Da identificação de uma necessidade à operação: os estudos que transformam uma ideia de ferrovia em um empreendimento possível: um resumo do Manual Trilhos do Rio

Por Daddo Moreira
Imagem de capa: gerada por inteligência Artificial

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Há muito tempo atrás foi divulgado aqui no site uma espécie de manual, uma cartilha de mobilidade, onde diversos pontos foram abordados e analisados com a intenção de explicar ao público, estudiosos e profissionais em geral, o quão é complexo elaborar uma proposta viável para a construção ou reativação de uma ferrovia. O texto original pode ser conferido abaixo, publicado originalmente em março de 2021:

Cartilha de mobilidade

Contudo, tem-se por intenção a elaboração, já em andamento, de um manual para orientação e conhecimento prático sobre as etapas necessárias para a elaboração e implementação de alguma proposta. Construir uma ferrovia é uma tarefa muito mais complexa do que simplesmente instalar trilhos sobre uma faixa de terreno. Antes que uma locomotiva ou um trem de passageiros possa percorrer determinado trecho, existe uma extensa cadeia de estudos, levantamentos, projetos, análises econômicas, ambientais, jurídicas e operacionais que precisam ser realizados.

Uma nova ferrovia pode envolver dezenas de quilômetros de via permanente, pontes, viadutos, túneis, sistemas de drenagem, estações, pátios, oficinas, sistemas de sinalização e comunicação, energia, desapropriações, licenciamento ambiental e uma complexa estrutura de operação e manutenção. Boa intenção e boas ideias não bastam: muitos fatores devem ser levados em conta.

No caso de uma ferrovia antiga que se pretende reativar, a situação pode ser ainda mais complexa. É necessário descobrir o que permaneceu da infraestrutura original, verificar as condições da faixa de domínio, identificar ocupações e interferências, avaliar pontes e demais obras de arte, analisar o estado da via permanente e determinar quanto da infraestrutura existente pode ser aproveitado.

Por isso, uma proposta ferroviária consistente não deve começar pela pergunta “quanto custa construir esta ferrovia?”, mas por uma série muito mais ampla de questões:

Qual problema ela pretende resolver? Quem utilizará o serviço? Qual será o traçado? Existe demanda suficiente? Quais alternativas existem? Quais serão os impactos? Quanto será necessário investir? Como o empreendimento poderá ser financiado? E, principalmente, quais estudos ainda precisam ser realizados para que essas respostas tenham maior precisão?

A seguir, apresentamos de forma resumida as principais etapas normalmente envolvidas na estruturação de um empreendimento ferroviário. Como citado, este texto é apenas um resumo, apesar de extenso (o que dá pra se ter uma ideia da complexidade do assunto), e um manual completo e abrangente está sendo elaborado e deverá ser publicado e divulgado em breve.

E, para se ter uma ideia da extensão e complexidade do assunto, abaixo expomos apenas um resumo dos tópicos mais relevantes, no manual estes estarão mais detalhados e acompanhados de outras informações complementares.

Identificação da necessidade
Estudos preliminares
Estudos de demanda
Estudos territoriais e socioeconômicos
Identificação das alternativas
Estudos topográficos e cartográficos
Estudos geológicos e geotécnicos
Estudos hidrológicos e de drenagem
Estudos ambientais
Estudos arqueológicos e de patrimônio cultural
Definição do traçado
Projeto geométrico
Terraplenagem
Pontes, viadutos, túneis e contenções
Via permanente
Estações, terminais, pátios e oficinas
Sinalização e controle da circulação
Telecomunicações e energia
Modelo operacional
Estimativa de investimentos
Custos de operação e manutenção
Análise econômica
Análise financeira
Licenciamento e autorizações
Planejamento da implantação
Gestão de riscos
Projeto executivo e construção
Testes, comissionamento e início da operação

1. Identificação da necessidade

Todo projeto começa com uma necessidade que se pretende atender.

Pode ser a falta de transporte público entre duas cidades, o congestionamento de uma determinada região, a necessidade de transportar grandes volumes de carga, a conexão com um porto, a integração de uma região produtora ao mercado consumidor ou mesmo a recuperação de uma ligação ferroviária histórica.

Nesta primeira etapa é necessário definir claramente qual problema existe e de que maneira uma ferrovia poderia contribuir para solucioná-lo.

Uma ferrovia não deve ser considerada um fim em si mesma. Ela precisa estar associada a uma necessidade concreta de transporte, logística, mobilidade, desenvolvimento regional ou outro objetivo claramente definido.

2. Estudos preliminares

Depois de identificada a necessidade, começa o levantamento das informações disponíveis.

