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Best practice in heavy haul rail operations and maintenance

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Carlos Alceu, Senior Specialist in Infrastructure, from the Ministry of Transport has presented at the Heavy Haul Rail South America. If you would like more information about the conference, please visit the website: http://www.railconferences.com/heavyhaulrail/southamerica

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Best practice in heavy haul rail operations and maintenance

  1. 1. Heavy Haul Rail South America4th and 5 th December 2012Prof. Carlos Alceu Rodrigues , carlosalceu.rodrigues@gmail.com ; carlos.rodrigues@transportes.gov.brProatividade em Manutençãoem Ferroviário de Carga Pesada· Avanços tecnológicosEng. Carlos Alceu RodriguesEng.Civil - D.Sc.TransportesEspecialista em Infraestrutura Sêniore_mailcarlosalceu.rodrigues@gmail.comcarlos.rodrigues@transportes.gov.br
  2. 2. Heavy Haul Rail South America4th and 5 th December 2012Prof. Carlos Alceu Rodrigues , carlosalceu.rodrigues@gmail.com ; carlos.rodrigues@transportes.gov.brProatividade em Manutençãoem Ferroviário de Carga Pesada· Avanços tecnológicos
  3. 3. Heavy Haul Rail South America4th and 5 th December 2012Prof. Carlos Alceu Rodrigues , carlosalceu.rodrigues@gmail.com ; carlos.rodrigues@transportes.gov.brConceitos de ManutençãoForma de classificarCorretiva Preventiva PreditivaCíclicacentrada na confiabilidadenível da gradaçãoA base científicaPreventiva - conhecimento estatístico da taxa dedefeitos → tempo de vida útil (confiabilidade – + mantenção)Preditiva – algumas propriedades sofrem alteraçõesdetectáveis → curva degradação (energia dissipada – PP)
  4. 4. Heavy Haul Rail South America4th and 5 th December 2012Prof. Carlos Alceu Rodrigues , carlosalceu.rodrigues@gmail.com ; carlos.rodrigues@transportes.gov.brPonto de Intervençãot1 t2 t3 t4 t5CMpreventivoTempoÍndice dedegradaçãoE5E1 E3 E4E2Pontos de falhaLimite AdmissívelPreditivo
  5. 5. Heavy Haul Rail South America4th and 5 th December 2012Prof. Carlos Alceu Rodrigues , carlosalceu.rodrigues@gmail.com ; carlos.rodrigues@transportes.gov.brVariação do Padrão de QualidadeC1 C2 REM C3REN C4Qs1Q1Q2Qs2t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7Estado daViatempoty = Ciclos de ConservaçãoCy = Intervenção de ConservaçãoREM = Intervenção de RemodelaçãoREN = Intervenção de RenovaçãoQ1 = Qualidade Inicial da ViaQS = Qualidade Exigida pela Segurança
  6. 6. Heavy Haul Rail South America4th and 5 th December 2012Prof. Carlos Alceu Rodrigues , carlosalceu.rodrigues@gmail.com ; carlos.rodrigues@transportes.gov.brManutenção da Via - ConceitoA implementação isolada ou simultânea das atividadesde manutenção corretiva, preventiva ou preditivaexpressa a política empregada.Classificação das tarefas de manutençãoPlanejamento ProgramaçãoExecução ControleSistemas disponíveis.
  7. 7. Heavy Haul Rail South America4th and 5 th December 2012Prof. Carlos Alceu Rodrigues , carlosalceu.rodrigues@gmail.com ; carlos.rodrigues@transportes.gov.brConservação CíclicaPressupõe a existência de um ciclo ótimo deintervenção durante o qual é permitido postergar osserviços de manutenção da via, em particular os derevisão de materiais, sem prejuízo à sua segurançaCICLO DEMANUTENÇÃOanosFRT FRT FRTRT RT
  8. 8. Heavy Haul Rail South America4th and 5 th December 2012Prof. Carlos Alceu Rodrigues , carlosalceu.rodrigues@gmail.com ; carlos.rodrigues@transportes.gov.brConservação com Base noAcompanhamento daDegradação da Via• Parte do monitoramento → determina prioridade de intervenção• Base subdivisão da via em trecho → 1.000 m →IQ.• Hierarquizados → definem ordem de atendimento → programa.• Garante a plena utilização da capacidade instalada → leva a umahomogeneização IQ.• Adequação oferta/demanda é avaliada pela tendência da médiaIQ.• pode ser utilizado para programar todos os serviços.
  9. 9. Heavy Haul Rail South America4th and 5 th December 2012Prof. Carlos Alceu Rodrigues , carlosalceu.rodrigues@gmail.com ; carlos.rodrigues@transportes.gov.brConservação Preditivae11e12e13PontoPreventivoValor InicialELNível dedegradação doparâmetro E1ELAe10TEI1 TEI2 TEI13e14E1t - tempoUm sistema preditivo estrutura-se a partir de medições de umconjunto de parâmetros ou índices que reflita a curva dedegradação do componente de menor vida útil.
