stefÂnia moreira alves - transportes.ime.eb.br

MINISTÉRIO DA DEFESA

EXÉRCITO BRASILEIRO

SECRETARIA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA

INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA

CURSO DE ESPECIALIZAÇÂO EM TRANSPORTE FERROVIÁRIO D E

CARGAS

STEFÂNIA MOREIRA ALVES

PROPOSTA DE MONITORAMENTO DAS ENCOSTAS DA

MRS LOGÍSTICA S.A.

Rio de Janeiro

2012



PROPOSTA DE MONITORAMENTO DAS ENCOSTAS DA MRS

LOGÍSTICA S.A.

Monografia apresentada ao curso de Transporte

Ferroviário de Cargas do Instituto Militar de

Engenharia, como requisito parcial para obtenção do

título de Especialista em Transporte Ferroviário de

Cargas.

Orientador: Prof. Cel. Francisco José d’Almeida Diogo,

M.Sc.

Rio de Janeiro

2012


Praça General Tibúrcio, 80 – Praia Vermelha

Rio de Janeiro - RJ CEP: 22290-270

Este exemplar é de propriedade do Instituto Militar de Engenharia, que poderá

incluí-lo em base de dados, armazenar em computador, microfilmar ou adotar

qualquer forma de arquivamento.

É permitida a menção, reprodução parcial ou integral e a transmissão entre

bibliotecas deste trabalho, sem modificação de seu texto, em qualquer meio que

esteja ou venha a ser fixado, para pesquisa acadêmica, comentários e citações,

desde que sem finalidade comercial e que seja feita a referência bibliográfica

completa.

Os conceitos expressos neste trabalho são de responsabilidade do(s) autor(es) e

do(s) orientador(es).



PROPOSTA DE MONITORAMENTO DAS ENCOSTAS DA MRS

LOGÍSTICA S.A.

Monografia apresentada ao curso de Transporte Ferroviário de Cargas do

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

Especialista em Transporte Ferroviário de Cargas.

Orientador: Prof. Cel. Francisco José d’Almeida Diogo, M.Sc

Aprovada em Junho de 2012 pela seguinte banca examinadora:

Prof. Luis Antônio Silveira Lopes – D.C. do IME - Presidente

Prof. Manoel Mendes – M.Sc.do CEPEFER

Prof. Cel. José Francisco D’Almeida Diogo – M.Sc. do IME.

Rio de Janeiro

2012

Agradecimentos

A Deus, aos meus pais, Márcio e Maria Ângela, por sempre me apoiarem nas

minhas decisões e auxiliarem no meu desenvolvimento. Aos meus amigos ex-

trainees da MRS Logística que sempre estiveram presentes, me ajudando durante o

curso, o trabalho e proporcionaram momentos muito felizes e de aprendizagem.

Ao Zé Geraldo, por ter aberto as portas da MRS para mim e pelo companheirismo

durante o tempo que estive na Empresa. Aos colegas da Engenharia de Transportes

que me ensinaram muito e pelas várias horas de descontração. Aos professores do

IME e CEPEFER, que transmitiram tão valiosos conhecimentos. A Felipe, por

sempre estar presente em minha vida, apoiando e dando forças.

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 14

1.1 - Justificativa .................................................................................................................................................... 14

1.2 - Objetivos ........................................................................................................................................................ 15

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .......................... ....................................................... 16

2.1 - Reconhecimento dos pontos que necessitam ser monitorados ..................................................................... 16

2.2 - Movimentações de Massas .......................................................................................................................... 18

2.2.1 - Rastejos ...................................................................................................................................................... 19

2.2.2 - Escorregamentos ........................................................................................................................................ 19

2.2.3 - Movimentos de Blocos Rochosos ............................................................................................................... 20

2.2.4 - Corridas ...................................................................................................................................................... 21

2.3 - Manutenção .................................................................................................................................................. 22

2.3.1 - Manutenção Corretiva ............................................................................................................................... 22

2.3.2 - Manutenção Preditiva ............................................................................................................................... 23

2.4 - Métodos de monitoramento das encostas .................................................................................................... 24

2.4.1 - Métodos de monitoramento de deslocamentos internos ......................................................................... 25

2.4.2 - Métodos de monitoramento de deslocamentos superficiais .................................................................... 30

2.4.3 - Métodos de monitoramento de movimentação de massas através de alturas piezométricas ................ 39

2.5 - Drenagem ...................................................................................................................................................... 41

3 METODOLOGIA E DESENVOLVIMENTO .................. ......................................... 44

3.1 - Caracterização do local de estudo. ................................................................................................................ 45

3.2 - Estimativa de prejuízos da MRS com os deslizamentos da região Frente Norte .......................................... 50

3.3 - Estimativa de gasto da MRS com instalação de alguns equipamentos de monitoramento de encostas na

região Frente Norte ............................................................................................................................................... 51

4 CONCLUSÃO ...................................... ................................................................. 54

REFERÊNCIAS ....................................................................................................... 55

LISTA DE FIGURAS

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Figura 2.1: Cores relacionadas aos níveis de risco de deslizamentos da encosta .................................................. 17

Figura 2.2: Rastejo ................................................................................................................................................. 19

Figura 2.3: Escorregamento planar na Ferrovia do Aço - KM 85 ........................................................................... 20

Figura 2.4: Queda de blocos rochosos – KM 570 ................................................................................................... 21

Figura 2.5: Movimentação de massas ................................................................................................................... 22

Figura 2.6: Manutenção Corretiva ........................................................................................................................ 23

Figura 2.7: Fases de instalação de um inclinômetro ............................................................................................. 26

Figura 2.8: Parâmetros de leitura de um inclinômetro .......................................................................................... 27

Figura 2.9: Componentes de um inclinômetro....................................................................................................... 27

Figura 2.10: Gráfico resultante de um monitoramento usando inclinômetros ..................................................... 28

Figura 2.11: Componentes do TDR (Time Domain Reflectometer) ....................................................................... 29

Figura 2.12: Detalhe do corte 2 ............................................................................................................................. 29

Figura 2.13: Detalhe do corte 3 ............................................................................................................................. 30

Figura 2.14: Desenho esquemático da instalação de um extensômetro .............................................................. 31

Figura 2.15: Detalhe de um extensômetro manual ............................................................................................... 31

Figura 2.16: Extensômetro moderno ..................................................................................................................... 32

Figura 2.17: Extensômetro manual, de fácil confecção ........................................................................................ 32

Figura 2.18: Detalhe do peso usado no extensômetro manual mostardo na figura 19 acima ............................. 33

Figura 2.19: Gráfico mostrando deslocamentos constantes ................................................................................. 34

Figura 2.20: Gráfico mostrando deslocamentos crescentes e a com velocidade constante ................................. 35

Figura 2.21: Detalhe estaca e piquete ................................................................................................................... 36

Figura 2.22: Prisma ................................................................................................................................................ 36

