MINISTRIO DA DEFESA EXRCITO BRASILEIRO

SECRETARIA DE CINCIA E TECNOLOGIA CURSO DE ESPECIALIZAO EM TRANSPORTE

FERROVIRIO DE CARGA INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA

ACADEMIA MRS

EDUARDO TEIXEIRA FONSECA E SILVA

ANLISE DA EVOLUO DOS DEFEITOS DA VIA PERMANENTE DA MRS PARA PLANEJAMENTO DE

INTERVENES PREDITIVAS DE MANUTENO

Rio de Janeiro 2006

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INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA

EDUARDO TEIXEIRA FONSECA E SILVA

ANLISE DA EVOLUO DOS DEFEITOS DA VIA PERMANENTE DA MRS PARA PLANEJAMENTO DE INTERVENES PREDITIVAS

DE MANUTENO

Monografia apresentada ao Curso de Especializao em Transporte Ferrovirio de Carga do Instituto Militar de Engenharia, como requisito parcial para a obteno do ttulo de Especialista em Transporte Ferrovirio de Carga.

Orientador: Prof. Jorge Luis Goudene Spada D.Sc. Tutor: Eng Alexandre Jacob Alves - M. Sc.

Rio de Janeiro 2006

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minha famlia. Mariana.

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Agradecimentos

Agradeo a todos que de uma forma direta ou indireta, colaboraram para que eu pudesse ampliar meus conhecimentos. Ao meu Tutor Alexandre Jacob, brilhante em sua funo de me guiar com energia e ateno na conduo do trabalho. Meu Orientador Jorge Spada, pelas sugestes de melhorias no trabalho. Ao Instituto Militar de Engenharia (IME), MRS Logstica S.A. e Centro de Estudos e Pesquisas Ferrovirias (CEPEFER) pela iniciativa e pela oportunidade dada de crescimento profissional. Professora Maria Cristina Sinay, pela ateno e sugesto de abordagem. Ao Amauri, supervisor de Via do Ncleo de Belo Vale e toda sua equipe, em especial Luiz Carlos e Gleison pela disponibilidade e presteza. Vanea Nogueira, eterna conselheira. Aos colegas Alexandre Leonardo e Leonardo Soares pelas consultorias precisas. Luiz Cludio Parijs pela ateno e disponibilidade do instrumento de pesquisa e Joo Bosco de Lima, meu tutor honorrio pelas orientaes tcnicas. Leopoldo Lobo e Jos Dias, pelos dados de TKB fornecidos, informao fundamental para a realizao deste trabalho. Aos colegas da gerncia de manuteno de vages de So Paulo, por entenderem a necessidade de minha ausncia para a concluso do curso. Aos amigos do curso pela amizade e companheirismo. A Deus, pela luz, pela vida!

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Resumo

A proposta da manuteno preditiva da Via Permanente neste trabalho vem confrontar as teorias empricas que levam em considerao o fator tempo como a principal referncia para a degradao da Via. Baseado em um banco de dados formado pelo equipamento Trolley de medio de parmetros da superestrutura, busca-se uma estimativa do momento (condio) em que ocorrer a falha. O que proposto aqui uma abordagem da taxa de evoluo da abertura de bitola relacionada tonelagem bruta circulante na superestrutura, dado que este o principal agente mensurvel da degradao da Via. Sabe-se que as intempries ambientais e a qualidade dos materiais empregados na superestrutura influenciam significativamente nos parmetros analisados, porm foge do escopo desta pesquisa este tipo de anlise. Para efeito de definio do comportamento dos parmetros, ser considerada a via como homognea, isto , com os dormentes, tirefonds e placas de fixao nos mesmos estados de conservao.

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Sumrio LISTA DE ILUSTRAES 08 LISTA DE TABELAS 10

1 INTRODUO 11 1.1 Consideraes Gerais 11 1.2 Justificativa 11 1.3 Objetivo 12 1.4 Organizao do Trabalho 13

2 GEOMETRIA DE VIA PERMANENTE 15 2.1 Tangente 15 2.2 Curva Circular 16 2.3 Curvas com transio (espiral) 19 2.4 Curvas Compostas 20 2.5 Curva Reversa 21 2.6 Superelevao 22 2.6.1 - Clculo da superelevao 23 2.6.2 Rampa de Superelevao 26 2.7 Bitola 26 2.8 Superlargura 27 2.9 Nivelamento da Via 29 2.10 Alinhamento da Via 29

3 DEFEITOS NOS PARMETROS GEOMTRICOS 30 3.1 Desalinhamento 31 3.2 Desnivelamento 31 3.2.1- Desnivelamento Longitudinal 32 3.2.2 Desnivelamento Transversal 33 3.3 Defeito de Bitola 33 3.3.1- Alargamento de Bitola (Wide Gauge) 34 3.3.2 Estreitamento de Bitola (Narrow Gauge) 35 3.3.3 GWR 35

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3.4 Empeno e Toro 36 3.4.1 Toro 37 3.4.1 Empeno (Warp) 37 3.5 Tolerncias dos Parmetros de Geometria da Via 38

4 MANUTENO DA SUPERESTRUTURA FERROVIRIA 42 4.1 Tipos de Manuteno da Superestrutura 42 4.1.1 Manuteno Corretiva 43 4.1.2 Manuteno Preventiva 43 4.1.3 Manuteno Preditiva 45 4.2 Seleo do mtodo de atuao 48 4.2.1 Bitola Aberta 48 4.2.2 Empeno 50

5 ESTUDO DE CASO 52 5.1- Instrumento de Pesquisa 52 5.1.1 Histrico 55 5.2 O Trecho Estudado 56 5.3 Anlise dos dados 62 5.3.1- Medies de bitola 63 5.3.1.1 Clculos para estimativa das retas dos pontos representativos e projees de MTBT para a bitola. 67

6- CONCLUSES E RECOMENDAES 70

7 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS 72

APNDICES 73 APNDICE 1: Medio em campo (31/03/2006) APNDICE 2: Medio em campo (14/04/2006) APNDICE 3: Medio em campo (28/04/2006) APNDICE 4: Medio em campo (17/05/2006) APNDICE 5: Medio em campo (02/06/2006)

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LISTA DE ILUSTRAES

FIGURA 2.1: Planimetria geomtrica 16 FIGURA 2.2: Elementos de uma Curva Circular 17 FIGURA 2.3: Medio da flecha da curva a partir de corda de 20 m 18 FIGURA 2.4: Diagrama da curva circular simples 18 FIGURA 2.5: Curva com transio (espiral) 19 FIGURA 2.6: Diagrama da curva com transio 19 FIGURA 2.7: Curva composta (representao e diagrama) 20 FIGURA 2.8: Diagrama de uma curva composta com espiral 20 FIGURA 2.9: Curva Reversa sem espiral 21 FIGURA 2.10: Curvas reversas com espiral: (a) sem tangente intermediria (b) com tangente intermediria 21 FIGURA 2.11: Superelevao 22 FIGURA 2.12: Representao de um veculo trafegando em curva 24 FIGURA 2.13: Diagrama de representao da superelevao 26 FIGURA 2.14: Bitola larga 27 FIGURA 2.15: Jogo de Bitola 28 FIGURA 3.1: Desalinhamento em tangente 31 FIGURA 3.2: Linha Desnivelada longitudinalmente 32 FIGURA 3.3: Desnivelamento Transversal (defeito de superelevao) 33 FIGURA 3.4: Alargamento de bitola 34 FIGURA 3.5: Estreitamento de Bitola 35 FIGURA 3.6: Variao da Bitola (g) 36 FIGURA 3.7: Toro 37 FIGURA 3.8 Clculo do empeno 38 FIGURA 4.1: Desgaste Horizontal do boleto 49 FIGURA 4.2: Desgaste Horizontal do boleto em um trilho j invertido 49 FIGURA 4.3 : Socadora Plasser 51 FIGURA 5.1: Data Logging Trolley 53 FIGURA 5.2: Posio do sensor eletromecnico do Trolley 53 FIGURA 5.3: Display de LCD do Trolley (Fonte: Manual Abtus) 54 FIGURA 5.4: Mapa da MRS Logstica: (a) geral; (b) trecho Estudado 57

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FIGURA 5.5: Grfico de inspeo do TrackSTAR no trecho selecionado 59 FIGURA 5.6: Comparao entre medies de Bitola: (a)TrackSTAR. (b) Trolley 60 FIGURA 5.7: Curva 1 61 FIGURA 5.8: Curva 2 62 FIGURA 5.9: Plotagem dos dados coletados - Curva 1 63 FIGURA 5.10: Plotagem dos dados coletados - Curva 2 64 FIGURA 5.11 Grfico dos pontos representativos para bitola na Curva 1 65 FIGURA 5.12 Grfico dos pontos representativos para bitola na Curva 2 66

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LISTA DE TABELAS

Tabela 3.1: Limites de Tolerncia do TrackSTAR 40 Tabela 5.1: Cronograma de medies e Tonelagem Bruta Circulante 63 Tabela 5.2: Comportamento dos pontos com maior variao nas medies de bitola - (Curva1) 64 Tabela 5.3: Comportamento dos pontos com maior variao nas medies de bitola - (Curva2) 65 Tabela 5.4: km 525+054 68 Tabela 5.5: Equaes e projees de MTBT para Curva 1 69 Tabela 5.6: Equaes e projees de MTBT para Curva 2 69

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1 - INTRODUO

1.1 Consideraes Gerais

No momento em que o iminente aumento da circulao de trens na malha da MRS se concretiza concernindo s projees do volume de carga de seus clientes, a atividade de manuteno se torna funo estratgica fundamental Companhia. A gesto dos ativos da empresa deve disponibilizar seus materiais rodantes, via permanente (VP) e sinalizao com confiabilidades cada vez mais altas e focar em um efetivo tratamento das falhas.

