Aula 8 B

702 visualizações

Publicada em

0 comentários
0 gostaram
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

  • Seja a primeira pessoa a gostar disto

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
702
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
23
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
6
Comentários
0
Gostaram
0
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Aula 8 B

  1. 1. Engenharia e desenvolvimento de produto, uma aplicação ao Material Circulante: a experiência da SOREFAME Manuel Cruz1Introdução“…trata-se ao fim e ao cabo, de conferir ao País uma preparação aceleradade conhecimentos de técnica e de tecnologia industriais, por forma avencermos com sucesso o período transitório de adaptação, consentido pelapassagem do neo-mercantilismo existente na Europa ao neo-liberalismo quereinará adentro da zona do Mercado Comum Europeu se, pelo seguimentodos acontecimentos, se verificar a necessidade, a vantagem ou a obrigaçãode nele participarmos.”Estas palavras do fundador da SOREFAME, o Eng. Ângelo Fortes, foramditas no 2º congresso da Industria Portuguesa, a 3 de Junho de 1957, 14anos após o estabelecimento da companhia, na então periferia agrícola daAmadora e 30 anos antes da adesão de Portugal ao Mercado ComumEuropeu, hoje União Europeia.É absolutamente indissociável da história da SOREFAME, das suasrealizações, e da sua contribuição para o desenvolvimento do país, estavisão lúcida do seu fundador sobre a missão da empresa e o papel daengenharia, a necessidade imperiosa de aquisição e desenvolvimento deconhecimentos, técnicas e tecnologias, como suporte estratégico ao negócioe à sua perenidade.Desde sempre, que a SOREFAME foi dotada de um gabinete de estudoscom um quadro significativo de engenheiros e projectistas, bem como, dediferentes laboratórios de suporte ao desenvolvimento tecnológico, controlode qualidade e certificação de produto. Cabe aqui recordar, a título deexemplo, que muito do desenvolvimento da tecnologia de soldadura no país,germinou nos laboratórios de desenvolvimento e qualificação do processosob a orientação do Eng. Salgado Prata2. Foi o berço do então Instituto deSoldadura, e actual Instituto de Soldadura e Qualidade. Uma grande obra,fruto da iniciativa e da visão do Prof. Luciano Faria3.1 Quadro da SOREFAME desde 1979, foi responsável no início de carreira pela área de projecto decaixas e pelo departamento de I&D no Material Circulante. Com a integração da SOREFAME naholding Adtranz da ABB e Daimler Chrysler, assume a responsabilidade da direcção Executiva daEngenharia e Desenvolvimento e vogal do Conselho de Administração. É Professor AssociadoConvidado do Departamento de Engenharia Mecânica do IST e presidente do Conselho Geral doInstituto de Soldadura e Qualidade.2 Professor Associado do Departamento Engenharia Mecânica da Universidade Nova de Lisboa. Otrabalho de investigação que suportou a sua tese de doutoramento, foi realizado nos laboratórios daDirecção de Investigação e Desenvolvimento da SOREFAME.3 O Prof. Luciano Faria, foi quadro da SOREFAME durante mais de 20 anos, antes de optar peladedicação exclusiva como Professor Catedrático do Departamento de Engenharia Mecânica do IST.
  2. 2. A SOREFAME iniciou a sua actividade industrial em 1943, como respostaaos planos energéticos do País, em particular ao plano de investimento paraa electrificação nacional com base na edificação de uma rede de barragens.Para o efeito, estabeleceu com diversos especialistas mundiais um leque decontratos licença e acordos de transferência de tecnologia e conhecimentos,que lhe permitiram um desenvolvimento de produtos sustentado em “saberfazer” e “porquê”. Esta visão de negócio, permitiu que alguns anos maistarde, se lançasse com segurança à competição em mercados internacionais,iniciando a exportação deste tipo de equipamentos.Alguns aspectos inovadores aplicados em diferentes obras nacionais einternacionais, baseados já numa concepção própria, vieram a resultar emlicenciamentos de outros construtores internacionais em concepção e fabricode equipamentos hidromecânicos semelhantes. Sublinhamos este facto, nãosó porque é menos conhecido da engenharia portuguesa em geral, mas,fundamentalmente, porque demonstra a coerência de uma estratégia denegócio associada ao produto, em toda a sua cadeia de valor.Baseada nos mesmos princípios estratégicos, a SOREFAME, desenvolveu eestabeleceu outras áreas de negócios. Como corolário do plano deelectrificação da rede nacional de caminhos de ferro da CP, surge aoportunidade de uma nova actividade industrial, especializada em materialcirculante ferroviário.A área de negócio do Material Circulante para caminhos de ferro teve inícioem 1952, com base numa estratégia de produto e num plano dedesenvolvimento da actividade bem definidos. É deste segmento deactividade e negócio da SOREFAME que aqui daremos conta, em particular,das estratégias de desenvolvimento tecnológico e de produto, dos aspectosda engenharia que lhe estão associados e, naturalmente, do seu impacto nonegócio.Ao abordar o tema da engenharia dos sistemas de transporte ferroviários, éindispensável uma referência aos operadores. Todo o desenvolvimento dosistema ferroviário teve como principais protagonistas as grandes empresasoperadoras europeias e americanas. Tal como noutras actividadesindustriais, os construtores e fornecedores estiveram balizados e suportados,durante o último século, e em função das influências geográficas, pelasespecificações técnicas desses grandes operadores. É, portanto, justa edevida, nesta matéria, uma palavra de referência ao trabalho levado a cabopelos gabinetes de engenharia da CP e do Metropolitano de Lisboa,membros dessa “família” ferroviária internacional.Os laços que se estabeleceram entre os gabinetes de engenharia daSOREFAME e os correspondentes da CP e do Metropolitano de Lisboa, quernos contratos de fornecimento, quer em projectos de investigação, foramimportantes para o desenvolvimento nacional do sector, mas em particular eobjectivamente, para o desenvolvimento das várias famílias de veículos quehoje operam no nosso país, quanto à sua qualidade, segurança, conforto efiabilidade.
  3. 3. Este quadro de relações entre clientes e fornecedores, estabelecido há muito,tem vindo a desvanecer-se progressivamente, de alguma forma, devido àdirectiva da UE que determina a obrigatoriedade da separação das entidadesresponsáveis pelas infra-estruturas e pelas operações. Potencia-se e abre-se, por esta via, a oportunidade a operadores privados, sem a cultura técnicado universo tradicional das grandes empresas estatais. É o caso particular eparadigmático do Reino Unido.Esta mudança será uma viragem marcante, com implicações profundas nossistemas, no negócio e, portanto, nas variáveis do mercado. Pelasconsequências que se antevêem, será necessária uma nova visão para olimiar deste terceiro milénio. As relações clássicas entre clientes efornecedores, que durante décadas mantiveram mais ou menos estáveis osmercados nacionais, particularmente, o dos grandes países, vão, a seutempo, dar lugar a novos operadores regionais sem a cultura e oconhecimento técnico dos que foram os guardiões do sistema durante maisde um século.Esta questão tem sido alvo de análises cuidadas, particularmente, por partedos grupos multinacionais. É hoje clara, do ponto de vista estratégico, anecessidade de se dominar o produto no seu todo e ter a capacidade decontrolar os pontos críticos da cadeia de valor. Acontecerá cada vez menos acumplicidade na definição e desenvolvimento dos veículos. Como resposta, eresultante destas novas variáveis, iniciaram-se as concentrações de váriasempresas e as fusões de grupos que têm ocorrido na última década. ASOREFAME faz parte deste processo. Integrou a holding nacional SENETEem 1991, passou para o universo da ABB em 1994, a ABB fundiu-se com aDaimler e constituíram o grupo Adtranz em 1996, que finalmente foi adquiridopela Bombardier em 2001.Por forma a enquadrarmos o progresso da actividade de engenharia, dasestratégias de desenvolvimento de produto e o seu impacto no negócio,vamos relatar as quatro fases, que consideramos mais marcantes, da vida eda história do Material Circulante: Uma primeira fase, a de início da actividade, que consideramos “clássica”; uma segunda fase, entre a década de 70 a meados de 80, que corresponde ao desenvolvimento de ferramentas modernas de cálculo estático de estruturas, que designaremos por “modernização das ferramentas de cálculo”; uma terceira fase de investigação sobre os problemas associados com a “segurança e conforto”, na qual se tem trabalhado nos últimos doze anos; e a fase actual, que responde à necessidade do desenvolvimento de “produtos plataforma”.