Figura 2.23: Três gerações de teodolitos: o trânsito (mecânico e de leitura externa), o ótico (prismático e com

leitura interna) e o eletrônico (leitura digital) ....................................................................................................... 37

Figura 2.24: Estação total...................................................................................................................................... 37

Figura 2.25: Equipamento scanner laser ............................................................................................................... 38

Figura 2.26: Imagem gerada pelo scanner laser ................................................................................................... 39

Figura 2.27: Tipos de piezômetros ......................................................................................................................... 40

Figura 2.28: Foto de uma área da MRS onde cedeu o aterro, devido à falta de manutenção dos sistemas de

drenagem .............................................................................................................................................................. 41

Figura 2.29: Desenho esquemático de um dreno sub-horizontal .......................................................................... 42

Figura 2.30: Muro de arrimo com dreno sub-horizontal ....................................................................................... 43

3 METODOLOGIA E DESENVOLVIMENTO

Figura 3.1: Previsão de crescimento do volume transportado pela MRS Logística S.A. ........................................ 44

Figura 3.2: Registros de fuga de aterro na MRS em Jan/2012 .............................................................................. 45

Figura 3.3: Registros de quedas de árvores e postes sobre a linha da MRS em Jan/2012 .................................... 46

Figura 3.4: Registros de alagamentos na MRS em Jan/2012 ............................................................................... 46

Figura 3.5: Registros de quedas barreiras em Jan/2012 na MRS .......................................................................... 47

Figura 3.6: Pontos de restrições de velocidade após as chuvas de Jan/2012 ........................................................ 47

Figura 3.7: Gráfico com os dias de jan./2012 mais críticos de interrupções e restrições de velocidade .............. 49

LISTA DE TABELAS


Tabela 2.1: Grau de risco de processos em função do valor da movimentação .................................................... 24

Tabela 2.2: Modelo de planilha para anotar as medições realizadas pelo extensômetro .................................... 33

Tabela 2.3: Escoamento de águas e tipos de drenagens ....................................................................................... 42


Tabela 3.1: Definição do trecho crítico .................................................................................................................. 48

Tabela 3.2: Preços médios da instalação e de alguns equipamentos .................................................................... 51

LISTA DE SÍMBOLOS, NOMENCLATURAS E ABREVIAÇÕES

CBTC – Communications-Based Train Control MPa – Megapascal

MRS – MRS Logística S.A.

NBR – Normas Brasileiras

TAS – Terminal Água Santa

TDR – Time Domain Reflectometer

TFI – Terminal Ferroviário Itacolomi

TOD – Terminal de Olhos d água

VMA – Velocidade Máxima Autorizada

Resumo

Com a crescente demanda do transporte ferroviário de cargas no Brasil, faz-se

necessário uma excelente confiabilidade na manutenção da malha e ativos e

melhoras contínuas na operação. Para tal, tem-se que aperfeiçoar as formas de

manutenção preditiva, e desta forma não comprometer a operação.

Sabe-se que, parar a circulação custa caro tanto para a concessionária quanto

para os clientes, portanto neste trabalho será mostrado, e sugeridas formas de

monitoramento de encostas no entorno da malha ferroviária da MRS Logística S/A,

evitando grandes paralisações da rede.

Tem-se verificado que somente após um deslizamento e a conseqüente

interdição de um trecho é que são tomadas providências para a estabilização dos

taludes de encostas.

Basicamente, existem dois fatores relevantes e que serão abordados neste

trabalho. O primeiro refere-se à drenagem como um procedimento de estabilização

de encostas. O segundo reporta-se à vibração produzida pela composição sobre as

encostas. Este último vem crescendo com o aumento do tamanho dos trens e da

freqüência da passagem dos mesmos, como por exemplo, na implantação do CBTC

(Communications-Based Train Control).

Palavra-chave: Ferrovias, métodos de monitoramento, encostas, operação,

manutenção preditiva.

Abstract

The demand for Railway transport in Brazil is increasing along the time, so it’s

fundamental to the system's maintenance be reliable and efficient, passing by

continuous improvements. To it happens, is necessary to preventive maintenance

become better without prejudice on railway network operation.

Is known that stop the operation is much expensive even to concessionaire and

for its clients, so this paper will show and suggest some ways to monitor the slopes

along the MRS’s network, avoiding big interruptions on the railroad.

By then, brazilians rails has been treating this subject only after the occurrence

of the slidings over the railways. Then, maintenance is corrective, not predictive.

There are two essential factors listed on this job: drainage systems and interference

of vibration on slopes behavior.

KEYWORD: Railways, monitoring methods, slopes, operation, preventive

maintenance.

14

1 INTRODUÇÃO

Justificativa

Segundo Ottman e Lahuec (apud Lima, 1979): “todas as sondagens são caras,

mas as mais caras são aquelas que não foram feitas”. Esta reflexão motiva a razão

deste trabalho: o monitoramento das encostas ao longo das vias férreas.

Sem esta medida incorrem-se riscos, tais como:

• desperdício de tempo;

• prejuízos financeiros;

• falta de segurança pessoal de funcionários da empresa e de outros; e

• perdas de patrimônio da empresa e públicos.

Em janeiro de 2012 ocorreram inúmeras quedas de barreira na rede ferroviária

da MRS Logística S.A. Diante disto faz-se necessário implantar sistemas de

monitoramento de encostas na Empresa. Essas quedas de barreira, do início do

ano, impactaram gravemente na circulação durante alguns dias, principalmente no

ramal Paraopeba, que liga as cidades de Conselheiro Lafaiete (Pátio KM 460) até o

pátio de Barreiro, em Belo Horizonte, Minas Gerais. Os principais carregamentos de

minério, do ramal Paraopeba, afetados por esses deslizamentos foram o terminal

Casa de Pedra, que é da CSN, o Córrego do Feijão e o, Olhos D´água (TOD), que

são da Vale. Estes três juntos carregam em média 10 trens por dia.

Até junho de 2012 a MRS Logística S.A. não voltou a operar com a velocidade

máxima autorizada em alguns desses trechos, pois ainda não foi possível corrigir

esses problemas causados pelos deslizamentos.

Outra justificativa para tal implantação na MRS Logística S.A. é que em breve

será concluído o sistema do CBTC, que aumentará o número de trens em circulação

15

e agravará a vibração dos solos em taludes, propiciando aumento da instabilidade

dos mesmos, podendo levar a interrupção do trecho.

As formas de monitoramento sugeridas são muito conhecidas e usadas em

encostas das rodovias e áreas de risco em cidades, mas em ferrovias brasileiras

ainda não são métodos usuais.

Objetivos

Este trabalho tem como objetivo sugerir formas de se monitorar encostas de

acordo com suas características geológicas, portanto deve-se anteriormente fazer

um mapeamento geológico-geotécnico das encostas de toda a malha da MRS

Logística S.A. para assim identificar áreas de risco e onde será necessário aplicar o

monitoramento. Mostrar que um monitoramento eficaz, uma manutenção preditiva

aliada a obras de drenagem adequadas são mais vantajosas do que a opção por só

intervir a cada ocorrência de instabilidade de taludes.