No caso especfico da via permanente, a manuteno impacta diretamente no fator segurana, proporcionando a reduo de acidentes, alm do conseqente aumento da produtividade, j que uma VP em bom estado possibilita um aumento da velocidade de circulao dos trens e a conservao do material rodante circulante por sua superestrutura.

Esta condio transformou a atividade de manuteno da via permanente em um fator crtico de sucesso, no momento em que os custos de manuteno cada vez mais altos impactam significativamente na despesa total e consequentemente na capacidade de se manter padres de qualidade satisfatrios.

1.2 Justificativa

O aumento da produo gera uma maior necessidade de manuteno, situao que conflita com a dificuldade de intervalos de circulao para as intervenes. Por isso, esta ao deve ser precisa e predita do momento da falha na superestrutura para adequar a manuteno da VP com os intervalos cedidos para tal.

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Atualmente na MRS, a manuteno da Via Permanente predominantemente corretiva, com atuao nos ajustes dos componentes da superestrutura ferroviria a partir do relatrio de falhas gerado pelo veculo de avaliao de via Track STAR que indica pontos ou trechos que devem sofrer a interveno. Esta prtica, apesar de baseada em relatrios do Veculo de Avaliao de Via TrackSTAR, por muitas vezes emprica, o carro ligado ao conceito de controle do estado da geometria da linha e no ao de monitorao e, desta forma, vem sendo utilizado como um detector de defeitos.

No existe atualmente um acompanhamento sistemtico da evoluo da degradao da geometria da via, o que poderia propiciar uma base slida de dados para a implantao de um modelo preditivo de manuteno da superestrutura ferroviria, reduzindo, consequentemente, os custos de manuteno.

1.3 Objetivo

A proposta deste trabalho de um estudo em trecho especfico da via da MRS, para implantao de uma abordagem preditiva de manuteno, que possibilite uma deciso de interveno no momento certo, nem to precipitado (melhor adequao dos recursos de manuteno/reduo de custos de manuteno), nem to atrasado (o que pode ocasionar defeitos ou acidentes prejudiciais para toda a produo). Este momento ser estimado por uma curva de tendncia que ir retratar a degradao da geometria da Via versus seu nvel de utilizao, medido pelo ndice Tonelada Bruta Transportada - TKB.

Por foras de delimitao, objeto de estudo deste trabalho, a anlise realizada em duas curvas, entre os km 525+000 e 526+000, no Ramal do Paraopeba, municpio de Belo Vale, Minas Gerais. O referido trecho foi estrategicamente selecionado, haja vista que a evoluo dos defeitos seria mais bem percebida em funo da elevada freqncia a qual a VP solicitada na regio e elevada carga a

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que submetida, j que neste trecho circulam trens carregados e a carregar. Alm disto, o perfil da linha, em curva, poder indicar nveis de desgaste maior que em tangente. Portanto, busca-se estudar o comportamento da VP particularmente neste trecho, com suas caractersticas nicas de perfil e infra-estrutura, para a proposta futura do desenvolvimento de uma prtica de monitoramento dos parmetros de superestrutura para toda a malha MRS, pois acredito que com esta mentalidade ser possvel a maximizao de resultados positivos para os envolvidos na manuteno da Via Permanente.

1.2 Organizao do trabalho

Alm desta introduo, o trabalho vem composto de mais cinco captulos, assim relacionados.

O Captulo 2 traz uma reviso bibliogrfica que engloba a conceituao dos elementos da Geometria da Via Permanente, tais como curvatura, bitola, alinhamento, superelevao e nivelamento.

O Captulo 3 traz as formas de degradao da Via Permanente, relacionados com os desvios nos parmetros geomtricos definidos no captulo anterior. Este captulo apresenta, ainda, os limites de tolerncia dos parmetros da geometria.

O quarto captulo uma reviso bibliogrfica dos tipos de manuteno da Via Permanente, focado na abordagem preditiva e na anlise da melhor forma de atuao para os defeitos de Bitola e Empeno.

No quinto Captulo, os dados obtidos das inspees quinzenais no campo so analisados de forma a se obter a modelagem matemtica da formao/evoluo dos defeitos de bitola no trecho estudado.

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O captulo 6 prope a adequao do estudo para o restante da malha da MRS, atravs de um novo sistema de gerenciamento da manuteno, e um monitoramento pelos relatrios do Track STAR. Aqui so sintetizadas as concluses e recomendaes do estudo.

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2 GEOMETRIA DE VIA PERMANENTE

O monitoramento dos parmetros da geometria da via exige, antes de tudo, que se conhea a realidade do trecho estudado com todas suas peculiaridades. A partir da, pode-se definir uma anlise correta da qualidade dos componentes da superestrutura e da prpria condio dos parmetros geomtricos.

Cada um destes fatores est relacionado um valor de tolerncia definido de acordo com o trecho em questo de modo a garantir a qualidade da circulao, melhor planejamento da manuteno, diagnosticar o nvel de degradao da via e dimensionar os servios de correo geomtrica dos trechos mais crticos.

A seguir so apresentados, em maiores detalhes, cada parmetro.

2.1 Tangente

Um fator crtico que deve ser considerado, diz respeito ao traado da linha na superfcie do terreno onde a mesma est assentada. Os dois traados que existem so Curvatura e Tangente (reta)

Tangentes so segmentos de reta, partes integrantes da subdiviso do traado planimtrico da Via, que unem duas curvas, tangenciando-as em projeo horizontal, conforme mostra a Figura 2.1. No esquema, a tangente T1 une a curva C1 C2, enquanto a tangente T2 une a curva C2 C3.

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FIGURA 2.1 Planimetria geomtrica Fonte: Duval (2001)

2.2 Curva Circular

A Figura 2.1 mostra, ainda trs exemplos de curvas circulares de raios constantes: C1, C2 e C3. As curvas Circulares pode ser analisada e definida por seus elementos principais, apresentados na Figura 2.2, onde:

TC: Ponto Tangente Curva CT: Ponto Curva Tangente O trecho TC-b-CT parte do desenvolvimento da curva e recebe o nome de Circular; As tangentes da curva a-TC e CT-c recebem a denominao de espiral; R: Raio de curvatura; AC: ngulo central: tambm chamado Grau de Curva e dado pela relao (em funo de uma corda de 20 metros nesse caso):

=

RG

pi

018020

Logo:

=

RG 92,1145

C: Corda da curva; PI: Ponto de interseo; f: Flecha. A flecha determinada pela relao

( )2

22

2

+=

CfRR

17

Logo,

=

RCf8

2

Sendo a curvatura K o inverso do Raio R, temos a flecha diretamente proporcional curvatura:

=

8

2 KCf

FIGURA 2.2: Elementos de uma Curva Circular Fonte: Duval (2001)

A medio das flechas de uma curva pode ser feita atravs dos relatrios dos carros controle ou grficos gerados por alguma outra mquina/equipamento de Via ou manualmente a partir das flechas medidas no ponto central da corda entre estacas posicionadas em dois pontos distintos da curva.

A Figura 2.3 exemplifica esta prtica, considerando que as distncias entre os pontos adjacentes do ponto 1 ao 2, 2 a 3 e assim sucessivamente at o ponto n de 10 m. Usa-se esta conveno nas ferrovias brasileiras, onde o valor de referncia para a corda de 20 metros.

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FIGURA 2.3: Medio da flecha da curva a partir de corda de 20 m Fonte: Setti (2006)

O diagrama mostrado na Figura 2.4 a representao da curva, onde o eixo Y indica o valor da curvatura K, (ou em alguns casos, o valor da Flecha f) e no eixo X, a distncia no plano horizontal.

FIGURA 2.4: Diagrama da curva circular simples Fonte: Setti (2006)

O raio da curva, quando apertado (pequeno) torna-se o principal parmetro de restrio de velocidade dos trens, j que acarretam grande resistncia circulao. Inversamente ao raio, temos o desgaste dos frisos das rodas e dos trilhos externos da curva, ou seja, menores raios acarretam maiores ngulos de ataque, o que em conseqncia aumentam o desgaste no material.

Este realmente um fator prejudicial na ferrovia. Todavia, em situaes topogrficas adversas, as obras com curvas de grande raios so normalmente muito onerosas. DUVAL (2001)

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2.3 Curvas com transio (espiral)

Na maioria dos casos, a curva apresenta uma transio entre a circular (de raio e flechas constantes) e a tangente. Este parmetro sugere que a inscrio na curva seja feita de modo gradual, com raio variando de infinito (valor do raio na tangente) at o valor R definido em projeto.

A transio chamada tambm de espiral de Van Leber, referncia ao ferrovirio holands que primeiro a empregou. tambm conhecida como espiral de Cornu , clotide.

A Figura 2.5 exemplifica o traado de uma curva com espiral, com os pontos notveis TE (tangente-espiral) e EC (espiral-curva)

FIGURA 2.5 Curva com transio (espiral) Fonte: Setti (2006)

A espiral tem a variao de curvatura linear, de zero a K, enquanto o raio varia de infinito a R. O diagrama na figura 2.6 mostra o esquema no traado horizontal da curva com transio.

FIGURA 2.6 Diagrama da curva com transio Fonte: Setti (2006)

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Como a flecha associada diretamente curvatura, seu valor terico tambm varia linearmente.

2.4 Curvas Compostas

DUVAL (2001) define as curvas compostas como: So duas curvas de mesmo sentido e diferentes raios (R1 e R2), com uma concordncia entre elas prprias sem que haja uma tangente intermediria.

