TCC _Ferrovia_

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UNIVERSIDADE DE VASSOURAS 
PRÓ-REITORIA DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS E EXATAS 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ALVARO HENRIQUE CADETE CARAMEZ 
 
 
 
 
ANÁLISE DA CONFIABILIDADE E SEGURANÇA DA MANUTENÇÃO 
FERROVIÁRIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Vassouras/RJ 
2020 
 
 
UNIVERSIDADE DE VASSOURAS 
PRÓ-REITORIA DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS E EXATAS 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
ALVARO HENRIQUE CADETE CARAMEZ 
 
ANÁLISE DA CONFIABILIDADE E SEGURANÇA DA MANUTENÇÃO 
FERROVIÁRIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho de conclusão de curso (TCC), 
apresentado ao curso de Engenharia Civil da 
Universidade de Vassouras, com requisito parcial 
para a obtenção do grau de Bacharel em 
Engenheiro Civil. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Vassouras/RJ 
2020 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sistema Gerador de Ficha Catalográfica On-line - Universidade de Vassouras 
 
Caramez, Alvaro Henrique Cadete 
ANÁLISE DA CONFIABILIDADE E SEGURANÇA DA 
MANUTENÇÃO FERROVIÁRIA / Alvaro Henrique Cadete 
Caramez. - Vassouras: 2020. 
xli, 42 f. : il. ; 29,7 cm. 
 
Orientador: Priscila Marques Monteiro. 
Trabalho de Conclusão de Curso para Obtenção do Grau de Bacharel 
em Engenharia Civil - Universidade de Vassouras, 2020. 
Inclui Ilustrações, Bibliografias e Material Anexo. 
 
1. transporte ferroviário. 2. manutenção periódica. 3. dormentes; 
ferrovia. 
4. comparativos geométricos. I. Monteiro, Priscila Marques. II. 
Universidade de Vassouras. III. Título. 
 
2
UNIVERSIDADE DE VASSOURAS 
PRÓ-REITORIA DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS E EXATAS 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
ALVARO HENRIQUE CADETE CARAMEZ 
 
 
 
ANÁLISE DA CONFIABILIDADE E SEGURANÇA DA MANUTENÇÃO 
FERROVIÁRIA 
 
 
Trabalho de conclusão de curso (TCC), apresentado ao curso 
de Engenharia Civil da Universidade de Vassouras, como 
parte dos requisitos necessários à obtenção do grau de 
Engenheiro Civil. 
Data de Apresentação: 
Resultado: 
 
 
Banca Examinadora 
 
 
Prof. Priscila Marques Monteiro 
(Orientador) 
 
 
 
Prof. Barbara Braga Barbosa da Rosa 
(Primeiro Membro) 
 
 
 
Prof. Gustavo José da Costa Gomes 
(Segundo Membro) 
 
 
 
 
 
Vassouras/RJ 
2020 
 
 
AGRADECIMENTO 
 
 
 
 Agradeço a Deus, que meu deu saúde e forças para superar todos os 
momentos difíceis com que eu me deparei ao longo da minha graduação. 
 Ao meu pai, Alexandre, minha mãe, Luciane e meu irmão, José Inácio, por 
serem essenciais na minha vida e a toda minha família e amigos por me 
incentivarem a ser uma pessoa melhor e não desistir dos meus sonhos. 
 A minha namorada, Andressa, que ao longo desses 7 anos teve muita 
paciência comigo, me incentivou em cada passo que eu dava, sendo certo ou não, 
uma verdadeira companheira. Obrigado por ser a minha melhor amiga. 
 A minha orientadora, Priscila, por todo apoio e paciência ao longo da 
elaboração do meu projeto final. 
 Também gostaria de deixar um agradecimento especial a MRS Logística por 
possibilitar a execução deste trabalho. 
 A todas as pessoas que, direta ou indiretamente, contribuíram para a 
realização da minha pesquisa, obrigado! 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESUMO 
 
 
Este trabalho engloba uma avaliação quantitativa e qualitativa de dados anteriores e 
posteriores a uma manutenção realizada pela empresa MRS no ano de 2019, onde 
houve a troca completa de dormentes em um trecho da ferrovia. No final do século 
XVIII deu-se início aos primeiros passos para a implementação do transporte 
ferroviário no mundo, mas somente em 1852 que ele de fato chegou ao Brasil com a 
construção da primeira linha férrea. É inegável a sua importância atualmente no 
país, pois o mesmo além do transporte de passageiros, atua diretamente sob a 
comercialização nacional de produtos e matérias primas mesmo sem ter seu 
potencial completamente explorado. Apesar dos múltiplos benefícios, uma das 
desvantagens do transporte ferroviário é o alto risco de acidentes que por 
consequência podem gerar altos prejuízos financeiros. Na tentativa de evitar esses 
episódios, foram realizadas manutenções pontuais e periódicas com o objetivo de 
agregar segurança e confiabilidade e tornar a realização do transporte e toda a 
estrutura da linha férrea segura como um todo. Tendo como base o número de 
solicitações de serviços e falhas, além dos comparativos geométricos no trecho 
avaliado, buscou-se comparar os dados obtidos e comprovar os benefícios deste 
tipo de manutenção que ao final se mostrou viável tanto em execução quanto 
financeiramente. 
 
