REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.7830057
Hitchely Dias
Orientador: Prof. Esp. Msc. Markoni Ramiris Heringer
RESUMO
Estudar a locomotiva ES58ACi fabricada pela GE, avaliando a sua eficiência ecologia e economia. Avaliar se estes atributos estudados, por si só justifica a substituição dos atuais modelos de locomotivas utilizadas no estado de Minas Gerais, por este modelo. Para podermos confirmar a viabilidade, também estudaremos uma parte da malha ferroviária mineira, identificando as suas limitações e particularidades, na qual poderá ser ou não ser um fator decisivo para a implantação deste modelo nas ferrovias mineiras. Por se tratar de uma locomotiva que opera a óleo diesel e eletricidade (hibrida), iremos também se a mesma se enquadra na legislação ambiental vigente. Verificar como a tecnologia e inovação pode atuar em áreas além das tradicionais, impactando em redução de custos, meio ambiente e novos projetos e idéias, como na área de transporte ferroviário, extremante importante para o Brasil, porém não lembrado com frequência, como uma das áreas na qual a tecnologia pode exercer um papel diferenciado e criativo. Se as informações ouvidas antes da realização deste estudo são verdadeiras e que este novo modelo de locomotiva são realmente são inovadoras e fazem com que o produto seja um excelente custo X beneficio.
Palavras Chave: Locomotiva, ES58ACi, Sustentabilidade, Tecnologia, Ferrovia, GE
INTRODUÇÃO
O transporte possibilita o movimento da economia através da circulação dos fluxos de mercadorias, serviços e passageiros. Atualmente, existem diversas maneiras de realizar o transporte de cargas e passageiros, sendo eles coletivos ou individuais, públicos ou privados. Novas tecnologias aumentaram a velocidade com que pessoas e cargas se movimentam; porém, em alguns países, a falta de estrutura dos transportes começa a ser um obstáculo para o crescimento econômico e dificultam a integração em países de grande extensão territorial. Diante das diversas modalidades de transportes e da necessidade de rapidez, o sistema ferroviário permanece o mais adequado no que diz respeito à eficiência, à segurança, à sustentabilidade e ao conforto.
A ferrovia foi e ainda é o principal meio de transporte das economias mais avançadas no mundo. Entretanto, para que ela seja melhor utilizada de maneira a assegurar o crescimento econômico interno, é necessário o equilíbrio com os outros tipos de transportes, tais como o rodoviário, o aéreo, e os hidroviários.
Se por um lado o transporte ferroviário é bem visto na questão de custo operacional, no lado da poluição temos alguns problemas. Apesar das atuais locomotivas serem melhores que as produzidas há um século, temos ainda uma grande poluição do ar e sonora, proveniente dos enormes motores que equipam as locomotivas.
Atualmente, temos um mercado em busca do sustentável e/ou ecologicamente correto, e com grande ênfase em tecnologia onde sempre buscamos o maior crescimento, mesmo que desordenado. Este fato é comprovado pelo lançamento de norma ISO 14001. Todas as empresas (incluindo acionistas, empregados e fornecedores), estão se alinhando para fornecer soluções, buscando as mais variadas formas de chegar nesta meta.
Imagine se tivéssemos transportes ferroviários modernos, quanto facilitaria a nossa vida, pois sabemos que principalmente no transporte de carga, o frete do ferroviário é aproximadamente 50% mais barato que rodoviários, veja quanto diminuía o custo de nossos produtos principalmente o de alimentos, combustíveis. Outro exemplo; é o transporte ferroviário de passageiros interligando para todos os estados, onde temos o custo que é barato, não há congestionamento de trânsito, pontualidade exemplar.
Aproveitando essa área de transporte, a GE (General Electric) como uma companhia de tecnologias avançadas e serviços, vem buscando adequar soluções sustentáveis e lucratividade solucionando alguns problemas da sociedade moderna. Dedicada a inovações em energia, saúde, transporte e infraestrutura, a GE opera em mais de 100 países e emprega cerca de 300 mil funcionários globalmente (www.ge.com/br). No Brasil, a GE mantém atividades desde 1919, com escritórios distribuídos em diversos estados do país e unidades industriais em São Paulo, Rio de Janeiro e Minas Gerais. Todos os negócios da GE estão presentes no Brasil, empregando cerca de 8 mil funcionários.
A história da GE Transportes teve inicio nos anos de 40, ao participar dos primeiros projetos de ferrovias do Brasil e implementar as primeiras locomotivas sobre os trilhos no país. Pelo crescimento rápido e ordenado da malha ferroviária, nos anos 50 a companhia decidiu criar sua primeira fábrica no Brasil, na cidade de Campinas, interior de São Paulo. A primeira locomotiva totalmente fabricada no Brasil, foi uma GE Elétrica 3000V/5200HP, em 1967, para a Companhia Paulista de Estrada de Ferro. Durante todo o período, em torno de 1000 unidades foram fabricadas até o ano 1996. Observando estrategicamente a localização do Estado de Minas Gerais, a GE resolveu investir em uma nova unidade na cidade de Contagem, região metropolitana de BH visando o aumento da demanda e clientes em potencial. Ao longo destes 103 anos de presença do Brasil, a GE Transportation já produziu mais de 1.300 locomotivas (site: http://www.ge.com/br/solu%C3%A7%C3%B5es/transportation).
