Apostila Material Rodante

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1Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
rodrigoalvarengarosa@gmail.com
(27) 9941-3300
Departamento de Eng. Produção
Estradas de Ferro
Material Rodante
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Material Rodante
• Material Rodante é o conjunto de todos os 
equipamentos que se locomovem sobre a via 
permanente
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• É classificado pela sua capacidade de tração
– Material de Transporte, ou sem tração, ou rebocado
- são os carros que transportam os passageiros, e 
os vagões que transportam as cargas
– Material de Tração - são as locomotivas e os carros 
motores. Usualmente as locomotivas são também 
denominadas de material de tração
Material Rodante
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� O material rodante só se desloca sobre os trilhos a través de 
simples aderência entre as rodas dos veículos e os trilhos
Contato Roda-trilho
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Modal Ferroviário
Contato Roda-Trilho
Friso
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Contato Roda-Trilho
Friso da roda
Passeio da roda
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Roda de Aço Fundido
Roda
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• Friso ( Fe) - 2,93 cm, e altura Fh -
2,54 cm.
• A roda é cônica, ângulo de 1:20
• Uma folga B - de 1,0 cm a 2,0 cm
• Diâmetro da roda ( Rd) varia de 84,0 
cm a 96,5 cm
• Espessura da roda ( Re) 14,0 cm
• A folga B provoca o balanço dos 
trens quando o mesmo está em 
viagem, sendo esse balanço 
gerado pelos movimentos de 
“subida” e “descida” das rodas 
sobre os trilhos
Roda
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• A roda dos veículos ferroviários são solidárias ao eixo 
que as une
– Não há movimento relativo entre o eixo e a 
roda
• As rodas são sempre paralelas entre si
• Cada eixo com um par de rodas paralelas é 
denominado RODEIRO
Rodeiro
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Rodeiro de Vagão
Rolamento de Cartucho
Eixo
Roda
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Rolamento de Cartucho
Rolamento
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“Deseixar a roda”
“Eixar” a roda
Eixamento
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Motor de Tração
Coroa
Rodeiro de Locomotiva (Completo)
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• Os rodeiros são montados em estrutura rígidas de no 
mínimo dois rodeiros
• Este conjunto de no mínimo dois rodeiros forma o 
TRUQUE
• No Brasil, a maior parte dos vagões possui dois 
rodeiros por truque
• As locomotivas podem possuir 2, 3 e 4 rodeiros por 
truque
Truque
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Truque
Vagão
2 Rodeiros
Truque de Vagão
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Truque
Locomotiva
Rodeiro
Truque de Locomotiva
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Truque
Locomotiva
3 Rodeiros
Truque de Locomotiva
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• Nas curvas ocorre o efeito de escorregamento da rod a em 
relação ao trilho em função do truque ser uma estru tura 
rígida
– A roda descreve uma trajetória maior, trilho extern o, do 
que a outra, trilho interno
– Quanto maior o raio, menor o efeito de escorregamen to
Truques
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• O vagão é o veículo destinado ao transporte de carg as
– Não possui capacidade motriz, necessita ser rebocad o
– Para transporte de passageiros são chamados de carr os
• O vagão é composto de duas partes principais
– Truques - rodeiros/rodas
– Caixa – onde vai a carga
Vagão
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Truque de Vagão
Truque
Vagão
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Triangulo 
de Freio
(2 - frente 
e ré)
Prato Pião
Travessa
do Truque
Molas 
(2 lados)
Alavanca da 
timoneira
“Ampara 
Balanço”
(2 lados)
Barra de 
Compressão
Truque de Vagão
Lateral do 
truque
22Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Pino de Encaixe no
Prato Pião
Base de apoio 
do Prato Pião
Truque de Vagão
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• Cada truque possui no mínimo dois rodeiros, cada ro deiro 
duas rodas (exceção ao vagão de contêiner da EFVM)
– Já está sendo usado pela ALL truque de três rodeiro s
• As quatro rodas do truque estão sempre paralelas e fixas 
ao truque
• Cada vagão é formado de dois truques
• Dificulta a entrada do vagão nas curvas
Truque de Vagão
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• A caixa é confeccionada de diversos materiais. Os 
mais comuns são:
– Aço;
– Alumínio;
– Aço Inox;
– Outros.
Caixa de Vagão
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Truque
Vagão
Caixa
Vagão
Caixa de Vagão
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Pino de Encaixe no
Prato Pião
Base de apoio 
do Prato Pião
Caixa de Vagão
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• Vagões Abertos
– Gôndola: granéis sólidos sem necessidade de proteçã o 
contra intempéries
– Plataforma: contêineres, semi-reboques rodoviários, 
bobinas de aço, peças e equipamentos volumosos, etc .