FIGURA 2.7 Curva composta (representao e diagrama) Fonte: Setti (2006)

As curvas compostas podem ser com ou sem transio, com uma sutil diferena de flechas at a circular seguinte. O diagrama na Figura 2.8 apresenta a representao grfica desta situao:

FIGURA 2.8 Diagrama de uma curva composta com espiral Fonte: Setti (2006)

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2.5 Curva Reversa

Uma curva reversa formada por duas curvas de sentidos contrrios, de raios R1 e R2 com uma concordncia entre elas. Da mesma forma como acontece nas curvas compostas, a curva reversa pode ou no apresentar transio, como apresentado nas Figuras 2.9 e 2.10:

FIGURA 2.9: Curva Reversa sem espiral Fonte: Setti (2006)

(a)

(b)

FIGURA 2.10: Curvas reversas com espiral: (a) sem tangente intermediria (b) com tangente intermediria Fonte: Setti (2006)

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DUVAL (2001) considera que uma curva reversa no admite a ocorrncia de uma tangente entre as circulares. J SETTI (2006) considera que a ocorrncia da tangente pode tambm formar uma curva reversa.

2.6 Superelevao

Denomina-se superelevao a diferena de cota entre os trilhos de uma linha em curva. Ela acontece com a elevao do trilho externo da curva, em um valor definido em funo do raio da curva e da velocidade mxima dos trens naquela curva, conforme ilustrado na Figura 2.11.

FIGURA 2.11: Superelevao Fonte: Duval (2001)

Em tangente, a linha deve se apresentar em nvel, com superelevao zero (S=0). Na espiral, a superelevao cresce uniformemente, desde o valor zero, no ponto que comea a curva de transio (TE), at o valor final, no incio da curva. O trilho externo assume inclinaes crescentes e gradativas (S = S1). Na curva

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circular a inclinao ser constante, igual a S2 para decrescer na curva de transio seguinte, uniformemente, at o valor zero, o ponto onde inicia-se nova tangente (ET).

Segundo DUVAL (2001), as principais funes da superelevao na linha so: Produzir uma melhor distribuio de cargas em ambos os trilhos; Reduzir os defeitos superficiais e desgastes dos trilhos e materiais rodantes; Compensar parcial ou totalmente o efeito da fora centrfuga com reduo de

suas conseqncias.

2.6.1 - Clculo da superelevao

Um veculo que se inscreve numa curva fica sofre a ao da fora centrfuga. DUVAL (2001) afirma que a intensidade desta fora funo da velocidade do veculo (v) e do raio de curva (R), conforme:

CC AmF =

sendo:

RvAC

2

=

logo :

Rv

mFC2

=

onde: Fc = fora centrfuga; m = massa do veculo Ac = acelerao centrfuga exercida pela roda sobre o trilho, de mesma intensidade da acelerao centrpeta, em m/s2 v = velocidade do veculo em m/s. R = raio da curva em m.

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A Figura 2.12 representa um vago trafegando em uma linha em curva com uma superelevao correspondente ao ngulo . Com isso, deduz-se que:

FIGURA 2.12: Representao de um veculo trafegando em curva Fonte: Duval (2001)

cos

Psen

FC=

Onde: Fc = fora centrfuga P = peso do veculo

Como um ngulo muito pequeno pode-se considerar que cos = 1, logo:

CFsenP =

Como:

RV

mFC2

= e Bh

sen =

Onde: h = superelevao

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B = distncia entre eixos dos trilhos

RV

mBhP

2

=

RVBh

m

P 2=

como P/m = g (acelerao da gravidade = 9,81 m/s2)

gRVBh

=

2

como 6,33600

1000 VVv =

= (para: V em m/s e v em Km/h)

tem-se que:

RvB

gR

v

Bh

=

=127

6,3 22

para h, B, R em metros e v em km/h

Este o valor terico para o clculo da Superelevao, mas na prtica adotam-se valores distintos. Como na prtica os trens no operam sempre a uma velocidade diretriz, DUVAL (2001) afirma que passa a ser necessrio se adotar um critrio de clculo da superelevao no sentido de se obter uma melhor situao de compromisso entre os trens leves (rpidos) e os trens pesados (lentos). Nesse sentido algumas ferrovias adotam critrios como 2/3 do valor terico.

Em curvas compostas calcula-se a superelevao para cada raio, considerando-se a mesma velocidade, respeitando-se o valor limite e os mesmos critrios de tipos de trens em trfego. (SETTI, 2006)

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2.6.2 Rampa de Superelevao

Na espiral, onde os valores de curvatura e de flecha variam linearmente, aplica-se a rampa de superelevao. Sendo a Superelevao um parmetro do plano vertical da geometria, graficamente a rampa de superelevao se torna equivalente a uma espiral no plano horizontal, como mostra a Figura 2.13. Nota-se, porm que agora so representados os trilhos externo e interno, o que refora a afirmao anterior de que o trilho externo que deve ser mais elevado em relao ao interno.

FIGURA 2.13: Diagrama de representao da superelevao Fonte: Setti (2006)

2.7 Bitola

Para LIMA (1998), a bitola da via o parmetro de maior importncia na definio das caractersticas geomtricas, exatamente por definir a base de uma ferrovia. em funo da distncia entre os dois trilhos da via permanente que se dimensiona o tamanho dos dormentes, quantidade de lastro e a bitola entre as rodas do material rodante. O parmetro bitola pode ser analisado sob dois aspectos: Bitola Carregada e Bitola Descarregada.

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O valor da bitola descarregada medido de 14 a 16 mm abaixo do topo do boleto do trilho e tem como funo primordial servir de guia para o material rodante que trafega na superfcie de rodagem da via. No Brasil a bitola preponderante a mtrica ou estreita, com 1.000 mm. A bitola da MRS chamada de larga, com 1.600 mm (Figura 2.14). Temos exemplos de bitola larga na EFC (Estrada de Ferro Carajs) e em parte da FERROBAN. No mundo, a bitola mais presente a considerada standard, com 1.435 mm.

FIGURA 2.14: Bitola larga Fonte: Rodrigues (2001)

J a Bitola Carregada medida por Veculos de avaliao da Via que simulam a passagem do veculo ferrovirio, com a aplicao de foras verticais e transversais na via, de modo a avaliar a resistncia da linha com a passagem do trem.

2.8 Superlargura

A funo guia que a bitola exerce sobre o material rodante, ao contato dos frisos das rodas sobre a lateral interna dos trilhos, exige uma folga denominada Jogo de Bitola entre o friso e o trilho, conforme Figura 2.15, de DUVAL(2001), onde: J = jogo de bitola; b = bitola da linha; A = bitola do material rodante (E+F); E = cota de eixamento;

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F = espessura do friso.

FIGURA 2.15: Jogo de Bitola Fonte: Duval (2001)

Em curvas de Raio muito apertado (pequeno) e truques maiores, como os de locomotivas (trs eixos), o jogo de bitola pode ser insuficiente, comprometendo o livre rolamento do material rodante inscrio, exigindo que seja reduzido o valor de A ou do prprio truque. Porm, a alternativa mais comum o aumento da bitola da via nas curvas de raio apertado. Este incremento na bitola chamado Superlargura.

A MRS, no passado, utilizava superlargura em curvas de raio menor que 300 metros no trecho da Serra do Mar, no estado do Rio de Janeiro. Este recurso foi abolido na companhia e substitudo pelo esmerilhamento e lubrificao do trilho externo, para melhorar a inscrio do veculo na curva e reduzir o desgaste, respectivamente. Na MRS a superlargura adotada era de 1610mm em curvas de raio abaixo de 300 metros.

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2.9 Nivelamento da Via

Responsvel pelo perfeito rolamento do material rodante, o nivelamento um parmetro que representa o eixo de projeto da altimetria da via permanente, devendo ser analisado sobre dois aspectos:

Nivelamento Longitudinal: analisado comparando-se as cotas real e de projeto para cada trilho (direito e esquerdo).

Nivelamento Transversal: consiste na cota de um trilho em relao ao outro (direito e esquerdo) no sentido transversal da via.

O nivelamento ser melhor discutido no Captulo 3, onde sero expostos os defeitos referentes a este parmetro.

2.10 Alinhamento da Via

O eixo em planimetria da Via Permanente sugere que qualquer desvio do traado de projeto est fora dos padres de alinhamento. Como no nivelamento longitudinal, o alinhamento representado para cada trilho (direito e esquerdo) individualmente. LIMA (1998) sugere que o monitoramento deste parmetro seja feito a partir da verificao da flecha em curvas, comparadas ao raio de projeto, e tambm ponto a ponto ao longo da curva. Na tangente a base de medio pode tambm ser uma corda de 20 metros ou extenses maiores, em funo do aparelho de medio disponvel.

O alinhamento ser melhor discutido no Captulo 3, onde sero expostos os defeitos referentes a este parmetro.

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3 DEFEITOS NOS PARMETROS GEOMTRICOS

Segundo definio de RODRIGUES (2001): a superestrutura a parte da via permanente que recebe os impactos diretos da carga, cujos principais elementos constitutivos so os trilhos, dormentes e o lastro, que esto sujeitos s aes de degradao provocada pela circulao dos veculos e de deteriorao por ataque do meio ambiente.

De fato, os desvios dos parmetros geomtricos da superestrutura da via permanente so influenciados principalmente pela freqncia de uso, pela velocidade dos trens, pelo volume de carga bruta transportada, pela estabilidade da super e infra-estrutura ou ainda pelo fato de a Via estar apoiada sobre uma camada de lastro que est sujeita a deslocamentos em todas as direes (LIMA, 1998).

O desvio geomtrico caracterizado pela diferena entre o parmetro real (medido) e o definido em projeto. Se os desvios ultrapassam valores que definem os limites de tolerncia estabelecidos pela ferrovia, passam a ser considerados defeitos. Estes desvios, no tempo, caracterizam o que denominada degradao da Via Permanente.

De forma geral, os desvios na geometria da via so agravados pela baixa qualidade do material (dormentes, trilhos, componentes de fixao) socaria insuficiente e raio de curva pequeno (apertado). A seguir so apresentados os principais defeitos de geometria, e nota-se que cada um representa o desvio de um parmetro definido no Captulo 2: desalinhamento, desnivelamento, defeito de Bitola, empeno e toro.

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3.1 Desalinhamento

Se uma corda estendida em dois pontos laterais do boleto de um trilho, evidencia uma flecha como mostrada na figura 3.1, ento a linha est desalinhada. A linha tracejada (corda) representa o traado de projeto e a distncia X (flecha) indica o tamanho do defeito de alinhamento.

