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Porf. Rodrigo de Alvarenga Rosa 16/08/2010
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1Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga [email protected](27) 9941-3300
Departamento de Eng. Produção
Operação FerroviáriaCirculação
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Introdução
• A operação ferroviária diz respeito à circulação de trens pela ferrovia a fim de atender a um fluxo de transporte.
• Um fluxo de transporte corresponde ao transporte contratado por um cliente de certo volume de carga de uma origem para um destino.
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Introdução
• A maior função da operação é ter
um olhar sistêmico sobre toda a ferrovia
com foco em utilizar todos os recursos da ferrovia a fim de conseguir transportar o maior volume de carga possível atendendo aos fluxos de transporte contratados preservando ao máximo os ativos da ferrovia, com segurança para todos os seus colaboradores e preservando o meio ambiente.
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Introdução
• Na operação ferroviária que a unidade mínima de transporte é o vagão e a unidade mínima de tração é a locomotiva.
• Estes vagões são agrupados e engatados em locomotivas nos pátios ferroviários para formar os trens e são estes trens que efetivamente circulam na ferrovia.
• Entende-se por Circulação dos Trens todos os movimentos dos trens ao longo da VP.
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5Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Equipagem dos Trens• Para que possa haver a circulação dos trens, devem existir profissionais
qualificados para conduzir estes trens.
• Estes profissionais necessários para a locomoção do trem são denominados como Equipagem dos Trens.
• Equipagem
– Maquinista;
– Auxiliar de maquinista.
• A situação na qual a equipagem é formada somente pelo maquinista é denominada por monocondução.
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Cálculo da Frota de Vagões e de Locomotivas
• Frota é o número de veículos
– Se for vagões é a frota de vagões
– Se for locomotiva é a frota de locomotivas.
• A frota pode possuir um subconjunto dedicado a um cliente específico e até mesmo a um fluxo de transporte específico. Por exemplo, frota de HFE dedicada ao calcário.
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Rotação de Vagões e Ciclo de Vagões
• A Rotação de Vagões pode ser entendida como sendo o tempo gasto, em dias, entre dois carregamentos sucessivos.
• Neste tempo gasto estão incluídos os tempos:
– de carregamento do vagão na origem,
– circulação do vagão carregado até o destino,
– descarga do vagão no destino e
– transporte do vagão vazio até outro ponto de carregamento.
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Rotação de Vagões e Ciclo de Vagões
• O Ciclo de Vagões é um caso especial de Rotação de Vagões onde o vagão sai de uma origem onde carregou, vai para um destino descarregar e retorna para a mesma origem onde carregou para fazer um novo carregamento.
• Nas ferrovias FCA, EFVM e EFC estes conceitos são muitas das vezes mencionados como sinônimo, no entanto, o correto é que rotação de vagões é um conceito diferente do conceito de ciclo de vagão.
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Rotação de Vagões e Ciclo de Vagões
• Um grande problema do cálculo da rotação do vagão é que como o vagão é o fato que o vagão nem sempre retorna para o mesmo ponto de origem.
• Assim, controlar vagão a vagão a rotação fica muito difícil. Desta forma, considera-se, para efeito de simplificação, nesta apostila que o conceito rotação será o mesmo conceito de ciclo de vagão
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Numeração dos Trens
• Os trens são numerados conforme o seu sentido
– os trens subindo tem numeração impar e
– os trens descendo, numeração par.
• A expressão subindo identifica o trem que vai do litoral para o interior do país e o descendo o sentido contrário
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Gráfico de Circulação de Trens
• O Gráfico de Circulação de Trens é uma ferramenta visual elaborado sobre uma folha quadriculada onde são desenhados dois eixos coordenados.
• O eixo vertical representa a posição das estações ferroviárias
• O eixo horizontal representa a escala de tempo na qual o trem se desloca
• Todas as considerações nesta seção dizem respeito a uma linha singela.
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Gráfico de Circulação de Trens
• O Gráfico de Circulação de Trens é uma ferramenta visual elaborado sobre uma folha quadriculada onde são desenhados dois eixos coordenados.
• O eixo vertical representa a posição das estações ferroviárias
• O eixo horizontal representa a escala de tempo na qual o trem se desloca
• Todas as considerações nesta seção dizem respeito a uma linha singela.