– Hopper: granéis sólidos
• Vagões Fechados
– Fechado: carga geral, protegida contra intempéries;
– Tanque: granéis líquidos e pulverulentos
– Hopper: granéis sólidos, com necessidade de proteçã o 
contra intempéries
• Vagões Isotérmico
Caixa de Vagão
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Caixa de Vagão
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• Numeração dos vagões no Brasil
– A codificação é alfanumérica e feita em quatro 
grupos, sendo que somente os grupos A, B e C são 
pintados na caixa do vagão.
Caixa de Vagão
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• O grupo A apresenta 3 letras que representam: 
• Tipo do vagão: F–Fechado; G – Gôndola; H –
Hopper; P – Plataforma; T – Tanque
• Subtipo do vagão
• Manga do vagão, que define a bitola e o peso 
máximo do vagão: de A a G, bitola métrica; de P 
a U, bitola larga 
Caixa de Vagão
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• F – Fechados - 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:
– 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
Caixa de Vagão
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Caixa de Vagão
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Caixa de Vagão
34Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
• G – Gôndola - para granéis sólidos e produtos diverso s 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
Caixa de Vagão
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Caixa de Vagão
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Caixa de Vagão
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• Hopper - fechados para granéis corrosivos e granéis 
sólidos que não podem ser expostos ao tempo e abert os 
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-corrosiv a
– HT - Tanque (center-flow) convencional
– HA - Aberto 
– HQ - outros tipos
Caixa de Vagão
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Caixa de Vagão
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Caixa de Vagão
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Caixa de Vagão
43Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga RosaTrês rodeiros por tuque
Caixa de Vagão
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• Plataforma - contêineres, produtos siderúrgicos, grandes 
volumes, madeira, peças de grandes dimensões HF -
Fechado convencional 
– 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
Caixa de Vagão
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Caixa de Vagão
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Caixa de Vagão
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Caixa de Vagão
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Caixa de Vagão
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Caixa de Vagão
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• 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 - Para fertilizantes
– TA - para ácidos e líquidos corrosivos
– TG - para gás liqüefeito de petróleo
– TQ - Outros tipos
Caixa de Vagão
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Caixa de Vagão
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Caixa de Vagão
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Caixa de Vagão
54Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
• Vagões tipo isotérmico - produtos congelados em 
geral
– IC - Convencional com bancos de gelo
– IF - com unidade frigorífica
– IQ - Outros tipos
Caixa de Vagão
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• O grupo B é formado por seis números que 
representam:
• Proprietário; Do segundo ao quinto 
número é o número seqüencial do vagão
• Proprietário: Particular: 000001 a 
099999; Cia Vale do Rio Doce: 100000 a 
299999; FEPASA: 300000 a 599999; 
RFFSA: 600000 a 999999
• O grupo C é o dígito de controle para o grupo 
B.
• O grupo D representa o país
Numeração de Vagão
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Tipo:
Gôndola
SubTipo:
Descarga Lateral
Manga:
E – Bitola Métrica
Primeira Posição:
2 - CVRD
Número
Seqüencial
Dígito 
Verificador
Numeração de Vagão
57Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Tipo:
Hoper
SubTipo:
Comporta
Manga:
E – Bitola Métrica
Primeira Posição:
2 - CVRD
Número
Seqüencial
Dígito 
Verificador
Numeração de Vagão
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Modelos de Vagões
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• Material de tração – São todos os veículos que 
possuem capacidade de se locomover na via 
por si próprio
– Locomotivas; Carros de serviço; Máquinas de 
Via, Outros
Material de Tração
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• Por uso
– Locomotivas de Viagem – fazem a circulação 
ao longo da ferrovia, geralmente na linha 
principal e pátios (normalmente são as 
locomotivas mais novas e potentes)
– Locomotivas de Manobra – operam dentro 
dos terminais de carga, fazendo manobras e 
formando trens para viagem (geralmente 
são locomotivas menores e mais velhas)
Locomotivas
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• Por geração de potência
– Diesel (Elétrica, Mecânica, Hidráulica)
– Elétrica
– Vapor
– Levitação Magnética
Classificação de Locomotivas
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• As locomotivas diesel-elétricas são as mais 
comuns no transporte de carga no Brasil 
(praticamente 100% das que operam no Brasil)
• Podem ser de corrente continua ou corrente 
alternadaLocomotiva Diesel Elétrica
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• É equipada com dois tipos de motores
– Um motor diesel (alimenta o gerador que gera 
energia para os motores de tração)
– Vários motores elétricos (motor de tração)
Locomotiva Diesel Elétrica
