dinâmica entre trens longos com tração distribuisa

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DINÂMICA EM TRENS LONGOS COM TRAÇÃO DISTRIBUÍDA 
 
 
Sérgio Luiz de Oliveira 
Cel. Silveira Lopes 
Carmen Dias Castro 
Instituto Militar de Engenharia - IME 
 
RESUMO 
 
O estudo da dinâmica longitudinal do trem de carga foi elaborado devido à necessidade de implantar 
composições maiores com tração distribuída no corredor do heavy haul. O propósito de estudar trens mais longos 
esta na complexidade na operação por apresentar aumento dos esforços sobre a via permanente e componentes 
dos veículos, os mais solicitados diretamente são os engates e o aparelho de amortecimento. As forças são 
causadas pela grande variação no perfil na via permanente formada por ondulações, rampa em aclive e declive 
acima de 1% de elevação que acarreta na discrepância de velocidades nós veículos ao longo da composição e 
exigem valores de esforços internos muito altos que atuam diretamente nos engates para o trem vencer 
resistência da rampa, gerando forças longitudinais que podem desencadear em um descarrilamento. A partir 
deste trabalho realizado foi possível coletar dados com utilização de simulador de trem, instrumentação de via 
permanente e vagões, com base nessas informações elaborou procedimento padrão de condução do trem para 
minimizar os esforços, outro desafio era reduzir os elevados valores de choques de compressão e tração após 
aplicação de freio de emergência no trem vazio, a solução foi utilizar um equipamento instalado na cauda do 
trem. Obras de artes túneis e cortes no percurso do trem foram avaliadas são barreiras que impactam na 
comunicação de radio entre a locomotiva líder e as remotas distribuídas ao longo da composição 
impossibilitando plena operação do equipamento do sistema de tração distribuída. 
 
 
ABSTRACT 
 
The study of the longitudinal dynamics of the freight train was elaborated due to the need to implant larger 
compositions with distributed traction in the corridor of heavy haul. The purpose of studying longer trains is in 
the complexity of the operation because of the increased effort on the permanent track and components of the 
vehicles, the most sought after are the couplings and the damping apparatus. The forces are caused by the large 
variation in profile in the permanent path formed by ripples, slope ramp and slope above 1% of elevation which 
entails in the discrepancy of velocities nodes along the composition and require values of very high internal 
forces acting directly In the couplings for the train to overcome resistance of the ramp, generating longitudinal 
forces that can trigger in a derailment. From this work it was possible to collect data using train simulator, 
permanent track instrumentation and wagons, based on this information elaborated standard train driving 
procedure to minimize the efforts, another challenge was to reduce the high values of compression shocks And 
traction after applying emergency brake on the empty train, the solution was to use an equipment installed in the 
tail of the train. Works of tunnels and cuts in the trajectory of the train were evaluated are barriers that impact on 
the radio communication between the leading locomotive and the remote distributed throughout the composition 
making it impossible to fully operate the equipment of the distributed traction system. 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Desde o início das privatizações no Brasil, que se intensificou a busca por melhores resultados 
na economia em toda a área de transportes, principalmente no transporte ferroviário. Nas 
ferrovias que movimentam basicamente carga em grandes escalas, o direcionamento é no 
sentido do total aproveitamento da sua capacidade, utilizando vagões de tara reduzida e 
capacidade de carga elevada, e formação de trens mais longos e mais pesados. 
 
Segundo Borba (2001) Como pode ver inúmeras são as vantagens da operação com tração 
distribuída, mas existem riscos muito evidentes se os controles não forem manipulados 
corretamente, ou se houver falha na comunicação entre as locomotivas. Neste caso, as 
consequências podem ser substancialmente mais severas do que num trem regular e esta 
parece ser a causa principal de tão pouca familiaridade com a técnica no Brasil. Além disto, 
implantar exige investimentos substanciais. É preciso considerar não apenas os equipamentos 
de bordo, mas os sistemas auxiliares e toda a logística de sistemas para que não haja solução 
de continuidade na comunicação entre as locomotivas. Os trens extralongos exigem também 
aporte substancial de recursos na ampliação de pátios de manobra e de pátios intermediários 
para cruzamento, condição essencial para efetiva aplicação do sistema. 
 
As ferrovias Canadenses investiram tempo e dinheiro para aperfeiçoar a operação de trens 
longos conforme Figura 1, como parte de seus esforços para melhorar a eficiência de suas 
operações. Enfatiza (Lowenger 2011), nós temos grandes montanhas, longas curvas, 
condições climáticas adversas e condições diferentes, apenas atravessando as Montanhas 
Rochosas. 
 