 
 
 
Palavras-chave: transporte ferroviário; manutenção periódica; dormentes; ferrovia; 
comparativos geométricos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ABSTRACT 
 
This work encomps a quantitative and qualitative evaluation of previous and laters 
informations to a maintenance performed by the company MRS in 2019, where there 
was a complete exchange of dormant on a stretch of the railroad. At the end of the 
18th century, started the first steps for the implementation of the rail transport in the 
world. It is undeniable its currently importance in the countrie, because the same, 
beyond transportation of passengers, operates directly at the national 
commercialization of products and raw materials even without having its potential 
completely exploited. Although the several benefits, one of the disadvantages of the 
rail transport is the high risk of accidents that, consequently, can generate high 
financial losses. In the attempt to avoid these episodes, punctual and periodic 
maintenance were fulfilled, with the objective of add security and reliability and make 
the achievement of the transport and all the structure of the railway line safe as a 
whole. Based on the number of service requests and failures, beyond the geometric 
comparative in the rated stretch, sought to compare the obtained informations and 
prove the benefits of this type of maintenance that, at the end, showed up viable both 
in execution and financially. 
 
Key words: rail transport; periodic maintenance; dormant; railroad; geometric 
comparatives. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lista de Figuras 
Figura 1: Composição da Via Permanente ................................................................................... 13 
Figura 2: Trilho (TR-68) .................................................................................................................... 13 
Figura 3: Fixação Elástica ................................................................................................................ 14 
Figura 4: Fixação Rígida .................................................................................................................. 14 
Figura 5: Tipos de Dormentes ......................................................................................................... 15 
Figura 6: Corte da linha ferroviária ................................................................................................. 15 
Figura 7: Desalinhamento em tangente e curva .......................................................................... 18 
Figura 8: Desnivelamento transversal e longitudinal ................................................................... 18 
Figura 9: Superelevação .................................................................................................................. 19 
Figura 10: Tipos de Bitolas .............................................................................................................. 20 
Figura 11: Entrevia ............................................................................................................................ 21 
Figura 12: Esforços atuantes durante a passagem dos trens .................................................... 21 
Figura 13:Trackstar ........................................................................................................................... 24 
Figura14: Curva do KM 100............................................................................................................ 27 
 
 
Lista de Gráficos 
Gráfico 1: Solicitações de Serviço - Antes .................................................................................... 30 
Gráfico 2: Solicitações de Serviço - Depois .................................................................................. 30 
Gráfico 3: Falhas - Antes ................................................................................................................. 32 
Gráfico 4: Falhas - Depois ............................................................................................................... 32 
Gráfico 5: Alinhamento ..................................................................................................................... 34 
Gráfico 6: Bitola Estática .................................................................................................................. 35 
Gráfico 7: Bitola Dinâmica ............................................................................................................... 35 
Gráfico 8: Nivelamento Longitudinal .............................................................................................. 36 
Gráfico 9: Superelevação ................................................................................................................ 37 
Gráfico 10: Empeno .......................................................................................................................... 37 
Gráfico 11: Torção ............................................................................................................................ 38 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lista de Tabelas 
Tabela 1: Número de Inspeções x Ano .......................................................................................... 24 
Tabela 2: Tolerâncias para os Defeitos Geométricos .................................................................. 25 
Tabela 3: Tolerâncias para os Defeitos Geométricos em destaque .......................................... 28 
Tabela 4: Relatório de Solicitações de Serviço ............................................................................ 29 
Tabela 5: Relatório de Falhas - Um ano antes ............................................................................. 31 
Tabela 6: Relatório de Falhas - Um ano depois ........................................................................... 31 
Tabela 7: Relatório do Trackstar ..................................................................................................... 33 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sumário 
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................................ 10 
1.1 OBJETIVO ........................................................................................................................... 11 
1.1.1 Objetivo geral .............................................................................................................. 11 
1.1.2 Objetivos específicos ................................................................................................. 11 
1.2 JUSTIFICATIVA E RELEVÂNCIA .................................................................................... 11 
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ............................................................................................... 12 
2.1 A HISTÓRIA DA FERROVIA ............................................................................................ 12 
2.2 VIA PERMANENTE............................................................................................................ 12 
2.2.1 Superestrutura ............................................................................................................ 13 
2.2.2 Infraestrutura ............................................................................................................... 16 
2.3 GEOMETRIA DA VIA PERMANENTE ............................................................................ 16 
2.4 ESFORÇOS ........................................................................................................................ 21 
2.5 TIPOS DE MANUTENÇÕES ............................................................................................ 22 
2.6 MANUTENÇÃO FERROVIÁRIA ...................................................................................... 23 
2.7 PARAMÊTROS ................................................................................................................... 23 
2.8 CONFIABILIDADE E FALHA ............................................................................................ 26 
3 METODOLOGIA ......................................................................................................................... 27 
3.1 MATERIAIS E MÉTODOS ................................................................................................ 27 
4 DISCUSSÃO E RESULTADO ................................................................................................. 29 
4.1 COMPARATIVO ANTES E DEPOIS DA MANUTENÇÃO ........................................... 29 
4.1.1 Solicitações de Serviço...................................................................................................... 29 
4.1.2 Falhas ................................................................................................................................... 31 
4.1.3 Geometria ............................................................................................................................ 32 
5 CONCLUSÃO ............................................................................................................................. 39 
6 REFERÊNCIAS .......................................................................................................................... 40 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Dentre os diversos meios de transporte utilizados atualmente no Brasil, o 
ferroviário pode ser considerado como uma importante ferramenta para a expansão 
e comercialização do país. Se comparado com o transporte rodoviário, possui custo 
menor de deslocamento e de tempo de entrega, além da possibilidade de transportar 
uma quantidade superior de material (ELLER et al, 2011). 
Segundo a Agência Nacional de Transportes Terrestres (ANTT, 2017), no 
Brasil, 29.075 quilômetros de malha ferroviária estão atualmente em operação, 
porém esse ainda é um meio pouco explorado e com enorme potencial de 
desenvolvimento. 
Nos próximos 10 anos, o governo federal irá investir cerca de 5 bilhões na 
ampliação e melhoria das ferrovias do Brasil, tornando-as uma alternativa maior ao 
escoamento da produção brasileira. O transporte ferroviário representa atualmente 
cerca de 15% da matriz de transporte brasileira e após esse investimento estima-se 
chegar a cerca de 30% (GOVERNO FEDERAL, 2020). 
Tendo em vista a importância e funcionalidade da linha férrea, também 
conhecida como via permanente, pode-se afirmar que diversas manutenções devem 
ser realizadas a fim de garantir a confiabilidade e segurança da mesma. 
Diante do exposto, este trabalho busca responder a seguinte questão 
problema: a troca de dormentes por meio de uma manutenção programada, melhora 
a estrutura da via permanente? 
Para responder a esta questão, o estudo tem como objetivo geral avaliar a 
manutenção para pontos de superestrutura ferroviária, a partir da troca de 
dormentes, baseado no exemplo da empresa MRS Logística S/A. Este levantamento 
acontecerá segundo dados disponibilizados por relatórios de serviços do Trackstar 
(veículo utilizado para inspeção da linha férrea), com resultados anteriores e 
posteriores a realização da manutenção. 
 
