Embed Size (px)
Citation preview
INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
SEÇÂO DE FORTIFICAÇÃO E CONSTRUÇÃO
CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM TRANSPORTE FERROVIÁRIO DE CARGA
MRS LOGÍSTICA - VALE
FERNANDA DE MORAES CARNEIRO
SIMULAÇÃO DO CIRCUITO DE MINÉRIO DO TERMINAL FERROVIÁRIO DE
PONTA DA MADEIRA (TFPM)
RIO DE JANEIRO
2008
INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM TRANSPORTE FERROVIÁRIO DE CARGA
FERNANDA DE MORAES CARNEIRO
SIMULAÇÃO DO CIRCUITO DE MINÉRIO DO TERMINAL FERROV IÁRIO DE
PONTA DA MADEIRA (TFPM)
Monografia apresentada ao curso de Especialização
em Transporte Ferroviário de Carga do Instituto
Militar de Engenharia, como requisito para
diplomação.
ORIENTADOR: Prof. Luiz Antonio Silveira Lopes
TUTOR: Charles Jonas Acácio Rodrigues
RIO DE JANEIRO
2008
XXXX Carneiro, Fernanda de Moraes
Simulação do Circuito de Minério do Terminal Ferroviário de Ponta da Madeira
(TFPM) / Fernanda de Moraes Carneiro – Rio de Janeiro: Instituto Militar de
Engenharia, 2008.
XX f.: il., graf., tab.: - cm.
Monografia (Pós-graduação) – Instituto Militar de Engenharia, 2008
INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
Praça General Tibúrcio, 80 – Praia Vermelha
Rio de Janeiro – RJ CEP: 22290-270
Este exemplar é de propriedade do Instituto Militar de Engenharia e da VALE,
que poderão incluí-lo em base de dados, armazenar em computador, microfilmar ou
adotar qualquer forma de arquivamento.
São permitidas a menção, reprodução parcial ou integral e a transmissão entre
bibliotecas deste trabalho, sem modificação de seu texto, em qualquer meio que seja
ou venha a ser fixado, para pesquisa acadêmica, comentários e citações, desde que
sem finalidade comercial e que seja feita a referência bibliográfica completa.
Os conceitos expressos neste trabalho são de responsabilidade do autor e do
orientador.
3
INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
FERNANDA DE MORAES CARNEIRO
SIMULAÇÃO DO CIRCUITO DE MINÉRIO DO TERMINAL FERROVIÁRIO DE
PONTA DA MADEIRA (TFPM)
Monografia apresentada ao curso de Especialização em Transporte Ferroviário
de Carga do Instituto Militar de Engenharia, como requisito para diplomação.
ORIENTADOR: Prof. Luiz Antonio Silveira Lopes
TUTOR: Charles Rodrigues
Aprovada em 14 de Outubro de 2008 pela seguinte Banca Examinadora:
Prof. Luiz Antonio Silveira Lopes
Prof. Altair dos Santos Ferreira Filho
Manoel Ferreira Mendes
Charles Jonas Acácio Rodrigues
Rio de Janeiro
2008
4
AGRADECIMENTOS
Agradeço a VALE pelo incentivo ao crescimento, especialmente aos colegas e
amigos que me ajudaram na elaboração deste trabalho: Charles Rodrigues, Mário
Nardelli, João Cantanhede, Ernesto Saboya, Marlon Tadeu, Daniel Novo e José
Raimundo Silva.
À Sabrina Veloso, pela providencial ajuda nas horas de desespero.
Aos professores, pelos conhecimentos transmitidos nas disciplinas cursadas e
em especial ao Prof. Luiz Antonio Silveira Lopes e Prof ª Cristina Sinay.
Ao coordenador Manoel Ferreira Mendes, sempre disposto a ajudar.
E à minha família e namorado, pelo incentivo e paciência.
5
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 12
1.1 OBJETIVO ....................................................................................................... 14
1.2 JUSTIFICATIVA ............................................................................................. 14
1.3 ORGANIZAÇÃO DA MONOGRAFIA .......................................................... 15
2 REVISÃO DA LITERATURA ............................................................................. 16
2.1 SIMULAÇÃO .................................................................................................. 16
2.1.1 PARTES DE UM MODELO DE SIMULAÇÃO ........................................... 17
2.1.2 SIMULAÇÃO APLICADA À FERROVIA .................................................... 18
2.1.3 O SOFTWARE ARENA ................................................................................ 19
2.2 O ESCOAMENTO DE MINÉRIO NO SISTEMA NORTE ............................ 21
2.2.1 OPERAÇÃO FERROVIÁRIA NO TFPM ..................................................... 22
2.2.2 MODELO DE OPERAÇÃO NO CIRCUITO DE MINÉRIO ....................... 24
3 MÉTODO ................................................................................................................ 33
4 MODELO DE SIMULAÇÃO E RESULTADOS ............................................... 35
4.1 MODELO CONCEITUAL .............................................................................. 35
4.2 DADOS DE ENTRADA .................................................................................. 37
4.2.1 CHEGADA DE TRENS ................................................................................ 38
4.2.2 RECEPÇÃO ................................................................................................. 40
4.2.3 APROXIMAÇÃO DO VIRADOR ................................................................. 40
4.2.4 DESCARGA .................................................................................................. 41
4.2.5 CLASSIFICAÇÃO ........................................................................................ 44
4.2.6 FORMAÇÃO ................................................................................................ 45
4.2.7 RESUMO DOS DADOS DE ENTRADA ...................................................... 45
4.3 MODELO VALIDADO E DESCRIÇÃO DOS CENÁRIOS ........................... 46
4.4 ANÁLISE DOS RESULTADOS ..................................................................... 49
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................ 52
6
LISTA DE FIGURAS
FIG. 1.1 - Sistema Norte ........................................................................................... 13
FIG. 2.1 - Visão da tela inicial do Arena 12.0 ........................................................... 19
FIG. 2.2 - Exemplos de templates do Arena ............................................................. 20
FIG. 2.3 - Sistema de escoamento do minério de Carajás. ...................................... 22
FIG. 2.4 - Vista aérea do TFPM (Fonte: GOOGLE EARTH, 2008) ........................... 23
FIG. 2.5 - Layout do TFPM ....................................................................................... 24
FIG. 2.6 – Chegada de trem carregado. ................................................................... 25
FIG. 2.7 - Modelo do trem de minério com tração distribuída. .................................. 25
FIG. 2.8 - Posicionamento no pátio de recepção e separação em três lotes. .......... 26
FIG. 2.9 – Posicionamento de lotes nos viradores. .................................................. 27
FIG. 2.10 - Virador vira uma dupla de vagões por vez. ............................................ 28
FIG. 2.11 - Identificação de vagões para manutenção. ............................................ 28
FIG. 2.12 - Manobra de classificação de vagões. ..................................................... 29
FIG. 2.13 - Formação de trens. ................................................................................ 30
FIG. 2.14 - Partida de trem de minério vazio. ........................................................... 31
FIG. 2.15 - Chegada de trem de passageiro ............................................................ 32
FIG. 4.1 - Fluxograma da operação no circuito de minério – parte I. ........................ 35
FIG. 4.2 - Fluxograma da operação no circuito de minério – parte II. ....................... 36