Este tipo de incidente é um caso limite para linhas férreas singelas, como a da

MRS Logística. S.A., pois é interrompida a passagem dos trens.

16


2.1 Reconhecimento dos pontos que necessitam ser mo nitorados

As áreas de risco são as normalmente sujeitas à instabilidades

proporcionadas por características específicas do solo, aspectos geológico-

geotécnicos, e o inadequado uso do solo associados à ação hidráulica. Esses locais

propensos a deslizamentos predominam em regiões de ocupação desordenada da

população e pela precariedade de sistemas de infra-estrutura. (FIGUEIREDO, 1994)

No caso da ferrovia MRS Logística S.A., observa-se que a ocupação indevida

não é um fator relevante, pois geralmente as regiões com tendência a instabilidade,

da MRS Logística S.A., não são habitadas. Portanto pode-se supor que a causa

principal desses deslizamentos no entorno da malha da Empresa seja a falta ou

inadequação de sistemas de drenagem, a falta de manutenção desses, à vibração

constante proporcionada pelas passagens das composições (com aproximadamente

17.000 toneladas). Todos esses, fatores agravantes de solos movediços.

Os principais processos indutores de instabilidade são processos erosivos e

de liquefação dos solos. Os processos mais comuns que envolvem liquefação são

transporte de materiais viscosos, deslocamento de solos saturados e remoção das

capas de solo residual, situadas no topo de encostas íngremes. (ASSOCIAÇÃO

BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 1991)

Para situar os pontos críticos onde poderão ser instalados os equipamentos

geotécnicos, são necessárias análises quanto ao relevo, pois os relevos acentuados

têm maior suscetibilidade de deslizamentos; características geológico-geotécnicas

de todas as encostas na extensão da ferrovia, pois assim serão determinados os

diferentes tipos de perfis, uns com rochas aflorando, outros com granulometria mais

fina, possuindo características estruturais distintas e de grande relevância, como

planos de fraqueza; vegetação por favorecer a estabilidade; características

climáticas de cada trecho, determinando distribuição das chuvas, que é um grande

17

fator de risco nas encostas; lençol freático e ação humana, que, neste caso seria

devido à circulação de trens. (CUNHA, 1991)

Para nortear a avaliação de riscos, quando à magnitude e a probabilidade de

ocorrência, têm-se alguns critérios sugeridos por Fontes (2011), como:

• Identificar a localização, intensidade e probabilidade de uma ameaça ou

perigo;

• Determinar o grau de vulnerabilidade, um conjunto de indicadores de risco e

de exposição ao perigo. Simultaneamente verificar a capacidade de

tratamento desses perigos;

• Determinar o grau do risco aceitável.

As considerações acima devem ser feitas examinando também o setor de

operações da ferrovia, pois, por exemplo: trechos de tráfego intenso são prioritários,

devem ser mais monitorados que trechos ociosos.

Após aplicados os critérios e feito uma pontuação quanto à gravidade de risco

das encostas, para algumas áreas será necessário fazer obras pois já estarão com

um grau de risco muito elevado, na iminência de um deslizamento e outros estarão

havendo uma movimentação com velocidade mais baixa, de forma que possa se

implantar equipamentos de monitoramento.

Após aplicados os critérios é realizada uma pontuação quanto à gravidade de

risco das encostas. Para algumas áreas já serão necessárias obras, pois já estarão

com um grau de risco muito elevado, na iminência de um deslizamento, outras,

apenas serão monitoradas pois possuem um grau de risco baixo.

Pode-se implantar cores de acordo com os níveis de gravidade de risco da

encosta, como mostra a figura abaixo.

Figura 2.1: Cores relacionadas aos níveis de risco de deslizamentos da encosta

18

2.2 Movimentações de massas

As movimentações de massas ou mudanças de forma das encostas estão

relacionadas aos processos dominantes de intemperismo, erosão e

escorregamentos. (OLIVEIRA; BRITO, 1998)

Os fatores que influenciam na instabilidade dos taludes dependem do ângulo

de repouso, ou seja, o ângulo de inclinação em que o material da encosta

permanecerá estático. Este angulo é definido principalmente pelos fatores naturais

do material da encosta, a quantidade de água infiltrada nesses materiais, sua

inclinação e presença de vegetação. (PORCHER)

Alguns deslizamentos são inerentes aos tipos de rochas e solos e suas

composições; outros; são movimentos constantes ou variam dependendo da água

subterrânea e, das vibrações. Também têm-se movimentos devido às atividades

construtivas. Esses eventos podem ocorrer individualmente ou combinados.

(FONTES, 2011)

Pode-se ter processos de instabilidade interna ou superficial. As

características da instabilidade interna são quando a profundidade e a extensão do

terreno possuem proporções grandes e semelhantes. Para análise da estabilidade

interna deve-se levar em consideração a influência favorável ou desfavorável da

forma e desenvolvimento do talude e a influência do terreno à montante, com o

impacto proporcionado pelo regime de escoamento pluvial superficial e instalação de

rede de percolação interna. (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS,

1991)

Quanto as condições condicionantes da instabilidade superficial, tem-se

quando a extensão do terreno é bem menor que a profundidade, gerando processos

como rastejo e lasqueamento em superfícies rochosas. (ASSOCIAÇÃO

BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 1991)

Seguem a seguir alguns tipos de movimentação de massa.

19

2.2.1 Rastejos

Os rastejos se caracterizam como movimentos lentos e contínuos do solo.

Não apresentam uma superfície definida de ruptura. Considerá-se rastejo quando

ocorrido em solo superficial de encosta e rastejo em massa de talús.

Esses movimentos são identificados através de deslocamentos de muros,

“embarrigamento” de árvores, dentre outras coisas. Os rastejos podem evoluir para

escorregamentos. (OLIVEIRA; BRITO, 1998)

Figura 2.2: Foto de rastejo

Fonte: (PORCHER)

2.2.2 Escorregamentos

Os escorregamentos são movimentos rápidos, podendo ocorrer em solos ou

em rochas. Ocorrem devido ao aumento de tensões atuantes ou queda da

resistência, em períodos curtos levam a encosta à ruptura por cisalhamento. Os

fenômenos recorrentes de escorregamento estão relacionados aos períodos

chuvosos. (OLIVEIRA; BRITO, 1998)

É importante ressaltar que uma encosta côncava, onde já ocorreram

escorregamentos, forma um perfil de equilíbrio do maciço e que uma encosta

20

convexa, não possui estabilidade e, portanto, tende a se movimentar até formar uma

cavidade côncava e em equilíbrio. (LOPES,1986, apud OLIVEIRA Y BRITO,1998,

139 p.)

Há três tipos de escorregamentos possíveis, sendo denominados como

planares ou translacional, rotacionais ou circulares e os em cunha.

Não se tem um cadastro de tipos de deslizamentos ocorridos na MRS

Logística S.A., portanto dificultando o trabalho de análise destes.

