OTIMIZAÇÃO DA DESCARGA DE
CARVÃO COMPACTADO
RESUMO
O agarramento de material no fundo dos vagões sempre foi um dos maiores gargalos operacionais enfrentados na descarga de carvão mineral. Problema que se agrava no período de chuvas e que, nos últimos anos, tem prejudicado tanto o cliente quanto a ferrovia a cumprir suas metas de volume e faturamento. Isto porque o cliente, ao paralisar sua descarga para realizar a limpeza do material agarrado, tem uma queda brusca na taxa de devolução de vagões vazios, indicador que é monitorado pela ferrovia em todo momento. Com a queda na taxa de descarga, e visando não congestionar a malha, os lotes programados são cancelados pela área de planejamento da ferrovia. Assim a ferrovia deixa de escoar, o Porto deixa de abrir espaço em seu pátio e o cliente tem que arcar com despesas de estadias, equipamentos e mão de obra para retirar o produto agarrado, além de demurrage de navios não atracados por falta de espaço. Ou seja, os impactos operacionais e financeiros são enormes para todos.
Preocupados com esta situação e com os riscos que ela representará para consecução dos volumes orçados para 2010 e 2011, nos reunimos com um dos clientes no dia 11 de março de 2010 para apresentar dados referentes ao problema e discutir soluções que pudessem minimizar os impactos, principalmente durante o período chuvoso, compreendido entre novembro e março. Desta reunião saímos com a idéia de testar um sistema totalmente inovador, que consiste na utilização de uma película plástica antiaderente no fundo do vagão e num conjunto de cabos de aço fixados no equipamento de descarga (cardumper). Estes cabos fariam a captação da película durante a descarga. O sistema foi testado e o resultado foi surpreendente. No final conseguimos alcançar uma taxa de descarga de aproximadamente 17 vagões/hora, desempenho muito superior aos 2,4 vagões/hora, que foi o obtido com os vagões descarregados nas mesmas condições e sem a utilização da película. O cliente aprovou a idéia e já iniciou o processo de contratação da empresa especializada que cuidará da operação já a partir de novembro próximo.
Com este sistema, esperamos evitar a perda de aproximadamente 330.000 toneladas no transporte de carvão mineral entre os meses de novembro/2010 e março/2011. Além de garantir um maior faturamento na ferrovia, o sistema eliminará custos absurdos que o cliente tem anualmente com a contratação de equipamentos adicionais para limpeza do produto compactado no fundo dos vagões, bem como com estadias geradas pela demora na descarga.
Outro ganho certo é o que teremos no ciclo desta frota no período chuvoso, já que a formação de lotes vazios será mais rápida, melhorando a oferta de vagões para o transporte de minério de ferro, fluxo de retorno do carvão mineral.
Podemos citar ainda, que deixaremos de ter impactos ambientais com o desperdício de água no processo de limpeza, e contribuiremos para aumento da segurança dos operadores, que hoje precisam entrar no vagão para desgrudar o carvão manualmente.
Em todos os sentidos a idéia, até então inusitada, comprovou ser plenamente eficaz, com potencial para trazer benefícios além dos que foram inicialmente esperados.
1 INTRODUÇÃO
No período chuvoso os clientes que recebem carvão mineral pela ferrovia têm grande dificuldade em manter um bom desempenho na descarga. Isto porque o material fino, quando úmido, e após ser submetido à trepidação natural do transporte na ferrovia, adere facilmente ao fundo do vagão, criando blocos compactos que só podem ser retirados à base de jateamento de água e intervenção manual (fotos 1 e 2). O problema é que para retirar o material, todo o processo de descarga é paralisado.
Fotos 1 e 2 – Descarga paralisada para limpeza manual de vagão com carvão compactado no fundo
As paralisações na descarga de carvão trazem um impacto forte no cumprimento da programação diária de carregamento. A ferrovia faz um monitoramento constante das filas e sempre que há paralisação na descarga do cliente, o carregamento do próximo lote de carvão é cancelado. Esta é uma medida necessária para se evitar que a malha fique congestionada, prejudicando o atendimento a outros fluxos. Cada lote cancelado corresponde a aproximadamente 2.100 toneladas de produto que deixa de ser retirado do Porto e transportado pela ferrovia até a usina. Além da perda no transporte, o cliente tem custos adicionais com o aluguel de equipamentos (caminhão pipa, pá mecânica), mão de obra e estadias. Em 2008, por exemplo, tivemos 240 lotes cancelados, sendo 137 por paralisações na descarga. Destes 137 lotes cancelados, 78 foram por agarramento de material, conforme figura abaixo.
LOTES CANCELADOS POR PARALISAÇÃO NA DESCARGA DO CLIENTE EM 2008
137
41
78
18
CLIENTE Quebras e avarias Agarramento de
material
Priorização interna
Ao analisarmos a curva de cancelamentos durante o ano de 2008, percebemos que os picos coincidem com o período de chuvas (figura 2), ou seja, a solução para minimizar as paralisações e, assim, evitar os cancelamentos deve tratar prioritariamente da relação entre umidade e aderência do material.
