Ferrovias Introdução

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Prof. Me. Oswaldo Sansone Rodrigues Filho
Ferrovias
Módulo 1 - Introdução
1. INTRODUÇÃO
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• O objetivo do nosso estudo é familiarizar o 
aluno com as características do sistema 
ferroviário, destacando a atuação do 
engenheiro civil na atividade.
• A Disciplina abrange os elementos da via 
permanente, os mecanismos de operação 
do sistema e as características dos veículos. 
Objetivo do Curso
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• Os meios de transporte mais utilizados pelo 
homem são: - rodoviário, ferroviário, aéreo, 
fluvial e marítimo.
• A utilização de cada uma dessas modalidades 
depende das características do material a ser 
transportado, distância de transportes e 
outros fatores.
Considerações
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• Produtos Siderúrgicos;
• Grãos;
• Minério de Ferro;
• Cimento e Cal;
• Adubos e Fertilizantes;
• Derivados de Petróleo;
• Calcário;
• Carvão Mineral e Clinquer;
• Contêineres.
• O modal ferroviário caracteriza-se, especialmente, por sua 
capacidade de transportar grandes volumes, com elevada eficiência 
energética, principalmente em casos de deslocamentos a médias e 
grandes distâncias. Apresenta, ainda, maior segurança, em relação 
ao modal rodoviário, com menor índice de acidentes e menor 
incidência de furtos e roubos. São cargas típicas do modal 
ferroviário:
2. HISTÓRICO
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2. HISTÓRICO
O engenheiro inglês
Richard Trevithick
construiu em 1803 um veículo a 
vapor similar a uma locomotiva, que 
pesava 5 toneladas e atingia 5 km/h.
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Porto, T. G
2. HISTÓRICO
George Stephenson também 
engenheiro inglês, foi o 
verdadeiro criador da tração a 
vapor em estrada de ferro. 
Primeiro a compreender o 
princípio de aderência de rodas 
lisas sobre uma superfície 
também lisa, construiu em 1813 
a locomotiva “Blucher”, testada 
em 25 de julho de 1814, 
puxando 8 vagões, a 6km/h, 
com 30 toneladas, entre 
Lilligwort e Hetton. 
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Porto, T. G
2. HISTÓRICO
A partir de 1840, houve uma expansão explosiva da 
construção ferroviária na Inglaterra, fundamental para 
o crescimento tecnológico, que consolidou aquele pais 
como potência econômica mundial a partir da 
Revolução Industrial.
A distribuição das mercadorias foi facilitada, pois os 
trens transportavam rapidamente cargas pesadas, a 
longas distâncias e por fretes reduzidos. Desde o 
advento da ferrovia, as estradas de ferro justificavam tal 
nome, pois, ao utilizarem trilhos de ferro, eram mesmo 
ferrovias ou vias férreas.
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Porto, T. G
2. HISTÓRICO
Os trilhos apresentavam o inconveniente do desgaste, 
encarecendo a conservação das vias permanentes. A 
contribuição de Hervy Bessemer em 1856 consistiu-se 
na fabricação de trilhos de aço que, praticamente, não 
se desgastavam. A partir de então, as composições 
passaram a trafegar sobre trilhos de aço com maior 
segurança e durabilidade.
O sucesso inglês despertou o interesse do governo 
lmperial brasileiro, que elaborou uma lei em outubro de 
1835 incentivando a construção de estradas de ferro.
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Porto, T. G
2. HISTÓRICO
Evolução Tecnológica em Meados do século XIX:
– rodas motrizes passaram a ficar atrás da 
caldeira;
– uso de rodas de grande diâmetro;
– sensível aumento da velocidade;
– locomotiva a vapor se tornou o meio 
dominante de tração por mais de um século.
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2. HISTÓRICO
Expansão das ferrovias:
 Reino Unido (1840): 2000 Km;
 França (1840): 550 Km;
 Entre 1835 e 1839: ferrovia chegou à Alemanha, à Bélgica e à 
Itália;
 Estados Unidos: expansão atingiu níveis espetaculares
– 1840: 4.500 Km de trilhos
– 1850: 30.000 Km de trilhos
– 1914: mais de 415.000 Km de trilhos
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Greco, J A S
2. HISTÓRICO
No final do século XIX ocorreram muitas tentativas para 
a aplicação da energia elétrica na tração dos trens.
