao trem vencer o vão livre propiciado pela ponte. Ela consta de duas partes
principais: tabuleiro ou estrado, que recebe diretamente as cargas aplicadas e,
vigamento, cuja função é vencer o vão livre. A mesoestrutura é formada por pilares,
cuja tarefa consiste em transmitir os esforços da superestrutura até as fundações. A
infra-estrutura, também denominada fundação da obra, destina-se a transferir para o
solo as cargas da estrutura; consideram-se também como parte da infra-estrutura os
84
elementos de transição entre fundação e pilares, denominados blocos, e por fim, os
encontros ou peças que fazem a ligação entre a ponte e o terrapleno, servindo para
proteger as extremidades do aterro e ainda para absorver os grandes esforços
horizontais decorrentes da frenagem dos trens (BRITO, 1979).
A FIG. 4.12 a seguir apresenta a seção de uma ponte ferroviária para o acesso
ao aeroporto de Frankfurt.
FIG.4.12 EXEMPLO DE PONTE FERROVIÁRIA (Fonte: RIVES et al. (1980
p.108))
De acordo com RIVES et al. (1980 p.4), as principais funções das pontes
ferroviárias são:
• manter a continuidade material e geométrica da linha férrea;
• servir de suporte para a superestrutura da via permanente e
• permitir a passagem da linha férrea por vias de tráfego natural ou artificial.
Ainda de acordo com os autores citados anteriormente, para que essas funções
possam ser desempenhadas com sucesso, necessita-se que as pontes tenham
algumas características importantes, tais como:
85
• apresentar adequada robustez para suportar as ações, tanto estáticas, devido ao
seu próprio peso, como dinâmicas, geradas pela circulação dos trens, dos
elementos atmosféricos e de caráter térmico;
• estarem dotadas de dimensões convenientes para permitir a livre passagem do
tráfego sem conflito com a ferrovia e
• terem sido projetadas e dimensionadas convenientemente de acordo com as
suas morfologias, isto é, com as características das suas estruturas primárias de
suporte tais como, tamanho dos vãos, tipo de material e exigências mecânicas a
que serão submetidas.
4.3.2.1.5. SETOR PASSAGENS INFERIORES E SUPERIORES
Considera-se uma passagem inferior ou superior toda estrutura, geralmente de
concreto com vão não superior a 25m, que possibilita à passagem da via férrea,
rodovia ou via pública,. (MEDEIROS p.3)
4.3.2.1.6. SETOR MURO DE ARRIMO E CORTA RIOS
Muro de Arrimo é uma obra de alvenaria ou concreto com altura de até 3,50m,
com o objetivo de servir de anteparo para barrancos e Corta Rios, é um canal
construído para desviar o curso de um rio para um local mais conveniente.
4.3.2.2. SUBÁREA OBRAS-DE-ARTE ESPECIAIS
De acordo com MEDEIROS (p.3), Obras-de-Arte Especiais são obras baseadas
em projetos específicos, tais como, túneis, pontes (vão superior a 25 m), viadutos,
passagens superiores e inferiores especiais e muros de arrimo especiais.
Os projetos especiais utilizados para construção de passagens superiores e
inferiores como também para muros de arrimo, são aqueles que fogem das
características de um projeto tipo, ou seja, de um padrão, determinando formas de
intervenção da manutenção diferenciadas, considerando-se as suas características
técnicas peculiares.
86
As definições expostas nos itens 4.3.2.1.4, 4.3.2.1.5 e 4.3.2.1.6, sobre os
setores pontes, passagens superiores e inferiores e muros de arrimo,
respectivamente, servem para as mesmas construções em Obras-de-Arte Especiais,
diferenciando-se dos outros pela especificidade da construção e pela característica
de projeto.
4.3.2.2.1. SETOR VIADUTOS
Segundo MEDEIROS (p.4) viaduto é uma estrutura construída geralmente de
concreto, que permite a passagem da via férrea, sobre vias públicas, depressões,
vales e grotas fundas. O viaduto pode substituir aterros cujas construções se
caracterizem técnica e economicamente desaconselháveis.
RIVES et al. (1980 p.2) caracterizam viaduto como uma obra com comprimento
entre 100 e 1000m, geralmente com vários vãos entre 20 a 25m, composta por
suportes de sustentação vertical, destinadas ao cruzamento de depressões do
terreno, rio ou uma via de comunicação.
4.3.2.2.2. TÚNEIS
A principal função de um túnel ferroviário é a de proporcionar um caminho para a
passagem dos trens em casos onde a presença de obstáculos de diferentes
naturezas podem inviabilizar a continuidade da linha férrea. Podem-se também
utilizar túneis em grandes cidades onde há a necessidade de cruzamento das
ferrovias com outras linhas de transporte, onde as características da superfície não
podem ser alteradas (RIVES;MENDES;PUENTES, 1980 p.131).
Os túneis são classificados, segundo MILIRIUM.COM (2002) em três níveis,
conforme a seguir:
• nível III – Túneis curtos com pouco tráfego que não requerem nenhum tipo de
instalação específica;
• nível II – Túneis que necessitam de algum tipo de instalação e de vigilância
particular com respeito ao traçado determinado;
• nível I – Túneis especiais que necessitam de uma organização específica e
permanente para controle e vigilância de suas instalações. Estes túneis dispõem de
87
uma sala de controle para gerenciamento das informações provenientes das
diversas instalações do túnel.
De acordo com INGENIERIA DE CARRETERAS (1998) um projeto de túnel
ferroviário deve conter algumas características importantes para evitar ou diminuir as
conseqüências de acidentes ou incêndios, quais sejam:
• o fornecimento de energia elétrica, principalmente para túneis do nível I, deve ser
realizado por intermédio de geradores de emergência, para iluminação, ventilação e
calefação;
• o sistemas de controle, para os túneis do nível I, deve ser centralizado para
facilitar o gerenciamento de alguns sistemas vitais como, ventilação, extinção de
incêndio e energia de emergência;
• a ventilação deve ser projetada de forma que a atmosfera no túnel seja ideal,
incluindo boas condições de higrometria e temperatura para os passageiros dos
trens e para os funcionários e para evacuar os gases provenientes de um incêndio o
mais rápido possível;
• a iluminação de emergência deve ser vista para manutenção do nível de
visibilidade e os indicativos visuais;
• as saídas de emergência, principalmente para os túneis do nível I, devem ser
planejadas para evacuação em casos de acidentes ou incêndios; em túneis em
montanhas ou subaquáticos, essas saídas devem ser projetadas para ligação com a
galeria de serviço e nestes locais devem existir sinalizações a prova de fogo e de
fácil entendimento;
• devem existir sistemas para detecção e extinção de incêndio e
• devem ser projetados sistemas de resfriamento artificial.
4.3.3. ÁREA DE EDIFICAÇÕES
As edificações são construções utilizadas no âmbito da ferrovia com o intuito de
abrigar equipamentos, materiais ou pessoas. As edificações podem ser classificadas
como Operacionais, de Manutenção e Administrativas.
88
4.3.3.1. SUBÁREA EDIFICAÇÕES OPERACIONAIS
De acordo com o tipo de equipamento que abrigam, as edificações operacionais
podem influenciar diretamente no tráfego de trens ou no acesso dos passageiros
(estações).
Podem-se dividir as edificações operacionais em :
• cabines, que são edificações de pequeno porte, que centralizam os comandos
para montagem das rotas para o tráfego dos trens, em pequenos trechos,
geralmente construídas próximo a grandes pátios ou terminais, onde há uma maior
concentração de AMV’s e desvios. Hoje em dia as funções das cabines está sendo
transferida para o comando centralizado, normalmente alocado no CCO;
• Centro de Controle Operacional (CCO), prédio que centraliza as ações que
determinam o tráfego dos trens, de onde se pode gerenciar remotamente o
movimento do material rodante, bem como administrar todos os setores que
influenciam na segurança do tráfego, tais como: sinalização, telecomunicações,
suprimento de energia elétrica, manutenção entre outros;
• estações e terminais, consideram-se estação e terminal edificações construídas
para realização de serviços determinados e para acomodação de passageiros e ou
cargas, sendo que terminais são estações de final de ramal RFFSA (1978 p.5);
• paradas, locais da linha férrea cujas instalações atendem ao embarque e
desembarque de passageiros e de pequenas expedições, desprovidas porém de
pessoal para atendimento ao público RFFSA (1978 p.7);
• instalações para equipes, situadas em pontos estratégicos ao longo da malha
ferroviária para abrigar as equipes responsáveis pela operação do tráfego,
facilitando o acesso dos funcionários ao local;
• instalações para equipamentos, situadas ao longo do sistema ferroviário,
responsáveis pelo abrigo dos equipamentos utilizados no gerenciamento do tráfego
ferroviário e
• subestações e seccionadoras, instalações responsáveis pelo abrigo dos
equipamentos de sistemas de potência destinados a suprir o sistema ferroviário com
energia elétrica. Efetuam-se, nestas edificações, o controle e a proteção do
suprimento de energia, além da manobra do direcionamento do fluxo de energia
elétrica.
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4.3.3.2. SUBÁREA EDIFICAÇÕES PARA MANUTENÇÃO
As Edificações para Manutenção servem para abrigar pessoal e/ou
equipamentos, além do aprovisionamento de materiais utilizados na execução da
manutenção dos vários subsistemas, sendo construídas em pontos estratégicos ao
longo da linha férrea a fim de facilitar o acesso das equipes ao local da execução
dos serviços.
4.3.3.3. SUBÁREA EDIFICAÇÕES ADMINISTRATIVAS
As Edificações Administrativas são locais onde se concentram as equipes das
áreas administrativas e gerenciais do sistema ferroviário e áreas de
aprovisionamento de materiais e equipamentos que serão utilizados nas rotinas de
manutenção, operação e administração do complexo ferroviário.
4.4. SUBSISTEMA MATERIAL RODANTE
Material Rodante é toda composição formada por carros-motores ou locomotivas
(automotrizes) e carros-reboque que serve para o transporte de passageiros. Os
primeiros tem propulsão própria enquanto os segundos necessitam de uma forma de
propulsão externa para se movimentarem, isto é, são rebocados. Geralmente, a
conjugação de dois carros-reboque e uma automotriz denomina-se trem-unidade,
podendo-se ter modificações nesta configuração de acordo com o tipo de material
rodante ou com as necessidades de transporte.
Para facilitar a análise do subsistema de Material Rodante se faz necessário
dividi-lo em doze áreas: truque, propulsão, suprimento de energia elétrica,
suprimento e tratamento de ar comprimido, frenagem, sinalização, climatização,
controle automático do trem, caixa, engate, rádio sonorização e portas do salão.
4.4.1. ÁREA TRUQUE (ROSA, 2000)
Esta área é responsável pela gestão do truque e seus componentes, que se
destinam a absorver os efeitos das irregularidades da via e garantir uma boa
90
estabilidade ao veículo, impedindo que esses efeitos danifiquem a estrutura do trem
e causem vibrações e ruídos (SUCENA, 2001a), além de prover suporte,
amortecimento e guia aos veículos ferroviários. É constituída por sistema de
amortecimento e suspensão, rodeiro, sistema de freio e transmissão .
4.4.1.1. SUBÁREA AMORTECIMENTO
Esta subárea pode ser dividida em suspensões primária, secundária e
elementos auxiliares, definidos a seguir:
• suspensão primária - É aquela que deve absorver todas as irregularidades da via
permanente, impedindo que afetem e danifiquem o truque e a caixa do carro, e
ainda que o conforto do usuário seja afetado. Situa-se entre os rodeiros e o truque e
utiliza molas helicoidais ou “molas” de borracha;
• suspensão secundária - Deve proporcionar conforto adequado aos passageiros
transportados, além de proteger os equipamentos e a parte inferior da caixa do
carro. Localiza-se entre o truque e o fundo do carro. Utiliza, principalmente bolsas de
ar de borracha alimentadas por encanamentos e mangueiras provenientes da caixa
e do compressor do trem e
• elementos acessórios - São elementos auxiliares tais como amortecedores com a
função de absorver os choques decorrentes do movimento do trem, limitando o
curso de trabalho das peças da suspensão, colocados no truque de modo a atuarem
tanto na vertical quanto na horizontal; batentes de borracha que auxiliam na
absorção dos balanços laterais e batentes para bolsa de ar que no caso do
esvaziamento das mesmas, permitem o tráfego dentro de um certo conforto e
durante um certo tempo até que o trem seja recolhido para reparo.
4.4.1.2. SUBÁREA RODEIRO
A subárea Rodeiro é responsável pela movimentação e sustentação dos carros
e locomotivas sobre os trilhos. É constituída pelas rodas, eixos e rolamentos,
regulados de acordo com o padrão da via permanente além de poder ter
engrenagens se o rodeiro for de uma locomotiva.
91
4.4.1.3. SUBÁREA FREIO (FERREIRA, 2000)
É responsável pela administração do elemento estático (sapata) que efetua o
contato direto com a roda para acionamento do freio.
As principais características para que a sapata seja considerada de boa
qualidade são durabilidade, adequado coeficiente de atrito para não causar danos às
rodas, não produtora de ruídos excessivos, não desprendimento de odores
ofensivos e principalmente, não ser composta de material que agrida o meio
ambiente.
4.4.1.4. SUBÁREA TRANSMISSÃO (KOCH, 2000)
Responsabiliza-se pela ligação mecânica entre o sistema propulsor do trem e o
eixo das rodas, efetuada através de acoplamentos e engrenagens. Caracteriza-se
por dois tipos básicos: pinhão/engrenagem e caixa de engrenagens. O primeiro tipo
é o mais simples, pois dispensa a utilização de acoplamentos utilizando-se menor
quantidade de peças na sua concepção e o segundo é mais complexo pois tem
maior atenuação de ruídos, tem maior quantidade de peças que necessitam de alta
precisão na montagem além de ser sensível aos desalinhamentos da via
permanente.
4.4.2. ÁREA PROPULSÃO
É a área responsável pela geração da energia mecânica utilizada para a
movimentação do material rodante. De acordo com o descrito no item 3.2, a
propulsão de um veículo ferroviário por levitação magnética é uma nova opção
tecnológica, onde há uma maior preocupação com a manutenção do meio ambiente
destacando-se a diminuição do consumo de energia necessária para a
movimentação do material rodante e a redução de atrito e conseqüente atenuação
dos níveis de ruído. Atualmente utiliza-se a propulsão por motores térmicos e
elétricos, que serão detalhadas a seguir:
92
4.4.2.1. SUBÁREA PROPULSÃO POR MOTORES TÉRMICOS
Os motores térmicos podem ser divididos em motores a vapor ou de combustão
interna.
Nos motores a vapor, a combustão é feita geralmente em uma fornalha externa
ao motor, permitindo a utilização de tipos de materiais combustíveis diferentes. A
utilização de material rodante com este tipo de propulsão está praticamente abolido
das ferrovias comerciais, devido ao custo da manutenção e a dificuldade de se
efetuar manobras.
Já nos motores de combustão interna, efetua-se a queima do material
combustível em uma parte interna do motor, sendo os motores a diesel (motor a
explosão) os mais utilizados. Este tipo de motor diferencia-se dos outros pelo tipo de
ignição do diesel, onde controla-se a velocidade e a potência através da variação da
quantidade de combustível injetado e do torque (independe da velocidade do motor).
4.4.2.2. SUBÁREA PROPULSÃO POR MOTORES ELÉTRICOS
A propulsão do material rodante em ferrovias eletrificadas se faz geralmente com
a utilização de motores elétricos que convertem energia elétrica em energia
mecânica. Estes motores tem grande vantagem em relação aos motores térmicos
pois quase não apresentam defeitos, sua manutenção é mais barata e limpa,
apresentam melhor rendimento energético, maior vida útil e não causam poluição
atmosférica. Em contrapartida, exigem altos investimentos iniciais e paralisa o
tráfego na ausência de fornecimento de energia elétrica.
4.4.3. ÁREA SUPRIMENTO DE ENERGIA ELÉTRICA
Esta área responsabiliza-se pela alimentação elétrica dos circuitos de comando,
controle, iluminação e segurança. Como estes sistemas necessitam de baixa tensão
se faz necessário transformar internamente no material rodante o nível de tensão,
quando a ferrovia tem propulsão por energia elétrica, senão, são utilizados outros
tipos de fonte de energia elétrica, como baterias e alternadores.
93
Utilizam-se também baterias para alimentação de sistemas de baixa tensão e
segurança, principalmente para partida de motores diesel, como forma de energia
auxiliar para iluminação, sinalização, ventilação, abertura das portas,
telecomunicações e em alguns tipos de trens, para locomoção.