CURVA DE CANCELAMENTOS EM 2008 12 28 13 14 8 7 0 1 5 4 12 33 5 3 8 4 6 10 2 2 3 0 10 0 1 3 8 3 2 0 8 8 2 0 6 9 18 34 29 21 16 17 10 11 10 4 28 42
jan/08 fev/08 mar/08 abr/08 mai/08 jun/08 jul/08 ago/08 set/08 out/08 nov/08 dez/08
Responsabilidade
Cliente Ferrovia Porto Total
Figura 2 – Curva de cancelamentos durante o ano de 2008
Em função da crise que retraiu o mercado, as perdas por cancelamento em 2009 foram recuperadas dentro do período, já que tanto a ferrovia quanto o Porto estavam trabalhando com capacidade ociosa. Mas ao avaliarmos o cenário desenhado para 2010 e 2011, de alta demanda, chegada de navios e forte produção nas siderúrgicas, percebemos a necessidade de atacar o problema. Então, juntamente com um dos clientes, iniciamos o trabalho.
2 OBJETIVO
Otimizar a capacidade de descarga de carvão em períodos de chuvas.
3 DESENVOLVIMENTO
A primeira reunião foi realizada em 11 de março de 2010 e teve a participação de representantes das áreas de Abastecimento, Logística, Movimentação Interna e Manutenção do cliente. Após uma visita técnica no local, foram apresentados dados históricos, diagnóstico de causas e algumas sugestões. De todas as medidas que surgiram na reunião a que nos pareceu ter um efeito mais rápido e relevante para a melhoria do processo de descarga foi a proposta de atacar o agarramento de carvão. Observamos que o resíduo de carvão agarrado se concentra nos cantos do vagão, então propusemos a utilização de uma lona plástica que cobriria apenas o fundo.
3.1 PREMISSAS OPERACIONAIS
Os vagões que atendem ao fluxo de carvão mineral são os mesmos que transportam minério de ferro, e sobre esta frota existem premissas de tempos e filas que são muito rigorosos na operação ferroviária. Em função disso, seria importante garantir
que o enlonamento dos vagões vazios não interferisse negativamente no ciclo da frota. O único momento em que o vagão vazio permanece parado em pátio é durante a limpeza dos lotes, feita após a descarga de minério de ferro e antes do carregamento de carvão. O tempo padrão de limpeza é de 70 minutos para cada lote de 84 vagões, ou seja, apenas este intervalo de tempo é o que tínhamos para enlonar todo o lote, o que representava uma média de 49 segundos por vagão. Para garantir este desempenho na operação de enlonamento, foram consideradas as condições de vento do local onde a limpeza é feita, além das características da lona e custo da operação. Os testes para a escolha da película mais adequada e medição dos tempos ficaram sob responsabilidade da ferrovia. Já o cliente se comprometeu em instalar cabos de aço no seu virador de vagões. Estes cabos fariam a captação da lona, evitando que a película descesse junto com o produto.
3.2 PRIMEIRO TESTE DE ENLONAMENTO
O primeiro teste, para medição do tempo de enlonamento e observação das condições adversas do local foi realizado no dia 17 de março de 2010. Foi utilizada uma lona preta fina de menor custo e mão de obra de 6 pessoas ( 5 operadores e 1 motorista). Como o local apresentava grande incidência de ventos, foi necessário criar uma forma de prender a lona no fundo do vagão, porém a fixação da lona não poderia impedir que a mesma descesse durante a descarga. A solução foi prender a lona com pesos feitos com saquinhos cheios do próprio carvão para que não houvesse nenhum tipo de contaminação.
Fotos 3 - Operação de enlonamento Foto 4 - Saquinhos para prender a lona
3.3 CONSIDERAÇÕES APÓS O PRIMEIRO TESTE
Em função da leveza da lona e da grande incidência de ventos do local, houve demora na operação e o tempo médio foi de 1 minuto e 47 segundos por vagão, quase 3 vezes maior que o necessário. O vento foi tão forte que mesmo utilizando uma grande quantidade de saquinhos, alguns vagões chegaram ao ponto de carregamento com a lona totalmente fora do lugar, conforme foto abaixo.
Foto 7 – Lona arrastada pelo vento
Para tratar os pontos problemáticos encontrados no primeiro teste, foi programado um segundo teste. Neste foram utilizadas lonas de vários tipos e aumentado o número de operadores.
3.4 SEGUNDO TESTE DE ENLONAMENTO
O segundo teste foi realizado no dia 28 de abril de 2010 e foram utilizados 4 tipos de lonas, conforme abaixo. O objetivo era encontrar a mais adequada, respeitando as premissas de tempo e buscando a melhor relação custo x benefício para a operação. A quantidade de operadores também foi aumentada de 6 para 9 pessoas.