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• Classificação dos truques de locomotivas
Locomotiva
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Pinhão que engrena na 
coroa e é encoberto pela 
caixa de graxa
Parte lateral do motor de 
tração que é fixada no mancal 
de rolamento (Tubo U)
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Eixo sem o mancal de 
deslizamento
Coroa
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Mancal de Rolamento
2 meias canas (bi partido)
Tubo U
Parafusos de fixação das 2 
meia canas (3)
Coroa (fixada sob prensa 
como a roda)
Ponta eixo onde 
vai encaixar o 
mancal rolamento
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Caixa de 
graxa
Que encobre 
o pinhão e a 
coroa
Motor tração 
elétrico
Rolamento
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70Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Dash 9 (BB40WM)
4000HP
GE G12
1250HP
Locomotiva Diesel Elétrica
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GM DDM45
3600HP
GE BB36-7
3600HP 
Locomotiva Diesel Elétrica
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GE C44-9WM
4400HP
GE C44-9WM
4400HP 
Locomotiva Diesel Elétrica
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GM SD40-3MP
3100HP
Macosa GT26CU-2
2600HP 
Locomotiva Diesel Elétrica
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GE C30-7A
3000HP
GE U20C
2000HP
Locomotiva Diesel Elétrica
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Locomotiva Diesel Elétrica
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• Locomotivas slug têm apenas o motor elétrico 
de tração das rodas
– Não possui o motor diesel que alimenta o 
gerador que produz energia para os motores 
elétricos
– Circula acoplada a outra locomotiva e o 
excesso de energia gerado por esta outra 
locomotiva e transferido para a slug
– Para compensar a falta do peso do motor 
diesel, coloca-se concreto ou pedaços de aço 
para dar peso e consequentemente melhorar 
a aderência
Locomotiva Slug
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• Locomotivas elétricas
– Não produzem sua própria energia
– Dependem de uma rede de distribuição de energia
– No Brasil é usada mais para passageiros
Locomotiva Elétrica
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Dinâmica Ferroviária (Simplificada)
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• Dinâmica Ferroviária
• Para aumentar o coeficiente de aderência 
– Lançar areia entre os trilhos e a roda
– Aumentar o peso da locomotiva – pode ser 
que a VP não suporte este peso extra, 
inclusive as obras de arte
– Aumentar o numero de rodas motrizes das 
locomotivas – pode aumentar demais o 
comprimento da locomotiva, dificultando a 
realização de curvas
Dinâmica Ferroviária (Simplificada)
80Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
• Composição Ferroviária
– Conjunto de material rodante composto por 
pelo menos uma locomotiva e pelo menos 
um vagão ou carro
• Têm duas extremidades:
– Frente ou Testa - é a ponta da composição 
que está no sentido de deslocamento da 
composição
– Cauda - é a parte contrária à frente, a parte 
de trás
Composição Ferroviária
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Composição Ferroviária
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Composição Ferroviária
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Composição Ferroviária
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• Configurações mais usuais de composição ferroviária:
– Uma, ou até cinco, locomotiva na frente da 
composição (MRS motivo: muito túnel) 
– Uma locomotiva de apoio na cauda (helper, pode ter 
helper na frente, em Carajás)
– Locomotivas distribuídas na composição (Tração 
Distribuída) 
• Geralmente dividida em 2/3 com duas da frente e 
mais duas ou uma com o restante dos 1/3
Composição Ferroviária
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Composição Ferroviária
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• Sincronismo em composição de tração distribuida
– Manual
– Automático (Locotrol, fabricante GE)
Composição Ferroviária
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Composição Ferroviária
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Composição Ferroviária
89Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
• Os freios podem ser
– Freio Dinâmico
• Na locomotiva, nos motores de tração
– Freio a ar
• Na locomotiva – Freio Independente
• Nos vagões – Freio Automático
– Freio Manual
• Nos vagões e locomotivas quando são parados 
e estacionados
Freios
90Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Freio Automático (Vagões)
Freio Independente (Locomotiva)
Freio Dinâmico (Motor Tração)
Freios
91Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Freio Manual (Volante)
Freios
92Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Freio Manual (Alavanca)
Freios
93Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Freio Manual (Volante)
Freios
94Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
• Engates
– Serve para unir, engatar as locomotivas e vagões
– Tipos 
• E – vagões leves
• F – vagões pesados e cargas perigosas
Engates
95Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Tipo E
Engates
96Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Tipo F
Encaixes
Engates
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Engate
Desengate
98Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
� Maquinista;
� Auxiliar de maquinistaEquipagem
99Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Buzina
Areia (Areeiro)
Acelerador (8 pontos)
Chave Reversora (Frente e Ré)
Equipagem
Freio Dinâmico (8 pontos)
Freio Pneumático
Freio Independente
100Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Equipagem