4.4.4. ÁREA SUPRIMENTO E TRATAMENTO DE AR COMPRIMIDO
A principal função da área de Suprimento de Ar Comprimido é produzir e
fornecer ar comprimido para os sistemas com acionamento pneumático, tais como,
suspensão, freio, movimentação das portas de acesso dos passageiros, limpador de
pára-brisa e buzina. Compõe-se de reservatórios para armazenagem do ar
comprimido produzido pelos compressores instalados à bordo do material rodante.
4.4.5. ÁREA FRENAGEM (CARESSATO, 2000 e DARIGO, 2000)
A área Frenagem responsabiliza-se pela diminuição da velocidade do material
rodante, pela sua parada e para mantê-lo estático caso já esteja parado. A frenagem
pode ser de vários tipos:
• sistema de freio com comando pneumático – Consiste na atuação do freio pela
variação de pressão em um encanamento geral, determinada pelo acionamento de
um manipulador localizado na cabina do material rodante;
• sistema de freio com comando eletropneumático – Onde se utilizam válvulas
elétricas, diminuindo o tempo de resposta quando do acionamento do freio;
• sistema de freio com comando eletro-eletrônico – A principal diferença deste
sistema com os anteriores é a substituição do encanamento geral para transmissão
do comando de frenagem efetuada pelo maquinista, por condutores elétricos que
efetuam a mesma função. A incorporação de componentes eletro-eletrônicos ao
sistema de acionamento dos freios, mostrou vantagens por proporcionarem mais
rápidez e precisão, permitindo mais segurança e controle e
• sistemas de freio com comandos eletro-eletrônicos e antideslizantes – A
incorporação de um sistema que evita o deslizamento das rodas sobre os trilhos
minimiza a ocorrência de ondulações nas rodas e desgaste prematuro dos trilhos
além de otimizar a força de frenagem.
94
Quando o material rodante está desviado e parado, utiliza-se o freio de
estacionamento, que é responsável por mantê-lo estático. Geralmente é acionado
por uma mola que pressiona a sapata de freio sobre a roda, quando não há ar
comprimido no cilindro pneumático.
Quando o material rodante está em movimento, existe um dispositivo de
segurança, comumente chamado de “homem morto”, que é ativado quando o
condutor larga a manopla de aceleração do trem por um determinado tempo.
4.4.6. ÁREA SINALIZAÇÃO
A área de Sinalização gerencia, entre os vários tipos de indicação, as condições
de velocidade do material rodante, as restrições de velocidade para certos trechos, a
condição de acesso disponibilizada pela sinalização externa, os indicadores de
situação das portas de acesso dos passageiros, a ocorrência de falha em algum
equipamento monitorado, o acionamento de alarme, o indicativo de acionamento de
freio, o indicativo de engate dos carros e espaçamento entre o trem localizado
imediatamente à frente.
4.4.7. ÁREA CLIMATIZAÇÃO
É considerada como a principal responsável pelo conforto dos passageiros, pois
é através desta que pode-se aumentar ou diminuir a temperatura interna do material
rodante, utilizando-se ar condicionado ou sistema de calefação. É composta de
unidades de compressão, condensação, ventilação, evaporação, rede de dutos e
unidades de controle de temperatura.
4.4.8. ÁREA CONTROLE AUTOMÁTICO DO TREM
Tem como principal função a de comandar e controlar o material rodante de
acordo como uma programação pré-estabelecida. É composta de sensores,
utilizados para captação de informações dinâmicas sobre a existência de outros
trens e situação da sinalização fixa transmitidas para o piloto automático; controle de
velocidade, que possibilita a comparação entre a velocidade atual e a programada e
95
central de comando, que gerencia as informações dos sensores e as processa,
atuando quando necessário.
4.4.9. ÁREA CAIXA (CANO, 2000)
É considerada como a parte estrutural do material rodante, compreendendo
salão de passageiros, cabine de comando (para os carros dos extremos) e painéis
de comando.
As caixas devem ter algumas características importante, tais como boa
resistência à corrosão, alta resistência estrutural mecânica, resistência a fadiga,
resistência à variações de temperatura e boa absorção dos impactos na estrutura
em caso de colisão.
A estrutura é uma das partes mais importantes do material rodante no que se
refere ao desempenho e preço final do carro. Para se obter uma estrutura leve e
resistente é indispensável a utilização de tecnologias modernas para cálculos
estruturais e do auxílio da microinformática para simulação das condições reais de
funcionamento. No entanto, como as falhas nos processos de fabricação não podem
ser reproduzidas pelos modelos de simulação, elas podem comprometer a
confiabilidade e a integridade da estrutura, devendo-se então utilizar protótipos para
ensaios estáticos e em operação.
4.4.10. ÁREA ENGATES
É constituída por componentes que possibilitam o acoplamento mecânico de
veículos ferroviários. Normalmente são utilizados nos trens de subúrbio tipos de
engates automáticos, onde além do acoplamento mecânico, podem-se conectar os
sistemas elétricos e pneumáticos.
Os acopladores automáticos são formados pelos seguintes componentes
principais:
• adaptador móvel ou mecanismo de fixação - Permite todos os movimentos
necessários ao balanço e rotação entre os carros acoplados;
• cabeça mecânica acopladora ou porção mecânica – Assegura o perfeito
posicionamento dos engates dos trens a serem acoplados;
96
• cabeça elétrica acopladora ou porção elétrica – Estabelece, automaticamente, as
conexões elétricas entre os trens acoplados;
• acoplador de ar, dispositivos do circuito pneumático e controle – Localizam-se na
cabeça acopladora mecânica, onde estão montadas também as válvulas
pneumáticas de retenção e passagem do circuito pneumático do trem e as válvulas
auxiliares.
4.4.11. ÁREA RÁDIO SONORIZAÇÃO
Estão incluídos nesta área o sistema de comunicação entre trem e terra
(normalmente CCO) e sistema de sonorização, que possibilita passar informações
sonoras para os passageiros embarcados.
4.4.12. ÁREA PORTAS DO SALÃO
É caracterizada pelo controle e acionamento de abertura e fechamento das
portas de acesso dos passageiros, possibilitando o travamento quando o material
rodante está em movimento. Existe um sistema de intertravamento que impossibilita
o movimento do material rodante quando as portas estão abertas, proporcionando
maior segurança para embarque e desembarque de passageiros.
4.5. CONCLUSÕES
A descrição dos subsistemas auxilia o entendimento do sistema ferroviário,
facilitando as análises para alocação de recursos financeiros. O estudo das inter-
relações entre os itens que formam os subsistemas permite a apresentação de
gráficos que facilitam a visualização. Nas FIG.4.13 a 4.22, a seguir, são
apresentados os diversos subsistemas e seus componentes estudados.
97
FIG.4.13 DIAGRAMA DO SISTEMA FERROVIA
Da FIG.4.14 a 4.22 serão apresentados os detalhamentos do 3º nível dos quatro
ramos representados na FIG. 4.13.
Ramos
Níveis
1 2 3 4
1
2
3
98
FIG.4.14 DIAGRAMA DA ÁREA SISTEMA DE POTÊNCIA – 1º RAMO
FIG.4.15 DIAGRAMA DA ÁREA TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
1º RAMO
FIG.4.16 DIAGRAMA DA ÁREA DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
1º RAMO
99
FIG.4.17 DIAGRAMA DA ÁREA SINALIZAÇÃO – 2º RAMO
FIG.4.18 DIAGRAMA ÁREA TELECOMUNICAÇÕES – 2º RAMO
FIG.4.19 DIAGRAMA DA ÁREA LINHA FÉRREA – 3º RAMO
FIG.4.20 DIAGRAMA DA ÁREA OBRAS-DE-ARTE – 3º RAMO
100
FIG.4.21 DIAGRAMA DA ÁREA EDIFICAÇÕES – 3º RAMO
FIG.4.22 DIAGRAMA DA ÁREA TRUQUE – 4º RAMO
No próximo capítulo será apresentado o processo de manutenção, destacando-
se os conceitos, técnicas e teorias relacionadas.
101
5. O PROCESSO DA MANUTENÇÃO
A execução da manutenção influencia no ciclo de vida de sistemas e
equipamentos cobrindo dois aspectos importantes desses: operação e
desempenho.
A manutenção é uma atividade estratégica que contribui para a melhoria dos
níveis de performance de qualquer sistema disponível para operação, garantindo
qualidade, segurança e preservação do meio ambiente de acordo com padrões
preestabelecidos. Busca-se, com esta, melhores resultados da produtividade do
sistema com qualidade da operação a custos competitivos.
Se faz, então, necessário disponibilizar recursos financeiros a serem
consumidos pela área de manutenção. Para gerenciar a alocação destes recursos é
necessário conhecer as formas possíveis de intervenção, bem como os aspectos
econômicos a elas relacionados e que tem a ver com as características de
confiabilidade, mantenabilidade, disponibilidade e criticidade das partes que
compõem um sistema e que exprimem a “dependabilidade” da operacionalidade.
Estes aspectos, assim como a evolução histórica da manutenção serão tratados a
seguir.
5.1. MANUTENÇÃO
Existem várias definições de manutenção. Segundo LAFRAIA (2001, p.161),
manutenção é um conjunto de ações destinadas a manter ou recolocar um item num
estado específico no qual pode executar sua função requerida.
MONCHY (1989, p.1) ressalta o aspecto econômico da manutenção: “boa
manutenção assegura as operações especificadas a um custo global otimizado“ e a
caracteriza como suporte para o funcionamento da produção, esta tratada como o
objetivo da existência da empresa.
HAMAOKA et al. (2000) definem como o conjunto de atividades e recursos
aplicados aos sistemas ou equipamentos, para mantê-los nas mesmas condições de
desempenho de fábrica e de projeto, visando garantir a consecução de sua função
102
dentro dos parâmetros de disponibilidade, de qualidade, de prazos, de custos e de
vida útil adequados
A Organização das Nações Unidas caracteriza a atividade fim de qualquer
entidade organizada como “Produção = Operação + Manutenção”, dando-se a
manutenção as seguintes responsabilidades:
• reduzir o tempo de paralisação dos equipamentos que afetam a operação;
• reparar, em um período de tempo determinado, o equipamento quando ocorrer
alguma irregularidade que reduza o potencial de execução do serviço e
• garantir o funcionamento das instalações de forma que os produtos ou serviços
atendam a critérios e padrões estabelecidos pelo controle de qualidade TAVARES
(1997, p.1).
A manutenção de sistemas complexos como os ferroviários é caracterizada
como de cunho industrial, com diretrizes, procedimentos, roteiros e rotinas bem
definidos e uma dotação orçamentária estruturada objetivando a continuidade da
operação do tráfego evitando a ocorrência de fatos que possam degradar ou
interromper a prestação do serviço de transporte.
5.1.1. O DESENVOLVIMENTO DA MANUTENÇÃO
Segundo WYREBSKI (1987), a prática da manutenção iniciou-se, efetivamente,
com a invenção das primeiras máquinas têxteis a vapor no século XVI, onde quem
consertava era a mesma pessoa que operava, sendo treinada pelo próprio
fabricante.
Os conceitos de manutenção bem como as suas finalidades foram evoluindo em
paralelo com o desenvolvimento industrial mundial. As primeiras necessidades de se
efetuar reparos nas máquinas de um processo fabril ocorreram com o advento da
primeira Guerra Mundial, quando foi implantado um processo de produção em série
com programas de produção. Surgem, então, os primeiros conceitos de manutenção
corretiva, que consiste em reparar falhas que provocam a impossibilidade de um
sistema ou item cumprir com sua função no nível especificado ou requerido. Modo
de Falha é a descrição da maneira pela qual um item falha em cumprir com a sua
função. Compreende os eventos que levam a uma diminuição parcial ou total da
função do item e de suas metas de desempenho. (LAFRAIA, 2001 p.105)
103
Esta visão da manutenção permaneceu até a segunda Guerra Mundial que
impôs o aumento da produção, necessitando-se não somente corrigir as falhas mas
também preveni-las. Foram então desenvolvidos processos de controle e prevenção
de falhas que em conjunto com as rotinas de correção formaram a base de apoio à
operação e iniciaram a fase da manutenção preventiva, caracterizada pela
possibilidade de intervir no item antes da ocorrência da falha.
No início da década de 50, devido a necessidade de desenvolvimento da
indústria pós-guerra, aliada a evolução da área aeronáutica e da indústria eletro-
eletrônica, notou-se que o tempo gasto para diagnosticar as falhas era maior do que
o gasto com a reparação, trazendo a necessidade de formação de equipes técnicas
compostas por especialistas de várias áreas para assessorar a produção. Essas
equipes formaram a engenharia de manutenção, que entre outras finalidades
deveria planejar e controlar a manutenção avaliando as causas e os efeitos das
falhas na produção.
Em meados dos anos 70 surgiu a ciência denominada Terotecnologia
(tecnologia de conservação) com objetivo de reduzir os custos dos ciclos de vida de
equipamentos, aplicando um conjunto de práticas de gestão financeira e de logística.
Com o desenvolvimento da microeletrônica, a redução dos custos de aquisição
de computadores e a introdução dos conceitos de qualidade total, pôde-se formar
equipes multidisciplinares para análise dos registros de falhas armazenados em
bancos de dados específicos de manutenção, implicando na redução dos custos
globais, no aumento da confiabilidade e disponibilidade das máquinas e dos
equipamentos da produção.
5.1.2. TIPOS DE MANUTENÇÃO
A determinação do tipo de manutenção a ser executada em uma empresa
depende exclusivamente da política adotada pela sua direção, que leva em conta o
perfil da operação do sistema, o tipo de produto ou serviço que está sendo
disponibilizado ao cliente, o custo de reposição de equipamentos e peças, os níveis
projetados de confiabilidade e segurança e a forma de gerenciamento ambiental
proposto. Entre os vários tipos de manutenção podem ser mencionadas: corretiva,
preventiva, preditiva (ou preventiva de condição), corretiva paliativa, corretiva
104
curativa, preventiva de ronda e preventiva sistemática, sendo que há consenso em
se destacar a corretiva, a preventiva e a preditiva, caracterizando as demais como
combinações ou nuances destas. Na FIG. 5.1 são representadas esquematicamente
as formas de atuação nos serviços de manutenção, considerando as características
das falhas e as várias formas de saná-las.
FIG.5.1 FORMAS DE AÇÃO DE UM SERVIÇO DE MANUTENÇÃO (Fonte:
MONCHY (1989 p.32))
O aumento da competitividade entre as empresas, aliada a necessidade de
redução de custos e ao incremento da produção, fizeram com que a manutenção
evoluísse e se destacasse como área de grande importância no sistema
organizacional, se firmando como uma função estratégica para o planejamento da
produção. A FIG. 5.2 demonstra o processo de evolução das formas de atuação da
manutenção nos últimos cinqüenta anos, destacando os períodos em que a as
intervenções da manutenção eram determinadas pelo tempo de operação do
105
equipamento e em outros momentos, pela condição do equipamento no contexto
operacional.
FIG. 5.2 - DESENVOLVIMENTO DAS FORMAS DE ATUAÇÃO DA
MANUTENÇÃO (Fonte: LAFRAIA (2001 P.238))
5.1.2.1. MANUTENÇÃO CORRETIVA
A manutenção corretiva é uma intervenção não planejada, pois atua após a
ocorrência da falha ou mau funcionamento de um item para restabelecimento a seu
estado operacional ou disponibilização para produção do sistema.
A performance e a segurança de um sistema qualquer, e em particular de um
sistema de transporte ferroviário, pode ser afetada drasticamente se esse for o único
tipo de manutenção praticada, pois como não há controle dos fatos que podem
causar a deterioração ou a parada do sistema, as falhas podem acontecer a
qualquer momento e com um tempo para reparo indeterminado.
Na FIG. 5.3 a seguir, são representados a performance e o funcionamento de
um item em um intervalo de tempo (t0, t3) que inclui uma pane ou falha no instante t1,
um intervalo (t1,t2) de execução da manutenção e t2, instante de recuperação da
operacionalidade do item. A performance do item decresce até o instante t1,
momento onde se registra uma ocorrência ou pane, necessitando-se de uma
106
intervenção corretiva. Neste instante t1 pode-se intervir para eliminação provisória da
falha, colocando-se o item em funcionamento com um nível de performance inferior
ao especificado e gastando-se menos tempo na intervenção ou pela reparação total,
mais demorada e onerosa que a anterior, porém com um nível teórico de
confiabilidade e performance melhor.
