DEFINIÇÃO DE ESTRATÉGIAS DE MANUTENÇÃO PARA REDUÇÃO DE OCORRÊNCIAS DE FLUXO ALTO

Rafael Machado Pedrosa

Departamento de Ciência e Tecnologia Instituto Militar de Engenharia

RESUMO A operação ferroviária tem sua eficiência reduzida com a ocorrência de falhas nos ativos rodantes (locomotivas e vagões). Observando-se as falhas de vagões, nota-se que a grande parte de ocorrências das mesmas, está relacionada com o sistema pneumático de aplicação de freios. Sua alimentação pneumática ocorre através de uma tubulação passante (encanamento geral) ao longo de todo o trem, que com a ação do maquinista recebe reduções de pressão para a aplicação dos freios. Para o deslocamento inicial do trem é necessário que o sistema pneumático esteja totalmente carregado a 90 psi. Em épocas do ano com temperaturas baixas (característica sazonal) ocorre o fenômeno denominado fluxo alto, onde basicamente as tubulações de aço, conexões, uniões e periféricos se contraem permitindo micro vazamentos que impedem o carregamento do encanamento geral impossibilitando que o trem circule gerando atraso na partida. Nessa lógica, o principal objetivo deste presente trabalho foi propor novas estratégias de manutenção nos vagões para que possam ser realizadas nas oficinas e identificar a temperatura crítica para a ocorrência da falha. Desta forma torna-se possível, por consequência destas ações, reduzir o impacto na circulação de trens aumentando a confiabilidade e disponibilidade dos ativos. ABSTRACT The railway operation has its efficiency reduced with the occurrence of failures in rolling assets (locomotives and cars). Noting the wagon failures, it is notable that the large part is related to the air brake application system. The pneumatic feed system is a through pipe in all cars that with the action of the engineer receives pressure reductions for the brake application. For the initial train displacement it is necessary that the pneumatic system is fully charged at 90 psi. At times of the year with low temperatures (seasonal characteristic) occurs the phenomenon of “high flow”, where basically the steel pipes, all other components of union and peripherals contract allowing micro leaks that prevent the loading of the brake pipe preventing the train from circulating generating delay on departure. In this logic, the main objective of this present work was to propose new strategies of maintenance in the wagons so that they can be realized in the workshops and to identify the critical temperature for the occurrence of the fault. Therefore it is possible and, as a consequence of these actions, to reduce the impact on the circulation of trains, increasing the reliability and availability of the assets. 1 INTRODUÇÃO O modal ferroviário é de suma importância para o crescimento socioeconômico de um país. Desta forma, uma operação ferroviária eficiente e segura é função de diferentes fatores, dentre eles é relevante destacar o sistema pneumático de freio. Este sistema tem a função de frear o trem, seja para a parada total da composição (programadas ou de emergência) ou para o controle de velocidade, sendo este último mais comumente utilizado. Para possuir um sistema pneumático eficiente é necessário que dois ativos do material rodante trabalhem de forma conjunta, as locomotivas e os vagões. As locomotivas são responsáveis por fornecerem o ar comprimido para o sistema através da operação de um compressor de dois estágios (baixa e alta pressão). O ar comprimido sofre alterações de pressão pela passagem por uma série de válvulas carregando o encanamento geral, que é, segundo Combes (1961), uma seção da tubulação de freio pneumático que age como suprimento dos reservatórios, e no caso de aplicação total de freio, é o meio de conexão dos vagões com o maquinista. Devido a fatores como desgaste de juntas de borracha, erros de montagem e quedas da temperatura ambiente, são observados vazamentos pela cabine da locomotiva através do fluxômetro. Os vazamentos comprometem a segurança do trem, pois o mesmo não terá seu sistema completamente carregado, impedindo sua circulação devido aos procedimentos