Pensando no futuro do transporte ferroviário os engenheiros da GE estão projetando uma locomotiva diesel-elétrica híbrida que irá capturar a energia dissipada durante a frenagem e armazená-lo em uma série de baterias sofisticadas. Essa energia armazenada poderá ser utilizada pela tripulação para reduzir seu consumo de combustível e em até 15% e a suas emissões de dióxido de carbono em até 50%, comparando com as demais locomotivas no mercado. Além das vantagens ambientais, um híbrido vai operar de maneira mais eficiente, em altitudes mais elevadas e descidas até íngremes. Sendo que uma locomotiva híbrida da GE está sendo projetado para reduzir as emissões de dióxido de carbono durante sua vida, tanto quanto 2.600 carros para fora da estrada por um ano. (www.skyscrapercity.com)
1.1 – JUSTIFICATIVA
Abordar o tema sobre transporte carga e/ou passageiros por ferrovias, focando em especifico, o modelo fabricado pela GE, a ES58ACi, por ser em comparação as demais locomotivas, mais econômica, menos poluente e com alguns recursos tecnológicos muito mais avançados que as demais locomotivas do mercado.
1.2 – PROBLEMA
O fato que nos levou a estudar essa locomotiva, é o fato que em Minas Gerais, temos uma das maiores malhas ferroviário do Brasil. Porém essa locomotiva, só está sendo utilizada em outros estados, como por exemplo, Maranhão. Outro fato muito relevante e a alta tecnologia aplicada a tal locomotiva onde a mesma e a pioneira na tecnologia de conversão de energias no sistema ferroviário.
Se essa locomotiva possui diversos pontos positivos, porque que ela não está sendo utilizada na malha mineira?
1.3 OBJETIVOS
Citar, pesquisar e estudar qual (ou quais) fatores impedem a utilização da locomotiva, nos trilhos da malha ferroviária de MG. E qual a inovação tecnológica que esta locomotiva trouxe para os dias atuais.
1.3.1 OBJETIVO GERAL
O objetivo é:
- Analisar a tecnologia de uma locomotiva hibrida, apresentando seus prós e questionando o porquê ela não é utilizada na ferroviária mineira.
1.3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
Os objetos específicos são:
- Descobrir sobre utilização da ES58ACi o porque de não está em uso na malha ferroviária mineira.
- Qual a tecnologia utilizada pela multinacional General Electric que fez um investimento na pesquisa, de desenvolvimento e construção; de uma locomotiva superequipada, com 5.800 mil cavalos de potência, baterias recarregáveis e um motor diesel altamente eficiente, trafegam apenas nas ferrovias do centro-oeste e norte.
- Onde está a dificuldade de utilização nas terras de Minas Gerais. Relevo, condições climáticas, custo ou será falta de investimento das empresas que atuam no estado que dificultam a aquisição com o objetivo de manter as atuais locomotivas poluidoras e antigas.
2. REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 TRANSPORTE FERROVIÁRIO
O transporte ferroviário tem como principal vantagem, a economia para o transporte de mercadorias a médio e longas distâncias, além de ser bastante seguro.
Movimentar carga por ferrovias em comparação com caminhões reduz o uso de combustível, emissões e congestionamentos nas estradas. De acordo com a AAR.
As ferrovias são três vezes ou mais eficientes em termos de combustível do que os caminhões. Os trens movimentam uma tonelada de carga por 702 km em média e usando 3,785 litros de combustível.
Um único trem pode retirar 280 caminhões das estradas e como o tamanho médio de um caminhão é igual a praticamente quatro automóveis, seria o mesmo espaço que 1100 automóveis iriam ocupar.
A extensão da ferrovia brasileira é pequena, se levarmos em conta a área do território nacional. Isso fica claro tanto na comparação com países tão extensos como o caso dos Estados Unidos e do Canadá.
De modo geral, podemos afirmar que o transporte ferroviário, em quase todo o mundo, vem sendo considerado antiquado e decadente, e com isso, o volume de carga transportado pelo mundo vem decaindo, ano após ano.
O transporte ferroviário é o ideal para o transporte de mercadorias pesadas e que necessitam percorrer longas distâncias. Seus maiores problemas são a dificuldade de percorrer áreas com declives e aclives acentuados e a necessidade de reembarcar a mercadoria em caminhões para entregá-las na porta do consumidor, pois os trens não têm a possibilidade de sair de seus trajetos.
As ferrovias seria o meio de transporte ideal para ser utilizado no Brasil, pois no país existem a predominância de terrenos baixos e relativamente planos e as grandes distâncias a serem percorridas, são fatores que fazem do transporte ferroviário o ideal para o país.
