bruno queiroz cury curso de especializaÇÃo em … · curso de pÓs-graduaÇÃo em engenharia...
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MINISTÉRIO DA DEFESA
EXÉRCITO BRASILEIRO
SECRETARIA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA
INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA FERROVIÁRIA
BRUNO QUEIROZ CURY
CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM TRANSPORTE FERROVIÁRIO D E CARGA
Rio de Janeiro
2006
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INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
BRUNO QUEIROZ CURY
PESQUISA DAS ANOMALIAS NOS CARREGAMENTOS DE MINÉRIO DE FERRO
DA MRS LOGÍSTICA S.A.
Monografia apresentada ao Curso de Pós
Graduação em Transporte Ferroviário de Carga do
Instituto Militar de Engenharia, como requisito parcial
para a obtenção do título de Especialista em
Engenharia Ferroviária.
Orientadora: Profa. Vânia Gouvêa Barcellos Campos
Tutor: José Geraldo Ferreira
Rio de Janeiro
2006
3
INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
BRUNO QUEIROZ CURY
PESQUISA DAS ANOMALIAS NOS CARREGAMENTOS DE MINÉRIO DE FERRO
DA MRS LOGÍSTICA S.A.
Monografia apresentada ao Curso de Pós Graduação em Engenharia Ferroviária
do Instituto Militar de Engenharia, como requisito parcial para a obtenção do título de
Especialista em Engenharia Ferroviária.
Orientadora: Profa. Vânia Gouveia Barcelos Campos
Tutor: José Geraldo Ferreira
_______________________________________________________________
Profa. Vânia Gouvêa Barcellos Campos
_______________________________________________________________
Profa. Maria Cristina de Fogliatti Sinay
_______________________________________________________________
José Geraldo Ferreira
_______________________________________________________________
Bruno Queiroz Cury
Rio de Janeiro
2006
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SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 8 1.1 O PROBLEMA ................................................................................................................ 9 1.2 OBJETIVO....................................................................................................................... 9 1.3 JUSTIFICATIVA DA ESCOLHA................................................................................. 10 1.4 ESTRUTURA DA MONOGRAFIA ............................................................................. 10
2. ANOMALIAS NOS CARREGAMENTOS FERROVIÁRIOS DE MINÉRIO DE FERRO.................................................................................................................................................. 12
2.1 TIPOS DE ANOMALIAS ............................................................................................. 12 2.1.1 DISTRIBUIÇÃO DE CARGA NOS VAGÕES ..................................................... 12 2.1.2 EXCESSO DE CARGA NOS VAGÕES................................................................ 14 2.1.3 FALTA DE CARGA NOS VAGÕES .................................................................... 15 2.1.4 DERRAMAMENTO DE MINÉRIO NAS LINHAS DE CARREGAMENTO..... 15 2.1.5 MÁS CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO DO TERMINAL DE CARREGAMENTO.......................................................................................................................................... 15
2.2 CONSEQÜÊNCIAS DAS ANOMALIAS..................................................................... 16 2.2.1 O RISCO DA MÁ DISTRIBUIÇÃO DA CARGA DOS VAGÕES NA OPERAÇÃO FERROVIÁRIA ........................................................................................ 16 2.2.2 O RISCO DE VAGÕES COM EXCESSO DE CARGA ....................................... 26 2.2.3 O RISCO DE VAGÕES COM POUCA CARGA.................................................. 27 2.2.4 DERRAMAMENTO DE MATERIAL NOS TRILHOS........................................ 27 2.2.5 INFLUÊNCIAS DAS CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO DOS TERMINAIS ......... 28
3. TIPOS DE EQUIPAMENTOS DE CARREGAMENTO DE MINÉRIO DE FERRO E ANOMALIAS INERENTES A CADA TIPO......................................................................... 30
3.1 EQUIPAMENTOS DE CARREGAMENTO ................................................................ 30 3.1.1 SILO........................................................................................................................ 30 3.1.2 CORREIA TRANSPORTADORA......................................................................... 33 3.1.3 PÁ CARREGADEIRA ........................................................................................... 36 3.1.4 CAMINHÃO........................................................................................................... 38
3.2 ANOMALIAS INERENTES AOS EQUIPAMENTOS DE CARREGAMENTO DE MINÉRIO DE FERRO......................................................................................................... 40
3.2.1 SILO........................................................................................................................ 40 3.2.2 CORREIA TRANSPORTADORA......................................................................... 41 3.2.3 PÁ CARREGADEIRA ........................................................................................... 42 3.2.4 CAMINHÃO........................................................................................................... 43
4. NOVAS TECNOLOGIAS ................................................................................................... 45 4.1 SISTEMA DE CARREGAMENTO DE GRANÉIS BATCH WEIGH......................... 45 4.2 SISTEMA FERROVIÁRIO PORTÁTIL DE PESAGEM WEIGHWELL ................... 56
4.2.1 BALANÇA PTW1 – PORTABLE TRAIN WEIGH 1........................................... 57 4.2.2 BALANÇA PTW2 – PORTABLE TRAIN WEIGH 2........................................... 58 4.2.3 DEMONSTRAÇÃO DA PTW EM AÇÃO............................................................ 58
5. CARREGAMENTOS ESPECÍFICOS DE MINÉRIO DE FERRO DOS CLIENTES DA MRS LOGÍSTICA S.A. ........................................................................................................... 61
5.1 CARREGAMENTOS .................................................................................................... 61 5.1.1 ALBERTO FLORES E FEIJÃO............................................................................. 61 5.1.2 CASA DE PEDRA.................................................................................................. 63 5.1.3 OLHOS D’ÁGUA................................................................................................... 64 5.1.4 ANDAIME.............................................................................................................. 65 5.1.5 PIRES...................................................................................................................... 67
5
5.1.6 CARLOS NEWLANDS.......................................................................................... 68 5.1.7 SARZEDO .............................................................................................................. 69
5.2 ANÁLISE DOS CARREGAMENTOS E SUAS ANOMALIAS.................................. 69 5.2.1 TERMNAL DO ANDAIME................................................................................... 70 5.2.2 TERMINAL DE CASA DE PEDRA...................................................................... 73 5.2.3 TERMINAL DO PIRES.......................................................................................... 74 5.2.4 TERMINAL DO SARZEDO.................................................................................. 78
5.3 EXEMPLO DE MELHORIA NO TERMINAL DO ANDAIME ................................. 81 6. CONCLUSÃO ..................................................................................................................... 82 BIBLIOGRAFIA...................................................................................................................... 84
6
LISTA DE FIGURAS
Fig. 2.1: Exemplo de deslocamento longitudinal ...................................................... 13 Fig. 2.2: Exemplo de deslocamento transversal ....................................................... 14 Fig. 2.3: Alívio causado pela oscilação da composição ........................................... 18 Fig. 2.4: Esforços na dinâmica trem-via ................................................................... 19 Fig. 2.5: Centro de Gravidade e Desbalanceamento Estático ................................. 21 Fig. 2.6: Vagão com carga mal distribuída ............................................................... 22 Fig. 2.7: Carga mal distribuída longitudinalmente .................................................... 23 Fig. 2.8: Carga mal distribuída longitudinalmente .................................................... 23 Fig. 2.9: Carga mal distribuída longitudinalmente .................................................... 24 Fig. 2.10: Presença de “vazios” ................................................................................ 24 Fig. 2.11: Homens trabalhando na redistribuição de carga nos vagões .................. 25 Fig. 2.12: Homens trabalhando na redistribuicao de carga nos vagões .................. 26 Fig. 2.13: Caminhão caído dentro de vagão ............................................................ 29 Fig. 3.1: Sistema de carregamento de minério de ferro por silo ............................... 31 Fig. 3.2: Sequência de pesagem por balança de silo .............................................. 32 Fig. 3.3: Balança de Correia ..................................................................................... 34 Fig. 3.4: Sistema de pesagem por balança de correia ............................................. 35 Fig. 3.5: Carregamento por correia transportadora de Casa de Pedra, MBR .......... 36 Fig. 3.6: Pêra de carregamento de minério por meio de pás carregadeiras ............ 37 Fig. 3.7: Plataforma de carregamento de minério por meio de pás carregadeiras .. 38 Fig. 3.8: Carregamento de minério por meio de caminhão ...................................... 39 Fig. 4.1: Desenho do Sistema de Carregamento Batch Weigh ................................ 47 Fig. 4.2: Silo do Sistema Batch Weigh ..................................................................... 52 Fig. 4.3: Chute do sistema Batch Weigh .................................................................. 53 Fig. 4.4: Distribuição do material no vagão .............................................................. 54 Fig. 4.5: Carregamento perfeito executado pelo Sistema Batch Weigh ................... 55 Fig. 4.6: Mínimo de controles na cabine do carregador ........................................... 56 Fig. 4.7: Ajuste da altura da balança em relação aos trilhos .................................... 59 Fig. 4.8: Ajuste da balança à altura especificada ..................................................... 59 Fig. 4.9: Fixação da balança nos trilhos ................................................................... 60 Fig. 4.10: Pesagem do trem ..................................................................................... 60 Fig. 5.1: Terminal de Carregamento Olhos D’Água ................................................. 65 Fig. 5.2: Terminal Ferroviário do Andaime ............................................................... 67 Fig 5.3: Vagão carregado no terminal do Andaime – deslocamento longitudinal .... 72 Fig 5.4: Vagões carregados no terminal do Andaime – deslocamento longitudinal . 72 Fig. 5.5: Carregamento exemplar realizado no terminal de Casa de Pedra ............ 73 Fig. 5.6: Carregamento do Pires - deslocamento transversal .................................. 75 Fig. 5.7: Carregamento do Pires – presença de “vazios” nos vagões ..................... 75 Fig. 5.8: Carregamento do Pires – excesso de minério ao redor dos vagões ......... 76 Fig. 5.9: Carregamento do Pires – máquina de chave com excesso de minério entre
as agulhas ................................................................................................................ 77 Fig. 5.10: Carregamento do Pires: excesso de minério sobre a linha, entre os trilhos
e na beira da plataforma de carregamento .............................................................. 78 Fig. 5.11: Carregamento do Sarzedo – deslocamento transversal .......................... 79 Fig. 5.12: Carregamento do Sarzedo – caminhão caído dentro de vagão ............... 80
7
LISTA DE TABELAS
Tab. 4.1: O impacto dos diferentes níveis de erros de pesagem ............................. 48 Tab. 5.1: Produção por carregamento – 2005 .......................................................... 70
8
1. INTRODUÇÃO
Após vários anos de estagnação, abandono, perdas e prejuízos acumulados, a
ferrovia brasileira acorda e, na ultima década, vem mudando o conceito do modal no
país. Desde o processo de desestatização, em meados dos anos 90, as concessões
ferroviárias formadas vêem se desenvolvendo de forma exponencial e tomando seu
espaço na estrutura nacional de transporte de cargas.