operacionais estabelecidos pela Engenharia de Transporte com impacto direto do Transit Time (tempo de trânsito do trem). Utilizando a tradicional equação de estado do gás ideal ou equação de Clapeyron, na qual a temperatura e a pressão são variáveis diretamente proporcionais, pode-se concluir que caso haja uma queda de temperatura também haverá uma redução no valor de pressão, mesmo que o sistema não registre vazamentos. Outro ponto a ser considerado trata da influência da variação térmica no comportamento das tubulações metálicas dos vagões. Quando utilizado o método tradicional de vedação e união dos tubos, pode ocorrer micro vazamentos, devido a retração da tubulação quando exposta a baixas temperatura. Desta forma, o presente artigo tem como objetivo principal, traçar uma estratégia completa de manutenção para a redução de ocorrências de Fluxo Alto. Para tal, visa-se propor a modificação do sistema atual de união de tubulação, definir a temperatura crítica para evolução do modo de falha e determinar qual o melhor escopo para a realização da modificação estrutural dos vagões, ou seja, com o menor tempo possível para a renovação da frota. Cabe ressaltar, que para a completa extinção dos micro vazamentos e do impacto operacional na liberação dos trens é necessário que todos os vagões estejam já modificados 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1. Gases Ideais O comportamento dos gases reais em trabalho se aproxima ao comportamento de um gás ideal, que respeita as relações da equação de Clapeyron (equação 1). Para simplificação do modelo matemático ao analisar um gás real, pode-se considerar que o mesmo se comporte como gás ideal respeitando os postulados da teoria cinética dos gases onde as moléculas:

a) Tem movimento aleatório com variadas velocidades, onde a média está relacionada com o valor da temperatura do gás;

b) O volume próprio é desprezível quando comparado com o volume ocupado pelo gás; c) Não interagem entre sim, exceto em caso de colisões; d) Não perdem energia nos choques entre si e contra as paredes do recipiente.

𝑃.𝑉 = 𝑛.𝑅.𝑇 (1) Em que: V=Volume [m³];

n=Número de mols do gás; R=Constante universal dos gases perfeitos [J/K mol]; e T=Temperatura Absoluta [K].

2.2. Contração Térmica Quando um material sofre ação de temperatura é conhecido o fenômeno físico da expansão ou contração térmica. Segundo (Young e Freedman, 2004), ocorre expansão ou dilatação térmica quando quase todos os materiais são aquecidos ou resfriados. Supondo, assim, uma barra de comprimento Lo, submetida a um gradiente de temperatura T-To=Δ𝑇, o resultado do comprimento final Δ𝐿 é diretamente proporcional ao comprimento inicial (Lo), da variação da temperatura (Δ𝑇) e de uma constante de proporcionalidade 𝛼 (que é uma característica de cada material). A equação 2 mostra a relação entre as grandezas Δ𝑇, ΔL, Lo e 𝛼. Para os aços, o valor comum de 𝛼 é de 1,2𝑥10−5: Δ𝐿 = 𝛼𝐿𝑜Δ𝑇 (2)

Onde: Δ𝑇= Variação da Temperatura [K; C]; 𝛼=coeficiente de dilatação linear [𝐾−1;𝐶−1]; ΔL= Comprimento, ou dimensão linear final; e Lo= Comprimento inicial. 2.3. Vagões Gôndolas e Plataformas Segundo Combes (1961), o vagão é um contêiner sobre rodas usado sobre trilhos para transporte de passageiros ou materiais. Gôndolas são definidos como vagões com laterais e cabeceiras, mas sem cobertura superior. O piso pode ser sólido ou provido de portas inferiores. Utilizados para transporte de materiais em granéis (Combes, 1961) exemplificado na figura 1.

Figura 1. Vagão Gôndola GDU

Em relação as plataformas, são vagões que possuem o piso montados sobre o estrado, conforme Combes (1961). Exemplificado na figura 2.