 
Figura 1: Trem com tração distribuída nas montanhas do Canadá 
Fonte IHHA (2011) 
 
Empresa ferroviária relacionada ao estudo tem em sua operação focada no transporte de 
minério de ferro no corredor do heavy haul com trens vazios e carregados. Os trens 
atualmente são formados com locomotivas AC-44 e 134 vagões GDT/GDU, a composição 
mede em torno de 1500 metros de extensão que o limite máximo no tamanho do trem para 
atendimento aos terminais dos clientes. Os trens vazios são formados conforme a Figura 2, os 
trens carregados são formados pesando entre 17.000 e 17.500 toneladas brutas com uma 
locomotiva na cauda do trem utilizando sistema de tração distribuída conforme a Figura 3. 
 
Figura 2: Formação do trem com 134 vagões vazios 
 
Figura 3: Formação do trem com 134 vagões carregados 
 
O estudo do tema esta relacionado a implantar no corredor do heavy haul operação para os 
trens mais longos com tração distribuída sem que descaracterize a base do modelo formado 
com 134 vagões conforme a Figura 2. O trem vazio passa a ser formado com duas 
composições de 134 vagões conforme a FIGURA 4, o trem carregado passa a ser formado 
com duas composições de 134 vagões, e duas locomotivas na cauda do trem conforme a 
Figura 5, ambos medindo em torno de 3000 metros de extensão o trem carregado com peso 
entre 34.000 e 35.000 toneladas. 
 
Figura 4: Formação do trem com 268 vagões vazios 
 
 
 
Figura 5: Formação do trem com 268 vagões carregados 
 
As formações dos trens terão configuração conforme as Figuras 4 e 5, distribuir as 
locomotivas em mais pontos do trem reduz os esforços, porém implicam no aumento do 
tempo de manobras de formação e desanexação e consequentemente utilização de mais 
recursos, dado que não serão necessárias as locomotivas na cauda do trem carregado em todo 
o percurso, reduzindo os impactos e gerando economia, assim como é de grande importância 
para o negocio manter o atendimento aos clientes, dado as limitações atuais dos tamanhos dos 
terminais de embarque e desembarque de minério. 
 
Para (Spinola 1993) o aumento das composições ferroviárias tem dificultado a circulação 
segura dos trens, por ser mais difícil de controlar os efeitos dinâmicos e as forças internas nos 
veículos, que são produzidos pela condução em perfil de via acidentado, típico nas ferrovias 
brasileiras. Isto tem acarretado problemas operacionais, como por exemplo, alteração na 
distância de parada fraturas de engates e descarrilamentos. 
 
A motivação para o desenvolvimento deste tema está pautada na necessidade de conhecer o 
comportamento dinâmico longitudinal dos novos modelos dos trens com tração distribuída 
que foram apresentados, tornando fundamental para obtenção dos resultados, soluções dos 
problemas permitindo aprimorar todo o processo de implantação especialmente na elaboração 
de procedimento padrão sendo essencial na condução dos trens. O procedimento padrãode 
condução esta relacionado diretamente em controlar e mitigar a discrepância da velocidade 
em que os veículos estão subordinados devido à variação de perfil sob a composição, 
tornando imprescindível para redução das forças longitudinais evitando acidentes e reduzindo 
avarias nos componentes dos veículos. 
 
Objetivo do tema e estudar os obstáculos na aplicação dos trens logos com tração distribuída, 
tratar seus impactos relacionados ao tamanho do trem, elaborar modelo de procedimento 
padrão especifico de condução para mitigar os efeitos dinâmicos na direção longitudinal da 
composição que são forças de compressão, tração e choques internos desenvolvidos durante a 
circulação entre os veículos do trem. 
 
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
Este tópico abordará temas importantes ao desenvolvimento do artigo que são descritos nós 
subitens a seguir. 
 
 
2.1 DEFINIÇÃO DE LOCOMOTIVA 
Locomotiva é um veiculo automotor que utiliza varias formas de energia (vapor, eletricidade, 
diesel, etc.), fornecendo força motriz que é transmitida através da sua estrutura destinada a 
rebocar os vagões de uma composição sobre a via férrea. 
 
2.1.1 ESFORÇO TRATOR 
Força de tração de uma locomotiva é o conjugado do motor na periferia das rodas que 
proporciona o deslocamento da locomotiva e consequentemente a movimentação dos trens 
para manter ou aumentar sua velocidade durante o período que estamos rebocando uma 
composição. Existem cálculos que indicam a força necessária para que as resistências ao 
movimento sejam vencidas. 
 