A MRS Logística S.A., concessão da malha sudeste, pode ser considerada o melhor
exemplo do crescimento da ferrovia. Desde o início da sua operação, no mês de
dezembro de 1996, até os dias atuais, a empresa vem crescendo numa média de
15% ao ano e pulou da marca de cerca de 40 milhões de toneladas transportadas
em 1996 para mais de 108 milhões de toneladas transportadas em 2005, um
crescimento de quase 150%. Com seus 1674 km de extensão, a MRS corta os
estados de Minas Gerais, Rio de Janeiro e São Paulo, maiores centros industriais do
país, e tem acesso aos portos da Baia de Sepetiba, Porto de Guaíba, Porto do Rio
de Janeiro, além do Porto de Santos, este o maior porto da América Latina. Nos
últimos três anos de operação a MRS Logística vem acumulando lucros, que passou
da marca de 430 milhões de reais no ano de 2005, um crescimento de mais de 98%
comparado à marca do ano anterior, 2004.
Dos vários produtos transportados pela MRS Logística, o minério de ferro é o carro
chefe da empresa, com participação de 73,8% do transporte realizado em 2005,
quase 80 milhões de toneladas. Como seus principais acionistas são as maiores
mineradoras do Brasil, o minério de ferro dificilmente deixará de ser o produto
responsável pelo maior volume no transporte da ferrovia.
Para garantir a continuidade desse crescimento que a MRS e as demais ferrovias
vêem apresentando nos últimos anos é preciso que o sistema seja gerenciado com
excelência e que a operação seja a mais eficiente e segura possível. Apesar dos
números expressivos que a MRS Logística vem mostrando, ainda há muito a ser
feito e melhorado para que a empresa atinja suas metas e sonhos e chegue à
9
saturação da sua malha transportando cerca de 300 milhões de toneladas ano até o
ano de 2014, caso a taxa de crescimento se mantenha nos níveis atuais.
No que diz respeito à operação ferroviária, dos processos a se desenvolverem nos
próximos tempos o carregamento de cargas tem alto grau de importância e
criticidade. Comparados aos carregamentos das grandes ferrovias do mundo, a
tecnologia dos carregamentos ferroviários brasileiros é antiga e ultrapassada e a
necessidade de evolução é evidente.
1.1 O PROBLEMA
As anomalias existentes nos carregamentos de produtos no transporte ferroviário
vêem, ao longo da história da ferrovia, causando prejuízos e preocupando os
responsáveis pela operação ferroviária. Muitos dos acidentes e gastos com
manutenção de material rodante e via permanente são e sempre foram
conseqüentes de problemas com carregamento. Porém, com a ascensão do
transporte ferroviário, estes problemas vêem se tornando cada vez mais evidentes e
é necessário que medidas sejam tomadas para que isto não impeça que o
transporte ferroviário continue crescendo e se desenvolvendo de forma segura e
eficiente e que garanta, ao cliente, que sua carga chegue intacta ao seu destino.
De forma geral, estas anomalias causam uma queda no desempenho da operação
ferroviária, aumentam o custo de operação e atuam como uma barreira ao
crescimento e desenvolvimento do transporte ferroviário de cargas.
1.2 OBJETIVO
Este estudo tem como objetivo estudar as anomalias em carregamentos de minério
de ferro e tecnologias utilizadas por clientes da MRS Logística, analisar os
10
carregamentos nos terminais e a criticidade das anomalias e avaliar a utilização de
novas tecnologias de carregamento.
1.3 JUSTIFICATIVA DA ESCOLHA
A escolha do tema pode ser justificada pela larga existência de não conformidades
nos diversos carregamentos dos vários tipos de produtos transportados, o que
impacta negativamente na operação ferroviária.
A restrição do estudo aos carregamentos de minério de ferro pode ser justificada
pelo fato de o minério ser hoje o carro chefe dos produtos transportados pela MRS
Logística, respondendo atualmente por quase 74% do transporte realizado pela
empresa em TU (tonelada útil). Este foco proporciona uma visão e avaliação mais
detalhada do processo e, como conseqüência, um resultado mais efetivo.
No caso da MRS Logística, em particular, a Diretoria de Produção da empresa avalia
a criticidade do tema como nível 5, numa faixa de 1 a 5, sendo 5 o nível mais crítico.
Como se trata de um assunto muito específico, bibliografias a respeito deste tema
são raras e de pouco proveito. Acredita-se que, com o estudo proposto, anomalias
inerentes aos carregamentos específicos de minério de ferro dos clientes da MRS
sejam detectadas e que todas sejam avaliadas e classificadas quanto às suas
criticidades, o que propiciará a MRS e seus clientes criarem planos de ação para
correção dessas anomalias e minimização dos seus impactos na operação
ferroviária, otimizando seu desempenho e custo.
1.4 ESTRUTURA DA MONOGRAFIA
Esta monografia foi dividida em 6 (seis) capítulos de forma a melhor desenvolver o
que foi proposto no objetivo.
11
O capítulo 1, a introdução deste estudo, descreve as características da ferrovia da
MRS Logística, apresenta alguns números da produção do ano de 2005 e da
evolução da MRS desde o começo da sua operação. Também, mostra o problema a
ser estudado, o objetivo do estudo e a justificativa do trabalho.
O capítulo 2 apresenta as anomalias mais comuns presentes nos carregamentos
ferroviários de minério de ferro, descreve estas anomalias e mostra as
conseqüências que podem ser geradas por elas.
O capítulo 3 descreve todos os tipos de equipamentos de carregamento de minério
de ferro presentes nos terminais de carregamentos da malha da MRS Logística,
assim como as anomalias mais comuns provenientes destes tipos de carregamento.
O capítulo 4 apresenta uma nova tecnologia de carregamento de minério de ferro
com uma descrição detalhada das características do sistema. Também é
apresentado um novo sistema de pesagem de trens dinâmica e estática.
O capítulo 5 descreve brevemente os oito carregamentos de minério de ferro
presentes na malha da MRS Logística e apresenta o estudo da detecção de
anomalias em quatro destes carregamentos.
O capitulo 6 é a conclusão deste estudo.
12
2. ANOMALIAS NOS CARREGAMENTOS FERROVIÁRIOS DE MINÉRIO DE
FERRO
Neste capítulo serão descritas os tipos anomalias presentes nos carregamentos
ferroviários de minério de ferro, assim como as possíveis conseqüências que estas
anomalias podem causar. Para maior objetividade do estudo, serão abordadas
apenas as anomalias com maior freqüência de ocorrências e mais críticas para o
transporte ferroviário de carga.
2.1 TIPOS DE ANOMALIAS
Para a escolha das anomalias descritas a seguir foi considerado o número de
ocorrências e criticidade das mesmas, baseado em uma pesquisa feita internamente
aos carregamentos de minério de ferro da MRS Logística S.A., assim como nas
inovações tecnológicas que surgem com o objetivo de mitigar estas anomalias.
2.1.1 DISTRIBUIÇÃO DE CARGA NOS VAGÕES
De acordo com Branco e Ferreira, este sempre foi um assunto polêmico no meio
ferroviário, principalmente porque afeta a muitos setores internos como a operação,
que depende da liberação rápida do trem após sua carga ou descarga. As situações
típicas para a questão da distribuição ou deslocamento das cargas estão a seguir
descritas.
2.1.1.1 CARGA DESLOCADA LONGITUDINALMENTE
13
Ocorre quando a posição relativa da carga sobrecarrega um dos truques em relação
ao outro (fig. 2.1), recalcando os pacotes de mola da suspensão de forma irregular e
rebaixando uma das cabeceiras, como conseqüente instabilidade da outra
extremidade, existência de esforços demasiados nos engates e componentes, etc.
Fig. 2.1: Exemplo de deslocamento longitudinal
(Fonte: Tratado de Estradas de Ferro Vol. II)
Para que se evite este problema, o mais correto é prover os terminais de
carregamento, principalmente de produtos a granel, de balanças de indicação de
peso em cada um dos truques, procurando equalizar ao máximo a carga (Branco e
Ferreira).
2.1.1.2 CARGA DESLOCADA TRANSVERSALMENTE
Este caso é mais comum no carregamento manual ou por meio de pá mecânica,
onde o produto pode ficar concentrado em uma das paredes laterais, afetando o
movimento de oscilação lateral da caixa, que passa a ser desordenado e
sobrecarregando um dos pacotes de molas dos truques (fig. 2.2).
A diferença em relação ao problema anterior, para a suspensão, é que no primeiro
caso todas as molas de um dos truques estão sobrecarregadas, enquanto que no
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segundo um dos dois pacotes de mola está sobrecarregado em um dos lados, à
direita ou à esquerda (Branco, J.E.C. e Ferreira, R.).
Fig. 2.2: Exemplo de deslocamento transversal
(Fonte: Tratado de Estradas de Ferro Vol. II)
2.1.2 EXCESSO DE CARGA NOS VAGÕES
Ocorre quando a quantidade de carga carregada no vagão excede a capacidade
máxima deste. Este caso é muito comum em sistemas de carregamento com baixa
precisão na pesagem de material, como pás mecânicas e caminhões, e piora com a
necessidade de se utilizar sempre 100% da capacidade de carga do material
rodante para que maior eficiência seja atingida no transporte.
15
Normalmente o excesso de carga sobrecarrega todos os pacotes de molas dos
truques do vagão, afetando o movimento de oscilação lateral e longitudinal da caixa.
2.1.3 FALTA DE CARGA NOS VAGÕES
Ocorre quando a quantidade de carga carregada no vagão fica aquém da
capacidade máxima deste. Esta situação é mais comum no carregamento por meio
de pá mecânica e caminhão, sistemas mais imprecisos no que diz respeito à
pesagem de material.
Neste caso os pacotes de molas dos truques não são afetados, porém os riscos de
se trafegar com vagões leves no meio de uma composição de vagões carregados
são grandes e serão descritos na seção a seguir.
2.1.4 DERRAMAMENTO DE MINÉRIO NAS LINHAS DE CARREGAMENTO
Ocorre quando parte da carga de minério de ferro a ser carregada no vagão cai nos
trilhos ou ao redor destes. Este caso ocorre em todos os tipos de carregamento de
minério de ferro, porém é mais comum em carregamentos feitos por meio de pás
mecânicas e, principalmente, caminhão.
Esta situação não interfere no comportamento da composição em tráfego ao longo
do trecho da malha ferroviária, mas pode gerar conseqüências locais, descritas na
seção a seguir.
2.1.5 MÁS CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO DO TERMINAL DE CARREGAMENTO
16
Todo terminal de carregamento de minério de ferro está sujeito a más condições de
operação, desde que as devidas manutenções destas condições não sejam feitas
com a devida freqüência.
São consideradas, neste caso, o funcionamento do maquinário utilizado para
carregamento do minério de ferro, as condições de tráfego da linha férrea do
carregamento, a limpeza do terminal de carregamento e demais condições físicas da
área, como plataforma de carregamento utilizada pelas pás carregadeiras e
caminhões.