Figura 2. Vagão Plataforma PRU

2.4. Produção, Frota Ativa e Impactos Operacionais A evolução do volume transportado pela empresa em estudo entre os anos de 2010 e 2016, tanto nos minerais quanto na carga geral, demonstra o nível de investimento aplicado ao longo desses anos, habilitando essa importante empresa de logística do hemisfério sul a uma das maiores do mundo. Neste sentido, a figura 3, mostra a evolução da produção total no período supracitado.

Figura 3: Evolução do Volume Transportado na empresa

A frota de vagões desta empresa é superior a 20.000 unidades sendo divididos pelas características construtivas e de acordo com os produtos que são transportados. Nota-se, a partir da figura 04 abaixo, que a maior frota ativa é de vagões GDT/GDU os quais são destinados ao transporte de minério de ferro, carro chefe da companhia.

Figura 4: Distribuição dos tipos de vagões da empresa

Existem indicadores na empresa em estudo que controlam a confiabilidade de vagões e um deles mede o THP (Trem Hora Parado) onde todas as ocorrências que causaram algum tipo de parada na composição e consequente impacto na circulação dos trens são tratadas por equipe especializada ou grupo de análise de falhas. 3 METODOLOGIA DA PESQUISA 3.1. Processamento de Dados Todos os dados de falhas, custos de aplicação de matérias, períodos de escopos de manutenção, planos de manutenção foram fornecidos pela empresa para serem trabalhados e analisados. 3.2. Evolução da Disponibilidade de Frota de Plataformas Foi avaliado o indicador de disponibilidade absoluta, que mede, em percentual, qual a quantidade disponível de vagões plataforma para circulação no mês. Os dados fazem referência ao período de 2014 a 2016. 3.3. Caracterização e Estratificação do Modo de Falha Um dos modos de falha que tem participação no resultado da confiabilidade de vagões é o Fluxo Alto, onde, a composição, no momento de partida, não consegue completar o sistema pneumático devido às baixas temperaturas. A temperatura tem grande influência neste modo de falha, pois é diretamente proporcional à pressão em uma mesma vazão mássica fornecida pelo sistema de geração de ar da locomotiva. Além disso, essa variável age na característica de retração dos materiais que compõem a tubulação do encanamento geral (aço), provocando

143,0 151,9 154,9 155,2

163,5 166,7 168,1

120,0

140,0

160,0

180,0

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

Produção MRS Milhões de Toneladas

10%

58%

8%

11%

8%

3% 2% Distribuição dos Tipos de Vagões

GRANEIS

GDT/GDU

HOPPER

PLATAFORMAS

GÔNDOLAS

pontos de micro vazamentos que é contribuição para que o fluxo de ar não zere na cabine da locomotiva (fluxômetro). Neste sentido, para este estudo, foi realizado um levantamento das ocorrências de fluxo alto desde 2014 ate 2016 estratificando por tipo de frota e englobando as ocorrências, geradoras ou não de impacto operacional. Atualmente, é utilizado um sistema de união de tubulações onde a vedação é dada por um anel de compressão (borracha) que se expande quando sofre ação de um torque na porca da união. Tal tecnologia é denominada “Wabco Seal”. Este sistema sofre manutenção preventiva, que consiste na substituição do anel de compressão em toda VRG (manutenção pesada). A VRG, para o grupo de plataformas, tem seu gatilho liberado quando o vagão completa 800.000 quilômetros rodados. Analisando no aspecto temporal, a VRG tem expectativa próximo de 18 anos em média, não sendo permitido que fique sem preventiva VRG por mais de 32 anos. 3.4. Ciclo de Transporte Dilatado de Plataformas Como o modo de falha de fluxo alto impacta na partida do trem, foi calculado, via simulação do desenho operacional, o impacto que o tempo médio das ocorrências geraria no ciclo padrão de cada fluxo (transporte) onde a falha ocorreu. Para isso foi analisado o histórico de falhas de 2014 a 2016 das plataformas fornecidos pela empresa e observou-se que as falhas se concentram em dois pátios específicos com um tempo médio de atraso na liberação do trem de 04:30 [hh:mm]. Com base nesta informação do tempo médio de atraso foi simulado, via desenho operacional de cada fluxo impactado, o ciclo de transporte dilatado. Este ciclo dilatado sofre influencias no atraso de partida. Se o atraso fizer com que o vagão chegue ao seu destino fora de uma determinada janela de atendimento, que é pré-estabelecida entre a empresa e o Terminal, o vagão só vai poder entrar na janela seguinte, que para uma quantidade de terminais significa entregar somente no dia seguinte, aumentando assim o ciclo em 1 dia. 3.5. Proposta de Modificação Visando a mitigação do micro vazamento na tubulação do encanamento geral, para este estudo, foi proposto que as uniões modelo Wabco Seal fossem substituídas por flanges soldadas diretamente nos tubos e montados com dois parafusos com porcas auto travantes. Neste modelo de união, observando-se a figura 5a, nota-se a presença de uma junta anelar (3) ao contrário de dois anéis de compressão do modelo atual.