FIGURA 3.1: Desalinhamento em tangente Fonte: Rodrigues (2001)

LIMA (1998) cita as principais causas do desalinhamento como sendo:

Dormente laqueados; Ombro de lastro insuficiente; Desgaste ou quebra de placas de apoio; Quebra ou deformao nos trilhos.

3.2 Desnivelamento

O excesso e mau acondicionamento da carga transportada pelos veculos ferrovirios causa um esforo vertical no boleto do trilho que chega a formar

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irregularidades no parmetro nivelamento. Este desvio pode ser no sentido longitudinal ou transversal da via permanente e alm da causa apontada, podemos selecionar outras mais, segundo LIMA(1998):

Dormentes Laqueados ou defeituosos; Trilhos corrugados; Bolses de lama; Juntas desniveladas.

3.2.1- Desnivelamento Longitudinal

Se uma corda estendida em dois pontos na superfcie do boleto de um trilho, evidencia uma flecha como mostrada na figura 3.2, ento a linha est desnivelada em seu sentido longitudinal. A linha tracejada (corda) representa o traado de projeto e a distncia X (flecha) indica o tamanho do defeito de nivelamento.

FIGURA 3.2: Linha Desnivelada longitudinalmente Fonte: Rodrigues (2001)

O desvio Longitudinal responsvel pelo movimento de galope dos veculos ferrovirios circulantes na via desnivelada.

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3.2.2 Desnivelamento Transversal

O desnivelamento transversal pode ocorrer na tangente ou na curva. Na tangente o defeito simplesmente a diferena de nvel (X) entre os dois trilhos em relao ao plano horizontal, como mostra a Figura 3.3 (DUVAL, 2001).

FIGURA 3.3: Desnivelamento Transversal (defeito de superelevao) Fonte: Duval (2001)

Na curva horizontal, que tem uma superelevao, o desnivelamento a diferena de nvel entre os dois trilhos em relao a superelevao de projeto da curva, ou seja, se a Figura 3.3 a seo transversal de uma linha em curva de superelevao terica S, o tamanho do defeito ser a diferena entre S e X.

Quando em curva o desnivelamento transversal simplesmente chamado de defeito de superelevao.

3.3 Defeito de Bitola

Quando o valor da bitola ultrapassa os limites de tolerncia estabelecidos para o mesmo, ento existe um defeito de bitola. Os desvios no valor da bitola em tangente acarretam problemas no alinhamento da via. Nas curvas, alm do mesmo problema de alinhamento, reduzindo a segurana operacional, o defeito de bitola aumenta os desgastes nos trilhos e nas rodas. (LIMA, 1998). O defeito de bitola pode ser

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avaliado sob dois aspectos: Alargamento e Estreitamento, que so descritos a seguir.

3.3.1- Alargamento de Bitola (Wide Gauge)

Nesta avaliao, verifica-se o limite mximo admissvel para o valor da bitola. Se o valor medido superior ao estabelecido, ento a linha est com alargamento (Figura 3.4):

FIGURA 3.4: Alargamento de bitola Fonte: Rodrigues (2001)

LIMA (1998) relaciona o defeito de alargamento de bitola a alguns fatores que podem ser responsveis por este distrbio:

Dormentes em condies ruins ou laqueados; Desgaste da placa de apoio; Tirefonds frouxos ou orifcios desgastados; Desgaste lateral do boleto do trilho; Juntas quebradas ou com folga; Raio de curva muito apertado; Lubrificao Inadequada;

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Qualidade do material empregado (fixao, dormente, trilho); TKB (Tonelada Bruta Transportada) elevado.

3.3.2 Estreitamento de Bitola (Narrow Gauge)

Nesta avaliao, verifica-se o limite mnimo admissvel para o valor da bitola. Se o valor medido inferior ao estabelecido, ento a linha est com estreitamento (Figura 3.5).

LIMA (1998) cita deformaes no lado interno do trilho, dormente defeituosos e placas de apoio quebradas como os principais fatores causadores de estreitamento na bitola da Via.

FIGURA 3.5: Estreitamento de Bitola Fonte: Rodrigues (2001)

3.3.3 GWR

A diferena entre as medidas de bitola Carregada e Descarregada (g), mostrada na Figura 3.6, em funo da fora lateral aplicada pelo TEV (Track

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Evaluation Vehicle, ou Veculo de Avaliao da Via) TrackSTAR, fornece o valor do GWR (Gauge Widening Ratio). O GWR no pode ser considerado um defeito, um parmetro da Via que ir apontar abertura acima do valor limite de tolerncia decorrente principalmente de problemas de fixao e dormentao inadequadas quanto maior for seu valor.

FIGURA 3.6: Variao da Bitola (g)

3.4 Empeno e Toro

Os fatores causadores dos defeito de nivelamento, so tambm responsveis pelo aparecimento de Empeno e Toro na linha. Muito mais severos que os demais defeitos de nivelamento, podem acarretar descarrilamento de trens e ocorrem, com maior freqncia em linhas que possuem grandes quantidades de juntas consecutivas.

O empeno indica a potencialidade de instabilidade para dois truques de um mesmo vago, enquanto que a Toro focaliza a questo para os dois truques mais prximos de vages contguos. (MUNIZ DA SILVA, 2002).

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3.4.1 Toro

Tambm chamado Twist, a toro a diferena entre a superelevao (SE1) de um ponto (P1) de referncia e a superelevao (SE0) de um ponto (P0) medido anteriormente, a uma distncia pr-determinada (bT), como mostra a Figura 3.7:

FIGURA 3.7: Toro Fonte: Holemaker (2006)

Uma via com toro causa nos vages o chamado movimento de Twist, da seu nome. A torso usada para indicar qual a diferena de inclinao entre os dois truques do vago.

3.4.2 Empeno (Warp)

a maior diferena entre superelevaes dentro de uma determinada distncia base de warp (bW). O trecho considerado para anlise aquele que vai de bW/2 para trs at bW/2 para frente do ponto medido.

Na Figura 3.8, estamos estudando warp na posio P1. O clculo feito tomando-se a maior superelevao em qualquer ponto entre P0 e P2. Em seguida, busca-se a menor superelevao no mesmo trecho. No importa se esses pontos esto antes ou depois de P1, apenas que eles estejam no trecho definido por bW. O valor warp a diferena entre as duas superelevaes extremas encontradas.

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FIGURA 3.8 Clculo do empeno Fonte: Holemaker (2006)

3.5 Tolerncias dos Parmetros de Geometria da Via

Como dito em todo este captulo, todo desvio medido na geometria da via se torna defeito ao ultrapassar os limites de tolerncia, definidos para a ferrovia em questo.

Em funo do desgaste do boleto em curvas de raio apertado (bitola), velocidade e traado (alinhamento e nivelamento)

Segundo RODRIGUES (2001), embora hajam vrias teorias de classificao das tolerncias, devem existir pelo menos os seguintes nveis:

de construo;

de segurana;

de conforto e

de manuteno.

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A tolerncia no nvel de construo aplicada para vias novas para checar a qualidade do trabalho recebido. Como os componentes da via ainda esto novos, essas tolerncias so as mais exigentes de todos os nveis. Esses valores so tambm utilizados para o recebimento de obras de renovao e remodelao da via.

Os valores das tolerncias no nvel de segurana so definidos de modo a evitar a existncia de desvios, que podem gerar descarrilamentos da composio e esforos acima das resistncias de apoio e fixao da via. So os valores definidos e que a partir dos quais a circulao de veculos se torna insegura. Apontam necessidade de servios urgentes de correo geomtrica, os quais possuem prioridade sobre todos os demais.

O nvel de conforto define valores que venham a proporcionar bem estar aos passageiros. utilizado largamente nas ferrovias de transporte de passageiros, mas no se aplica s ferrovias de carga e por este motivo, no ser detalhado neste trabalho.

Os valores das tolerncias de manuteno so definidos de modo a minimizar o custo total da manuteno, estabelecendo-se, assim, o momento mais conveniente para a interveno de manuteno.

A Tabela 3.1 apresenta os valores limites de tolerncia dos parmetros geomtricos medidos pelo Veculo de Avaliao da Via TrackSTAR, da Holland, nos trechos da malha da MRS.

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Tabela 3.1: Limites de Tolerncia do TrackSTAR Fonte: PCM Via/MRS (2005)

As classes de via apontadas na Tabela 3.1 so definidas pela norma 213 da FRA, artigo 9, e classifica as ferrovias de acordo com os nveis de qualidade da via permanente, aspecto que vem a limitar ou definir as velocidades mximas autorizadas (VMA) de circulao, a saber:

Classe 1: VMA para circulao de trens de carga - 16 km/h; VMA para circulao de trens de passageiros - 24km/h.

Classe 2: VMA para circulao de trens de carga - 40 km/h ; VMA para circulao de trens de passageiros - 48km/h.

Classe 3: VMA para circulao de trens de carga - 64 km/h; VMA para circulao de trens de passageiros - 96km/h.

Classe 4: VMA para circulao de trens de carga - 96 km/h; VMA para circulao de trens de passageiros - 128km/h.

Classe 5: VMA para trens de carga - 128 km/h; VMA para a circulao para trens de passageiros - 144km/h.

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A FRA ainda define uma classe extra, chamada Via Excepcional, com VMA de 16 km/h para trens de carga e circulao de trens de passageiros proibida.

Na malha da MRS, encontramos trechos que se encaixam nas classes 1 no ptio de Santos, 2 no ptio de Raiz da Serra (Baixada Santista) e 3, na Linha do Centro. J na ferrovia do ao, durante algum tempo adotou a classe 4 e depois voltou para a 3. Mas isso no alterou a velocidade de circulao dos trens. Via classificada na Classe 5 tambm no presente na MRS.