 
 
 
 
11 
 
1.1 OBJETIVO 
 
1.1.1 Objetivo geral 
 
 Avaliar a manutenção parapontos de superestrutura ferroviária, a partir da 
troca de dormentes, baseado no exemplo da empresa MRS. 
 
1.1.2 Objetivos específicos 
 
• Realizar o levantamento bibliográfico que embasará esta pesquisa; 
• Estabelecer a metodologia de pesquisa para atender o objetivo geral; 
• Coletar dados do Trackstar com resultados anteriores e posteriores a 
manutenção; 
• Avaliar os relatórios disponíveis e verificar os resultados obtidos após a 
manutenção. 
 
1.2 JUSTIFICATIVA E RELEVÂNCIA 
 
O transporte ferroviário é considerado perigoso devido aos inúmeros riscos. 
Qualquer deslize ou imprudência pode acarretar em acidentes com enormes 
prejuízos financeiros, além de transtornos logísticos e ferimentos aos operários. 
Devido a isso, entende-se a importância da manutenção bem realizada, visando 
garantir a confiabilidade e segurança da linha férrea e do transporte como um todo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
2.1 A HISTÓRIA DA FERROVIA 
 
Os primeiros passos para a implementação da linha férrea ocorreram no 
final do século XVIII e inicio do XIX, devido a crescente produção de mercadorias e 
necessidade de transportá-las. Em 1814, George Stephenson foi o primeiro que 
conseguiu resultados efetivos com o desenvolvimento das locomotivas e em 1825 
construiu a primeira estrada de ferro entre Stockton e Darlington, a qual possuía 15 
quilômetros de distância. Devido a esses fatos, ele é considerado o criador da 
locomotiva a vapor e da primeira estrada ferroviária (DNIT, 2009). 
No Brasil, a partir de 1835, houve diversas tentativas de implementação das 
ferrovias, onde o governo cedia favores a quem quisesse construir e explorar o 
mercado ferroviário, porém, por ser tratar de um negócio arriscado ninguém 
demonstrou interesse. Somente em 1852, o empreendedor Irineu Evangelista de 
Souza, conhecido como Barão de Mauá, construiu a primeira linha férrea do Brasil, 
sendo inaugurada por D. Pedro II, em 30 de abril de 1854, localizada entre o Porto 
de Mauá (interior da Baía de Guanabara) e a Raiz de Serra (Petrópolis) com uma 
extensão de 14,5 quilômetros (BRINA, 1979). 
Recentemente, em 2017, segundo a Agencia Nacional de Transportes 
Terrestres, a extensão da malha concedida é de 29.075 quilômetros, divididos entre 
quinze empresas que possuem distintas numerações de bitolas e concessões da 
ferroviária. 
 
2.2 VIA PERMANENTE 
 
Entende-se por via permanente, um conjunto de equipamentos, construções 
e instalações que compõe a superestrutura e a infraestrutura conforme representado 
na Figura 1, sendo estas destinadas a garantir confiabilidade e segurança ao tráfego 
dos veículos ferroviários (BRINA,1979). 
 
 
 
13 
 
Figura 1: Composição da Via Permanente 
Fonte: BRINA (1979) 
 
2.2.1 Superestrutura 
 
A superestrutura é a primeira divisão da via permanente, sendo responsável 
pela transferência de cargas durante o fluxo do trem. É composta pelo trilho, fixação, 
dormente, lastro e o sub lastro (BRINA,1979). 
Representado na Figura 2, o trilho é considerado, tecnicamente, o principal 
elemento da superestrutura, servindo como guia e suporte dos veículos ferroviários. 
Além disso, detém o maior custo entre os elementos estruturais da via, podendo ser 
dividido em alguns tipos específicos, como por exemplo:TR-68, TR-57, TR-50,TR-45, 
TR-40, TR-37 e TR-32 (BRINA,1979). 
 
 
Figura 2: Trilho (TR-68) 
Fonte: Adaptado de DNIT(2016) 
14 
Na linha férrea são utilizadas as fixações do tipo elástica e rígida. A Figura 3 
representa a fixação elástica, sendo a mesma composta por elementos com a 
capacidade de manter a pressão de contato ao trilho constante, o que garante a 
contenção da via, absorvendo também os impactos e vibrações característicos do 
tráfego ferroviário. Pode ser categorizada em: placas de apoio, tirefonds, grampos, 
arruelas duplas de pressão, dentre outros (BRINA,1979). 
 