Dentre as bem-sucedidas, temos a de Von Siemens, na 
Alemanha. Nos EUA, a primeira eletrificação aconteceu 
em 1895, na Baltimore e Ohio Railroad: autoridades 
municipais eram pressionadas pela população para que 
o incômodo da fumaça fosse eliminado das linhas que 
atravessavam as cidades.
Com isso, o serviço de passageiros suburbanos ganhou 
qualidade, pois freqüentes paradas exigiam maior 
poder de aceleração.
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2. HISTÓRICO
Os empresários concluíram que a tração elétrica 
diminuía os custos operacionais tornando os serviços 
mais atraentes. Em 1945, vários países apresentavam 
redes eletrificadas: Itália, Suécia, EUA, Suíça, França, 
Alemanha, Rússia e Grã-Bretanha. A maioria das 
eletrificações ocorria em vias de intenso tráfego em 
linhas que apresentavam restrições à tração a vapor.
As locomotivas elétricas exerciam grande força de 
tração por longos períodos sobre trechos muito 
íngremes. No Brasil, a pioneira na eletrificação foi a 
Companhia Paulista de Estradas de Ferro, no trecho 
Jundiaí - Campinas, em 1927.
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2. HISTÓRICO
Entre as duas grandes guerras mundiais ocorre o 
desenvolvimento da tração a diesel, prenunciando-se a 
substituição da locomotiva a vapor. A expansão do 
capitalismo exigia a necessidade de maior velocidade no 
transporte de cargas e passageiros. A combinação dessa 
nova fonte de energia com a aerodinâmica atendeu a 
essa exigência.
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Greco, J A S
2. HISTÓRICO
As primeiras experiências ocorreram na Alemanha, em 
1933, na linha Berlim-Hamburgo, com o trem de 
passageiros aerodinâmico, a uma velocidade de 160 
km/h. Em 1934, as companhias americanas Union 
Pacific e Burlington Railroad, com o trem “Zephyr” de 
três carros de aço inoxidável, movido por um motor 
diesel de 600 HP e acionado por um gerador, 
percorreram a linha entre Denver e Chicago (164 km) a 
uma velocidade de 120 km/h.
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2. MALHA FERROVIÁRIA 
BRASILEIRA
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2009
Histórico no Brasil
Em 1852, a figura intrépida do Barão de Mauá construiu a ligação entre o 
Porto de Mauá (no interior da Bahia de Guanabara) e a Raiz da Serra 
(Petrópolis). Somente em 30 de abril de 1854 foi inaugurada a Companhia 
Estrada de Ferro D. Pedro II, com 14,5 Km de extensão percorridos com 
velocidade média de 38 Km/h, puxado pela locomotiva “Baronesa”, o primeiro 
trem a circular no Brasil (BRINA, 1979).
Em 15 de novembro de 1889 é proclamada a República e por aviso do 
Governo Provisório, a partir de 22 de novembro a Estrada de Ferro D. Pedro II 
passa a denominar-se Estrada de Ferro Central do Brasil.
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Companhia Estrada de Ferro D. Pedro II, 1852
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Ferrovia D. Pedro II
Locomotiva Baroneza e Barão de Mauá
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Histórico no Brasil
0 Museu do Trem, administrado pela REDE 
FERROVIÁRIA FEDERAL, foi inaugurado em fevereiro de 
1984. Instalado no antigo galpão de pinturas de carros 
da Estrada de Ferro Pedro II que após a proclamação da 
República passou a se chamar Estrada de Ferro Central 
do Brasil, localiza - se nas oficinas do Engenho de 
Dentro, bairro que se desenvolveu a partir da ferrovia. 
Reformado e adaptado, o galpão abriga um valioso 
acervo, que vai de mobiliário até locomotivas.