2.1.2 ADERÊNCIA 
O fator físico fundamental que determina e limita a capacidade de tração é o atrito estático 
antes que haja algum deslocamento é propriedade fundamental para que o movimento ocorra. 
Quanto maior este coeficiente de atrito estático, mais força se pode fazer no eixo para que o 
trem entre em movimento sem que ocorra deslizamento ou patinação de rodas. 
 
2.2 DEFINIÇÃO DE VAGÃO 
É o veículo destinado ao transporte ferroviário exclusivamente de cargas dos mais diversos 
tipos. Os vagões gôndolas de acordo a Figura 6, transportam produtos que não necessitam de 
proteção contra o tempo, atualmente é o mais comum nas ferrovias brasileiras em função da 
grande quantidade de minérios que circulam por nossas linhas, trens longos de exportação são 
formados por gôndolas que tem facilidade de carregamento e na descarga em viradores de 
vagões nos portos. 
 
 
 
Figura 6: Vagão gôndola modelo GDT 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.2.1 ENGATE 
O uso mais frequente dos engates do tipo F é nos longos, pesados e lentos trens tipo unitário, 
onde a estabilidade é fundamental para uma boa operação ferroviária. O engate F através de 
seu travamento lateral (interlocking) não permite o movimento vertical entre as cabeças, 
aumentando a proteção contra desacoplamentos indesejáveis com a consequente paralisação 
dos trens conforme Figura 7. 
. 
 
 
Figura 7: Engate tipo F, modelo usado no vagão GDT 
 
 
2.2.2 APARELHO DE CHOQUE DE TRAÇÃO 
O aparelho de choque de tração (ACT) conforme Figura 8, tem a função básica de absorver a 
energia dos impactos produzidos pelo movimento relativo entre dois vagões. Este dispositivo 
permite reduzir picos de força transmitidos através da estrutura do veículo poupando-a de 
danos. 
 
Figura 8: Visão interna do aparelho de choque de tração 
 
2.3 VIA PERMANENTE 
De acordo com Brina (1979), a via permanente é a superestrutura da ferrovia, sendo 
constituída por subleito, sublastro, lastro, dormente, trilho e acessórios conforme Figura 9. Os 
dormentes e o lastro têm a função de amortecimento, acomodando o sistema sob o efeito das 
forças sofridas no momento da passagem do trem. A via permanente está sujeita ao desgaste 
do contato entre as rodas dos veículos e os trilhos e deve ser trocada assim que for necessário 
de acordo com padrões de segurança e qualidade da ferrovia. 
 
Figura 9: Via permanente é a superestrutura da ferrovia 
 
2.3.1 CURVA E RAMPA 
De acordo com Brina (1979), a existência da curva, no traçado ferroviário, acarreta problemas 
para circulação dos trens, que devem ser estudados, para que a via seja estabelecida de modo 
a proporcionar as melhores condições possíveis de segurança e conforto na circulação. Na 
altimetria, os elementos básicos são curvas e tangentes vistos sob um plano vertical conforme 
Figura 10. As tangentes poderão estar posicionadas em rampas ou em nível. As curvas são os 
elementos de concordância que interligam as tangentes, podendo ser côncavas ou convexas. 
As curvas verticais podem ser materializadas através de várias curvas. As rampas são 
ascendentes ou descendentes de acordo com o sentido de circulação de determinado trem e 
seus valores são expressos em porcentagem que indicam a variação da cota ou posição 
vertical entre dois pontos em relação à distância horizontal entre eles. 
 
 
 
Figura 10: Curvas e tangentes vistos sob um plano vertical 
 
2.3.2 RAMPA COMPENSADA 
A rampa compensada expressa um valor fictício de rampa no qual a resistência imposta à 
circulação do trem é equivalente à soma das resistências impostas pela curva horizontal e pela 
rampa real da linha.Assim, quando se especifica uma rampa máxima de 1% compensada, quer 
dizer que em um segmento da ferrovia em tangente em planta o valor real da rampa será de 
1%. Já em segmentos da ferrovia em curva em planta a rampa real será maior que o 1% 
especificado, de modo a compensar o fator restritivo adicional da curva. Resistência da rampa 
é devido à inclinação da via o valor é informado em %. Uma Inclinação de +1% Indica que a 
elevação aumenta 1metro a cada 100 metros na via. 
 