FIG.5.3 REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DA MANUTENÇÃO CORRETIVA (Fonte:
MONCHY (1989 p.34))
Para que o conjunto seja efetivamente restabelecido ao seu estado normal deve-
se identificar a ocorrência, diagnosticá-la, localizá-la e isolá-la do restante do
sistema, analisar as causas, efetuar a correção, reparando ou substituindo o item
danificado e verificar o funcionamento pós-recuperação por meio testes.
Segundo MONCHY (1989, p.38), justifica-se ter a manutenção corretiva como
método de intervenção padrão quando:
• os gastos indiretos de falha e os problemas de segurança são mínimos;
• a empresa adota uma política de renovação freqüente do material e
• o parque é constituído de máquinas muito diferentes umas das outras e as
eventuais falhas não são críticas para a produção.
107
As principais causas de falhas que podem fazer com que o item ou sistema
necessite de manutenção corretiva são a inadequação do projeto, a má qualidade de
fabricação, a má operação do equipamento ou manutenção ineficiente ou
insuficiente.
5.1.2.2. MANUTENÇÃO PREVENTIVA
É caracterizada por ser uma intervenção planejada com o objetivo de reduzir a
probabilidade de falhas de um equipamento. Consiste de inspeções, medições e
serviços como limpeza, lubrificação, calibração e substituição periódica de peças
críticas.
WYREBSKI (1987) define a manutenção preventiva como uma filosofia ou uma
série de procedimentos, ações, atividades ou diretrizes adotada para se evitar ou
minimizar a necessidade de manutenção corretiva. Adotar a manutenção preventiva
significa introduzir o fator qualidade no serviço de manutenção.
Para que uma inspeção seja efetuada devem ser definidos os itens críticos, suas
instalações e as localizações dentro da área operacional e suas influências na
atividade fim da organização. Deve ser estabelecida uma lista de itens a serem
inspecionados, tipos de intervenções a serem realizadas, suas freqüências e a
necessidade de emprego de outros equipamentos para substituição provisória.
TEÓFILO (1989 p. 14) ressalta que um programa adequado de manutenção
preventiva deve considerar a relação entre os custos das atividades de intervenção
e os de paralisação do sistema, equipamento ou produção.
Na FIG. 5.4 é representada a performance de um item como função do tempo
onde a técnica de manutenção preventiva é praticada. No intervalo de tempo entre t0
e t1 são efetuadas várias visitas preventivas, representadas pelos instantes tv1 a tv5,
para identificar as condições de operacionalidade do item. Estas visitas são
efetuadas até a parada para a execução da manutenção preventiva no instante t1,
momento próximo do limite de performance desse item. Entre os instantes t1 e t2,
executa-se a manutenção preventiva, restabelecendo a condição teórica de
performance ótima, momento que inicia um novo ciclo de visitas preventivas até a
próxima parada para a intervenção preventiva, representada pelo instante t3.
108
FIG.5.4 NÍVEL DE PERFORMANCE x TEMPO DE FUNCIONAMENTO E REPARO
DE UM EQUIPAMENTO (Fonte: MONCHY (1989 p.34))
Segundo LAFRAIA (2001, p.173), a manutenção preventiva de um sistema ou
item afeta diretamente sua confiabilidade e a taxa de falhas (freqüência com que as
falhas ocorrem num certo intervalo de tempo), isto é, na probabilidade de falha
imediata em qualquer instante, dado que o equipamento estava operando.
A FIG. 5.5, a seguir, representa a taxa de falhas (λ) em função do tempo de
operação de uma sistema ou item. Observando-se as curvas, podem-se destacar
três trechos distintos: o primeiro, que se estende-se no intervalo (0,t1) e que
apresenta taxa de falhas decrescente, denominado período juvenil, onde ocorrem
grande quantidade de falhas, mas dependendo do tipo de controle de qualidade e
inspeção, pode-se obter razoável redução das mesmas; o segundo, no intervalo
(t1,t2), denominado período adulto é caracterizado pela taxa de falhas constante e o
terceiro, no intervalo (t2,∞), denominado período senil, onde nota-se um aumento
considerável da taxa de falhas, observando-se que a forma de intervenção da
manutenção preventiva pode influenciar a taxa de falhas, modificando inclusive o
tempo de vida útil do sistema ou item.
109
FIG.5.5 TAXA DE FALHAS x TEMPO DE OPERAÇÃO (Fonte: LAFRAIA (2001
P.173))
A adoção da manutenção preventiva proporciona a continuidade do
funcionamento do sistema, podendo-se programar paradas para tal, cumprindo-se
com mais facilidade os programas de produção. Com isso, possibilita-se a redução
de estoques de peças de reposição e diminui-se o tempo de indisponibilidade do
item. Em compensação, para que esse tipo de abordagem seja implantado,
necessita-se da elaboração de programas, procedimentos, roteiros e rotinas de
manutenção eficazes e de uma equipe com qualificação para intervir nos
equipamentos com os menores tempos possíveis.
5.1.2.3. PROGRAMA DE MANUTENÇÃO PRODUTIVA TOTAL
Além da melhoria dos processos de planejamento e controle da manutenção, a
formação de equipes multidisciplinares pode proporcionar um maior envolvimento
entre as equipes de produção e manutenção, facilitando a identificação de
problemas operacionais.
110
O programa de Manutenção Produtiva Total (Total Productive Maintenance –
TPM) também conhecido como programa de Manutenção Autônoma, é
caracterizado pelo envolvimento de todos os funcionários da cadeia produtiva com
os da manutenção, em níveis diferenciados, de acordo com o posicionamento na
hierarquia da empresa.
De acordo com WYREBSKI (1987), as inovações tecnológicas incorporadas
pelos Estados Unidos na área de manutenção de máquinas, caracterizaram a
evolução da manutenção preventiva para a Manutenção Produtiva Total. O Japão
concretizou a TPM com o envolvimento de todos em um programa de manutenção
total, sendo aperfeiçoado pelo Japan Institute of Plant Maintenance – JIPM e
implantado, a partir de 1970, na Nippon Denso (pertencente ao grupo Toyota) com
cinco propósitos básicos relacionados por ANTUNES (2001):
1- Maximizar o rendimento global dos equipamentos.
2- Desenvolver um sistema de manutenção produtiva que leve em consideração
vida útil do equipamento.
3- Envolver todos os departamentos, planejamento, projeto, utilização e
manutenção, na implantação do TPM.
4- Envolver, ativamente, todos os empregados - desde a alta gerência até os
trabalhadores de chão-de-fábrica.
5- Tornar o TPM um movimento visando à motivação gerencial, através do
desenvolvimento de atividades autônomas de melhorias por pequenos grupos.
Implanta-se a TPM com o principal objetivo de eliminar as perdas que
prejudicam a produção por meio de análise das causas diretas. As deficiências
associadas à homens, máquinas, materiais e métodos são consideradas perdas,
podendo-se agrupá-las em perdas por parada devido à falha, mudança de linha de
atuação ou regulagem, operação em vazio (sem produção efetiva) e pequenas
paradas, queda de velocidade, defeitos gerados pelos processos de produção e no
início da operação e por queda de rendimento do operador.
5.1.2.4. MANUTENÇÃO PREDITIVA
Também conhecida como manutenção de condição, a manutenção preditiva é
caracterizada pela atuação num determinado instante do tempo diagnosticado como
111
ideal e tem como objetivo garantir a operação contínua do equipamento, prevenindo-
se desta forma contra falhas iminentes.
A determinação do instante de tempo ideal para a aplicação da manutenção
preditiva é conseguida com a análise dos sintomas e com estatísticas das
ocorrências. A análise estatística é utilizada quando existem dados históricos da
manutenção corretiva e preventiva que podem ser utilizados na aplicação do cálculo
de probabilidades e determinação de parâmetros de confiabilidade. A análise de
sintomas é aplicada à equipamentos isolados e complementa as análises efetuadas
pela análise estatística.
De acordo com SANTOS (1990 p.1.89), para adotar a manutenção preditiva são
necessárias duas condições:
1ª - que haja uma degradação progressiva do sistema e que se possam monitorar
as condições de funcionamento do item observado e
2ª - que o equipamento ou item seja suficientemente importante para o
funcionamento do sistema.
Para que se possam monitorar os equipamentos, devem-se determinar
parâmetros dos mesmos que relacionados ao estado do sistema, caracterizem o
momento da intervenção. Esses parâmetros podem ser:
1. Consumo de energia, temperatura, corrente elétrica, viscosidade etc.
2. Níveis de vibrações e ruídos.
3. Composição química das peças.
4. Dimensão que avalie folgas, desgastes etc.
5. Radiação eletromagnética dos componentes elétricos.
Em sistemas ferroviários, por exemplo, podem-se monitorar as condições
operacionais da linha férrea pela avaliação do alinhamento do trilho à direita ou à
esquerda, nivelamento transversal, nivelamento longitudinal do trilho à direita ou à
esquerda, bitola e empeno.
WYREBSKI (1987) ressalta que a principal vantagem do uso da manutenção
preditiva está na possibilidade de aproveitamento máximo da vida útil dos elementos
de um equipamento, podendo-se programar, somente, a substituição das peças
comprometidas.
Para SANTOS (1990 p.1.90), a possibilidade de diminuição de estoques,
redução acentuada da manutenção corretiva e direcionamento para um
112
gerenciamento das unidades críticas são outras vantagens desse tipo de
manutenção.
5.1.2.5. MANUTENÇÃO CENTRADA NA CONFIABILIDADE
Segundo FLEMING (2001), a metodologia de Manutenção Centrada na
Confiabilidade (MCC) ou Reliability Centred Maintenance (RCM), começou a ser
desenvolvida na indústria aeronáutica, por volta de 1960, com o objetivo de
estabelecer um processo racional e sistemático de análise que permitisse a
definição de tarefas de manutenção de equipamentos para garantir a confiabilidade
e a segurança operacional ao menor custo possível.
Em 1978, o Departamento de Defesa dos Estados Unidos preparou um relatório
intitulado “ Reliability-centered Maintenance”, descrevendo a situação atual do
desenvolvimento desta metodologia. Este relato serviu de base para formulação de
estratégias de manutenção, cuja documentação recebem o título de Maintenance
Steering Group – 3 (MSG3), foi promulgada em 1980 pela Air Transport Association
of America (ATA). MOUBRAY (2001)
Conforme registro de LAFRAIA (2001), que indica que o principal objetivo da
(MCC) é assegurar que um sistema ou subsistema e seus itens continuem a
preencher as suas funções operacionais desejadas, confirma-se que deve existir
uma visão sistêmica em qualquer tipo de análise, tanto econômico-financeira quanto
em relação ao gerenciamento dos ativos. Enquanto na manutenção tradicional são
levantadas as características técnicas das falhas, na MCC a visão é direcionada
para os efeitos funcionais (operacionais) daquelas.
Na MCC, as atividades de manutenção necessárias são classificadas com o
intuito de gerar procedimentos para manter um sistema em funcionamento e não
para colocar o equipamento em condição ideal.
5.1.3. O ASPECTO ECONÔMICO DA MANUTENÇÃO
Qualquer que seja o tipo de manutenção adotado, investimentos devem ser
feitos, buscando-se reduzir os custos incidentes nos serviços ou produtos finais.
Além disso, a manutenção eficiente e eficaz se traduz em redução dos custos
113
internos da empresa, possibilidade de aumento da produção o que implica em
aumento da arrecadação, atendendimento à demanda existente e futura,
manutenção da fidelidade dos clientes existentes e conquista de outros mercados.
Para atingir esse propósito é necessário identificar os setores nos quais deve-se
atuar para agregação de valores, localizando os pontos onde os custos podem ser
controlados, inserindo a manutenção no contexto comercial da empresa e definindo
como custo aquilo que o cliente interno paga e não apenas os valores contábeis
relacionados.
Sob o ponto de vista de identificação do custo de manutenção, este se divide
em custos diretos e indiretos, que segundo LEIBEL (2001) são:
• custos diretos: aqueles necessários para manter os equipamentos em operação
(custos com mão-de-obra, sobressalentes, materiais de consumo e serviços de
terceiros) e
• custos indiretos: aqueles relacionados com a estrutura gerencial e de apoio
administrativo, incluindo gastos com análises e estudos de melhoria, engenharia
de manutenção, supervisão etc.
Pode-se utilizar a técnica de Custeio Baseado em Atividade (Activity Based
Costing – ABC) para identificar as causas dos custos e assim trabalhar com as
atividades que consomem recursos. Os sistemas tradicionais de apropriação de
custos baseiam-se na percepção de que esses são gerados pelo volume de
produção, horas de mão-de-obra, horas de funcionamento das máquinas etc.
Identificando-se as atividades e os seus direcionadores de custos, torna-se
possível representar o comportamento que agrega ou não valores ao produto.
5.2. DEPENDABILIDADE
Um sistema é, em geral, constituído de um conjunto de partes que podem
influenciar mais ou menos na operacionalidade do mesmo. Assim, o desempenho da
operação do sistema, “depende” em maior ou menor grau da confiabilidade,
disponibilidade, mantenabilidade e a criticidade das partes que o constituem.
Segundo LEMOS et al. (2000), o termo "dependabilidade" do sistema em relação
as suas partes, exprime bem a conotação da qualidade do serviço prestado. Essa
definição é melhor detalhada pelo Grupo de Pesquisa em Tolerância a Falhas da
114
Universidade Federal do Rio Grande do Sul: "..., é a qualidade de serviço e engloba
outros conceitos como confiabilidade, disponibilidade, segurança, performabilidade,
mantenabilidade e testabilidade". Cabe neste ponto acrescentar algumas definições
desse mesmo grupo de pesquisa:
• confiabilidade: probabilidade de um sistema operar corretamente e de forma
ininterrupta durante um intervalo de tempo;
• disponibilidade: determina a probabilidade de um sistema de estar operando
corretamente e disponível para realizar suas funções em durante um certo período;
• segurança: probabilidade de um sistema executar corretamente suas funções ou
descontinuá-las de uma maneira segura sem comprometer a operação de outros
sistemas;
• performabiIidade: probabilidade de um sistema em um determinado instante
apresentar um desempenho igual ou superior a um nível pré-determinado durante
um certo período de tempo;
• mantenabilidade: probabilidade de um sistema que falhou poder ser recuperado
dentro de um certo intervalo de tempo e
• testabilidade: facilidade de poder testar certos atributos de um sistema.
Sistemas que devem ser seguros, tais como TUST, missões espaciais, controle
do tráfego aéreo, devem ter alto grau de qualidade e desempenho, pois são
sistemas com alta criticidade, necessidade de longa vida útil, alta disponibilidade e
dificuldade de executar a manutenção devido ao regime ininterrupto de operação.
Para se identificar as características de qualidade e performance do sistema e
das suas partes torna-se necessário detalhar os conceitos de confiabilidade,
mantenabilidade, disponibilidade e criticidade.
5.2.1. CONFIABILIDADE
O conceito de confiabilidade está relacionado ao acontecimento de situações
que prejudicam o funcionamento de um produto ou serviço e em conseqüência, ao
usuário que o utiliza, podendo colocar vidas em risco, causar prejuízos
econômicos-finaceiros e impactos ambientais.
115
O termo “confiabilidade” teve vários enfoques durante o desenvolvimento dos
sistema produtivos.
A preocupação pela confiabilidade de sistemas se iniciou durante a Segunda
Guerra Mundialpor causa do tamanho e da complexidade dos sistemas utilizados.
Antes deste período, o conceito de confiabilidade era intuitivo, subjetivo e qualitativo.
Quando a confiabilidade é definida quantitativamente, ela é especificada, analisada
e medida tornando-se um parâmetro de projeto que pode substituir outros como
custo e desempenho. (DHILLON; SINGH, 1981, p.1)
Nos anos 40, o matemático Robert Lusser desenvolveu a primeira equação
associada à confiabilidade de um sistema em série (LAFRAIA, 2001, p.6) e nos
EUA, as forças armadas desenvolveram estudos sobre reparo de equipamentos,
custo de manutenção e falhas de equipamentos eletrônicos, criando-se um comitê
de confiabilidade que em 1952 foi transformado em um grupo permanente, chamado
de Grupo Consultor de Equipamentos Eletrônicos (AGREE). Em 1957 a AGREE
publicou um relatório que produziu uma especificação para confiabilidade de
equipamentos de eletrônicos para a área militar (DHILLON, 1983, p.1).
Na década de 50, com o surgimento das indústrias aeroespacial e eletrônica, em
conjunto com a implantação da indústria nuclear, ocorreu um grande salto no
desenvolvimento de metodologias de cálculo e aplicações da confiabilidade.
