A manutenção é definida como a combinação de todas as ações técnicas e administrativas, incluindo as ações de supervisão, destinadas a manter um item ou restaurá-lo para um estado onde ele pode executar uma função requerida (BEN-DAYA, 2009). A manutenção tem sido tratada com uma abordagem reativa, "de combate a incêndios". No entanto, com as metas de confiabilidade para ativos tornando-se cada vez mais importantes, várias abordagens de manutenção preventiva e outros métodos estão sendo desenvolvidos.
Todas as decisões relacionadas à manutenção de infraestrutura ferroviária são tomadas a fim de manter um equilíbrio entre os aspectos econômicos e de segurança. O objetivo é encontrar um processo de manutenção eficaz para aumentar a disponibilidade da via e, ao mesmo tempo, permitir o aumento da velocidade do material rodante, mesmo em condições de restrição.
Os diferentes componentes do sistema via permanente são estrutural e economicamente interdependentes. Efeitos de escala estão envolvidos na sua manutenção e renovação, enquanto que a sua degradação é normalmente relacionada com a utilização. Dado que a operação do sistema tem que ser continuada e os orçamentos são limitantes, todos os tipos de restrições têm que ser considerados no planejamento de manutenção de infraestrutura. Os conceitos do processo de planejamento de manutenção são desenvolvidos nas seguintes etapas (ZOETEMAN, 2006):
Geração de estratégias de manutenção de ativos individuais (por exemplo, manutenções corretiva ou preventiva, baseadas no tempo ou condição. As estratégias são distintas com base na importância individual do equipamento para todo o sistema de produção);
Definição de regras de agrupamento, que aperfeiçoam as freqüências de atividades com base em efeitos de escala ou de escopo;
Definição de regras de atribuição de janelas de tempo de manutenção para manter as programações de manutenção com base nas oportunidades que ocorrem no curto ou médio prazo.
No início dos anos 1980, iniciaram-se os estudos de pré-requisitos para o planejamento da manutenção da via (FAZIO; PRYBELLA, 1980). Medidas de qualidade da via e modelos de deterioração são destacadas como áreas-chave para a estruturação de um processo de planejamento. Três ferramentas são indicadas para melhorar a eficiência da manutenção: sistemas de inspeção automatizados, bases de dados e sistemas de planejamento de manutenção (ZAREMBSKI, 1998). A falta de integração entre essas ferramentas impede a total utilização do potencial de cada uma delas, conforme mostra a Figura 3.9.
Figura 3.11 - Visão Geral do Planejamento da Manutenção. (Fonte: adaptado de Fazio; Prybela, 1980)
As diferentes fontes de dados precisam ser ligadas em um banco de dados geral para fins de planejamento. A adição de modelos de degradação da via podem auxiliar na avaliação do estado da infraestrutura ao longo do tempo. O planejamento das atividades de manutenção será afetado pelas condições da via. Isto requer um conhecimento
detalhado de cada componente da via e a sua relação com os outros componentes, bem como o padrão de degradação de cada componente.
Assim, a tarefa do planejamento de manutenção de infraestrutura pode ser descrita como encontrar respostas para as seguintes perguntas:
Quais são as condições atuais da infraestrutura? (Índices de qualidade da via);
O que será necessário em curto e em longo prazo para a consecussão das atividadesde manutenção? (Previsão de ações de manutenção);
O que deve ser feito primeiro? (Priorização das atividades de manutenção).A Tabela 3.2 ilustra o efeito da estratégia de esmerilhamento da Canadian Pacific
Railway sobre a confiabilidade do trilho. Como mostra a tabela, a estratégia de
esmerilhamento iniciada com esmerilhamento preventivo aumenta a vida do trilho consideravelmente. O esmerilhamento corretivo exige a remoção de uma camada mais espessa, enquanto o preventivo é mais frequente e menos invasivo.
A taxa de remoção em esmerilhamento é o parâmetro que controla a vida do trilho, porque, quando o desgaste atinge o limite de manutenção / segurança do trilho, ele é substituido. Sem esmerilhamento temos um cenário em que a vida do trilho é determinada principalmente por RCF (Roling Contact Fatigue – Fadiga de Contato). A Tabela 3.2 também apresenta uma comparação da vida do trilho devido à fadiga em três cenários de esmerilhamento. A vida em fadiga do trilho é atingida quando o número de defeitos em uma seção específica da via atinge seu limite.
Tabela 3.3 - Vida do Trilho X Esmerilhamento X Estratégias
Critério de Desgaste Esmerilhamento Sem Esmerilhamento Corretivo Esmerilhamento preventivo Taxa de Desgaste do
Trilho em mm/MTBT 0,04 0,06 0,03
Vida do Trilho em MTBT 469 367 844
Vida do trilho devido à
A diferença entre a vida devido ao desgaste do trilho e a vida devido à fadiga está ilustrada na Figura 3.10. À medida que a taxa de desgaste, ou de remoção de material devido esmerilhamento aumenta, a vida do trilho se aproxima do limite de manutenção / segurança. No entanto, o aumento na taxa de remoção de material devido ao esmerilhamento aumenta a vida devido à fadiga, já que o esmerilhamento remove os defeitos devido à fadiga antes de estes tornarem-se críticos. Assim, a estratégia de esmerilhamento é vista como um parâmetro importante que afeta a confiabilidade da via. A figura também ilustra a chamada "taxa ótima de desgaste".
A taxa ótima de desgaste é a taxa de esmerilhamento que a estratégia preventiva deve atingir, a fim de alcançar a máxima segurança para os trilhos. Como mostrado na figura, quando a taxa de desgaste está abaixo da taxa mágica, a vida trilho é determinada pela vida devido à fadiga, enquanto que quando a taxa de desgaste é maior que a taxa
mágica, a vida trilho é determinada pelo desgate do trilho.
Figura 3.12 - Relação entre a vida do trilho, desgaste e RCF (Fonte: MAGEL et al., 2004).
A fim de avaliar os efeitos da manutenção sobre a confiabilidade dos trilhos, é necessário considerar o seu efeito combinado sobre o sistema. Como descrito acima, o esmerilhamento afeta a confiabilidade do trilho. No entanto, para realizar uma análise
eficaz da confiabilidade, os efeitos combinados de outras condições de manutenção, por exemplo, lubrificação, substituições de componentes, etc, devem ser levados em conta.
Por exemplo, a lubrificação reduz o desgaste do trilho, especialmente nas curvas da via, e, assim, aumenta a confiabilidade do trilho. No entanto, ao mesmo tempo, a lubrificação é um fator incrementador de defeitos de RCF, que são removidos por esmerilhamento. A fim de cumprir os objetivos acima referidos, a análise de confiabilidade, disponibilidade, manutenibilidade e segurança irá desempenhar um papel importante no planejamento de manutenção.
3.4.2 Análise de confiabilidade, disponibilidade, manutenibilidade e segurança para