2.4 FATORES QUE AFETAM AS FORÇAS LONGITUDINAIS 
Os esforços nos engates estão associados com efeitos causados pelo número de veículos do 
trem. O problema mais frequente causado pelas forças longitudinais excessivas é a quebra de 
engates. Dois efeitos importantes devem ser mencionados, vertical e lateral. Devido ao fato do 
centro de gravidade do veículo estar acima da linha de centro dos acoplamentos, o 
desenvolvimento de choques internos pode produzir um binário de forças de tal forma a 
aliviar a carga vertical de um dos truques aumentando o risco de descarrilamento. 
 
➢ Quantidade de locomotivas e vagões no trem; 
➢ Tamanho do trem, 
➢ Posição e distribuição do peso relativo dos vagões; 
➢ Características do sistema de freio utilizado; 
➢ Tipo do aparelho de choque e tração instalados nos vagões; 
➢ Inclinações verticais, curvaturas ou irregularidades da via férrea na qual o trem 
circula; 
➢ Velocidade de operação do trem e a forma de manipulação do acelerador e do freio. 
 
2.5 TREM COM TRAÇÃO CONVENCIONAL 
Quando o trem se move em curvas acentuadas podem ocorrer componentes de esforço 
longitudinal na direção lateral suficiente para deslocar o veículo de sua trajetória sobre a via 
férrea conforme Figura 11. Um trem com tração convencional as locomotivas estão 
posicionadas na frente do trem, todo o esforço de tração necessário para movimentar os 
veículos em geral está concentrados no início do trem considerando que todos os engates se 
encontram tencionados, o trem com tração convencional tende a sair da curva interna, 
formando por efeito corda uma linha reta que só não se observa devido à resistência interposta 
pela fila interna de trilhos de encontro a cada um dos eixos. 
 
 
 
Figura 11: Trem passando em trecho de curva 
Fonte Internet 
 
Em ferrovias de traçado sinuoso, a formação de trens mais longos fazendo uso da tração 
convencional, composta por locomotivas de grande potência colocadas na dianteira do trem, 
intensifica os esforços que se opõem ao movimento e amplifica as solicitações da estrutura da 
composição e da própria estrutura da via. Como consequência, são geradas dificuldades na 
condução dos trens, que acentuam os desgastes de componentes e as possibilidades de 
descarrilamentos e avarias.Esforço trator elevado na cabeceira do trem desencadeou acidente 
com tombamento de vários vagões em uma curva conforme Figura 12. 
 
 
 
Figura 12: Acidente com trem tombamento em curva 
Fonte Internet 
 
Trem com tração convencional a concentração maior das forças estão nós primeiros vagões. O 
sistema do freio pneumático quando é solicitado o sinal da aplicação inicia do primeiro 
veiculo e leva um tempo para percorrer a tubulação até chegar ao ultimo veiculo conforme 
Figura 13, a energia cinética total a ser dissipada até a parada do trem é dividida entre os 
vários veículos que compõem o trem. Entretanto durante o transitório de crescimento da força 
de frenagem em cada veículo, cria-se um estado de forças de frenagem diferenciado entre os 
vagões. 
 
Figura 13: Representação dos esforços na frente do trem 
Fonte autor 
 
Devido às folgas existentes nos engates que interliga cada de vagão no trem como um todo 
pode estar trafegando pela via férrea na condição comprimido, esticado ou (slacks). Os 
engates estão sujeitos a esforços e choques de compressão conforme Figura 14, e choques de 
tração conforme Figura 15. Dependendo da formação do trem (tipo, peso e posição dos 
veículos) e da topografia da via férrea (variação da inclinação, curvatura, etc.) uma parte do 
trem pode estar comprimida enquanto outra estará distendida, configurando o modo (slacks), 
neste caso há possibilidade de ondas de choque produzir forças longitudinais elevadas. 
 
 
 
Figura 14: Choque de Compressão 
 
Figura 15: Choque de Tração 
 
 
2.5.1 TREM COM TRAÇÃO DISTRIBUÍDA 
Tração Distribuída proporciona o controle remoto automático e independente de conjuntos de 
locomotivas localizados em um trem, a partir de uma locomotiva controladora na posição de 
líder. O sistema possibilita controle das unidades remotas (traseiras) por meio de sinais de 
comando transmitidos através de comunicação de rádio operando com até quatro locomotivas 
remotas. Este sistema tem como principal objetivo distribuir de maneira mais eficiente os 
esforços de tração e de frenagem, permitindo a operação com trens maiores e mais pesados 
com mais segurança dos trens operados com tração distribuída os esforços que são solicitados 
tanto equipamento quanto via são drasticamente reduzido com a distribuição de potência, 
havendo com isso maior suavidade de marcha, menor risco de descarrilamentos, menor 
desgaste de componentes, menores custos de manutenção e consumo energético. A distância 
necessária para frenagem é mais curta, o tempo de recobrimento menor, propiciando ganho 
adicional em capacidade entre outras vantagens de acordo com a Figura 16. 
 