Mapas, imagens de satélite, fotografias aéreas, dados populacionais, informações econômicas, documentos históricos, mapas ferroviários antigos, legislação, planos diretores e bases cartográficas podem fornecer uma primeira visão do território.

Ferramentas de geoprocessamento, como os Sistemas de Informação Geográfica (SIG), também permitem sobrepor diferentes informações e identificar obstáculos e oportunidades.

Neste momento ainda não se está projetando definitivamente a ferrovia. O objetivo é conhecer o território e reunir informações suficientes para começar a avaliar a proposta.

3. Estudos de demanda

Uma ferrovia precisa transportar pessoas, cargas ou ambos.

No transporte de passageiros, podem ser analisados:

população das cidades atendidas;
deslocamentos existentes;
viagens realizadas atualmente por ônibus ou automóveis;
polos de emprego;
universidades;
hospitais;
centros comerciais;
turismo;
crescimento populacional.

No transporte de cargas, podem ser estudados:

produção agrícola;
mineração;
indústria;
centros de distribuição;
portos;
terminais;
fluxos atualmente realizados por rodovias.

Essas informações permitem estimar a demanda potencial do empreendimento.

4. Estudos territoriais e socioeconômicos

A ferrovia não existe isoladamente. Ela modifica e é modificada pelo território onde está inserida.

Por isso, é necessário conhecer a população, a economia, as atividades produtivas, o uso do solo, os planos de desenvolvimento e a estrutura urbana dos municípios envolvidos.

Também podem ser avaliados os possíveis impactos sobre emprego, turismo, acessibilidade, desenvolvimento regional e integração entre municípios.

5. Identificação das alternativas

Uma das etapas mais importantes é compreender que normalmente existe mais de uma maneira de realizar um empreendimento.

No caso de uma ferrovia antiga, por exemplo, podem existir alternativas como:

reativar integralmente o antigo traçado;
reativar apenas parte dele;
construir um novo trecho;
utilizar parcialmente a faixa de domínio existente;
combinar diferentes soluções ferroviárias e rodoviárias.

As alternativas precisam ser comparadas considerando fatores como custo, demanda, impactos ambientais, desapropriações, dificuldades construtivas, integração territorial e capacidade operacional.

Somente depois dessa análise é possível identificar quais soluções merecem estudos mais aprofundados.

6. Estudos topográficos e cartográficos

Depois que as alternativas começam a ser definidas, torna-se necessário conhecer o terreno com maior precisão.

São analisados:

relevo;
altitudes;
declividades;
cursos d’água;
ocupações;
edificações;
estradas;
estruturas existentes.

Em estudos mais avançados podem ser utilizados levantamentos com GNSS, estação total, drones, laser scanner e outros equipamentos.

Esses dados são fundamentais para determinar por onde a ferrovia poderá passar e quais dificuldades poderão ser encontradas.

7. Estudos geológicos e geotécnicos

O solo precisa suportar a infraestrutura ferroviária e as cargas transmitidas pelos trens.

Os estudos geológicos e geotécnicos procuram identificar as características do terreno e possíveis problemas relacionados a:

solos instáveis;
áreas sujeitas a erosão;
deslizamentos;
aterros;
cortes;
fundações;
túneis;
pontes e viadutos.

Em etapas preliminares podem ser utilizadas informações geológicas existentes. Em fases posteriores, são necessários levantamentos e investigações de campo.

8. Estudos hidrológicos e de drenagem

A água é um dos elementos que mais podem afetar uma infraestrutura ferroviária.

É necessário estudar rios, córregos, nascentes, áreas sujeitas a inundação e o comportamento das águas superficiais.

Esses estudos ajudam a dimensionar estruturas como:

bueiros;
galerias;
canais;
sistemas de drenagem;
pontes;
dispositivos de proteção contra erosão.

Uma ferrovia mal dimensionada em relação à drenagem pode sofrer danos significativos ao longo do tempo.

9. Estudos ambientais

Nenhum grande empreendimento ferroviário pode ser analisado apenas sob a perspectiva da engenharia.

É necessário conhecer as características ambientais do território e avaliar possíveis impactos sobre:

vegetação;
fauna;
recursos hídricos;
áreas de preservação;
unidades de conservação;
comunidades;
paisagens naturais.

Dependendo das características e da localização do empreendimento, diferentes estudos ambientais e processos de licenciamento poderão ser necessários. E, atualmente, este é um dos processos mais demorados em uma proposta ou projeto de obra ferroviária.