(LAFRAIA, 2001, p.6)
No início da década de 60, H.A.Watson desenvolveu a Análise de Árvore de
Falhas, época onde ocorreu grande evolução nos estudos de confiabilidade em
sistemas estruturais mecânicos e na utilização de hardware de computadores. Na
década seguinte estudos se aprofundaram na área de confiabilidade de software
computacional, tomando grande vulto em sistemas de energia de alta potência.
(LAFRAIA, 2001, p.7)
De acordo com (LAFRAIA , 2001, p.7), a partir do início da década de 80, os
países detentores de tecnologia de ponta implantaram definitivamente as técnicas
de análise da confiabilidade em diversos setores da engenharia, destacando-se as
áreas de sistemas eletrônicos e computacionais, de energia de potência, nucleares,
transportes etc.
A análise apurada da confiabilidade reforçou a necessidade da formação de
equipes para estudá-la impondo a criação da Engenharia da Confiabilidade. Uma
116
das funções destas equipes é a definição de níveis de segurança a serem utilizados
nos projetos, desde a sua concepção até a operação.
Segundo FERREIRA (2001), a engenharia de confiabilidade tem como
responsabilidade o desenvolvimento de tarefas especiais enquanto um sistema está
sendo planejado, construído, manufaturado, operado e melhorado e visam
assegurar que o sistema execute sua função adequadamente durante a vida útil
projetada.
Todos os sistemas, devido a erro no projeto, na execução da manutenção ou na
operação, estão sujeitos a ocorrência de falhas. Assim, o objetivo principal da
engenharia da confiabilidade é a minimização do ciclo da falha de qualquer evento
que possa influenciar negativamente o cliente principal. Pode-se tentar minimizar
este fenômeno por meio de aplicações de processos de controle de qualidade,
impedindo que falhas resultem em erros (mascaramento) ou por meio da habilidade
intrínseca de um sistema para continuar a execução de suas funções, mesmo diante
da manifestação de erros.
Existem várias definições de confiabilidade, constatando-se em todas elas o
envolvimento do fator tempo, principalmente no que diz respeito ao tempo de
disponibilidade do sistema e o tempo necessário para restabelecê-lo após a
ocorrência de uma falha.
DHILLON (1983, p.4), define confiabilidade como a probabilidade de execução
de uma dada função em um período desejado de tempo de operação e de acordo
com condições especificadas.
Também pode ser definida como a probabilidade que um sistema, subsistema,
ou item se desempenhe de acordo com características especificadas durante um
tempo determinado, quando utilizado da maneira projetada e para o propósito
pretendido, dado que o sistema, subsistema, ou item está funcionando corretamente
ao começo da missão. (FRANKEL, 1988, p.11)
IRESON (1988, p. 1.4) define a confiabilidade como a habilidade ou capacidade
do produto de executar a função especificada no ambiente designado para uma
duração mínima de tempo ou número mínimo de ciclos ou evento.
LAFRAIA (2001, p.11) visualiza a confiabilidade por um enfoque sistêmico,
considerando-a como a probabilidade de que um item, equipamento ou sistema
117
exercem sua função sem falhas, por um período de tempo previsto, sob condições
de operação especificadas.
Neste trabalho considera-se-á confiabilidade como a probabilidade de que uma
unidade observada satisfaça as exigências necessárias à finalidade de uso, sem a
ocorrência de falhas, de acordo com os limites preestabelecidos em projeto,
mantendo suas características técnicas por um período determinado.
Em um sistema com n itens idênticos sendo testados ao longo de um período de
tempo de comprimento t, nf(t) falharam e ns(t) não falharam. A confiabilidade R(t)
desse sistema é definida por DHILLON et al.(1981, p.27) como:
)()(
)()(
tntn
tntR
fs
s
+= ou (5.1)
n
tntR s )()( = . (5.2)
E a probabilidade de falha do sistema no período de tempo considerado é dada por
n
tntRtF f )()(1)( =−= (5.3)
de onde obtém-se a função densidade de probabilidade de falhas
dt
tdRtf
)()( −= , (5.4)
e a taxa de falha
dt
tdR
tn
n
dt
tdn
tnt
s
f
s
)(
)(
)(
)(
1)( −==λ ou (5.5)
)(
)()(
)(
1)(
tR
tf
dt
tdR
tRt =−=λ (5.6)
118
Integrando (5.6) entre 0 e t, chega-se a
∫ ∫−=t tR
tdRtR
dtt0
)(
1
)()(
1)(λ (5.7)
que implica em
∫
=−
t
dtt
etR 0
)(
)(λ
O Tempo Médio Entre Falhas (TMEF) ou Mean Time Between Failures (MTBF) é
expresso por:
λ1=MTBF para itens reparáveis
e por:
n
TPFTMPF
n
ii∑
== 1 , para itens não reparáveis
onde:
n é o número de vezes que o itens esteve em operação normal e
TPFi é o tempo de funcionamento do item após a falha i.
5.2.2. MANTENABILIDADE
Notou-se, após analisar MONCHY (1989), TEÓFILO (1989), FUZITA (1997) e
LAFRAIA (2001), que todas as definições de mantenabilidade convergem para um
padrão, qual seja:
Mantenabilidade de um item é a probabilidade desse ser recolocado em
condição operacional na qual possa realizar a função requerida, em limites de tempo
119
desejados, quando a manutenção é feita sob dadas condições, com procedimentos
e meios prescritos.
TEÓFILO (1989, p.52) relaciona a mantenabilidade com as ações tomadas pelos
projetistas, na fase de concepção e na efetiva realização do projeto, com o intuito de
incorporar ao sistema, subsistema ou equipamento, aspectos que contribuirão com
uma manutenção mais fácil e segura.
O mesmo autor relaciona três objetivos que devem ser alcançados com a
aplicação da engenharia de mantenabilidade:
1. baixo tempo inoperável e em conseqüência, maior disponibilidade;
2. capacidade de ser colocado em estado de operação quando retirado devido à
falhas e
3. capacidade de ser mantido em operação mediante a inibição de falhas.
A mantenabilidade de um sistema é expressa em termos de uma variável
aleatória contínua definida pelo tempo necessário para a sua manutenção FUZITA
(1997, p.43).
Seja τ o tempo necessário para reparar um sistema a partir do instante da falha,
sua função densidade de probabilidade m(t) é dada por:
m(t) = lim P(t ≤ τ ≤ t+∆t) / ∆t
e sua função de distribuição acumulada é:
∫=≤=t
0d)(m)t(P)t(M τττ
O Tempo Médio para Reparo (TMPR) ou Mean Time to Repair (MTTR) de um
sistema á dado por:
∫∞
=0
m(t)dt t TMPR ou por µλ
λ1
tMTTR
n
1ii
i
n
1ii
==∑
∑
=
=
onde:
∆t → 0
120
λi : taxa de falha do i-ésimo item reparável ou substituível num sistema;
ti : tempo necessário para reparar o sistema quando o i-ésimo item falha;
n : número de itens em reparo e
µ : taxa de reparo
5.2.3. DISPONIBILIDADE
Toda organização que investe em tecnologias para manutenção, melhorando o
planejamento e o controle da mesma, tem como principal objetivo disponibilizar o
sistema o maior tempo possível para o cliente.
De acordo com TEÓFILO (1989, p. 73), disponibilidade de um sistema é a
probabilidade de que num instante de tempo qualquer esse esteja operável.
IRESON et al. (1988 p.15.27) classificam essa disponibilidade de três formas:
• disponibilidade inerente (Di): como a probabilidade de um sistema ou
equipamento operar satisfatoriamente, quando utilizado sob determinadas
circunstâncias, desconsiderando as manutenções preventivas e programadas,
em uma situação ideal (sem restrições de equipamentos, peças, mão-de-obra,
manuais etc.) em qualquer instante arbitrado. É expressa por:
TMPRTMEF
TMEFDi +
=
Portanto, a disponibilidade inerente é influenciada diretamente pelo desempenho
do item no sistema (TMEF) e pela qualidade da manutenção (TMPR).
• disponibilidade alcançada (Da): como a probabilidade de um sistema operar
satisfatoriamente quando usado sob condições determinadas, em uma situação
ideal (sem restrições de equipamentos, peças, mão-de-obra, manuais etc.), em
qualquer instante de tempo arbitrado, desconsiderando os tempos de logística,
administração e de não operação. É expressa por:
MAMTMTBM
MTBMDa +
=
121
onde MTBM é o intervalo médio entre intervenções de manutenções corretiva e
preventiva ou Mean Time Between Maintenance, calculada por:
ii f1
MTBM×
=λ
,
onde fi é a frequência de ocorrência de falha do i-ésimo item.
• disponibilidade operacional (Do): como a probabilidade de um sistema operar
satisfatoriamente, quando usado sob determinadas condições, em uma situação
real em qualquer instante de tempo, calculada por:
MDTRTMTBM
RTMTBMD
+++=0 ,
onde:
RT (Read Time) é o tempo em que o sistema está em condições de funcionamento,
mas fora de operação e
MDT (Mean Down Time) é o tempo médio fora de operação calculado por:
MATMLTMWTtMDT +++= ,
onde:
t é o tempo inicial de funcionamento do sistema;
MWT (Mean Waiting Time) é o tempo médio de espera;
MLT (Mean Logistic Time) é o tempo médio de logística e
MAT (Mean Administrative Time) é o tempo médio administrativo.
5.2.4. CRITICIDADE
A criticidade de um item que compõe um sistema é uma medida de sua
importância no funcionamento do mesmo. Baseia-se na análise das condições
operacionais dos itens, objetivando a segurança e a operacionalidade do sistema.
122
As normas MIL-STD-1629A e BS 5760 definem "criticidade" como uma medida
relativa das conseqüências e a freqüência de ocorrência das falha. Estas normas
definem "análise de criticidade" como um procedimento para listar modos de falhar
de forma hierarquizada combinando a influência da severidade e a probabilidade da
ocorrência.
LAFRAIA (2001, p.110) define análise de criticidade ou análise de risco como o
processo ou procedimento para identificar, caracterizar, quantificar e avaliar os
riscos e seu significado.
Existem várias técnicas para avaliação da criticidade de sistemas, subsistemas e
seus itens, podendo-se citar, os Métodos de Análise da Árvore de Falhas (Failure
Tree Analysis – FTA), Modos de Falhas e Análise dos Efeitos (Failure Modes and
Effects Analysis - FMEA), Modos de Falhas, Análise dos Efeitos e Análise de
Criticidade (Failure Mode, Effects and Criticality Analysis - FMECA), Análise
Estatísticas da Falha, entre outros.
O Método de Análise da Árvore de Falhas foi desenvolvido por volta de 1960 por
W.A.Watson da Bell Laboratories e aperfeiçoada pela Boeing Corporation. Consiste
em um processo lógico que, partindo de um evento indesejado e pré-definido, busca
as possíveis causas de tal evento. A elaboração da Árvore de Falhas trás uma série
de benefícios como o domínio das características técnicas dos equipamentos que
compõem o sistema, a identificação das falhas críticas (aquelas que podem paralisar
ou degradar o sistema), pode ser desenvolvida em diferentes níveis de
complexidade, é ferramenta de fácil aprendizado pois utiliza símbolos para
caracterizar os diversos eventos e auxilia na determinação da causa de falhas e
verifica a ligação entre as causas.
O Método de Análise dos Modos de Falhas e Análise dos Efeitos foi
desenvolvido em 1949 pelas Forças Armadas Americanas com o intuito de analisar
sistematicamente todos os possíveis modos potenciais de falhas de um sistema,
assim como, identificar o efeito resultante de tais falhas sobre o sistema. Em outras
palavras, serve para prevenir modificações ou trocas com alto custo, devido a
deficiências quando da análise da confiabilidade e segurança durante o
desenvolvimento do projeto.
Como variante do FMEA, o FMECA consiste de um método para examinar todos
os modos de falhas de um sistema, seus efeitos potenciais no desempenho e na
123
segurança, além da severidade desse efeito. A Análise de Criticidade leva em
consideração a probabilidade de ocorrência da falha, podendo ser utilizada como
uma ferramenta para priorização através de pesos calcados em critérios técnicos
específicos.
De acordo com IRESON et al. (1988 p.18.12), SEIXAS (2001) e a norma MIL-
STD-1629A, o desenvolvimento da FMECA é composto dos seguintes passos:
1.descrição e representação gráfica do sistema: destacando-se as funções
operacionais de cada item, as relações entre estas, a performance esperada, as
restrições com o sistema e as características técnicas relevantes;
2.identificação dos modos de falha: utiliza-se a representação gráfica para localizar
os níveis superiores e nesses, identificar os modos de falha;
3.identificação da causa das falhas, ações corretivas recomendadas e efeitos
secundários;
4.determinação do efeito das falhas em todos níveis identificados na representação
gráfica;
5.identificação das formas para detecção e monitoramento dos modos de falhas;
6.determinação de um peso para representar a severidade do efeito da falha:
medida qualitativa de uma potencial conseqüência na operação do sistema;
7.determinação de um peso para representar a probabilidade de ocorrência da falha;
8.determinação de um peso para representar a probabilidade de detecção da falha
antes que o sistema seja afetado;
9.cálculo do índice de risco (IR) de uma FMECA ou Número de Prioridade de Risco
(Risk Priority Number - RPN);
10.ações preventivas recomendadas: devem ser registradas as ações preventivas
para o planejamento da manutenção e
11.efeitos das ações corretivas: devem ser analisadas para mobilização logística dos
recursos para execução das ações corretivas.
No passo 1, utilizam-se algumas técnicas gráficas para facilitar a análise e
interpretação do sistema e seus itens. Pode-se utilizar o diagrama hierarquizado, o
funcional ou o lógico de confiabilidade, sendo o último mais utilizado quando
necessita-se avaliar matematicamente as relações de confiabilidade entre os
subsistemas e seus itens.
124
Em referência à severidade do efeito da falha, IRESON et al. (1988 p.18.12)
classificam as falhas do sistema como:
• catastróficas: podem provocar morte (funcionários ou usuários) ou perda da
operacionalidade do sistema;
• críticas: podem causar sérios ferimentos em funcionários e usuários ou provocar
sérios danos ao sistema com possibilidade de degradação do nível de serviço;
• marginais: podem causar pequenos ferimentos em funcionários e usuários,
pequenos danos ao sistema com possibilidade de degradação do nível de
serviço e
• negligenciáveis: não podem causar ferimentos ou danos para o sistema,
necessitando apenas de uma ação corretiva.
A norma BS-5760 classifica a severidade do efeito da falha, conforme exposto a
seguir:
• severidade 5: quando a falha provoca destruição ou degradação definitiva do
equipamento, com parada da capacidade funcional do equipamento e
possibilidade de perda de vidas humanas;
• severidade 4: quando a falha danifica o equipamento, provocando de 40% a 80%
de perda da capacidade do sistema e provoca grandes ferimentos a funcionários
e usuários e danos a longo prazo;
• severidade 3: quando há degradação importante da funcionalidade do
equipamento com aumento substancial do trabalho do operador, 10% a 40% de
perda da capacidade do sistema e possibilidade de pequenos ferimentos com
facilidade de recuperação das pessoas;
• severidade 2: quando a falha provoca pequena degradação da condição
funcional do equipamento, perda abaixo de 10% da capacidade do sistema e
possibilidade de pequenos ferimentos à pessoas e
• severidade 1: quando a falha não provoca efeito na capacidade funcional do
equipamento e do sistema nem possibilidade de ferimento em pessoas.
SEIXAS (2001) e LAFRAIA (2001, p.112) determina pesos para classificar a
severidade do efeito das falhas segundo a interferência desta no sistema:
• negligenciável: não interfere no funcionamento do sistema, passando
desapercebido pelo usuário;
125
• baixa: tem um leve efeito sobre o sistema, podendo haver leve deterioração do
desempenho;
• moderada: o modo de falha pode provocar insatisfação do usuário/cliente;
• alta: pode provocar a parada do sistema, sem violar a segurança ou normas
regulamentares do governo e
• muito alta: pode afetar a segurança do sistema ou não cumpre com as normas
regulamentares do governo.
Em referência à freqüência das ocorrências do modo de falha, IRESON et al.
(1988 p.18.15) a classificam como:
• nível A: freqüente;
• nível B: razoavelmente provável;
• nível C: ocasional;
• nível D: remota e
• nível E: improvável.
SEIXAS (2001) e LAFRAIA (2001, p.112) classificam a probabilidade de
ocorrência de falha como remota, baixa, moderada, alta e muito alta.