 
 
2.5.2 PONTOS POSITIVOS PARA TRENS COM TRAÇÃO DISTRIBUÍDAS 
Em curvas 
➢ Maior eficiência na utilização da potência; 
➢ Redução de desgaste roda/trilho; 
➢ Ganho de velocidade. 
 
Em rampas 
➢ Tração é aplicada somente onde se faz necessária; 
➢ Maior eficiência da frenagem dinâmica; 
➢ Redução de quebra do trem; 
➢ Controle independente das remotas produz economia de combustível por utilizar a 
potência somente quando se faz necessário. 
 
 
Figura 16: Arquitetura do sistema de tração distribuída 
Fonte autor 
 
2.5.3 MANOBRA 
A possibilidade de separar mais rápido do trem produz um ganho de tempo relativo as 
manobras que se fariam necessárias no trem com tração convencional, o que aumenta a 
eficiência e a produtividade de acordo com a Figura17. 
 
Figura 16: Manobra de separação dos trens 
Fonte autor 
 
 
2.5.4 PONTOS NEGATIVOS PARA TRENS COM TRAÇÃO DISTRIBUÍDOS 
Basicamente o sistema de tração distribuída utiliza dois caminhos de comunicação, um via 
rádio outro pneumático pela tubulação do encanamento geral entre as locomotivas na posição 
de líder e remota. Quando o trem entre em região de sombra do rádio as locomotivas tem sua 
comunicação interrompida ocorre todo um atraso das informações em função desta condição 
isso implica na operação do sistema principalmente na aplicação dos freios que ao invés de 
propagar via rádio, partirá do comando do trem propagando somente pela linha do 
encanamento geral nesta condição caso seja necessário aplicação dos freios pneumáticos 
haverá um retardamento na atuação do sistema de freio, isto traz efeitos nocivos no 
comportamento dos vagões que pode desenvolver choques internos elevados podendo 
ocasionar degradação dos componentes dos engates é até mesmo descarrilamento. 
Perda de comunicação de rádio entre líder e remota de acordo com a Figura 17, esta 
relacionado por algumas condições que pode ocorrer durante a circulação do trem seja por 
falha na arquitetura do sistema de comunicação do radio, zonas de sombra e distância entre 
locomotivas. Para mitigar os efeitos em regiões considerado como zona de sombra existem 
equipamentos adicionais do sistema de tração distribuída que encarecem a implementação do 
projeto que são as repetidoras de comunicação dos rádios, geralmente são aplicadas em túneis 
para manter a comunicação de rádio entre as locomotivas do trem. 
 
Figura17: Tração distribuída com e sem comunicação. 
3. METODOLOGIA 
 
3.1 SIMULAÇÃO 
Os primeiros estudos realizados para aumento do trem formado com 268 vagões para circular 
na malha ocorreu ambiente controlado sendo utilizado o simulador de trem dinâmico TDS-
5000 de acordo Figura 18, ferramenta capaz de reproduzir as forças longitudinais demandadas 
na circulação do trem e gerar relatórios que serão analisados dentro dos valores conforme 
Tabela 1. Com base nas simulações foi elaboração do padrão de condução de ambos os 
modelos, analise dos resultados apontaram valores dos esforços que possibilitou inicio os 
testes de campo, avaliar os impactos nas operações e nos ativos, caso seja necessário ajustar 
adaptando o procedimento. 
 
 
 
Figura18: Tela do Simulador de Condução de Trem. 
 
 
Tabela 1: Valores máximos de Forças em Toneladas nos Vagões 
 
 
 
3.2 CENARIO DE SIMULAÇÃO DO TREM VAZIO 
 
➢ Circulação direta entre origem e destino; 
➢ Aplicação do freio de emergência do trem; 
➢ Aplicação do freio de emergência do trem com falha de comunicação entre a 
locomotiva líder e remota; 
➢ Solução de instalação do dispositivo de cauda EOT no trem para redução dos choques 
após aplicação de emergência. 
 
3.3 CENARIO DE SIMULAÇÃO DO TREM CARREGADO 
 
➢ Circulação direta entre origem e destino; 
➢ Circulação com perda de comunicação de rádio do Locotrol; 
➢ Aplicação do freio de emergência do trem; 
➢ Aplicação do freio de emergência do trem com falha de comunicação entre a 
locomotiva líder e remota. 
 