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Histórico no Brasil
São destaques: A BARONEZA, construída na Inglaterra, 
foi a primeira locomotiva a trafegar no Brasil, quando 
inaugurou a Estrada de Ferro Mauá em 1854; O CARRO 
IMPERIAL que foi fabricado em 1886, na Bélgica, para 
servir ao imperador D. Pedro II; O CARRO DO REI 
ALBERTO, que fazia parte da composição adaptada 
exclusivamente para servir ao Rei da Bélgica, em 1921, 
por ocasião da sua visita ao Brasil e O CARRO 
PRESIDENCIAL que serviu a Getúlio Vargas na década 
de 30.
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Locomotiva “A Baroneza” – Museu do Trem (RFF)
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“Carro Imperial” – Museu do Trem (RFF)
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Carro Presidencial – Museu do Trem 
(RFF)
25Carro do Rei Alberto – Museu do Trem (RFF)
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Histórico no Brasil
Incentivado pela Inglaterra que fornecia equipamentos, 
técnicos e empréstimos, o Brasil construiu diversas 
linhas que atendiam principalmente a exportação de 
matérias primas e produtos agrícolas, como o café.
Em 1930 já existiam 30.000 Km de linhas.
Apesar da adesão imediata às ferrovias, o Brasil deu 
preferência mais tarde ao transporte rodoviário. Na 
década de 1950 foi implantada a indústria 
automobilística e multiplicaram-se as estradas de 
rodagem pelo país.
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Greco, J A S
Histórico no Brasil
Várias tentativas foram feitas para reanimar o trem, 
terminando com a privatização das estradas de ferro, na 
década de 1990.
O máximo que se conseguiu foi manter em 
funcionamento as redes de carga. Restaram apenas 
duas linhas regulares de passageiro, mantidas pela Vale 
do Rio Doce: a Estrada de Ferro Vitória-Minas (ligando 
Vitória e Belo Horizonte ) e a estrada de Ferro Carajás 
(ligando o sul do Pará ao Porto de São Luís) e umas dez 
linhas turísticas. 
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Greco, J A S
Malhas Ferroviárias no Mundo
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Malha Ferroviária na Alemanha
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Malha Ferroviária Nacional 29.798 km
11 concessões e 1 estatal (Valec)
VALEC, empresa pública do Ministério dos Transportes, foi criada 
para construir a Ferrovia Norte-Sul. O primeiro trecho da Ferrovia 
Norte-Sul, concluído e em operação, é o que liga as cidades de 
Estreito e Açailândia, no Estado do Maranhão, com extensão de 
226 km de linha ferroviária.
O Traçado, com extensão de 3.100 km, é iniciado em Belém, no 
Pará, e segue até o município de Panorama, em São Paulo. 
Características da Malha Brasileira 
3. CARACTERÍSTICAS DA 
FERROVIA
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Características da Ferrovia
Contato direto das 
rodas com os trilhos.
Desgaste considerável 
devido à grande 
magnitude das carga.
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Macêdo F B
Contato Metal-Metal
Características da Ferrovia
O sistema ferroviário não 
possui mobilidade quanto à 
direção do veículo.
O trajeto é guiado pelos 
trilhos.
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Eixos Guiados
Características da Ferrovia
A distância entre trilhos é 
uma característica 
denominada BITOLA.
No mundo há 3 padrões: 
1,0 m; 1,435 m e 1,6 m
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Bitola
no Brasil
4. CARACTERÍSTICAS DO 
MATERIAL RODANTE
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Características do Material Rodante
Devido à robustez do trem as rodas são 
solidárias aos eixos.
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Roda Solidária ao Eixo
Características do Material Rodante
Os eixos são montados paralelamente no 
TRUQUE isso limita os raios mínimos de 
curva em valores bem superiores às 
rodovias.
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Os frisos mantém o 
trem nos trilhos 
evitando um 
deslocamento lateral 
que provoque um 
descarrilamento
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Frisos nas Rodas
Características do Material Rodante
Centraliza o veículo nos 
trilhos.
Diminui um pouco o 
escorregamento nas 
curvas
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Conicidade das Rodas
Características do Material Rodante
As cargas são dispostas 
nas extremidades dos 
eixos, diferentemente 
dos caminhões.
nunca estão fora do 
gabarito da caixa.