No segundo teste 42 vagões foram enlonados, sendo 20 com lona preta de 50 micras, 20 com lona plástica de 200 micras, 1 com lona azul de PVC e 1 com lona de dupla face, utilizada para cobertura de carretas. Segue quadro comparativo das lona utilizadas.
Quadro 1 – Comparativo entre as lonas utilizadas no segundo teste de enlonamento
3.5 DESCARGA NO DESTINO
O teste foi realizado no dia 19 de abril. Como havíamos combinado com o cliente, os cabos de aço foram devidamente fixados no virador de vagões (foto 9).
Foto 9 – Cabos de aço para captura da lona
Em relação à descarga no destino, era necessário que a tempo do vagão não fosse superior a 3 minutos e 40 segundos, o equivalente a uma taxa de 16 vagões/hora. Fizemos as medições, agrupando os vagões por tipo de lona. Todos os vagões medidos ficaram totalmente limpos após a descarga, porém os que estavam com as lonas de PVC e Dupla face extrapolaram o tempo. A exemplo do que foi observado no teste de enlonamento, o peso da lona teve forte influência na descarga. Porém, desta vez, a relação foi inversa. A lona mais leve apresentou melhores resultados porque sua retirada dos cabos de aço foi mais ágil, conforme fotos abaixo.
Foto 11 – Lona presa nos cabos Foto 12 – Lona sendo retirada
Seguem os tempos apurados com cada lona durante o teste de descarga:
Quadro 2 – Comparativo entre as lonas utilizadas no teste de descarga.
3.6 CONSIDERAÇÕES APÓS O TESTE DE DESCARGA
Todos os vagões observados apresentaram ótima limpeza após a descarga, porém a lona plástica de 200 micras foi a única que atendeu plenamente as premissas operacionais em todas as etapas, e com a vantagem de poder ser reaproveitada em outras viagens, contribuindo para redução de custo, bem como evitando a geração do resíduo plástico que teríamos se utilizássemos a lona preta descartável.
O teste de descarga não simulou todas as condições agravantes para a compactação de carvão, por isso a última etapa do trabalho, foi a realização do teste final.
3.7 TESTE FINAL
Escolhida a lona adequada e comprovado o funcionamento do sistema de cabos, a etapa seguinte foi a de testar o sistema com todas as circunstâncias extremas que causam a compactação de carvão no vagão. São elas:
Produto com baixa volatilidade (muito fino) Umidade
Trepidação da carga
O teste final foi iniciado no dia 22 de junho de 2010. Foram disponibilizados 04 vagões, dos quais 02 foram enlonados com a lona plástica de 200 micras. Os outros 02 vagões não foram enlonados para que pudéssemos ter resultados comparativos. Foi escolhido o material mais fino que o cliente tinha em seu pátio e o carregamento foi feito com a utilização de pá mecânica (foto 15). Em seguida molhamos o material, de forma que os vagões ficassem completamente alagados, simulando uma situação real de chuva (foto 16).
Foto 15 – Carregamento de material fino Foto 16 – Produto sendo molhado
Depois os vagões foram levados para um cardumper, onde passaram pelo processo de trepidação com vibradores elétricos, em seguida ficaram estacionados por 2 dias. A descarga aconteceu no dia 24 de junho, com acompanhamento do responsável pelo estudo e do cliente. Os 02 vagões enlonados ficaram totalmente limpos (foto 17) e foram descarregados em 3’30’’cada um.
Os 02 vagões sem a lona tiveram grande quantidade de material agarrado ao fundo (foto 18), e foram descarregados em 25 minutos cada um, sendo necessário que o operador entrasse no vagão para retirar o produto utilizando jateamento de água (foto 19).
Foto 18 – Vagão com carvão compactado Foto 19 – Descarga paralisada
4 CONCLUSÕES FINAIS DO TRABALHO
Os resultados foram conclusivos quanto a eficácia da lona na eliminação deste problema, que até então era crônico. Para a ferrovia o ganho de produtividade na descarga será suficiente para alavancar nossa capacidade de retirada e de transporte em, pelo menos, 01 lote de carvão por dia durante o período de chuva. Em termos de volume isso equivale a 70 mil tonelada/mês
O cliente escolhido como parceiro no trabalho ficou tão satisfeito que já iniciou o processo de licitação da empresa que fará o enlonamento a partir de novembro. Ele, o cliente, deixará de arcar com pesados custos de equipamentos, mão de obra e estadias. Terá capacidade de nomear mais navios e se preocupar menos com os custos de armazenagem no Porto. Podemos citar ainda que não haverá desperdício de água, de material e, por que não dizer de força. O esforço agora será mais seguro para os operadores que trabalham na descarga.
O levantamento feito para verificar a viabilidade financeira da operação de enlonamento mostrou que o custo total com aquisição das lonas e contratação de pessoal não chega a 70% do que é gasto apenas com aluguel de equipamentos e estadias de vagões no mesmo período chuvoso.
Os impactos relacionados ao meio ambiente, saúde e segurança, não podem ser mensurados financeiramente, e, por tudo que foi constatado no trabalho, nem será preciso.