Estas condições acima citadas têm grande influência na eficiência e resultado dos
carregamentos, podendo aumentar a freqüência de ocorrência e criticidade de todas
as outras anomalias anteriormente descritas neste capítulo.
2.2 CONSEQÜÊNCIAS DAS ANOMALIAS
Nesta seção estão descritas as conseqüências que podem resultar das anomalias
presentes nos carregamentos de minério de ferro. Para maior foco no trabalho, as
conseqüências descritas a seguir são resultados das anomalias descritas na seção
2.1 desta monografia.
2.2.1 O RISCO DA MÁ DISTRIBUIÇÃO DA CARGA DOS VAGÕES NA OPERAÇÃO
FERROVIÁRIA
A questão da estabilidade dos vagões nos trens está diretamente ligada a uma série
de fatores, sendo que muitos deles não se relacionam com o projeto do veículo, mas
sim com sua interação com os demais veículos em uma composição. Quando se
projeta um vagão, é importante ter em mente que ele não terá a liberdade de
movimento que outros tipos de equipamentos (caminhões, carretas, etc) têm, ou
17
seja, ele estará sujeito aos movimentos e esforços oriundos do comboio, que muitas
vezes afetam não somente sua parte estrutural, como também sua estabilidade de
circulação.
A má distribuição de carga nos vagões pode gerar, a longo prazo, problemas
mecânicos em vagões e na via permanente. A distribuição desigual de carga gera
esforços mecânicos para os quais os vagões não foram projetados. Rodeiros,
ampara-balanço, suspensão, engates, caixa, dentre vários outros componentes,
sofrem desgaste prematuro devido a estes esforços, o que faz com que a freqüência
de manutenção no material rodante seja maior, gerando assim um maior custo de
manutenção e diminuindo o tempo útil de produção do vagão (Branco, J.E.C. e
Ferreira, R.).
Da mesma forma, a via permanente sofre desgaste prematuro em algumas
situações, como nas curvas de raio menor, gerando também um maior custo de
manutenção da via e mais tempo de intervenção de manutenção, diminuindo o
tempo útil de tráfego de trens.
Mas o maior problema não se encontra no que pode ocorrer em longo prazo, e sim
no que pode ocorrer a qualquer momento. Numa composição grande, como de 132
vagões, a distribuição irregular de carga em um só vagão pode causar um acidente
grave, de grandes proporções. Um vagão não descarrila ou tomba simplesmente por
estar com a carga mal distribuída, mas esta situação, em conjunto com uma outra
qualquer, como uma mínima superelevação de via, por exemplo, pode gerar o pior
dos acidentes. E a operação está sujeita a isso o tempo todo!
De acordo com Branco e Ferreira, a via permanente possui, em suas características,
pequenas variações de amplitude. A uma determinada velocidade, os vagões e
locomotivas de um trem podem entrar em ressonância com essas amplitudes, o que
causa vários tipos de oscilações na composição. Essas oscilações, em conjunto com
a má distribuição de carga nos vagões, podem atingir proporções perigosas e
descarrilar uma composição inteira, como mostrada na figura 2.3 a seguir.
18
Fig. 2.3: Alívio causado pela oscilação da composição
(Fonte: Tratado de Estradas de Ferro Vol. II)
2.2.1.1 RELAÇÃO ENTRE FORÇAS LATERAL E VERTICAL NOS RODEIROS
Conforme Branco e Ferreira, sabe-se que o apoio das rodas de um vagão, sobre
determinada via, pode ser representado por um conjunto de forças como mostrado
na figura 2.4 a seguir.
19
Fig. 2.4: Esforços na dinâmica trem-via
(Fonte: Tratado de Estradas de Ferro Vol. II)
Vê-se que, sobre a roda, atuam forças laterais (L) e forças verticais (V), as quais
obedecem a uma condição de estabilidade que é mantida conforme a relação:
L/V=1
Esta relação mostra que deve ser mantida uma proporcionalidade entre estas forças
para que o rodeiro fique estável sobre a via, principalmente nas curvas, onde a
superelevação tem muita importância.
Quando determinada roda, de determinado truque, pertencente a determinado
vagão se inscreve em uma via desnivelada, a sua carga vertical pode ser
repentinamente reduzida fazendo com que a relação se altere em favor da força
20
lateral. Ao se tornar maior que a força vertical na condição de desnível, existe a
tendência da força lateral forçar o friso a subir no boleto do trilho e descarrilar, como
mostrado anteriormente na fig. 2.3.
2.2.1.2 CENTRO DE GRAVIDADE E DESBALANCEAMENTO ESTÁTICO
O centro de gravidade pode ser definido como sendo o ponto de aplicação do vetor
peso de um determinado corpo sujeito à ação da força gravitacional. Em se tratando
dos veículos ferroviários, e mais diretamente dos vagões, esse ponto de aplicação é
variável na sua altura (vagão vazio ou carregado) e na posição relativa à sua seção
transversal, em função dos movimentos no trem (Branco, J.E.C. e Ferreira, R.).
O desbalanceamento estático pode ser definido como sendo a diferença de peso
entre o ponto com menos peso do vagão e outro ponto qualquer. Em conjunto com o
centro de gravidade, a percentagem de desbalanceamento estático entre dois
pontos ou mais em um vagão mostra a vulnerabilidade deste à operação da ferrovia,
isto é, sugere a probabilidade de descarrilamento do vagão.
Como pode ser visto na fig. 2.5 a seguir (gráfico altura do vagão carregado X % de
desbalanceamento estático), alguns limites de altura de carga e distribuição desta
devem ser respeitados para que a operação ferroviária não esteja sujeita a
acidentes causados pela carga excêntrica.
O ponto azul no gráfico mostra que, para um vagão carregado com centro de
gravidade (CG) a 192 cm de altura do chão, o limite de desbalanceamento estático é
de 15% (exatamente onde o ponto toca na curva de probabilidade de
descarrilamento). Este ponto do centro de gravidade foi tomado como média dos
vagões carregados de forma regular, e a percentagem de desbalanceamento
estático vai variar de acordo com ele.
21
Fig. 2.5: Centro de Gravidade e Desbalanceamento Estático
(Fonte: Ch.Vidon)
O ponto alaranjado do gráfico mostra um caso de acidente real ocorrido na MRS
Logística no ano de 2005 em função da má distribuição de carga em um vagão de
minério de ferro. Para a altura do centro de gravidade calculado para o vagão
responsável pelo descarrilamento (265 cm), vagão este mostrado na fig. 2.6, a
percentagem de desbalanceamento estático máxima permitida para o vagão circular
com segurança seria de aproximadamente 8%. Isto poderia ser facilmente
visualizado em uma balança que fornecesse o peso do vagão por roda. A diferença
de peso entre a roda que estivesse levando menos peso não poderia ser maior do
que 8% para qualquer outra roda. Acima disto, o ponto atingiria a curva de
descarrilamento provável no gráfico, e foi o que aconteceu. A diferença de peso
entre dois pontos do vagão foi de 21,3%, o que, juntamente com uma baixa variação
22
de amplitude na via, levou o vagão a descarrilar, com conseqüente descarrilamento
de outros da composição.
Fig. 2.6: Vagão com carga mal distribuída
(Fonte: MRS Logística S.A.)
2.2.1.3 EXEMPLOS DE CARGA EXCÊNTRICA
A seguir, algumas fotos exemplificando os casos de carga excêntrica descritos.
23
Fig. 2.7: Carga mal distribuída longitudinalmente
(Fonte: MRS Logística S.A.)
Fig. 2.8: Carga mal distribuída longitudinalmente
(Fonte: MRS Logística S.A.)
24
Fig. 2.9: Carga mal distribuída longitudinalmente
(Fonte: MRS Logística S.A.)
Fig. 2.10: Presença de “vazios”
(Fonte: MRS Logística S.A.)
25
Além dos problemas já citados referentes à distribuição incorreta da carga nos
vagões, ainda existe a queda na eficiência do transporte, uma vez que, detectada a
situação ao longo do trecho, a composição deve ser parada para que a carga seja
corretamente distribuída no vagão (fig. 2.11 e fig. 2.12), gerando atraso na
circulação do trem, desvio de mão-de-obra, aumento do consumo de óleo diesel,
etc.
Fig. 2.11: Homens trabalhando na redistribuição de carga nos vagões
(Fonte: MRS Logística S.A.)
26
Fig. 2.12: Homens trabalhando na redistribuicao de carga nos vagões
(Fonte: MRS Logística S.A.)
2.2.2 O RISCO DE VAGÕES COM EXCESSO DE CARGA
Basicamente, trafegar com vagões com excesso de carga aumenta
consideravelmente os desgastes sofridos naturalmente por estes ao longo do tempo.
Esforços extras na caixa do vagão, suspensão, truques, rodeiros e engates
adiantam o aparecimento de defeitos e levam os vagões de volta às oficinas antes
do tempo previamente previsto pela transportadora ferroviária.
Estes esforços também são sentidos pela via permanente, principalmente em
trechos de curva e máquinas de chave, causando desgastes prematuros e
necessidade de manutenções mais freqüentes.
27
Além do aumento do custo com a manutenção de material rodante e via
permanente, os defeitos gerados pelo excesso de carga nos vagões tornam a
composição mais suscetível a acidentes.
Também, o tráfego de vagões com excesso de carga pode causar derramamento
desta ao longo do trecho, aumentando o índice de poluição e degradação ambiental
causados pela ferrovia (Sinay,C.).
2.2.3 O RISCO DE VAGÕES COM POUCA CARGA
Um trem de carga está constantemente sujeito a vários esforços provenientes de
sua composição, que se tornam ainda mais intensos no caso de uma composição
carregada. A diferença de peso entre vagões de uma mesma composição é uma
situação muito crítica e que oferece alto risco de acidentes se não tratada da
maneira correta.
A formação correta de um trem, levando-se em conta a segurança na operação
deste, considera que, quanto mais leve um vagão, mais distante da locomotiva
comandante este deve estar.
A presença de um vagão mais leve que os outros no meio de uma composição pode
fazer com que este, ao sofrer os esforços provocados pela composição, seja
“esmagado” pelos vagões mais pesados e acabe descarrilando. Esta situação pode
causar acidentes de grandes proporções e deve ser severamente controlada pelos
responsáveis.
2.2.4 DERRAMAMENTO DE MATERIAL NOS TRILHOS
O risco de derramamento de material nos trilhos do terminal de carregamento se
restringe basicamente ao descarrilamento dos vagões em carga durante as
28
manobras executadas no terminal. O acúmulo de material ao longo dos trilhos pode
fazer com o que a roda do vagão e/ou da locomotiva suba neste e descarrile.
Além do mais, o derramamento de minério de ferro ao longo da via permanente,
mesmo que dentro do terminal de carregamento, causa poluição e degradação
ambiental (Sinay, C.).
2.2.5 INFLUÊNCIAS DAS CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO DOS TERMINAIS
Espera-se sempre que um terminal de carregamento de minério de ferro esteja
operando com as condições mínimas necessárias para não causar problemas à
operação ferroviária. Porém, não é isto que acontece normalmente.