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Carga nos Eixos
Características do Material Rodante
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Eixos
Características do Material Rodante
http://www.sctco.com/pdf/Section1.pdf
5. PLATAFORMA 
FERROVIÁRIA
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• a superfície final da infraestrutura constitui a 
chamada plataforma, a qual é formada por solos 
naturais ou tratados, no caso dos cortes e aterros, ou 
então por estruturas quaisquer no caso de obras de 
arte especiais;
• na ferrovia a plataforma é o suporte da estrutura da 
via e que “recebe” através do Lastro e Sublastro as 
pressões devidas á circulação dos trens;
• a plataforma fornece também espaço para as demais 
instalações necessárias a operação ferroviária como 
postes de rede aérea de comunicação, alimentação 
ou ainda para instalação superficial ou subterrânea 
de cabos condutores ou fibra-ótica.
Plataforma Ferroviária
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Seção Transversal de uma Linha Dupla 
Eletrificada – Componentes Principais
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Cerca
Drenagem
Proteção 
do 
Talude
Poste da 
Catenária
Dormentes
Lastr
o
Dreno 
Subsuperficial
Banco de 
Dutos
Camada 
Drenante
Aterro
Banco de 
Dutos
Proteção 
do 
Talude
Cerca
Drenage
mCamada 
Final 
Terraplenage
m
Eixo
Dreno 
Subsuperficial
Passeio
Passeio
Plataforma em Corte
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Plataforma em Corte
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• Em solo natural: pode ser usada quando o valor de 
resistência é atendido; os serviços preliminares consistem na 
roçada, remoção da camada de solo orgânico, regularização; 
se necessário substituição dos materiais das camadas 
inferiores.
• Em cortes: se após a escavação as características 
geomecânicas atenderem às exigências de resistência e 
capacidade de deformação, esta será incorporada à 
plataforma; se necessário realiza-se a substituição dos 
materiais; rocha não é considerada bom material para 
camadas de lastro inferiores a 30cm; plataformas muito rígidas 
podem conduzir a destruição do lastro, especialmente se o 
tráfego for predominantemente de vagões pesados.
Materiais da Plataforma
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• Em aterro: em certos casos o projeto geométrico impõe a 
construção de aterros; de forma similar às rodovias os aterros 
para composição das plataformas ferroviárias devem ser 
construídos com materiais adequados de modo a atender às 
exigências de resistência e capacidade de deformação; a 
camada final de terraplenagem (que constitui-se no Subleito 
da Viapermanente ou Superestrutura) deverá ser de material 
de melhor qualidade de modo a atender as características de 
suporte estabelecidas em projeto.
Materiais da Plataforma
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Plataforma em Aterro
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Corpo de Aterro
Camada Final de 
Terraplenagem
Plataforma de Terraplenagem
̴1m
Plataforma em Aterro
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Corte
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Elementos da Via Permanente
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5. NORMAS
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• Como nas rodovias, o projeto e construção das ferrovias 
devem observar as determinações publicadas em normas 
técnicas;
Essas normas tem sido estabelecidas pela ABNT, DNIT mas 
também podem incorporar procedimentos adotados em 
outros países, especialmente aqueles de grande progresso 
ferroviário como EUA, França, Alemanha e Japão;
• Nas ferrovias os parâmetros dimensionais adotados para a 
superestrutura afetam diretamente a infraestrutura.
Normas Técnicas
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• BRINA, H. L. “Estradas de Ferro” – Vol. 1 e 2 – Livros Técnicos e 
Científicos Editora S/A – Rio de Janeiro/RJ
• Porto, T. G.; Apostila do Curso PTR 2501, EPUSP; disponível em 
http://www.poli.usp.br/d/ptr0540/download/ApostilaNova.pdf
• Borges Neto, C; Manual Didático de Ferrovias; UFPR
• Greco, J A S; Notas de aula de ETG033 - Construção de Estradas e 
Vias Urbanas; UFRGS
• Dexheimer, L e Bragança F; Notas de Aula; UFRGS
• http://www.amantesdaferrovia.com.br/profiles/blogs/os-dez-trens-
mais-legais-e-insanos-ja-construidos
Bibliografia
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