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Locomotivas
As primeiras idéias para utilização do vapor para movimentação de veículos datam do século XVII, sendo construído por Richard Trevithick no País de Gales somente em 1804 um carro a vapor sobre trilhos. Em 1814 o inglês Geoge Stephenson apresentou a locomotiva “Blucher”, e em 1825 fundou com outros sócios a firma Robert Stephenson & Co., primeira fábrica de locomotivas do mundo.
Desta fábrica sairam a locomotiva “Locomotion” para a Stockton & Darlington Railway, primeira ferrovia pública do mundo, e a famosa “Rocket”, vencedora do concurso de de Rainhill para a Liverpool & Manchester Railway em 1829, que pelas suas características se firmaria como o ponto de partida das futuras locomotivas a vapor.
Daí em diante vários países seguiram o exemplo construindo ferrovias, incluisive o Brasil, que inaugurou por iniciativa do empresário Irineu Evangelista de Souza em 30 de abril de 1854 a Imperial Companhia de Navegação a Vapor - Estrada de Ferro de Petrópolis, mais conhecida como Estrada de Ferro Mauá, sendo utilizada para tracionar o trem inaugural a locomotiva 2-2-2T número 1, fabricada por William Fairbain & Sons na Inglaterra. A locomotiva ganhou o nome “Baroneza”, em homenagem à esposa de Irineu Evangelista de Souza, que nesta ocasião recebeu o título de Barão de Mauá, e atualmente está preservada como a peça mais importante do Museu do Trem, no Rio de Janeiro.
Locomotivas a vapor
As locomotivas a vapor utilizam o vapor sob pressão para acionar os êmbolos que transmitem o movimento por puxavantes e braçagens às rodas. A energia para produção do vapor na caldeira vem da fornalha localizada mais atrás, queimando combustível - carvão, lenha ou óleo - que fica armazenado no tender, junto com a água para reabastecimento constante da caldeira.
A caldeira é basicamente um tanque de aço resistente a altas pressões cheio d’água e com tubos interligando a fornalha à caixa de fumaça na parte da frente, por onde passa a chama para o aquecimento e produção do vapor.
Na parte superior um conjunto de válvulas colhe o vapor e o distribui para os cilindros onde vai acionar os êmbolos, escapando depois por um tubo Venturi dentro da caixa de fumaça para a chaminé e com isto aumentando a tiragem para manter intensa a chama na fornalha. Sendo a locomotiva equipada com superaquecedor o vapor, ao sair da caldeira, passa por uma serpentina de tubos em contato com a chama para aumentar sua temperatura e pressão, melhorando o rendimento.
Esquema de uma típica locomotiva a vapor:
De acordo com o arranjo das rodas guias, motrizes e portantes, as locomotivas têm uma classificação, sendo mais comum a Whyte, adotada na Inglaterra, os EUA e também no Brasil.
Esquema das principais rodagens de locomotiva a vapor
Nos EUA e na Europa outros tipos de locomotivas a vapor foram também desenvolvidos, com a utilização de turbinas para acionamento das rodas via engrenagens ou geradores e motores elétricos, mas acabaram sendo abandonados devido à complexidade e altos custos, principalmente depois do desenvolvimento das modernas locomotivas diesel.
Locomotivas elétricas
Durante a realização da Exposição Industrial de Berlim, em 1879, uma locomotiva elétrica circulou pela primeira vez, apresentada pelo engenheiro alemão Werner Von Siemens. Rapidamente vários países europeus adotaram a novidade eletrificando suas ferrovias.
No Brasil a tração elétrica foi empregada pela primeira pela Companhia Ferro Carril do Jardim Botânico, no Rio de Janeiro em 1892, e pela E. F. do Corcovado em 1910. Em 1922 iniciou-se a eletrificação da Companhia Paulista de Estradas de Ferro, e em 1937 da Central do Brasil, nas linhas de subúrbios no Rio de Janeiro.
Embora estendida a várias ferrovias brasileiras, a tração elétrica foi aos poucos sendo desativada devido à obsolescência dos equipamentos existentes e aos altos custos de manutenção dos equipamentos fixos, ficando restrita atualmente aos sistemas de transporte metropolitano nas principais capitais. A única linha de carga atualmente em operação é a cremalheira da MRS entre Piassaguera e Paranapiacaba, na serra do Mar em São Paulo.