Muitas vezes os equipamentos utilizados para carregamento não passam pelas
devidas manutenções e operam em condições restritas, prejudicando o resultado da
carga. Desde aferição das balanças dos carregamentos até a condição física das
plataformas destes, uma vez fora das condições mínimas de operação, podem
aumentar as ocorrências e criticidade das anomalias anteriormente citadas.
Como exemplo, a plataforma de carregamento de minério de ferro por meio de
caminhões deve ser bem sinalizada e deve conter uma barra de proteção, onde os
caminhões apóiam as rodas traseiras ao bascular a carga nos vagões. Com a falta
de manutenção estas condições mínimas de segurança na operação podem ser
prejudicadas e gerar acidentes, como mostrado na figura 2.13.
30
3. TIPOS DE EQUIPAMENTOS DE CARREGAMENTO DE MINÉRIO DE FERRO E
ANOMALIAS INERENTES A CADA TIPO
Neste capítulo serão descritos os equipamentos de carregamento de minério de
ferro utilizados pelos operadores dos terminais de carregamento presentes na malha
ferroviária da MRS Logística, assim como as anomalias inerentes a cada um deles.
3.1 EQUIPAMENTOS DE CARREGAMENTO
Nesta seção estão descritos os tipos e características dos sistemas de carregamento
de minério de ferro dos terminais de carregamento da MRS Logística S.A.
3.1.1 SILO
Dos equipamentos de carregamento de minério de ferro utilizados hoje pelas
ferrovias ao redor mundo, o carregamento por silo é o mais adequado quando se
pensa em grandes quantidades de produto, velocidade e eficiência de
carregamento.
O silo fica localizado logo acima da linha férrea e é a parte final de um sistema de
carregamento composto por vários equipamentos, dos quais também fazem parte
correias transportadoras e retomadoras de minério de ferro.
O funcionamento do sistema é simples e pode ser brevemente descrito da seguinte
maneira: o minério de ferro é recolhido do depósito pela retomadora, jogado em um
sistema de correias transportadoras e transportado assim até o silo, onde é
armazenado. Os vagões vazios são posicionados sob o silo de forma que, ao liberar
o material, este caia num sistema móvel composto de correia transportadora e um
31
chute, capaz de distribuir o produto pela área do vagão disponível para
carregamento.
A figura 3.1 mostra o desenho da parte final do sistema, quando a correia
transportadora chega ao silo.
Fig. 3.1: Sistema de carregamento de minério de ferro por silo
(Fonte: Weighing the Options, 2004)
A capacidade de armazenamento do silo, assim como a taxa de carregamento do
sistema varia de acordo com os requisitos de cada terminal. Os sistemas de
carregamento por silo podem também se diferir por dispositivos de pesagem,
32
movimentação do chute de carregamento, capacidade de transporte das correias
transportadoras e captação de material da retomadora, além de outros.
A pesagem do material estocado no silo pode ser obtida por dois sistemas
diferentes: balanças de correia transportadora e balança de silo. A principal
diferença entre os dois sistemas é a precisão, maior no caso da balança de silo, o
que proporciona maior controle da real quantidade de carga carregada em cada
vagão da composição carregada, além do custo de instalação, cerca de 1000%
maior neste caso.
A figura 3.2 mostra o funcionamento da pesagem por balança de silo.
Fig. 3.2: Sequência de pesagem por balança de silo
(Fonte: Weighing the Options, 2004)
33
Num primeiro momento, com o silo 1 completamente cheio, o peso do material neste
é registrado enquanto o silo 2 é carregado. Após a pesagem, o material do silo 1 é
liberado para ser carregado no vagão enquanto o silo 2 continua a ser carregado.
Depois de cheio, o material no silo 2 é pesado, registrado e liberado para carga no
vagão. Assim o processo se repete até que a composição esteja completamente
carregada, com o registro altamente preciso de carga em cada vagão.
A movimentação do chute de carregamento é muito importante no que diz respeito à
correta distribuição da carga no vagão. Quanto maior o curso de movimento, mais
fácil fica para o operador do carregamento distribuir o material igualmente nos
vagões, principalmente quando se trata de carregamento dinâmico.
Nos sistemas com silos de alta capacidade de armazenamento e alta taxa de
carregamento, o ganho será no tempo de carregamento e quantidade de vagões
carregados.
3.1.2 CORREIA TRANSPORTADORA
O sistema de carregamento por correia transportadora é praticamente igual ao
sistema de carregamento por silo, porém sem a existência deste. O material que é
recolhido do depósito pela retomadora cai no vagão diretamente do sistema de
correias transportadoras.
A vantagem desse sistema é sua alta mobilidade, o que proporciona ao operador
fazer um carregamento com a carga muito bem distribuída nos vagões. A
desvantagem fica por conta do sistema de pesagem, restrito à pesagem por balança
de correia transportadora, como mostra a figura 3.3.
34
Fig. 3.3: Balança de Correia
(Fonte: Weighing the Options, 2004)
À medida que o material passa pela balança, o sistema determina a taxa de
carregamento por comprimento da correia (kg/m), captura a taxa de velocidade da
correia (m/min), integra esta informação e obtém o peso total de material que por ali
passou (Reagan e Freeman).
35
Fig. 3.4: Sistema de pesagem por balança de correia
(Fonte: Weighing the Options, 2004)
No caso deste sistema, a taxa de carregamento vai depender da capacidade de
captação de material do depósito pela retomadora, assim como pela capacidade de
transporte de material das correias transportadoras.
Apesar de não contar com um silo, o sistema de carregamento por correia
transportadora possui um pequeno reservatório de material logo acima do chute de
carregamento. Este reservatório é um recurso utilizado para que a retomadora de
minério de ferro e o complexo de correias transportadoras não tenham que parar de
funcionar entre o final do carregamento de um vagão e o início do carregamento de
outro vagão. O minério continua a ser transportado pelo sistema e vai sendo retido
no reservatório até que o vagão seguinte a ser carregado esteja na posição. A figura
3.5 mostra um exemplo de carregamento por correia transportadora.
36
Fig. 3.5: Carregamento por correia transportadora de Casa de Pedra, MBR
(Fonte: MRS Logística S.A.)
3.1.3 PÁ CARREGADEIRA
O sistema de carregamento de minério de ferro por pá carregadeira é amplamente
utilizado no Brasil e nos carregamentos de minério presentes na malha da MRS
Logística. Dos oito terminais de minério de ferro na malha desta, quatro utilizam o
sistema de pás carregadeiras.
Para a utilização deste sistema, é necessário que o terminal seja uma plataforma de
carregamento. As pás carregadeiras, assim como o minério de ferro, ficam sobre a
plataforma, posicionadas acima do nível da linha férrea. A plataforma pode ser tanto
em linha reta como interna a uma pêra de carregamento, conforme mostrado na
figura 3.6.
37
Fig. 3.6: Pêra de carregamento de minério por meio de pás carregadeiras
(Fonte: MRS Logística S.A.)
A capacidade de carregamento dos terminais que utilizam pás carregadeiras vai
depender do número de pás carregadeiras utilizadas para cada carregamento, assim
como da capacidade de carga de cada pá carregadeira individualmente.
A vantagem deste sistema de carregamento é a simplicidade, facilidade, velocidade
e custo de sua instalação e manutenção. São necessárias pás carregadeiras e
plataforma, somente. Caso uma pá carregadeira seja avariada durante o
carregamento, este não pára.
A desvantagem fica por conta da pesagem de material, estimada em cada vagão
pela quantidade de pás carregadas que ali foram despejadas. As pás carregadeiras
mais modernas possuem balanças integradas e computadores de bordo. A conta
38
total da carga no trem é obtida pela soma dos resultados dos relatórios de carga
impresso pelos computadores de bordo de cada pá carregadeira.
Abaixo exemplo de plataforma de carregamento em linha reta.
Fig. 3.7: Plataforma de carregamento de minério por meio de pás carregadeiras
(Fonte: MRS Logística S.A.)
3.1.4 CAMINHÃO
O sistema de carregamento de minério de ferro por caminhão é o mais precário dos
utilizados nos dias de hoje, e presente na malha da MRS Logística.
39
Assim como no sistema de carregamento por pás carregadeiras, para a utilização do
carregamento por caminhões é necessário que o terminal seja uma plataforma de
carregamento. Porém, esta plataforma deve ser alta o bastante para que o caminhão
consiga bascular a carga dentro do vagão.
O carregamento por caminhões tem capacidade variável, dependendo do número de
caminhões utilizados para cada carregamento, assim como a capacidade de carga
de cada caminhão individualmente.
Fig. 3.8: Carregamento de minério por meio de caminhão
(Fonte: MRS Logística S.A.)
A vantagem deste sistema de carregamento é a simplicidade, facilidade, velocidade
e custo de sua instalação e manutenção. São necessários caminhões, pá
carregadeira para carregar os caminhões, balança e plataforma. Caso um caminhão
seja avariado durante o carregamento, este não pára.
40
A desvantagem, mais uma vez, fica por conta da pesagem de material, estimada em
cada vagão pela quantidade de caminhões que ali bascularam, além da restrição de
distribuição da carga nos vagões. Os caminhões passam por uma balança quando
vazios para registrarem sua tara. Depois de carregados, passam novamente pela
balança e a quantidade de carga é registrada subtraindo a tara do caminhão do peso
total obtido. Assim, no final do carregamento do trem, a carga total é obtida pela
soma de todas as pesagens de carga realizadas na balança.
3.2 ANOMALIAS INERENTES AOS EQUIPAMENTOS DE CARREGAMENTO DE
MINÉRIO DE FERRO
Nesta seção estão descritas as anomalias causadas pelos sistemas de
carregamento de minério de ferro dos terminais de carregamento da MRS Logística
S.A. citados na seção 3.1 desta monografia.
3.2.1 SILO
Apesar de ser o tipo de carregamento capaz de prover a maior produtividade, o
sistema de carregamento por silo possui algumas anomalias, menos críticas que os
demais, porém capazes de gerar prejuízos consideráveis ao transporte ferroviário de
minério de ferro.
Hoje em dia os sistemas de carregamento por silos podem se diferir pelos recursos
tecnológicos que cada um dispõe. Quanto mais tecnologia possuir o sistema,
menores e menos críticas serão as anomalias inerentes ao carregamento.
As ineficiências dos sistemas de carregamento por silos ficam por conta da
informação da correta quantidade de carga carregada em cada vagão, excesso ou
falta de carga nos vagões, assim como distribuição da carga nos vagões. Todas
estas anomalias estão também presentes nos outros sistemas de carregamento,
porém em proporções muito maiores. Porém, com as tecnologias disponíveis para
41
os sistemas de carregamento por silo, todas estas anomalias podem ser reparadas,
como será mostrado no capítulo 4 desta monografia.
No que diz respeito à informação da quantidade de carga em cada vagão, o valor é
estimado. O sistema de pesagem por balança de correia transportadora é capaz de
fornecer o peso total carregado na composição do trem, porém a quantidade de
material carregada em cada vagão é estimada e depende da habilidade e
experiência do operador do carregamento. Esta situação pode resultar em vagões
com excesso e/ou falta de carga.