Figura 2.3: Escorregamento planar na Ferrovia do Aço - KM 85

Fonte: MRS Logística S.A.

2.2.3 Movimentos de Blocos Rochosos

Esses movimentos são devido à ação da gravidade.

Classificam-se em:

a) Queda de blocos: desprendimento de blocos em taludes íngremes e se

deslocam em movimentos do tipo queda livre.

b) Tombamento de blocos: caracteriza-se pela rotação do bloco rochoso,

devido à presença de estruturas geológicas favoráveis no maciço

rochoso, e com grande mergulho.

21

c) Rolamentos de blocos: geralmente encontrado imersos em matriz

terrosas e deslocam-se por perda de apoio.

d) Desplacamento: consiste em desprendimento de lascas ou placas da

rocha. Isso se dá devido às variações de temperaturas ou por alívio de

tensões. Pode ocorrer através de um plano inclinado ou queda livre.

(OLIVEIRA; BRITO, 1998)

Figura 2.4: Queda de blocos rochosos – KM 570


2.2.4 Corridas

São movimentos que ocorrem rapidamente, envolvendo grandes dimensões

de massas, são causados por dinâmicas hídricas, tem grande potencial destrutivo,

pois podem atingir até alguns quilômetros.

Esse tipo de movimento tem três denominações dependendo da velocidade e

das características do material envolvido. Podendo ser denominados como corrida

de lama, que é o solo com muito teor de água, corrida de detritos, que envolve

fragmentos mais grossos e corrida de terra, onde o material predominante é o solo

com menos teor de água. (OLIVEIRA; BRITO, 1998)

22

Figura 2.5: Movimentação de massas

Fonte: (DUPRÉ; COPELAND)

2.3 Manutenção

Para que haja uma melhoria na produção de uma empresa de transportes,

devem-se conciliar os pilares operação e manutenção.

A seguir serão apresentados os dois tipos básicos de manutenção que

permearão o desenvolvimento deste trabalho.

2.3.1 Manutenção Corretiva

A manutenção corretiva está voltada para corrigir a falha ou quando o

desempenho foi aquém do esperado. Esta manutenção não é necessariamente a

emergencial. Têm-se duas classes para este tipo de manutenção, podendo ser não

planejada ou planejada. (PINTO; XAVIER, 2001)

23

A manutenção corretiva não planejada ocorre quando a falha ou desempenho

deficiente, já ocorreu e nestas situações os gastos para reparo são maiores.

Infelizmente esse tipo de manutenção ainda é muito comum. (PINTO; XAVIER,

2001)

Já em um trabalho planejado é sempre mais barato, mais rápido, seguro e de

melhor qualidade. A principal característica deste tipo de manutenção é a qualidade

das informações fornecidas através de um monitoramento e observação do

equipamento. (PINTO; XAVIER, 2001)

Figura 2.6: Manutenção Corretiva

Fonte: (PINTO; XAVIER, 2001, p.37)

2.3.2 Manutenção Preditiva

Caracteriza-se pela observação sistemática do equipamento, a atuação é feita

com base em modificações ocorridas. Este tipo de manutenção vem-se

desenvolvendo com a tecnologia, permitindo uma avaliação confiável das

instalações. (PINTO; XAVIER, 2001)

Seu objetivo é tomar uma decisão de intervenção quando o equipamento

apresentar um grau de degradação próximo ao limite estabelecido. Este tipo de

acompanhamento possibilita a preparação prévia do serviço, dentre outras decisões

e alternativas que podem ser tomadas para continuidade da produção sem que seja

interrompida a operação. (PINTO; XAVIER, 2001)

24

2.4 Métodos de monitoramento das encostas

A instrumentação geotécnica tem como finalidade determinar, através de

monitoramentos, as características e comportamentos do terreno para prever sua

evolução diante de acrescimento e retiradas de cargas, movimentos, empuxos e

outras ações. (VALLEJO et al., 2004)

A freqüência das leituras depende da magnitude e velocidade dos processos

que irá se controlar. Pode-se ter leituras manuais e eletrônicas, sendo as manuais

mais propícias para locais onde não serão necessários muitos sensores. (VALLEJO

et al., 2004)

Apesar das ferrovias terem uma extensa região para se monitorar, esses

métodos manuais podem ser aplicados, pois como se distribui uma equipe por

trecho para realizar a manutenção, então pode-se incluir nas atividades destes o

acompanhamento semanal desses monitoramentos que apresentam leitura manual.

As instrumentações elétricas se caracterizam pela rapidez das informações,

número e freqüência destas, podendo-se fazer um tratamento e interpretação mais

rápida e constante. (VALLEJO et al., 2004)

Em geral os deslocamentos são considerados de grande à pequeno risco de

ruptura ou colapso da estrutura de acordo com a tabela abaixo:

Tabela 2.1: Grau de risco de processos em função do valor da movimentação

Grau de Risco

Deslocamento Característico Velocidade Característica média

Horizontal (cm) Vertical (cm) Horizontal (mm/dia) Vertical (mm/dia)

ALTO > 20 > 10 > 20 > 20

MÉDIO 5 a 20 2 a 10 1 a 20 1 a 20

BAIXO < 5 < 2 < 1 < 1 Fonte: (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 1991)

25

2.4.1 Métodos de monitoramento de deslocamentos int ernos

Nos métodos sugeridos a seguir têm-se medições de movimentações no

interior dos taludes, maciços rochosos e solos. São medições dos deslocamentos

das estruturas internas do maciço.

- Inclinómetros: é um dos principais equipamentos de medida de

deslocamentos transversais através de sondas. Consiste em medir as deformações

em diferentes pontos do interior de um furo e junto a isso são emitidos sinais

elétricos proporcionais às deformações encontradas no furo. As diferenças entre as

medidas realizadas em diversos pontos e os tempos em que se captam as medidas

possibilitam conhecer e quantificar os movimentos transversais que estão ocorrendo.

(VALLEJO et al., 2004)

As principais aplicações deste equipamento são para determinar as zonas

prováveis de deslizamento, monitorar os movimentos horizontais de barragens de

aterro, aterro sobre solo mole e escavações a céu aberto ou túneis. Também são

usados para monitorar deformações dos murros, fundações de pilhas, dentre outros.

(DUNNICLIFF, 1988)

Os principais componentes do inclinômetro são: torpedo sensor de instalação,

cabo elétrico, unidade de leitura e tubos de acesso ranhurados. Para instalação tem-

se que fazer um furo com diâmetro maior ou igual a 100mm, com a profundidade

livre de interferências futuras previstas pela obra, e coloca-se o tubo de acesso. O

interior deste tubo será engastado em um material indeslocável, terreno fixo.