 
Figura 3: Fixação Elástica 
Fonte: Elaborado pelo autor (2020) 
 
Ainda segundo Brina (1979), a fixação do tipo rígida, representada pela 
Figura 4, tem em sua composição elementos capazes de fixar o trilho, porém sem 
absorver as vibrações e impactos advindos do tráfego ferroviário. Entretanto, 
existem limitações em relação ao impedimento do deslocamento longitudinal dos 
trilhos. Pode-se citar como exemplos: placas de apoio, tirefonds, pregos, etc. 
 
 
Figura 4: Fixação Rígida 
Fonte: Elaborado pelo autor (2020) 
 
15 
 Os dormentes devem suportar os trilhos, absorver as cargas horizontais e 
verticais recebidas pelos mesmos provenientes do tráfego e transmiti-las ao lastro, 
além de manter a estabilidade da via no plano vertical e horizontal e a conformação 
geométrica especificada do Aparelho de Mudança de Via (AMV). Representado pela 
Figura 5, os dormentes podem ter as seguintes composições: madeira, aço, 
concreto e polímero (BRINA,1979). 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5: Tipos de Dormentes 
Fonte: Adaptado de Professor Cristiano Jorge, UNBD (2013) 
 
O lastro constitui-se em uma camada de material granular localizada acima 
do sublastro e abaixo dos dormentes, ocupando os espaços entre eles, podendo 
avançar além do topo do dormente. Os materiais granulométricos que compõem o 
lastro podem ser: granito, basalto, diorito, gnaisse e o quartzito (BRINA,1979). A 
Figura 6 mostra um corte transversal da linha ferroviária com o detalhamento do 
lastro, sublastro e subleito. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6: Corte da linha ferroviária 
Fonte: Mecânica do Pavimento Ferroviário, Professor Antonio Merheb (2019) 
 
16 
O sublastro é o elemento da superestrutura intimamente ligado à 
infraestrutura, com características especiais que comprovam a sua inclusão na 
superestrutura, sendo elas: aumento na capacidade de suporte, impede que o lastro 
adentre na plataforma, aumento na capacidade contra infiltrações e resistência do 
leito à erosão. O mesmo deve ser compactado e geralmente uma espessura de 20 
centímetros é o suficiente para atender aos projetos (BRINA,1979). 
 
2.2.2 Infraestrutura 
 
A infraestrutura é a segunda e última divisão da via permanente, "composta 
pelas obras de terraplenagem, arte corrente e de artes especiais, situadas, 
normalmente, abaixo do greide de terraplenagem” (NETO, 2012). 
A terraplenagem, como o próprio nome já diz, trata-se da ação de 
terraplenar, ou seja, tornar o terreno plano. Para tal, faz-se necessário, 
primeiramente, adequar a topografia original de um terreno ao projeto de construção 
(GUIA DA OBRA, 2007). 
Em seguida, ocorre a obra de arte corrente que tem como objetivo direcionar 
corretamente a água através de tubos, túneis, canais, valas e fossas, além da 
proteção contra os intempéries causados pela natureza, permitindo assim correções 
de nível e compactação do solo, favorecendo a implantação do objeto estradal 
(GUIA DA OBRA, 2007). 
Ainda de acordo com o Guia da Obra (2007), as obras de artes especiais 
fazem parte do conjunto de itens da infraestrutura e tem como objetivo transpor a via 
permanente perante rodovias e desníveis de solo, podendo também ser aplicada na 
construção de pontes, quando não é possível desviar o curso da água através da 
obra de arte corrente. Pode-se citar como exemplos: pontes, viadutos e túneis. 
 
2.3 GEOMETRIA DA VIA PERMANENTE 
 
Conforme Lataliza (2015), a geometria da ferrovia equivale a aplicação de 
conceitos matemáticos e técnicas, considerando as leis da física, com o intuito de 
descrever e referenciar a superfície de rolamento dos trens suportada pela via 
permanente. Essa geometria de linha tem as seguintes composições: Tangente, 
curva, alinhamento, nivelamento, superelevação, bitola, entrevia. 
17 
 
• Tangente 
 
Segundo Silva (2006), a tangente nada mais é do que segmentos de reta 
que unem duas curvas subsequentes, tangenciando-as em projeção horizontal. 
 
• Curva 
 
A existência de curvas na ferrovia gera certos transtornos paraa circulação 
dos trens. Tendo isso como base, entende-se a necessidade de haver um estudo 
mais detalhado com o intuito de proporcionar maior segurança e conforto na 
circulação. 
As curvas mais utilizadas pelos veículos ferroviários são as de transição, 
pois possibilitam uma passagem gradual entre a tangente e a curva circular, além de 
conceder a distribuição da superelevação também de forma gradativa, o que permite 
que a mesma atinja seu valor pleno no inicio da circular, evitando assim os 
inconvenientes da colocação da superelevação em parte da tangente, como 
acontece nas curvas sem transição (BRINA,1979). 
 
• Alinhamento 
 
As tangentes e curvas formam o eixo da linha, em que o alinhamento é a 
correspondência da paralela do trilho com o eixo (LATALIZA, 2015). 
De acordo com Coimbra et al. (2008), o desalinhamento, retratado na Figura 
7, é considerado quando o trilho em paralelo ultrapassa os limites de parâmetros 
estabelecidos por cada classe da ferrovia, sendo causado por ombro do lastro 
insuficiente, dormente laqueado, deformação ou quebra dos trilhos, entre outros. 
 