FIG. 4.3- Resultado da análise da taxa de chegada de trens de minério com Input
Analyser (valores em min) ................................................................................. 39
FIG. 4.4 - Resultado da análise da interferência dos trens de passageiro com Input
Analyser (valores em min) ................................................................................. 39
FIG. 4.5 - Carta X-AM do virador 1 ........................................................................... 41
FIG. 4.6 - Carta X-AM do virador 2 ........................................................................... 42
FIG. 4.7 - Carta X-AM do virador 3 ........................................................................... 42
FIG. 4.8 - Resultado da análise do TMD do virador 1 com Input Analyser (valores em
min) ................................................................................................................... 43
FIG. 4.9 - Resultado da análise do TMD do virador 2 com Input Analyser (valores em
min) ................................................................................................................... 43
FIG. 4.10 - Resultado da análise do TMD do virador 3 com Input Analyser (valores
em min) ............................................................................................................. 44
7
FIG. 4.11 - Modelo em Arena – Parte I ..................................................................... 47
FIG. 4.12 - Modelo em Arena - Parte II .................................................................... 48
FIG. 4.13- Gráfico do tempo de ciclo por área do TFPM .......................................... 50
8
LISTA DE TABELAS
TAB. 4.1 - Relatório de ajuste dos dados às curvas ................................................. 38
TAB. 4.2 - Descrição dos dados de entrada para o cenário atual ............................ 46
TAB. 4.3 - Comparação entre dados do modelo e valores reais .............................. 48
TAB. 4.4 - Descrição dos cenários ........................................................................... 49
TAB. 4.5 - Resultados da simulação – Utilização das áreas do TFPM ..................... 49
9
LISTA DE SIGLAS
CCO - Centro de Controle Operacional
CFN - Companhia Ferroviária do Nordeste
CL - Classificação
EFC - Estrada de Ferro Carajás
FO - Formação
GDOD - Gráfico Diário de Operação de Descarga
MTPA - Milhões de toneladas por ano
RC - Recepção
TFCJ - Terminal Ferroviário de Carajás
TFPM - Terminal Ferroviário de Ponta da Madeira
TPPM - Terminal Portuário de Ponta da Madeira
VF - Viaduto F
VV - Virador de Vagão
10
RESUMO
O sistema de escoamento do minério de Carajás é formado por um terminal de
carregamento na mina (Terminal Ferroviário de Carajás - TFCJ), um terminal de
descarga e um porto em São Luís (Terminal Ferroviário de Ponta da Madeira -
TFPM) e uma ferrovia interligando a mina ao porto (Estrada de Ferro Carajás - EFC),
todos operados pela Vale. Com o aumento de produção de minério previsto para os
próximos anos, o TFPM tem papel importante no escoamento deste produto, já que
nele que se processam inúmeras atividades, como a descarga e manutenção de
vagões, o abastecimento e manutenção de locomotivas e a formação dos trens com
vagões vazios para carregamento no TFCJ. Este estudo apresenta os resultados de
um modelo de simulação em ARENA para o circuito de minério do TFPM. Estes
resultados permitiram avaliar o impacto de diferentes cenários de produção e de
modelos operacionais, além de alterações no layout do terminal.
11
ABSTRACT
The Carajás iron ore complex is composed by a loading terminal at the mine
(Terminal Ferroviário de Carajás - TFCJ), an unloading and port terminal in São Luís
(Terminal Ferroviário de Ponta da Madeira - TFPM) and the railroad connecting the
mine to the port terminal (Estrada de Ferro Carajás – EFC), all managed by Vale.
Considering the iron ore’s planned production increase for the next years, TFPM has
an important role in this system. It is responsible for several activities, like wagons
unloading and maintenance, locomotives fueling and maintenance and also the
train’s formation to TFCJ. This study presents the results of a simulation model with
ARENA to the TFPM’s iron ore circuit. These results allowed evaluating the impact of
different production and operational model scenarios, beyond infrastructure changes
on the terminal.
12
1 INTRODUÇÃO
A demanda global por minério de ferro tem aumentado nos últimos anos, sendo
impulsionada pelo crescimento da China, Índia e outros países emergentes.
“Como a experiência desta década tem demonstrado, a expansão do consumo global de minérios e metais continuará a depender quase que exclusivamente da evolução das economias emergentes, justamente porque são as que estão passando por importantes transformações estruturais associadas ao desenvolvimento econômico de longo prazo. A industrialização, urbanização e os investimentos em infra-estrutura, movimentos integrantes dessas mudanças estruturais, são processos intensivos na utilização de minérios e metais e responsáveis pela forte expansão de seu consumo.
(...) Estima-se que os investimentos em infra-estrutura nas economias emergentes deverão demandar recursos de no mínimo US$ 5 trilhões nos próximos 10 anos, o que corresponde a aproximadamente 20% de seu PIB1 atual. Tais investimentos terão impacto relevante sobre a demanda por aço e suas matérias primas – minério de ferro, carvão metalúrgico e ferro ligas – cobre, alumínio e níquel.” (VALE, 2008, p. 3-4)
Neste cenário, a Vale, uma das maiores mineradoras do mundo, está
promovendo inúmeras ações para explorar as oportunidades oferecidas por essas
tendências, dentre elas a expansão da capacidade de produção do melhor minério
de ferro do mundo, proveniente da mina de Carajás.
O sistema de escoamento do minério de Carajás, também chamado de Sistema
Norte, é formado pelo Terminal Ferroviário de Carajás (TFCJ), pela Estrada de Ferro
Carajás (EFC), pelo Terminal Ferroviário de Ponta da Madeira (TFPM) e pelo
Terminal Portuário de Ponta da Madeira (TPPM)(FIG. 1.1).
1 PIB medido a taxas de câmbio de acordo com a paridade do poder de compra.
13
FIG. 1.1 - Sistema Norte
Batista (2006, p. 19) comenta em seu trabalho que a capacidade de transporte
de um corredor ferroviário (e, por conseguinte, a capacidade de embarque de um
porto interligada a este corredor) é função direta da capacidade de carga e descarga
dos pátios e terminais que o compõe, ou seja, estes pátios e terminais devem operar
de forma a não comprometer a capacidade de transporte da linha.
Isto é confirmado no relatório com os resultados do segundo trimestre de 2008
emitido pela Vale. Nele é apontado que os custos de demurrage2 totalizaram R$ 131
milhões, representando R$ 1,98 por tonelada métrica de minério de ferro
embarcada, contra R$ 1,50 por tonelada métrica no mesmo período de 2007.
“A elevação dos custos com demurrage reflete a pressão exercida pelo contínuo crescimento da demanda por minério de ferro sobre a infra-estrutura de logística. A expansão de nossa produção de minério de ferro, implicando na movimentação adicional de 135 milhões de toneladas anuais entre 2003 e 2007, tem sido acompanhada por consideráveis investimentos em logística, buscando a ampliação de sua eficiência e de sua capacidade de movimentação de carga. No momento temos em curso dois grandes projetos (...), cujo objetivo é a ampliação da capacidade de nossas ferrovias e portos.