Posteriormente coloca-se o tubo que apresenta quatro ranhuras diametralmente

opostas, com diâmetro aproximado de 80mm, as ranhuras servem para guiar o

instrumento durante as leituras. Depois de colocado o tubo, preenche-se com

cimento-bentonita a região entre o furo e o tubo e finalmente instala-se a tampa de

proteção. O torpedo padrão tem 25mm de diâmetro e percorre o tubo de baixo para

cima. O sensor é conduzido por rodinhas auto-alinháveis que mantêm o instrumento

no centro do tubo. (RIZZO, 2007)

26

Figura 2.7 – Fases de instalação de um inclinômetro

Fonte: (GEORIO,2000)

Os desvios laterais são medidos utilizando a seguinte fórmula:

Desvio Lateral = L x sen θ

Sendo: L= distância entre rodinhas, em geral 0,5m

sen θ = Média Aritmética das Leituras (A0 e A180)

Constante do Instrumento

Sendo:

• A0 e A180 as leituras do equipamento, feitas a cada 0,5 m de profundidade a

girando o aparelho posteriormente 180º e assim eliminado erros devido à

operacionalização do dispositivo.

• Constante do instrumento igual a 25.000 (SI)

O deslocamento horizontal sofrido pelo talude (encosta) é dado pela equação

abaixo:

Deslocamento = L x Leitura Combinada Final – Leitura Combinada Inicial

2 x Constante do Instrumento

27

Sendo: Leitura Combinada a média aritmética entre as leitura em A0 e A180.

Mostrado as dimensões na figura abaixo:

Figura 2.8 – Parâmetros de leitura de um inclinômetro

Fonte: (SILVEIRA, 2006)

Figura 2.9: Componentes de um inclinômetro

Fonte: (DUNNICLIFF, 1988, p. 252, tradução nossa)

O resultado gerado depois de várias medições em dias diferentes, mostrado

em um gráfico de deslocamento por profundidade, traz a profundidade onde está

havendo a movimentação e os motivos para tal, podem ser por passagem de água,

28

descontinuidade entre os maciços, trincas e etc., sendo monitorados os pontos onde

está havendo uma movimentação, como ilustrado na figura abaixo.

Figura 2.10: Gráfico resultante de um monitoramento usando inclinômetros

Fonte: (VALLEJO et al., 2004, p. 365, tradução nossa)

- TDR (Time Domain Reflectometer) : tem a finalidade de fornecer de forma direta e

clara, gráficos mostrando a profundidade onde o par de cabos está retorcido e assim

os pontos de falhas internas da estrutura do maciço. É um equipamento elétrico e

seus gráficos podem ser enviados no email, celular e de diversas formas, facilitando

29

o acompanhamento e monitoramento da movimentação do local em estudo. (AEA

TECHNOLOGY, INC.)

As informações são transmitidas por meio de cabos que enviam pulsos

elétricos em toda a extensão do cabo coaxial e usam osciloscópios para observar os

ecos que retornam codificando em informações de deslocamentos por profundidade.

Equipamento muito utilizado em minas. (MATHIS, 2004)

Figura 2.11: Componentes do TDR (Time Domain Reflectometer)

Fonte: (MATHIS, 2004, tradução nossa)

Detalhe nos cortes 2 e 3 da figura 2.11:

Figura 2.12: Detalhe do corte 2


30

Figura 2.13: Detalhe do corte 3


2.4.2 Métodos de monitoramento de deslocamentos sup erficiais

Diferente dos métodos anteriores, os apresentados a seguir se destinam a

monitorar movimentações externas.

- Extensômetros: medem movimentações entre dois pontos nas superfícies

das estruturas. Estes equipamentos possuem duas finalidades básicas, sendo uma

para medir assentamentos e aberturas de fraturas ou para obter medidas de

convergência, mais usado no interior de túneis, apoios em escavações e minas.

(DUNNICLIFF, 1988)

Essas medições de fraturas são comumente usadas para monitorar

deslocamentos em encostas, medir movimentações em concreto, pavimentos, parte

superior de um túnel ou juntas e falhas nas rochas. (DUNNICLIFF, 1988)

Outra observação importante para o extensômetro é que quanto maior o furo

que será feito para medir, onde será cravada a estaca, maior a precisão da medida

da movimentação.

31

Figura 2.14: Desenho esquemático da instalação de um extensômetro


Extensômetro manual: tem-se diferentes equipamentos manuais, que por

serem mais baratos que os eletrónicos, são indicados neste trabalho.

Abaixo seguem algumas figuras desses com algumas particularidades.

Os extensômetros das figuras 2.15 e 2.16, custam mais caros pois são

fabricados em laboratório. Sendo o da figura 2.16, usado também para medir

convergências de pontos em túneis subterrâneos.

Figura 2.15: Detalhe de um extensômetro manual


32

Figura 2.16: Extensômetro moderno

Fonte: (SLOPE INDICATOR)

O extensômetro mostrado abaixo pode ser fabricado de forma rápida e

mais facilmente sem necessidade de muita tecnologia. Sendo o mais barato e o

sugerido para implantação na MRS Logística S.A..

Figura 2.17: Extensômetro manual, de fácil confecção

33

Figura 2.18: Detalhe do peso usado no extensômetro manual mostardo na figura 19 acima

Deve-se fazer uma planilha para registrar as medições do extensômetro nos

diferentes meses, dias ou horas, dependendo da disponibilidade de acesso e tempo

para coletar esses dados. Os dados são leituras diretas, simples e rápidas de serem

obtidas.

Tabela 2.2: Modelo de planilha para anotar as medições realizadas pelo extensômetro

MRS Logística S.A. Projeto Ferroviário

Extensômetro A

Data Hora Medição das Deformações Medição Incremental

10-Dez-2012 10:29 x1 -

10-Dez-2012 14:19 x2 x2-x1

12-Dez-2012 17:42 x3 x3-x2

13-Dez-2012 05:30 x4 x4-x3

13-Dez-2012 14:38 x5 x5-x4

14-Dez-2012 05:12 x6 x6-x5

15-Dez-2012 01:26 x7 x7-x6

16-Dez-2012 06:36 x8 x8-x7

17-Dez-2012 21:54 x9 x9-x8

18-Dez-2012 01:08 x10 x10-x9

19-Dez-2012 05:33 x11 x11-x10

34

Uma forma de analisar os dados é fazendo um gráfico do tempo (no caso são

os dias de coleta dos dados do extensômetro) pelas deformações incrementais

ocorridas.

Se a tendência dos pontos lançados no gráfico for uma reta horizontal,

significa que a velocidade de deslocamento do maciço é nula, portanto não

apresentando perigo. Mas se o gráfico for uma reta inclinada, estará havendo uma

movimentação do solo com uma velocidade constante, devendo ser monitorado para

que não ocorra a ruptura.

As determinações acima são sugeridas a partir do conceito do gráfico de

tempo por espaço, onde a equação encontrada representa a velocidade.