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Gráfico de Circulação de Trens
O Gráfico de Circulação de Trens
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Gráfico de Circulação de Trens
O Gráfico de Circulação de Trens
Trem circulando
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Gráfico de Circulação de Trens
Trem circulando
Ângulo = Velocidade do trem (constante)
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Gráfico de Circulação de Trens
Trem parado entre o tempo 13 a 16
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Gráfico de Circulação de Trens
O Gráfico de Circulação de Trens
Dois trens circulando
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Gráfico de Circulação de Trens
ERRO de circulação
Dois trens vão colidir um pouco antes da Estação 3
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Gráfico de Circulação de Trens
Uma proposta de circulação correta para o erro anterior
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Gráfico de Circulação de Trens
Uma proposta de circulação correta para o erro anterior
Estação 1
Estação 2
Estação 3
Estações (Km)
Tempo (Hrs)0 4 13 20165 10 20
Estação 4 C01
C01
C02
C02
1 126
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Gráfico de Circulação de Trens – Linha Dupla
Cruzamento entre dois trens em linha dupla
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Gráfico de Circulação de Trens
Cruzamento entre dois trens
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Gráfico de Circulação de Trens
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Gráfico de Circulação de Trens
• O Gráfico de Trens serve não só para controlar o tráfego de trens, mas também planejar toda a circulação de trens.
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Centro de Controle Operacional (CCO)
• As ferrovias modernas adotam o esquema de um único escritório centralizado para o controle da operação da ferrovia.
• Nesse escritório, todas as informações da via permanente, do material rodante circulando, em pátio e em oficina, as manutenções programadas da VP, escala da equipagem e todas as outras informações da ferrovia devem ser centralizadas.
• Esse escritório centralizado é denominado Centro de Controle Operacional, ou abreviadamente CCO.
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Centro de Controle Operacional (CCO)
• Sua função precípua é manter o gerenciamento operacional visando: a melhor utilização de todos os recursos da ferrovia, o atendimento aos fluxos de transporte contratados, à preservação da VP e o material rodante, mantendo a segurança de todos os profissionais da ferrovia e garantindo que não haja danos ao meio ambiente.
• Uma responsabilidade enorme!
• O CCO é composto por uma equipe de profissionais qualificados e especialistas em diversas áreas que trabalham em equipe
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Centro de Controle Operacional (CCO)
• Centralizar as informações e a tomada de decisão em um escritório único na ferrovia permite, dentre as diversas vantagens, uma gerência mais efetiva da malha
• O operador do CCO pode prever não só o que está acontecendo em trecho da via, mas, sobretudo, prever o que está acontecendo na ferrovia como um todo, pois ele sabe quais outros tráfegos irão chegar ao trecho que ele está tomando a decisão.
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Centro de Controle Operacional (CCO)
• Ele pode fazer uma distribuição mais eficiente do material rodante, pois tem todo o conhecimento da operação como já mencionado.
• Como ele sabe a intensidade do tráfego em toda a ferrovia, ele sabe onde podem ser abertas janelas de manutenção para o pessoal da VP trabalhar, pode ainda, com esta informação saber quando pode entregar os vagões e locomotivas para as oficinas de vagão e locomotivas a fim de sofrerem as manutenções.
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Centro de Controle Operacional (CCO)
• Em síntese:
• O CCO tem uma visão sistêmica de toda a ferrovia e, assim, pode atuar de forma consistente no melhor gerenciamento de todos os recursos da ferrovia visa ndo sua maior produtividade!
• Como a ferrovia opera 24 horas por 365 dias do ano, é necessário que o CCO possua equipes de profissionais rodando escala e esteja sempre controlando o tráfego, visando à segurança e eficiência da operação ferroviária.
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• TU (Tonelada Útil)
• Nada mais é que o somatório das toneladas úteis transportadas na ferrovia.
• Ele é expresso em TU x 103 e sua apuração é mensal.
Indicadores de produção
∑ ∑= =
=n
i
m
vvif TUTU
1 1
fTU - indicador Tonelada Útil da ferrovia;
i - número de vagões da ferrovia; v - número de viagens de cada vagão da ferrovia;
viTU - tonelada útil de cada vagão i da ferrovia em uma viagem v .