Durante décadas, a política de transportes desenvolvida no Brasil não deu atenção a esse meio de transporte, o que resultou em envelhecimento da malha ferroviária, baixa tecnologia, lentidão, falta de armazéns, administração incompetente e fretes caros.
O Brasil já teve mais de 38 mil quilômetros de ferrovias, mas em 1999 a sua rede foi reduzida para um pouco mais de 29 mil quilômetros, quando transportou quase 260 milhões de toneladas e carga. (www.infoescola.com)
A maior parte da atual extensão ferroviária nacional encontra-se na Região Sudeste onde os estados de São Paulo e Minas Gerais têm cada um, cinco mil quilômetros de ferrovias. (www.infoescola.com)
O transporte ferroviário possui algumas distorções, um bom exemplo disso é que a carga agrícola destinada à exportação seria uma excelente mercadoria para ser transportada por trem, quase só utiliza caminhões. Agora falando sobre os transportes de passageiros, aqui no Brasil é quase inexistente, já na Europa é muito utilizado. (google.acdemic.mesc.silvadias)
Aproveitando este nicho, a locomotiva GE ES58ACi, foi desenvolvida com o que há de mais avançado para ajudar na sustentabilidade, sem perder a potência e a capacidade de carga.
Figura 01-Locomotiva ES58ACi para Vale
http://www.amantesdaferrovia.com.br/photo/es58aci-imprimir?context=user
2.2 A LOCOMOTIVA ES58ACi
A locomotiva híbrida ES58ACi, tem o objetivo de ser a mais eficiente locomotiva diesel de alta potência já construída. (http://www.skyscrapercity.com)
A energia dissipada na frenagem de uma locomotiva de 207 toneladas durante o curso de um ano é suficiente para abastecer 160 famílias para esse ano. A locomotiva híbrida irá capturar essa energia dinâmica e usá-la para produzir mais potência e reduzir as emissões de dióxido de carbono e o consumo de combustível. (http://www.skyscrapercity.com)
As baterias recarregáveis de chumbo da locomotiva híbrida serão capazes de proporcionar um desempenho superior, permitindo que os operadores possam adicionar uma potência de 2000hp, Figura 02–Lançamento da ES58ACi-EUA. quando necessário. (http://www.skyscrapercity.com)
Comparado com uma locomotiva fabricada em 2004, a locomotiva híbrida da GE está sendo projetada para reduzir as emissões de dióxido de carbono durante sua vida, tanto quanto levando 2.600 carros para fora da estrada por um ano . (http://www.skyscrapercity.com)
Locomotiva híbrida da GE está sendo projetado para emitir metade do óxido de nitrogênio, em comparação com uma locomotiva construída há 20 anos.
Substituindo cada locomotiva na América do Norte fabricados antes de 2001, com a tecnologia híbrida da GE, em um ano, a redução nas emissões de óxido de nitrogênio, tanto quanto a remoção de um terço de todos os carros das estradas. http://www.getransportation.com/rail/rail-products/locomotives/hybrid-locomotive.html
2.2.1 COMBUSTÃO
A locomotiva ES58ACi, possui um sistema de combustão parecido como as demais locomotivas, porém o grande diferencial dela é que utiliza paralelamente um sistema elétrico a baterias.
Na locomotiva, diferente dos carros o motor a diesel não gira as rodas diretamente. Ele é ligado a um gerador que fornece energia para os motores de tração (que são os responsáveis pela tração da locomotiva)
No motor a combustão, temos uma potência de um motor com 16 cilindros, com capacidade 5800 HP de potência. Pelo tamanho e potência do motor diesel (caso compararmos com um veículo popular), podemos ter uma noção do consumo e qual difícil de fazer uma redução de marcha como em um carro convencional. A tração e movimentação em si são feito por motores elétricos localizados nos eixos chamados de motores de tração e que efetivamente levam a locomotiva para frente e para trás. Na questão do peso que ela pode tracionar (puxar), se reduzirmos o tamanho do bloco de tração (eixos), perdemos potência, se perdemos potência, consequentemente a capacidade de tração (reboque), se reduz, na qual precisaremos de mais locomotivas em série para poder tracionar a mesma quantidade de carga.
Equipada com um sistema elétrico micro processado, que atua durante as frenagens (principalmente nas descidas), quando ela converte energia calorífica em energia elétrica, na qual é armazenada em baterias e gerenciada por um sistema computadorizado na qual pode se ativar as baterias quando a locomotiva precisa de menos força (normalmente utilizados nas retas), ela passa a operar na eletricidade, deixando o motor diesel no mínimo.