Figura 2.19: Gráfico mostrando deslocamentos constantes

Erro de medição

Erro de medição

Linha de tendência = reta horizontal

35

Figura 2.20: Gráfico mostrando deslocamentos crescentes e a com velocidade constante

- Topografia: com este método levanta-se o contorno da superfície do maciço e

através das modificações deste tem-se a movimentação que está ocorrendo. O

levantamento topográfico pode ser dividido em altimétrico e planimétrico, sendo o

primeiro uma representação tridimensional, selecionando pontos que apresentarão

coordenadas (x,y,z). Já no levantamento topográfico planimétrico só teremos

coordenadas (x,y), representando um plano. (BRANDALIZE)

Os acessórios básicos para se fazer um levantamento e monitorar a estrutura

do maciço, são:

• Piquetes - serão utilizados para marcar os extremos do alinhamento a ser

medido e são cravados no solo e parte dele deve ser visível, materializa um

ponto topográfico no terreno.

• Estacas - são usadas como testemunhas da posição do piquete para localizar

os pontos de referência. (BRANDALIZE)

Linha de Tendência = reta inclinada

36

Figura 2.21: Detalhe estaca e piquete

Fonte: Apostila que cita (PINTO, 1988, apud BRANDALIZE, p.22)

• Balizas - são usadas para manter o alinhamento entre pontos, devem ser

mantidas na vertical, sobre a tacha do piquete.

• Prisma - espelho circular, utilizado juntamente com uma haste de metal ou

bastão que irá refletir o sinal emitido pelo aparelho digital e assim transmitindo

as coordenadas do ponto. (BRANDALIZE)

Figura 2.22: Prisma

Fonte: (BRANDALIZE, p.50)

• Teodolito - equipamento usado para leituras de ângulos verticais e horizontais

e da régua graduada. Na figura a seguir é mostrado a evolução deste

equipamento, desde o teodolito mecânico até o eletrônico com leitura digital.

(BRANDALIZE)

37

Figura 2.23: Três gerações de teodolitos: o trânsito (mecânico e de leitura externa), o ótico

(prismático e com leitura interna) e o eletrônico (leitura digital)


• Estação Total - equipamento que através de leituras com infravermelho,

fornece mais informações do que os teodolitos mostrados acima, sendo as

informações de ângulos verticais e horizontais, como os teodolitos, distâncias

verticais, horizontais e inclinadas como os distanciômetros e possui um

microprocessador que monitora o estado de operação do instrumento, como

nivelamento, número de pontos medidos, altura do aparelho, dentre outras.

(BRANDALIZE)

Figura 2.24: Estação total


• Cadernetas de Campo - cadernetas com anotações manuais ou informações

digitais, dependendo do equipamento que se está utilizando. Podendo até

38

mesmo, receber cadernetas eletrônicas, onde os dados irão chegar via e-mail

para que a pessoa possa trabalhar e fazer um monitoramento à distância.

- Scanner Laser: este equipamento consiste em fazer medições, com longa

distância de alcance, e fornecer imagens tridimensionais de uma área ou uma

construção. Este sistema é automático e já fornece uma vasta gama de medidas

entre 2 e 350 m, com uma precisão de 6 mm. (UCP - Universidade Politécnica

Catalunha)

Rocha (2002) ressalta que este equipamento mede a posição exata com

característica de cor natural e intensidade de reflexão de seis mil pontos por

segundo sem a necessidade de refletores, utilizando um levantamento por pulsos

laser, possibilitando definições em três dimensões de objetos e estruturas. Os

trabalhos realizados com o laser scanner têm a grande vantagem de serem estudos

de alta precisão, rápidos, permitem capturar informações topográficas em lugares

inacessíveis.

Este tipo de monitoramento apresenta uma qualidade superior aos demais e

portanto mais custoso.

Figura 2.25: Equipamento scanner laser

Fonte: (MUNDOGEO)

39

Figura 2.26: Imagem gerada pelo scanner laser

Fonte: (VEENGLE)

2.4.3 Métodos de monitoramento de movimentação de m assas através de

alturas piezométricas

Diferentemente dos métodos mostrados anteriormente, este não irá medir os

deslocamentos e movimentações internas e externas dos maciços e sim o nível de

água que se encontra no interior destes.

Segundo Pinto (2006) o estudo da percolação da água no solo é muito

importante porque ela intervém num grande número de problemas práticos. É

partindo deste contexto que temos alguns tipos de piezômetros, que são

equipamentos muito utilizados e servem para monitorar os níveis de água e

conseqüentemente se as condições deste talude ou encosta estão favoráveis

segundo a percolação que está havendo dentro do maciço.

Os sistemas de drenagem são importantes métodos para direcionar as águas

e impedir com que o solo ou rocha retenha toda água e umidade e possa ocorrer um

deslizamento.

- Piezômetros: são instrumentos usados para medir o nível de água com a

finalidade de estimar a poropressão e conhecer a percolação da água. As aplicações

para tal equipamento estão divididas em duas categorias gerais. Primeira, monitorar

40

o fluxo da água e assim determinar a permeabilidade “in situ” e monitorar

sobrepesos. A segunda aplicação é para estimar pressão de água nas juntas de

maciços rochosos ou poropressão em solos. (DUNNICLIFF, 1988)

Este equipamento consiste em um tubo de PVC com ranhuras que permitem

a entrada de água através de aberturas em suas extremidades. É colocado em um

furo feito no terreno, encosta ou lugar que desejar analisar o nível piezométrico. O

controle do nível de água é de grande importância, devendo ser medido tanto

durante a perfuração quanto depois ao longo do tempo, permitindo chegar a

conclusões sobre o tipo de aqüífero e suas implicações na permeabilidade do

terreno, dentre outros problemas hidrogeológicos e geotécnicos. (VALLEJO et al.,

2004)

Tem-se piezômetros abertos e fechados. Os abertos são usados em solos

mais permeáveis, e os fechados em solos pouco permeáveis, mais usuais em

rochas, permitindo medir as pressões interticiais em vários níveis dentro da mesma

sonda e custam mais caros que os piezômetros abertos. (VALLEJO et al., 2004)

Figura 2.27: Tipos de piezômetros

Fonte: (VALLEJO et al., 2004, p. 367, tradução nossa)

41

2.5 Drenagem

Não teria sentido fazer um estudo sobre estabilidade de encostas sem dedicar

uma parte à drenagem. Não adianta sugerir formas de monitoramento de encostas

se não tiver uma boa manutenção dos sistemas de drenagens que se encontram

nestas áreas.

É por meio da drenagem que se podem prevenir estes deslizamentos.

Quando há percolação de água dentro dos maciços, tem-se que estudar as

superfícies onde está havendo esta passagem de água e analisar o movimento que

está ocorrendo em decorrência dessas águas. Por este motivo, tem-se que atentar

os caminhos de passagem de água, para que estas percolem e saiam da estrutura

do maciço.

Figura 2.28: Foto de uma área da MRS onde cedeu o aterro, devido à falta de manutenção dos

sistemas de drenagem


Abaixo temos um quadro, onde são mostradas as ações das águas e os tipos

de drenagem adequados.