Neste ano, (...) tivemos aumento de filas de navios em Ponta da Madeira determinado pelo descompasso transitório entre o volume
2 Multas pagas pelo atraso de carregamento de navios nos terminais marítimos.
14
de embarques e a capacidade da EFC. (...) significativos progressos estão sendo registrados nos investimentos em logística no Sistema Norte, como a conclusão da expansão de 57 pátios de manobras e início da operação de trens com 330 vagões na EFC, que conduzirão à progressiva redução dos custos com demurrage.” (VALE, 2008, p. 9).
Como o TFPM tem papel importante no escoamento do minério de Carajás, será
objeto de estudo deste trabalho, no qual será estudada a capacidade de
atendimento ao crescimento da demanda prevista para os próximos anos.
1.1 OBJETIVO
Este trabalho tem como objetivo avaliar a operação ferroviária no circuito de
minério do TFPM (gargalos e ociosidades) através de simulação computacional,
considerando-se as características operacionais e infra-estrutura atuais, bem como
cenários alternativos.
1.2 JUSTIFICATIVA
Como os custos de transporte correspondem a mais da metade dos custos
logísticos, que de acordo com Coeli (2004, p. 1) representam entre 7 e 10% dos
custos totais, o sistema de logística também é um dos fatores-chave para a alta
competitividade das operações de minério de ferro.
Com a crescente demanda por minério de ferro no cenário mundial, o TFPM tem
papel importante no escoamento deste produto, já que nele que se processam
inúmeras atividades, como a descarga e manutenção de vagões, o abastecimento e
manutenção de locomotivas e a formação dos trens com vagões vazios para
carregamento no TFCJ.
15
Utilizar a simulação para avaliar operações ferroviárias é vantajoso porque nos
permite avaliar, planejar e otimizar cenários antes de implementá-los.
1.3 ORGANIZAÇÃO DA MONOGRAFIA
Esta monografia está dividida em cinco capítulos:
− O capítulo 1 apresenta a introdução, com um breve relato sobre demanda
global por minério de ferro e a importância do TFPM no contexto de
escoamento deste produto, bem como o objetivo e a justificativa do
trabalho;
− O capítulo 2 trata da revisão da literatura, apresentando a simulação, sua
utilização em problemas ferroviários e a ferramenta Arena, bem como
uma descrição da operação ferroviária no circuito de minério do TFPM;
− No capítulo 3 descreve-se o método utilizado para modelagem e como
será feita a análise dos cenários estudados;
− O capítulo 4 traz o modelo e a validação do cenário atual e os resultados
dos testes dos cenários alternativos. Ainda, é realizada uma interpretação
dos resultados, com discussão sobre seus impactos e significados;
− No capítulo 5 são apresentadas as considerações finais, com
recomendações para novas pesquisas.
16
2 REVISÃO DA LITERATURA
2.1 SIMULAÇÃO
A simulação é uma das técnicas da Pesquisa Operacional3 que através de um
modelo descreve um processo ou um sistema e usualmente inclui parâmetros que
permitem que o modelo seja configurável de forma a representar diferentes
configurações. É utilizada “para analisar sistemas que são complicados demais para
serem atacados via métodos analíticos, como cálculo, probabilidade e estatística ou
teoria das filas”. (GOLDSMAN, 2007, p. 26).
De acordo com Kelton et. al (2002, p. 8), a simulação tem se tornado uma das
mais populares ferramentas de pesquisa operacional devido a:
− Habilidade para lidar com modelos complexos, tornando-a uma
ferramenta versátil e poderosa;
− Melhora na performance e preço de computadores;
− Avanços nos softwares de simulação (flexibilidade e facilidade de
programação).
Carson II (2004, p. 11) e Filho (2008) apontam ainda outras vantagens, como a
possibilidade de experimentar com um modelo do sistema, sem causar interrupções
ou provocar riscos, de identificar problemas e gargalos antes de se modificar ou
construir um sistema, de comparar inúmeras alternativas de desenhos e regras de
operação antes de comprometer recursos e investimentos para um projeto, de
permitir avaliação mesmo que os dados de entrada estejam ainda na forma de
esquemas ou rascunhos, de permitir análise de praticamente qualquer medida
concebível e de controlar, comprimir ou expandir o tempo, permitindo a reprodução
dos fenômenos num ritmo mais adequado ao estudo.
3 A Pesquisa Operacional compreende um conjunto de modelos e técnicas para resolver
problemas complexos. De maneira geral, se apóia em quatro ciências fundamentais: Economia,
Matemática, Estatística e Informática.
17
Entretanto, os sistemas reais possuem natureza dinâmica e aleatória e pode não
ser possível representá-los em sua totalidade, sendo necessárias algumas
simplificações. Neste caso, deve-se atentar na construção de modelos, para que
estas simplificações continuem a representar o sistema de maneira válida,
produzindo resultados confiáveis.
Além disso, a interpretação dos resultados da simulação não é trivial. Muitas
vezes, é difícil determinar se certo resultado é devido a alguma significante relação
num sistema ou se é oriundo de uma aleatoriedade construída no modelo (FILHO,
2008).
De maneira resumida, a simulação possui algumas restrições:
− Não fornece resultados precisos se os dados forem imprecisos;
− Somente descreve características do sistema que forem explicitamente
modeladas;
− Não propõe alternativas de ação (somente testa alternativas sugeridas);
− Não otimiza os resultados (apenas fornece respostas a perguntas do tipo
“O que acontece se...?”).
2.1.1 PARTES DE UM MODELO DE SIMULAÇÃO
Alguns autores, como Prado (2004), Landa apud BANKS e CARSON II (1984) e
Kelton et. al. (2002) definiram os elementos básicos de uma simulação. A seguir, os
principais componentes:
− Entidades e atributos: entidades são os objetos dinâmicos na simulação,
que mudam seu status, afetam e são afetadas por outras entidades e pelo
estado do sistema, ocupam recursos e filas e afetam os resultados das
medidas de performance; já os atributos são características comuns a
todas as entidades, mas com um valor específico que pode ser diferente
de uma entidade para a outra, individualizando-as. Fazendo uma analogia
com a programação computacional tradicional, os atributos são variáveis
locais;
18
− Variáveis: são informações que refletem algumas características do
sistema. Também chamadas de variáveis globais, são acessíveis a
qualquer entidade e podem ser modificadas por elas;
− Recursos: são elementos estacionários de um sistema que podem ser
alocados a entidades. Possuem capacidade de ocupação e estados
definidos, que podem ser alterados durante a simulação. Possuem fila
associada para manter as entidades que tentam ocupá-los quando estão
indisponíveis;
− Filas: são espaços de espera para entidades cujo movimento através do
modelo foi suspenso devido a um status do sistema (por exemplo, recurso
ocupado). As entidades entram e saem das filas com base na mudança
de estado do elemento do sistema associado à fila;
− Eventos: são acontecimentos de um instante de tempo simulado que
provocam alterações em atributos, variáveis ou estatísticas. São
exemplos de eventos a chegada e partida de trens.