Já a distribuição da carga sobre o vagão fica restrita à movimentação do chute de
carregamento que, na maioria das vezes, pode se movimentar por uma extensão
maior que o comprimento de um vagão. Mais uma vez a correta distribuição da
carga fica dependente da habilidade e experiência do operador do carregamento, o
que pode resultar em vagões com carga mal distribuída além de derramamento de
minério nas linhas do terminal de carregamento.
3.2.2 CORREIA TRANSPORTADORA
O sistema de carregamento por correia transportadora possui as mesmas anomalias
do sistema de carregamento por silo. A desvantagem é que estas ineficiências ainda
não podem ser reparadas com a tecnologia existente para este tipo de
carregamento.
A principal diferença, comparada ao sistema de carregamento por silo, é que, com a
ausência do silo, perde-se o recurso de um facilitador. Com o silo pode-se ter maior
controle do fluxo de material que é carregado no vagão. O reservatório presente no
chute de carregamento do sistema de correias transportadoras não possui essa
característica. Assim, todo o material que é transportado pelo sistema deve
obrigatoriamente ser carregado nos vagões, ao menos que o sistema seja desligado
e o carregamento pare. Isto exige maior experiência e habilidade por parte do
42
operador do carregamento, fazendo com que este sistema seja mais suscetível às
mesmas falhas do anteriormente descrito, mas com maior criticidade.
3.2.3 PÁ CARREGADEIRA
O sistema de carregamento por pá carregadeira é o mais comum dos presentes na
malha da MRS Logística. As deficiências deste sistema geram as mesmas
anomalias presentes nos outros já citados, porém com criticidade muito maior, além
de outras a serem descritas.
A quantidade de carga carregada em cada vagão é estimada pela quantidade de
pás carregadas neste. Cada pá carregadeira tem uma capacidade definida para
cada tipo de minério de ferro a ser carregado. Este método gera uma imprecisão
muito alta no que diz respeito à carga que cada vagão leva individualmente,
acontecendo de vagões transitarem com excesso de carga, assim como com falta
de carga misturados na composição.
Em se tratando da distribuição de carga nos vagões, a situação piora. A mobilidade
da pá carregadeira é muito pequena para que um carregamento bem distribuído seja
efetuado. Também, essa falta de mobilidade resulta em derramamento de minério
sobre a linha férrea, entre os vagões e ao redor destes, o que pode gerar
descarrilamentos, atrasando o carregamento e o transporte do material, diminuindo
assim a eficiência do transporte, aumentando seu custo de operação.
A pá carregadeira ainda possui capacidade de, após efetuada a carga, redistribuir
esta no vagão, mesmo que este recurso seja restrito pelo alcance e mobilidade da
máquina. Esta é uma característica ausente nos outros sistemas de carregamento.
A plataforma de carregamento também pode ter grande influência sobre a criticidade
das anomalias acima citadas. Quanto mais baixa a plataforma, mais difícil o alcance
43
da pá carregadeira para despejar e distribuir a carga no vagão e menor o campo de
visão do operador, aumentando assim a ocorrência das anomalias.
Pode-se perceber que, em todos os casos, a habilidade do operador das máquinas
de carregamento é essencial para a minimização das anomalias existentes nestes.
3.2.4 CAMINHÃO
O sistema de carregamento de minério de ferro por caminhão é o pior e mais crítico
dos presentes na malha da MRS Logística. Ele possui todas as anomalias presentes
no sistema de carregamento por pás carregadeiras, mas com índices de criticidade e
ocorrência extremamente maiores.
Para pesagem do material a ser carregado, os caminhões passam por uma balança
quando vazios para registrarem sua tara. Depois de carregados, passam novamente
pela balança e a quantidade de carga é registrada subtraindo a tara do caminhão do
peso total obtido. Assim, no final do carregamento do trem, a carga total é obtida
pela soma de todas as pesagens de carga realizadas na balança. Porém, a carga
presente em cada vagão é estimada pela quantidade de caminhões que ali
bascularam. Este método é extremamente impreciso e resulta em carregamentos
com vagões levando carga em excesso, assim como vagões com falta de carga.
A distribuição de carga resultante do carregamento de caminhão é a pior que existe.
Como os caminhões não têm mobilidade, a concentração de carga nas
extremidades dos vagões é alta, assim como o derramamento de minério nos trilhos
e ao redor dos vagões. A situação pode ser ainda pior dependendo das condições
da plataforma de carregamento. Quanto mais baixa em relação ao vagão, maior a
concentração de carga no lado do vagão mais próximo à plataforma. Quanto mais
alta a plataforma em relação ao vagão, maior a concentração de carga no lado do
vagão oposto à plataforma.
44
Depois de efetuada a carga, nada mais pode ser feito pelo motorista do caminhão no
que diz respeito à distribuição e quantidade de carga no vagão. No caso da
necessidade de correção da distribuição, é necessário que pessoas subam no vagão
com ferramentas, como pás e enxadas, e façam a redistribuição do material
manualmente.
Além do que já foi citado, no caso de um terminal que apresente más condições de
operação, a probabilidade de ocorrência de acidentes, como queda de caminhão
dentro de vagão, é alta.
45
4. NOVAS TECNOLOGIAS
Os carregamentos de minério de ferro utilizados hoje em dia nas ferrovias brasileiras
podem ser considerados muito obsoletos, se comparados às tecnologias já
disponíveis em vários outros países pelo mundo. Os métodos mais eficientes e
avançados praticados hoje foram implantados há mais de uma década, quando a
busca pela velocidade no carregamento era o foco principal, deixando de lado
precisão na quantidade de carga, exatidão na repetição da carga, além do correto
acondicionamento desta nos vagões.
Neste capítulo estão descritos alguns métodos de controle disponíveis para
monitoramento da carga transportada pelas ferrovias, sendo todos amplamente
viáveis às condições brasileiras.
4.1 SISTEMA DE CARREGAMENTO DE GRANÉIS BATCH WEIGH
Antes de descrever o Sistema de Carregamento de Granéis Batch Weigh, vale
lembrar algumas características do superado Sistema de Carregamento Volumétrico,
normalmente usado para altas taxas de carregamento. Este permite ao operador
armazenar uma grande carga de material sobre a via, em silos, sendo o
carregamento executado numa taxa de 3000 a 5000 toneladas/hora sem que
mudanças significativas sejam feitas no sistema de captação de material.
De acordo com McHale, apesar da alta taxa de carregamento permitida pelo
carregamento volumétrico, a precisão da carga fica altamente prejudicada.
Dependendo da altura do sistema de carga de material, da velocidade do trem e do
momento em que o silo deve ser recarregado, a quantidade de material em cada
vagão é afetada. Se o sistema de carregamento é operado por um operador, a
quantidade de material final varia de vagão para vagão e de operador para operador.
46
O resultado deste tipo de carregamento são vagões com excesso de carga ou
vagões com sobrecarga em alguma cabeceira do vagão, mesmo que a capacidade
máxima de carga do vagão não seja atingida. Assim, o peso da carga que cada
vagão transporta é estimado e não há maneiras de implementar um controle de
carga que previna excesso e/ou falta de carga.
Para superar algumas dessas deficiências, alguns sistemas de carregamento
volumétrico têm balanças integradas, o que, em alguns casos, permite pesar a
quantidade de material carregada em cada vagão, minimizando os problemas acima
citados, além de ter um maior controle sobre quanto de carga está sendo
transportada em cada trem. Porém, como a quantidade de carga de cada vagão é
aferida somente após o carregamento deste, ainda persistem os erros referentes a
excesso e falta de carga no vagão.
No caso da balança integrada ao sistema da correia transportadora de material,
somente o peso total da carga do trem pode ser obtido com maior precisão. Ainda
assim, variações na tensão da correia, carregamento irregular desta, alinhamento da
estrutura do equipamento, vibrações, manutenção, etc, induzem erros no resultado
gerado pela balança, o que faz com que sua precisão seja de aproximadamente +/-
0,25%, nos melhores casos.
A única maneira de prevenir este tipo de erro e aumentar a sua precisão é pesar o
produto antes de ser carregado no vagão. Desta forma, a variação da velocidade do
trem no carregamento e também do fluxo do material que sai do chute do
carregamento tem pouca influência na carga final já que a quantidade de produto
para cada vagão foi previamente pesada (McHale, W.J., sem data).
O Sistema de Carregamento Batch Weigh aqui apresentado fornece um método
altamente preciso, superando todas as dificuldades associadas ao carregamento, o
que permite máxima eficiência de carregamento no que diz respeito a cada vagão
individualmente.
47
Fig. 4.1: Desenho do Sistema de Carregamento Batch Weigh
(Fonte: BatchMaster Iron Ore Loadout – Totally Automated Train Loading)
As razões de se ter informações precisas da quantidade de carga em cada vagão de
um trem são inúmeras, dentre elas:
48
- Estabelecer um peso usado no cálculo do custo do frete para transportar o produto;
- Evitar excesso de peso em vagões, assim como excesso de peso por eixo em
vagões;
- Maximizar a eficiência do carregamento no que diz respeito a cada vagão em
especial e ser assertivo no custo do transporte a ser contratado;
- Evitar altas penalizações referentes a excesso de carga, o que pode atrasar o
transporte ou, no mínimo, aumentar seu custo devido a multas e trabalho extra para
contornar tal situação;
- Evitar práticas de carregamentos irregulares, o que pode resultar em eixos
sobrecarregados, mesmo que o peso total da carga não exceda a capacidade
máxima do vagão.
No que diz respeito à precisão do sistema, o Sistema de Carregamento Batch Weigh
atinge precisão de 0,05%, enquanto que o Sistema de Carregamento Volumétrico
atinge precisão de 0,25%.
A tabela abaixo mostra o impacto dos diferentes níveis de erros de pesagem para
uma operação de 5 milhões de toneladas por ano, considerando um produto com
valor de US$30 por tonelada.
Tabela 4.1: O impacto dos diferentes níveis de erros de pesagem
(Fonte: Weighing The Options, 2004)
A pesagem por balança dinâmica é suscetível a erros decorrentes de forças
distribuídas na composição do trem. Ao passar por uma balança dinâmica, qualquer
49
mudança na velocidade da composição pode gerar forças capazes de interferir
consideravelmente no resultado gerado pela balança. Esta situação piora bastante
no caso de vagões ligados por maromba.
Conforme McHale, com o Sistema de Carregamento Batch Weigh, ao final do dia,
esteja a mineradora pagando pelo transporte ferroviário do produto ou não, ainda há
um impacto nos resultados. Se o comprador está pagando pelo transporte, a
mineradora pode não se preocupar diretamente com os impactos gerados por
carregamentos ineficientes. Porém, caso o departamento de contas do comprador
esteja acompanhando todos os custos da operação, estes impactos certamente
virão à tona.