3.4 SIMULAÇÃO COM PERDA DE COMUNICAÇÃO DO LOCOTROL 
Simulação com perda de comunicação de rádio entre as locomotivas apontou resultados para 
o caso de aplicação de emergência devida ou indevida choques de compressão elevados com 
níveis altíssimos para vagão com peso de 19 toneladas de tara, conforme a Figura 18. 
 
 
Figura 18 Gráfico representa os maiores choques de compressão 
 
3.5 SIMULAÇÃO DE EMERGÊNCIA TREM VAZIO 
Resultados da simulação, portanto a instalação do EOT na cauda do trem vazio contribuiu 
com a redução dos choques consideradamente comparada aos outros modelos simulados de 
acordo com a Figura 19. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 18 Gráfico representa os maiores choques de compressão 
 
3.6 TESTE DE CAMPO TREM VAZIO 
Foi dado o inicio dos testes de campo para avaliação de desempenho do trem formado por 
duas tabelas de minério de ferro exportação vazias circulando com tração distribuída. O 
objetivo destes testes é analisar a viabilidade em se operar o trem com 268 vagões vazios e 
quatro locomotivas de forma segura, observando os pontos críticos para a comunicação entre 
os equipamentos (Locotrol e EOT End Of Train), a funcionalidade e eficácia do EOT durante 
aplicação dos freios de emergência, assim como os esforços nos engates. 
 
 
➢ Circulação direta entre origem e destino; 
➢ Vagões instrumentados;➢ Aplicação do freio de emergência do trem com EOT, antes de realizar o teste, foi 
levantado um ponto de fácil acesso para o caso ocorresse um descarrilamento e 
onde as locomotivas do meio da composição estivessem em tangente. 
3.7 TESTE DO TREM CARREGADO 
 
➢ Circulação direta entre origem e destino; 
➢ Vagões instrumentados. 
 
3.8 INSTRUMENTAÇÃO DE VAGÕES 
Com base nas informações do simulador apontando os valores dos esforços mais elevados na 
composição podemos definimos os vagões que receberam instrumentos de monitoramento das 
forças, com esta condição foi possível mapear e comparar os dados de simulação com teste 
real, a posição de instalação seguiram sequencia na composição de acordo a Figura 19 tanto 
para a formação do trem vazio quanto o trem carregado. 
 
Figura 19 Posição dos vagões instrumentados 
Vagão instrumentado com os seguintes equipamentos de monitoramento de acordo a Figura 
20: 
 
1- GPS; 
2- Sensor de velocidade; 
3- Na haste de ligação entre os vagões; 
4- Travessa lateral direta do truque; 
5- Travessa lateral esquerda do truque; 
 
Figura 20 Vagão instrumentado 
 
3.9 EOT-END OF TRAIN 
EOT de acordo a Figura 21, esse dispositivo telemétrico de pressão da cauda foi utilizado no 
trem vazio com a função de atenuar as forças internas no trem após aplicação dos freios de 
emergência, tem as seguintes funções básicas: 
 
1. Indicar a pressão do encanamento geral na cauda do trem; 
2. Realizar teste de gradiente, vazamento, resposta e de continuidade; 
3. Permitir aplicações de emergência pela cauda do trem; 
4. Indicar que o trem está completo. 
 
 
 
Figura 21 EOT instalado no engate do vagão 
Fonte Internet 
 
 
 
5. RESULTADOS 
O mapeamento das zonas de sombra com perda de comunicação do Locotrol e do EOT 
nas viagens completas entre origem e destino e os choques entre os vagões durante o 
processo de frenagem em emergência. As simulações realizadas pela Engenharia de 
Transportes mostraram valores elevados de choques em diversas situações, com alto risco 
de descarrilamento em situações de perda de comunicação. O local selecionado para teste 
de emergência no trem vazio foi definidos alguns pontos, acesso rápido e fácil da equipe 
de apoio caso que o trem viesse a descarrilar, redução de impacto em passagem de nível e 
um dos itens mais importante no momento da aplicação do freio de emergência de acordo 
a Figura 21, em destaque vermelho o trecho é uma tangente, este ponto é onde as 
locomotivas que estão no meio da composição estão passando e consequentemente onde 
ocorre o maior esforço longitudinal no trem. 
 