2.1.2 SIMULAÇÃO APLICADA À FERROVIA
O trabalho de Krueger (2000) aponta algumas utilizações de ferramentas de
simulação em operações ferroviárias, como despacho de trens, distribuição de
recursos (locomotivas, vagões e equipagens), manutenção da via, operação de
trens, capacidade de linha e terminais, avaliação da rede (tráfego e serviços) e
interface com atividades não ferroviárias (por exemplo, terminais intermodais).
Diversos trabalhos de simulação têm sido desenvolvidos no Brasil e no mundo
para estudar o ambiente ferroviário. Como exemplos podem ser citados trabalhos
relacionados à movimentação de trens na malha [Franzese et. al. (2003), Fioroni et.
al. (2005), Fioroni (2007)], à distribuição de equipagem [Guttkuhn et. al. (2003)] e à
distribuição de locomotivas de auxílio [Landa (2007)], sendo que alguns trabalhos
são aplicações em ferrovias específicas [Hooghiemstra e Teunisse (1998), Dalal e
Jensen (2001)].
19
De acordo com Leilich (1998), as peças chaves de qualquer simulação de
operação ferroviária seriam a definição dos objetivos do estudo, a obtenção de
dados confiáveis, a calibração e validação do cenário base com dados reais (se
possível), a identificação das alternativas a serem avaliadas e a conversão do
desempenho em medidas de capacidade, de serviço e econômicas.
2.1.3 O SOFTWARE ARENA
Arena é um software de simulação da Rockwell Automation que em um
ambiente engloba recursos para modelagem de processos, animação e ferramentas
de análise estatística e de resultados. Ele foi lançado em 1993 e a última versão
disponível é a 12.0.
FIG. 2.1 - Visão da tela inicial do Arena 12.0
20
Kelton et. al. (2002, p. 9) classifica os modelos de simulação em três dimensões:
estáticos ou dinâmicos (no segundo, o estado do sistema muda com o tempo),
contínuos ou discretos (no primeiro o estado do sistema pode mudar continuamente
no tempo, enquanto que no segundo as mudanças ocorrem somente em tempos
específicos) e determinísticos ou estocásticos (em modelos estocásticos as entradas
são randômicas). O Arena pode trabalhar com todos estes tipos de modelos.
O diferencial do Arena são os templates, que são objetos e ferramentas de
modelagem agrupados em painéis que permitem a descrição de comportamentos de
processos de maneira visual, interativa e organizada. Pela seleção de painéis, pode-
se obter acesso a um conjunto de módulos e na maioria dos casos módulos de
diferentes painéis podem ser combinados no mesmo modelo (FIG. 2.2).
FIG. 2.2 - Exemplos de templates do Arena
21
Os módulos são compostos por elementos da linguagem de programação
SIMAN e ainda é permitido ao usuário criar seus próprios módulos e templates.
Cada módulo possui parâmetros que são configurados de acordo com o modelo em
estudo.
Adicionalmente, o Arena disponibiliza ferramentas auxiliares, como o Input
Analyzer, o Output Analyzer, o Process Analyzer e o OptQuest.
O Input Analyzer ajusta dados de entrada reais (como por exemplo, a taxa de
chegada de trens a um terminal) a uma distribuição de probabilidade. Neste caso
tem-se duas opções: selecionar a distribuição desejada ou ajustar algumas
distribuições aos dados e selecionar o mais apropriado. Em ambos os casos, o Input
Analyzer retorna com estimativas de parâmetros e uma expressão que pode ser
copiada e colada ao modelo em estudo.
O Output Analyzer permite analisar estatisticamente os resultados da simulação,
o Process Analyzer compara as saídas de um modelo quando se alteram as
entradas e o OptQuest permite a busca por soluções ótimas para o modelo de
simulação.
2.2 O ESCOAMENTO DE MINÉRIO NO SISTEMA NORTE
Da mina de Carajás, no Pará, o minério extraído segue para o Terminal
Ferroviário de Carajás (TFCJ), no qual os vagões são carregados e o trem é
formado. De lá, o trem segue pelos 892 km da Estrada de Ferro Carajás (EFC) até o
Terminal Ferroviário de Ponta da Madeira (TFPM), em São Luis-MA, onde os vagões
são descarregados no Terminal Portuário de Ponta da Madeira (TPPM). O minério
segue então para empilhamento em pátios de estocagem, para posterior embarque
nos navios (FIG. 2.3).
22
FIG. 2.3 - Sistema de escoamento do minério de Cara jás.
Embora o pátio ferroviário e a linha principal sejam de propriedade da Vale, a
companhia é obrigada pelo governo a permitir que o serviço de transporte de
passageiro utilize suas linhas. Trens de passageiro chegam e partem do TFPM três
vezes por semana, com linha de acesso à estação de passageiro através da área de
recepção no circuito do minério. A carga geral é exportada através de um circuito
separado no TFPM.
2.2.1 OPERAÇÃO FERROVIÁRIA NO TFPM
O TFPM ocupa uma área de 1817 hectares, sendo composto por um conjunto de
104 km de linhas (FIG. 2.4). Com o objetivo de compor e recompor trens, é um
terminal complexo, que pode ser dividido em três circuitos básicos: de cargas, de
minério e de manutenção.
23
FIG. 2.4 - Vista aérea do TFPM (Fonte: GOOGLE EARTH , 2008)
O circuito de cargas é um conjunto de linhas por onde passam os trens de carga
geral, compreendendo ainda o trecho da CFN (Companhia Ferroviária do Nordeste);
o circuito de manutenção é compreendido pelos pátios das oficinas de manutenção
de vagões e locomotivas, e o circuito de minério é composto pela pêra ferroviária do
minério, pelo pátio de recepção, pelo circuito dos viradores de vagões, pelo pátio de
classificação e pelo pátio de formação (FIG. 2.5.
24
FIG. 2.5 - Layout do TFPM
2.2.2 MODELO DE OPERAÇÃO NO CIRCUITO DE MINÉRIO
O circuito do minério foi construído nos anos 80 com dois viradores de vagões.
Em 2005 o terceiro virador foi adicionado sobre a linha que anteriormente era uma
linha de escape.
Os principais processos desempenhados atualmente no circuito do minério do
TFPM estão descritos a seguir:
a. Chegada de trens carregados:
Os trens entram no circuito do minério através de uma linha singela, que é
uma seção da linha principal adjacente ao pátio sinalizada e sob controle do
25
CCO, o que significa que a entrada e a saída dos trens não podem ocorrer
simultaneamente. Após o Km00, ainda sob controle do CCO há uma seção
de 500 m até o início do pátio de recepção.
FIG. 2.6 – Chegada de trem carregado.
A configuração atual do trem de minério utiliza tração distribuída, no modelo
2 locomotivas + 110 vagões GDT + 2 locomotivas + 220 vagões GDT, vazio e
carregado.
FIG. 2.7 - Modelo do trem de minério com tração dis tribuída.
b. Fila de trens carregados e divisão em lotes:
Os trens carregados são divididos em lotes de 110 vagões antes de serem
descarregados. Quando o caminho para o virador destino está livre, os trens
param com seu primeiro lote no virador e dividem os demais lotes na área de
recepção. Se o virador destino está em uso, os trens param dentro da área
de recepção e são separados em lotes (FIG. 2.8).