Figura 03 – Reaproveitamento de energia da ES58ACi e usos das mesmas
Uma locomotiva diesel convencional utiliza para rebocar cinco vagões tipo Hopper (HFT), ela consome aproximadamente 1.5 Litros de diesel por 1,609 Quilômetros. Se utilizarmos uma ES58ACi, teremos uma redução de até 15% no consumo de diesel. (Fontes: www.ge.com e www.howstuffworks.com)
Caso um locomotiva comum, fosse utilizada na estrada ferro Vitória Minas, que possui 905 Km de extensão, teríamos um gasto aproximado de R$1365,65. Caso utilizarmos uma ES58ACi, o custo reduziria para R$ 1160,80; uma economia de R$204,84. (www.wikipedia.org e www.mercadomineiro.com)
Essa economia é graças ao sistema ao complexo sistema de gerenciamento da combustão diesel e elétrico, na qual pode utilizar essa energia de três formas diferentes. Além da propulsão citada acima, essa energia pode:
- Ser a fonte principal de energia de todo sistema elétrico da locomotiva, dispensando a utilização de alternador para gerar energia.
- Ajudar o motor diesel na partida, obtendo velocidade mais rapidamente.
Figura 04: Medição constante da locomotiva. (www.vale.com)
2.2.2 CUSTO
Por ser tratar de uma locomotiva de alta potência e com sistema chamado hibrido, cada unidade da ES58, possui um custo de R$6.000.000,00. Além do tempo de entrega ser de aproximadamente 8 meses para entrega. (http://www.skyscrapercity.com)
Apesar da modernidade da ES58ACi, a manutenção é mais econômica do que as demais locomotivas. Devido ela poder variar entre os dois motores (elétrico e diesel), o sistema possui uma vida útil superior, precisando de apenas de revisão conforme determinado pelo fabricante.
E também nas locomotivas ES58ACi, por serem micro processadas, elas utilizam alimentação AC (Corrente Alternada), que faz com que ela possua maiores níveis de tração e a manutenção se torna mais rápida e eficaz (desde que realizada com os aparelhos corretos.
2.2.3 SUSTENTABILIDADE
O principal pilar da ES58ACi, é na questão ambiental, pois a qualidade do Ar, está proporcionalmente ligado a saúde e ao bem-estar da sociedade e do meio ambiente.
Neste aspecto temos três questões:
- Menor uso do combustível fóssil (Diesel), já comentado no tópico de combustão. http://www.skyscrapercity.com
- Menor quantidade de emissões de NOx (Óxidos de nitrogênio), agente responsável por uma grande parte da poluição atmosférica e chuva ácida. http://www.skyscrapercity.com
- Redução dos ruídos. http://www.skyscrapercity.com
A redução dos níveis de emissão de NOx, tem relação com um menor consumo do combustível diesel, quando o sistema passa a ser elétrico, porém ele passa por ser um dos primeiros motores diesel para locomotivas, a utilizar o protocolo B20. Mundialmente passou-se a adotar uma nomenclatura BXX bastante apropriada para identificar a concentração do Biodiesel na mistura. É o Biodiesel BXX, onde XX é a porcentagem em volume do Biodiesel à mistura. Por exemplo, o B2, B5, B20 e B100 são combustíveis com uma concentração de 2%, 5%, 20% e 100% de Biodiesel, respectivamente. (www.wikipedia.org)
Na ES58ACi, o motor já opera com 20% de biodiesel e é constituído por carbono neutro, ou seja, o combustível tem origem renovável ao invés da fóssil. Desta forma, sua obtenção e queimas não contribuem para o aumento das emissões de CO2 na atmosfera, zerando assim o balanço de massa entre emissão de gases dos veículos e absorção dos mesmos pelas plantas, reduzindo a poluição atmosférica.
A emissão de NOx conforme o artigo 24 da CF e a lei N° 8723/93, o limite de veículos diesel é de 7,0 de emissão de gases NOx. O NOx é um termo genérico para óxido-mono de nitrogênio NO e NO2 (óxido nítrico e dióxido de nitrogênio). Eles são produzidos a partir da reação dos gases de nitrogênio e oxigênio do ar durante a combustão, em especial a temperaturas elevadas. Em áreas de alto tráfego de veículos de combustão, como nas grandes cidades, a quantidade de óxidos de nitrogênio emitidos para a atmosfera, como a poluição do ar pode ser significativa. Gases NOX são formados quando a combustão ocorre na presença de nitrogênio – como um motor a combustão e eles também são produzidos naturalmente por um raio. Na química atmosférica, o termo significa que a concentração total de NO e NO2. Gases NOx reagem para formar poluição e chuva ácida, bem como sendo essencial para a formação de ozono troposférico. Na ES58ACi, temos um teor de NOx entre 4,02 a 6; dependendo das condições de operação e qualidade do diesel. (www.epa.gov e www.wikipedia.org)
Em relação às locomotivas comuns, a ES58ACi, consegue ser até 50% menos poluente de NOx . (http://www.getransportation.com).