Ainda, McHale afirma que no caso do transporte realizado por terceiros, para que as
mineradoras realmente considerem todas estas questões, uma vez que estas não se
penalizam por excesso de carga no transporte, os impactos causados à
transportadora pelos custos associados à ineficiência dos carregamentos devem ser
mostrados. Com um carregamento mais eficaz pode-se minimizar o capital de
investimento em material rodante e atingir melhor utilização da frota, assim como
diminuir significativamente os custos de operação com uma vida útil maior dos
equipamentos e da infra-estrutura da via permanente.
Resumindo, os maiores problemas enfrentados por operadoras de carregamento
são carregar com velocidade, precisão e exatidão. Precisão e exatidão podem soar
como sendo a mesma coisa, porém precisão diz respeito à habilidade do sistema de
carregar a uma meta consistente de peso em cada vagão ao longo do trem.
Exatidão diz respeito à habilidade de monitorar e gravar exatamente o que foi
carregado em cada vagão individualmente a um alto nível de assertividade (McHale,
W.J., sem data).
O Sistema de Carregamento Batch Weigh possui todas estas características,
permitindo carregar a uma taxa de 5,5 a 10,5 toneladas por hora, dependendo da
densidade do material, com precisão de repetição de +/-0,25%, totalizando uma
precisão estática de 0,05%, 24h por dia, com espaço de tempo de 10 minutos entre
50
trens. Este é o único sistema no mundo que consegue fornecer a mesma carga em
todos os vagões (McHale, B., 2004).
É importante considerar a exatidão das medições nos diferentes sistemas de
carregamento, sendo:
Precisão estática – precisão da balança apontada no visor e linearidade do sistema.
Repetitividade – capacidade de carregamento consistente com a mesma quantidade
em cada vagão.
Exemplo prático (McHale, B., 2004): demonstração do quão um mínimo erro pode
gerar de impacto no transporte e venda de minério de ferro.
Dados:
Vagão de minério de ferro típico:
Comprimento = 28.21 Pés (8600 mm)
Largura = 9.83 Pés (2996 mm)
Densidade da Carga = 2.4 toneladas/m3
Calcular o peso por cada pé de altura:
Área = 28.21’ x 9.83’ = 277.3 pés2
Volume por pé de altura = 277.3 pés2 x 1 pé = 277.3 pés3
Peso por pé de altura = 277.3 pés3 x 150 libras/pés3 = 41,595 libras ou 20.79
toneladas
Peso por polegada de altura = 41,595 libras / (12 polegadas/pé) = 3,466.25
libras/polegada ou 1.73 toneladas/polegada
51
Conclusão: Cada polegada de altura abaixo ou acima da altura legal resulta em 1,73
toneladas a menos ou a mais de peso – 1,57 Toneladas por cada 2,54 cm de altura
no Vagão!
Abaixo seguem as especificações técnicas do sistema de carregamento Batch
Weigh:
- Silo de 400-700 toneladas de capacidade;
- Amostragem opcional;
- Operação sem operador – programação previamente inserida no sistema, com
quantidade de vagões e códigos destes (o sistema, pelo código do vagão, programa
a quantidade exata de material a ser carregada neste);
- Comando remoto;
- Sincronização de velocidade automática – sistema integrado carregamento-
locomotiva que controla e sincroniza a velocidade de ambos;
- Modelos diferentes de vagões – o sistema funciona com qualquer tipo de vagão
gôndola;
- Trens em seqüência – diferença de 10 minutos entre trens.
52
Fig. 4.2: Silo do Sistema Batch Weigh
(Fonte: BatchMaster Iron Ore Loadout – Totally Automated Train Loading
O Batch Weigh possui um Sistema de Célula Fotoelétrica, que permite seu
funcionamento com qualquer tipo de vagão para estabelecer plano de carregamento
conforme as informações previamente inseridas no sistema (cadastramento dos
vagões) através da detecção dos limites do vagão – frente, fim, altura/obstrução.
Este recurso permite ideal distribuição de carga ao longo da área do vagão
juntamente com a detecção da velocidade/sincronia da composição com o sistema
de carregamento – controle automático e sincronização da velocidade da locomotiva
e do fluxo de carregamento.
53
Fig. 4.3: Chute do sistema Batch Weigh
(Fonte: BatchMaster Iron Ore Loadout – Totally Automated Train Loading)
Os recursos apresentados como formas de minimizar derrame de material são por
Calhas de Escoamento (fig. 4.4), contendo estas borrachas ou correntes que são
utilizadas para estabelecer plano de carregamento e correta distribuição do material
no vagão.
54
Fig. 4.4: Distribuição do material no vagão
(Fonte: BatchMaster Iron Ore Loadout – Totally Automated Train Loading)
55
Fig. 4.5: Carregamento perfeito executado pelo Sistema Batch Weigh
(Fonte: BatchMaster Iron Ore Loadout – Totally Automated Train Loading)
O sistema Batch Weigh ainda possui a opção de Controle Remoto de Carregamento
(sem operador), resultando num mínimo de controles localizados na cabine de
comando do carregado, apenas para operação de emergência, como pode ser visto
na figura 4.6.
56
Fig. 4.6: Mínimo de controles na cabine do carregador
(Fonte: BatchMaster Iron Ore Loadout – Totally Automated Train Loading)
As inovações tecnológicas promovidas pelo Batch Weigh são várias dentre elas:
- Processo integrado - tecnologia de monitorização de velocidade de trens e controle
de carregamentos e reclaim de carga;
- Histogramas para monitorização de desempenho de carregamentos;
- Balanças de Vagões em Movimento Integradas;
- Customização de relatórios;
- Automatização total do processo de carregamento de vagões – sem vigilância.
4.2 SISTEMA FERROVIÁRIO PORTÁTIL DE PESAGEM WEIGHWELL
O sistema de pesagem Weighwell oferece pacotes de soluções para ambas as
pesagens estática e dinâmica na ferrovia, com ênfase em balanças portáteis
(www.weighwell.com).
57
O conceito de balança ferroviária dinâmica foi amplamente estudado e testado,
inovado e premiado antes de ser colocado à disposição dos consumidores. Como
passo final, uma demonstração da operação realizada como divulgação do produto
provou o que antes era visto como impossível para o modo ferroviário.
Ainda, de acordo com o site www.weighwell.com, este conceito foi recebido com
descrédito durante seu desenvolvimento, mas a inovação trazida permite hoje a
pesagem de trens em praticamente qualquer ponto do trecho de movimento, com
agilidade e eficiência.
A principal função da balança portátil Weighwell é acabar com a sobrecarga nos
vagões, seja por excesso da capacidade de peso do vagão, por excesso de peso
por eixo ou mesmo por excesso de peso por roda.
4.2.1 BALANÇA PTW1 – PORTABLE TRAIN WEIGH 1
O Sistema Portátil de Pesagem Dinâmica de Trens PTW1 pode ser carregado por
dois homens a qualquer lugar e instalado em cerca de 15 minutos, permitindo ao
usuário obter peso por eixo do vagão, peso total do vagão e peso total da
composição (www.weighwell.com).
Conforme o site www.weighwell.com, a PTW1 possui flanges de fixação, os quais
são posicionados internamente aos trilhos. Ao passar pela balança, o friso da roda
passa a ser o contato do rodeiro com a área de pesagem da balança, fazendo com
que a banda de rodagem da roda não tenha contato com o trilho. Um sinal elétrico é
coletado e as rodas são guiadas de volta aos trilhos. Os sinais são digitalizados e
processados pelo sistema, informando o peso.
Para este sistema não existem restrições quanto ao tipo de vagão e a calibração já
vem certificada de fábrica.
58
4.2.2 BALANÇA PTW2 – PORTABLE TRAIN WEIGH 2
O Sistema Portátil de Pesagem Estática de Trens PTW2, similarmente ao PTW1,
pode ser carregado por dois homens a qualquer lugar e instalado em cerca de 15
minutos, permitindo ao usuário obter peso por roda do vagão, peso por eixo do
vagão, peso total do vagão e peso total da composição, assim como distribuição de
peso no vagão. Esta é uma solução ideal para prover peso individual de rodas para:
- Locomotivas e carros de passageiros onde uma distribuição irregular de peso
poderia causar desgaste prematuro do veiculo, alem de acidentes;
- Ajuste de molas da suspensão de locomotivas e vagões;
- Carregamento simétrico e distribuição ideal da carga;
- Medir centro de gravidade do vagão.
A PTW2 é operada da mesma maneira da PTW1, mas requer que os veículos sejam
pesados eixo por eixo, estaticamente. A pesagem estática fornece excelente
precisão, mas menos flexibilidade. Devido à sua portabilidade e facilidade de
instalação, a PTW2 pode ser utilizada em várias perfis de linha e posições
(www.weighwell.com).
4.2.3 DEMONSTRAÇÃO DA PTW EM AÇÃO
Primeiro passo: uma vez selecionado o local da pesagem, é realizado o ajuste da
altura em que a balança deve ser instalada em relação aos trilhos (figura 4.7).
59
Fig. 4.7: Ajuste da altura da balança em relação aos trilhos
(Fonte: www.weighwell.com)
Segundo passo: em função da altura selecionada no primeiro passo, é realizado o
ajuste ao corpo principal da PTW (figura 4.8).
Fig. 4.8: Ajuste da balança à altura especificada
(Fonte: www.weighwell.com)
60
Terceiro passo: após o ajuste do corpo principal da PTW, ela é encaixada nos
trilhos.
Fig. 4.9: Fixação da balança nos trilhos
(Fonte: www.weighwell.com)
Quarto passo: é realizada a pesagem do trem.
Fig. 4.10: Pesagem do trem
(Fonte: www.weighwell.com)
61
5. CARREGAMENTOS ESPECÍFICOS DE MINÉRIO DE FERRO DOS CLIENTES
DA MRS LOGÍSTICA S.A.
Neste capítulo serão apresentados todos os carregamentos específicos de minério
de ferro dos clientes da MRS Logística, com descrição e detalhamento de cada um,
assim como a análise crítica de alguns destes carregamentos, com a apresentação
das anomalias encontradas.
5.1 CARREGAMENTOS
Nesta seção serão apresentados e detalhados todos os carregamentos de minério
de ferro presentes na malha da MRS Logística.
5.1.1 ALBERTO FLORES E FEIJÃO
Alberto Flores e Feijão
Devido a sua localização na malha, esses dois terminais são analisados
simultaneamente. O terminal de Feijão está localizado dentro da mina,
diferentemente de Alberto Flores.
62
O terminal de Alberto Flores é operado CVRD e o carregamento é realizado por pá
carregadeira. No entanto, a plataforma de carregamento possui uma área pequena e
em linha reta, o que justifica, em muitas vezes, a divisão do carregamento do trem
com o Terminal do Feijão. A exploração de minério é feita próximo ao local de
carregamento e a estocagem próxima à linha é feita por auxílio de correias
transportadoras e caminhões. É realizado, em média, dois carregamentos por dia.