26
FIG. 2.8 - Posicionamento no pátio de recepção e se paração em três lotes.
Atualmente existem cinco linhas na área de recepção, sendo duas com
capacidade de 330 vagões e três com capacidade de 220 vagões. A linha
periférica da recepção (linha 6) é utilizada para o acesso de trens de
passageiro à estação de passageiros e assim é dada uma menor prioridade
para a recepção de trens carregados. Os lotes são geralmente levados para
descarga por ordem de chegada, tão logo os viradores estejam disponíveis.
c. Posicionamento para descarga:
Um lote deve iniciar sua aproximação de um virador quando restarem para
serem descarregados 18 vagões ou menos do lote a frente. O primeiro lote
de um trem normalmente é posicionado no virador pelas locomotivas do trem,
o segundo pela tração remota do trem e o terceiro pela locomotiva de
manobra.
Locomotivas de manobra são atribuídas para esta operação e circulam
através dos viradores e área de classificação. Antes de iniciar a descarga, o
ar do encanamento geral dos vagões é drenado (para evitar aplicação de
freio no virador). Depois do posicionamento do primeiro lote do trem, as
locomotivas do trem são desacopladas e seguem para manutenção via área
de classificação. As locomotivas de manobras que posicionaram os lotes
27
subseqüentes ficam aguardando a descarga na área de classificação a uma
distância de comprimento de um lote.
FIG. 2.9 – Posicionamento de lotes nos viradores.
Existem três linhas na área de aproximação do virador, as quais podem ser
acessadas por qualquer uma das cinco linhas de recepção através de
travessões posicionados no início da área de aproximação. As linhas de
aproximação do virador têm tamanho suficiente para acomodar blocos de
110 vagões depois dos travessões.
d. Descarga:
Os vagões são descarregados em duplas e a taxa de descarga varia devido
a atrasos de vários tipos.
28
FIG. 2.10 - Virador vira uma dupla de vagões por ve z.
Cada dupla de vagões é inspecionada visualmente assim que deixa o virador
e caso um vagão necessite de manutenção (seja por troca de sapata ou por
manutenção corretiva), ele é identificado com uma placa. Depois que a
descarga é completada, o lote é puxado por uma locomotiva de manobra
cerca de 100m para frente e o ar no sistema de freios é restaurado enquanto
o próximo lote é posicionado no virador.
FIG. 2.11 - Identificação de vagões para manutenção .
29
e. Retirada de vagões avariados:
Os lotes são levados para a área de classificação por locomotivas de
manobra. Os vagões identificados como avariados são removidos do lote
através de manobras e colocados em uma das linhas de desvio da área de
classificação (também chamadas de linhas mortas, com capacidade de 30
vagões cada). Uma vez por dia os vagões desviados nas linhas mortas são
levados para a oficina com o auxílio de locomotivas de manobra.
FIG. 2.12 - Manobra de classificação de vagões.
Cada uma das três linhas de classificação pode acomodar um lote de 110
vagões.
f. Formação de lotes:
A maioria dos lotes é recomposta no viaduto depois da classificação (viaduto
F, que contém duas linhas). Na minoria dos casos um lote simples é levado
da classificação para a área de formação para ser recombinado, ação por
30
vezes realizada para evitar a formação de filas na classificação, que possam
interferir na descarga.
g. Manutenção antes da partida e formação de trens:
A área de formação possui três linhas, sendo que duas têm capacidade para
330 vagões e uma tem capacidade para 220 vagões (nesta última ficam
estacionados os vagões para recomposição de lote).
Vagões reparados são adicionados para formar o trem com 330 vagões e as
locomotivas são distribuídas aos lotes para formação do trem. Nesta área
também são realizados a troca de sapatas dos vagões e o teste de cauda.
FIG. 2.13 - Formação de trens.
h. Saída do terminal:
Os trens formados com vagões vazios saem do terminal certificando-se que
não existe nenhum trem carregado não esteja usando a linha de
aproximação do terminal.
31
FIG. 2.14 - Partida de trem de minério vazio.
i. Influência do trem de passageiros:
Na operação atual, o trem de passageiro tem prioridade sobre o trem de
minério. Ele chega e parte do terminal em estudo 3 vezes por semana,
conforme listado abaixo:
Trem 1 - sai do TFPM às terças-feiras, às 8h e chega nas sextas-feiras, às
22h;
Trem 2 - sai do TFPM aos sábados, às 8h e chega aos domingos, às 22h;
Trem 3 - sai do TFPM às segundas, às 8h e chega às terças-feiras, às 22h.
Quando chega e parte do terminal em estudo, o trem de passageiros utiliza
as linhas 1 e 6, fazendo-as temporariamente inacessíveis para outros trens.
32
FIG. 2.15 - Chegada de trem de passageiro
33
3 MÉTODO
O trabalho caracteriza-se pela elaboração de um modelo para simular a
operação do circuito de minério do TFPM, desde a recepção dos trens com vagões
carregados até a formação dos trens com vagões vazios, fazendo uma comparação
entre alguns cenários e avaliando os impactos dessas alterações.
Utiliza-se neste trabalho a metodologia sugerida por Carson II (2004) e Pedgen
et. al. (1995) para a condução de um estudo de simulação, cujas fases podem ser
assim resumidas:
− Formulação do modelo conceitual e análise (modelo preliminar);
− Preparação dos dados de entrada (identificação e coleta);
− Desenvolvimento do modelo;
− Verificação e validação do modelo;
− Desenho do experimento (parâmetros de entrada a serem variados,
tempo de execução e número de replicações);
− Execução do experimento e análise dos resultados (medição do
desempenho do sistema) e
− Implantação e documentação do processo.
Seguindo ainda a orientação de Carson II (2004) de que os modelos devem ser
desenvolvidos em um pacote de simulação que seja aplicável e disponível
comercialmente, neste trabalho escolheu-se o Arena (versão 10.0).
Como premissas, admitem-se:
− O modelo considera lotes (e não vagões);
− Os trens têm tamanho de 330 vagões, sendo desmembrados e
formados em três lotes de 110 vagões;
− Assume-se média de 102 toneladas/vagão para o propósito de se
calcular a capacidade de descarga;
− As locomotivas serão consideradas como recurso abundante;
− Serão consideradas as paradas para manutenção programada nos
viradores de vagões;
34
− O tempo médio de descarga já considera as paralisações por
manutenção corretiva;
− Cada trem, para prosseguir no circuito, deve antes avaliar se a área
subseqüente está disponível e pode ser alocada por ele.
35
4 MODELO DE SIMULAÇÃO E RESULTADOS
Nesta seção apresenta-se um modelo preliminar com a definição dos
componentes e da lógica do sistema a ser simulado.
4.1 MODELO CONCEITUAL
O modelo conceitual foi desenvolvido em forma de fluxograma (FIG. 4.1 e FIG.
4.2) e foi baseado nas atividades do circuito de minério descritas no item 2.2.2.