Locomotivas elétricas de cremalheira Hitachi, da MRS
De uma forma geral as locomotivas elétricas captam a energia da rede aérea por um pantógrafo, ou do terceiro trilho por uma sapata lateral, e através de equipamentos de controle alimenta os motores de tração localizados nos truques. O mesmo princípio se aplica aos trens unidade de passageiros utilizados nos sistemas de transporte metropolitano.
No Brasil a maioria dos sistemas de eletrificação com rede aérea opera com corrente contínua a 3.000 V, e com terceiro trilho com corrente contínua a 750 V. Na E. F. do Corcovado a corrente é alternada trifásica, a 750 V.
Locomotivas diesel-elétricas
Embora inventados desde o final do século XIX respectivamente por Nikolaus A. Otto e Rudolph Diesel os motores a gasolina e diesel de início não tiveram aplicação comercial na tração ferroviária, devido principalmente ao tamanho e peso excessivos e também pela dificuldade de transmissão do movimento e do torque às rodas.
Somente em 1925 foi apresentada pela General Electric associada à Ingersoll-Rand uma locomotiva diesel-elétrica de manobras, fabricada para a Central of New Jersey Railroad. A partir daí a tração diesel-elétrica se tornou um sucesso, especialmente nas ferrovias de transporte pesado de cargas dos EUA, praticamente eliminando o vapor a partir da década de 1950. No Brasil a primeira ferrovia a ter locomotivas diesel-elétricas foi a Viação Férrea Federal Leste Brasileiro, na Bahia, recebendo 3 locomotivas 1-B-B1 fabricadas pela English Electric em 1938, e a primeira ferrovia a dar início efetivo à dieselisação foi a E. F. Central do Brasil, a partir de 1943.
Nas locomotivas diesel-elétricas o motor diesel aciona um gerador que produz a energia elétrica destinada aos motores de tração localizados nos truques e acoplados às rodas motrizes por engrenagens. Especialmente a partir da década de 1970 passou-se a utilizar o alternador, produzindo corrente alternada a ser retificada e enviada aos motores de tração de corrente contínua, sendo amplamente utilizada no Brasil desde então. Uma tecnologia mais recente é a dos motores de tração a corrente alternada, já comum em diversas ferrovias da América do Norte, mas ainda não utilizada no Brasil.
Esquema de uma típica locomotiva diesel-elétrica
Paralelamente foi sendo desenvolvida na Europa, especialmente na Alemanha, a tração diesel-hidráulica, onde o motor diesel aciona um conversor de torque hidráulico acoplado aos eixos de dada truque. Principalmente entre as décadas de 1950 e 70 tivemos no Brasil vários exemplos de utilização deste tipo de locomotiva, estando atualmente limitado a algumas unidades de manobras em indústrias.
De acordo com o arranjo das rodas nos truques as locomotivas têm uma classificação, atribuindo-se letra às rodas motrizes e número às rodas livres sem tração. Esta classificação também se aplica às locomotivas elétricas.
Esquema das principais rodagens de locomotivas diesel-elétricas
As fotos seguintes apresentam alguns dos principais modelos de locomotivas diesel-elétricas em operação em várias ferrovias do Brasil.
Locomotiva GM modelo G12 da Ferropar, com rodagem B-B
Locomotiva GM modelo G12 da FTC, com rodagem B-B
Locomotiva Macosa modelo G22U da ALL, com rodagem B-B
Locomotiva GE modelo U20C da Ferroban, com rodagem C-C
Locomotiva GE modelo C30-7 da ALL, com rodagem C-C
Locomotiva GE modelo C30-7A da Ferronorte, com rodagem C-C
Locomotiva Macosa modelo GT26CU-2 da FCA, com rodagem C-C
Locomotiva GM modelo SD40-3MP da MRS, com rodagem C-C
Locomotiva GE modelo C44-9WM (Dash9) da EFC, com rodagem C-C
Locomotiva GE modelo C44-9WM (Dash9) da Ferronorte, com rodagem C-C
Locomotiva GM modelo DDM45 da EFVM, com rodagem D-D
Locomotiva GE modelo BB36-7 da EFVM, com rodagem B+B-B+B
Vagões
A norma brasileira de classificação de vagões (NBR 11691) estabelece que a classificação de vagões seja feita através de três letras e sete números, como mostrado abaixo:
No bloco I, a primeira letra identifica o tipo de vagão, e a segundo seu subtipo. São essas duas letras que orientam a classificação geral de vagões abaixo mostrada. A terceira letra, encontrável apenas nas figuras aqui disponibilizadas, identifica a denominada manga do eixo, que, por seu turno, limita o peso bruto máximo, de cada vagão. Para bitola métrica, as mangas variam de A a G (pesos brutos máximos de 30.0000 a 130.000 kgf, respectivamente); na bitola larga, as mangas variam de P a U (pesos brutos máximos de 47.0000 a 130.000 kgf, respectivamente).