Figura 5a: Esquemático de flange soldada. Figura 5b: Flange soldada no Tubo

3.6. Validação do Modelo – Ensaio Refrigerado Para validação do modelo proposto foi realizado um ensaio em ambiente refrigerado onde dois protótipos foram construídos com volumes iguais para monitoramento da pressão com manômetro (resolução de 0,1 psi). Os protótipos diferem no tipo de união de tubulação, onde, um foi construído com flange soldada (proposta) e o outro com união reta com vedação tipo

Wabco Seal (modelo atual dos vagões). Observa-se, pela figura 6, que os dois modelos foram ensaiados simultaneamente, ou seja, submetidos a uma mesma temperatura ambiente que era medida com um termo-higrômetro. O ensaio foi conduzido com pressão inicial conhecida de 40 psi e os dois modelos foram inseridos em refrigerador. As coletas de dados foram de pressão nos dois modelos e temperatura ambiente a cada minuto. Para complementar o ensaio foi calculado, para o volume construído, para a pressão de carregamento e para as temperaturas coletadas a influência somente da temperatura no sistema utilizando a equação de Clapeyron.

Figura 6: Ensaio de validação da proposta. Modelo da esquerda: Flange soldada. Modelo da Direita: União reta

Wabco Seal. 3.7. Vagão Protótipo Foi realizada a instalação de um vagão protótipo, modelo PES, onde todas as conexões, DDV (detector de descarrilamento de vagão) e uniões foram substituídas pela proposta de flange soldada. A soldagem foi realizada com a tubulação externa ao vagão, ação essa necessária para garantir a qualidade de soldagem e realizar o teste de estanqueidade anterior à montagem final no vagão, evitando assim retrabalhos relacionados a vazamento nas regiões soldadas. 3.8. Cronoanálise Para a análise de Homem-Hora necessário (HH) para realizar a modificação da tubulação, durante a montagem do vagão protótipo foi realizada cronoanálise, medindo o tempo e número de funcionários demandados para cada etapa. São elas: desmontagem da tubulação, soldagem, modificações e montagem final, pois, somente no escopo VRG a desmontagem da tubulação é realizada para a troca do anel de compressão. 3.9. Otimização da Estratégia de Manutenção Para otimizar a liberação de vagões com a modificação proposta foram analisados três tipos de restrições para ter embasamento para montagem de uma planilha de pesquisa operacional. A função objetivo é maximizar a liberação de vagões para a renovação da frota de plataformas no menor tempo.

a) Análise histórica de percentual de HH utilizado na oficina. b) Análise histórica de disponibilidade de frota – Real e Alvo. c) Análise histórica de liberação média de vagões mensal da oficina.