 
 
Figura 21: Imagem aérea do trecho do teste de campo 
Fonte: Google Earth 
 
5.1 APLICAÇÃO DE EMERGÊNCIA SEM USO DO EOT 
Aplicações do freio de emergência em trens longos mesmo operando em tração distribuída 
são danosos aos componentes internos dos vagões e até mesmo podendo desencadear em um 
descarrilamento. Em media um trem com extensão de 1500 metros o tempo de propagação do 
ar no encanamento geral leva de 5 a 6 segundos para o sinal sair do primeiro veiculo até o 
ultimo. O trem de acordo com a Figura 22, esta formado com dois blocos de 1500 metros, 
nesta condição a aplicação dos freios pneumáticos acaba tendo um retardamento no tempo de 
atuação entre os blocos, fazendo que o bloco 2 colida com o bloco 1. Neste caso o bloco 1 tem 
o tempo reduzido entre 3 a 4 segundos em função de estar posicionado entre as locomotivas. 
 
 
 
 
Figura 22: Sentido da aplicação dos freios pneumáticos e forças longitudinais 
Fonte: do autor 
 
5.2 APLICAÇÃO DE EMERGÊNCIA COM USO DO EOT 
De acordo os estudos definiu a instalação do EOT na cauda de acordo com a Figura 23, foi 
possível disparar aplicação do freio de emergência na cauda do segundo bloco reduzindo os 
choques entre os vagões, da mesma forma como o Locotrol atua ao enviar o comando de 
frenagem para as locomotivas remotas no meio do trem. Desta forma, as aplicações de freio 
são iniciadas nos dois sentidos a partir da cabeça e da cauda de cada bloco do trem, mitigando 
a onda de choque. 
 
 
Figura 23: Sentido da aplicação dos freios pneumáticos e utilizando o EOT 
5.3 TABELA RESUMO DOS VALORES DE CHOQUES 
Resumo dos testes realizados, considerando todas as formações e condições de teste (tipos de 
EOT, com e sem EOT e Bail Off). Nesta mesma tabela podem ser observados os picos de 
força (choques) e as distâncias de parada durante as aplicações de emergência. Foram 
executados 10 testes de campo com trem de 268 vagões vazios e dois testes com trem padrão 
de 134 vagões vazios para comparação do desempenho durante aplicação de emergência. As 
aplicações de emergência foram realizadas em trecho contendo uma tangente e uma curva de 
raio longo para minimizar os riscos de descarrilamento conteúdo já citado acima. Choques 
elevados em curvas de raios pequenos potencializam este risco. Dentre os testes de com trem 
268, quatro foram viagens completas, sendo que em três delas foram executadas aplicações de 
emergência na área escolhida para o teste. Na última das viagens completas, realizada não 
houve aplicação de emergência. As outras seis viagens com trem 268 foram realizadas 
visando exclusivamente às aplicações de emergência no mesmo trecho no mesmo local. Em 
relação às diversas formações dos trens 268 vazios, podem ser considerados 
homologadas as que seguem: GDT+GDT, GDU+GDU e GDT+GDU. Não houve testes de 
emergência com os trens 268 mistos usando o EOT modelo ART-V1 (com eficácia na 
aplicação pela cauda). Tanto a formação GDT+GDU (Testes 1 e 6, principalmente) quanto 
GDU+GDT (Teste 4) apresentaram valores elevados de choque, desde 125 t até 143 t. A 
terceira formação GDT+GDU (Teste 7), entretanto, apresentou valor máximo de 77 t nas 
mesmas condições de teste e equipamentos. Assim, a formação GDU+GDT precisa ser mais 
bem avaliada, particularmente em razão das menor eficiência de frenagem das tabelas de 
GDT, quando comparadas às de GDU (fato evidenciado em diversos levantamentos de campo 
e em relatos de maquinistas e inspetores), fazendo com que o bloco 2 se movimente mais 
rapidamente em direção ao bloco 1 do trem 268, aumentando os choques na composição de 
acordo com a Tabela 2. 
 
 
Tabela 2: Valores máximos de Forças em Toneladas nos Vagões 
 
 
5.4 TREM CARREGADO DADOS DE VIAGEM E SIMULAÇÃO 
Comparação entre simulação e teste real, nota-se uma aderência nos valores entre a curva de 
esforço trator de acordo com a Figura24, e velocidade das locomotivas de acordo com a 
Figura25, isso agrega credibilidade nos resultados e na confiabilidade dos equipamentos 
envolvidos. 
 