Indicadores de desempenho operacional
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• TKU (Tonelada Quilômetro Útil)
• Assim, o índice mais usado pelas ferrovias é o Momento de Transporte que mede a tonelada útil transportada pela distância percorrida
• Ele é conhecido por TKU (Tonelada Quilômetro Útil), ou seja, o somatório dos produtos das toneladas úteis transportadas multiplicadas pelas distâncias em quilômetros correspondentes.
• Usualmente é expresso em TKU x 106 e sua apuração é mensal.
Indicadores de produção
Indicadores de desempenho operacional
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• TKU (Tonelada Quilômetro Útil)
Indicadores de produção
vi
n
i
m
vvif KmTUTKU .
1 1∑ ∑
= =
=
Onde:
fTKU - indicador Tonelada Quilômetro Útil da ferrovia;
i - número de vagões da frota; v - número de viagens de cada vagão da ferrovia;
viTU - tonelada útil de cada vagão i da frota em uma viagem v.
viKm - quilometro percorrido por cada vagão i da ferrovia em uma viagem v transportando
viTU toneladas.
Indicadores de desempenho operacional
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• TKB (Tonelada Quilômetro Bruta)
• O TKB mede a tonelada bruta transportada (lotação mais a tara dos vagões) pela distância percorrida, ou seja, o somatório dos produtos das toneladas brutas transportadas multiplicadas pelas distâncias em quilômetros correspondentes.
• Usualmente é expresso em TKB x 106 e sua apuração é mensal.
Indicadores de produção
Indicadores de desempenho operacional
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• TKB (Tonelada Quilômetro Bruta)
Indicadores de produção
vi
n
i
m
vvif KmTBTKB .
1 1∑ ∑
= =
=
Onde:
fTKB - indicador Tonelada Quilômetro Bruta da ferrovia;
i - número de vagões da ferrovia; v - número de viagens de cada vagão da ferrovia;
viTB - tonelada bruta (tara mais tonelada útil ou lotação) de cada vagão i da ferrovia em
uma viagem v. Portanto, a tonelada bruta é calculada como: viivi LotaçãoTaraTB +=
viKm - quilometro percorrido por cada vagão i da ferrovia em uma viagem v transportando
viTB toneladas.
Indicadores de desempenho operacional
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Indicadores de produção
• TKB (Tonelada Quilômetro Bruta)
• Este indicador é importante para compor, sobretudo, o indicador de eficiência energética, tendo em vista a locomotiva ter de tracionar todo o peso do vagão.
Indicadores de desempenho operacional
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Introdução
• Os pátios ferroviários são locais de grande complexidade na operação ferroviária e um dos maiores gargalos da operação ferroviária.
• Nos terminais de cargas diversas, estima-se que 70% da frota de uma ferrovia estão em pátios efetuando manobras diversas.
• Nos terminais especializados este valor gira em torno de 40 %.
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Introdução
• Por dados empíricos, tem-se que os veículos ferroviários, sobretudo vagões, passam mais da metade de sua vida útil dentro de pátios ferroviários.
• Aproximadamente 60% da equipe técnica de uma ferrovia estão lotadas em pátios ferroviários.
• Os novos projetos de pátios ferroviários demandam muitos recursos financeiros, podendo ser estimados em mais de 50% do custo de uma nova ferrovia.
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Definição
• Define-se pátio ferroviário como sendo uma área de esplanada em que um conjunto de vias é preparado para desmembramento e formação de trens, estacionamento de carro e vagões, operações de carregamento e descarga de produtos, manutenção de material rodante e outras atividades.
• Nos pátios, o tráfego se opera mediante regras, instruções e sinais próprios e, via de regra, em velocidades reduzidas.
• Cada pátio possui pessoal e equipamento próprio que são usados da melhor maneira visando reduzir, principalmente, o tempo de estadia dos vagões dentro dos pátios.
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Terminologia Básica
• Manobra Ferroviária pode ser definida como todas as operações que têm por objetivo movimentar vagões e locomotivas pelas linhas dos pátios ferroviários visando o desmembramento e a formação de trens para atender às operações ferroviárias.
• Corte é a separação de um conjunto de vagões do trem de chegada que tem por destino uma linha do pátio de classificação.
• Cortar um Vagão significa abrir o engate entre dois vagões, ou entre vagão e locomotiva, separando-os ou desengatando-os com o objetivo de desmembrar o trem em lotes ou vagões isolados.