Foram consideradas as seguintes premissas para o trabalho: a) Escopo VRG irá absorver a modificação, pois já possui etapas de desmontagem e

montagem da tubulação para troca de anéis de compressão.

b) 52% de teto máximo para utilização de HH. c) Salário base de mantenedor de R$ 3.200,00 (com encargos). d) Frota de plataformas de 2200 vagões ativos. e) Plano de manutenção preventivo de 2018 congelado e similar para os anos posteriores. f) Realização de modificação em oficina com mão de obra própria da empresa devido ao

orçamento recebido por fornecedor de R$ 4954,00 por vagão que inviabiliza o projeto quando comparado ao valor do HH próprio.

4 ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS 4.1 Impactos Operacionais – Evolução do Modo de Falha Nota-se, observando-se a figura 7a, um aumento na quantidade total absoluta de ocorrências e que o sistema de freio é o que mais contribui para a redução da confiabilidade. Da mesma forma, analisando-se a figura 7b, percebe-se que a representatividade do sistema pneumático fica em torno de 60% das ocorrências. Os dados mostram que a queda na confiabilidade da frota de vagões da empresa em estudo é crescente e tem no sistema pneumático a maior expressividade. O fluxo alto contribui para esse aumento nos períodos em que a temperatura ambiente tem quedas. Esse aspecto traz perdas de faturamento devido ao aumento do ciclo de transporte, pois, um trem que entra em condição de falha em operação impacta o próprio ciclo e outros trens que estão no mesmo sentido de circulação.

Figura 7a: Parcela de participação no KMED do sistema de freio. Figura 7b: Representatividade percentual das

ocorrências de freio Os registros indicaram que as frotas de vagões plataforma e carga geral, tiveram um aumento significativo no número das ocorrências de Fluxo Alto, com impacto direto no THP. Nota-se tal comportamento observando-se as figuras 8a e 8b abaixo.

Figura 8a: Evolução do Modo de Falha. Figura 8b: Impacto Operacional em Trem Hora Parado

156 110 181

100 98

135

0

100

200

300

400

2014 2015 2016

Ocorrências KMED Vagões - Impacto Freio

Freio Outros Sistemas

156 110 181

100 98 135

0%

20%

40%

60%

80%

100%

2014 2015 2016

Representatividade das Ocorrências - Impacto Freio

Freio Outros Sistemas

14

4 1

4 2 2

6

15

34

0

10

20

30

40

GDT Carga Geral Plataforma

Evolução do Modo de Falha - Fluxo Alto

2014 2015 2016

05:39 05:30 00:00 00:00 00:00 02:54 00:00

54:52

107:39

00:00

48:00

96:00

144:00

GDT Carga Geral Plataforma

Impacto operacional do Modo de Falha - Fluxo Alto

2014 2015 2016

Pela análise da figura 9, observou-se, desta forma, que o comportamento do grupo das Plataformas em 2016 (figuras 8a e 8b), o modelo de vagão que mais impactou foi o PES seguido do PDS. 80% das falhas estão concentradas nos dois tipos de vagões. O pareto da figura 9 abaixo foi elaborado com base no histórico de controle de falhas.

Figura 9: Pareto Estratificação da frota Crítica

4.2. Análise do Ciclo de Transporte Dilatado O ciclo mede em quanto tempo um ativo leva para completar todas as etapas do transporte ferroviário. Isso implica nos tempos de carregamento, circulação carregado, descarga e circulação vazio, até o próximo carregamento. O ciclo dilatado médio calculado sofre um aumento de 0,41 dias no ciclo padrão médio que é de 6,37. Para o período de aquisição dos dados, o valor médio de TU (tonelada útil) dos vagões que eram formadores dos trens foi de 80,5 e o valor médio para o lote de vagões plataforma por trem foi de 20 unidades. Nestas condições, o ciclo dilatado oferece uma perda de 460 toneladas de transporte em um mês para um tipo de fluxo, assim, com uma tarifa fictícia de R$ X/ton, a perda de faturamento é diretamente proporcional ao aumento do ciclo, da TU, número de trens e de vagões. Podendo-se escrever uma equação linear para descrever tal comportamento (equação 3):