  4. 4. O início da actividade, a fase clássica de engenharia.No início da actividade da área de negócios de Material Circulante em 1952,criou-se um gabinete de estudos dedicado a esta especialidade, quearrancou com alguns engenheiros e projectistas com experiência na área daenergia, por forma a germinar uma nova área de conhecimento baseadanuma cultura, organização e processos de engenharia já estabelecidos naempresa. A esta equipa, juntaram-se novos quadros contratados do exteriorcom diferentes especialidades de engenharia e arquitectos de interiores, quena época asseguraram o design. Não se tratava já da metalomecânicapesada, estão em causa equipamentos para a mobilidade de pessoas e que,naturalmente, interagem com o homem, do ponto de vista funcional, estéticoe ergonómico, com incidência no de conforto.Prosseguindo a mesma linha de princípio, no que respeita à estratégia dedesenvolvimento de conhecimento e desenvolvimento de produto,estabeleceu-se com a BUDD Company sediada em Filadélfia, nos EUA, umcontrato-licença de transferência de tecnologia, processos de engenharia eos respectivos critérios de projecto das estruturas, as caixas. A BUDD foipioneira na tecnologia do aço inoxidável nos anos 20, e é reconhecida comoo berço, não só da tecnologia, mas dos processos, critérios de cálculo eprojecto, cujo saber importava conhecer e assimilar para sustentar este novonegócio da SOREFAME. Figura 1 Banco de estirar perfis de aço inoxidável e pinça manual de soldadura por resistência com base em Tecnologia BUDD. (Catálogo SOREFAME de 1964)Durante alguns anos, a SOREFAME prosseguiu um programa e um processode aprendizagem nos EUA, junto da BUDD, particularmente, nas áreas deengenharia, métodos, produção e ensaios. Por outro lado, desenhou-se,também, o processo de transferência de tecnologia, através do suporte daengenharia da BUDD nas instalações da SOREFAME. Desta forma alicerçou-se a actividade de forma fundamentada e consistente.
  5. 5. Nos primeiros vinte anos de actividade do Material Circulante, a SOREFAMEprojectou e fabricou diferentes tipos de veículos em aço inoxidável para a CP.Carruagens de grande linha tipo salão, compartimentos, bares erestaurantes, bem como, unidades múltiplas eléctricas, diesel e locomotivas,que no total representam mais de 1200 veículos. Figura 2Unidade Tripla Eléctrica da CP (Arquivo SOREFAME, 1958)Para a área de engenharia de bogies e para os primeiros veículos doMetropolitano de Lisboa, estabeleceram-se contratos-licença com aSCHINDLER WAGONS, suíça, e com a LINKE HOFMANN BUSH, alemã,respectivamente.Esta fase foi essencialmente de estruturação da actividade, dos processos deengenharia e identificação das áreas tecnológicas e de conhecimento aprosseguir e a desenvolver. De uma forma organizada e consistente,solidificaram-se processos, técnicas, tecnologias e formas de trabalho, queforam determinantes no progresso da actividade do Material Circulante daSOREFAME. Quando da primeira oportunidade de exportação para os EUA,tinham-se estabelecido as metodologias, processos e procedimentos quepermitiram qualificar a empresa como fornecedora para esse difícil mercado.Como este período foi fundamental e estruturante para a actividade doMaterial Circulante, vejamos um pouco mais em pormenor como seimplementou e progrediu esta área de negócio: Um negócio assenta em processos. Quanto aos processos associados à cadeia de valor do produto, quatro grandes áreas foram tratadas com programas de transferência de tecnologia e desenvolvimento de conhecimento: Engenharia; tecnologias de transformação; produção; qualidade e ensaios. Processos de engenharia. Ao nível da concepção da estrutura – a caixa – em aço inoxidável, e da integração mecânica, transferiram-se e formularam-se todos os processos e procedimentos da actividade de engenharia: Estrutura do produto; organização e programação das actividades; critérios de projecto e cálculo; normas internacionais; especificação e selecção de materiais. Naturalmente que se transferiram
  6. 6. da BUDD os critérios e normas americanas. Internamente, reformularam- se os procedimentos, compatibilizando-os, também, com os critérios e normas europeias. Os bogies foram essencialmente produzidos sob licença e com projecto suíço, francês e alemão. Quanto aos interiores, foram desde o início concebidos internamente e maioritariamente de incorporação nacional. Duas actividades integradoras importantes ao nível do veículo; a integração mecânica e a integração eléctrica, esta última, sempre em consórcio com os motorizadores, AEG, Alsthom e Siemens. Do ponto de vista das tecnologias específicas associadas ao produto, identificaram-se três áreas fundamentais ligadas ao aço inoxidável austenítico de alta resistência: Corte, perfilagem e enformação de peças; soldadura por resistência e a arco; montagem final. Ao nível da produção, de acordo com a filosofia e os princípios estabelecidos na BUDD, transferiram-se e implementaram-se as seguintes áreas: i. Organização e gestão do processo produtivo. Implantação do fabrico de peças e subconjuntos e das linhas de montagem, métodos, programação e planeamento operacionais. ii. Logística e alimentação das linhas, bem como toda a gestão de materiais e stoks. iii. Especificação, aquisição e implantação de um conjunto significativo de máquinas e equipamentos necessários e associados às tecnologias a aplicar no processo produtivo. iv. Desenvolvimento das ferramentas e manequins de montagem. Este foi um dos processos, a par do da engenharia, com grande interacção entre a SOREFAME e a BUDD. Trata-se de um conhecimento de “saber fazer” que requer competências teóricas e experiência. Foi uma missão fundamental, da responsabilidade do departamento de métodos. Qualidade. Paralelamente aos procedimentos já em prática no sector dos equipamentos hidromecânicos4, houve necessidade de se implementarem procedimentos específicos ao Material Circulante, dadas as especificidades do produto, dos processos e das tecnologias empregues, a certificar e a controlar. Ensaios e certificação de produto. Criaram-se vários laboratórios especificamente dedicados para se efectuarem os ensaios tipo e série dos veículos, tanto para assegurar as funcionalidades como a validação e certificação de produto.Neste período a SOREFAME teve dois grandes clientes: A CP, o seuprimeiro cliente, e o Metropolitano de Lisboa. Para o Metropolitano de Lisboa,4 O sistema de qualidade já em prática no sector dos equipamentos de energia para barragens, era deum grau de exigência muito elevado, do ponto de vista da garantia da qualidade. Objectivamente, trata-se da fiabilidade e da segurança de equipamentos e sistemas cujas disfunções podem causar acidentesgraves com danos elevados.
  7. 7. até à década de 70, fabricou as unidades em aço carbono pintadas. Maistarde, projectou e forneceu em aço inoxidável. Como veremos, a opção peloaço inoxidável para os veículos do Metropolitano de Lisboa, foi um marcoimportante e fundamental na empresa. Figura 3 Diagrama 3D da caixa em açoinoxidável do ML79(Arquivo SOREFAME,1983)Em resumo, diremos que foi sempre preocupação da direcção da empresa,estruturar-se de forma sólida e perene, estrategicamente ancorada numavisão clara de que é necessário saber fazer mas sabendo “como e porquê”.Para isso, alicerçou-se numa capacidade de engenharia com um lequediferenciado de competências. Figura 4 Instalações na Amadora da SOREFAME, actualmente Bombardier Transportation SA (Arquivo SOREFAME, 1998)Nem tudo foi fácil nestes primeiros tempos. A SOREFAME projectou eproduziu várias séries duma família de composições de tracção eléctrica, asUTEs - unidades triplas eléctricas - para o serviço suburbano e regional daCP (Figura 2), as primeiras das quais, deram alguns problemas de difícilresolução.