Informações técnicas:
- Capacidade no terminal: um trem por vez;
- Antes da carga: existe manobra (40min) e a limpeza não é um aspecto
considerável;
- Depois da carga: existe manobra (1h);
- Manutenção programada: não tem;
- Observação: o trem pode ser dividido ao meio (entre Alberto Flores e Feijão) a
pedido dos clientes.
O terminal do Feijão também é operado pela CVRD. O carregamento é feito por
intermédio de diversas pás carregadeiras, posicionadas em diversos pontos da pêra.
São realizados, em média, dois carregamentos por dia. No terminal existem dois
procedimentos de carregamento, tabela completa (132 vagões) e meia tabela (66
vagões), quando, em Alberto Flores, o trem é dividido, despachando metade da
composição para o carregamento no Feijão e os outros 66 vagões carregados em
Alberto Flores
Informações técnicas:
- Capacidade no terminal: dois trens simultaneamente;
- Antes da carga: tempo de preparação, limpeza (40min);
- Depois da carga: tempo de retirada do trem (30min);
- Manutenção programada: não tem;
63
- Observação: o trem pode ser dividido ao meio (entre Alberto Flores e Feijão) a
pedido dos clientes.
5.1.2 CASA DE PEDRA
Casa de Pedra
Terminal operado pela CSN. O terminal recebe minério extraído da mina de Casa de
Pedra, que chega até o carregamento diretamente do depósito da mina através de
correias transportadoras. Como o carregamento não possui depósito nem silo, o
minério que chega pela correia transportadora é diretamente carregado no vagão. O
carregamento de Casa de Pedra possui capacidade de 20 milhões de toneladas de
minério por ano, porém trabalha atualmente num ritmo de 13 milhões de toneladas
por ano. Para o ano de 2006 existe um projeto de ampliação do carregamento de
Casa de Pedra, com a construção de um segundo carregamento no local com
capacidade de 40 milhões de toneladas por ano. O terminal de Casa de Pedra
carrega uma média de 5 trens por dia, onde cada carregamento de 132 vagões dura,
em média, 4 horas sem imprevistos. Uma virtude do terminal é que a correia
transportadora que carrega os vagões tem uma mobilidade lateral do comprimento
de 20 vagões, o que ajuda na boa distribuição da carga nestes.
Informações técnicas:
- Capacidade no terminal: um trem por vez;
64
- Antes da carga: tempo de preparação, limpeza (40min);
- Depois da carga: tempo de retirada do trem (30min);
- Manutenção programada: mensal
5.1.3 OLHOS D’ÁGUA
Olhos D’Água
O TOD é de propriedade da MBR e o carregamento é realizado por silo. No entanto,
há apenas uma linha de carregamento. A exploração do minério é feita no local e
ocorrem, em média, de dois a três carregamentos por dia.
Informações técnicas:
- Capacidade no terminal: dois trens simultaneamente;
- Antes da carga: se o terminal estiver ocupado com trem a frente, o trem a começar
carga deverá esperar a saída do outro. O trem carregado é revistado antes da
partida pois a saída é uma descida. Mesmo que o pátio esteja vazio, o tempo de
antes da carga gira em torno de 20 minutos.
- Depois da carga: o maquinista deve revistar o trem. Este processo dura cerca de
30 minutos.
- Manutenção programada: quinzenalmente, às sextas-feiras.
65
O primeiro carregamento de minério no Terminal Ferroviário de Olhos d'Água, em
Belo Horizonte, aconteceu em outubro de 1990. Até 2001, nele era embarcado o
minério produzido e processado na mina da Mutuca. Hoje, atende exclusivamente à
mina de Capão Xavier. Sua linha tem 594 quilômetros de extensão e chega até o
Terminal Marítimo da Ilha Guaíba. A capacidade atual de carregamento é de
aproximadamente 60 mil toneladas diárias - o que ocupa quatro trens com 132
vagões cada um.
Fig. 5.1: Terminal de Carregamento Olhos D’Água
(Fonte: MRS Logística S.A.)
5.1.4 ANDAIME
Localizado em Rio Acima, o Terminal Ferroviário de Andaime iniciou sua operação
em julho de 1994, para atender à Mina do Pico. Hoje, com a planta de Vargem
Grande (unidade de beneficiamento) em plena operação, recebe também o minério
ali beneficiado, procedente das minas de Tamanduá e Capitão do Mato.
66
Andaime
Terminal de propriedade da MBR, o Andaime detêm o maior volume de
carregamento de minério da companhia. No terminal, o carregamento é feito por silo
e existem duas linhas de carregamento, as quais podem utilizadas simultaneamente.
O transporte até o silo é realizado por intermédio de correias transportadoras, as
quais são posicionadas de acordo com o tipo de minério a ser carregado.
Informações técnicas:
- Capacidade do terminal: o terminal comporta três trens simultaneamente. Dois
podem ser carregados ao mesmo tempo, pois existem dois silos. Os sistemas são
independentes. Se existirem dois trens carregando, o terceiro, ao chegar, entra na
linha do trem que irá terminar a carga primeiramente;
- Antes da carga: em torno de 40 minutos;
- Depois da carga: o trem que estiver na frente deverá sair par o vazio poder entrar
no carregamento;
- Manutenção programada: semanalmente, às sextas-feiras.
67
Fig. 5.2: Terminal Ferroviário do Andaime
(Fonte: MRS Logística S.A.)
5.1.5 PIRES
Pires
Terminal operado pela CVRD. O Pires recebe minério extraído da mina da Ferteco
Minerações Ltda., que chega até a plataforma de carregamento transportado por
caminhão. Os vagões são carregados por pá carregadeiras (uma média de 6 pás
funcionando em conjunto) que possuem uma balança em suas pás diretamente
ligada a um computador de bordo. Todo o minério carregado é pesado pela balança
68
e registrado no computador, que libera um ticket com o carregamento total feito por
cada pá. O peso da carga de cada vagão é estimado pelo operador de cada pá
carregadeira, que pega a média de cada “caçambada” da pá e preenche o vagão
com a quantidade de carga que este suporta. O Terminal Água Santa (Pires) carrega
uma média de 3 trens por dia, onde cada carregamento dura de 5 a 5 horas e meia,
sem imprevistos.
Informações técnicas:
- Capacidade: um trem por vez;
- Antes da carga: em torno de 40 minutos;
- Depois da carga: deslocamento médio de 1h;
- Manutenção programada: não tem.
5.1.6 CARLOS NEWLANDS
Terminal cuja operação é de responsabilidade da Minas Sul. Há possibilidade de
extração de minério no local, no entanto, existem questões burocráticas junto a
órgãos ambientais, que já estão sendo analisadas. Portanto, os estoques de minério
chegam de outras extrações, através de caminhão. Os carregamentos no terminal
são realizados por pás carregadeiras, porém, pretende-se carregar, também, com
caminhão, o que só não foi feito devido à altura insuficiente da plataforma. No
terminal são realizados de dois a três carregamentos por semana..
Informações técnicas:
- Capacidade no terminal: um trem por vez;
- Antes da carga: manobra em torno de 1h;
- Depois da carga: manobra em torno de 40 minutos;
- Observação: poucos trens são carregados neste terminal.
69
5.1.7 SARZEDO
Sarzedo
Terminal operado pela Itaminas. A extração de minério é feita próximo ao
carregamento e o transporte, até as intermediações da plataforma, é feito por
caminhão. O processo de carregamento dos vagões envolve pá carregadeira e
caminhão, onde, a pá carregadeira colhe o minério a ser carregado e carrega o
caminhão, que por sua vez despeja o minério no vagão. São necessários em torno
de quatro caminhões para carregar um vagão. É feito, em média, dois
carregamentos por dia.
Informações técnicas:
- Capacidade no terminal: um trem por vez;
- Antes da carga: manobra em torno de 1h;
- Depois da carga: manobra em torno de 40 minutos;
- Manutenção programada: não tem.
5.2 ANÁLISE DOS CARREGAMENTOS E SUAS ANOMALIAS
Para maior objetividade e foco do estudo, as análises mais profundas, com detecção
de anomalias, serão feitas em apenas quatro dos oito carregamentos de minério de
ferro da MRS Logística, escolhidos em função do tipo de equipamento utilizado e da
produção, em toneladas úteis, realizada por cada um.
70
Como os únicos carregamento por sistema de correia transportadora e caminhão da
MRS Logística S.A. são Casa de Pedra (FCR), da MBR e Sarzedo (FSO), da
Itaminas, respectivamente, estes farão parte dos quatro escolhidos para serem
avaliados.
Os outros dois selecionados são Andaime, da MBR, e Pires, da CVRD, que operam
por meio de silo e pás carregadeiras respectivamente, conforme mostra a tabela 5.1
a seguir.
Tab. 5.1: Produção por carregamento - 2005
TERMINAL TIPO CARREG. TON. ÚTEIS NÚM. VGSANDAIME SILO 31.175.713 319.272 TOD SILO 10.099.835 102.625 CASA DE PEDRA CORREIA 11.339.136 132.779 PIRES PÁ CARREG. 8.651.274 94.286 ALBERTO FLORES PÁ CARREG. 9.706.251 99.138 FEIJÃO PÁ CARREG. 2.239.384 24.493 CARLOS N. PÁ CARREG. 434.903 5.032 SARZEDO CAMINHÃO 6.058.703 63.144
PRODUÇÃO 2005
(Fonte: MRS Logística S.A.)
Mesmo não sendo o terminal que opera por meio de pás carregadeiras com a maior
produção de 2005, o carregamento do Pires foi escolhido, uma vez que os
carregamentos de Alberto Flores e Feijão operam em conjunto, na maioria das
vezes, como dito na seção anterior.
5.2.1 TERMNAL DO ANDAIME
71
O terminal do Andaime é o terminal de maior produção da MRS e foi responsável,
em 2005, por carregar mais de trinta e um milhões de toneladas de minério de ferro,
o que significa 39,1% do carregamento deste produto no mesmo ano.
Com o carregamento feito por meio de silo, o Andaime é considerado, dentre os oito
carregamentos presentes na malha da ferrovia, o de melhor tecnologia e mais bem
preparado para o serviço. Porém, ainda é suscetível a falhas e anomalias devido a
sua tecnologia desatualizada.
Foi constatada no terminal do Andaime a existência de problemas na distribuição
longitudinal da carga nos vagões de minério, assim como ocorrências de vagões
com excesso de peso. Ambas as anomalias estão diretamente ligadas ao trabalho
do operador de carregamento deste terminal.
Como o processo de carga é dinâmico (com o trem em movimento), em algumas
situações a cabeceira da frente do vagão não é totalmente utilizada pelo operador
do carregamento, que tenta compensar a capacidade de carga do vagão carregando
mais na parte de trás. Neste caso, o carregamento fica excêntrico, como pode ser
visto nas figuras 5.3 e 5.4 a seguir.
72
Fig 5.3: Vagão carregado no terminal do Andaime – deslocamento longitudinal
(Fonte: MRS Logística S.A.)