FIG. 4.1 - Fluxograma da operação no circuito de mi nério – parte I.
36
FIG. 4.2 - Fluxograma da operação no circuito de mi nério – parte II.
De acordo com o modelo conceitual, os dados de entrada para a simulação são:
− Tempo de circulação da entrada do pátio (KM 0) ao início do pátio de
recepção;
− Capacidade da entrada do pátio;
− Tempo de circulação do início ao final do pátio de recepção;
− Capacidade do pátio de recepção;
− Tempo de circulação do final da recepção até os viradores, incluindo
dreno e corte de tração (lotes 1, 2 e 3);
− Capacidade das linhas de aproximação do virador;
− Tempo médio de descarga nos viradores (TMD);
− Capacidade dos viradores;
− Tempo de manutenção preventiva dos viradores;
37
− Tempo circulação do virador até pátio de classificação, incluindo tempo de
manobra de acoplamento de locomotiva e restauração do ar no sistema
freios;
− Capacidade das linhas de classificação;
− Tempo de classificação (posicionamento e manobra para retirada de
vagões avariados);
− Capacidade das linhas de formação;
− Tempo de circulação do pátio de classificação até o final do pátio de
formação;
− Tempo troca de sapata;
− Tempo de link e teste de cauda;
− Tempo de circulação do final do pátio de formação até a saída do pátio.
Ao final da simulação, o modelo deve apresentar como saída:
− Tempo de ciclo na recepção, nos viradores, na classificação e na
formação;
− Tempo de permanência no terminal.
Estas informações serão úteis para a análise comparativa entre os cenários.
4.2 DADOS DE ENTRADA
Uma das grandes dificuldades no desenvolvimento de modelos é a obtenção de
dados representativos confiáveis.
Buscaram-se nos sistemas de controle utilizados pela ferrovia as informações de
entrada necessárias, respeitando o período de Junho/08 a Setembro/08, já que em
meados de Maio/08 é que foram implantados os trens de 330 vagões (antes disso,
os trens eram compostos por 208 vagões, divididos em dois blocos de 104 vagões).
Contudo, percebeu-se que a maioria das informações incluía o tempo em fila, não
sendo úteis para a modelagem do problema, mas sim na validação dele. Para estes
38
casos, foram atribuídos valores baseados na experiência dos profissionais que
operam o terminal, obtidos através de sessões de entrevista.
4.2.1 CHEGADA DE TRENS
Para os cenários atual e alternativos, os trens de minério possuem 330 vagões.
Por simplificação, a entrada e saída do pátio foram simuladas como sendo
independentes, não sendo medida, portanto, a influência da linha singela de entrada.
Para a taxa de chegada de trens de minério e de passageiros, cujas
variabilidades foram consideradas necessárias para a representatividade do sistema
real, retiraram-se dados históricos e após análise preliminar, procederam-se os
ajustes destes dados a distribuições estatísticas utilizando-se o Input Analyzer.
No caso da taxa de chegada de trens de minério, em que se utilizou o período
de Junho a Agosto/08, a distribuição que mais se ajustou aos dados foi a Weibull,
com o menor erro quadrado.
TAB. 4.1 - Relatório de ajuste dos dados às curvas
Função Erro quadrado
Weibull 0.00161
Erlang 0.00165
Gamma 0.00235
Beta 0.00258
Normal 0.00465
Triangular 0.0124
Lognormal 0.0147
Exponencial 0.0335
Uniforme 0.0355
Fonte: Autor
39
Para a distribuição Weibull a expressão que se ajusta aos dados históricos é
-0.001 + WEIB(175, 1.94).
FIG. 4.3- Resultado da análise da taxa de chegada d e trens de minério com Input Analyser
(valores em min)
Para inserir a interferência de trens de passageiros, utilizou-se os tabela de
horários de chegada e partida, cujos dados se ajustaram uma curva Beta, com
expressão 600 + 1.68e+003 * BETA(0.112, 0.112), com erro quadrado de 0,0564.
FIG. 4.4 - Resultado da análise da interferência do s trens de passageiro com Input
Analyser (valores em min)
No modelo, esta interferência foi inserida como uma interrupção programada na
linha de entrada e na linha de recepção por onde circula o trem de passageiro.
40
O tempo de circulação da entrada do pátio até início do pátio de recepção foi
modelado como uma curva triangular com mínimo de 5,28 min, valor mais provável
de 6,28 min e máximo de 16,28 min. Esta distribuição de probabilidade foi baseada
em descrições verbais do processo.
4.2.2 RECEPÇÃO
O tempo de circulação do início ao final do pátio de recepção foi modelado como
uma curva triangular com mínimo de 12,7 min, valor mais provável de 13,7 min e
máximo de 23,7 min. Esta distribuição de probabilidade foi baseada em descrições
verbais do processo.
Existem cinco linhas na área de recepção, mas como possuem capacidades
diferentes (duas linhas para três lotes e três linhas para dois lotes, totalizando uma
capacidade total de 12 lotes), consideram-se quatro linhas para três lotes, sendo que
a quarta linha é utilizada para o acesso de trens de passageiro à estação.
Na simulação, os trens são separados em lotes na recepção, após ser verificada
a disponibilidade de virador livre. O tempo para a separação em blocos está incluído
no tempo de aproximação dos viradores.
4.2.3 APROXIMAÇÃO DO VIRADOR
No modelo, um lote inicia sua aproximação de um virador quando este estiver
livre.
O tempo de posicionamento varia com a posição do lote no trem e os valores
adotados foram extraídos de um documento técnico elaborado pela VALE. Segundo
Vale 2 (2007, p. 12), o tempo médio de posicionamento do lote 1 é de 20 min, do
41
lote 2 de 31 min e do lote 3 de 51 min, os quais já incluem o tempo para drenagem
do ar do encanamento geral dos vagões e desacoplamento de locomotivas.
4.2.4 DESCARGA
Na simulação foi utilizado o tempo médio de descarga (TMD), ou seja, incluindo
as paradas por manutenção corretiva. Os dados de utilização dos viradores4 foram
analisados através de cartas de controle X-AM, retirando-se da amostra os valores
fora dos limites da média ± 3 desvios padrões. Esta análise foi feita de forma
individual para cada virador (FIG. 4.5 a FIG. 4.7).
FIG. 4.5 - Carta X-AM do virador 1
4 Dados retirados do Gráfico Diário de Descarga (GDOD) do período de Junho a Setembro/08.
42
FIG. 4.6 - Carta X-AM do virador 2
FIG. 4.7 - Carta X-AM do virador 3
Após análise, os dados foram ajustados a distribuições estatísticas utilizando-se
o Input Analyzer.
Para o virador 1, os dados se ajustaram a uma distribuição Erlang, com
expressão 92 + ERLA(12.5, 3) (vide FIG. 4.8).
43
FIG. 4.8 - Resultado da análise do TMD do virador 1 com Input Analyser (valores em min)
Para o virador 2, os dados se ajustaram a uma distribuição Weibull, cuja
expressão foi 99 + WEIB(37.1, 1.7) (vide FIG. 4.09).