  10. 10. Heavy Haul Rail South America4th and 5 th December 2012Prof. Carlos Alceu Rodrigues , carlosalceu.rodrigues@gmail.com ; carlos.rodrigues@transportes.gov.brVida Útil Média dos Serviços e Materiais da Via PermanenteEspecificação Tipo Vida Útilem anosServiço Nivelamento / Alinhamento da ViaDesguarnecimento de Lastro1,47,0Material TrilhoJacaréAgulhaDormente de MadeiraDormente de Madeira para AMVGrampo Elástico12,04,06,014,012,015,0Fonte: Relatório Mensal – Dados Técnicos e Econômicos da EFVM – Jul.96Custo de Manutenção na EFVM em 19963,6 . 106 US$/mês → 12,1% das despesas totais
  11. 11. Heavy Haul Rail South America4th and 5 th December 2012Prof. Carlos Alceu Rodrigues , carlosalceu.rodrigues@gmail.com ; carlos.rodrigues@transportes.gov.brILKMESELEÇÃO DO MÉTODODE MONITORAÇÃOParâmetroSELEÇÃO DOS ÍNDICES ASEREM TESTADOSEscolher os Índices TradicionaisPropor Novos ÍndicesDefinição dosProcedimentos de CálculoBANCO DE DADOSPRIMÁRIOSColetar os Dados CadastraisConverter os RegistrosDepurar os RegistrosBase de Dados e suasCaracterísticasVALIDAÇÃO E SELEÇÃODAS ALTERNATIVASAvaliar Precisão da SubdivisãoAvaliar Eficiência da SubdivisãoSelecionar Índice mais AdequadoÍndice PropostoLIMITE DE DEGRADAÇÃOADMISSÍVELDeterminar o Limite AdmissívelPredizer o Momento de IntervençãoPonto PreditivoA BC DFGJNSUBDIVISÃO DA VIACÁLCULO DOS ÍNDICESSeções e TrechosHBanco de Dados Final esuas CaracterísticasROTEIRO METODOLÓGICOROTEIRO PRODUTOO roteiro estabelece umasequência de ações quesubdividem a via em trechoshomogêneos, selecionam umIQ da geometria da via(elemento crítico) cujatendência permiteestabelecer sua curva dedegradação e definir o valorde seu limite admissível, oque definirá o instante daintervenção da manutençãopreditiva (Ponto Preditivo).
  12. 12. Heavy Haul Rail South America4th and 5 th December 2012Prof. Carlos Alceu Rodrigues , carlosalceu.rodrigues@gmail.com ; carlos.rodrigues@transportes.gov.brCONFORMAÇÃO DO BANCODE DADOS1. Depuração dos Dados Operacionais2. Cálculo da TB Acumulada3. Conversão dos Arquivos do EM-804. Depuração dos Registros – é executadaem 3 fases e busca identificar falhasde medição e operação5. Adequação dos Procedimentosde Cálculo dos Índices
  13. 13. Heavy Haul Rail South America4th and 5 th December 2012Prof. Carlos Alceu Rodrigues , carlosalceu.rodrigues@gmail.com ; carlos.rodrigues@transportes.gov.brCálculo dos Índices
  14. 14. Heavy Haul Rail South America4th and 5 th December 2012Prof. Carlos Alceu Rodrigues , carlosalceu.rodrigues@gmail.com ; carlos.rodrigues@transportes.gov.brSeleção do Índice mais Adequado• Definidos e Calculados os ID• Resultado do Processo de Subdivisão• ID são definidos como uma relação de causa eefeito com a produção de TB – Modelo maisadequado Regressão Linear Simples• Para cada trecho tem-se tantas relações q. IDtenham sido selecionados  1.610 - Est. MQO• ID mais adequado será o que apresentar maiorquantidade de regressões válidas1a fase – estatística t e R2 ajustado2a fase – gráfico do Termo de Erro da função eestatística Durbin Watson
  15. 15. Heavy Haul Rail South America4th and 5 th December 2012Prof. Carlos Alceu Rodrigues , carlosalceu.rodrigues@gmail.com ; carlos.rodrigues@transportes.gov.brLIMITE DE DEGRADAÇÃOF(x) = P ( IELI  Limite de Norma - 9,1mm)  0,995onde:F(x) é a função de distribuição de probabilidadeP é a probabilidade de ocorrência do eventoEL é o Limite de Degradação AdmissívelResultado EL = 3,23 mm21)(222/)(dvexF x 
  16. 16. Heavy Haul Rail South America4th and 5 th December 2012Prof. Carlos Alceu Rodrigues , carlosalceu.rodrigues@gmail.com ; carlos.rodrigues@transportes.gov.brCálculo do Momento da IntervençãoT = ( EL - E ) / ( b * PM ) (5.11)Onde:EL é o Limite de Degradação AdmissívelE é o valor do índice no último registrob é o valor do parâmetro da equação geral deestimação do índice para o trecho consideradoPM é produção média mensal programadaT é o tempo previsto para realização damanutenção à partir do último registroExemplo para o trecho 236T = ( 3,23 – 2,51 ) / ( 0,006 . 10 ) = 11,5 meses
  17. 17. Heavy Haul Rail South America4th and 5 th December 2012Prof. Carlos Alceu Rodrigues , carlosalceu.rodrigues@gmail.com ; carlos.rodrigues@transportes.gov.brResultados da Aplicação doProcedimentoOs índices que se apresentaram mais adequadospara projetar a degradação da via foram a médiados valores absolutos das medidas do nivelamentotransversal, o desvio padrão dos valores absolutosdas medidas do empeno, a média dos valoresabsolutos das medidas do empeno e o desviopadrão dos valores relativos das medidas doempeno. A partir deles foi possível obter equaçõesestatisticamente válidas para explicar adegradação da geometria de, respectivamente,75,0%, 79,7%, 85,9% e 87,5% de todos ostrechos analisados.