  8. 8. Em concreto, apareceram algumas fendas de fadiga nas primeiras caixasdesta família de veículos. Após um estudo pormenorizado do problema,tornou-se clara a origem e a causa. Fendas de fadiga nas zonastermicamente afectadas dos cordões de soldadura no aço inoxidável e naszonas mais solicitadas. Um fenómeno conhecido teoricamente, comocorrosão sob tensão em aços inoxidáveis com grande teor de carbono. Esteproblema foi ultrapassado, pese embora os custos associados, com umtrabalho enorme de um grupo de engenheiros da empresa e da CP, mas quepermitiu consolidar um conhecimento não trivial na altura. Prefaciando AlbertDeen5, “há duas formas de se chegar a ser um especialista numa áreatécnica, uma é estudar tudo sobre o assunto, outra será ter de enfrentar umproblema grave nesse domínio e resolvê-lo totalmente”. Pensamos queambas se completam.Dado que estamos, de alguma forma, a registar um pouco da história daengenharia portuguesa do século XX , pensamos que é da máxima justiçauma referência a um grupo de engenheiros, uma primeira geração depioneiros, que contribuíram de forma relevante para este processo, ajudandoa criar a realidade SOREFAME, reconhecida e respeitada no meiointernacional.O Eng. João Justo, foi o primeiro quadro a arrancar com a actividade,responsável pelo processo de transferência e implementação dos processosde engenharia e concepção foi director da divisão e administrador daSOREFAME. Eng. Eduardo Magalhães, responsável pelos processostecnológicos, métodos e produção, foi presidente do Conselho deAdministração. Eng. Cunha e Sá, responsável do Gabinete de Estudos. Eng.Manuel Rocha, responsável pelo processo dos laboratórios. Eng. AndradeGomes, primeiro responsável pelos bogies e o último Director Geral daSOREFAME, antes de ser integrada no grupo Adtranz.Sabe quem experimentou, que não há grandes obras industriais sem acontribuição importante e algumas vezes esquecida, dos “mestres” de saberfazer pelo talento e a sapiência de uma prática esclarecida e virtuosa. Muitasdas realizações do Material Circulante da SOREFAME estãoincontornavelmente ligadas à contribuição de projectistas e contramestrescomo: Srs. Pompeu, Fidelis, Armindo Silvério e Manuel Francisco, osprimeiros chefes das salas de diferentes especialidades de projecto; e dosSrs. Agostinho Caldeira, Manuel Calado, Pombinho, Boto, António dosSantos e Juvenal, os primeiros contramestres. Para algumas gerações deengenheiros, muita da “escola” que a SOREFAME representou nas suascarreiras, se ficou a dever a estes homens.5 Albert Deen, foi responsável e pioneiro pela engenharia de concepção de caixas em aço inoxidável naBUDD. Considerado um dos gurus em projecto de estruturas finas em aço inoxidável dos EUA, foicondecorado pelo governo dos EUA pelos serviços relevantes ao País. Tem várias patentes registadasem seu nome. Foi o responsável da BUDD pela passagem para a SOREFAME dos processos deengenharia e consultor da SOREFAME até ao fim da década de 70. Foi um dos “mestres” que muitocontribuiu para o desenvolvimento desta actividade na empresa.
  9. 9. Surge, em 1972, a primeira oportunidade de exportação para os EUA. Umaempresa especialista em aeronáutica, a Boeing Vertol Co., decide diversificarnegócios e produtos. Não tendo a tecnologia e as referências no sectorferroviário que eram exigidas, concorre ao fornecimento das unidades para oMetropolitano de Chicago (CTA), com a SOREFAME como seu parceiroindustrial, para o fabrico das caixas em aço inoxidável (Figura 5). Ganha aencomenda, e estamos seguros que foi importante na decisão do CTA o factode estarmos qualificados, em conformidade com as normas e códigosamericanos. Curiosamente e pela primeira vez, estivemos em competiçãocom quem nos tinha “ensinado”, a BUDD.Para a SOREFAME, a experiência do contrato das carruagens para o CTAcom a Boeing, foi fundamental para o processo de crescimento de confiançae emancipação que se seguiu. Teve, por um lado, de assumir aresponsabilidade dos processos de produção, dado que era o parceiro com oconhecimento e a tecnologia, e por outro, a possibilidade de acesso a umaoutra forma de olhar as estruturas das caixas.A Boeing aplicou neste projecto uma equipa com experiência em concepçãode helicópteros e, portanto, com um conhecimento de optimização deestruturas, que era invulgar no meio dos caminhos de ferro de então. Foi aoportunidade de estar por dentro e participar num acontecimento raro, queresultou na viragem dos conceitos e das ideias tradicionais.Aprendeu-se muito com este projecto, mas para se aprender é necessáriocompreender, e compreende-se quando se sabe alguma coisa da matéria.Do nosso ponto de vista o desenvolvimento do conhecimento e o “saber”,obrigam a uma organização para o efeito e a uma equipa de pessoascapazes e motivadas. Tinha crescido uma grande equipa de engenharia. Figura 5CTA - Metropolitano de Chicago, USA (Arquivo SOREFAME, 1977)
  10. 10. Modernização das ferramentas de cálculo, a autonomização.Na década de 70 despontou uma nova metodologia de cálculo de estruturasjá consolidada, do ponto de vista teórico e académico, com inúmeraspublicações científicas internacionais. Referimo-nos ao método de cálculocom base nos elementos finitos. Em Portugal uma referência pioneira naformulação dos princípios matemáticos do método, é a do Prof. Arantes deOliveira6.Na SOREFAME, esta nova área de conhecimento foi acolhida nodepartamento de desenvolvimento de cálculo, da Direcção de Engenharia dosector da energia. Com uma estratégica e uma organização dedicada, dava-se início a uma nova fase, à fase da modernização das ferramentas decálculo para apoio à concepção. Na condução desta estratégia e para odesenvolvimento deste novo conhecimento, um responsável, o Eng.Encarnação Coelho7, com uma equipa dedicada, foi pioneiro em Portugal naaplicação do método dos elementos finitos aos equipamentos industriais.Fez parte desta equipa o responsável pelo desenvolvimento e aplicaçãodeste novo método de cálculo no sector do Material Circulante, o Eng. Vacasde Carvalho8, que durante aproximadamente quinze anos, desenvolveu umabiblioteca de códigos de cálculo baseados no método dos elementos finitos,particularmente desenhados e adaptados ao tratamento das especificidadesdas estruturas das carruagens de caminho de ferro. As caixas, são estruturasespaciais complexas de parede fina, quase sempre ortotropicas (Figura 3).Para as analisar, passou a dispor-se de um conjunto de códigos de cálculo2D e 3D, com uma arquitectura de elementos de viga, de membrana e deplacas, para o cálculo linear de tensões, deslocamentos e fluxos de forçasnas juntas. Aceleraram-se as suas potencialidades com aplicações de pré epós processamento que possibilitavam a definição automática de malhas e aoptimização estrutural com função objectivo de tensão ou deformação. Para aépoca, eram ferramentas muito práticas e poderosas, como se revelaram emvárias aplicações [1].Esta biblioteca de programas de cálculo foi, inquestionavelmente,determinante para o progresso no tratamento de estruturas e, sobretudo,para os casos mais complexos que os habitualmente tratados até aí. Passoua ser possível explorar novos conceitos e encontrar soluções optimizadas deprojecto. Despontava a era da simulação virtual de estruturas, detalhando eanalisando-as com uma boa precisão. Faltava, contudo, validar o método e6 O Prof. Arantes de Oliveira, Professor Catedrático do Departamento de Engenharia Civil do IST, foium quadro da SOREFAME no início da sua carreira.7 O Eng. Encarnação Coelho, engenheiro mecânico pelo IST , foi Professor Convidado noDepartamento de Engenharia Mecânica do IST.8 O Eng. Vacas de Carvalho, engenheiro mecânico pelo IST, foi responsável pelo Gabinete de Estudosdo Material Circulante, onde criou, na década de 70, um departamento de engenharia especialmentededicado ao desenvolvimento e aplicação do método dos elementos finitos ao projecto das carruagens.Foi autor de grande parte da biblioteca dos códigos de cálculo do Material Circulante. É hoje Assessorda Administração como responsável pelos projectos estratégicos na Bombardier Transportation SA emPortugal.
  11. 11. os programas entretanto já disponíveis. Passo fundamental para crescer econsolidar a confiança, tanto dos projectistas, como dos clientes.Com a obra da FEPASA para o Brasil, em 1975, surge a primeiraoportunidade de se aplicar o método e testar as capacidades dos programas.O projecto FEPASA, unidades múltiplas eléctricas para a linha de suburbanosde São Paulo, tinha características particularmente interessantes para aspotencialidades do método dos elementos finitos. Uma caixa com quatroportas nas laterais – uma viga em caixão quase sem almas – e uma carga decompressão estática de acordo com os regulamentos americanos da AAR de363 toneladas. Com esta topologia e condição de carga, resultavam grandesdeslocamentos que eram de difícil análise pelos métodos clássicos de cálculoestrutural até aí utilizados.Como muitas vezes acontece em momentos decisivos, enfrentava-se umacircunstância que não deixou grandes alternativas de escolha. Tinha chegadoa oportunidade de se aplicarem os programas de elementos finitos. Foi umadecisão difícil de tomar pela direcção da empresa, que não familiarizada comesta modernidade, mas sem solução alternativa, suporta o arrojo dosengenheiros mais jovens, encorajados pelas potencialidades do método jáensaiado em casos simples. Figura 6 FEPASA – Unidades Múltiplas Eléctricas para os suburbanos de S. Paulo, Brasil (Arquivo SOREFAME, 1978)
  12. 12. Ao leme desta iniciativa esteve o Eng. José Figueira9, responsável peloprojecto das caixas da FEPASA. O então jovem engenheiro de estruturassobre quem caiu a responsabilidade de “revolucionar” os princípios clássicosde projecto das caixas e que, sem porventura o ter planeado, traçou ocaminho para a autonomização da SOREFAME nesta área de negócio. Bemsucedidos nesta experiência, a aplicação à próxima oportunidade foi umpasso mais para a confirmação de uma nova era e forma de se fazerengenharia das estruturas das caixas no Material Circulante. Foi um factordiferenciador importante.Em 1979 o Metropolitano de Lisboa decide-se por uma nova geração dematerial circulante em aço inoxidável. Composições de metropolitanos emaço inoxidável, eram pouco comuns na Europa nessa altura. Os novosprogramas de análise estrutural, foram aqui extensivamente aplicados,contribuindo para a consolidação definitiva desses procedimentos de cálculoe projecto. Estes programas permitiram uma optimização das caixas do ML79, que ainda hoje são uma referência de peso por unidade de comprimentoneste tipo de veículos. A partir deste projecto tinha-se virado definitivamenteuma página na história da engenharia do Material Circulante da SOREFAMEque passou a assumir a total responsabilidade pelo que concebia e produzia. Figura 7 Unidade ML 79 do Metropolitano de Lisboa (Arquivo SOREFAME, 1984)Esta iniciativa de desenvolvimento de ferramentas de cálculo, iniciou,também, uma viragem importante nos investimentos estratégicos, maistradicionalmente virados para a engenharia de processo e as tecnologias deprodução. Não menos importante, e como consequência, resultou umconhecimento e uma destreza na manipulação destas ferramentas, que9 O Eng. José Figueira é licenciado em engenharia mecânica pelo IST, foi responsável pelodepartamento de projecto de caixas no Gabinete de Estudos da divisão de Material Circulante daSOREFAME. Posteriormente, esteve ligado ao desenvolvimento de equipamentos hidroeléctricos ehidromecânicos, nomeadamente, alternadores. Dotado de uma particular intuição na arte de projectarestruturas, é um inovador com algumas ideias e soluções patenteadas. Foi um dos “mestres” que criouuma escola na empresa e com quem tivemos o privilégio de trabalhar.