𝑃𝐹 = ��𝑇𝑙∗𝑇𝑈∗𝑃𝐶𝑑

� − �𝑇𝑙∗𝑇𝑈∗𝑃𝐶𝑝

�� ∗ 𝑇𝑟 ∗ 𝑄𝑡 (3)

Onde: PF = Perda de Faturamento [$]; 𝑇𝑙=Tamanho do lote de vagões; TU= Capacidade útil de vagão [ton]; P= Período [dias];

𝐶𝑑= Ciclo dilatado [dias]; 𝐶𝑝= Ciclo padrão [dias]; 𝑇𝑟= Tarifa [$]; e 𝑄𝑡= Quantidade de Trens.

4.3. Resultado do Ensaio Refrigerado – Temperatura Crítica O resultado do ensaio refrigerado está avaliado na figura 10. Constata-se que ocorre um comportamento similar ao teórico com o flange soldado, o que foi esperado pelo aspecto construtivo da união da tubulação. A união reta sofre a ação da retração térmica, diminuindo o diâmetro da tubulação metálica do encanamento geral e os micro vazamento são evidentes

Ocorrências 19 10 3 2 2 1Percentual 51,4 27,0 8,1 5,4 5,4 2,7

Acum % 51,4 78,4 86,5 91,9 97,3 100,0

Frota OutroPQTPBSPETPDSPES

40

30

20

10

0

100

80

60

40

20

0

Ocor

rênc

ias

Perc

entu

al

Pareto de Frota Plataformas - Falhas por Fluxo Alto

com temperaturas inferiores a 6°C. Ainda, percebe-se que, nesse ponto, a pressão não está somente variando com a temperatura, existe o decréscimo de seu valor absoluto pelo escape de ar comprimido através do modelo atual de união dos tubos.

Figura 10: Resultado do Ensaio Comparativo de Junções de Tubulação

4.4. Vagão Protótipo – Visão Final A figura 11 abaixo mostra uma compilação do resultado final da modificação feita no vagão. Para liberação do vagão para circulação foi realizado teste de freio Single Car que abrange teste de vazamento em toda extensão do encanamento geral e de derivação. O sistema proposto de flange soldada não apresentou vazamentos nas interseções das faces de vedação. No ponto de vista de manutenção, ou seja, na troca da junta anelar, o sistema se mostrou mais simples quando comparado ao modelo vigente. Não é necessária a desmontagem de toda a tubulação dos suportes. É necessária somente a retirada da fixação do flange e substituição da junta. Percebe-se ganhos em HH em manutenções futuras, preventivas ou corretivas, que necessite a substituição da junta.

Figura 11: Aspecto final de instalação das flanges soldadas

4.5. Análise da Disponibilidade de Frota – Plataformas Observa-se pela figura 12 a evolução mensal histórica bem como as médias realizadas em cada ano. Pode-se perceber que existe uma diferença entre o que a equipe de manutenção entrega para operação quando comparado com o que é necessário para o transporte contratado com os clientes. Para os três anos de análise a média geral de disponibilidade absoluta foi de 95,8% e a necessidade tem média de 92,0%. Convertendo a diferença percentual em número de vagões chega-se ao valor de 83 plataformas. Esse número foi inserido como restrição do recurso de otimização para definição da melhor estratégia de manutenção e foi tratado como limitador da liberação total de vagões da oficina da empresa em estudo. Para o cálculo também foi considerado o valor da demanda de disponibilidade de 2018 e 2019 para a frota de plataformas.

151050-5-10

40

30

20

10

0

T AMB [C]

Pres

são

[psi]

6

PRESSÃO FLANGE [psi]PRESSÃO UNIÃO [psi]PRESSÃO PADRÃO [psi]

Variável

Dispersão - Comparativo de Pressões - Ensaio de Baixa Temperatura

Figura 12: Análise comparativa de disponibilidade absoluta e demandada da frota plataforma.