 
 
 
 
 
18 
 
Figura 7: Desalinhamento em tangente e curva 
Fonte: LEITE (2020) 
 
• Nivelamento 
 
O nivelamento é a harmonia da cota dos trilhos em relação as seções 
transversal e longitudinal e qualquer alteração nestas pode ser classificada como 
desnivelamento. 
O desnivelamento dividi-se em transversal e longitudinal, como descritos na 
Figura 8. O transversal é a desarmonia da cota dos trilhos na mesma seção 
transversal e medido na tangente, porém em curva se dá o nome de superelevação. 
Já o longitudinal é a desarmonia da cota no sentido longitudinal dos trilhos sendo 
caracterizado pela existência de pontos altos e baixos ao longo da via, podendo ou 
não ser em ambos os trilhos (LATALIZA, 2015). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 8: Desnivelamento transversal e longitudinal 
Fonte: LEITE (2020) 
 
 
• Superelevação 
19 
 
Como dito anteriormente, superelevação em tangente é uma anomalia que é 
denominada como desnivelamento transversal. No entanto, ao percorrer um trajeto 
em curva, ocorre a presença da força centrifuga, que tende a deslocar o corpo para 
fora do trajeto. Na ferrovia essa força desloca o trem em direção ao trilho externo e, 
a fim de eliminá-la, é realizada a elevação desse trilho através da inclinação do 
dormente. Essa relação da elevação do trilho externo para o interno se denomina 
superelevação (BRINA, 1979). A Figura 9 representa os pontos de uma curva com a 
presença da superelevação. 
 
Figura 9: Superelevação 
Fonte: LATALIZA (2015) 
 
• Bitola 
 
"É a distância entre as faces internas dos trilhos medidas a 16 mm abaixo 
das faces superiores de cada trilho" (LATALIZA, 2015). 
Segundo Leite et al. (2020), os 3 tipos mais usados no Brasil são: Bitola 
Larga, Métrica ou Estreita e Standard, onde suas medidas são respectivamente 
1,60, 1 e 1,435 metros. 
Os defeitos que podem estar presentes são as variações de bitola do tipo 
aberta e fechada. A Figura 10 apresenta a medida padrão da bitola e o valor máximo 
e mínimo das bitolas. 
 
20 
 
Figura 10: Tipos de Bitolas 
Fonte: Adaptado de LEITE (2020) 
 
� Aberta: quando a medida interna é maior do que o limite do parâmetro 
especificado para a classificação da via, podendo ser causada por um 
dormente com fissura e/ou trinca, alargamento no furo do tirefond, excesso de 
esforço lateral, entre outros (LEITE, 2020). 
 
� Fechada: quando a medida interna é menor do que o limite do parâmetro 
especificado para a classificação da via, podendo ser causada por tirefond 
danificado, desgaste nas placas, desgaste no trilho, dormentes ruins, entre 
outros (LEITE, 2020). 
 
• Entrevia 
 
É a distância entre os eixos de duas linhas paralelas. Usualmente a cota da 
entrevia varia entre 3,80 a 5,60 metros, sendo influenciada diretamente pela 
velocidade dos trens. Quanto mais rápido, maior o balanço do trem e 
consequentemente maior será a distância da entrevia (LATALIZA, 2015). A Figura 
11 demonstra uma medida de entrevia e simula dois trens passando nas linhas 1 e 
2. 
 
 
 
21 
Figura 11: Entrevia 
Fonte: Adaptado de LATALIZA (2015) 
 
2.4 ESFORÇOS 
 
Quando fala-se em esforços, primeiramente se deve ter em mente o 
conceito de descarrilamento que é a mais grave falha e manifestação pública de 
fracasso da ferrovia, ou seja, o ato da roda deixar de fazer contato com os trilhos. 
Nesse processo, geralmente se segue uma ordem de três ações: friso da roda 
externa escala o trilho externo, depois percorre o topo do mesmo e por fim a roda 
interna, externa ou ambas caem na via e rodam sobre os dormentes e lastro. Esse 
fenômeno ocorre devido aos esforços atuantes longitudinais, transversais e verticais 
(VIDON, 2020). A Figura 12 demonstra as direções das forças presentes na linha 
férrea. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 12: Esforços atuantes durante a passagem dos trens 
Fonte: Apostilha de Trilhos - Professor: Ernani Durval (2001) 
22 
� Longitudinal: ocorre devido a aceleração e frenagem dos trens, além da 
variação de temperatura (MERHEB, 2019). 
 
� Transversal: "esforço secundário de torção devido à excentricidade de 
aplicação de carga e à existência de uma folga entre o friso das rodas e o 
trilho" (MERHEB, 2019). 
 
� Vertical: cargas impostas à via devido a passagem dos trens. Pode ser 
classificada como estática ou dinâmica (MERHEB, 2019). 
 
2.5 TIPOS DE MANUTENÇÕES 
 
Durante a passagem do trem, sua carga é transferida para os trilhos, logo 
após para os dormentes e lastro, para enfim ser dissipada ao solo. Essa carga gera 
esforços transversais, laterais e longitudinais nos trilhos e com o passar do tempo 
acabam surgindo inúmeras imperfeições e falhas, que podem atrapalhar o transporte 
ferroviário. A fim de diminuir e eliminar essas ocorrências a ABNT 5462 (1994) 
determina três tipos de manutenções distintas: 
 
� Manutenção corretiva: "efetuada após a ocorrência de uma pane, destinada a 
colocar um item em condições de executar uma função requerida" (ABNT 
5462, 1994); 
 
� Manutenção preventiva: "efetuada em intervalos predeterminados, ou de 
acordo com critérios prescritos, destinada a reduzir a probabilidade de falha 
ou a degradação do funcionamento de um item" (ABNT 5462, 1994); 
 
� Manutenção preditiva: "com base na aplicação sistemática de técnicas de 
análise, utilizando-se de meio de supervisão centralizados ou de amostragem, 
para reduzir ao mínimo a manutenção preventiva e corretiva" (ABNT 5462, 
1994). 
 