SEIXAS (2001) classifica a probabilidade de detecção da falha em relação aos
procedimentos de monitoramento:
• muito alta (pesos 1 ou 2): quando os procedimentos de monitoramento adotados
certamente detectarão o modo potencial da falha;
• alta (pesos 3 ou 4): quando os procedimentos de monitoramento adotados tem
boa chance de detectarem o modo potencial da falha;
• moderada (pesos 5 ou 6): quando os procedimentos de monitoramento adotados
certamente detectarão o modo potencial da falha;
• baixa (pesos 7 ou 8): quando os procedimentos de monitoramento adotados
provavelmente não detectarão o modo potencial da falha;
• muito baixa (peso 9): quando os procedimentos de monitoramento adotados
terão muito baixa probabilidade de detectar o modo potencial da falha e
• certeza de não detecção (peso 10): quando os procedimentos de monitoramento
adotados certamente não detectarão o modo potencial da falha.
126
O cálculo do Número de Prioridade de Risco (Risk Priority Number - RPN), segundo
LAFRAIA (2001 p.113) é efetuado pela seguinte expressão:
RPN = PSF x PPOF x PPDF
sendo:
PSF o peso que representa a severidade do efeito da falha sobre o sistema;
PPOF o peso que representa a probabilidade de ocorrência da falha e
PPDF o peso que representa a probabilidade de detecção da falha antes do sistema
ser afetado.
Com este índice pode-se criar uma lista hierarquizada de criticidade dos
componentes, isto é, podem ser estabelecidas prioridades para atuação das
medidas corretivas nos modos de falha.
5.3. CONCLUSÕES
O progresso da tecnologia da informação aliado ao desenvolvimento do
processo fabril disponibilizou equipamentos e ferramentas eletrônicas para
gerenciamento da informação, mais baratos e confiáveis e com ótima performance.
Com essa informação confiável, a tomada de decisão apoia-se em bases firmes,
facilitando a identificação rápida das causas da ocorrência da falha e viabilizando a
preservação das funções do sistema.
O estudo sobre as técnicas de manutenção e sobre as características de
performance do sistema mostrou-se de grande relevância na identificação das
características técnicas dos componentes do sistema, trazendo efeitos positivos na
segurança, no meio ambiente, na qualidade e principalmente nos custos, pela
melhoria da performance operacional do sistema cujo processo produtivo se tornará
mais confiável.
“A manutenção começa muito antes do dia da primeira pane (parada de emergência) de uma máquina. De fato, ela começa desde sua concepção, predeterminando-se a sua mantenabilidade (aptidão de ser conservada), a sua confiabilidade e sua disponibilidade (aptidão de ser “operacional”) e sua durabilidade (duração de vida prevista)” (MONCHY, 1989, p.3).
127
6. PROCEDIMENTO PROPOSTO
O procedimento proposto visa subsidiar o desenvolvimento de um modelo para a
alocação de recursos financeiros na manutenção dos componentes de um sistema
de TUST e baseia-se no conhecimento técnico das partes que o compõem (CAP.IV),
bem como na implicação das falhas dessas partes no seu funcionamento global.
Para facilitar a visualização e análise das partes que compõem o sistema será
adotada a técnica de diagramação hierarquizada (CAP. V).
Foram consideradas as propostas da FMECA (CAP. V) em relação a
caracterização de três propriedades de cada parte do sistema: severidade dos
efeitos da falha e probabilidades de ocorrência e de detecção da mesma. Essas
propriedades irão compor o Índice de Risco, que será utilizado para valorar a
criticidade das partes.
Após a aplicação do procedimento, o resultado será uma lista hierarquizada pelo
índice de risco, indicando as partes mais críticas do sistema e, portanto, devem ser
priorizadas para a alocação dos recursos financeiros.
6.1. FLUXOGRAMA DO PROCEDIMENTO
O procedimento proposto está representado de forma gráfica pelo fluxograma da
FIG. 6.1 a seguir.
128
FIG. 6.1 - FLUXOGRAMA DO PROCEDIMENTO
1º Passo Conhecimento do sistema
2º Passo Decomposição do sistema
3º Passo Diagramação hierarquizada
5º Passo Cálculo dos IRs correspondentes
7º Passo Identificação do subsistema
crítico
8º Passo Identificação dos componentes
críticos do subsistema crítico que subsidiará a alocação de
recursos financeiros
9º Passo Reavaliação dos pesos após
alocação dos recursos financeiros
4º Passo Determinação dos pesos
referentes à severidade e às probabilidades de ocorrência e
detecção de falhas dos componentes inferiores
representados no diagrama
6º Passo Alocação do máximo IR ao
nível imediatamente superior correspondente
É o penúltimo nível ?
N
S
129
1º Passo – Conhecimento do sistema
Definição dos objetivos e metas operacionais do sistema sob análise,
contemplando suas importâncias ambiental e social.
2º Passo – Decomposição do sistema
Decomposição do sistema e definição de cada um dos seus subsistemas e
respectivos componentes, com suas características técnicas e operacionais.
Caracterização das possíveis falhas, suas conseqüências ou severidades e
probabilidades de ocorrência e detecção das mesmas.
As severidades das falhas e as probabilidades de ocorrência e de detecção das
mesmas são classificadas conforme proposto nas TAB. 6.1, 6.2 e 6.3 a seguir.
130
TAB.6.1 CLASSIFICAÇÃO DA SEVERIDADE DOS EFEITOS DAS FALHAS
Classificação Severidade
Nenhuma A falha não tem efeito real no sistema não afetando o usuário
Leve A falha causa leves transtornos ao cliente não afetando o nível de
serviço do sistema
Baixa A falha causa pequenos transtornos ao cliente afetando pouco o
nível de serviço do sistema
Moderada A falha causa relevantes transtornos ao cliente afetando o nível de
serviço do sistema
Média A falha causa relevantes transtornos ao cliente deixando-o
desconfortável, degradando o nível de serviço do sistema
Média/Alta A falha causa irritação ao cliente deteriorando sensivelmente o
nível de serviço
Alta A falha causa alto grau de insatisfação ao cliente devido ao nível
de deterioração do nível de serviço. Não envolve riscos à
segurança dos usuários nem descumprimento dos requisitos legais
Muito Alta A falha envolve alto risco à segurança dos equipamentos e leve
risco à segurança dos usuários, não causando descumprimento de
requisitos legais
Altíssima A falha envolve alto risco à segurança operacional e dos usuários
causando descumprimento legal de requisitos legais.
Grave A falha promove acidente com graves proporções.
131
TAB.6.2 CLASSIFICAÇÃO DA PROBABILIDADE DE OCORRÊNCIA DAS
FALHAS
Classificação da Probabilidade de Ocorrência Taxa de Falhas
Remota A falha é improvável <1 falha em 106 horas
Baixa Poucas falhas 1 falha entre 106 e 20.000 horas
1 falha entre 20.000 e 4.000
horas
Moderada Falhas ocasionais 1 falha entre 4.000 e 1.000 horas
1 falha entre 1.000 e 400 horas
1 falha entre 400 e 80 horas
Alta Falhas repetitivas 1 falha entre 80 e 40 horas
1 falha entre 40 e 20 horas
Muito Alta Falhas quase inevitáveis 1 falha entre 40 e 8 horas
1 falha entre 8 e 2 horas
132
TAB.6.3 CLASSIFICAÇÃO DA PROBABILIDADE DE DETECTAR AS FALHAS
Classificação da Probabilidade de Detecção
Muito Alta A falha é detectada durante o projeto, fabricação, montagem ou na
operação
Alta A falha é detectada durante a fabricação, montagem ou na
operação
Média/Alta A falha é detectada pela montagem ou pelos processos de
controle na operação
Moderada A falha é detectada pelos processos de controle na operação
Média Existe 50% de chance da falha ser detectada na operação
Média/Baixa Há possibilidade de detecção da falha pelos processos de controle
na operação
Baixa Há alguma possibilidade de detecção da falha pelos processos de
controle operacionais
Muito Baixa É improvável a detecção da falha pelos processos de controle na
operação
Baixíssima Os sistemas de controle na operação não estão apropriados para
detecção da falha
Não
detectável
A falha não será detectada com certeza
3º Passo – Diagramação hierarquizada
Elaboração de um diagrama hierarquizado que possibilite estabelecer o
relacionamento gráfico entre as partes que compõem o sistema, facilitando a
visualização dos subsistemas e seus componentes.
A FIG. 6.2 a seguir apresenta um exemplo de representação gráfica
hierarquizada de um sistema com três subsistemas e seus componentes.
133
FIG.6.2 EXEMPLO DE ESTRUTURA GRÁFICA HIERARQUIZADA
Neste diagrama, ficam definidos quatro níveis: nível superior ou 1º nível
correspondente ao sistema propriamente dito, o 2º nível corresponde a três
subsistemas, o 3º nível corresponde às áreas dos subsistemas e o 4º nível
corresponde às subáreas do 3º subsistema.
Também ficam definidos três ramos que correspondem a cada subsistema e
seus componentes, cada um desses representados graficamente por retângulos.
4º Passo – Determinação dos pesos
A determinação dos pesos referentes às classificações efetuadas no 2º passo
relativas à severidade das falhas e as probabilidades de ocorrência e detecção das
mesmas, deve começar pelo ramo que apresenta maior número de níveis.
No caso do diagrama da FIG. 6.2 deve-se começar pelos componentes
denominados subáreas (3.1.1, 3.1.2 e 3.2.1 a 3.2.3) do nível 4 do ramo 3. Os pesos
a serem alocados são os propostos nas TAB. 6.4, 6.5 e 6.6, respectivamente.
Sistema
Subsistema 1
Área 1.1
Área 1.2
Área 1.3
Área 2.1
Área 2.2
Área 3.1
Área 3.2
Subsistema 2 Subsistema 3
Níveis
1
2
3
4 Subárea 3.1.1
Subárea 3.1.2
Subárea 3.2.1
Subárea 3.2.2
Subárea 3.2.3
Ramos 1 2 3
134
TAB.6.4 PESOS QUE REPRESENTAM A SEVERIDADE DOS EFEITOS DAS
FALHAS
Classificação Pesos
Nenhuma 1
Leve 2
Baixa 3
Moderada 4
Média 5
Média/Alta 6
Alta 7
Muito Alta 8
Altíssima 9
Grave 10
TAB.6.5 PESOS QUE REPRESENTAM A PROBABILIDADE DE OCORRÊNCIA
DAS FALHAS
Classificação Taxa de Falhas Pesos
Remota <1 falha em 106 horas 1
Baixa 1 falha entre 106 e 20.000 horas 2
1 falha entre 20.000 e 4.000 horas 3
Moderada 1 falha entre 4.000 e 1.000 horas 4
1 falha entre 1.000 e 400 horas 5
1 falha entre 400 e 80 horas 6
Alta 1 falha entre 80 e 40 horas 7
1 falha entre 40 e 20 horas 8
Muito Alta 1 falha entre 40 e 8 horas 9
1 falha entre 8 e 2 horas 10
135
TAB.6.6 PESOS QUE REPRESENTAM A PROBABILIDADE DE DETECTAR AS
FALHAS
Classificação Pesos
Muito Alta 1
Alta 2
Média/Alta 3
Moderada 4
Média 5
Média/Baixa 6
Baixa 7
Muito Baixa 8
Baixíssima 9
Não
detectável
10
Para a determinação desses pesos, podem ser utilizadas metodologias como a
Ad Hoc e a Delphi.
A metodologia Ad Hoc, chamada também de espontânea ou reunião de
especialistas, consiste em reunir técnicos das áreas com o objetivo de indicar o peso
a ser alocado a um determinado quesito baseado na experiência individual.
BRANDÃO (1996, p.62) e ECOM(2002).
O método Delphi, também conhecido como técnica Delfos, criado na década de
50 nos Estados Unidos da América, consiste em fazer consulta a diversos
especialistas, sem deslocá-los do local de trabalho e sem promover reuniões. As
informações obtidas são resumidas e enviadas novamente aos especialistas para
nova avaliação, objetivando um resultado mais homogêneo. BRANDÃO (1996, p.63)
e ECOM(2002)
Quando o sistema encontra-se em operação há algum tempo, os pesos das
probabilidades de ocorrência e de detecção das falhas podem ser determinados
avaliando-se os dados estatísticos disponíveis.
136
Tomando-se o exemplo exposto na FIG. 6.2, arbitrou-se os pesos que
representam a severidade e as probabilidades de ocorrência e de detecção das
falhas para as subáreas do 4º nível do 3º ramo conforme TAB. 6.7 a seguir.
TAB. 6.7 EXEMPLOS DOS PESOS ALOCADOS NAS SUBÁREAS DO 4º NÍVEL
DO 3º RAMO REPRESENTADOS NA FIG.6.2
Nível
2
Nível
3
Nível
4
DESCRIÇÃO DOS
COMPONENTES
PSF PPOF PPDF
X SUBSISTEMA 3
X ÁREA 3.1
X SUBÁREA 3.1.1 10 3 1
X SUBÁREA 3.1.2 6 2 1
X ÁREA 3.2
X SUBÁREA 3.2.1 5 2 2
X SUBÁREA 3.2.2 10 2 2
X SUBÁREA 3.2.3 3 8 4
Onde PSF, PPOF, PPDF são pesos que representam a severidade da falha no
sistema, a probabilidade de ocorrência e de detecção da falha.
5º Passo – Cálculo do índice de risco
Calcular, para cada componente, o índice de risco (IR) proposto pelo FMECA,
dado por:
IR = PSF x PPOF x PPDF
sendo:
PSF o peso que representa a severidade do efeito da falha sobre o sistema;
PPOF o peso que representa a probabilidade de ocorrência da falha e
PPDF o peso que representa a probabilidade de detecção da falha antes do sistema
ser afetado.
137
De acordo com os pesos exemplificados e expostos na TAB. 6.7, pode-se
calcular o IR. Esses valores estão demonstrados na TAB. 6.8.
TAB.6.8 ÍNDICES DE RISCO CALCULADOS PARA AS SUBÁREAS DO 4º
NÍVEL DO 3º RAMO REPRESENTADOS NA FIG.6.2
Nível
2
Nível
3
Nível
4
DESCRIÇÃO DOS
COMPONENTES
PSF PPOF PPDF IR
X SUBSISTEMA 3
X ÁREA 3.1
X SUBÁREA 3.1.1 10 3 1 30
X SUBÁREA 3.1.2 6 2 1 12
X ÁREA 3.2
X SUBÁREA 3.2.1 5 2 2 20
X SUBÁREA 3.2.2 10 2 2 40
X SUBÁREA 3.2.3 3 8 4 96
6º Passo – Alocação do máximo IR no nível imediatamente superior correspondente
Dentre os componentes avaliados, identifica-se o maior valor do IR e aloca-se o
mesmo no componente do nível imediatamente superior correspondente.
Tomando-se os índices de risco calculados para as subáreas do exemplo da
FIG. 6.2, aloca-se o máximo IR no nível imediatamente superior, conforme exposto a
seguir: nas subáreas 3.1.1 e 3.1.2 os índices de risco calculados são 30 e 12,
respectivamente. O máximo IR entre estas subáreas é 30, alocando-o na área 3.1. A
mesma análise será adotada para a área 3.2 que receberá o índice de risco igual a
96.
Com os índices de risco determinados para as áreas 3.1 e 3.2, pode-se avaliar o
máximo IR entre elas e alocar este valor no componente imediatamente superior, ou
seja, subsistema 3. Estes valores estão expostos na TAB. 6.9.
138
TAB.6.9 ÍNDICE DE RISCO ALOCADO NO NÍVEL IMEDIATAMENTE
SUPERIOR
Nível
2
Nível
3
Nível
4
DESCRIÇÃO DOS
COMPONENTES
PSF PPOF PPDF IR
X SUBSISTEMA 3 96
X ÁREA 3.1 30
X SUBÁREA 3.1.1 10 3 1 30
X SUBÁREA 3.1.2 6 2 1 12
X ÁREA 3.2 96
X SUBÁREA 3.2.1 5 2 2 20
X SUBÁREA 3.2.2 10 2 2 40
X SUBÁREA 3.2.3 3 8 4 96
Deve-se repetir este passo em todos os ramos até chegar ao penúltimo nível ou
nível dos subsistemas.
No exemplo em questão, deve-se ainda avaliar o máximo IR entre as áreas do
3º nível para os ramos 1 e 2, individualmente, até chegar aos valores dos índices de
risco dos subsistemas 1 e 2.
7º Passo – Identificação do subsistema crítico
Utilizando-se os valores dos índices de risco calculados e alocados nos
subsistemas localizados no penúltimo nível do diagrama hierarquizado, destaca-se o
maior IR, identificando-se o subsistema mais crítico que deverá ser então o foco de
atenção para alocação dos recursos financeiros.