4.6. Resultados Cronoanálise Foi observado um total de 10,30 HH necessários para a modificação. A tabela 1, mostra os valores estratificados por função. Esse valor de referência foi utilizado como fator de conversão para uma restrição da otimização da liberação de vagões. Foi analisado quanto a oficina da empresa em estudo possui de ociosidade de mão de obra e esse valor foi dividido pelo resultado da cronoanálise. O resultado desta fração é a capacidade de absorção da modificação proposta expressa em número de vagões liberados para a operação.

Tabela 1: Estratificação de HH necessário por Função Função HH Caldeireiro / Soldador 4,27 Mecânico 6,03

Total 10,30 Como fator comparativo, neste estudo, foi levantado o HH real em preventivas, calculando-se a média de cada vagão num período de amostragem de 6 meses para a preventiva VR1 e dois anos para VR4 e VRG. Os valores de HH são medidos via sistema de gerenciamento de mão de obra da empresa em uma oficina no estado do Rio de Janeiro, pois, nesta localidade, existe o maior fluxo de manutenção de plataformas. A tabela 2 mostra os valores médios de HH por tipo de preventiva. Esses valores foram utilizados para definição do impacto percentual em HH que a modificação traz para o escopo preventivo das plataformas. Como o impacto em manutenção VRG é inferior a 7% e o volume desse tipo de preventiva é baixo quando comparado aos escopos VR4 e VR1, fica como premissa que a modificação será absorvida no plano de manutenção pesada VRG.

Tabela 2: Valores de referência de HH por Preventiva Descrição VR1 VR4 VRG HH médio [horas] 12,87 26,85 65,44 Quantidade de vagões na amostra 226 143 5

4.7. Análise de Custos, Impactos em HH e Plano de Manutenção Para definição da melhor estratégia de manutenção a fim de mitigar as ocorrências de fluxo alto, criou-se a tabela 3 que mostra um estudo comparativo de pontos importantes para análise de estratégia de preventivas como:

a) Custo médio com aplicação de matérias; b) Impacto da proposta em materiais no custo médio de materiais; c) HH de referência (valores da tabela 2) d) Impacto da proposta no HH de referência; e) Plano de preventivas de 2018.

96,3% 95,6% 95,4%

85%

90%

95%

100%

jan/

14

fev/

14

mar

/14

abr/

14

mai

/14

jun/

14

jul/1

4

ago/

14

set/

14

out/

14

nov/

14

dez/

14

jan/

15

fev/

15

mar

/15

abr/

15

mai

/15

jun/

15

jul/1

5

ago/

15

set/

15

out/

15

nov/

15

dez/

15

jan/

16

fev/

16

mar

/16

abr/

16

mai

/16

jun/

16

jul/1

6

ago/

16

set/

16

out/

16

nov/

16

dez/

16

M. 2

014

M. 2

015

M. 2

016

Análise de Disponibilidade - Frota Plataformas

M. 2014 M. 2015 M. 2016 Disponibilidade Absoluta % Necessidade %

Tabela 3: Consolidação de informações para tomada de decisões

RG R4 R1 CUSO MÉDIO MATERIAIS R$ 20.937,00 R$ 19.838,00 R$ 2.721,00

IMPACTO EM MATERIAIS 4% 4% 33%

RG R4 R1

QNT VAGÕES - PLANO 2018/MÊS 2,3 5,1 94,8

HH PADRÃO 65,44 26,85 12,87

IMPACTO EM HH 6,5% 38,4% 80,0%

IMPACTO EM R$ - HH R$ 316,92 R$ 316,92 R$ 316,92

Baseado na análise da tabela 3, levantou-se as seguintes análises:

• Nota-se que o impacto em materiais é similar para os planos VR4 e VRG. • Observando o aspecto de HH, o menor impacto no plano preventivo é no escopo

VRG, que indica que neste tipo de escopo a modificação pode ser absorvida no cotidiano da oficina.