2.3 MALHA FERROVIÁRIA
Transporte ferroviário é o realizado sobre linhas férreas para transportar pessoas e mercadorias. As mercadorias transportadas neste modal são de baixo valor agregado e em grandes quantidades como: minério, produtos agrícolas, fertilizantes, carvão, derivados de petróleo, etc. (BANCO DE INFORMAÇÕES E MAPAS DE TRANSPORTE)
Figura 5 – Bitolas diferentes
Uma característica importante da linha férrea é a bitola que tem como definição a distância entre os trilhos de uma ferrovia. No Brasil, existem três tipos de bitola: larga (1,60m), métrica (1,00m) e a mista. Destaca-se que grande parte da malha ferroviária do Brasil está concentrada nas regiões sul e sudeste com predominância para o transporte de cargas.
2.3.1 MALHA FERROVIÁRIA MINEIRA
A malha ferroviária que se encontra em Minas Gerais mede em cerca de 5.300 km, fazendo com que tenha diversos pontos de ligações com outro estado brasileiro como os estados de São Paulo, Bahia, Rio de Janeiro e Espírito Santo. Tornando-se assim uma ferrovia de grande importância para o país nos meios financeiros. (Convênio Petrobras Instituto Pólis | Relatório nº 6 Diagnóstico Urbano Socioambiental | Município de Cubatão BASE DAS INFORMAÇÕES: ATÉ 2012 REVISÃO DE MARÇO DE 2013)
Esta malha ferroviária e muito utilizada por grandes empresas logísticas, pois Minas Gerais e um ponto de convergência das ferrovias e rodovias que ligam o sul ao norte do Brasil.
Contudo esta malha ferroviária não e compatível com algumas locomotivas que se encontram no país, um grande exemplo e a locomotiva Híbrida que a GE Transportation desenvolveu com a intenção de que ela fosse menos poluente ao meio ambiente. (GOVERNO DE MINAS – SECRETARIA DE ESTADO DE DESENVOLVIMENTO ECONOMICO)
2.3.2 VANTAGENS E DESVANTAGENS
As ferrovias de bitola larga geralmente possuem maior capacidade no transporte de cargas e permitem velocidades maiores do que os sistemas de bitola métrica e mista. Que também tem como vantagens:
- Maior capacidade de tráfego.
- Maior velocidade e estabilidade.
- Conversão de material de tração importado de qualquer potência.
Sendo que a vantagem da bitola larga no quesito “capacidade de tráfego” ainda pode ser bem discutível, por exemplo, a Estrada de Ferro Vitória a Minas, em bitola métrica, é atualmente considerada a ferrovia mais eficiente do Brasil. (Marcus Vinicius Quintella Cury )
Uma grande desvantagem da bitola métrica é o fato dos motores de tração (motores que movem os eixos da locomotiva de sistema diesel-elétrico) estarem fisicamente limitados ao espaço entre os trilhos, com um limite a girar em torno dos 500 hp/eixo. Enquanto isso ocorre na bitola métrica, a bitola larga já não possui tal limitação, pois poderia usar os mesmos motores de tração da bitola métrica. À também como desvantagens as seguintes:
- Curvas de maior raio.
- Maior largura em aterros, cortes, terraplenos e obras de arte.
- Maior consumo de lastro.
- Maior consumo de dormentes.
- Maior resistência à tração e a inércia.
- Material rodante sensivelmente mais caro.
Diante de tais comparações, podemos notar que a bitola larga pode ser significativamente mais cara para se implantar do que a bitola métrica. (www.antt.gov.br)
3. METODOLOGIA
A metodologia do trabalho apresentado se trata de um estudo de caso que tem como finalidade o estudo da tecnologia contribuindo para a sustentabilidade no transporte ferroviário.
Segundo Gil (2010, p 37) “o estudo de caso é uma modalidade de pesquisa amplamente utilizada nas ciências biomédicas e sociais. Consiste no estudo profundo e exaustivo de um ou poucos objetos, de maneira que permita seu amplo e detalhado conhecimento (…)”.
Também abordaremos a metodologia Exploratória:
“O estudo formulador ou exploratório tem como objetivos de pesquisa a familiarização com o fenômeno ou conseguir nova compreensão deste, frequentemente para poder criar um problema mais preciso de pesquisa ou criar novas hipóteses, sendo a principal acentuação à descoberta de ideias e intuições. Os estudos descritivos são aqueles que apresentam precisamente as características de uma situação, um grupo ou um indivíduo específico, (…) Os estudos causais são aqueles que verificam uma hipótese de relação causal entre variáveis”. Selltiz ET AL (1975).
O estudo de caso apresentado nesta metodologia implica se a finalidade de, compreender as características eco ambientais e econômicas da locomotiva ES58ACi, que é apresentada no mercado como uma locomotiva sustentável e econômica desenvolvida pela empresa GE, que visa as necessidades atuais do transporte ferroviário no estado de Minas Gerais.
Para o desenvolvimento do estudo descritivo. Justifica-se pelo fato do objetivo do estudo estar bem definido quanto às informações e como verificaremos a frequência com que as mesmas ocorrem.
O diagnóstico organizacional da empresa que pesquisamos está sendo elaborado, tendo como objetivo o levantamento de informações para compreender se esta locomotiva com os seus prós e contras, vale a pena ser utilizada no estado de MG.