  13. 13. facilitou a transição posterior, já na década de 90, para os códigos comerciaiscom grandes capacidades de cálculo linear e não linear. Figura 8 Ensaio estático de uma caixa do ML e um ensaio de fadiga de um canto de janela (Arquivo SOREFAME, 1994)Segurança e conforto.O sucesso dos sistemas ferroviários passa, naturalmente, por diferentesfactores de carácter social, político, económico, ambiental e seguramente quede entre eles é fundamental, para os utentes, o conforto que o sistema lhesproporciona e a convicção de segurança.O envolvimento da SOREFAME em diversas propostas para os EUA nadécada de 80, perspectivou de forma clara que a segurança dos veículos setornaria num ponto chave em todos os mercados. O processo dedesenvolvimento interno de ferramentas de cálculo, criou uma culturadeterminada em enfrentar novos desafios e confiante de que em Portugal erapossível criarem-se as competências necessárias. O desenvolvimento deproduto nos seus aspectos mais incorpóreos, torna-se determinante para osucesso do negócio. Dedicou-se uma particular atenção a dois aspectos quesão cada vez mais imperativos nas sociedades modernas, o conforto e asegurança.Com estas novas problemáticas a necessitarem novas competências,entramos na terceira fase da engenharia, que corresponde ao final da décadade 80 até aos anos 90. Neste período Portugal entra para a ComunidadeEconómica Europeia e a SOREFAME integra e lidera iniciativas de projectosde I&D em diferentes programas de investigação da CEE. Para o efeito cria-se um departamento de I&D na direcção de engenharia, responsável porestes projectos. Pela importância destas iniciativas no futuro da empresa,vamos dedicar-lhe um espaço mais pormenorizado [3].
  14. 14. Figura 9 Unidades para o SEPTA (Filadélfia) e Metro de Los Angeles, USA (São as primeiras obras da SOREFAME projectadas com critérios de crash [8]. Arquivo SOREFAME, 1991 e 1993)Nas últimas décadas, o transporte ferroviário tem-se modernizado com níveisimportantes de inovação, tanto no transporte de massas como no de altavelocidade . No que respeita às condições de segurança, quer no materialcirculante, quer nas redes e infra-estruturas dos operadores, tem sidodespendido um grande esforço e investimento em software e hardware, quetêm permitido aumentar as cadências das composições e as velocidades deexploração.Todavia, os acidentes ferroviários acontecem e muita actividade deinvestigação nos últimos quinze anos tem permitido compreender melhor osmecanismos associados à interacção dinâmica das composições e àsgrandes deformações plásticas originadas durante as colisões. Este, tem sidoum dos problemas em que a engenharia do Material Circulante temdesenvolvido trabalho com impacto internacional, durante os últimos dozeanos [2].A Sorefame teve a iniciativa de propor um projecto europeu nesta temática,que foi aprovado e foi o primeiro de um “cluster” de projectos nesta área. OTRAINCOL - Advanced Design of Crash Fail-Save Train Structures UnderService And Impact Conditions, no âmbito do programa comunitário BRITE-EURAM, que decorreu entre 1991 e 1995 com os seguintes parceiros:Coordenador : SOREFAME (P)Parceiros : CAF (E), GEC ALSTHOM (F), CP (P), IST (P), UVHC (F), CIC(UK), SNCF (F) (subcontratada da GEC ALSTHOM)Um conjunto de especificações e requisitos mínimos de resistência e decomportamento ao impacto frontal tinham sido produzidos por diferentesentidades americanas. Contudo, todo o fenómeno ligado à dinâmica dascomposições e ao comportamento dos veículos durante uma colisão frontal éde difícil compreensão e a modelação, utilizando ferramentas de apoio àconcepção das estruturas, não era trivial.
  15. 15. Os principais objectivos deste projecto centravam-se em: • Adquirir uma melhor compreensão dos fenómenos associados ao choque, em termos de acelerações, absorção de energia, estragos na estrutura e consequências nos passageiros. • Desenvolver uma nova filosofia de projecto dos veículos e das estruturas, atendendo às condições acidentais. • Desenvolver e validar métodos avançados de análise e simulação das situações de acidentes. Desenvolver ferramentas de apoio à concepção de estruturas com diferentes níveis de sofisticação, ajustadas às diferentes fases do projecto das caixas. Optimizar a concepção das caixas e testá-las para validação. • Propor uma regulamentação europeia para o comportamento dos veículos e para as consequências nos passageiros.Estava-se perante uma forma totalmente nova de se encararem as caixas,deixaram de ser estruturas projectadas considerando só a resistênciaestática, para passarem a ter, para além disso, um comportamento decolapso controlado, em caso de acidente. Um dos requisitos fundamentais ater agora em conta na concepção dos veículos, é, minimizar as aceleraçõesno veículo e as que os passageiros ficam sujeitos, para os proteger de formamais eficaz durante o período de impacto. Os níveis das acelerações estãocondicionadas aos mecanismos de deformação durante o colapso daestrutura e às energias dissipadas no tempo de propagação dessesmecanismos. Concluiu-se que para um conveniente comportamento de umacaixa sujeita a impacto frontal, as estruturas das frentes e dos leitos e asligações entre elas são decisivas. No âmbito do projecto, conceberam-seduas soluções base, uma que corresponde aos mecanismos de colapso paraveículos com engatagem central automática e outra, com mecanismos decolapso equivalentes, mas para carruagens de engatagem tipo UIC, isto é,com tampões de choque laterais (Figura 10) [4]. Tampões Engatagem central laterais 1º mecanismo 2º mecanismo Pivot Figura 10 Mecanismos de colapso dos cabeçotes resultantes do projecto TRAINCOL solução para engatagem central e tampões de choque laterais
  16. 16. Os programas 1D e 2D de simulação e cálculo das acelerações,deslocamentos e energias, bem como do índice de severidade para ospassageiros no caso de um acidente de uma composição contra umobstáculo qualquer, vieram a revelar-se extremamente úteis para osprojectistas de material circulante. Dos testes realizados, concluiu-se queestes programas, resultantes do projecto TRAINCOL, apresentavam valoresqualitativa e quantitativamente fiáveis. Contudo, verificou-se também, que osobjectivos a que nos tínhamos proposto eram muito mais vastos e complexosdo que inicialmente se supunha e impossíveis de serem tratadoscompletamente numa só iniciativa. Porque se trata de um problema comgrande impacto social, um segundo projecto, com um leque mais largo deparceiros, prosseguiu os propósitos nos quatro anos seguintes [5]. Figura 11 Projecto TRAINCOL, solução correspondente à engatagem UIC. Simulação 3D e resultado do teste de crash a 32 km/h efectuado nas instalações e sob supervisão da CP. (Relatórios do TRAINCOL e arquivo SOREFAME, 1994)Os resultados do projecto de investigação TRAINCOL foram aplicados nocontrato das Unidades Múltiplas Eléctricas para a linha da Sintra da CP quedecorreu em paralelo no tempo. Foi atribuído a este projecto o PrémioInovação, pela Comissão Europeia, no âmbito da exposição de Sevilha em1992.