• Como o escopo de modificação é o mesmo, o valor unitário de mão de obra permanece igual para os 3 tipos de escopos de manutenção, que indica que o valor da mão de obra empregado na modificação não se altera com o escopo, não sendo restrição para a otimização.

• Como a frota ativa de plataformas possui cerca de 2200 vagões, a estratégia de somente absorver a modificação no escopo VRG ou VR4, baseando no plano de 2018, o tempo para completar a modificação na frota é inviável, sendo superior a 24 anos no caso onde o os dois escopos fossem os preferenciais. Neste cenário é necessário que a VR1 seja também alvo da modificação dos vagões.

4.8. Liberação de Vagões Otimizada Desta forma, a figura 13 mostra o resultado da simulação utilizando o recurso do Solver no Excel na linha ‘LIBERAÇÃO’. O valor expresso é em quantidade mensal de vagões e foi convertido e truncado em liberação anual na linha ‘LIBERAÇÃO ANUAL – TRUNCADA’. Nota-se que para os valores calculados o tempo de renovação da frota é de 4,6 anos. Para a simulação foi considerado a sobra de HH mensal na oficina com base histórica, avaliação da quantidade de vagões que estariam na diferença entre disponibilidade oferecida com demandada e na liberação histórica da oficina analisada.

Figura 13- Resultado da Pesquisa Operacional

5 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES Baseando-se nos tópicos acima estudados, a proposta de modificação do sistema atual de união de tubulação com vedação tipo Wabco Seal para flange soldada diretamente no tubo mostra-se eficiente no combate de micro vazamentos devido às características de vedação, construção e montagem. Quando submetido ao teste em ambiente refrigerado a proposta de modificação sofreu somente a ação direta da temperatura, na qual não é possível desconsiderar, e teve desempenho similar ao teórico que foi calculado baseado na variação da pressão com a temperatura. Além disso, outra saída importante do ensaio de validação foi a definição da temperatura crítica de referencia para a evolução do modo de falha que é de 6 graus Celsius. Neste ponto vagões que possuem o modelo atual de vedação estão suscetíveis a apresentarem vazamentos nas uniões dificultando assim o carregamento do encanamento geral de freio. Neste momento calculou-se quanto de carga a empresa deixa de faturar em um determinado fluxo de transporte pela dilatação do ciclo operacional no grupo de plataformas. O ciclo operacional se expande, pois, no negócio de carga geral os terminais de carga e descarga trabalham com janela de atendimento, e quando o trem tem o início de viagem atrasado pode ocorrer perda do atendimento aumentando o tempo para se completar o que foi previsto e acordado. Para obter a renovação da frota no menor tempo possível, aumentando assim a confiabilidade do grupo de plataformas da empresa, foi otimizado via pesquisa operacional a liberação de vagões em uma oficina no Rio de Janeiro. O recurso permitiu verificar em qual melhor escopo a modificação da frota deve ser feita definindo assim a estratégia ótima para combater o fluxo alto. Recomenda-se também a alteração da especificação técnica para a aquisição de novos vagões inserindo o sistema estudado de flange soldada na união de tubulação dos ativos. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSOSIATION OF AMERICAN RAILROADS, Manual of Standards and Recommended Practices, Washington, 2000. COMBES, C.L, Car Builders’ Cyclopedia, New York, 21st Edition, 1961 FRANCO, B., Mecânica dos Fluidos, São Paulo, 2° Edição, 2008. RAMALHO, F.R.; FERRARO, N.G.; SOARES, P.A., Fundamentos da Física 2 – Termologia Óptica Ondas, São Paulo, 9° edição, 2007. YOUNG, H.D.; FREEDMAN, R.A, Física II – Termodinâmica e Ondas. São Paulo, 10° Edição, 2004.