O levantamento das informações será viabilizado através de entrevistas e perguntas com os engenheiros da empresa pesquisada, bem como da observação in loco.
Além da visita na fábrica da GE, utilizaremos informações obtidas em pesquisas na internet, livros e informações de ex-funcionários da empresa.
Também efetuamos uma pesquisa, sobre á área ferroviária, pois o grande entrave para a utilização é exatamente a malha (mais precisamente a bitola).
4. PESQUISA
4.1 LOCOMOTIVA
O GE Trip Optimizer é um sistema desenvolvido pela GE Transportation que gerencia de forma automatizada a aceleração e desaceleração da locomotiva, monitorando e controlando continuamente o trem para elaborar um plano ideal de uso de combustível, utilizando cálculos a partir de dados topográficos, mapas, sinais de GPS, peso do comboio, formação do trem e comprimento.
A tecnologia permite a homogeneidade na condução do trem e ajuda a reduzir desperdícios e a manter a operação dos trens dentro do cronograma previsto. O sistema alcançou a marca de 160 milhões de quilômetros de serviço nos Estados Unidos, Canadá, Austrália e Brasil, o que levou à redução do uso de mais de 95 milhões de litros de combustível em estradas de ferro, gerando redução no consumo de combustível com economia para as companhias ferroviárias e diminuindo de forma substancial a emissão de gases que geram o efeito estufa.
Cada locomotiva operando com o GE Trip Optimizer pode reduzir emissões equivalentes a 75 automóveis por ano. “A cada ano, a GE Transportation investe em tecnologias sustentáveis para atender à demanda do mercado e garantir operações com custo reduzido”, explica Guilherme Mello, presidente e CEO da GE Transportation para a América Latina. O executivo comenta que a tecnologia está alinhada com os desafios do Brasil para melhorar gargalos logísticos, como custos. “Não é possível controlar os preços dos combustíveis. No entanto, é possível controlar o consumo, o que traz ganhos antes inimagináveis para as companhias”, conta. (www.ge.com)
Além disso, o sistema garante confiabilidade e padronização de operações, trazendo mais segurança para o sistema ferroviário brasileiro. “Este é um grande exemplo de como a GE investe em tecnologia e leitura de dados, o que tem sido chamado de Big Data, para fornecer economia de combustível e redução de emissões, proporcionando maior segurança para nossos clientes”, acrescenta Mello.
Atualmente, esse sistema pode ser instalado somente em locomotivas GE. Até 2014, a companhia planeja desenvolver versões do GE Trip Optimizer que poderão ser utilizadas em locomotivas elétricas ou a diesel produzidas por outros fabricantes.
Temos como diferencial por se tratar de uma locomotiva hibrida, o sistema de baterias da locomotiva e que é composto por baterias de chumbo que tem em sua composição básica, chumbo, ácido sulfúrico e materiais plásticos. O chumbo está presente na forma de chumbo metálico, ligas de chumbo, bióxido de chumbo e sulfato de chumbo. O ácido sulfúrico se encontra na forma de solução aquosa com Concentrações variando de 27% a 37% em volume. O tipo de bateria é não selada, pois a mesma requer manutenção, o nível da água deve ser verificado pelo menos uma vez por ano, se o mesmo estiver sempre completo a bateria pode durar tanto quanto uma bateria selada bem cuidada. O processo químico destas baterias para produzir eletricidade, consome água e por este motivo deve ser verificado e completado, a desvantagem fica por conta de ser mais uma coisa a ser verificada na hora da manutenção.
Segundo Ricardo Olivetto engenheiro eletricista a carga da bateria que e carregada devido a dissipação de calor gerada pelos motores de tração, dura de acordo com o seu peso a ser tracionado pela locomotiva. Uma locomotiva ES58ACI normal que puxa entorno de 100 vagões teriam a autonomia estimada em torno de 30 minutos, com uma velocidade média de 50 km. A vida útil das baterias vai de 15 a 20 anos em média
4.2 COMBUSTAO
Alguns dos benefícios que a ES58ACI traz em relação as demais locomotivas e que o motor, da locomotiva a diesel, possui uma faixa de giro muito pequena. A marcha lenta é de cerca de 269 rpm e a sua velocidade angular máxima é de somente 904 rpm. Com uma faixa de giro como esta, uma locomotiva precisaria de 20 ou 30 marchas para alcançar 177 km/h, limite de algumas locomotivas de passageiros. Uma caixa de marchas como esta teria de ser muito grande complicada e ineficiente. Ela também teria que fornecer força para quatro conjuntos de rodas ou TRUCKS, o que aumentaria a complexidade e o custo da mesma.