Atualmente esta classificao utilizada pelo Veculo de Avaliao da Via TrackSTAR para verificar os limites mximos das imperfeies da via. Quanto mais alta a classe, menor o limite de tolerncia e consequentemente maiores custos de manuteno sero exigidos.

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4 MANUTENO DA SUPERESTRUTURA FERROVIRIA

Aps a construo da ferrovia e a definio dos nveis de tolerncia dos parmetros geomtricos, tornam-se necessrias intervenes para manter os parmetros geomtricos dentro das devidas faixas de tolerncia, de modo a garantir a segurana da circulao dos veculos ferrovirios.

LIMA (1998) define a manuteno da Via Permanente como uma interveno que utiliza-se de meios materiais e de mo de obra com o objetivo principal de manter a geometria da via nos padres de qualidade, empregando racionalmente os recursos de forma a disponibilizar o transporte.

A degradao dos componentes de via conseqncia direta da freqncia e intensidade de esforos verticais e horizontais causados pelo material rodante circulante na superestrutura.

Segundo RODRIGUES (2001) a degradao dos componentes da superestrutura ferroviria varia em funo da qualidade do material empregado na via, das caractersticas da infra-estrutura da via, do meio ambiente existente na regio na qual o trecho ferrovirio est situado, do tipo da manuteno executada e das caractersticas da operao a qual a via submetida.

4.1 Tipos de Manuteno da Superestrutura

As primeiras prticas de manuteno da Via Permanente eram feitas apenas com medies de instrumentos simples como a rgua de bitola e superelevao e inspees visuais feitas a p ou com auto de linha onde o Engenheiro Residente, avaliava o estado geomtrico da linha, de uma forma totalmente emprica atravs do comportamento do auto.

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O empirismo ainda existe hoje na manuteno da Via Permanente, o direcionamento das aes quase sempre baseadas na experincia profissional de Engenheiros Residentes e Supervisores de Via. Porm os mtodos de inspeo evoluram e os registros hoje so mais confiveis, o que ao menos norteia a aplicao dos recursos e a adoo de uma poltica de manuteno para determinao do tipo e volume de servios a serem realizados e por conseqncia, os custos envolvidos. So trs os tipos bsicos de Manuteno da Superestrutura da Via Permanente: Manuteno Corretiva, Manuteno Preventiva e Manuteno Preditiva, que o principal foco deste trabalho.

4.1.1 Manuteno Corretiva

o mtodo mais primrio de conservao. Na medida em que detectado um defeito, h a necessidade de uma interveno. A manuteno corretiva pode ser sintetizada pelo ciclo quebra-repara. a forma mais onerosa de manuteno, Os servios no so planejados, ocorrem de forma salteada, ocasionando aplicao de recursos irregulares e paralisaes no trfego inoportunas, que levam reduo da produo e confiabilidade.

No h notcias de que se possa eliminar por completo a manuteno corretiva; mesmo em sistemas mais evoludos, ocorrem avarias que exigem este tipo de manuteno (RODRIGUES, 2001).

4.1.2 Manuteno Preventiva

o tipo de interveno que acontece de forma cclica programada, com uma grande concentrao de recursos, mecanizao de grande porte (Mquina Socadora, Esmerilhadora) e uma organizao em nvel de produo industrial,

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obtendo-se, com isto, uma significativa reduo de custos sem comprometer a segurana do trfego. realizada a intervalos fixos de tempo, independente do fato da condio do equipamento j ter ou no um valor crtico de desgaste. Como conseqncia, planos de manuteno preventiva podem trazer resultados inferiores aos esperados e tornar onerosa a manuteno j que as intervenes so baseadas na crena de que h uma relao entre a probabilidade de falha (confiabilidade) e o tempo em operao (RODRIGUES, 2001). A realizao em excesso de servios de correo geomtrica da superestrutura da via permanente ferroviria provoca a degradao prematura do lastro. Por este motivo torna-se importante determinar o adequado momento de intervir antes deste entrar em falha.

LIMA(1998) classifica os servios preventivos de trs formas, a saber:

a) Renovao e Substituio: Troca total ou parcial dos componentes da superestrutura por novos (renovao) e reemprego de materiais com menos desgaste no lugar de outros que j atingiram o limite de desgaste (substituio).

Como exemplos de servios ligados a esse tipo de interveno pode-se citar:

Substituio de dormentes; Limpeza e recomposio do lastro; Substituio dos trilhos gastos ou defeituosos; Inverso de trilhos.

b) Reviso: acontece de forma rotineira, com o objetivo de no s remover os defeitos j existentes, mas tambm os que esto em formao.

Os servios relacionados reviso peridica so, principalmente:

Puxamento de curvas; Nivelamento da Via;

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Nivelamento de Juntas; Alinhamento de tangentes; Socaria Mecanizada

c) Pequena Conservao: consiste em intervenes de pequena amplitude com o objetivo de impedir que as condies da via afetem a segurana, como:

Reforo da fixao; Correo de bitola; Socaria Manual; Eliminao de fraturas em trilhos; Servios de Ronda (colaborador responsvel pela inspeo da Via e

execuo de pequenos reparos manuais).

Tradicionalmente, a manuteno da via permanente ferroviria executada preventivamente, de modo sistemtico e dentro de critrios de perodos preestabelecidos, partindo do pressuposto que a superestrutura se degrada numa taxa uniforme e conhecida, o que na realidade, no acontece, visto que cada trecho conta com peculiaridades prprias de ambiente, solo e volume de transporte.

4.1.3 Manuteno Preditiva

A abordagem preditiva de Manuteno estabelece por premissa que todo componente de um sistema possui uma vida til detectvel, de modo que as alteraes de suas propriedades do a indicao da proximidade do momento da falha, proporcionando um tempo hbil para a interveno de manuteno (RODRIGUES, 2001).

O uso da tecnologia disponvel para inspeo dos parmetros geomtricos da Via Permanente permite o monitoramento contnuo do funcionamento do

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componente, de modo que subsidiam um trabalho de determinao do momento mais adequado (ponto preditivo) para a execuo de uma interveno preventiva, minimizando trabalhos desnecessrios e reduzindo despesas. Vale ressaltar, aqui, que a manuteno preditiva vem aliada a uma interveno preventiva, j que o monitoramento e previso do momento da falha exigiro uma programao de atividades de preveno da ocorrncia da falha, antes que a mesma acontea.

Como exemplos de instrumentos de inspeo de parmetros da superestrutura ferroviria na MRS, pode-se citar:

Veculo de Avaliao da Via (TEV): A MRS utiliza o veculo TrackSTAR, fabricado pela americana Holland. um caminho autopropulsado, dispondo de um sistema rodoferrovirio. Utiliza emissores de laser e cmeras de vdeos de altssima velocidade e definio para captao de imagens, adquirindo os dados em tecnologia non contact. Adicionalmente, o Track STAR est equipado com uma caixa inercial, que consiste em um conjunto de giroscpios, acelermetros e sensores de posio de alta preciso, que fornece dados como Toro, Empeno, Alinhamento, Nivelamento Longitudinal, desgaste do trilho, bitola sem carga e carregada.

Trolley: equipamento leve e de propulso humana, o Trolley mede parmetros da via como Toro, Empeno, Bitola, Superelevao, rampa e nivelamento. de fcil manipulao e conta com sensores analgicos que coletam os dados e enviam para uma CPU de bordo que decodifica as informaes analgicas para digitais.

Ultra-som: Montado sobre uma estrutura parecida com o Trolley, o Ultra-som avalia as condies mecnicas do trilho, detectando sinais de fadigas e trincas internas, atravs de emisso de raios X na superfcie do trilho.

Na MRS, atualmente, a manuteno tem como referncia principal os grficos gerados pelo TrackSTAR e os conceitos de limite de Manuteno e limite de Segurana. Se um parmetro qualquer, medido pelo Track STAR, estiver acima da tolerncia definida para a classe da Via medida, ento se diz que este parmetro, neste ponto especfico, rompeu ou ultrapassou o limite de segurana, sendo

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necessria uma interveno corretiva no local. Porm, existem valores que servem de referncia emprica para os gestores de manuteno de via que indicam uma proximidade do limite de segurana para cada parmetro. Este valor o chamado Limite de Manuteno, que requisita uma interveno preventiva, de modo a se evitar o defeito antecipadamente. Como exemplo pode-se citar o parmetro Bitola em uma via de classe 3. O limite estabelecido para este parmetro 32 milmetros (Limite de segurana). A partir de 25 milmetros (limite de Manuteno), feita uma interveno para prevenir o aparecimento do defeito. Por falta de um monitoramento constante do parmetro, no se sabe ao certo quando este parmetro se tornar defeito, j que a atuao no limite de manuteno exige uma interveno precoce, que no otimiza o uso do ativo at seu limite real.

O monitoramento dos parmetros geomtricos permite a manuteno no momento certo, nem to antecipado, nem to postergado. A atuao precoce, como sugere a prtica preventiva clssica baseada nos ciclos de reviso programados implica numa possvel subutilizao do ativo, visto que o mesmo poderia render muito mais at o fim de sua vida til. Conseqentemente, esta atuao vem aumentar os custos de manuteno. Por outro lado, uma atuao tardia pode comprometer invariavelmente a segurana operacional com o aumento da probabilidade de ocorrncia de acidente ferrovirio e risco de aparecimento de falhas, implicando a necessidade de interveno corretiva, o que tambm aumenta os custos da manuteno.

Assim, atravs de um modelo de degradao definido para cada trecho, poder-se- estimar a poca mais adequada para realizao dos servios de manuteno necessrios para garantir que os materiais e servios que compem a via permanente desempenhem adequadamente suas funes at que se complete um novo ciclo de degradao.

Este trabalho visa possibilitar a utilizao da manuteno preditiva na Via permanente ferroviria, a partir do domnio do comportamento dos parmetros geomtricos e do conhecimento sobre o melhor servio a ser executado em cada situao. Para tanto, o desenvolvimento de um procedimento concreto para o

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diagnstico de um ndice de degradao se faz necessrio, estabelecendo a passagem entra aes preventivas e preditivas.