Assim, para o caso antes exemplificado, o significado seria:
- G: vagão tipo gôndola;
- P: com bordas fixas e portas laterais;
- R: de bitola larga, com peso bruto máximo de 80.000 kgf.
A numeração propriamente dita, bloco II do exemplo antes citado, está relacionada ao proprietário do vagão, que, ao tempo de elaboração da norma, subdividia-se em:
- Frota particular: 000001 a 099999;
- CVRD: 100000 a 299999;
- Fepasa: 300000 a 599999;
- RFFSA: 600000 a 999999.
Finalmente, quanto ao dígito verificador, último elemento do exemplo antes citado, seu cálculo obedece à seguinte marcha:
- multiplicação de cada algarismo, da esquerda para a direita, por sete, por seis, por cinco e assim sucessivamente;
- soma das multiplicações;
v divisão do resultado da soma por onze;
- subtração de onze menos o resto da divisão (se houver).
Conhecidos os critérios de classificação, apresentam-se em seguida os tipos de vagões mais usados no Brasil, alguns deles com links para fotos e desenhos técnicos.
Vagões tipo fechado - para granéis sólidos, ensacados, caixarias, cargas unitizadas e transporte de produtos em geral que não podem ser expostos ao tempo:
FR - Convencional, caixa metálica com revestimento
FS - Convencional, caixa metálica sem revestimento
FM - Convencional, caixa de madeira
FE - Com escotilhas e portas plug
FH - Com escotilhas, tremonhas no assoalho e portas plug
FL - Com laterais corrediças (all-door)
FP - Com escotilhas, portas basculantes, fundo em lombo de camelo
FV - Ventilado
FQ - Outros tipos
Vagões tipo gôndola - para granéis sólidos e produtos diversos que podem ser expostos ao tempo:
GD - Para descarga em giradores de vagão
GP - Com bordas fixas e portas laterais
GF - Com bordas fixas e fundo móvel (drop - bottom)
GM - Com bordas fixas e cobertura móvel
GT - Com bordas tombantes
GS - Com semi-bordas tombantes
GH - Com bordas Basculantes ou semi-tombantes com fundo em lombo de camelo
GC - Com bordas tombantes e cobertura móvel
GB - Basculante
GQ - Outros tipos
Vagões tipo hopper - fechados para granéis corrosivos e granéis sólidos que não podem ser expostos ao tempo e abertos para os granéis que podem ser expostos ao tempo:
HF - Fechado convencional
HP - Fechado com proteção anti-corrosiva
HE - Tanque (center-flow) com proteção anti-corrosiva
HT - Tanque (center-flow) convencional
HA - Aberto
HQ - outros tipos
Vagões tipo isotérmico - produtos congelados em geral:
IC - Convencional com bancos de gelo
IF - com unidade frigorífica
IQ - Outros tipos
Vagões tipo plataforma - contêineres, produtos siderúrgicos, grandes volumes, madeira, peças de grandes dimensões:
PM - Convencional com piso de madeira
PE - Convencional com piso metálico
PD - Convencional com dispositivo para contêineres
PC - Para contêineres
PR - Com estrado rebaixado
PG - Para serviço piggyback
PP - Com cabeceira (bulkhead)
PB - Para bobinas
PA - Com dois pavimentos para automóveis
PH - Com abertura telescópica
PQ - Outros tipos de vagão plataforma
Vagões tipo tanque - cimento a granel, derivados de petróleo claros e líquidos não corrosivos em geral:
TC - Convencional
TS - Com serpentinas para aquecimento
TP - Para produtos pulverulentos
TF (Zona de Transferência) - Para fertilizantes
TA - para ácidos e líquidos corrosivos
TG - para gás liqüefeito de petróleo
TQ - Outros tipos
Vagões especiais - produtos com características de transporte bem distintas das anteriores:
ST - Torpedo (produtos siderúrgicos de alta temperatura)
SB - Basculante
SP - Plataforma para lingotes, placas de aço, etc.
SG - Gôndolas para sucata, escórias, etc.
SQ - Outros tipos