Fig 5.4: Vagões carregados no terminal do Andaime – deslocamento longitudinal
(Fonte: MRS Logísica S.A.)
73
5.2.2 TERMINAL DE CASA DE PEDRA
O terminal de Casa de Pedra foi o segundo maior em produção no ano de 2005,
com mais de onze milhões e trezentas mil toneladas de minério carregadas, e sua
tendência é crescer ainda mais. Operado por meio de correia transportadora, foi o
terminal que apresentou o menor número de anomalias, com menores níveis de
criticidade.
Por ter um sistema de carregamento com correia transportadora e chute capaz de se
movimentar por um comprimento aproximadamente igual ao de vinte vagões de
minério, a distribuição da carga neste terminal é exemplar, na maioria das vezes,
obviamente dependendo ainda da habilidade do operador do carregamento. Veja
figura 5.5 abaixo.
Fig. 5.5: Carregamento exemplar realizado no terminal de Casa de Pedra
(Fonte: MRS Logística S.A.)
74
As anomalias detectadas ficam por conta do derramamento de minério ao longo da
linha, que não é crítico, e às poucas ocorrências de vagões com excesso de peso. O
que prejudica o carregamento, neste aspecto, é o sistema de pesagem por balança
de correia transportadora, que oferece baixa precisão na informação da carga
carregada por vagão.
5.2.3 TERMINAL DO PIRES
Operado por meio de pás carregadeiras, o terminal do Pires foi responsável por mais
de oito milhões e quinhentas mil toneladas de minério de ferro carregadas no ano de
2005, o quarto lugar em produção dentre os terminais na malha da MRS Logística.
Como era de se esperar, o carregamento apresentou um maior número de
anomalias, e também mais críticas, quando comparado aos carregamentos do
Andaime e de Casa de Pedra.
Das anomalias descritas na seção 3.2 deste texto, o carregamento do Pires
apresentou problemas na distribuição da carga nos vagões, derramamento de
minério em excesso nas linhas de carregamento, condições precárias de operação e
disparidade de peso de carga em função da capacidade do vagão.
As anomalias referentes à distribuição de carga nos vagões variaram entre
deslocamento longitudinal e transversal, como pode ser verificado nas figuras 5.6 e
5.7 a seguir.
75
Fig. 5.6: Carregamento do Pires - deslocamento transversal
(Fonte: MRS Logística S.A.)
Fig. 5.7: Carregamento do Pires – presença de “vazios” nos vagões
(Fonte: MRS Logística S.A.)
76
No que diz respeito ao derramamento de minério, grandes quantidades do produto
caem entre os vagões e a plataforma de carregamento durante o processo de carga,
assim como do outro lado do vagão. As condições de operação do carregamento
pioram este tipo de ocorrência uma vez que, com o acúmulo de minério sobre a
plataforma, os pneus das pás carregadeiras também contribuem empurrando
minério de ferro para a linha de carregamento. Observe a figura 5.8 a seguir.
Fig. 5.8: Carregamento do Pires – excesso de minério ao redor dos vagões
(Fonte: MRS Logística S.A.)
As condições físicas do terminal ficam ainda piores no pós-carga, quando a linha de
carregamento deve ser completamente limpa, incluindo as máquinas de chave da
pêra, o que ocasionalmente não acontece, como visto na figura 5.9 a seguir.
77
Fig. 5.9: Carregamento do Pires – máquina de chave com excesso de minério entre
as agulhas.
(Fonte: MRS Logística S.A.)
O excesso de minério sobre a plataforma de carregamento piora as condições de
operação do terminal, contribuindo para maior queda de material sobre os trilhos e
aumentando o risco de ocorrência de acidentes com paralisação do carregamento,
causando atrasos e prejuízos.
78
Fig. 5.10: Carregamento do Pires: excesso de minério sobre a linha, entre os trilhos
e na beira da plataforma de carregamento.
(Fonte: MRS Logística S.A.)
5.2.4 TERMINAL DO SARZEDO
Operado por meio de caminhões e responsável por mais de seis milhões de
toneladas carregadas em 2005, quinto lugar em produção, o terminal do Sarzedo é
de longe o mais crítico de todos, apresentando todos os tipos de anomalias em
níveis bem altos quando comparados aos outros dentro da malha da MRS Logística.
A operação da carga por caminhões é a mais complicada de todas e,
consequentemente, maior geradora de problemas. Os índices de acidentes neste
terminal devido a derramamento de minério de ferro na linha e más condições de
operação do terminal são muito altos e supera o de todos os outros terminais de
carregamento de minério.
79
Os maiores problemas no terminal do Sarzedo se encontram da distribuição de
carga nos vagões, derramamento de minério de ferro na linha de carregamento e
más condições de operação do terminal.
Em relação à distribuição de carga, na maioria das vezes há presença de
deslocamento transversal. Esta ocorrência é mais crítica e freqüente em
carregamentos por meio de caminhão, como pode ser visto na figura 5.11 a seguir.
Fig. 5.11: Carregamento do Sarzedo – deslocamento transversal
(Fonte: MRS Logística S.A.)
No que diz respeito às condições de operação do terminal, a plataforma de
carregamento está desalinhada em alguns pontos e tombando em direção à linha,
as linhas de carregamento apresentam bitolas abertas e fora de condições de
suportarem locomotivas e o excesso de minério sobre a plataforma cobriu a barra de
proteção na beira da plataforma. Esta barra de proteção devia ser utilizada pelos
motoristas dos caminhões como limite para apoiar os pneus destes, mas com a
80
ausência dela, acidentes como o mostrado na figura 5.12 a seguir se tornaram
freqüentes.
Fig. 5.12: Carregamento do Sarzedo – caminhão caído dentro de vagão.
(Fonte: MRS Logística S.A.)
As más condições de operação do terminal contribuem ainda mais para a piora do
derramamento de minério sobre a linha de carregamento, que já atinge índices
altíssimos neste tipo de carregamento. É comum caminhões bascularem a carga de
minério fora das dimensões dos vagões, uma vez que a mobilidade dos caminhões e
os recursos deste tipo de operação são muito inferiores se comparados aos outros
presentes na malha da MRS Logística.
81
5.3 EXEMPLO DE MELHORIA NO TERMINAL DO ANDAIME
O carregamento do Andaime, sendo o mais produtivo e importante da malha da
MRS Logística, foi tomado como exemplo, nesta seção do texto, para uma
estimativa de melhoria em função da sua tecnologia.
Considerando a tecnologia do carregamento de granéis Batch Weigh, apresentada
no capítulo 4 deste texto, aplicada ao carregamento do Andaime, tomando-se os
números de produção realizados no ano de 2005 pelo terminal do Andaime (tabela
5.1) e considerando o cálculo do impacto dos diferentes níveis de erros de pesagem
mostrados na tabela 4.1, considerou-se:
- 100% da produção do terminal do Andaime destinada à exportação;
- valor aproximado do frete pago à MRS Logística, por tonelada, a partir do terminal
do Andaime até o Rio de Janeiro: R$23,00;
- valor aproximado do produto para exportação por navio pago à mineradora, por
tonelada: US$50,00;
- precisão do carregamento atual do Andaime: (±) 0,3% (média da tecnologia
utilizada no Andaime, de acordo com McHale, William.).
Nestas condições de operação e produção, caso o terminal do Andaime tivesse sido
operado no ano de 2005 utilizando a tecnologia de carregamento Batch Weigh, a
MRS Logística poderia ter arrecadado até cerca de R$2.151.124,00 a mais de frete,
referentes aos erros de pesagem do sistema atual. Já a MBR poderia ter arrecadado
até cerca de US$4.676.357,00 a mais pelo produto vendido, também referente aos
mesmos erros de pesagem do sistema atual utilizado no terminal do Andaime.
82
6. CONCLUSÃO
O estudo apresentado nesta monografia mostra o quanto a operação da MRS
Logística está vulnerável aos carregamentos de minério de ferro presentes na sua
malha ferroviária. As anomalias aqui apresentadas ocorrem com freqüência na
maioria destes terminais de carregamentos e, com o aumento constante da
produção de minério e do transporte deste produto via ferrovia, a tendência é que os
índices atinjam níveis ainda maiores caso nada seja feito para virar este quadro.
Mesmo os carregamentos presentes na malha da MRS vistos como carregamentos
muito eficientes por um grande número de ferroviários, como é o caso do terminal do
Andaime e de Casa de Pedra, possuem tecnologias já obsoletas quando
comparadas às que são utilizadas nas maiores e mais ricas ferrovias do mundo. Daí
pode-se concluir o quanto a MRS Logística está sujeita aos problemas descritos
neste texto em se tratando do carregamento de Sarzedo, por exemplo.
No que diz respeito à nova tecnologia de carregamento apresentada neste texto, o
sistema Batch Weigh, cabe aos clientes da MRS Logística investirem na atualização
de seus carregamentos, uma vez que a MRS não é proprietária de nenhum dos
terminais de carregamento apresentados. Uma ação em conjunto, MRS e clientes,
também pode ser tomada, já que ambos os lados sairiam ganhando com a inovação.
Já a MRS Logística pode utilizar as balanças PTW para monitorar e fiscalizar os
terminais de carregamento de minério na sua malha no que diz respeito à
distribuição de carga nos vagões e quantidade de carga nestes. A balança PTW2,
de pesagem estática, poderia ser utilizada aleatoriamente entre os terminais de
carregamento para chegar-se a um índice concreto de vulnerabilidade da operação
da MRS a cada carregamento e, a partir daí, tomar ações focadas de maneira a
minimizar e acabar com as anomalias presentes nestes terminais.
83
O cargo de inspetor de carga, existente em outras ferrovias brasileiras, também
poderia ser adotado pela MRS Logística com o objetivo de monitorar e fiscalizar de
perto todos os carregamentos de minério de ferro presentes na sua malha.
Esta monografia pode servir como passo inicial de um estudo mais aprofundado e
específico das anomalias presentes nos terminais ferroviários de carregamento de
minério de ferro.
No ritmo de crescimento que a ferrovia brasileira vem apresentando nos últimos
anos, um foco maior tem sido dado à segurança pessoal e material, à saúde e ao
meio ambiente. Para que a ferrovia continue crescendo e atinja cada vez índices
maiores de desenvolvimento, uma atenção ainda maior deve ser dada aos
problemas oriundos dos carregamentos de minério de ferro e investimentos de
melhoria devem ser feitos para que a excelência no transporte ferroviário de carga
seja atingida no futuro.
84
BIBLIOGRAFIA
[1] BRANCO, José Eduardo e FERREIRA, Ronaldo. Tratado de Estradas de Ferro Vol. II. Editora. Ano.
[2] REAGAN, Paul e FREEMAN, Jim. Batch Weigh: Weighing The Options. 2004.
[3] McHALE, William J. Benefits of Improving Train Loading Efficiency.
[4] McHALE, Bill. BatchMaster Iron Ore Loadout: Totally Automated Train
Loading. 2004.
[5] PTW: The Portable Train Weigher – www.weighwell.com.