 
 
23 
2.6 MANUTENÇÃO FERROVIÁRIA 
 
A estrutura ferroviária pode ser variável ao longo do tempo, com 
dimensionamento e vida de acordo com as tarefas ou serviços do momento. Suas 
atividades, que tem como característica a execução de serviços programáveis, de 
grandes volumes e em grandes extensões da linha, incluem basicamente algumas 
manutenções (PAULA, 2001): 
 
De trilhos: substituição; soldagem; esmerilhamento; 
De dormentes/fixação: substituição de materiais; 
De lastro: recuperação ou limpeza; substituição; complementação; socaria; 
Geométrica da linha: alinhamento; nivelamento longitudinal; nivelamento 
transversal; socaria. 
De AMV: substituição/recuperação de componentes; recuperação da 
geometria; 
Infraestrutura: controle da vegetação no leito; plataforma; cortes; aterros; 
obras de arte correntes e especiais. 
 
2.7 PARAMÊTROS 
 
A gestão de inspeção e defeitos de geometria e bitola ocorre em ciclos de 
manutenção conforme preconiza o procedimento padrão da empresa. Tem como 
objetivo identificar as taxas de degradação geométrica e produzir uma base de 
dados para estudo, além de verificar as condições da via com tempo suficiente para 
a fiscalização preditiva, determinando os planos de manutenção a médio e longo 
prazo. 
O número de inspeções do Trackstar, veículo representado pela Figura 13, 
por ano, é determinadopela classificação de via, que é dada de acordo com a 
velocidade máxima autorizada (VMA) e o volume em milhões de toneladas brutas 
transportadas (MTBT), conforme a Tabela 1. 
 
 
 
 
24 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 13:Trackstar 
Fonte: MRS (2016) 
 
Tabela 1: Número de Inspeções x Ano 
Classe da Via 
Número de Inspeções ao ano 
MTBT < 25 25 < MTBT < 50 MTBT > 50 
Classe 1 
(0 - 16 km/h) 0 a 1 1 a 2 2 a 4 
Classe 2 
(17 - 40 km/h) 0 a 1 1 a 2 2 a 4 
Classe 3 
(41 - 64 km/h) 1 a 2 2 a 4 3 a 6 
Classe 4 
(65 - 96 km/h) 1 a 2 2 a 4 3 a 6 
Fonte: PG-ENG-0031 VER.04.00 (2018) 
 
Durante o tempo em que as linhas não são contempladas com a inspeção 
do Trackstar, as coordenações de via permanente, afim de verificar a geometria da 
linha, devem abrir solicitações de serviço através do Trolley ou régua aplicadora de 
carga, com prazo de conclusão de até 6 meses. Na tabela abaixo estão as 
tolerâncias para os defeitos geométricos (Tabela 2). 
 
 
 
25 
Tabela 2: Tolerâncias para os Defeitos Geométricos 
 
Fonte: Adaptado de PG-ENG-0031 VER.04.00 (2018) 
 
Após essa identificação, acontece a fase de classificação das solicitações, 
que determina a criticidade das anomalias, sendo distribuídas da seguinte forma 
(MN-ENG-2001): 
• Criticidade 0 - "condição da via que gere risco iminente de descarrilamento, 
sendo necessário interdição do trecho", consideradas de alta criticidade. 
• Criticidade 1 - "condição da via que gere risco de descarrilamento, sendo 
necessário restringir a velocidade na Linha tronco para 20km/h e na Linha 
Pátio de manobra para 10km/h", consideradas de média criticidade. 
26 
• Criticidade 2 - "condição da via que gere necessidade de intervenção 
programada", consideradas de baixa criticidade. 
 
2.8 CONFIABILIDADE E FALHA 
 
Conforme a NBR 5462 (1994), confiabilidade é a competência de um objeto 
executar uma responsabilidade sob condições únicas, durante um determinado 
espaço de tempo. Segundo Oliveira et al (2019), esta é uma característica essencial 
ao equipamento, sistema ou projeto, sendo definida como a probabilidade dos 
mesmos de atuar de modo satisfatório durante um estipulado intervalo de tempo. 
Ainda de acordo com Oliveira et al (2019) a falha de via permanente está 
relacionada a confiabilidade, em que um equipamento da linha férrea deixa de 
executar a função para o qual foi planejado, produzindo assim bloqueio e interdição 
da via para o tráfego ferroviário. Segundo a NBR 5462 (1994), falha é quando um 
equipamento não é mais capaz de desempenhar a função requerida e, geralmente 
após a falha, ocorre a pane do mesmo. De acordo com seus critérios, para que seja 
considerado falha devem seguir um conjunto de regras para determinar sua 
gravidade, como exemplo: crítica, não crítica, por uso incorreto, por manuseio, 
degradação, não relevante, de projeto, entre outras. 
 