42

Tabela 2.3: Escoamento de águas e tipos de drenagens

Águas Tipo Drenagem

Por Precipitação Superficial

Pluvial Urbana

Por Infiltração Sub-superficial (pavimentos)

Sub-horizontal (taludes e encostas)

Pelos Lençóis Freáticos (artesianos) Subterrânea ou profunda

Conduzidas pelos Talvegues De transposição de talvegues

Fonte: (DIOGO)

Como mostrado na tabela anterior, todas as formas de drenagens são essenciais

para um bom funcionamento de uma via permanente, mas, como o foco deste

trabalho são as encostas, deve-se focar em métodos de drenagem para águas por

infiltração onde o tipo de drenagem é sub-horizontal.

Os drenos sub-horizontais são dispositivos instalados nos taludes de aterros ou

cortes a fim de retirar a água dos maciços, assim aliviando os empuxos capazes de

comprometer a estabilidade dos taludes. (DIOGO)

O objetivo da instalação dos dispositivos de drenagem sub-horizontais são

controlar os escorregamentos, sendo feito o rebaixamento do lençol freático ou de

lençóis confinados realizando o alívio de tensões, como mostrado no desenho

esquemático abaixo:

Figura 2.29: Desenho esquemático de um dreno sub-horizontal

Fonte: (DIOGO)

43

Figura 2.30: Muro de arrimo com dreno sub-horizontal

Fonte: (DIOGO)

Os tubos para drenos poderão ser metálicos, de plástico, de ferro galvanizado

ou inoxidáveis. Até o comprimento de 40m não devendo apresentar fraturas e

podendo utilizar os dois matérias citados primeiro anteriormente, após este

comprimento usar materiais mais resistentes, como ferro galvanizado. (DIOGO)

Deve haver manutenção periódica desses drenos, verificando se não houve a

assoreamento nos tubos e colmatação no geotêxtil. Em caso de colmatação ou

assoreamento deve ser feito uma lavagem do dreno com água pressurizada de

forma a devolver ao dreno suas condições de funcionamento normal. Deve ser

observado também se a água que está saindo do dreno está limpa e transparente,

caso contrário, é indício de que o funcionamento do dreno não está sendo eficaz ou

houve alguma obstrução.

É necessário estar atento a estas áreas onde há drenos sub-horizontais, pelo

fato de já serem regiões onde a presença de água no maciço era um agravante e

por serem regiões de risco, onde foi necessário implantar estes sistemas.

44


Em tempos de crescimento econômico acelerado, a necessidade de se

investir em infraestrutura cada vez mais evidente. Não é novidade que a matriz

brasileira de transportes está ultrapassada em relação às grandes potencias

mundiais, onde o modal ferroviário representa um relevante percentual do transporte

passageiros e, sobretudo de cargas. Diante dessa necessidade de adequação ao

tema, as ferrovias brasileiras tem uma grande demanda que antes de tudo inclui

uma manutenção mais adequada da malha existe, afim de acompanhar este

desenvolvimento.

O presente trabalho consiste em sugerir uma manutenção preditiva por

através de instrumentação geotécnica de encostas ao longo do trecho operado pela

MRS Logística S.A..

A necessidade de crescimento, adequação e manutenção pode ser

observada nos gráficos a seguir:

Figura 3.1: Previsão de crescimento do volume transportado pela MRS Logística S.A.

Conforme se pode concluir, a demanda por transporte ferroviário de carga irá,

praticamente, duplicar até 2016 e, para tal, é necessário que haja qualidade na

manutenção e operação que acompanhe o ritmo de crescimento da empresa.

45

Este documento propõe um embasamento teórico, afinal não é possível

realizar testes em campo dos métodos sugeridos para monitorar as encostas, antes

de se ter um mapeamento geológico-geotécnico para determinação de pontos

críticos no entorno da malha da MRS Logística S.A..

Outra dificuldade encontrada para realizar este trabalho foi a falta de registros

históricos de ocorrências de deslizamentos, das regiões afetadas, restringindo o

estudo a dados apenas do ano de 2012.

Diante disso será feita uma análise financeira, levando em consideração os

dois tipos de manutenção, a preditiva que é a sugerida no trabalho e a corretiva que

é a comum na Empresa.

3.1 Caracterização de local de estudo

Faz-se necessário escolher pontos críticos da ferrovia, mas para tal precisa

ser feito um mapeamento geológico-geotécnico, conforme já mencionado

anteriormente. Como esta etapa do projeto não foi observada, o parâmetro que será

utilizado restringe-se aos pontos onde um deslizamento impacta gravemente na

circulação, por não haver linha dupla e por serem trechos que ligam aos principais

carregamentos da MRS Logística S.A., onde há mais quantidade de carregamento

por dia.

É importante também que a escolha do local a ser avaliado tenha como base

os históricos de deslizamentos. Para tal, serão consideradas as ocorrências de

janeiro de 2012.

A seguir, serão mostradas as ocorrências de janeiro de 2012:

46

Figura 3.2: Registros de fuga de aterro na MRS em Jan/2012

Figura 3.3: Registros de quedas de árvores e postes sobre a linha da MRS em Jan/2012

47

Figura 3.4: Registros de alagamentos na MRS em Jan/2012

Figura 3.5: Registros de quedas barreiras na MRS em Jan/2012

48

Figura 3.6: Pontos de restrições de velocidade após as chuvas de Jan/2012 na MRS

Ainda hoje, têm-se vestígios dessas ocorrências de janeiro de 2012. Cinco

dos pontos indicados encontram-se com restrições de operação, onde os trens ainda

não voltaram a circular com a VMA (velocidade máxima autorizada) do trecho por

motivos de fuga de aterro e queda de barreiras.

Diante dos dados levantados e das considerações relatadas anteriormente,

montou-se uma tabela para identificar o local de estudo:

Tabela 3.1: Definição do trecho crítico

49

Através dos critérios usados na tabela, observa-se que o trecho da Ferrovia

do Aço foi classificado como de menor possibilidade de ocorrências. Isto se justifica

por ser um trecho de construção recente, portanto possuindo seus sistemas de

drenagem e contenção em adequado funcionamento.

Já o Ramal Paraopeba apresentou uma pontuação intermediária, sendo o

segundo trecho recomendado para intervenções e controles de movimentação de

massas.

O trecho escolhido análise é o Frente Norte da malha da MRS Logística S.A.,

porque ele liga aos principais carregamentos, ter histórico de ocorrências de

algumas quedas de barreira, no início de 2012, e por só possuir linha singela, não

possibilitando contornar e continuar a operaração por outra linha. Esses critérios

foram divididos pela extensão quilométrica dos respectivos trechos.

3.2 Estimativa de prejuízos da MRS com os deslizame ntos da região Frente

Norte

No trecho Frente Norte tiveram três ocorrências, sendo duas devido à queda

de barreiras e uma devido ao alagamento da via. Diante disto, serão considerados

dois pontos onde deveriam ter sido instalado equipamentos de monitoramento das

encostas, pois estes pontos críticos estariam sendo controlados e possivelmente já

teriam feito alguma intervenção para que não ocorressem essas duas quedas de

barreira. O alagamento será desconsiderado por não ser uma ocorrência que

pudesse ser alertada pelos equipamentos geotécnicos sugeridos no trabalho.