4.2 Seleo do mtodo de atuao

Independentemente do mtodo selecionado para a manuteno, deve-se ter em mente que para cada tipo de desvio das condies normais de operao ou de projeto implica em uma forma de atuao especfica, de modo a racionalizar custos de material e mo de obra e aplicao de componentes.

foco deste trabalho um estudo sobre o comportamento, em curvas, da degradao de dois parmetros bsicos de Via permanente: Bitola aberta e Empeno.

Para tanto, seguem referncias para definies de atuao com maior aproveitamento de recursos para os dois parmetros em questo.

4.2.1 Bitola Aberta

Como explanado nos captulos 2 e 3, os principais causadores deste defeito em curvas so, desgaste horizontal do boleto, raios apertados que foram o trilho externo e a qualidade do material empregado.

No atrito das rodas do veculo ferrovirio na lateral do boleto externo da curva, ocorre um desgaste do material, sendo detectado, em conseqncia, uma bitola aberta. Se este desgaste horizontal, mostrado na Figura 4.1 exercer grande influncia na abertura da bitola (cerca de 10 a 17% do total do boleto), existe um valor de bitola maior que o definido em projeto. Por exemplo, uma bitola de 1632 milmetros exige uma atuao corretiva. No entanto, se o boleto apresentar um

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desgaste horizontal que influencie neste valor em 20 milmetros, um trilho com a lateral sem desgaste pode ser utilizado no local, de modo que teremos uma bitola de 1612 milmetros, dentro dos limites de tolerncia e sem a necessidade de uma correo da bitola. Como a rea desgastada no compromete a segurana da circulao, este trilho pode ser utilizado em outra curva, porm com a lateral de contato invertida. Por isso, na situao descrita, o servio ideal a Inverso de Trilho.

FIGURA 4.1: Desgaste Horizontal do boleto

Supondo uma situao em que o trilho j invertido apresente o mesmo desgaste, agora na lateral que estava intacta na ocasio da inverso. O trilho no pode ser mais uma vez invertido, pois j perdeu mais de 30% de sua rea, podendo quebrar a qualquer momento e comprometer a segurana da circulao, como se v na Figura 4.2. Assim, a melhor deciso mesmo uma Substituio do Trilho por outro novo, sucatando o material substitudo.

FIGURA 4.2: Desgaste Horizontal do boleto em um trilho j invertido

h - influncia do desgaste horizontal na

bitola

Trilho invertido - perda de rea

acentuada

h - influncia do desgaste

horizontal na bitola

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Nas situaes em que a bitola se apresenta aberta e no existe desgaste significativo da lateral do boleto, sinal que a abertura causada por um desgaste na placa de fixao ou dormente danificado. A melhor interveno, neste caso, se mostra como sendo a Correo de Bitola, ajustagem da distncia entre as duas filas de trilhos medida de 1600 milmetros, com a retirada da fixao antiga, reposicionamento da fila de trilhos na distncia correta, nova furao e fixao completa.

Se a diferena entre o valor medido da bitola com carga e a descarregada for elevada, o que representa um valor de GWR alto, temos a indicao que os dormentes e a fixao no local no esto exercendo suas funes adequadamente, de modo que se deve fazer uma Consolidao da Fixao ou uma Substituio de Dormentes.

4.2.2 Empeno

Como dito no item 3.4, se temos uma linha perfeitamente nivelada e alinhada, no existe Empeno, j que os fatores que desalinham ou desnivelam a via so tambm os causadores do Empeno. A forma de atuao mais indicada para a eliminao deste defeito a Correo Geomtrica, que pode ser classificada em Correo Geomtrica Manual ou Correo Geomtrica Mecanizada.

A Correo Geomtrica Manual mais indicada nas correes de pequenas extenses utilizando-se ferramentas e pessoal, englobando, principalmente, os servios de Alinhamento, Nivelamento e Socaria da Via Permanente (LIMA, 1998). O alinhamento de curvas feito utilizando o mtodo das flechas, a partir da utilizao de uma corda e uma trena para a medio das flechas. O procedimento de Nivelamento efetivado com macacos que iam a linha e adicionando lastro embaixo dos dormentes. J a socaria manual mais usada em locais onde no h a possibilidade de utilizao de outros mtodos e feita utilizando picareta de soca e fora humana.

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A Correo Geomtrica Mecanizada feita com mquinas de grande porte, como a Socadora/Niveladora de Lastro, mostrada na Figura 4.3. A Socadora Levanta a via verticalmente e ajusta lateralmente, preenchendo embaixo dos dormentes com lastro. Tudo isso pode ser feito para at trs dormentes simultaneamente.

FIGURA 4.3: Socadora Plasser Fonte: SETTI (2006)

Devem ser verificadas as condies da via (trilhos, dormentes, fixaes) para garantir a estabilidade aps a correo geomtrica, e se tem lastro suficiente para garantir a socaria sob os dormentes, descarregando brita para completar quando necessrio. Devem ser verificadas as juntas e os pontos fixos, como PN's, pontes, pontilhes, etc., tambm prevendo-se a sua correo (SETTI, 2006).

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5 ESTUDO DE CASO

A construo conceitual e prtica do procedimento de pesquisa parte da definio e incorporao do ndice de degradao j mencionado, definido aps a construo de um Banco de Dados (Ver Apndices 1 a 5) do comportamento do parmetro Bitola medidos quinzenalmente e levando-se em considerao as Milhes de Toneladas Brutas Transportadas (MTBT) no local durante os intervalos de medio.

5.1 Instrumento de Pesquisa

O principal instrumento de pesquisa utilizado foi um equipamento utilizado em larga escala pelas residncias de Via Permanente da MRS, o Data-Logging Trolley ABT4370, tratado aqui simplesmente por Trolley.

Segundo definio do fabricante do equipamento, HOLEMAKER (2006), o Trolley coletor de dados um instrumento projetado para medies em via permanente. Trata-se de uma estrutura tubular, construda sob rgido controle dimensional, pouco suscetvel a dilataes sob temperatura ambiente, com sensores eletrnicos que se apiam sobre os trilhos, como mostra a Figura 5.1 a seguir:

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FIGURA 5.1: Data Logging Trolley Fonte: Abtus (2006)

Nada mais do que um arranjo de duas estruturas de hastes tubulares, denominadas Viga principal e Moldura em A, com os referidos sensores eletro-mecnicos dispostos em quatro posies e em contato contnuo com a linha de bitola do trilho (Figura 5.2). Trs destes sensores se localizam na Moldura em A, posicionada em uma fila de trilho, esquerda do sentido de operao e o quarto sensor fica posicionado na Viga Principal, montada ortogonalmente Moldura em A e assentada na fila de trilho oposta.

FIGURA 5.2: Posio do sensor eletromecnico do Trolley Fonte: Abtus (2006)

Os sensores extremos da Moldura em A esto eqidistantes 0,75m do sensor central, o que permite que os dados sejam coletados em intervalos mltiplos de 0,75m at 6 metros. Deslocando o aparelho ao longo da linha, os quatro sensores

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fornecem uma medio contnua da Bitola da linha, a sua Superelevao (SE), Toro, Inclinao (Gradiente) e Corda1. O parmetro Empeno calculado pelo software que acompanha o instrumento posteriormente definio da distncia pelo usurio 2.

As medidas analgicas so transformadas em valores digitais atravs de uma CPU com display de LCD, acoplada haste de operao da Viga Principal e apresentado no esquema da Figura 5.3. Esta CPU alimentada por uma fonte DC de 12V que posicionada na Viga principal.

FIGURA 5.3 - Display de LCD do Trolley Fonte: Manual Abtus

O relatrio de sada gerado pela CPU e transferido para um software especfico para o ambiente Microsoft Windows. Da, os dados podem ser exportados para MS-Excell, de forma a tornar mais amigvel o tratamento e anlise dos resultados das medies.

1 Gradiente e Corda medidos pelo Trolley so simplesmente ignorados na MRS, por ser uma base de

medida muito curta, menor que a base rgida de truque dos vages de manga T. 2 Na MRS adota-se a distncia de 20 metros, referente medida entre os truques do vago de maior

comprimento utilizado pela operadora, vago plataforma de manga S - PGS

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5.1.1 Histrico

Originrio das ferrovias Britnicas, o Trolley largamente empregado na Espanha, onde qualquer servio de correo da geometria em trechos curtos, como em peras de carregamento, ptios industriais, ramal ferrovirio curto, ptios de cruzamentos, realizada manualmente por empreiteiros. O equipamento ento utilizado para conferncia dos servios executados.

Pioneira no Brasil na utilizao do Trolley, a MRS adquiriu o primeiro equipamento no incio de 2001, os outros trs existentes na empresa atualmente chegaram em 2004 e 2005. Apesar de no ser uma ferramenta para coleta contnua de dados da VP, j que operado manualmente (empurrado), o Trolley foi empregado na MRS na medio de mais de 100 Km de linha em trechos crticos da malha, tentando suprir a lacuna de um veculo com sistema de medio contnua embarcado. Esta metodologia s mudou em meados de 2002, quando a MRS adquiriu o Track STAR.

Atualmente na MRS, o Trolley utilizado como verificador da socaria de linha imediatamente aps a passagem da socadora Plasser em determinado trecho, para a garantia da qualidade do servio de correo geomtrica no mesmo. S aps a passagem do Trolley no trecho corrigido que o servio aceito. Esta mentalidade foi adotada aps os seguidos acidentes aparentemente inexplicveis em trechos recentemente socados e corrigidos pelas Plasser entre 2003 e 2005 cujas causas foram identificadas como defeitos de geometria de via. Alm disto, o aumento da taxa de defeitos detectados pelo TrackSTAR em trechos em que a socadora realizava servios periodicamente ficava sem uma justificativa consistente, pois no havia verificao da socaria.