8º Passo – Identificação dos componentes críticos do subsistema crítico
Com o subsistema crítico identificado e com os índices de risco alocados em
todos os componente dos níveis, gera-se uma lista hierarquizada pelo índice de
risco, que será utilizada pelo gestor dos recursos financeiros para identificar o(s)
ponto(s) nevrálgico(s) do sistema, subsidiando à alocação dos recursos.
139
Em relação ao exemplo exposto na FIG.6.2, considerando que após a análise
dos índices de risco do 2º nível efetuada no 7º passo, o subsistema 3 teve o maior
valor, chega-se a lista hierarquizada dos componentes deste ramo conforme a
TAB.6.10 a seguir. Entre esses componentes destaca-se que o denominado
“subárea 3.2.3” apresenta maior índice de risco e portanto é o mais crítico do
subsistema 3
TAB.6.10 LISTA HIERARQUIZADA DO SUBSISTEMA CRÍTICO (SUBSISTEMA 3)
DESCRIÇÃO DOS COMPONENTES IR
SUBÁREA 3.2.3 96
SUBÁREA 3.2.2 40
SUBÁREA 3.1.1 30
SUBÁREA 3.2.1 20
SUBÁREA 3.1.2 12
9º Passo – Reavaliação após alocação dos recursos financeiros
Alocando recursos aos componentes críticos, o correspondente IR será
diminuído, podendo por repetição do procedimento, encontrar novos componentes a
serem priorizados pela manutenção.
6.2. APLICAÇÃO DO PROCEDIMENTO PROPOSTO
Com a finalidade de mostrar a aplicabilidade do procedimento proposto
desenvolveu-se um estudo de caso em um sistema de TUST genérico. Utilizou-se o
estudo do CAP.IV que descreve detalhadamente as características técnicas de uma
ferrovia moderna com os seus subsistemas e componentes. Os itens 4.1 a 4.4
descrevem os subsistemas e seus componentes, cumprindo-se os 1º e 2º passos do
procedimento. No item 4.5 (FIG.4.13 a 4.22) foram diagramados hierarquicamente
todos os componentes do sistema TUST em estudo, concluindo-se o 3º passo do
procedimento.
O 4º passo do procedimento inicia-se pela análise do diagrama hierarquizado
identificando o ramo com maior número de níveis. Observando os diagramas do item
140
4.5, verifica-se que os componentes de partida para a alocação dos pesos que
representam a severidade das falhas e as probabilidades de ocorrência e de
detecção das mesmas, localizam-se no nível 5 do 3º ramo. Estes componentes
denominam-se Setores Cabines, Centro de Controle Operacional, Estações e
Terminais, Paradas, Instalações para Equipes, Instalações para Equipamentos e
Subestações e Seccionadoras ligados a Subárea Edificações Operacionais.
Utilizando-se o método Ad Hoc, os técnicos consultados determinaram os pesos
correspondentes à severidade das falhas e as probabilidades de ocorrência e de
detecção das mesmas, na subárea edificações operacionais, conforme exposto na
TAB.6.11.
TAB.6.11 RESULTADO DA ALOCAÇÃO DE PESOS NOS SETORES DA SUBÁREA
EDIFICAÇÕES OPERACIONAIS (5º NÍVEL DO 3º RAMO)
Código Nível
4
Nível
5
DESCRIÇÃO DOS COMPONENTES PSF PPOF PPDF
SA X EDIFICAÇÕES OPERACIONAIS
SE X CABINES 4 1 1
SE X CENTRO DE CONTROLE OPERACIONAL 8 1 1
SE X ESTAÇÕES E TERMINAIS 2 1 1
SE X PARADAS 2 1 1
SE X INSTALAÇÕES PARA EQUIPES 1 1 1
SE X INSTALAÇÕES PARA EQUIPAMENTOS 3 1 1
SE X SUBESTAÇÕES E SECCIONADORAS 8 1 1
Onde SA e SE são subárea e setor, respectivamente.
De posse desses pesos, os índices de risco dos componentes foram calculados
conforme o 5º passo do procedimento. Esses valores estão representados na
TAB.6.12 a seguir.
141
TAB.6.12 CÁLCULOS DOS ÍNDICES DE RISCO
Código Nível
4
Nível
5
DESCRIÇÃO DOS COMPONENTES PSF PPOF PPDF IR
SA X EDIFICAÇÕES OPERACIONAIS
SE X CABINES 4 1 1 4
SE X CENTRO DE CONTROLE OPERACIONAL 8 1 1 8
SE X ESTAÇÕES E TERMINAIS 2 1 1 2
SE X PARADAS 2 1 1 2
SE X INSTALAÇÕES PARA EQUIPES 1 1 1 1
SE X INSTALAÇÕES PARA EQUIPAMENTOS 3 1 1 3
SE X SUBESTAÇÕES E SECCIONADORAS 8 1 1 8
No 6º passo deve-se avaliar os índices de risco entre os setores sob análise,
destacando-se o maior, alocando-o no componente imediatamente superior. O
máximo valor de IR avaliado foi 8, alocando esse valor em Edificações Operacionais,
conforme demonstrado na TAB. 6.13.
TAB.6.13 MÁXIMO ÍNDICE DE RISCO ALOCADO NO NÍVEL IMEDIATAMENTE
SUPERIOR
Código Nível
4
Nível
5
DESCRIÇÃO DOS COMPONENTES PSF PPOF PPDF IR
SA X EDIFICAÇÕES OPERACIONAIS 8
SE X CABINES 4 1 1 4
SE X CENTRO DE CONTROLE OPERACIONAL 8 1 1 8
SE X ESTAÇÕES E TERMINAIS 2 1 1 2
SE X PARADAS 2 1 1 2
SE X INSTALAÇÕES PARA EQUIPES 1 1 1 1
SE X INSTALAÇÕES PARA EQUIPAMENTOS 3 1 1 3
SE X SUBESTAÇÕES E SECCIONADORAS 8 1 1 8
Repetindo o 6º passo do procedimento até chegar ao penúltimo nível, ou seja,
nível dos subsistemas, obtiveram-se os índices de risco para cada um dos
componentes do nível imediatamente superior.
142
Todos os componentes do sistema de TUST representados nos diagramas do
item 4.5 (FIG.4.13 a 4.22), os pesos alocados nos componentes do último nível de
cada ramo e os índices de risco calculados e alocados nos níveis imediatamente
superiores, além dos códigos, descrição e localização dos componentes no nível do
diagrama hierárquico, estão representados na TAB.6.14 a seguir.
143
TAB.6.14 REPRESENTAÇÃO TABULAR DOS NÍVEIS HIERÁRQUICOS
Código N2 N3 N4 N5 DESCRIÇÃO DOS COMPONENTES PSF PPOF PPDF IR
SS X ENERGIA ELÉTRICA (RAMO 1) 400
A X SISTEMA DE POTÊNCIA 50
SA X SUBESTAÇÕES 50
SE X SUPRIMENTO DA OPERADORA 8 2 1 16
SE X TRANSMISSÃO DE ENERGIA
ELÉTRICA
10 2 1 20
SE X DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA
ELÉTRICA
5 2 1 10
SE X SINALIZAÇÃO 10 2 1 20
SE X TRAÇÃO 10 5 1 50
SE X SERVIÇOS AUXILIARES 1 3 1 3
SE X ATERRAMENTO 5 1 2 10
SA X SECCIONADORAS 20
SE X TRAÇÃO 10 2 1 20
SE X SERVIÇOS AUXILIARES 1 3 1 3
SE X ATERRAMENTO 5 1 2 10
A X TRANSMISSÃO DE ENERGIA
ELÉTRICA
400
SA X TRAÇÃO 10 8 5 400
SA X RETORNO 4 3 8 96
SA X SINALIZAÇÃO 8 3 5 120
SA X DISTRIBUIÇÃO 3 3 5 45
SA X TRANSMISSÃO INTERNA 3 3 5 45
SA X TRANSMISSÃO EXTERNA 3 3 5 45
SA X ESTRUTURA DE SUSTENTAÇÃO 10 1 8 80
SA X ATERRAMENTO 1 3 8 24
A X DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA
ELÉTRICA
30
SA X BAIXA TENSÃO ELÉTRICA 1 10 3 30
SA X ALTA TENSÃO ELÉTRICA 5 2 2 20
SS X ELETRÔNICA (RAMO 2) 27
A X SINALIZAÇÃO 24
SA X INTERTRAVAMENTO 8 1 1 8
SA X SUPERVISÃO E CONTROLE 8 1 1 8
SA X ALIMENTAÇÃO 8 2 1 16
144
Código N2 N3 N4 N5 DESCRIÇÃO DOS COMPONENTES PSF PPOF PPDF IR
SA X CABEAMENTO 8 3 1 24
A X TELECOMUNICAÇÕES 27
SA X TELEFONIA 4 2 3 24
SA X RÁDIO-COMUNICAÇÃO 4 2 3 24
SA X MEIO FÍSICO DE TRANSMISSÃO DE
INFORMAÇÃO
10 3 1 27
SA X MULTIPLEX 9 2 1 18
SA X SONORIZAÇÃO 2 4 3 24
SA X BILHETAGEM AUTOMÁTICA 2 3 1 6
SA X CRONOMETRIA 2 3 3 18
SA X PAINÉL INFORMATIVO 2 4 3 24
SS X CIVIL (RAMO 3) 336
A X LINHA FÉRREA 336
SA X INFRA-ESTRUTURA 5
SE X PLATAFORMA 2 1 1 2
SE X CORTE 5 1 1 5
SE X ATERRO 1 1 1 1
SA X SUPERESTRUTURA 336
SE X LINHA PRINCIPAL 7 8 6 336
SE X APARELHO DE MUDANÇA DE VIA E
CRUZAMENTO
7 8 6 336
SE X PASSAGEM DE NÍVEL 4 6 6 144
SE X DESVIOS E LINHAS SECUNDÁRIAS 2 6 5 60
A X OBRAS-DE-ARTE 84
SA X DRENAGEM 5 3 4 60
SA X BUEIROS 7 3 4 84
SA X PONTILHÕES 7 3 4 84
SA X PONTES 7 3 4 84
SA X PASSAGENS INFERIORES E
SUPERIORES
2 2 3 12
SA X MURO DE ARRIMO 2 1 3 6
SA X CORTA RIOS 7 1 4 28
SA X VIADUTOS 7 3 4 84
A X EDIFICAÇÕES 8
SA X EDIFICAÇÕES OPERACIONAIS 8
SE X CABINES 4 1 1 4
SE X CENTRO CONTR. OPERACIONAL 8 1 1 8
145
Código N2 N3 N4 N5 DESCRIÇÃO DOS COMPONENTES PSF PPOF PPDF IR
SE X ESTAÇÕES E TERMINAIS 2 1 1 2
SE X PARADAS 2 1 1 2
SE X INSTALAÇÕES PARA EQUIPES 1 1 1 1
SE X INSTALAÇÕES PARA
EQUIPAMENTOS
3 1 1 3
SE X SUBESTAÇÕES E
SECCIONADORAS
8 1 1 8
SA X EDIFICAÇÕES PARA MANUTENÇÃO 1 1 1 1
SA X EDIFICAÇÕES ADMINISTRATIVAS 1 1 1 1
SS X MATERIAL RODANTE (RAMO 4) 630
A X TRUQUE 270
SA X AMORTECIMENTO 5 3 1 15
SA X RODEIRO 8 3 3 72
SA X FREIO 9 6 5 270
SA X TRANSMISSÃO 7 1 1 7
A X PROPULSÃO 10 7 9 630
A X SUPRIMENTO DE ENERGIA
ELÉTRICA
10 7 7 490
A X SUPRIMENTO TRATAMENTO DE AR
COMPRIMIDO
9 6 6 324
A X FRENAGEM 10 7 9 630
A X SINALIZAÇÃO 7 6 5 210
A X CLIMATIZAÇÃO 5 7 6 210
A X CONTROLE AUTOMÁTICO DO
TREM
6 3 8 144
A X CAIXA 2 2 2 8
A X ENGATES 8 2 5 80
A X RÁDIO SONORIZAÇÃO 9 4 10 360
A X PORTAS DO SALÃO 6 9 8 432
Onde o código identifica se o descrito é um subsistema (SS), área (A), subárea (SA)
ou um setor (SE), Ni, i = 2..5, representa o nível descrito no diagrama hierarquizado,
PSF, PPOF, PPDF são pesos que representam a severidade da falha no sistema, a
probabilidade de ocorrência e de detecção da falha, respectivamente e IR
representa o índice de risco correspondente.
146
Baseado nos dados obtidos, determinaram-se para os subsistemas os índices
de risco expostos na TAB. 6.15.
TAB.6.15 ÍNDICES DE RISCO DOS SUBSISTEMAS
DESCRIÇÃO DOS SUBSISTEMAS IR
ENERGIA ELÉTRICA 400
ELETRÔNICA 27
CIVIL 336
MATERIAL RODANTE 630
No 7º passo do procedimento deve-se destacar o máximo IR entre os
subsistemas. Tomando-se os dados da TAB.6.15, nota-se que o subsistema que
apresenta maior índice de risco é o Material Rodante, caracterizando-o como o mais
crítico, devendo ser atendido prioritariamente em termos de manutenção com a
alocação de recursos financeiros necessários.
No 8º passo deve-se gerar uma lista hierarquizada pelo índice de risco de todos
os componentes que compõem o subistema crítico. Os componentes do subsistema
Material Rodante bem como os seus componentes com os índices de risco estão
representados na TAB. 6.16.
147
TAB. 6.16 LISTA HIERARQUIZADA PELO ÍNDICE DE RISCO DOS
COMPONENTES DO SUBSISTEMA MATERIAL RODANTE (4º RAMO)
DESCRIÇÃO DOS COMPONENTES IR
PROPULSÃO 630
FRENAGEM 630
SUPRIMENTO DE ENERGIA ELÉTRICA 490
PORTAS DO SALÃO 432
RÁDIO SONORIZAÇÃO 360
SUPRIMENTO E TRATAMENTO DE AR
COMPRIMIDO
324
FREIO 270
SINALIZAÇÃO 210
CLIMATIZAÇÃO 210
CONTROLE AUTOMÁTICO DO TREM 144
ENGATES 80
RODEIRO 72
AMORTECIMENTO 15
CAIXA 8
TRANSMISSÃO 7
Avaliando-se os dados da TAB.6.16, destacam-se os dois primeiros
componentes da lista hierarquizada. Os componentes Propulsão e Frenagem
apresentam os maiores índices de risco, qualificando-os como os mais críticos do
subsistema Material Rodante. Sendo assim, o gestor dos recursos financeiros os
destacará como prioritários para a manutenção. Caso essa possa ser realizada, os
índices de risco destes componentes serão reduzidos.
A seguir, serão apresentadas as TAB. 6.17 a 6.19 com as listas hierarquizadas
dos demais subsistemas, em ordem decrescente de índice de risco.