FIG. 4.9 - Resultado da análise do TMD do virador 2 com Input Analyser (valores em min)
Para o virador 3, os dados se ajustaram a uma distribuição Erlang, com
expressão 100 + ERLA(13.5, 3) (vide FIG. 4.10).
44
FIG. 4.10 - Resultado da análise do TMD do virador 3 com Input Analyser (valores em min)
As paradas para manutenção preventiva foram modeladas conforme o
orçamento da VALE, que é baseado em tempo (5% das horas de calendário para
cada virador). Para cada virador foram modeladas três paradas de 12 horas a cada
10 dias.
Após a descarga, os lotes são movimentados das linhas pós-virador até o início
da área de classificação segundo distribuição normal de média 15 e desvio padrão
2. Esta distribuição de probabilidade foi baseada em descrições verbais do
processo.
4.2.5 CLASSIFICAÇÃO
Os tempos de movimentação e manobras de classificação foram baseados em
descrições verbais dos processos.
O tempo de movimentação de um lote desde a entrada até o final da área de
classificação segue distribuição normal de média 15 e desvio padrão 2.
Manobras para retirada de vagões avariados seguem distribuição triangular com
mínimo de 0 min, valor mais provável de 20 min e máximo de 75 min.
45
O modelo assume que todos os lotes são recombinados no viaduto F e são
processados em ordem de chegada.
4.2.6 FORMAÇÃO
A área de formação foi considerada com duas linhas, já que a terceira é utilizada
para estacionamento de vagões para recomposição de lote.
Os lotes liberados da classificação são posicionados na linha com maior número
de lotes já estacionados, para a formação do trem. Por falta de dados, a distribuição
de probabilidade para o tempo de circulação de um lote do final do pátio de
classificação até o pátio de formação foi baseada em descrições verbais do
processo (distribuição normal, com média 20 e desvio padrão 3).
Assume-se que depois de formado, o trem passa pelos processos de troca de
sapata (média de 30 min), link das locomotivas e teste de cauda (distribuição normal
de média 60 min e desvio padrão de 10 min). Depois disso, está pronto para partir,
seguindo uma distribuição normal de média 7 e desvio padrão 2, no tempo de
circulação do final do pátio de formação até a saída do TFPM.
4.2.7 RESUMO DOS DADOS DE ENTRADA
Um resumo dos dados de entrada para o cenário atual é apresentado na TAB.
4.2.
46
TAB. 4.2 - Descrição dos dados de entrada para o ce nário atual
Fonte: Autor
4.3 MODELO VALIDADO E DESCRIÇÃO DOS CENÁRIOS
O modelo construído em Arena se assemelha a um fluxograma e é apresentado
nas figuras a seguir.
47
FIG. 4.11 - Modelo em Arena – Parte I
48
FIG. 4.12 - Modelo em Arena - Parte II
Comparando os resultados de tempo total de ciclo simulado com o tempo de
ciclo médio dos meses de Junho, Julho e Agosto/08, verifica-se que o modelo
apresenta valor 7% maior que o real. Neste caso, considera-se que com os
resultados do modelo, podemos inferir sobre o sistema real.
TAB. 4.3 - Comparação entre dados do modelo e valor es reais
Recepção Viradores Classificação Formação Total Média Real 5,1 2,7 1,7 2,7 12,1 Simulação 5,9 2,9 2,0 2,2 12,9
Fonte: Autor
49
Os cenários a serem avaliados diferem do cenário atual apenas na taxa de
chegada de trens de minério, ou seja, o layout e as operações do pátio continuam
sendo os mesmos.
Para o cálculo da taxa de chegada, além das premissas já definidas
anteriormente, definem-se 348 dias operacionais no ano (12 meses com 29 dias).
Desta maneira, a taxa de chegada de trens, em horas, pode ser calculada pela
expressão:
Volume
tremnolotesdeNúmerolotedoTamanhovagãodomédioPesoisoperacionaDias ***
Para estes cenários alternativos, considerar-se-á que a taxa de chegada segue
uma distribuição exponencial (TAB. 4.4).
TAB. 4.4 - Descrição dos cenários
Volume (Mtpa) Trens/dia Taxa de chegada (min)
130 12 131 150 13 112
4.4 ANÁLISE DOS RESULTADOS
O tempo de aquecimento na simulação foi de 30 dias e foram feitas 12
replicações de 29 dias.
Os resultados das simulações do cenário atual e dos cenários alternativos são
apresentados na tabela a seguir.
TAB. 4.5 - Resultados da simulação – Utilização das áreas do TFPM
Utilização Volume (MTPA) RC VV CL e VF FO
Atual 92% 91% 24% 32% 130 94% 95% 25% 36% 150 96% 96% 26% 37%
Fonte: Autor
50
Para a análise da utilização, vamos considerar que valores acima de 90%
referem-se à alta utilização, valores entre 85% e 90% referem-se à média utilização
e valores abaixo de 85% referem-se à baixa utilização.
Os cenários atual, 130MTPA e 150MTPA indicam que o TFPM está com alta
utilização no pátio de recepção, bem como nos viradores. Eles são o gargalo dos
cenários estudados.
No caso dos viradores é interessante manter-se com alta sua utilização,
entretanto, é recomendável que eles cheguem no máximo até 91%, faixa
ultrapassada para os cenários 130 MTPA e 150 MTPA.
A utilização das áreas de formação, classificação e viaduto F têm os mais baixos
níveis de utilização, indicando que o quantitativo de linhas está adequado.
Acerca dos tempos de ciclo no TFPM, percebe-se com o layout e operação
atual, mas aumentando a taxa de chegada de trens, o ciclo do TFPM tende a
aumentar, principalmente na recepção e viradores (FIG. 4.13).
FIG. 4.13- Gráfico do tempo de ciclo por área do TF PM
Este aumento de ciclo do TFPM impacta no ciclo total dos vagões de minério,
impactando negativamente no cumprimento do programa de transporte deste fluxo.
Em resumo, para os cenários estudados, os quais representam perspectivas da
Vale para os próximos anos, há que se aumentar o número de recursos na recepção
51
e nos viradores (neste caso, englobam-se aqui também as linhas antes e após os
viradores), já que se encontram com alta taxa de utilização.
Para a definição do número de recursos e layout em que as taxas de utilização
fiquem dentro da faixa de 85% a 90% sugerem-se estudos mais detalhados,
analisando o sistema de escoamento de Carajás como um todo. Assim, com estes
cenários alternativos pode-se então calcular o retorno financeiro de cada opção.
De qualquer maneira, o modelo indica que se continuarmos com o modelo atual,
que já está saturado, o ciclo do trem de minério será aumentado no TFPM,
reduzindo o giro dos vagões e comprometendo o acréscimo de volumes futuros .
52
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
O crescimento da demanda dos países emergentes por minério de ferro têm
pressionado a infra-estrutura logística da Vale, que para garantir sua posição no
mercado está expandindo a capacidade de produção do melhor minério de ferro do
mundo, proveniente da mina de Carajás. Neste cenário o TFPM tem papel de
destaque, já que ele faz parte do circuito de escoamento do minério de Carajás e
nele são processadas as operações de descarga de minério para embarque no
Terminal Portuário de Ponta da Madeira e formação de trens com vagões vazios
para carregamento no TFCJ.