  17. 17. Figura 12 Unidade Quadrupla Eléctrica para linha de Sintra da CP (European Community design Price, de 1994) (Arquivo SOREFAME, 1996)Na sequência do TRAINCOL, um segundo projecto nesta área deinvestigação foi aprovado pela Comissão Europeia, o SAFETRAIN - TrainCrashworthiness for Europe - Railway Vehicle Design and OccupantProtection, teve uma duração de quatro anos, entre 1996 e 2001 e reuniu osseguintes parceiros:Coordenador: SOREFAME (PT)Parceiros: ERRI 8Foundation European Rail Research Institute (NL), SNCF(FR), BRR (British Rail Research (GB), DB - Deutsch Bahn (DE), PKP (PolishState Railways (PL).Parceiros Associados: IST (PT), FMH (Faculdade de Motricidade Humana(PT), UVHC ( Université de Valenciennes (FR), Alsthom Transport (FR), DeDietrich Ferroviaire (FR), CIC - Cranfield Impact Center (GB), Alsthom/Metro-Cammell (GB), IFS (Institut für Schienenfahrzeuge (DE), TUD (TechnischeUniversität Dresden (DE), SIEMENS (DE), DWA - Deutsche Waggonbau(DE).Um dos principais objectivos deste projecto visava contribuir para as normase códigos de construção de veículos ferroviários, baseada em medidas quemelhorassem o seu comportamento ao choque frontal e, naturalmente, asegurança dos passageiros e das tripulações. Com base nos resultadosdeste projecto de investigação, está em curso a formulação da futura normaeuropeia, no âmbito do CEN, por forma a regulamentar o comportamento aochoque dos veículos ferroviários, como previsto nas actuais especificaçõesde interoperabilidade no espaço europeu.
  18. 18. Este projecto terminou da melhor maneira, foi um dos sete projectosseleccionados, pela Comissão Europeia, para a atribuição do PrémioDescarte em 2000. O Prémio Descarte é um dos galardões mais prestigiadospara resultados científicos com impacto relevante para a sociedade. Nãoganhou o prémio, mas o facto de ter sido o único projecto com carácterindustrial, dos sete finalistas, foi recompensa reconfortante para um grupoincansável de investigadores e engenheiros nacionais e europeus, que têmcontribuído para o desenvolvimento deste sistema de transporte [10]. Figura 13Projecto SAFETRAIN, Simulação de passageiro sentado e teste de validação de crash para 36 km/h de uma estrutura da frente e cabina (Relatórios técnicos do projecto B-E Safetrain, 2000)Pode concluir-se que, neste âmbito, uma visão antecipada dascondicionantes do mercado, e muito trabalho, criaram uma área científica deelevado mérito no país e uma diferenciação na empresa ao nível do produtoa da sua competitividade, ambas reconhecidas internacionalmente. O factode este centro de competência estar centrado na Amadora, tem dado àempresa uma visibilidade e consideração muito particulares no seio dosgrupos multinacionais a que pertenceu e pertence actualmente, a BombardierTransportation.Os resultados deste projecto foram aplicados na nova geração das unidadeseléctricas para o serviço suburbano do Porto, o CP 2000, bem como a outrosprojectos do grupo Bombardier. Entre o TRAINCOL e o SAFETRAIN foi umlongo caminho para o progresso da segurança neste sistema de transporte.Um pouco como epílogo do tema, uma terceira iniciativa, deste “cluster” deprojectos europeus, está em curso para os próximos três anos, o projectoSAFETRAM, que integra um consórcio semelhante ao anterior. Trêsproblemas fundamentais e inovadores vão ser alvo desta investigação,centrada nos sistemas ferroviários urbanos de superfície, vulgarmenteconhecidos por eléctricos rápidos:
  19. 19. • A interacção com os veículos automóveis nas vias partilhadas em perímetro urbano; • A interacção com os veículos ferroviários pesados; • e a modelação dos passageiros em pé em caso de acidente.Em conclusão, muitas das ferramentas de cálculo e concepção dasestruturas de caixas que hoje são “standards” no grupo Bombardier e deoutros parceiros europeus, resultaram destes projectos de investigação.Estes projectos comunitários contribuíram de forma decisiva para osprogressos alcançados, por duas grandes ordens de razão; porque criaramum ambiente de investigação que permitiu a conjugação de esforços dosprincipais fornecedores e operadores europeus, até aí praticamenteinexistente, e, porque, suportaram parte dos custos elevados dos testes devalidação e recolha de dados, com veículos de diferentes configurações epara diferentes cenários de impacto.Reflexo das preocupações com a qualidade de vida dos países maisdesenvolvidos, as exigências relacionadas com o conforto, têm aumentadopor parte dos operadores. Do mesmo modo, e por parte das autoridadesadministrativas, têm aumentado, também, as exigências relativas ao ruído eao impacte ambiental em geral.A problemática do conforto apresenta diferentes contornos, desde osaspectos mais subjectivos e psicológicos, relacionados com a ambiênciaproporcionada pelo arranjo de cores, volumetrias e texturas de materiais esuperfícies, aos mais objectivos e mensuráveis, como a ergonomia, asvibrações e o ruído. A SOREFAME participou em dois projectos comunitáriosde investigação, no âmbito do programa BRITE-EURAM, para melhor trataros aspectos relacionados com as vibrações e ruído.Acontece com alguma frequência aos construtores de equipamentos detransporte (automóveis, autocarros, aviões e comboios) e às empresastransportadoras, terem de enfrentar problemas decorrentes de níveis devibrações com frequências e amplitudes incómodas para os passageiros.Estes problemas, após a construção dos veículos, são normalmente de difícilsolução e com custos elevados. A SOREFAME participou no projectoUPDYN - New Integrated Updating Tools for Transportation Vehicle VibrationQuality Improvement, no âmbito do programa BRITE - EURAM, com aduração de três anos, entre1993 e 1996, e os seguintes parceiros:Coordenador: INTESPACE (FR)Parceiros: SOREFAME (PT), BMW (DE), PSA Peugeot Citroën (FR), IST(PT), Université de Besançon Franche-Comté (FR), University of Wales (GB),Universität Gesamthochschule - Kassel (DE).As indústrias de equipamento de transporte e em particular a automóvel e aferroviária têm enfrentado grandes desafios para melhorar substancialmenteos custos de produção e reduzir os ciclos e os custos de desenvolvimento denovos produtos. O conforto tem vindo a tornar-se um requisito fundamental e
  20. 20. um factor de competitividade importante que obriga a processos longos esofisticados para o desenvolvimento dos veículos.As vibrações e a qualidade acústica são o resultado de um equilíbrio subtilentre inúmeros factores. A qualidade analítica dos modelos de elementosfinitos era o principal factor limitativo para o projecto vibro-acústico dosveículos. O objectivo principal desta investigação centrava-se, portanto, nodesenvolvimento de procedimentos e ferramentas de análise, usando astécnicas de “updating” que simplificavam a resolução do problema. Com estemétodo, melhoraram-se a qualidade e a fiabilidade dos resultados dosmodelos de elementos finitos e simultaneamente, reduziram-se os ciclos deprojecto e desenvolvimento de produto. Este aspecto tem um especial ênfasena indústria ferroviária, onde o recurso a protótipos para ensaios representaciclos de desenvolvimento de produto demasiadamente longos e caros.Para a indústria ferroviária os principais objectivos foram: • Obter a precisão necessária nos resultados dos modelos de elementos finitos das caixas, utilizando malhas relativamente grosseiras. • Definir modelos dinâmicos equivalentes para as juntas descontínuas (soldadura por resistência e a fixação de equipamentos). • Definir o método adequado para simulação de condições de fronteira dinâmicas, que permitam simular a influência da restante estrutura, e, portanto, efectuar uma análise dinâmica equivalente de subestruturas.Como resultado desta investigação, desenvolveram-se um conjunto deferramentas eficazes de análise e tratamento dos problemas de vibrações.Um resultado particularmente inovador, é a possibilidade de se trataremdinamicamente as subestruturas. A utilização das subestruturas, emmodelação dinâmica, não é simples nem trivial, foi tema de uma tese dedoutoramento na Alemanha, na universidade de Kassel, e uma tese demestrado no Instituto Superior Técnico (IST) [9].Outra área importante é o ruído. O controlo do ruído, quer no interior dosveículos, quer na emissão para o meio envolvente é hoje, como referimos,um imperativo. O seu tratamento obriga a uma maior sofisticação dasferramentas de simulação e cálculo na fase de projecto. A SOREFAME, jácomo membro do grupo Adtranz, participou no projecto FACTS - FilmActuators and Active Noise Control for Comfort in Transportation Systems, noâmbito do programa BRITE - EURAM, com a duração de três anos, entre1996 e 1999, e os seguintes parceiros :Coordenador: VTT Manufacturing Technology (FI)Parceiros: SOREFAME (PT), TNO (Netherlands Organization for AppliedResearch (NL), Metravib Recherche Developpment Service S.A. (FR), RieterAutomotive Systems (IT), ELESA - Italiana Sistemi Inerziali (IT), CRF (CentroRicherche FIAT) (IT), FORD Werke AG (DE), Alenia Spazio (IT), IST (PT).