Para iniciar a estimativa foi necessário recorrer ao histórico das ocorrências

de janeiro de 2012 e foi feito o seguinte diagrama de Gantt (Figura 37).

50

4 8 12

16

20

24 4 8 12

16

20

24 4 8 12

16

20

24 4 8 12

16

20

24 4 8 12

16

20

24 4 8 12

16

20

24 4 8 12

16

20

24 4 8 12

16

20

24 4 8 12

16

20

24 4 8 12

16

20

24 4 8 12

16

20

24 4 8 12

16

20

24

R

I

R

I

R

I

R

I

R

I

R

I

R = restrições de velocidade; I = Interrupções

11 12Regiões

Frente Sul

Frente

Norte

5 6 7 8 9 101Dias

2 3

Paraopeba

Linha do

Centro

São Paulo

Rio de

Janeiro

Janeiro/20124

Figura 3.7: Gráfico com os dias de jan./2012 mais críticos de interrupções e restrições de velocidade

Observa-se que em um horizonte de onze dias tiveram:

• Um total de aproximadamente 1671 horas de interdições;

• Linha do Centro interrompida por aproximadamente 6 dias;

• Ramal Paraopeba interrompida por aproximadamente 7 dias;

• Ramal Frente Norte, maior eixo de carregamento, interrompido por

aproximadamente 3 dias.

Para fazer a estimativa serão utilizados dois dias de interdição na Frente

Norte, trabalhando de forma mais conservadora, para realizar os cálculos de

prejuízo.

Segundo dados fornecidos pela área de Orçamentos e Custos da MRS, o

valor que a Empresa deixa de faturar com um trem hora parado de minério é em

média 1200 reais.

São carregados aproximadamente 14 trens de minério por dia na região

Frente Norte. Portanto temos:

- Se ficou interditado por 2 dias, deixaram de circular 28 trens de minério;

- 2 dias equivalem a 48 horas.

Diante disso o prejuízo é:

Número de horas parados x número de trens que deixaram de circular x R$ 1200,00

Com os valores, temos:

48 horas paradas x 28 trens x R$ 1200,00 / (trem hora parada) = R$ 1.612.800,00

51

3.3 Estimativa de gasto da MRS com instalação de al guns equipamentos de

monitoramento de encostas na região Frente Norte

As premissas que serão consideradas para fazer esta estimativa estão

descritas abaixo:

- Como ocorreram duas quedas de barreiras na região Frente Norte, será

considerada a instalação de 2 equipamentos, tendo em vista que se houvessem

estes instrumentos nos pontos dos deslizamentos, possivelmente eles não teriam

ocorrido, pois a interpretação dos resultados gerados pelos instrumentos teriam

alertado quanto à alta possibilidade de deslizamento e a Empresa já teria tomado

alguma providência preventiva.

- A base de valores que será utilizada para os cálculos segue na tabela a seguir:

Tabela 3.2: Preços médios da instalação e de alguns equipamentos

Equipamentos Preços Médios (reais)

(Sondagem + Furo)/m Instrumentos

Inclinômetro 1.800,00 123.000,00

Piezômetro 350,00 3.000,00

Extensômetro manual * não é necessário 2.100,00

* Extensômetro com croqui na Figura 2.17

- A Empresa adquirindo um inclinômetro, que é o equipamento sugerido de maior

valor agregado, pode-se medir diversos pontos críticos onde tenham os furos já

feitos. Uma sugestão é fazer parceria com uma instituição de ensino superior para

que ela avalie os dados, e faça as leituras e assim também o equipamento seria da

instituição, não sendo necessário a Empresa adquirir.

- Outra premissa foi quanto a escolha dos equipamentos que entrarão na estimativa

de custo. Sendo um inclinômetro alocado em um dos pontos em que houve o

deslizamento e a instalação de um piezômetro no outro ponto de ruptura. A escolha

desses dois equipamentos se deve às suas características, que são apresentadas

na revisão bibliográfica; pelo custo comparado às outras possibilidades de

monitoramentos similares e por já serem empregados para monitorar taludes de

rodovias.

52

- O inclinômetro é usado para medir deslocamentos internos, achar as fraturas e

superfícies onde ocorrerá a ruptura, portanto possibilitando que se faça uma

intervenção ou obra mais econômica, para que não ocorra a ruptura, caso a

velocidade da movimentação do maciço esteja elevada.

- O piezômetro foi escolhido por medir as poropressões presentes no maciço e as

informações adquiridas por este instrumento serem de extrema relevância para o

estudo da estabilidade da encosta.

- Será considerado que foram feitas sondagens nos pontos de instalação do

inclinômetro e piezômetro e foram necessários furos de 15 metros de profundidade

nos dois pontos.

- Em uma condição real de instalação e escolha dos equipamentos utilizados, tem-

se uma mapeamento geológico-geotécnico mostrando os que serão necessários.

Após todas as ponderações acima, tem-se:

Valor que a MRS gastaria para receber alertas de possível deslizamento sobre os

dois pontos onde ocorreram as quedas de barreiras. O que seria a manutenção

preditiva, o controle, possibilitando uma ação planejada.

• Inclinômetro: Furo de 15 m de profundidade no valor de R$ 27.000,00

Compra do equipamento que pode ser usado para diversos

pontos de monitoramento no valor de R$ 123.000,00

Total: R$ 27.000,00 + R$ 123.000,00 = R$ 150.000,00

• Piezômetro: Furo de 15 m de profundidade no valor de R$ 5.250,00

Compra do equipamento que pode ser usado para diversos

pontos de monitoramento no valor de 3.000,00 reais

Total: R$ 5.250,00 + R$ 3.000,00 = R$ 8.250,00

Portanto o valor que se teria gasto com os monitoramentos no trecho da

Frente Norte seria R$ 158.250,00.

53

CONCLUSÃO

Com base nas estimativas de custos mostradas anteriormente e nos tópicos

abordados sobre vantagens e necessidades de se ter uma manutenção preditiva,

conclui-se que, ao se implantar os métodos sugeridos de monitoramento de

encostas, a manutenção da MRS estará melhorando compatível ao crescimento de

transporte ferroviário de carga esperado para os próximos anos.

Observa-se também que tais monitoramentos são praticas comuns em

rodovias, mas que ainda não são exploradas para a ferrovia, portanto sendo de

extrema necessidade a atualização e implantação destes métodos.

Conclui-se também que, como ilustrado na revisão bibliográfica, os métodos

de monitoramento são de fácil leitura e obtenção de informações, sendo que

qualquer colaborador com uma orientação básica se torna apto a coletar os dados

nos pontos onde estarão instalados os equipamentos. E os pontos de coleta podem

ser divididos pelas coordenações já existentes na Empresa.

54

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