148
TAB. 6.17 LISTA HIERARQUIZADA PELO ÍNDICE DE RISCO DOS
COMPONENTES DO SUBSISTEMA ENERGIA ELÉTRICA (1º RAMO)
DESCRIÇÃO DOS COMPONENTES IR
TRAÇÃO (TRANSM.ENERG.ELÉTRICA) 400
SINALIZAÇÃO (TRANSM.ENERG.ELÉTRICA) 120
RETORNO (TRANSM.ENERG.ELÉTRICA) 96
ESTRUTURA DE SUSTENTAÇÃO (TRANSM.ENERG.ELÉTRICA) 80
TRAÇÃO (SUBESTAÇÃO) 50
DISTRIBUIÇÃO (TRANSM.ENERG.ELÉTRICA) 45
TRANSMISSÃO INTERNA (TRANSM.ENERG.ELÉTRICA) 45
TRANSMISSÃO EXTERNA (TRANSM.ENERG.ELÉTRICA) 45
BAIXA TENSÃO ELÉTRICA (DISTR. ENERG. ELÉTRICA) 30
ATERRAMENTO (TRANSM.ENERG.ELÉTRICA) 24
TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA (SUBESTAÇÃO) 20
SINALIZAÇÃO (SUBESTAÇÃO) 20
TRAÇÃO (SECCIONADORA) 20
ALTA TENSÃO ELÉTRICA (DISTR. ENERG. ELÉTRICA) 20
SUPRIMENTO DA OPERADORA (SUBESTAÇÃO) 16
DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA (SUBESTAÇÃO) 10
ATERRAMENTO (SUBESTAÇÃO) 10
ATERRAMENTO (SECCIONADORA) 10
SERVIÇOS AUXILIARES (SUBESTAÇÃO) 3
SERVIÇOS AUXILIARES (SECCIONADORA) 3
149
TAB. 6.18 LISTA HIERARQUIZADA PELO ÍNDICE DE RISCO DOS
COMPONENTES DO SUBSISTEMA CIVIL (3º RAMO)
DESCRIÇÃO DOS COMPONENTES IR
LINHA PRINCIPAL 336
APARELHO DE MUDANÇA DE VIA E CRUZAMENTO 336
PASSAGEM DE NÍVEL 144
BUEIROS 84
PONTILHÕES 84
PONTES 84
VIADUTOS 84
DESVIOS E LINHAS SECUNDÁRIAS 60
DRENAGEM 60
CORTA RIOS 28
PASSAGENS INFERIORES E SUPERIORES 12
CENTRO CONTR. OPERACIONAL 8
SUBESTAÇÕES E SECCIONADORAS 8
MURO DE ARRIMO 6
CORTE 5
CABINES 4
INSTALAÇÕES PARA EQUIPAMENTOS 3
PLATAFORMA 2
ESTAÇÕES E TERMINAIS 2
PARADAS 2
ATERRO 1
INSTALAÇÕES PARA EQUIPES 1
EDIFICAÇÕES PARA MANUTENÇÃO 1
EDIFICAÇÕES ADMINISTRATIVAS 1
150
TAB. 6.19 LISTA HIERARQUIZADA PELO ÍNDICE DE RISCO DOS
COMPONENTES DO SUBSISTEMA ELETRÔNICA (2º RAMO)
DESCRIÇÃO DOS COMPONENTES IR
MEIO FÍSICO DE TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO 27
CABEAMENTO 24
TELEFONIA 24
RÁDIO-COMUNICAÇÃO 24
SONORIZAÇÃO 24
PAINÉL INFORMATIVO 24
MULTIPLEX 18
CRONOMETRIA 18
ALIMENTAÇÃO 16
INTERTRAVAMENTO 8
SUPERVISÃO E CONTROLE 8
BILHETAGEM AUTOMÁTICA 6
O 9º passo determina que se deve avaliar os índices de risco após a alocação
dos recursos financeiros, proporcionando a reavaliação da criticidade dos
componentes do sistema.
6.3. CONCLUSÕES
Notou-se a importância da descrição técnica dos componentes que compõem o
sistema TUST, pois a elaboração desta subsidiará a formação do diagrama
hierarquizado que representa a estrutura física instalada. Além disso, entendimento
sobre a influência dos componentes na operacionalidade do sistema é fundamental
para que a hierarquização final represente a realidade.
O envolvimento do pessoal técnico das áreas de manutenção e operação na
descrição das partes que compõem o sistema, além da sua participação na alocação
dos pesos, é de suma importância para o compreensão e reconhecimento do
resultado do procedimento.
A determinação, dos pesos referentes à severidade da falha e às probabilidades
de ocorrência e detecção das mesmas, pelos técnicos entrevistados durante a
aplicação do procedimento, se mostrou de fácil compreensão. Esses pesos, que
151
foram utilizados para compor o cálculo do índice de risco dos componentes,
influenciam diretamente na qualidade da informação final representada nas listas
hierarquizadas dos subsistemas que subsidiarão a alocação dos recursos
financeiros.
152
7. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Cada vez mais busca-se maior eficiência dos sistemas de transporte com o
menor custo, implicando em melhoria dos processos de gestão e aprimoramento dos
sistemas de controle orçamentário.
A complexidade do sistema de transporte sobre trilhos é evidenciada pelo
envolvimento de várias tecnologias que dificultam a tomada de decisão em relação à
alocação de recursos financeiros na área de manutenção, devido à diversas
características técnicas de projeto e operacionais, pela diferença de comportamento
entre equipamentos iguais em função dos ambientes onde são inseridos e pelas
formas de gestão da manutenção aplicadas em cada subsistema em razão das
diferentes formas de apropriação dos dados históricos, especialmente porque esses
recursos são geralmente inferiores aos necessários e porque as influências política,
pessoal e social podem impor mudanças de critérios operacionais, desviando-se dos
planos e metas pré-estabelecidas.
O procedimento proposto para determinação da criticidade dos itens do sistema,
retira algumas dessas dificuldades e torna-se uma ferramenta útil de auxílio ao
gestor dos recursos financeiros.
7.1. CONCLUSÕES
A pesquisa desenvolvida para subsidiar a construção do procedimento
proporcionou a reunião de informações técnicas da área de TUST que encontravam-
se dispersas na literatura nacional.
Aliar os conceitos técnicos construtivos, operacionais e de manutenção das
ferrovias às técnicas de confiabilidade, mantenabilidade, disponibilidade e criticidade
mostrou a necessidade de se atuar com visão sistêmica, anexando questões de
segurança, regularidade na prestação do serviço de transportes, produtividade e
custos.
Este estudo mostrou que a criticidade é uma boa referência para análise das
condições de desempenho do sistema global, podendo ser utilizada como indicador
sobre onde alocar os recursos financeiros disponíveis. Como o desempenho pode
153
ser influenciado por vários fatores, a criticidade também pode ser um indicador das
condições de execução da manutenção, da necessidade de treinamento para
pessoas das áreas de operação e manutenção, de necessidades de modificação
dos processos de controle e planejamento e da necessidade de contratação de
pessoal.
O procedimento proposto pode ser adotado por sistemas nas fases de projeto e
operação.
No caso de sistemas em fase de projeto geralmente utiliza-se a confiabilidade
expressa pelo fabricante do equipamento como um parâmetro orientador sobre as
condições operacionais. Mas, quando esses são inseridos no sistema, podem
funcionar de forma diferenciada, modificando a confiabilidade estipulada. A
criticidade pode ser utilizada junto com estas informações subsidiando os projetistas
para o planejamento sobre alocação dos recursos para manutenção.
No caso de sistemas já em funcionamento, pode-se implantar o procedimento
proposto sem que haja na empresa de TUST uma infra-estrutura com estatísticas
apropriadas, pois este procedimento adota pesos para quantificar a criticidade dos
seus itens. Após a adequação dos processos de controle de falhas da empresa às
características desse procedimento, pode-se corrigir estes dados iniciais através da
avaliação das probabilidades de ocorrência e de detecção, melhorando a qualidade
da informação sobre os pontos críticos.
Durante as reuniões feitas com os profissionais técnicos para determinação dos
pesos que compõem as parcelas do índice de risco, gerou-se uma discussão salutar
sobre a necessidade da criação de um procedimento para alocação de recursos
baseado em critérios técnicos, em detrimento às informações subjetivas, políticas e
de ordem pessoal.
7.2. RECOMENDAÇÕES
Dentre os estudos realizados, foram identificadas várias técnicas que podem
indicar outros tipos de dados para medir as condições de operacionalidade dos
subsistemas. Necessita-se, então, aprofundar esses estudos para avaliar outras
opções técnicas que podem servir como indicador para alocar recursos financeiros.
154
O estudo demonstrou que existem ferramentas matemáticas que podem indicar
a quantidade de recursos financeiros a serem alocados. A união de dados sobre
performance do sistema com as restrições de recursos a serem alocados, podem
servir de subsídio para a elaboração de uma função objetivo e de equações que
representem as restrições na utilização da técnica de programação linear. Com isso,
denota-se a necessidade de utilizar este procedimento como subsídio de um modelo
para definição dos valores a serem alocados.
Existem outras técnicas de análise para tomada de decisão que necessitam de
avaliação sobre a sua aplicabilidade na alocação de recursos financeiros. Sendo
assim, sugere-se o estudo mais aprofundado dessas técnicas que podem
disponibilizar ferramentas simples e eficazes.
155
8. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
ALMEIDA Jr.,Jorge Rady e CAMARGO Jr., Jorge Batista. Principais Aspectos da Segurança em Sistemas Utilizados em Áreas Críticas. 7° Congresso Nacional de Automação - CONAI 96, São Paulo, p.114-120. 25 a 27 de jun 1996.
ANDRADE, Eduardo Leopoldino de. Introdução à Pesquisa Operacional: Métodos e Modelos para a Análise de Decisão. 2ª Edição,277p., LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora, Rio de Janeiro, 2000.
ANTUNES, José Antônio Valle Junior. Manutenção Produtiva Total: Uma Análise Crítica a Partir de Sua Inserção No Sistema Toyota De Produção. 2001, Disponível em www.iautomotivo.com/manutencaototal.htm, Capturado em 20/05/2002.
ASSAIFE, Miguel. Apostila para Treinamento: Subestações, Seccionador as e Centro de Controle de Energia. Companhia Brasileira de Trens Urbanos – STU-RJ, 40 p., Rio de Janeiro, nov 1986.
BALL, Robert. Use of Mathematical Models for Planning and Resourc e Allocation in new Scottish University . In: ROUBENS, Marc, European Congress on Operations Research - Advances in Operations Research, 667p., p.21 a 28, North-Holland Publishing Company, ISBN 0-7204-0718-4, Paises Baixos, 1977.
BERNARD, Dumas, RAMAN, Uppal e WANG, Tan. Efficient Intertemporal Allocations with Recursive Utility. 1997, Disponível em http://finance.commerce.ubc.ca/research/papers/UBCFIN97-12.pdf ou http://papers.nber.org/papers/t0231.pdf, Capturado em 27/01/2002.
BRANCO FILHO, Gil. Confiabilidade Aplicada a Manutenção. Uberlândia, Minas Gerais, 1995.
BRANCO, Rogério Malta. Aplicação da Programação Linear Inteira na Organização de Horários de Funcionamento de Máquina s Elétricas na Indústria. Pós-graduação em Métodos Numéricos em Engenharia, Universidade Federal do Paraná, Disponível em http://www.cpgmne.ufpr.br/dissertacoes/rogeriobranco.pdf, Capturado em [03/07/2002], Curitiba, Dez 2001.
156
BRANDÃO, Gláucia Brito. Transportes e o Meio Ambiente no Brasil. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Transportes) – Instituto Militar de Engenharia – IME, 107 p., Rio de Janeiro, 1996.
BRINA, Helvécio Lapertosa. Drenagem da Via in Estudos e Relatórios Técnicos. Volume 1, RFFSA, Rio de Janeiro, 1979.
________________________. Estradas de Ferro. 258 p. ISBN 85-216-0011-9, Rio de Janeiro, 1983.
BRITISH STANDARD INSTITUTION. BS 5760: Reliability of Systems, Equipment and Components-Part 5. Guide to Failure Modes, Effe cts and Criticality Analysis (FMEA and FMECA). 1991.
BRITO, Amando Liger da Rocha. Manual de Inspeção de Pontes e Viadutos Ferroviários in Normas e Instruções Gerais de Via P ermanente, Vol. VI. 129 p., jan 1979.
CANO, Luiz C. e Antônio Carlos. Tratado de Estradas de Ferro – Material Rodante: Caixas de Trens de Passageiros . José Eduardo Castello Branco, Ronaldo Ferreira, ISBN 85-901545-1-3, Rio de Janeiro, 2000.
CARESSATO, Pedro Luiz T.. Tratado de Estradas de Ferro – Material Rodante: Sistema de Freios – Trens de Carga e Passageiro . José Eduardo Castello Branco, Ronaldo Ferreira, ISBN 85-901545-1-3, Rio de Janeiro, 2000.
REVISTA CIDADES DO BRASIL. Corredor do Progresso. Disponível em http://www.cidadesdobrasil.com.br/construindo/construindo31.htm, Capturado em 24/10/2002.
COMPANHIA BRASILEIRA DE TRENS URBANOS - CBTU. Instrução para Elaboração de Projeto de Drenagem e de Obras-de-Art e Correntes. 35 p. nº IT-0046-R1/CBTU, Rio de Janeiro, 1986.
____________________________________________________. Sistemas de Trens Urbanos. Disponível em http://www.cbtu.gov.br/sistema/sist.htm, Capturado em 13/03/2002.
157
COMPANHIA CEARENSE DE TRANSPORTES METROPOLITANOS - METROFOR, Disponível em http://www.metrofor.ce.gov.br, Capturado em 14/03/2002.
COMPANHIA DO METROPOLITANO DE SÃO PAULO - METRÔ, Disponível em http://www.metro.sp.gov.br, Capturado em 11/03/2002.
COMPANHIA DO METROPOLITANO DO DISTRITO FEDERAL – METRÔ-DF, Disponível em http://www.metro.df.gov.br, Capturado em 14/03/2002.
COMPANHIA FLUMINENSE DE TRENS URBANOS - FLUMITRENS, Departamento de Sistemas Eletro-eletrônicos - DESEE. Configuração Geral do Sistema Integrado de Telecomunicações Metro-ferroviários. jan 2002.
COMPANHIA PAULISTA DE TRENS METROPOLITANOS - CPTM, Disponível em http://www.cptm.com.br, Capturado em 11/03/2002.
CORTES, Maria Bernadete de Sousa. Algoritmos Genéticos em Problemas de Programação Não Linear Contínua. Tese de Doutorado em Engenharia de Produção, Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC, Disponível em http://www.eps.ufsc.br/teses96/cortes/index, Capturado em 27/01/2002, Florianópolis 1996.
DARIGO, Rodolfo Luiz. Tratado de Estradas de Ferro – Material Rodante: Sistema de Freios - Evolução do Freio . José Eduardo Castello Branco, Ronaldo Ferreira, ISBN 85-901545-1-3, Rio de Janeiro, 2000.
DAVID, Eduardo Gonçalves. 127 Anos de Ferrovia. 101 p., Juiz de Fora, Minas Gerais, 1985.
DEPARTMENT OF DEFENSE - UNITED STATES OF AMERICA. Military Standard MIL-STD-785A: Reliability Program for Systems and E quipment Development and Production. 1978.
_________________________________________________________. Military Standard MIL-STD-1629A: Procedures for Performing a Failure Mode, Effects and Criticality Analysis. 1980.
DHILLON B.S. e SINGH C. Engineering Reliability – New Techniques and Applications. Editora Jonh Wiley & Sons, ISBN 0-471-05014-8, USA, 1981.
158
DHILLON B.S. Reliability Engineering in Systems Design and Opera tion . Editora Van Nostrand Reinhold Company, ISBN 0-442-27213-8, USA, 1983.
DUFFIE, D., GEOFFARD, P.Y. e SKIADAS, C. Efficient and Equilibrium Allocations with Stochastic Differential Utility , Journal of Mathematical Economics nº 23, pgs 133-146, 1994.
ECOM - ECOLOGIA E COMUNICAÇÃO. Vocabulário Básico de Meio Ambiente. Disponível em http://www.meioambiente.gov.br, Capturado em 15/09/2002.
EMPRESA DE TRANSPORTE E TRÂNSITO DE BELO HORIZONTE – BHTRANS. Metrô. Disponível em http://www.bhtrans.pbh.gov.br/bhtrans/bhtrans/metro.asp, Capturado em 15/03/2002.
EMPRESA DE TRENS URBANOS DE PORTO ALEGRE – TRENSURB. Disponível em http://www.trensurb.gov.br/, Capturado em 15/03/2002.
ERSCHLER, J e ROUBELLAT, F. Limited Resource Scheduling with Execution Time Constraints . In : Use of Mathematical Models for Planning and Resource Allocation in new Scottish University. In: ROUBENS, Marc, European Congress on Operations Research - Advances in Operations Research, 667p., p.149 a 158, North-Holland Publishing Company, ISBN 0-7204-0718-4, Paises Baixos, 1977.
EUROSTAR GROUP. History of Eurostar. Disponível em http://www.eurostar.com, Capturado em 07/03/2002.
FERREIRA, Fábio Ricardo. Aplicação RCM na KODAK da Amazônia: IV Seminário Brasileiro de Confiabilidade na Manutençã o. São Paulo, 2001.
FERREIRA, Jorge Cesar, MACHADO, Ediléia Aparecida Ferreira e GUIZZO, Antônio Carlos. Tratado de Estradas de Ferro – Material Rodante: Si stema de Freios – Sapatas de Freio . José Eduardo Castello Branco, Ronaldo Ferreira, ISBN 85-901545-1-3, Rio de Janeiro, 2000.
FERREIRA, Luiz A. B. Apostila para Treinamento: Rede Aérea. 22 p. Companhia Brasileira de Trens Urbanos – STU-RJ, Rio de Janeiro. nov 1986.
FLEMING, Paulo Victor. Uma FMEA Ampliada para Acelerar a Implantação da Manutenção Centrada em Confiabilidade (MCC). IV Seminário Brasileiro de Confiabilidade na Manutenção, São Paulo, 2001.
159
FRANKEL, E.G.. Systems Reliability and Risk Analysis. Editora Kluwer Academic Publishers, 429p. ISBN 90-247-3665-X, Netherlands, 1988.