Entender o funcionamento do TFPM e identificar suas ociosidades e gargalos
(atuais ou provenientes de cenários futuros) para tratamento não é tarefa fácil, mas
a simulação computacional é uma ferramenta que auxilia muito neste trabalho.
Com a modelagem do circuito de minério do TFPM em Arena foi possível
verificar que para o cenário atual a utilização das linhas do pátio de recepção e do
complexo dos viradores (linhas de aproximação do virador, viradores e linhas pós-
viradores) já está acima de 90%, o que é considerado alto, e para volumes de
130MTPA e 150 MTPA a situação só piora, indicando a necessidade de aumento do
número destes recursos para que não seja comprometido o programa de volume de
descarga.
Sugere-se que para a determinação do quantitativo dos recursos, layout e
operações do TFPM seja feita uma análise integrada do sistema, incluindo o
carregamento no TFCJ, o sistema de transporte (linha tronco, pátios de cruzamento,
número de vagões e locomotivas e as janelas para manutenção da linha tronco) e
detalhando algumas operações no TFPM, o que garantirá resultados mais precisos.
É importante ressaltar que para que o modelo seja válido, além do cuidado com
as simplificações do processo, que podem alterar o funcionamento do modelo, os
dados de entrada devem ser confiáveis. Por falta de dados, muitas vezes utilizam-se
valores médios ou empíricos, que não representam a aleatoriedade que existe no
modelo real e podem não apontar possíveis filas e gargalos.
53
A verificação e validação do modelo foi uma das fases mais importantes e
difíceis do processo de simulação e foram responsáveis por garantir que o modelo
está implementado corretamente no computador (parâmetros de entrada e estrutura
lógica) e o grau de precisão da representação com o sistema real.
Por fim, conclui-se que o modelo desenvolvido para esta monografia é um ponto
de partida para trabalhos mais elaborados e com maior número de detalhes. Para
trabalhos futuros, sugere-se, além da modelagem do sistema integrado, desde o
carregamento até a descarga no TFPM, a inserção de detalhamento de recursos
como locomotivas, vagões e equipagem, e de obtenção de outras métricas,
permitindo uma análise mais ampla do terminal.
54
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BANKS, Jerry, CARSON II, John S. Discrete-Event System Simulation . 1 ed.
New Jersey: Prentice-Hall, 1984. 514 p.
BATISTA, Celane Nery de Oliveira. Contribuição à análise da capacidade de
processamento de trens cargueiros em linhas ferrovi árias singelas no
Brasil . 2006. 157 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Escola
de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, 2006.
CARSON II, John S. Introduction to modeling and simulation. Proceedings of
the 2004 Winter Simulation Conference , Washington, p 9-16, Dezembro
2004.
COELI, Carla Costa de Medina. Análise da demanda por transporte
ferroviário de grãos e farelo de soja na Ferronorte . 2004. 136 p.
Dissertação (Mestrado em Administração) – Universidade Federal do Rio de
Janeiro, Rio de Janeiro. 2004.
DALAL, Malay A.; JENSEN, Lawrence P. Simulation modeling at Union Pacific
railroad. Proceedings of the 2001 Winter Simulation Conferenc e,
Arlington, p 1048-1055, Dezembro 2001.
FILHO, Altair dos Santos Ferreira. Introdução a Simulação. Rio de Janeiro:
[S.n.], 2008. (Apostila da disciplina A Técnica da Simulação Aplicada a
Operação Ferroviária, Curso de Especialização em Transporte Ferroviário
de Carga, Instituto Militar de Engenharia).
FIORONI, Marcelo Moretti. Simulação em ciclo fechado de malhas
ferroviárias e suas aplicações no Brasil: avaliação de alternativas para
55
o direcionamento de composições . 2007. Tese (Doutorado em
Engenharia) – Universidade de São Paulo, Escola Politécnica, 2007.
FIORONI, Marcelo Moretti; FRANZESE, Luis Augusto Gago; HIRAMATSU,
Nágissa Yuri; MACHADO, Marcelo Neder. Análise de investimentos em
infra-estrutura ferroviária usando simulação de eventos discretos – estudo
de caso. XXV Encontro Nacional de Engenharia de Produção , Porto
Alegre, p 3011-3017, Novembro 2005.
FRANZESE, Luis Augusto Gago; FIORONI, Marcelo Moretti; BOTTER, Rui
Carlos. Railroad simulator on closed loop. Proceedings of the 2003 Winter
Simulation Conference , New Orleans, p 1602-1606, Dezembro 2003.
GOLDSMAN, David. Introduction to simulation. Proceedings of the 2007 Winter
Simulation Conference , Washington, p 26-37, Dezembro 2007.
GUTTKUHN, Rainer; DAWSON, Todd; TRUTSCHEL, Udo; WALKER, Jon;
MOROZ, Mike. Simulation planning and rostering: a discrete event
simulation for the crew assignment process in north american freight
railroads. Proceedings of the 2003 Winter Simulation Conferenc e, New
Orleans, p 1686-1692, Dezembro 2003.
HOOGHIEMSTRA, Jurjen S.; TEUNISSE, Maurice J. G. The use of simulation in
the planning of the dutch railway services. Proceedings of the 1998 Winter
Simulation Conference , Washington, p 1139-1145, Dezembro 1998.
KRUEGER, Harald; VAILLANCOURT, Eric; DRUMMIE, Ann M.; VUCKO, Steve
J.; BEKAVAC, Joe. Simulation within the railroad environment. Proceedings
of the 2000 Winter Simulation Conference , Orlando, p 1191-1200,
Dezembro 2000.
56
KELTON, W. David; SADOWSKI, Randall P.; SADOWSKI, Deborah A.
Simulation with Arena. 2. ed. New York: McGraw-Hill, 2002. 631 p. il. ISBN
0-07-239270-3.
LANDA, Fabiane Teixeira de. Utilização de simulação de eventos discretos
para análise da operação de locomotivas de auxílio nos trens de carga:
caso MRS . 2007. 43 p. Monografia – Apresentada no curso de Engenharia
de Produção, da Universidade Federal de Juiz de Fora, para a graduação
em Engenharia de Produção.
LEILICH, Robert H. Application of simulation models in capacity constrained rail
corridors. Proceedings of the 1998 Winter Simulation Conferenc e,
Washington, p 1125-1132, Dezembro 1998.
PEDGEN, C. D; SHANNON, R. E.; SADOWSKI, R. P. Introduction to
Simulation Using SIMAN . McGraw Hill, 1995.
PRADO, Darci. Usando o arena em simulação . 2. ed. Nova Lima: INDG
Tecnologia e Serviços, 2004. 286 p. il. ISBN 85-9825-404-5.
VALE. Relatório de desempenho no 2° trimestre de 2008. 2008. Disponível:
http://www.vale.com/vale/media/vale_brgaap_2t08p.pdf [capturado em 31
ago. 2008].
VALE 2. Documento Técnico 159: Validação de tempos de manobra de trens
nos viradores TFPM. Outubro 2007. 13 p. il.