27 
3 METODOLOGIA 
 
No segundo trimestre de 2019, ocorreu no trecho entre a Ferrovia de 
Morsing e a Ferrovia Santana de Barra, na linha principal (FMGFSBL1), a 
substituição completa dos dormentes de madeira (manutenção corretiva classe 3) 
em uma curva com extensão de 500 metros, afim de melhorar as características e 
diminuir anomalias presentes no local. 
O trabalho visa justificar de maneira simples e fácil a substituição completa 
dos dormentes e verificar os benefícios dessa manutenção do ponto de vista 
econômico e técnico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 14: Curva do KM 100 
Fonte: Elaborado pelo autor (2020) 
 
3.1 MATERIAIS E MÉTODOS 
 
A pesquisa e coleta de dados para os comparativos e análises serão feitas 
através de relatórios do sistema da MRS, utilizando o software do Excel para 
montagem de gráficos e análises. Os comparativos abordados serão os números de 
solicitações de serviço, falhas e um comparativo geométrico do ativo através do 
relatório do Trackstar. 
28 
Os parâmetros geométricos serão analisados seguindo a Tabela 2, 
demonstrada na página 26, de Tolerâncias para os Defeitos Geométricos e de 
acordo com a Classe 3, onde o mesmo se enquadra. 
 
Tabela 3: Tolerâncias para os Defeitos Geométricos em destaque 
Fonte: Adaptado de PG-ENG-0031 VER.04.00 (2018) 
 
 
 
 
 
29 
4 DISCUSSÃO E RESULTADO 
 
4.1 COMPARATIVO ANTES E DEPOIS DA MANUTENÇÃO 
 
 Buscando demonstrar o ganho com a troca dos dormentes, foram elaborados 
gráficos comparativos com as solicitações e falhas, tendo como base os dados do 
sistema da empresa MRS, um ano antes e um após a troca. Já os parâmetros 
geométricos foram uma comparação usando os dados do Trackstar de uma 
inspeção antes e uma depois da manutenção completa do trecho. 
 
4.1.1 Solicitações de Serviço 
 
 As Solicitações de serviços são pedidos de manutenção abertos para garantir 
a confiabilidade e segurança da linha férrea. Os pedidos podem ser feitos pelos 
rondas, gerente e/ou coordenador, além daqueles feitos pelo Trackstar, Ultrassom, 
dentre outros aparelhos durante as inspeções. 
 Os dados de solicitações de serviço foram emitidos pelo relatório abaixo: 
 
Tabela 4: Relatório de Solicitações de Serviço 
 
Fonte: MRS (2020) 
 
 
30 
 No Gráfico 1, pode-se perceber um elevado número de solicitações, além de 
ampla variedade de ocorrências, totalizando 211 solicitações criadas. 
 
 
Gráfico 1: Solicitações de Serviço - Antes 
Fonte: Elaborado pelo autor (2020) 
 
 
 
 Já no Gráfico 2 verifica-se uma queda de aproximadamente 66%, totalizando 
apenas 71 solicitações, além da diminuição da quantidade de variações, 
demonstrando que a troca dos dormentes forneceu maior segurança e 
confiabilidade. 
 
 
Gráfico 2: Solicitações de Serviço - Depois 
Fonte: Elaborado pelo autor (2020) 
 
 
 
 
 
 
31 
4.1.2 Falhas 
 
Como citado na fundamentação teórica, a confiabilidade do trecho está 
diretamente ligada à presença de falhas, pois quando não tratada corretamente 
pode gerar uma série de problemas e até mesmo acidentes. 
 Os dados de falhas um ano antes, foram emitidos pelo relatório abaixo: 
 
Tabela 5: Relatório de Falhas - Um ano antes 
Fonte: MRS (2020) 
 
Os dados de falhas um ano depois, foram emitidos pelo relatório abaixo: 
 
Tabela 6: Relatório de Falhas - Um ano depois 
 
Fonte: MRS (2020) 
 
Conforme apresentado no Gráfico 3, pode-se verificar um total de quatro 
falhas e no Gráfico 4 apenas duas, ou seja, uma redução de 50%. Porém, 
destacam-se as falhas de drenagem insuficiente e defeito de Ultrassom protegido, 
sendo estas eliminadas com a troca dos dormentes e evitando assim problemas 
futuros. Já as outras falhas são decorrentes da quantidade de trens que percorrem a 
ferrovia. 
32 
 
 
Gráfico 3: Falhas - Antes 
Fonte: Elaborado pelo autor (2020) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gráfico 4: Falhas - Depois 
Fonte: Elaborado pelo autor (2020) 
 
 
4.1.3 Geometria 
 
 Abaixo segue a planilha utilizada como base para geometria que foi extraída 
do Trackstar 
 
33 
Tabela 7: Relatório do Trackstar 
Fonte: MRS (2020) 
 
• Alinhamento 
 
 Os comparativos de geometria no Gráfico 5 foram extraídos de duas 
inspeções de Trackstar, sendo uma antes e outra logo após a manutenção. A linha 
amarela indica a primeira inspeção e a linha azul a segunda. 
 No gráfico de alinhamento abaixo, pode-se perceber que não houve uma 
melhora significativa e isso pode ser explicado devido ao fato do mesmo não se 
encontrar fora dos parâmetros, além de se tratar de uma curva, o que torna essa 
variação normal. Tendo em vista as tolerâncias apresentadas na Tabela 2, a 
variação teria que ultrapassar 44 mm para ser considerada um desalinhamento e, no 
34 
entanto, o Gráfico 5 demonstra que a máxima presente na primeira inspeção foi de 
16 mm e na segunda de 14 mm. 
 