O objetivo não é simplesmente identificar impactos depois que o traçado já estiver definido. As informações ambientais também podem contribuir para escolher entre diferentes alternativas de traçado.

10. Estudos arqueológicos e de patrimônio cultural

Ferrovias frequentemente atravessam territórios ocupados há décadas ou até séculos.

Em determinados empreendimentos podem ser necessários estudos arqueológicos, além da identificação de bens culturais e históricos existentes na área afetada.

No caso de reativações ferroviárias, essa etapa ganha importância adicional porque podem existir:

estações antigas;
pontes;
oficinas;
caixas d’água;
casas ferroviárias;
sinalização histórica;
equipamentos;
estruturas remanescentes.

A infraestrutura existente pode representar não apenas um obstáculo ou um ativo operacional, mas também um patrimônio cultural que precisa ser considerado no planejamento.

11. Definição do traçado

Com as informações anteriores, começa a ser possível estudar o traçado ferroviário.

O traçado precisa conciliar uma série de fatores:

relevo;
curvas;
rampas;
velocidade;
custos;
estabilidade do terreno;
rios;
áreas urbanas;
propriedades;
meio ambiente;
obras especiais.

Uma pequena alteração no traçado pode aumentar ou reduzir significativamente a necessidade de pontes, túneis, cortes, aterros e desapropriações. E, com isso, os custos de construção.

Por isso, definir o caminho de uma ferrovia é uma tarefa de engenharia e planejamento extremamente importante.

12. Projeto geométrico

Depois de definido conceitualmente o traçado, são estudados seus parâmetros geométricos.

Entre eles estão:

alinhamento horizontal;
alinhamento vertical;
raios de curva;
rampas;
superelevação;
transições;
velocidade de projeto.

Esses elementos influenciam diretamente a segurança, o conforto, a capacidade e o desempenho dos trens.

13. Terraplenagem

A construção de uma ferrovia normalmente exige movimentação significativa de terra.

São calculados volumes de:

cortes;
aterros;
escavações;
materiais de empréstimo;
materiais excedentes.

Busca-se, sempre que possível, equilibrar os volumes de corte e aterro, reduzindo movimentações desnecessárias e os custos associados ao transporte de materiais.

14. Pontes, viadutos, túneis e contenções

Quando o terreno apresenta obstáculos, são necessárias obras especiais.

Podem ser necessárias:

pontes sobre rios;
viadutos;
passagens inferiores;
passagens superiores;
túneis;
muros de contenção.

Cada uma dessas estruturas possui requisitos próprios de engenharia, fundação, materiais, segurança e manutenção.

Em uma proposta preliminar, é possível identificar a necessidade dessas obras e estimar sua ordem de grandeza. O dimensionamento definitivo, entretanto, depende de estudos específicos.

15. Via permanente

É a parte da ferrovia diretamente relacionada à circulação dos trens.

Inclui elementos como:

trilhos;
dormentes;
fixações;
lastro;
sublastro;
aparelhos de mudança de via;
dispositivos complementares.

Também é necessário definir características como a bitola e os padrões construtivos compatíveis com o tipo de operação planejada.

No caso de uma reativação, uma das perguntas fundamentais será: o que da via existente pode ser recuperado e o que precisa ser substituído?

16. Estações, terminais, pátios e oficinas

Uma ferrovia não termina nos trilhos.

No transporte de passageiros, podem ser necessárias estações, plataformas, acessibilidade, áreas de circulação, bilhetagem e integração com outros modos de transporte.

No transporte de cargas, podem ser necessários terminais, pátios, áreas de transbordo, instalações industriais e conexão com portos ou centros logísticos.

Também normalmente são necessárias oficinas e instalações destinadas à manutenção dos trens e da infraestrutura.

17. Sinalização e controle da circulação

Os trens precisam operar dentro de um sistema seguro de controle da circulação.

Dependendo do tipo e da escala do empreendimento, podem ser utilizados diferentes sistemas de sinalização, intertravamento e controle.

O projeto precisa considerar:

segurança;
capacidade;
intervalo entre trens;
velocidade;
cruzamentos;
comunicação;
controle operacional.

Em sistemas mais complexos, sinalização e controle representam uma parcela importante da infraestrutura tecnológica do empreendimento.

18. Telecomunicações e energia

Os sistemas ferroviários modernos dependem de redes de comunicação e, em determinados casos, de sistemas de energia específicos.

Podem existir:

fibra óptica;
rádio;
redes de dados;
sistemas de comunicação operacional;
CFTV;
sistemas de informação aos passageiros.

Quando a ferrovia é eletrificada, também são necessários estudos relacionados à alimentação elétrica, subestações, catenária, proteção e retorno de corrente.