Segundo um dos engenheiros responsáveis pela criação usando um conjunto híbrido, o principal motor a diesel pode girar a uma velocidade constante, ligando um gerador elétrico. O gerador envia energia elétrica para um motor de tração em cada eixo, que passa força às rodas. Os motores de tração produzem torque adequado a velocidade, desde uma parada completa até a velocidade máxima, sem a necessidade de mudança de marchas, ou seja, os motores de tração geram a corrente elétrica necessária para imprimir tal velocidade desejada, tudo isso baseado no sistema de um inverso de frequência.
4.3 CUSTO
Além do custo da locomotiva em si, temos as Manutenções Preventivas consistem na execução de intervenções de manutenção obedecendo a paradas programadas do equipamento em oficinas especializadas e equipadas para tal evento, visando à diminuição de interrupção do trabalho produtivo do equipamento antecipando-se à ocorrência de falhas e defeitos dos conjuntos e peças cujo modo e histórico de falhas e/ou desgaste é conhecido.
As manutenções programadas de locomotivas respeitam o seguinte ciclo de revisão:
- LI1: Inspeção de Viagem ocorre a cada 15 dias.
- LI6: Inspeção Semestral.
- LR1: Revisão Anual
- LR2: Revisão a cada 2 anos
- LR3: Revisão a cada 3 anos
- LR4: Revisão a cada 4 anos
- LR5: Revisão a cada 5 anos
- LR6: Revisão a cada 6 anos
- LR7: Revisão a cada 7 anos
- RG: Revisão Geral a cada 8 anos.
As revisões LR1, LR3, LR5 e LR7 têm o mesmo escopo, assim como a LR6 e a LR2. Quando é realizada uma manutenção que coincide com a data de outra de menor freqüência, esta elimina a mais simples. Por exemplo, uma LRG dispensa uma LR4 que deveria ocorrer para a locomotiva no 8º ano.
Além das manutenções preventivas, todas as máquinas estão sujeitas a passar por corretivas. As manutenções corretivas são correções de falhas ou defeitos observados na operação do equipamento e que ocorrem no intervalo entre manutenções preventivas.
Essas corretivas podem ser por reboques ou defeitos. Os reboques levam em conta as avarias que fazem a locomotiva parar em circulação e serem levadas para uma oficina. Já os defeitos contabilizam as falhas que não chegam a interromper a circulação da máquina, mas exigem reparos posteriores. Com as melhorias nos processos a quantidade de defeitos e reboques tende a reduzir ao longo dos anos.
Não é possível precisar exatamente quanto tempo cada locomotiva terá que ficar parada em uma oficina para manutenções corretivas, mas é fundamental estimar esse tempo tanto para dimensionamento da oficina quanto para cálculo de tempo indisponível da máquina. Os valores de horas em manutenção corretiva são, então, calculados em função da quantidade de reboques e defeitos que cada máquina sofreu no último ano e quanto tempo em média essas máquinas ficaram em manutenção por causa desses defeitos.
A soma de todas as horas em manutenção por defeitos, reboques e em percurso até a oficina de todas as máquinas de um mesmo modelo representam o tempo médio em manutenção corretiva de cada frota.
Temos a fala do engenheiro da GE, que quando questionado se podemos reduzir o custo com as manutenções executando o serviço em outras empresas o mesmo foi negativo na sua resposta:
Possível e, só que devido aos esquemas da hibrida serem de sigilo pela GE, acaba sendo complicado outra empresa dar manutenção na mesma, onde ela não tem acesso aos esquemas e forma de ligações.
4.4 SUSTENTABILIDADE
Um dos diferenciais e pilares na qual se sustentam a ES58ACi, é no quesito de sustentabilidade, que abrande a emissão de partículas, menor quantidade de ruído e redução de consumo devido ao sistema hibrido que armazena energia das frenagens para poder mover a locomotiva no plano, e confirmado pelo engenheiro da própria fabrica:
Quando compramos com as demais locomotivas no mercado, temos menor emissão de poluentes na atmosfera, menor emissão de ruído, utilização de biodiesel, reaproveitamento da energia gerada além de menor consumo (quando comparadas com as demais locomotivas).
4.5 MALHA FERROVIÁRIA
A malha ferroviária brasileira foi implantada com o objetivo de interligar vários estados do País por ser um meio de transporte mais barato que os demais e também por oferecer rapidez e resistência a grandes cargas.
A malha ferroviária mineira se destaca por ser um ponto de convergência das ferrovias e rodovias que ligam o Sul ao Norte do Brasil.
Contudo a malha ferroviária mineira não e compatível algumas locomotivas que se encontram no país. Como exemplo temos a ES58ACi fabricada pela GE, que para adaptar a locomotiva ES58ACi a malha não seria viável pois perderia algumas de suas características principais.
Perderia a potência, qualidade, e o sentido de ser híbrida, pois teria que reduzir partes importantes para seu funcionamento, e automaticamente ela consumirá a mesma quantidade de combustível que uma locomotiva comum. E menor capacidade de tração, o que ocasionará menor capacidade de transporte.