  21. 21. Um dos factores que influenciam a qualidade e o conforto nos veículos detransporte ferroviário é o nível de ruído a que os passageiros estão sujeitos.A utilização de métodos convencionais de isolamento acústico implicainvariavelmente a obtenção do melhor compromisso entre o aumento de pesoe as necessidades de redução dos níveis de ruído, tanto o emitido para oexterior como no interior dos veículos.Este projecto teve como objectivo principal, o desenvolvimento e a aplicaçãode métodos de controlo activo de ruído - ANC, Active Noise Control -baseados na utilização de uma película que actuando como fonte acústica,produz ondas em oposição de elevada eficiência. Como corolário, resultaramferramentas de modelação matemática de grande utilidade para aengenharia.Esta película electro-mecânica – EMF, Electro-Mechanically treated Film -que funciona como sensor e actuador, é um produto inovador e comaplicações concretas. Dado que tem espessura e peso reduzidos, pode serfacilmente aplicada nos painéis interiores dos veículos. Convictos napossibilidade da sua produção em larga escala, é expectável que seconsigam custos de fabrico relativamente baixos e interessantes para umaaplicação industrial mais generalizada. Pretende-se com este sistema atingirvalores de eficiência iguais ou superiores aos actualmente obtidos comsoluções bastantes mais gravosas em termos de peso. Estão já emcirculação na Europa, locomotivas com sistemas de controlo activo de ruídodeste tipo. Neste projecto foi fundamental a pronta colaboração doMetropolitano de Lisboa, disponibilizando meios, equipamento e recursospara a caracterização das fontes de ruído e para os testes de validaçãosubsequentes.No início dos anos 90, identificou-se a necessidade e a conveniência de semodernizar a tecnologia de soldadura por resistência. Efectuaram-seinvestimentos importantes, adquirindo dois robots de soldadura porresistência e mais tarde um terceiro. Esta mudança estratégica, não só doponto de vista da qualidade do processo, mas sobretudo, do ponto de vistadas cadências de fabrico, implicou, igualmente, uma mudança significativanos métodos de produção. Para se maximizar a utilização destes robots,seria necessário minimizar os tempos da sua programação. Para estruturascom mais de vinte metros de comprimento por três de largura, como são asdos grandes conjuntos que constituem as caixas dos veículos de caminho deferro, a solução não era fácil nem trivial.Para se optimizarem os tempos de “set-up” dos robots, seria necessária asua programação em ambiente “off line”, contudo, esta técnica não estavadisponível no mercado para as características das estruturas em causa. Parao efeito, a SOREFAME participou num projecto de investigação a três anos,no quadro do programa comunitário ESPRIT, com o principal objectivo de seestabelecer uma ligação mais directa entre os modelos de CAD e a máquina.Como resultados deste projecto, dois aspectos inovadores: Um método derepartição das estruturas a soldar em porções espaciais mais fáceis controlar
  22. 22. tanto dimensionalmente, como as tolerâncias; e a programação dos pontosde soldadura directamente dos modelos de CAD. Figura 14Linha de fabrico de caixas equipada com robots de soldadura por resistência e um modelo RobCAD de programação “off line” duma lateral. (Arquivo SOREFAME, 1998)Este conjunto de áreas e projectos de investigação em que a SOREFAME seenvolveu nos últimos doze anos, foram importantes para o crescimento edesempenho e afirmação da sua engenharia. Actualmente, colocam-seexigências e desafios que necessitam de conhecimentos cada vez maiscomplexos, especializados e interdisciplinares, que obrigam a uma relaçãocada vez mais íntima com o meio científico e tecnológico. Na SOREFAMEhouve essa visão, e é interessante constatar que, mesmo no seio de grandesgrupos multinacionais como a Adtranz e presentemente a Bombardier, odesenvolvimento tecnológico e do conhecimento em diferentes matérias,conta com a participação de Portugal. É um aspecto, naturalmente,estimulante para a nova geração de engenheiros da empresa.A crescente complexidade dos sistemas que hoje integram os veículosferroviários e as exigências de “performance”, a que contratualmente osfornecedores se obrigam, requerem uma engenharia com capacidades econhecimentos novos e mais abrangentes. Já no universo do grupo Adtranz,estabeleceu-se, nos anos 90, um programa de desenvolvimento de novascompetências, alinhado com esta realidade e com uma nova visão denegócio. A empresa teria de passar, num curto espaço de tempo, a assumir aintegração e a responsabilidade total dos seus produtos. Falamos agora, nãosó da integração mecânica, mas, também, da integração eléctrica e da decomando e controle. Havia um grande caminho a percorrer.Admitiram-se para a direcção de engenharia mais de trinta novosengenheiros de diferentes especialidades, alguns com o grau de mestres,obtidos em anos precedentes, com trabalhos inseridos nos diferentesprojectos de investigação em que a empresa liderou ou participou.Contrataram-se, também, especialistas do grupo Adtranz e externos, que sedeslocaram para Portugal durante dois a três anos, com a missão de
  23. 23. construírem competências específicas. Prosseguiu-se um plano de formaçãodos nossos quadros, deslocando-os, também, para empresas e centros deexcelência do grupo. Foi um investimento de cinco anos a que correspondeuum esforço humano e financeiro significativos, mas indispensável para seatingir o nível que hoje se exige.Soluções plataforma, uma nova estratégia para o produto.No final da década de 90, ao dobrar do século XX para o século XXI, asalterações que se anteviam no sistema ferroviário europeu, despontado peloexemplo e experiência do Reino Unido, apontam para a necessidade de umanova era no material circulante.O negócio passa a estar mais centrado na promoção da mobilidade depessoas e bens, que interessa optimizar por razões de economia e gestãooperacional. Para tal, esboça-se uma nova visão no sector e que assenta emdois vectores complementares: Ao nível dos sistemas, uma oferta mais integrada dos diferentes sistemas, mesmo transnacional, com base na interoperabilidade e intermodalidade, que assegure fluidez nos percursos; redução dos tempos de viagem; redução de custos; conforto e segurança. Ao nível do material circulante, a redução dos investimentos iniciais e dos custos operacionais (LCC - live cycle costs); redução do tempo para o mercado; design e conforto; disponibilidade, fiabilidade e segurança - RAMS (reliability, availability, maintainability and safety).Do lado dos fornecedores dos equipamentos de transporte, a resposta,circunscrevendo este quadro de variáveis e de condicionantes do mercado,assentou no desenvolvimento de soluções de veículos em plataformasconfiguráveis para os diferentes tipo de serviço a prestar. Os veículos sãocada vez mais um produto cuja integração tem de estar sob aresponsabilidade de uma só empresa, passam a ter uma “marca” e umaimagem. Para se reduzirem os riscos normalmente associados aos produtosnovos, as plataformas configuráveis traziam a vantagem de se partilharemsoluções testadas em diferentes aplicações e a redução do tempo para omercado.Estamos numa nova fase de desenvolvimento de produto, a exigir novascompetências, áreas técnicas e conhecimentos que sustentem de formarobusta a actividade de engenharia neste quadro de novos desafios que seperfilam. Assumir o produto completo e a sua disponibilidade a 100% aosmais baixos custos de utilização, é tarefa para a qual nos temos vindo apreparar em vária valências, como se referiu anteriormente.O design passa a ter uma posição cimeira na definição da imagem doproduto, quer para o operador, quer para o fornecedor. O designer ocupa umespaço próprio e fundamental no processo de concepção, é actualmente uma
  24. 24. valência indispensável na equipa responsável pelo desenvolvimento dasnovas famílias de comboios. É verdadeiramente o designer quem “cria” oproduto, integrando-o no meio e na função, com uma preocupação crescentena busca da harmonia entre o conforto, funcionalidade, a imagem e o custo.A partir da década de 90, passámos a integrar nos nossos quadros, técnicoscom formação em design e a recorrer a gabinetes de designers externos.Uma outra área, agora absolutamente determinante para o desenvolvimentode produto, é a integração de sistemas. A integração funcional e lógica,assente nos modernos sistemas “bus” de comando, controlo e diagnóstico; aintegração eléctrica com as exigências crescentes da compatibilidadeelectromagnética; a integração mecânica com as suas múltiplasresponsabilidades, que passam pelo comportamento dinâmico, a estabilidadede circulação, ao ruído, ao controlo de pesos e aos requisitos de RAMS.O RAMS (Reliability Availability Maintainability and Safety), um conhecimentoa carecer de ferramentas e entendimento por parte das equipas deengenharia moderna, é uma nova área de conhecimento para o sectorferroviário. Nascido nas indústrias de ponta, aeroespacial e militar, começa adisseminar-se a outras aplicações, como instrumento de resposta àsexigências crescentes de disponibilidade e LCC (Live Cycle Cost) e aoscompromissos contratuais correspondentes. Na SOREFAME iniciou-se odesenvolvimento desta especialidade de engenharia em 1997. Para o efeitocontrataram-se especialistas estrangeiros que durante quatro anos ajudarama criar este novo conhecimento na empresa.Tal como noutras áreas em que a SOREFAME se envolveu, pensamos quesó se conhece verdadeiramente um assunto, quando se vai fundo nosfundamentos científicos e na aplicação concreta. Como forma de se fixar edisseminar em Portugal esta nova área de engenharia, promoveu-se umconsórcio do sector, que no âmbito de um projecto mobilizador do PEDIP II,iniciou o tratamento matemático e a definição de ferramentas de suporteneste domínio. A primeira aplicação concreta foi no projecto do Metro doPorto. Deste consórcio fizeram parte o Instituto Superior Técnico e aFaculdade de Engenharia da Universidade do Porto, a quem coube aresponsabilidade do desenvolvimento científico associado. Estamosconvictos que no futuro todo o desenvolvimento de produto vai assentar emespecificações de RAMS cada vez mais exigente e difíceis de cumprir.Referimos que a visão actual para o desenvolvimento de produto assentanuma estratégia de produtos plataforma. Seguiu-se exactamente esseprincípio no projecto do Metro do Porto (Figura 15), ao conceber umaplataforma de veículos de metropolitanos ligeiros, baseado no veículo deEstrasburgo, do grupo Adtranz.Aplicou-se, também, este princípio, na concepção da nova plataforma deveículos para a CP, as unidades múltiplas eléctricas designadas por CP 2000(Figura 18), neste caso em consórcio com a Siemens. Ambas, sãoplataformas com diferentes configurações e aplicações, suportadas por doisprojectos de investigação, no âmbito do PEDIP II e do POE.