19. Modelo operacional

Uma infraestrutura ferroviária precisa ser concebida de acordo com a maneira como será utilizada.

É necessário definir, por exemplo:

tipo de trem;
capacidade;
velocidade;
frequência;
horários;
número de viagens;
cruzamentos;
tempo de viagem;
estações;
terminais;
pátios.

Uma ferrovia para trens metropolitanos possui necessidades muito diferentes de uma ferrovia dedicada ao transporte de minério ou de uma linha regional de passageiros.

Por isso, o projeto da infraestrutura e o modelo de operação precisam ser desenvolvidos de forma calculada e integrada.

20. Estimativa de investimentos

Somente depois de conhecer, ainda que preliminarmente, a solução proposta é possível estimar quanto poderá ser necessário investir.

Podem ser considerados custos relacionados a:

estudos e projetos;
desapropriações;
terraplenagem;
drenagem;
via permanente;
pontes;
viadutos;
túneis;
estações;
sinalização;
telecomunicações;
energia;
material rodante;
oficinas;
sistemas auxiliares.

Em uma fase inicial, esses valores são estimativas, e não um orçamento definitivo.

Quanto mais avançados forem os estudos, maior tende a ser a precisão da estimativa.

21. Custos de operação e manutenção

Construir uma ferrovia é apenas parte da questão: depois da implantação será necessário mantê-la e operá-la.

Devem ser considerados, entre outros:

pessoal;
energia ou combustível;
manutenção da via;
manutenção dos trens;
manutenção das estações;
sinalização;
telecomunicações;
segurança;
administração.

Esses custos são importantes para avaliar a sustentabilidade do empreendimento ao longo do tempo. Por isso que muitos projetos são elaborados, mas não implementados: se não houver sustentabilidade e manutenção da operação, se não houver retorno financeiro e apenas custos e prejuízo, o projeto não durará muito tempo.

22. Análise econômica

Uma ferrovia, por outro lado, pode gerar benefícios que não aparecem diretamente na receita da operação.

A análise econômica pode considerar:

redução do tempo de viagem;
redução de congestionamentos;
redução de acidentes;
redução de emissões;
desenvolvimento regional;
valorização da acessibilidade;
benefícios ao turismo;
redução de custos logísticos.

Assim, é possível analisar não apenas quanto o empreendimento arrecadará, mas também quais benefícios poderá proporcionar à sociedade.

23. Análise financeira

A análise financeira responde a outra pergunta:

Como o empreendimento será financiado e poderá se sustentar financeiramente?

Podem ser analisados diferentes modelos:

investimento público;
concessão;
parceria público-privada;
financiamento bancário;
bancos de desenvolvimento;
combinação de fontes de recursos.

Também são avaliados receitas, despesas, investimentos, fluxo de caixa e riscos.

24. Licenciamento e autorizações

Antes da implantação, o empreendimento poderá estar sujeito a diferentes licenças, autorizações e procedimentos administrativos.

A necessidade e o conteúdo desses processos dependem das características do projeto e da legislação aplicável.

Essa etapa deve ser considerada desde o planejamento inicial, pois condicionantes ambientais, patrimoniais, fundiárias e regulatórias podem modificar o projeto.

25. Planejamento da implantação

Depois que a solução é definida, é necessário determinar como a ferrovia será construída.

Podem ser estabelecidas diferentes fases:

Fase 1: preparação e licenciamento
Fase 2: recuperação ou implantação inicial
Fase 3: infraestrutura principal
Fase 4: sistemas ferroviários
Fase 5: estações e terminais
Fase 6: testes e comissionamento
Fase 7: início da operação.

A divisão em etapas pode permitir que um empreendimento de grande porte seja implantado progressivamente.

26. Gestão de riscos

Todo empreendimento ferroviário possui riscos.

Eles podem ser:

técnicos;
ambientais;
financeiros;
fundiários;
jurídicos;
operacionais;
climáticos;
logísticos.

Uma boa proposta não deve esconder esses riscos. Deve identificá-los, avaliar sua importância e indicar possíveis formas de mitigação.

Isso ajuda os responsáveis pelo empreendimento a tomar decisões mais realistas.

27. Projeto executivo e construção

Somente depois das etapas anteriores é possível chegar ao projeto executivo propriamente dito.

É nessa fase que as soluções de engenharia são detalhadas para permitir a execução da obra.

São produzidos desenhos, especificações, memoriais, quantitativos, detalhes construtivos e demais documentos necessários.