  18. 18. Heavy Haul Rail South America4th and 5 th December 2012Prof. Carlos Alceu Rodrigues , carlosalceu.rodrigues@gmail.com ; carlos.rodrigues@transportes.gov.brResultados da Aplicação doProcedimentoA partir da opção por utilizar (D_Empeno) paraestimar o processo de degradação foi possívelgerar para cada sub-trecho uma equação quepermite calcular o seu crescimento em função datonelagem bruta produzida. Ex. trecho no 236,D_Empeno = 2,005 + 0,006 TBP +/- 0,048O valor do limite para D_Empeno foi calculado comosendo 3,23mm, de modo a garantir que, emnenhum ponto do trecho, seu valor ultrapasse olimite de segurança de +/- 9,1 mm
  19. 19. Heavy Haul Rail South America4th and 5 th December 2012Prof. Carlos Alceu Rodrigues , carlosalceu.rodrigues@gmail.com ; carlos.rodrigues@transportes.gov.brResultados da Aplicação doProcedimentoO instante para o qual deverá ser programada aintervenção do sub-trecho 236 (Ponto Preditivo)podem ser estimados:T = ( ELA - E - u ) / ( b * PM )T = ( 3,23 – 2,51- 0,048) / ( 0,006 * 5,6) = 11,4Procedimento proposto permite a estimativa da vidaútil dos serviços de correção geométricaT = ( ELA - E - u ) / ( b * PM )Vútil = ( 3,23 – 2,00 – 0,048 )/( 0,006 * 5,6 ) = 34,7
  20. 20. Heavy Haul Rail South America4th and 5 th December 2012Prof. Carlos Alceu Rodrigues , carlosalceu.rodrigues@gmail.com ; carlos.rodrigues@transportes.gov.brResultados da Aplicação doProcedimentoEstima-se, caso a metodologia de planejamentoproposta fosse implementada, que o valor médioda vida útil dos serviços de correção geométrica daEFVM poderia passar de 16 para 24,5 meses,considerando apenas os ganhos a serem obtidoscom a mudança no processo de planejamento.O processo permite avaliar que uma melhora de 5%da qualidade dos serviços de correção geométricaacarretaria um aumento da vida útil média dosserviços de de 24,5 para 26,8 meses.
  21. 21. Heavy Haul Rail South America4th and 5 th December 2012Prof. Carlos Alceu Rodrigues , carlosalceu.rodrigues@gmail.com ; carlos.rodrigues@transportes.gov.brResultados da Aplicação doProcedimentoEstima-se, tomando por base asdespesas com a manutenção dageometria da via que a mudançados critérios de manutenção da viapermanente, de preventiva parapreditiva, reduziria as despesasmensais com esses serviços emcerca de US$ 113 mil, o que levariaa um benefício anual deaproximadamente US$ 1,3 milhão.
  22. 22. Heavy Haul Rail South America4th and 5 th December 2012Prof. Carlos Alceu Rodrigues , carlosalceu.rodrigues@gmail.com ; carlos.rodrigues@transportes.gov.brAplicação da Metodologia Pode Propiciar1. Determinação Adequada do Momento deIntervenção da Manutenção2. Melhora na Qualidade dos SCG de 5%(0,1mm)  vida útil aumenta 2,3 meses3. Aumento da Vida Útil dos Serviços CorreçãoGeométrica - Estimado em  7,7 meses4. Representa um Ganho de 46% em Relação aPolítica de Manutenção Atualmente Aplicada5. Redução nos Custos dos Serviços de CorreçãoGeométrica 1,3 milhões de US$/ano (1996)

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