Gráfico 5: Alinhamento 
Fonte: Elaborado pelo autor (2020) 
 
 Os gráficos que demonstram as informações sobre a bitola do local, foram 
divididos em duas partes:• Bitola estática 
 
 O Gráfico 6 apresenta a bitola estática: ao contrário da dinâmica, a estática é 
a medida da bitola sem uma carga sendo aplicada no local. No gráfico foram 
colocados três marcos: a medida padrão (1600), bitola fechada (1587) e bitola 
aberta (1632), sendo que os dois últimos são parâmetros que não podem ser 
atingidos, pois uma extensão grande deles ou até mesmo uma rápida variação de 
um para o outro podem ocasionar acidentes. Antes do serviço, boa parte da curva 
estava entre 1610 e 1620, tendo um ponto que se aproximava de 1632 e, após a 
atuação da equipe, grande parte dessa variação passou para 1600 a 1610. 
 
35 
Gráfico 6: Bitola Estática 
Fonte: Elaborado pelo autor (2020) 
 
• Bitola dinâmica 
 
 O Gráfico 7 apresenta a bitola dinâmica: representa a medição da bitola com 
uma carga sendo aplicada nos trilhos. Mesmo não estando fora do parâmetro da 
Classe 3, que seria de 39 mm, é possível identificar que a maior parte da curva 
estava variando entre 1610 e 1620 e, após o trabalho no local, a variação passou a 
ficar entre 1600 e 1610. 
 
Gráfico 7: Bitola Dinâmica 
Fonte: Elaborado pelo autor (2020) 
 
 
36 
• Nivelamento 
 
 É notável a melhoria no nivelamento longitudinal, como mostrado no Gráfico 
8, do trecho onde a manutenção ocorreu. Anteriormente, existiam pontos em que a 
variação era alta (cerca de 35 mm) e que se aproximava do limite de 57mm, o que 
geralmente acontece quando há uma sequência grande de dormentes inservíveis 
(dormentes que não estão realizando suas funções com total confiabilidade e 
segurança, como: garantir a geometria, estabilidade do plano vertical e horizontal, 
entre outras). A troca de todos os dormentes no local diminuiu essa variação e 
atribuiu ao trecho maior segurança, além de garantir a confiabilidade do componente 
da superestrutura ferroviária. 
 
Gráfico 8: Nivelamento Longitudinal 
Fonte: Elaborado pelo autor (2020) 
• Superelevação 
 
 Como o trajeto estudado é uma curva, a superelevação presente (chamada 
de nivelamento transversal em tangentes) é normal, sendo de suma importância 
para vencer a força centrífuga encontrada. No entanto, como demonstrado no 
Gráfico 9, mesmo não ultrapassando a superelevação máxima permitida (80 mm), o 
valor estava bastante elevado, o que pode ser confirmado pelo fato da curva não 
apresentar um raio de curvatura apertado, considerando-se que quanto menor o raio 
da curva, maior deverá ser a superelevação e vice-versa, além de apresentar 
algumas desconformidades. Como 99% das curvas da ferrovia são compostas, as 
mesmas devem possuir uma suavização antes e depois que é denominada 
transição, sendo possível observar seus efeitos no gráfico com um aumento no 
inicio, uma conformidade no meio e um declive no fim. 
37 
Gráfico 9: Superelevação 
Fonte: Elaborado pelo autor (2020) 
 
 Os Gráficos de empeno e torção, 10 e 11, consecutivamente, estão 
diretamente ligados a melhoria na superelevação, pois com a troca dos dormentes, 
foi necessário arrumar o posicionamento dos trilhos. 
• Empeno 
 
 Sua maior variação, na Classe 3, seria de 51 mm. Na primeira inspeção é 
possível verificar picos de empenos chegando na marca de 35 mm, o que após a 
troca diminuiu para 25 mm e no restante do percurso apresentou redução, 
mantendo-se uma variação constante, representado no Gráfico 10. 
Gráfico 10: Empeno 
Fonte: Elaborado pelo autor (2020) 
 
38 
• Torção 
 
 Havia alguns picos elevados, porém um ponto específico se aproximava de 
25 mm, perto do limite de 32 mm visto anteriormente na Classe 3 da Tabela 2. No 
entanto, apesar das medidas de torção não serem consideradas altas no geral, após 
a manutenção houve uma melhora considerável nesse ponto. 
Gráfico 11: Torção 
Fonte: Elaborado pelo autor (2020) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
39 
5 CONCLUSÃO 
 
 Os comparativos apresentados pelo presente trabalho demonstram que a 
troca completa dos dormentes na curva da ferrovia assegurou os parâmetros 
geométricos necessários para circulação dos trens, suprindo assim a principal 
demanda, o que consequentemente diminuiu o número de falhas e a quantidade de 
solicitações de serviços. Isso comprova que a troca além de ser tecnicamente viável, 
atua reduzindo acidentes que causam transtornos. 
 Economicamente, esses transtornos resultam em gastos excessivos pois 
demandam retrabalho, uso de mais material e deslocamento de funcionários, o que 
foi reduzido devido a qualidade do serviço apresentado. 
 Contudo, concluiu-se que a manutenção dos dormentes da via permanente 
proporciona maior segurança e confiabilidade ao trajeto, agregando qualidade ao 
transporte ferroviário. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
40 
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mantenabilidade: Terminologia. Rio de Janeiro, p. 07. 1994 
 
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MERHEB, A. Mecânica do Pavimento Ferroviário - Curso de Especialização em 
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PAULA, E. D. B. Conceitos de Manutenção - PUC Minas: Curso de Pós Graduação 
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PG-ENG-0031/04.00, Gestão de Inspeção e de Defeitos de Geometria e Bitola na 
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