  25. 25. Para o desenvolvimento de plataformas, há necessidade de se estruturar oproduto sob um conjunto de princípios que permitirão configurá-lo nasdiferentes aplicações. Para isso, torna-se necessária toda uma novaorganização da informação e regras e princípios de concepção, que exigemprocessos e ferramentas de gestão de produto com uma arquitecturacomplexa. Deu-se corpo e implementou-se um sistema de PDM (ProductData Management) que actualmente suporta a actividade de engenharia naBombardier em Portugal e a arquitectura das duas plataformas referidas. Figura 15 Metro do Porto, nova plataforma EUROTRAM (Trofeu Sena da Silva na categoria de Design do Produto e no âmbito dos Prémios Nacionais de Design 2002) (Arquivo Bombardier Transportation SA, Portugal, 2002)Em síntese e de forma gráfica (Figura 16), damos uma visão sobre aorganização e os níveis de intervenção, de uma engenharia moderna,aplicada ao desenvolvimento de um produto sistémicamente complexo, comoé o caso de um veículo ferroviário. Porque a gestão da informação é cadavez mais complexa, indicam-se, também, as diferentes interfaces e asferramentas de suporte, bem como, as relações externas com osfornecedores. A noção de fornecedor desvanece-se progressivamente, paradar lugar à parceria estratégica, cada vez mais relevante e cada vez maisparte activa no desenvolvimento do produto.
  26. 26. Eng. Veículo alt. nível Externo Criar imagem Desing industrial Configurar PDM PDM, DMU,Configurador (IT de Eng.) Proc. de eng. Interfaces Performance, RAMS Integração sistemas Processos de Eng. Sistemas “core” Engenharia sistemas Externo Sistemas Engenharia sistemas Externo Componentes Gestão de fornecedores Níveis de Engenharia Figura 16 Organização e níveis de engenharia (Comunicação apresentada nas Jornadas de Inovação, organizadas pela Agência de Inovação no Porto, 2001)As ferramentas de CAD compatíveis com a concepção de produto plataformasão, actualmente, de modelação 3D com grandes capacidades de definição esimulação do produto. Dado que há necessidade de trabalharem diferentesparceiros, internos ou externos, toda a integração mecânica e a gestão dasinterfaces, obrigam à partilha dos modelos 3D, em rede e por váriosprojectistas em simultâneo. A Bombardier optou e instalou, ao nível do grupo,uma rede estações CATIA de modelação 3D. Em Portugal, as duasplataformas referidas, Metro do Porto e CP 2000, foram projectadas nessarede de estações CATIA. Figura 17Modelo CATIA da cabina do Metro do Porto(Arquivo técnico da Bombardier PT, 2001)
  27. 27. Figura 18 Unidade Múltipla Eléctrica para CP, plataforma CP 2000 (Arquivo Bombardier PT, 2002)As ligações estratégicasEm todo este tempo, houve ligações a empresas e a instituições que foramdeterminantes para os empreendimentos realizados e os progressosalcançados. Os factores diferenciadores de que demos conta, resultantes deuma estratégia de negócio assente no desenvolvimento tecnológico e deconhecimento, foram importantes para todo o processo de integração daSOREFAME, como actores activos, nos diferentes grupos multinacionais.Em particular na área das caixas e do comportamento dos veículos aochoque frontal, normalmente designado por “crashworthiness”, oconhecimento desenvolvido em Portugal, permitiu assegurar umaparticipação relevante nos centros de competência, tanto da Adtranz, comoactualmente da Bombardier. Desta forma construíram-se competências ecapacidades de engenharia, que são respeitadas e partilhadas no grupo.Em muitas destas áreas trataram-se problemas complexos, igualmenteinteressantes para os académicos, dado que se equacionaram problemáticase matérias inovadoras e que têm contribuído para o progresso do estado daarte, em diferentes áreas das ciências de engenharia. Na edificação dasvárias competências que temos referido, muito contribuíram as ligações quese estabeleceram com o meio científico e, em particular, com oDepartamento de Engenharia Mecânica do IST [11, 12 e 14].
  28. 28. Pensamos que se deve sublinhar esta experiência bem sucedida, como umexemplo da tão almejada ligação universidade/indústria, que tarda em sebanalizar e generalizar no nosso país. Estamos hoje convictos de que estanossa experiência, duma relação estável e continuada com o meioacadémico, com mais de quinze anos, é disseminável por outros sectoresnacionais. Para tanto, é fundamental que os problemas “reais” das empresascom uma preocupação de inovação estratégica, se conjuguem com osinteresses de carácter académico e, portanto, oportunidades de progressocientífico, por um lado, e valor acrescentado dos produtos, por outro. Muitosdos assuntos tratados nos projectos descritos, deram origem a teses demestrado e doutoramento, formando-se, assim, técnicos de elevado potenciale competência. Muitos foram posteriormente integrados nos quadros daempresa, constituindo um dos seus principais activos.Pensamos que este aspecto da formação ao mais alto nível académico, demestres e doutores, suportada por projectos de investigação que visem ainovação nas empresas, não é, ainda, bem considerado e aproveitado nonosso país. A nossa experiência demonstra que, uma estratégia empresarialque identifique e defina áreas de desenvolvimento e de formação pós-graduada coerente com os interesses académicos, permite montar projectosde investigação, que são uma forma sólida e eficaz de se construir umacapacidade de engenharia de elevada competência e desempenho a custosbaixos. Deve sublinhar-se, que para se obterem resultados sólidos sãonecessárias estratégias de médio ou longo prazo. No caso da SOREFAME,prosseguem-se programas e projectos, em alguns casos, há mais doze anos.Como em todos os acontecimentos que contribuem para o desenvolvimentode uma actividade, são, quase sempre, as pessoas, verdadeiros artífices eprotagonistas do progresso, que fazem as coisas acontecer. Não podemosdeixar de particularizar as contribuições dos Profs. Carlos Mota Soares10,Manuel Seabra Pereira11, Júlio Montalvão e Silva12 e Jorge Ambrósio13, quecom engenho, dedicação, esforço e espírito de parceria, nos ajudaram aconcretizar muitos dos nossos sonhos.10 O Prof. Carlos Mota Soares é Professor Catedrático do Departamento de Engenharia Mecânica doIST, foi delegado científico nacional ao programa BRITE – EURAM durante vários anos e nessaqualidade introduziu, ainda no primeiro programa quadro, o desenvolvimento da segurança nosveículos ferroviários. Muito por sua iniciativa e visão, nasceu no país uma área científica relevante. Foiresponsável, em 1981, pelo primeiro projecto de investigação aplicada da SOREFAME.11 O Prof. Manuel Seabra Pereira é Professor Catedrático do Departamento de Engenharia Mecânica doIST, foi pioneiro na área do crash no IST, tendo criado uma escola que é internacionalmentereconhecida. É vice presidente do ERRAC, European Rail Research Advisory Council, criado em 2001pela Comissão Europeia. O seu contributo para esta área científica na Europa, ficará indelével. Mantémuma cooperação permanente com a SOREFAME, há mais de dezoito anos, participando e coordenandovários projectos de investigação.12 O Prof. Júlio Montalvão e Silva é Professor Catedrático do Departamento de Engenharia Mecânicado IST, foi responsável pelo área científica da dinâmica, desenvolvimento do sistema de ensaios dedinâmica ferroviária da empresa e pelo RAMS. Tem sido coordenador científico de vários projectos deinvestigação da empresa.13 O Prof. Jorge Ambrósio é Professor Associado do Departamento de Engenharia Mecânica do IST,foi responsável pelo desenvolvimento de muitos dos modelos e códigos na área da dinâmica deestruturas, crash, dinâmica ferroviária e cinemática das composições ferroviárias. Mantém uma ligaçãocom a SOREFAME, participando e coordenando projectos de investigação há mais de dezasseis anos.