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Corte entre Vagão e Locomotiva
Corte Executado - Pátio de Fundão
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Terminologia Básica
• Engatar vagão ou locomotiva é atividade de se recuar um trem, a baixa velocidade, para engatar o vagão da cauda no vagão que está estacionado.
• Após o engate, devem ser conectados os mangotes do encanamento geral e ser feita a abertura das torneiras angulares visando a passagem de ar pelo encanamento geral de toda a composição.
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Terminologia Básica
• Desengatar vagão ou locomotiva é atividade de se abrir o engate e autorizar a locomotiva puxar para que o bloco de vagões seja separado do trem manobrado.
• Atenção especial deve ser dada ao fechamento das torneiras angulares evitando que o trem aplique emergência.
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Terminologia Básica
• Teste de vazamento de freio ou teste de cauda é o teste que deve ser realizado imediatamente antes do trem sair para viagem.
• Após o trem formado, este teste consiste basicamente em passar ar pelo encanamento geral até a pressão de viagem, que depende do tipo do material rodante, bitola larga ou bitola métrica.
• Após isto, isolar o abastecimento de ar para o encanamento geral.
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Terminologia Básica
• Depois deste tempo, verifica-se qual foi a perda de pressão, se ela estiver dentro dos limites aceitáveis para o trecho que o trem vai circular, o trem é liberado para viagem.
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Terminologia Básica
• Puxar o trem significa autorizar a locomotiva a circular para frente com a locomotiva na frente da composição
• Recuar o trem significa circular com o trem de ré, lembrando, sempre, que para realizar esta operação, deve-se ter cobertura de cauda.
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Terminologia Básica
• Formação de trem é a operação de fazer o engate de diversoslotes ou grupos selecionados de vagões que irão compor um trempara uma viagem.
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Tipos de pátios ferroviário
• Os tipos dos pátios são definidos em função das operações que nele podem ser realizadas
• Tipos de pátios– Pátio de Cruzamento; – Pátio de Manobra; – Terminal Ferroviário;– Pátio de Triagem;– Pátio de Oficina,– Pátio de Intercâmbio.
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Pátio de Manobra
• Pátios de Manobra são aqueles pátios destinados arealizar todo tipo de manobra de veículos ferroviários
• São formados por diversas linhas, agrupadas em feixesque formam os subpátios, e que têm por objetivo otimizaras manobras ferroviárias visando o desmembramento e aformação de trens
• Os Pátios de Manobra tem uma Estação Ferroviáriaresponsável por coordenar todas as atividades de manobrado pátio
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Pátio de Manobra• Os Pátios de Manobra podem ser subdivididos em três
áreas, ou feixes de desvios– Recepção– Classificação– Partida ou Formação
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Pátio de Recepção
• No Pátio de Recepção – o trem é recebido, – a locomotiva de viagem é cortada do trem, – os vagões são estacionados e ficam aguardando
vaga para ir para o Pátio de Classificação
• A maior importância do Pátio de Recepção é acomodar todos os vagões direcionados para o Pátio de Manobra e liberar imediatamente as linhas de circulação da ferrovia, permitindo, assim, que o tráfego ocorre sem interrupções
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Pátio de Classificação
• Pátio de Classificação é o que tem maior quantidade de linhas
• Cada uma destas deve ser destinada a conjunto de vagões que tenham um destino ou um cliente ou um produto
• Visa o desmembramento dos vagões para posterior agrupamento no Pátio de Partida ou Formação
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Pátio de Formação
• O Pátio de Formação tem por objetivo principal agrupar os conjuntos de vagões classificados no Pátio de Classificação dentro da seqüência de estações a que eles se destinam e engatar uma locomotiva de viagem a fim de iniciar mais uma viagem com um novo trem
• Devem ser providenciadas todas as documentações necessárias para que o trem siga viagem, notas fiscais e conhecimentos de embarque. – Vagão sem documentação é considerado vagão
clandestinos.
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Pátio Terminal Ferroviário
• O Terminal Ferroviário é um pátio ferroviário dedicado ao carregamento e a descarga de produtos
• Nos Terminais Ferroviários devem existir áreas projetadas para o carregamento e descarga de produtos compostas por instalações próprias para cada tipo de produto