Com o aumento previsto da demanda de transporte de cargas, os defeitos de Via Permanente se agravam, o que invariavelmente aumenta o risco real de descarrilamentos.

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5.2 O Trecho Estudado

A proposta do trabalho, de se possibilitar a utilizao das tcnicas de manuteno preditiva na superestrutura ferroviria mediante o desenvolvimento de um modelo de degradao estabelecido individualmente para cada trecho e a conseqente estimativa da poca mais adequada para realizao de todos os servios de manuteno da VP, partiu de uma idia piloto em duas curvas em um trecho de 1 quilmetro de linha no municpio de Belo Vale, Minas Gerais. O trecho situa-se no Ramal do Paraopeba, com 149.511 metros de linha na parte Norte da Malha da MRS, entre os ptios de Joaquim Murtinho e Barreiro. A Figura 5.4 mostra a localizao do trecho na malha da MRS.

(a)

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(b)

FIGURA 5.4: Mapa da MRS Logstica: (a) geral; (b) detalhe do trecho estudado Fonte: MRS (2006)

O trecho dos mais solicitados da malha da MRS, dada sua localizao ser acesso a cinco dos oito terminais de carregamento de minrio de ferro. Por ser o trecho em via singela, o trfego em dois sentidos (trens vazios e carregados) com velocidade mxima autorizada de 64Km/h (Classe 3). Outras caractersticas operacionais significativas do local so:

Elevada tonelagem circulante: cerca de 450 milhes de Toneladas Brutas X Quilmetro (TKB) mensais, uma das maiores da MRS, justificada pela posio do trecho que d acesso aos principais pontos de Carregamento de Minrio por onde passam, diariamente, trens vazios e Carregados;

Curvas de pequenos raios: devidas principalmente pelas condies topogrficas de relevo montanhoso e subsolo rochoso, alm de definies de projeto que no previam as atuais velocidades operacionais e tonelagem transportada to elevada;

58

Necessidade de alto esforo trator: neste trecho os trens carregados so auxiliados por uma dupla de locomotivas na cauda, com a finalidade de vencer a rampa do local.

O quilmetro selecionado situa-se a 3 km do ptio de Belo Vale, no sentido de exportao das cargas. Existem duas nomenclaturas para as quilometragens de via na MRS: o chamado Quilmetro Histrico, que retrata as medidas originais de projeto e construo, e o Quilmetro Real, que contempla alteraes na malha, tais como linhas variantes, correes geomtricas e desvios construdos ao longo dos anos.

O local das medies sito no km 528+555 (quilmetro real), mas neste trabalho ser tratado pela nomenclatura Histrica (525+000). A Figura 5.5 traz o grfico da inspeo mais recente at a data da execuo desta pesquisa pelo TrackSTAR. Podem-se notar os valores de oito parmetros da superestrutura e ainda os limites de tolerncia para cada parmetro. A inspeo do Veculo apresentada na figura foi realizada no dia 3 de maro de 2006, indicando um nico defeito: um empeno de 52, 94 mm na primeira curva do trecho

59

FIGURA 5.5: Grfico de inspeo do TrackSTAR no trecho selecionado Fonte: SSE/MRS (2006)

60

A ttulo de comparao, prudente que se confronte a medio mais recente do TrackSTAR no trecho com a medio do Trolley, mesmo que esta tenha sido realizada aproximadamente um ms aps (31/03/06) e o trecho ter sofrido pequenas intervenes. A Figuras 5.6 apresenta detalhes do parmetro bitola no grfico de inspeo do TrackSTAR (a) e os dados colhidos com o Trolley na primeira medio(b) (Apndice 1).

(a)

Bitola Km 525 (Tolley)

1560157015801590160016101620

0 45 90 135

180

225

270

315

360

405

450

495

540

585

630

675

720

765

810

855

900

945

990

Posio (m)

Bito

la (m

m)

31/03/06

(b)

FIGURA 5.6 Comparao entre as medies de Bitola: (a) TrackSTAR. Fonte: SSE/MRS (b) Trolley

O foco da anlise foi dado nas duas curvas existente no km 525+000 at o km 526+000. As Figuras 5.8 e 5.9 apresentam os desenhos planimtricos das referidas

61

curvas, aqui denominadas Curva 1 e Curva 2, obedecendo quilometragem crescente. importante que se diga que os servios de correo geomtrica e de bitola foram realizados antes do incio das inspees desta pesquisa e nenhum outro servio de via foi executado durante as coletas de dados para o presente trabalho, para que no prejudicassem os valores medidos.

FIGURA 5.7: Curva 1 Fonte: Engenharia de Obras Especiais/MRS

FIGURA 5.8: Curva 2 Fonte: Engenharia de Obras Especiais/MRS

62

Os pontos TE, EC, CE, ET indicam os pontos notveis da curva, definidos no Captulo 2. As figuras 5.8 e 5.9 apresentam, ainda, os valores de raio (R) e comprimento total (Dt) de cada curva.

A Curva 1 abrange o intervalo que se inicia no incio do quilmetro 525 e se estende at o ponto 525+333. J a Curva 2, com 293 metros de comprimento, inicia no Km 525+ 591 at 525+885.

5.3 Anlise dos dados

As inspees foram realizadas quinzenalmente entre os meses de maro e junho, totalizando cinco amostras com o Data Logging Trolley. Como projeto piloto para intervenes preditivas na via permanente, foi escolhida a monitorao da evoluo da bitola no trecho selecionado.

A proposta da manuteno preditiva da Via Permanente neste trabalho vem confrontar as teorias empricas que levam em considerao o fator tempo como a principal referncia para a degradao da Via. O que proposto aqui uma abordagem relacionada a tonelagem bruta circulante na superestrutura, dado que este o principal agente mensurvel da degradao da Via. Sabe-se que as intempries ambientais e a qualidade dos materiais empregados na superestrutura influenciam significativamente nos parmetros analisados, porm foge do escopo desta pesquisa este tipo de anlise. Para efeito de definio do comportamento dos parmetros, ser considerada a via como homognea, isto , com os dormentes, tirefonds e placas de fixao nos mesmos estados de conservao.

Os dados foram coletados em cinco amostras, num intervalo quinzenal entre as medies. A Tabela 5.1 apresenta as datas das inspees e as referidas MTBT (Milhes de Toneladas Brutas Transportadas). Considera-se que na data da primeira medio iniciou-se a contagem acumulada dos valores de MTBT, por isso o primeiro valor nulo.

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TABELA 5.1: Cronograma de medies e Tonelagem Bruta Circulante Data da Medio MTBT

31/3/2006 014/4/2006 1,528/4/2006 3,217/5/2006 4,82/6/2006 6,3

5.3.1 Medies de Bitola

Os valores coletados do parmetro bitola, apresentados nos Apndices 1 a 5, mostraram comportamentos que dificultam uma anlise da evoluo de todos os pontos simultaneamente, como mostra o grfico da Curva 1, na Figura 5.10 e da Curva 2 na Figura 5.11.

CURVA "1" - BITOLA

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

0 12 24 36 48 60 72 84 96 108

120

132

144

156

168

180

192

204

216

228

240

252

264

276

288

300

312

324

POSIO (m)

0 MTBT (31/03/06)1,596 MTBT (14/04)3,193 MTBT (28/04)4,785 MTBT (17/05)6,377 MTBT (02/06)

FIGURA 5.9: Plotagem dos dados coletados - Curva 1

64

CURVA "2" - BITOLA

-20

-15

-10

-5

0

5

10

1559

160

060

961

862

7

636

645

654

663

672

681

690

699

708

717

726

735

744

753

762

771

780

789

798

807

816

825

834

843

852

861

870

879

POSIO (m)

BITO

LA (m

m)

0 MTBT (31/03/06)1,596 MTBT (14/04)3,193 MTBT (28/04)4,785 MTBT (17/05)6,377 MTBT (02/06)

FIGURA 5.10: Plotagem dos dados coletados - Curva 2

Por esta razo, o critrio adotado para o tratamento dos dados obtidos foi a seleo de quatro pontos representativos, onde a variao dos valores obteve maior variao absoluta em cada regio das curvas (circular e espirais), se comparadas as medidas de abertura de bitola entre a primeira e ltima inspeo. A partir da, cada ponto teve sua evoluo observada em relao ao correspondente MTBT (Tabelas 5.2 e 5.3).

Tabela 5.2: Comportamento dos pontos com maior variao nas medies de bitola - (Curva1)

0 1,5 3,2 4,8 6,4054 1596,7 1600,1 1600,3 1600,3 1602,1159 1595,7 1599,4 1599,8 1600,3 1602,3165 1599,8 1603,3 1603,8 1603,8 1605,8255 1596,5 1600,3 1600,3 1601,5 1602,7

Distancia: 525+

MTBT

65

Tabela 5.3: Comportamento dos pontos com maior variao nas medies de bitola - (Curva2)

0 1,5 3,2 4,8 6,4627 1595 1599,2 1599,3 1602,5 1604,6678 1598,6 1600,7 1600,9 1603 1604,1786 1591,3 1593,7 1595,6 1599,3 1601,4816 1595,6 1597,1 1599,3 1600,7 1602,6

Distancia: 525+

MTBT

Os quatro pontos representativos foram estrategicamente escolhidos por abranger diferentes regies das curvas. Em ambas as tabelas, o segundo e terceiro ponto so parte da Circular das curvas. J o primeiro e quarto pontos situam-se nas espirais. Com isso, foram plotados os grficos das duas curvas que so apresentados nas figuras 5.12 e 5.13 a seguir.