  29. 29. ConclusõesA SOREFAME, fruto do empreendimento e da visão de um homem deexcepcionais capacidades, tem seguido ao longo de várias gerações deengenheiros a mesma linha de pensamento fundamental, na qual, asestratégias de negócio devem estar sintonizadas com a visão e a estratégiade produto e do seu desenvolvimento. Para se concretizar, é necessária umaengenharia de elevada competência. Mudam-se os tempos, os desafios, asproblemáticas e, até mesmo, a posse, mas a equação para a perenidade daactividade permanece a mesma; não abrir mão do princípio base de que osempreendimentos em que se envolve, são para ser tratados com o mais altonível de conhecimento, promovendo o seu desenvolvimento se tal fornecessário. É o respeito pelos clientes, e pelas pessoas que confiam eutilizam os veículos que projectamos.As exigências de conhecimentos que hoje se colocam ao gabinete deengenharia para fazer face aos requisitos técnicos e à sofisticação dosprodutos, obrigaram a uma mudança profunda nos perfis e níveis académicosdos seus elementos. São cada vez mais vastos os conhecimentos emespecialidade, mas também, são cada vez mais necessários conhecimentose capacidades integradoras. Nos primeiros trinta anos de actividade, ogabinete de estudos do Material Circulante tinha um quadro médio de 60 a 70técnicos, dos quais aproximadamente 30% eram engenheiros. Nos últimosdez anos para um quadro técnico equiparado, a direcção de engenharia tem50% de engenheiros, dos quais 10 a 15% têm grau de mestres em diferentesespecialidades. Os custos de engenharia associados ao desenvolvimento deproduto, passam de 3 a 4%, para 4 a 5% das receitas, correspondendo, emmédia, entre 1 a 1,5% deste valor aos projectos de investigação.Em diferentes ocasiões e oportunidades esta linha conduziu à necessidadede se estabelecerem parcerias estratégicas com o meio académico, quepromoveram uma sustentação científica e a formação especializada dosnossos quadros. Dos vários projectos de investigação que promovemos e emque participámos, resultaram factores de diferenciação e competitividadeimportantes para a consolidação do negócio.A integração da SOREFAME no processo de globalização das multinacionaisfoi um imperativo, e simultaneamente, um desafio. Imperativo, porque é hojepraticamente impossível permanecer no mercado, sem se dominarem ospontos críticos da cadeia de valor, atendendo às crescentesresponsabilidades integradoras, e onde as parcerias começam a ser cadavez mais difíceis no contexto actual. Desafio, porque só tem lugar nestecontexto de fusões entre empresas e grupos, quem acrescentar valor aonegócio. Sem as protecções do passado, particularmente nos pequenospaíses que representam mercados igualmente pequenos, é cada vez maisevidente que são, a competência e a capacidade inovadora das empresas, osfactores fundamentais e determinantes para a sua perenidade.
  30. 30. A SOREFAME, que no seu passado, e por razões já apontados, exportou atéà década de 90, quase exclusivamente para o mercado dos EUA, passou aexportar, também, e a partir de 1997, para o centro da Europa, paramercados como o da Alemanha, da França e do Reino Unido. Estasoportunidades surgiram porque estava inserida num grupo multinacional que,naturalmente gere os seus recursos e capacidades da forma mais eficaz.“… Para o investidor financeiro, a questão estratégica é a comparação deremunerações para o seu capital. Para o empresário, a questão estratégica éa comparação de competitividade. … A localização ou a nacionalidade doscentros de decisão empresariais não dependem da imposição de restriçõesaos movimentos de capitais ou da promessa que as posições accionistas nãoserão transaccionadas. O que determina onde estão os centros de decisão éa posse ou o domínio de uma competência: quem satisfizer este critério será“dono da sua casa”, onde quer que esteja.” José Manuel de Mello, decanodos empresários portugueses (Ideias e Negócios, Dezembro de 2002).Vislumbrando um pouco o que se aponta já para o futuro dos sistemasferroviários, de acordo com a visão preconizada no documento publicadoeste ano por Steven Ditmieyer, director da Federal Railroad Administrationdos EUA [14], estará a despontar uma nova era, a da integração dos sistemaferroviários inteligentes. Assim sendo, uma panóplia de novos temas,problemáticas e desafios, irão necessitar de novos desenvolvimentostecnológicos, novos conhecimentos, competências e capacidades deengenharia mais exigentes e sofisticadas. Sempre com velocidade demutação crescente.AgradecimentosOs agradecimentos à Direcção e Coordenação Geral do Projecto “Engenho eObra: A engenharia em Portugal no século XX”, na pessoa do Prof. ManuelHeitor, pelo convite formulado para participarmos neste evento consagrado àhistória e à memória das realizações da engenharia do século XX. Durante asegunda metade do século XX, a SOREFAME foi, certamente, protagonistade muitas realizações no país e no estrangeiro, tendo contribuído de algumaforma, para o progresso em diferentes áreas. Tentámos registar, o maisfidedignamente possível, os aspectos relevantes da actividade de engenhariae dos empreendimentos do Material Circulante da SOREFAME, actualmenteBombardier Transportation SA.Os agradecimentos aos colegas que prontamente colaboraram para estetestemunho, ajudando na recolha de imagens, nas buscas históricas e narevisão do texto.Uma última palavra de agradecimento para a minha mulher e para as minhasfilhas, pelo apoio incondicional que sempre me deram, pese embora as horasque tantas vezes lhes roubei, nestes mais de vinte anos em que tive oprivilégio de partilhar muitos destes sonhos.
  31. 31. Referências[1] - Cruz M. e Pereira S., “O projecto de estruturas assistido por computador, caixas de material circulante”, Congresso da Ordem dos Engenheiros, 1984[2] - Cruz M. e Pereira M.S.: “Crashworthiness Analisys and Design of Trains”, International Synposium and Advanced Materials for Lightweight Strustures”, ESA, Holanda 1994.[3] - Miranda N., Bernardo L.M., Cruz M., “Conforto e Segurança, Tecnologias no Material Circulante”, Congresso da ADFER, Lisboa 1996.[4] - Pereira M.S., Figueiras F.L., Cardoso J.B., Cruz M., “Análise de Impacto de Carruagens de Caminho de Ferro”, Simpósio de Mecânica Computacional 1993.[5] - Pereira M.S., Ambrósio J., Loureiro R., “Projecto e Concepção de Estruturas de Material Circulante para Condições de Impacto”, Conferência em Sistemas de Transportes Urbanos, Porto 1997.[6] - Ambrósio J., “Análise Dinâmica de Estruturas Complexas”, Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica, IST ,1984.[7] - Ambrósio J., “Elastic-Plastic Large Deformation of Flexible Multibody Systems in Crash”, Dissertação para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Mecânica, IST ,1991.[8] - Figueiras L., “Impacto Estrutural e Análise de Choque de Carruagens de Caminho de Ferro”, Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica, IST ,1991.[9] - Cunha H., “Melhoramento de Modelos de Elementos Finitos com Aplicação à Dinâmica Estrutural de Veículos de Ferroviários”, Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica, IST,1997.[10] - Carvalho A.V., “Managing the safety of passengers and crew in case of collision. The Safetrain Project – Train Crashworthiness for Europe”. AIC – 4th Annual Conference Railway Safety in Europe, 1998[11] - Dias J., “Projecto de Componentes Estruturais de Veículos com base em Formulações de Sistemas Mecânicos Rígidos-Flexíveis”, Prémio Científico IBM baseado na Dissertação para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Mecânica, IST, 1999.[12] - Milho J., “Dinâmica Planar de Veículos Ferroviários em Condições de Impacto”, Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica, IST ,2000.[13] - Pombo J., “Análise Dinâmica de Veículos Ferroviários ML95 de Metropolitano de Lisboa”, Prémio Inovação Jovem Engenheiro 2000, Ordem dos Engenheiros, Lisboa, 2000.[14] - Pombo J., “Modelos Computacionais para Aplicações à Dinâmica Ferroviária”, Dissertação para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Mecânica, IST, 2003.[15] - Ditmieyer S.R., “A vision for the future: Intelligent railroad systems”, Federal Railroad Administration, Washington, 2002.

×