FURNAS CENTRAIS ELÉTRICAS, Glossário de Sistemas de Qualidade, Disponível em http://www.furnas.com.br/portug/institucional/glossario.asp?letra=d, Capturado em 19/07/2002.
FUZITA, Carlos Roberto Kenji. Procedimento para Análise da Eficácia de Veículos Rodoviários para Fins de Mobilização. 128 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Transportes) – Instituto Militar de Engenharia – IME, Rio de Janeiro, 1997.
GANTZEL, Gerson L. A Utilização Integrada dos Métodos ABC e UP. O Boticário - Brasil, Disponível em http://www.rau-tu.unicamp.br/nou-rau/sbu/document/list.php?tid=14&stat=a, Capturado em 19/07/2002.
GERAGHETY, Tony. Obtendo Efetividade do Custo de Manutenção Através da Integração das Técnicas de Monitoramento de Condiçã o, RCM e TPM. Disponível em http://www.sqlbrasil.com.br, Capturado em 20/05/2002.
GÓMEZ, R.E. Proyecto Final - Ingeniería e Infraestructura de lo s Transportes proyecto final. Universidade de Zaragoza, Centro Politécnico Superior.
GORNI, Antonio Augusto. A Eletrificação nas Ferrovias Brasileiras. dez. 2001 Disponível em http://www.efbrasil.eng.br/electrobras.html, Capturado em 28/02/2002.
GUILLAUMIN, Bruno. Digital Radio Shows Great potencial for Rail . International Railway Journal – IRJ, p. 50 e 51, USA, mai 2001.
HAMAOKA, Ricardo Eiji e SILVA, Paulo Afonso Lopes. Otimização de Sistemas Logísticos: Metodologia Aplicada à Unidade de Manut enção de Aviação do Exército Brasileiro. Instituto Militar de Engenharia - Departamento de Engenharia de Sistemas, 2000, Disponível em http://www.ipanema.ime.eb.br/RelTec/2000/Rt052-00.pdf, Capturado em 17/07/2002.
ILAB SISTEMAS ESPECIALISTAS. Tecnologia Adotada. , Disponível em http://www.ilab.com.br/tecnolog.htm, Capturado em 03/07/2002.
160
INGENIERÍA CIVIL, CONSTRUCCIÓN Y MEDIO AMBIENTE – MILIARIUM.COM. Ingeniería de túneles y obras subterráneas. Disponível em http://www.miliarium.com/Monografias/Tuneles/ingenieria_de_tuneles_y_obras_subterraneas.asp, Capturado em 08/04/2002.
INGENIERIA DE CARRETERAS. Instrucción para el proyecto, construccíón y explotacíón de obras subterráneas para el transport e terrestre (IOS-98): Túneles Ferroviarios. disponível em http://www.carreteros.org/tuneles/ios98/indice.htm, Capturado em 08/04/2002, nov.1998.
INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA – IBGE. Censo Demográfico 2000. Disponível em http://www.ibge.net/home/estatistica/populacao/censo2000/default.shtm, Capturado em 03/03/2002.
INTER-AMERICAN COUNCIL FOR INTEGRAL DEVELOPMENT – CIDI. Os Sistemas de Transporte. Disponível em http://www.cidi.oas.org/interamer/interamerhtml/mellohtml/iv.htm, Capturado em 28/02/2002.
INTERNATIONAL RAILWAY JOURNAL – IRJ. GPS System to Boost Accuracy. Disponível em http://www.railjournal.com, Capturado em 21/04/2002, set 2000.
IRESON, W.G. e COOMBS C.F. Jr.. Handbook of Reliability Engineering and Management. Editora McGraw-Hill, ISBN 0-07-032039-X, USA, 1988.
ITO, Junichi. New ATC Promises Significant Benefits . International Railway Journal – IRJ, p. 48 e 49, USA, mai 2001.
KOCH, Heinz Theodoro. Tratado de Estradas de Ferro – Material Rodante: Truques-Transmissões e Engrenagens . José Eduardo Castello Branco, Ronaldo Ferreira, ISBN 85-901545-1-3, Rio de Janeiro, 2000.
LAFRAIA, João Ricardo Barusso. Manual de Confiabilidade, Mantenabilidade e Disponibilidade. p. 374, Editora Qualitymark, ISBN 85-7303-294-4, Rio de Janeiro, 2001.
LAURENTI, Antônio Carlos. Combinações de Atividades Produtivas Agrícolas e Alocação de Recursos sob Condições de Risco. 97 p., Dissertação (Mestrado em Economia Agrária) – Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" – ESALQ/USP, São Paulo, 1981.
161
LEIBEL, Alexandre. Custos na Manutenção. Universidade Federal de São João Del-Rei, 1º Encontro de Manutenção da FUNREI, Disponível em http://www.funrei.br/demec/eman1/artigos.htm, Capturado em 23/05/2002, 2001.
LEMOS, Rogério de e VERÍSSIMO, Paulo, Confiança no Funcionamento: Proposta para uma Terminologia em Português , Disponível em http://www.cs.ukc.ac.uk/people/staff/rdl/CoF/ e http://www.cs.ukc.ac.uk/people/staff/rdl/CoF/node4.html, Capturado em 19/07/2002, 2001.
LINEAS FERREAS DEL URUGUAY - LFU. Ferrocarriles del Uruguay: Los Comienzos , http://members.tripod.com/~lfu1/index-6.html, Capturado em 01/03/2002.
LOMAS, José M. Garcia. Tratado de Explotacion de Ferrocarriles – Tomo 1 – La Via. 631 p., Madrid, 1965.
MACHADO, Conceição Ferreira. Uma Contribuição ao Estudo de Disponibilidade e Manutenção de Sistemas Metro-Ferroviários de Tran sporte: Caso do Metrô do Rio de Janeiro . 170 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Transportes) – Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ/COPPE, 1996.
MEDEIROS, Valdemir Alves, RFFSA, SR3, Curso de Formação de Monitores de Via Permanente. 94 p.
MENDOZA, Rosendo Huerta. El Análisis de Criticidad, una Metodologia para Mejorar la Confiabilidad Operacional. Revista Mantenimiento Mundial nº6 set/2001, Disponível em http://www.mantenimientomundial.com/textos/art-6analisis.htm, Capturado em 08/02/2002, 2001.
METRÔ DE SALVADOR, Disponível em http://www.metrodesalvador.com.br, Capturado em 14/03/2002.
METROPLANET, Disponível em http://www.metropla.net, Capturado em 14/03/2002.
MIKES RAILWAY HISTORY. Disponível em http://mikes.railhistory.railfan.net/pindex.html, Capturado em 17/03/2002.
MINISTÉRIO DOS TRANSPORTES. Informações sobre Transporte Ferroviário. Disponível em http://www.transportes.gov.br/bit/inferro.htm, Capturado em 08/03/2002, mar 1999.
162
MODER, Joseph J. e ELMAGHRABY Salah E. Handbook of Operations Research - Foundations and Fundamentals. 622p., Van Nostrand Reinhold Company, ISBN 0-442-24595-5, USA, 1978.
MOLITORIS, Jolene. A Expansão Global do Transporte Ferroviário . Eletronic Journal of the Department of State, Disponível em http://usinfo.state.gov/journals/ites/1000/ijep/ijep1006.htm, Capturado em 02/05/2002, USA, out 2000.
MONCHY, François. A Função Manutenção: Formação para a Gerência da Manutenção Industrial. p. 422, Editora DURBAN / EBRAS, São Paulo, 1989.
MOUBRAY, John. A Questão contra o RCM Simplificado. IV Seminário Brasileiro de Confiabilidade na Manutenção, São Paulo, 2001.
Open Channel Foundation, ACARA , Disponível em http://www.openchannelfoundation.org/projects/ACARA, Capturado em 28/06/2002.
OPPORTRANS CONCESSÃO METROVIÁRIA S.A – METRÔ RIO, Disponível em http://www.metrorio.com.br, Capturado em 08/03/2002.
PEREIRA, Alessandra Pimentel Oliveira. Subsídios para Gerenciamento Ambiental na Implantação e Operação de Ferrovias. 147 p., Dissertação (Mestrado em Engenharia de Transportes) – Instituto Militar de Engenharia – IME, Rio de Janeiro, 2000.
PEREIRA, Antonio Lopes. Drenagem de Rodovias e Ferrovias. 71 p. Editora Ao Livro Técnico LTDA, Rio de Janeiro, 1959.
PEREIRA, Paulo Roberto dos Santos. Ataulização em Engenharia Ferroviária para Graduados: Projeto de Via Permanente . 52 p. Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ, Escola de Engenharia, Rio de Janeiro, 1983.
PONTES, Marcus Vinicius Vidal. Uma Contribuição ao Estudo de Confiabilidade e Segurança de Sistemas de Transporte Metro-Ferrovi ários. 126 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Transporte) – Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ/COPPE, Rio de Janeiro, 1991.
163
PRADO, Darci, Programação Linear , 205 p., Editora EDG, Belo Horizonte, 1999.
PREFEITURA DE CURITIBA. Transportes - Conheça o metrô elevado , Disponível em http://www.curitiba.pr.gov.br/pmc/a_cidade/Solucoes/Transporte/metro.html Capturado em 15/03/2002.
RAMALHO, Benício José Almeida, BASTOS, Rogério Cid, ALVES, João Bosco da Mota e GAUTHIER, Fernando. Um Sistema Inteligente Multiagente na Resolução de Problemas de Alocação de Recursos em u ma Universidade. Disponível em http://www.inf.ufsc.br/~jbosco/adriana/Benicio/artigo.html, Capturado em 28/06/2002, 1998.
RAYWAY TECHNICAL REASEARCH INSTITUTE - RTRI. Maglev Systems Development. Disponível em http://www.rtri.or.jp/rd/maglev/html/english/maglev_frame_E.html, Capturado em 17/09/2002.
RAUSAND, Marvin, Failure Modes and Effects Analysis and Failure Mod es, Effects and Criticality Analysis Procedures , Norwegiam University of Science and Technology - Department of Production and Quality Engineering, Disponível em http://www.ipk.ntnu.no/RAMS/Informasjonsbase/SAG11FMECA.PDF, Capturado em 21/07/02, 1986.
REDE FERROVIÁRIA FEDERAL S.A. – RFFSA. II Encontro de Engenheiros de Pontes: Pontilhões, Alternativas. set 1988.
______________________________________. Regulamento Geral de Operações-RGO. 1978.
REVISTA FERROVIÁRIA. História da Ferrovia. Disponível em http://www.ferrovia.com.br/fer1.htm, Capturado em 21/09/2001.
_______________________. DE BEM com a natureza. p.30 e 31, Rio de Janeiro, dez 2001.
_______________________. FERROVIA high tech . p.12, Rio de Janeiro, mar 2001.
RIVES, Fernando Olives, MENDEZ, Manuel Rodriguez e PUENTE Manuel Megia Tratado de Ferrocarriles II – Ingenieria Civil e In stalaciones. 1173 p. ISBN 84-7207-015-8, Madrid, 1980.
164
RODRIGUES, Carlos Alceu e MONTOYA Carlos. A. Contreras-Montoya. Privatizações de Infra-estruturas de Transporte: O Caso das Concessões do Transporte de Passageiros sobre Trilhos no Estado d o Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, 2001.
___________________________________________________________________. Processos e Resultados da Privatização do Sistema F erroviário Suburbano de Passageiros no Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2001.
ROSA, Paulo Maurício da Costa Furtado. Tratado de Estradas de Ferro – Material Rodante: Truques-Estruturas . José Eduardo Castello Branco, Ronaldo Ferreira, ISBN 85-901545-1-3, Rio de Janeiro, 2000.
SALES, Laerte Holanda Filho, Sistemas Ferroviários , Apontamentos de aula, Instituto Militar de Engenharia - IME, Rio de Janeiro, 2001.
SANTOS, Horta. Manutenção Preditiva. Volume 1, Núcleo de Treinamento Tecnológico – NTT, 1990.
SCHRAMM, Gerhard. Técnica e Economia na Via Permanente. Tradução por Rudy A. Volkmann, 297 p, 1977.
SECRETARIA DE ESTADO DE INFRA-ESTRUTURA DE GOIÁS. Metrô de Goiânia. Disponível em http://www.seinfra.goias.gov.br/metro.htm, Capturado em 15/03/2002.
SECRETARIA DE ESTADO DE TRANSPORTES DO RIO DE JANEIRO - SECTRAN, Disponível em http://www.sectran.rj.gov.br/sectran.htm, Capturado em 03/03/2002.
SEIXAS, Eduardo de Santana. Failure Mode and Effect Analysis – FMEA. Qualytek - Qualidade, Tecnologia e Sistemas LTDA, 2001.
STALNAKER, Dale K. ACARA Manual. Disponível em http://downloads.openchannelsoftware.org/ACARA_II/ACARA_manual.pdf, Capturado em 28/06/2002, 2002.
STOPATTO, Sérgio. Via Permanente Ferroviária: Conceitos e Aplicações. 251 p. ISBN 85-85008-69-5, São Paulo, 1987.
165
SUCENA, Marcelo Prado. Ruídos Causados por Ferrovias . Relatório Técnico desenvolvido como requisito da disciplina Impactos Ambientais do Transporte, Instituto Militar de Engenharia - IME, Rio de Janeiro, ago 2001.
____________________. Sistema de Sinalização Ferroviária. 36 p. Monografia desenvolvida como requisito da disciplina Problemas Especiais, Instituto Militar de Engenharia - IME, Rio de Janeiro, dez 2001.
____________________. Sistema de Tração Elétrica Ferroviária. Relatório Técnico desenvolvido como requisito da disciplina Sistema de Transportes Ferroviário, Instituto Militar de Engenharia - IME, Rio de Janeiro, ago 2001.
SUÊVO, Hélio. Capeamento de Pontilhões in Revista Ferroviária. p.30, nº 3 mar 1984.
TARDIN, Paulo Roberto Júnior. Introdução a Teoria e Prática da Manutenção. Disponível em http://www.usf.com.br/materialdidatico, Capturado em 02/02/02, Universidade São Francisco – Faculdade de Engenharia.
TAVARES, Lourival Augusto. PCM - Planejamento e Controle da Manutenção. p. 102, Rio de Janeiro, 1997.
TEIXEIRA, Ivandi Silva. ABC - (ACTIVITY-BASED COSTING) : Um Sistema de Custeio para a Gestão da Qualidade e Produtividade em Regimes de Economia de Mercado. Universidade Federal de Santa Catarina, Disponível em http://www.rau-tu.unicamp.br/nou-rau/sbu/document/list.php?tid=14&stat=a, Capturado em 19/07/2002.
TEÓFILO, Luiz Carlos. Um Modelo de Avaliação da Manutenção de um Veículo Ferroviário. 146 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Transportes) – Instituto Militar de Engenharia – IME, 1989.
TODO TREM. Trenes de Alta Velocidad. Disponível em http://www.todotren.com.ar/trenes/altav.htm, Capturado em 05/03/2002.
TODO TRENES. Historia del Ferrocarril. Disponível em http://www. todotrenes.com/Historia/Historia.asp, Capturado em 01/03/2002.
TOGNO, Francisco M. Ferrocarriles. 749 p., Mexico, 1973.
166
TREMDEDOIDO. A História da Ferrovia. Disponível em http://www.tremdedoido.cjb.net, Capturado em 21/09/2001.
UNIVERSIDADE DE NAVARRA. MAGLEV. Disponível em http://www.esi.unav.es/ Asignaturas/transportes/Trabajos_pdf_00_01/MAGLEV.pdf Capturado em 06/03/2002.
_________________________. Trenes de Levitación Magnética. Disponível em http://www1.ceit.es/Asignaturas/transportes/Trabajos_pdf_99_00/trenes_susp_magn.pdf, Capturado em 06/03/2002.
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL – UFRGS - Grupo de Pesquisa em Tolerância a Falhas. Análise da Função Confiabilidade de um Sistema. Disponível em http://www.inf.ufrgs.br/gpesquisa/tf/portugues/ensino/tfal7.html, Capturado em 04/12/2001.
WAEGENAERE, Anja De e WIELHOUWER, Jacco L. A Partial Ranking Algorithm for Resource Allocation Problems. Disponível em http://greywww.kub.nl:2080/greyfiles/center/2001/doc/40.pdf, Capturado em 27/01/2002, 2001.
WYREBSKI, Jerzy. Manutenção Produtiva Total – Um Modelo Adaptado . Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção e Sistemas) – Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC, Florianópolis, Santa Catarina, Disponível em http://www.eps.ufsc.br/disserta98/jerzy/, Capturado em 14/01/2002, 1997.