É importante distinguir essa etapa de uma proposta preliminar: um estudo conceitual pode indicar que uma ferrovia parece tecnicamente possível, mas não possui o nível de detalhamento necessário para construir a ferrovia.

28. Testes, comissionamento e início da operação

A conclusão física da obra também não significa que a ferrovia possa imediatamente iniciar sua operação comercial.

São necessários testes dos sistemas, inspeções, treinamento das equipes, verificações de segurança e procedimentos de comissionamento.

Somente depois de cumpridos os requisitos aplicáveis é que a operação poderá ser iniciada.

Afinal, quanto tempo e quanto dinheiro são necessários?

Não existe uma resposta única.

Uma pequena recuperação de um trecho ferroviário existente pode apresentar características completamente diferentes das de uma ferrovia nova atravessando centenas de quilômetros.

O custo depende, entre outros fatores, de:

extensão;
topografia;
condições do terreno;
quantidade de obras especiais;
padrão da via;
número de estações;
sistemas de sinalização;
eletrificação;
material rodante;
desapropriações;
condições ambientais;
modelo operacional.

Da mesma forma, o prazo depende do nível de complexidade, dos estudos necessários, do licenciamento, das desapropriações, da disponibilidade de recursos e da própria capacidade de execução.

Por isso, apresentar simplesmente um valor por quilômetro pode ser útil para uma estimativa inicial, mas não substitui um orçamento elaborado a partir das características específicas do empreendimento.

E no caso de uma ferrovia abandonada?

A reativação pode parecer, à primeira vista, mais simples e barata do que construir uma ferrovia completamente nova.

Nem sempre é assim.

Uma antiga ferrovia pode possuir uma vantagem importante: a existência de uma faixa de domínio e de um corredor ferroviário historicamente definido.

Por outro lado, podem existir problemas como:

trilhos removidos;
pontes deterioradas;
aterros comprometidos;
ocupações irregulares;
alterações no território;
cruzamentos com novas rodovias;
crescimento urbano;
perda da faixa de domínio;
estruturas sem condições de reutilização.

Assim, a primeira pergunta em uma proposta de reativação não deveria ser simplesmente “quanto custa recuperar os trilhos?”, mas:

Qual infraestrutura ainda existe, em que condições se encontra e quanto dela pode efetivamente ser aproveitado?

Uma proposta preliminar pode fazer tudo isso?

Não.

E essa distinção é fundamental.

Uma proposta preliminar pode organizar informações, identificar necessidades, comparar alternativas, realizar estimativas iniciais e demonstrar por que determinado empreendimento merece ser estudado com maior profundidade.

Ela não substitui os estudos de engenharia, ambientais, econômicos, jurídicos e operacionais necessários às etapas posteriores, nem substitui a responsabilidade técnica dos profissionais legalmente habilitados.

Seu papel é transformar uma ideia em algo mais concreto:

uma hipótese de empreendimento estruturada, documentada e capaz de orientar os próximos passos.

Da ideia ao projeto

O caminho pode ser resumido da seguinte maneira:

Necessidade → levantamento de informações → demanda → alternativas → estudos territoriais → estudos ambientais → engenharia preliminar → modelo operacional → estimativa de investimentos → análise econômica e financeira → riscos → viabilidade → projeto básico → projeto executivo → implantação → testes → operação.

Cada etapa reduz uma parte das incertezas existentes na etapa anterior.

É justamente por isso que projetos ferroviários exigem planejamento cuidadoso. Quanto mais complexa a ferrovia, maior será a quantidade de informações necessárias para tomar decisões responsáveis.

O papel de uma proposta bem estruturada

Uma boa proposta ferroviária não precisa começar com todas as respostas.

Ela precisa, antes de tudo, fazer as perguntas certas.

Deve demonstrar o problema que pretende solucionar, apresentar as alternativas existentes, reunir os dados disponíveis, explicitar suas premissas, identificar as principais dificuldades e indicar quais estudos precisam ser realizados para transformar uma hipótese em um empreendimento efetivamente viável.

É nesse espaço entre a ideia inicial e o projeto de engenharia que os estudos preliminares assumem um papel fundamental.

Uma proposta bem estruturada não promete que uma ferrovia será construída. Ela demonstra, de maneira transparente e fundamentada, por que aquela possibilidade merece ser estudada, quais condições precisam ser atendidas e qual caminho deve ser percorrido para que a ideia possa, eventualmente, transformar-se em realidade.

Fonte: Manual Trilhos do Rio de elaboração de Propostas Ferroviárias — elaboração própria, com base em conceitos e procedimentos aplicáveis ao planejamento, estudos e desenvolvimento de empreendimentos ferroviários.