 
 
Figura 24: Curva de Esforço trator toneladas 
Fonte autor 
 
 
 
Figura 25: Curva de velocidade Km/h 
Fonte autor 
 
5.5 PROCEDIMENTO DE CONDUÇÃO 
Primeira proposta de procedimento padrão de condução de acordo a Figura 26, é utilizado 
para orientar o maquinista. Sua elaboração tem como base os resultados positivos das 
simulações. 
 
 
5.6 FORMAÇÃO DO TREM VAZIO HOMOLOGADO 
 
➢ Composições segue estas configurações GDT+GDT, GDU+GDU e GDT+GDU; 
➢ Nenhuma formação de trem vazio pode ser operada sem o EOT (modelo com eficácia 
na aplicação pela cauda); 
➢ Deve-se eliminar as zonas de sombra para que sejam evitadas as perdas de 
comunicação do Locotrol e do EOT; 
➢ Manter lubrificação dos trilhos em todo o trecho de origem e destino do trem de 268 
vagões vazios; 
Pontos Positivos 
➢ Aumento da capacidade da malha devido ao menor número de trens circulando para 
um mesmo volume de transporte; 
Pontos negativos 
➢ Depende de formação correta das composições 
➢ Maior tempo de manobra para anexação e desanexação comparado ao modelo 
praticado atualmente; 
➢ Condução necessariamente mais refinada; 
➢ Investimento para alteração de “layout” de pátios e terminais; 
➢ Investimento para solução da zona de sombra do sistema de tração distribuída e EOT. 
 
5.7 FORMAÇÃODO TREM CARREGADO 
 
 Pontos Positivos 
➢ Aumento da capacidade da malha devido ao menor número de trens circulando para 
um mesmo volume de transporte; 
➢ Não há necessidade de formação homologada; 
➢ Não necessita de EOT. 
Negativos: 
➢ Maior tempo de manobra para anexação e desanexação comparado ao modelo 
praticado atualmente; 
➢ Condução necessariamente mais refinada; 
➢ Investimento para alteração de “layout” de pátios e terminais; 
➢ Investimento para solução da zona de sombra do sistema de tração distribuída. 
 
6. CONCLUSÃO 
 
Os resultados apresentados neste relatório nos permitem concluir que para a formação do trem 
com 268 vagões vazios visando uma operação segura e a minimizado os riscos na circulação 
torna-se necessário a utilização do EOT instalado na cauda do trem este equipamento é 
imprescindível para mitigar as forças longitudinais em aplicação do freio de emergência. 
Também deve ser seguido padrão de formação do trem dado às diferenças da taxa de 
frenagem dos vagões. 
 
Para o trem carregado, o estudo está mais recentes, o que esta determinada e a sua formação o 
do modelo proposto pesando até 35.000 toneladas brutas utilizando 6 locomotivas modelo 
AC-44, este trem já realizou viagem percorrendo por 200 quilômetros atendendo as 
expectativas dos esforços nos engates e via permanente. Os próximos passos será analisar 
solução da cobertura de rádio do Locotrol, pois o segundo percurso existe muitos túneis que 
pode afetar sua operação. 
 
Já solicitou para empresas terceiras mapeamento das zonas de sobra de EOT e Locotrol. 
Estamos aguardando relatório para analisar os impactos e tomada de decisão do projeto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
Spinola (1993) Estudo da Dinâmica Longitudinal do Trem Universidade estadual de campinas Faculdade de 
Engenharia Mecânica Departamento de Projeto Mecânico 
https://www.ihha.net/articles/sharing-canadas-experience-long-freight-trains 
Estradas de Ferro – Volume 1 – Helvécio Lapertosa Brina – Editora da UFMG 
Estradas de Ferro – Volume 2 – Helvécio Lapertosa Brina – Editora da UFMG 
ANTF, Associação Nacional dos Transportadores Ferroviários. 
Material Rodante Locomotivas e Vagões. Disponível: do curso Especialização de Transporte Ferroviário de 
Cargas, Instituto Militar de Engenharia 
BORBA, José Luiz. Módulo Material de Tração. Pós-graduação em Engenharia Ferroviária. Pontifícia 
Universidade Católica de Minas Gerais, IEC - Instituto de Educação Continuada. 2000, MANUAL DE 
OPERAÇÕES DO SISTEMA LOCOTROL EB Apostila Equipamentos de Bordo (VM-FC, 2008) 
 
 
Sérgio Luiz de Oliveira 
Luiz Antônio Silveira Lopes 
Carmen Dias Castro 
Especialização de Transporte Ferroviário de Cargas, Instituto Militar de Engenharia 
Praça Gen. Tibúrcio, 80 - Praia Vermelha Rio de Janeiro- RJ