Curva "1"

1570

1580

1590

1600

1610

1620

1630

1640

0 1,5 3,2 4,8 6,4MTBT

Bito

la (m

m)

. 525+054525+159525+165525+255Limite de SeguranaLimite de Manuteno

FIGURA 5.11 Grfico dos pontos representativos para bitola na Curva 1

66

Curva "2"

1570

1580

1590

1600

1610

1620

1630

1640

0 1,5 3,2 4,8 6,4MTBT

Bito

la (m

m)

. 525+627

525+678525+786525+816Limite de SeguranaLimite de Manuteno

FIGURA 5.12 Grfico dos pontos representativos para bitola na Curva 2

Neste caso, temos que a varivel independente MTBT (X) exerce influncia nos valores da bitola (Y) de uma forma que, se aproximarmos os pontos a um eixo mdio, teremos uma reta, dada pela equao geral Y= a + bX+ U. O parmetro b indica a influncia do MTBT sobre a medida de bitola. O parmetro a (termo constante) indica a ausncia de alterao significativa da Bitola entre unidades de observaes, no mbito da amostra utilizada, depois de descontada a influncia da varivel independente. O termo aleatrio U expressa a influncia de um conjunto de variveis individualmente irrelevantes, que no figuram explicitamente no modelo, e que produzem um desvio em relao ao que a varivel dependente deveria ser, se a relao fosse determinstica. Considerando a ausncia de autocorrelao ou independncia do termo U em relao a X e a abordagem pelo Mtodo dos Mnimos Quadrados, que obtm as estimativas dos parmetros a e b, a partir de uma amostra de valores Yi e Xi , de modo que os erros ou resduos sejam mnimos, ento temos que E (ui Xi ) = 0. (RODRIGUES, 2001)

Utilizando o Modelo de Regresso Linear Simples (FONSECA E OUTROS, 1985) queremos estimar em qual valor de MTBT a reta de um dos quatro pontos representativos ir ultrapassar o Limite de Segurana de 1632 mm. Sabe-se que as equaes normais para o Mtodo dos Mnimos Quadrados so:

67

)()(

2 III

XbXaXY

XbnaY

+=

+=

Onde n o nmero de amostras.

Na determinao de a e b, podemos, primeiramente dividir todos os termos da equao (I) por n, assim:

n

Xbn

na

n

Y +=

Sendo Yn

Y=

e X

n

X=

, ento:

XbaY += ou ainda:

XbYa =

Substituindo o valor de a na equao (II): ( ) += 2XbXXbYXY += 2XbXXbXYXY ou:

( )

=

n

XXb

n

XYXY

22

Portanto: ( )n

XX

n

XYXY

b

= 22

5.3.1.1 Clculos para estimativa das retas dos pontos representativos e projees de MTBT para a bitola.

Usaremos as equaes de a e b deduzidas no item anterior para determinarmos as equaes das retas de cada ponto selecionado para a anlise. Para facilitar os

68

clculos, foram elaboradas tabelas individuais para cada ponto, classificando cada medida de bitola como Yi, onde i varia de 1 a 5 e cada valor de MTBT como Xi, com i variando de 1 a 5. A seguir ser mostrado a deduo da equao da reta referente ao ponto 525+054, como exemplo de aplicao da metodologia que foi utilizada para os demais.

Tabela 5.4: km 525+054 i Yi Xi XiYi X1 1596,7 0 0 02 1600,1 1,5 2400,15 2,253 1600,3 3,2 5120,96 10,244 1600,3 4,8 7681,44 23,045 1602,1 6,4 10253,44 40,96 7999,5 15,9 25455,99 76,49

mdia 1599,9 3,18

A partir dos dados da Tabela 5.4, podemos definir os valores de a e b como a seguir:

( )549,7649,765

9,155,799999,25455

=b = 0,287

18,3287,099,1599 =a = 1598,986

Portanto, para o ponto 525+054, temos a equao:

MTBTBITOLA 287,0986,1598 +=

Projetando-se os valores de bitola para 1625mm e 1632mm, valores que correspondem aos limites de manuteno e segurana, respectivamente, temos que a bitola atingir o primeiro valor quando a tonelada bruta transportada atingir o valor aproximado de 90,55 MTBT e s se tornar defeito, ou seja, atingir o valor de 1632 mm com 115 MTBT.

69

Seguindo a mesma metodologia, as equaes das retas dos demais pontos foram traados. A Tabela 5.5 sintetiza todas as equaes e os valores de MTBT para os limites de segurana e manuteno para a curva 1 enquanto a Tabela 5.6 estabelece o mesmo para a curva 2.

Tabela 5.5: Equaes e projees de MTBT para Curva 1 Posio Equao MTBT para 1625mm MTBT para 1632mm525+054 Y=1598,986+0,287X 90,55 115525+159 Y=1598,327+0,369X 72,32 91,29525+165 Y=1602,261+0,327X 69,57 90,99525+255 Y=1599,129+0,355X 72,76 92,45

Tabela 5.6: Equaes e projees de MTBT para Curva 2 Posio Equao MTBT para 1625mm MTBT para 1632mm525+627 Y=1598,244+0,590X 45,36 57,23525+678 Y=1600,35+0,349X 70,63 90,69525+786 Y=1594,101+0,679X 45,52 55,83525+816 Y=1597,585+0,461X 59,5 74,69

O momento adequado da interveno de manuteno preditiva (ponto preditivo) de cada trecho em que se subdivide a via dever ser determinado pela intercesso da reta de estimao da degradao com a reta do valor crtico

Observando-se as projees calculadas para os limites definidos, temos que a interveno dever acontecer passagem de 90,99 MTBT para a Curva 1 e 55,83 MTBT para a Curva 2, j que pelo menos um ponto da curva ultrapassou o limite de segurana nestes valores. Se considerarmos a mdia mensal para o ano de 2006 at o ms de junho como sendo 3,1 MTBT, e o acumulado entre as medies igual a 6,4 MTBT, o servio de bitola acontecer aproximadamente em setembro de 2008 na Curva 1 e setembro de 2007 para a Curva 2.

Segundo a poltica de manuteno da Via na MRS, que atua segundo a definio do limite de manuteno estas datas cairiam para janeiro de 2008 na Curva 1 e Junho de 2007 na Curva 2.

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6- CONCLUSES E RECOMENDAES

A partir da anlise da evoluo da abertura da bitola, podemos dizer que a mesma tem um comportamento linear em relao tonelagem circulante na superestrutura, podendo-se obter o ponto preditivo facilmente atravs da tcnica de Regresso Linear.

Os prazos aqui estimados realmente no condizem com a realidade das atividades de Via Permanente, j que um prazo de intervalo entre intervenes nunca poderia ser de dois anos, como foi calculado aqui. Este dado seria confivel se houvesse a garantia de que todos os demais componentes da superestrutura no sofressem degradao e as condies climticas se mantivessem constantes durante todo o ano. Por isso, torna-se invivel gerir a manuteno da Via Permanente apenas pelo fator da carga circulante.

Contudo, faz-se necessria a adoo da manuteno preditiva para a via permanente porm com uma abordagem diferenciada. Como em RODRIGUES (2001), a inter-relao entre a degradao da superestrutura da via permanente ferroviria e seu nvel de utilizao pode ser quantificada mais adequadamente a partir da segmentao da via em trechos que considere suas caractersticas tcnicas de implantao, manuteno e operao e a partir dessa segmentao, o momento da interveno de manuteno na superestrutura da via permanente ferroviria pode ser determinado por um ndice que represente sua degradao para qualquer segmento da via, cuja inter-relao entre seu valor relativo e o nvel de produo possa ser avaliado de forma estatisticamente robusta.

O TrackSTAR uma excelente ferramenta para o monitoramento das condies dos materiais aplicados, tanto fixao e dormentao, pois fornece o gauge, fundamental na anlise das condies destes componentes, quanto rea do boleto do trilho, atravs da leitura do perfil do boleto e clculo pelo software Winpals. O

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desenvolvimento de um sistema de gerenciamento da manuteno que esteja em conformidade com os dados do veculo, poder estimar as equaes de vrios outros parmetros referentes a cada trecho cadastrado e calcular alm do ponto preditivo, o servio mais adequado a ser realizado no local.

Na MRS, a gerncia de Via Permanente de Minas Gerais j desenvolve trabalho semelhante, onde um controle simples de evoluo considerando somente o tempo como fator de degradao da bitola indica o momento em que dever acontecer a manuteno e baseado num histrico do ltimo servio executado em um dado local (inverso de trilho, substituio de trilho, correo de bitola ou consolidao da fixao) definido como ser a prxima interveno. Isso facilita significativamente as estimativas da necessidade de material, mo-de-obra e equipamento, e a elaborao da programao dos servios de manuteno da via permanente.

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7 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

ABTUS, Limited. Eletronic Gauging Data-Logging Trolley ABT4370. 2005. Manual Equipamento de medio. 2005

DUVAL, Ernani. Curso de Via Permanente Ferroviria. 2001. 24 p. Ferrovia Centro Atlntica, 2001

FONSECA, Jairo Simon da. Estatstica aplicada por Jairo Simon da Fonseca, Gilberto de Andrade Martins e Geraldo Luciano Toledo. 2.ed. So Paulo: Atlas, 1985.

HOLEMAKER. Trolley de medio de Via Permanente, Modelo TM50 Stanley, 2005. [on line] Disponvel http://www.holemaker.com.br

LIMA, Henrique Alexandre Dourado. Procedimento para seleo de mtodo de manuteno para a superestrutura ferroviria. 1998. 123 p. Dissertao (Mestrado em Cincias em Engenharia de Transportes) Instituto Militar de Engenharia,1998.

MUNIZ DA SILVA, Luiz Francisco. Fundamentos Terico-experimentais da Mecnica dos Pavimentos Ferrovirios e Esboo de um Sistema de Gerncia Aplicado Manuteno da Via Permanente. 2002. 333 p. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE, 2002.

RODRIGUES, Carlos Alceu. Contribuio ao Planejamento da Manuteno Preditiva da Superestrutura Ferroviria. 2001. 260 p. Tese (Doutorado em Cincias em Engenharia de Transportes) - Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE, 2001

SETTI, Joo Bosco. Curso de Geometria de Via Permanente. 2006. Instituto Militar de Engenharia, Academia MRS, 2006.

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APNDICES