5. CONCLUSÃO
O projeto da locomotiva hibrida (diesel-elétrica) ES58ACi que a GE TRANSPORTATION desenvolveu com o utilização dos recursos de alta tecnologia, veio de encontro com as atuais necessidades do setor ferroviário, que são: um modelo com menores taxas de emissões, menor quantidade de ruído e economicamente diferenciado das demais locomotivas existentes no mercado.
Com a intenção de que ela fosse menos poluente ao meio ambiente é ótimo, reduzindo a emissão de gases de efeito estufa e causadores de chuva ácida. A redução de qualquer quantidade de NOx é bem vinda.
A locomotiva é um excelente projeto utilizando alguns dos recursos que até agora só existiam em carros de luxo, como a conversão da frenagem em energia para alimentar os motores.
Apesar de todos os pontos positivos citados acima, alguns dos aspectos de fabricação impedem que ela seja utilizada em todo o país. Alguns dos principais empecilhos que fazem ela não poder operar no estado de Minas Gerais é principalmente a medida da bitola métrica que é utilizada em Minas.
Somente pedir a GE, que fabricasse uma locomotiva ES58ACi de bitola métrica, requeria um novo projeto de engenharia, pois a redução da bitola, pode reduzir as suas propriedades econômicas e também um aumento da emissão de poluentes, ideias estas que são contra o projeto inicial de ter uma locomotiva eco sustentável. E também, já existe outras locomotivas no mercado que atenderia essas necessidades métricas.
Então poderíamos alterar a malha ferroviária mineira, que a locomotiva é financeiramente econômica e ainda por cima sustentável, efetuar a troca da bitola métrica para o padrão de 1,6 metros. Porém os investimentos no projeto e execução seriam de um valor muito alto, pois além da troca de todos os dormentes, mão de obra e projetos de engenharia, existe dois itens na malha ferroviária que é extremamente caro altera-lo: os túneis e viadutos. Se pensarmos que a topografia de Minas é extremamente acidentada e na quantidade somente de túneis que temos, já não é viável ao investir na troca das ferrovias métricas. Além do custo de troca das locomotivas que hoje trafegam nas ferrovias de Minas que teriam que ser aposentadas e trocadas por novas ES58ACi, que também oneraria o caixa das empresas operadoras.
Sendo assim, modificar a ferrovia mineira e investir nessa locomotiva dentro de Minas gerais, não é de interesse do governo ou da iniciativa privada (que possui a concessão de uso das ferrovias), ou seja, este projeto esta fora de seus planos no momento.
6. REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO
DIAS, Reinaldo. Gestão Ambiental – Responsabilidade Social e Sustentabilidade. São Paulo: Atlas, 2011.
PORTER, Michael E. Vantagem Competitiva – Criando e Sustentando um Desempenho Superior. Campus, 1989.
BESSANT, John, TIDD, Joe. Inovação e Empreendedorismo. Bookman, 2009.
LAKATOS, Eva Maria. Fundamentos da metodologia científica. São Paulo: Atlas, 2010.
Vade Mecum RT 2009 universitário. RT, 2009.
BROWN, Lawrence S. Química geral aplicada à engenharia. São Paulo: Cengage Learning, 2010.
7. ANEXOS
7.1 – LOCOMOTIVAS
O que ela traz de benefícios no local das demais locomotivas?
Qual são os pontos fracos e fortes da hibrida em função de seu funcionamento em comparação as demais locomotivas?
Qual a vida útil das baterias de chumbo? E da locomotiva?
Qual o objetivo da criação da locomotiva hibrida?
Como e seu sistema de frenagem?
7.2 COMBUSTAO
Qual a diferença entre o combustível da hibrida e das demais locomotivas, ele diferencia alguma coisa em seu desenvolvimento?
Quanto tempo à carga da bateria sustenta a mesma em uma reta ou descida?
7.3 CUSTO
Qual o custo da manutenção da locomotiva em relação as demais?
E possível outra empresa além da GE da manutenção na hibrida seria possível?
A locomotiva hibrida possui algum certificado de qualidade?
Porque não produziram todos os modelos visando a sustentabilidade ao invés de criar exceções como a híbrida?
Qual a diferença de custo preço de compra e venda da hibrida em relação as demais locomotivas?
7.4 SUSTENTABILIDADE
Qual o beneficio da hibrida para o meio ambiente?
Porque não utilizar motores menos poluente do que o motor diesel?
Ela pode ser considerada eco sustentável? Por quê?
Qual o destino das baterias apos o seu esgotamento?
Qual a diferença da hibrida em relação as demais locomotivas quando o assunto e meio ambiente?
7.5 MALHA FERROVIÁRIA
Quais são os tipos de malha no brasil?
Como a ferrovia pode ser melhor utilizada para assegurar o crescimento econômico do país?
Quais são as vantagens de uma ferrovia que possui a bitola maior?
Quais são as consequências caso haja uma adaptação da híbrida para malha ferroviária mineira?
Qual seria o investimento ideal para a híbrida trabalhar na malha ferroviária mineira?
O que a diferença das bitolas influencia no estado (Minas Gerais) diretamente?