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Material rodante Felipe Frederico Araújo Isabella Breda Luisa Menalli Lucca Pedro Mori Lavras 2019 Material Rodante Material de Tração: Locomotiva É um veículo ferroviário que fornece a energia necessária para a colocação de um trem em movimento. As locomotivas não têm capacidade de transporte própria, nem de passageiros, nem de carga. Os motivos do isolamento da unidade fornecedora de energia do restante do trem são: Facilidade de manutenção – motores requerem mais cuidados e essa separação simplifica a quantidade de veículos que irão para a manutenção. Facilidade de substituição da fonte de energia – rapidez de o comboio voltar a rodar, caso alguma falha técnica da locomotiva. Segurança – afastar a fonte de energia dos passageiros em caso de alguma falha. Eficiência – Menos necessidade de energia para a movimentação de comboios fora de circulação Obsolescência – Quando alguma das unidades se tornam obsoletas não há necessidade de substituição de todos os elementos. Classificação por uso Locomotiva de Viagem: Fazem a circulação ao longo da ferrovia, geralmente na linha principal e pátios (normalmente são as locomotivas mais novas e potentes); Locomotiva de Manobra: Operam dentro dos terminais de carga, fazendo trens para viagem (geralmente são locomotivas menores e mais velhas). Classificação de acordo com o meio de propulsão: Vapor Atualmente são mais utilizadas rotas turísticas, mas as Locomotivas a vapor continuam a ser usadas regularmente na China com intuito comercial, onde o carvão é muito mais abundante do que o petróleo. Em algumas zonas montanhosas o vapor continua a ser preferido ao diesel, por ser menos afetado pela reduzida pressão atmosférica. Diesel-mecânico As locomotivas a diesel diferem na forma como a energia é transmitida do motor às rodas. A forma mais simples é a transmissão por caixa de velocidades, como a usada nos automóveis. Estas locomotivas apresentam problemas na transmissão no momento da troca da relação de velocidades (marcha) da caixa, que não suporta o elevadíssimo atrito entre os dentes das engrenagens e se partem ou, na melhor, desgastam-se muito rapidamente, além de desintegração das cintas de bloqueio que efetuam as trocas. São comumente pequenas manobreiras de pátios com peso ao redor de 40 toneladas e potência não maior que 250hp (horse-power). Diesel-elétrico Em uma locomotiva diesel-elétrica o motor primário diesel aciona um gerador elétrico que irá transmitir a potência para os motores de tração. Não existe conexão mecânica entre o motor primário e as rodas de tração. Conceitualmente, este tipo de locomotiva é um veículo híbrido, que incorpora sua própria estação geradora, feita para operar em áreas em que a estrada de ferro não é eletrificada. Modelo predominante no transporte de cargas brasileiro. Diesel-hidráulico Uma locomotiva diesel-hidráulica utiliza uma transmissão hidráulica para enviar a potência do motor diesel para as rodas. Neste tipo de locomotiva, é utilizado um dispositivo chamado “conversor de torque”. Um conversor de torque consiste, de modo geral, de 3 partes, sendo 2 rotativas e 1 fixa. Todas essas 3 partes são seladas em uma carcaça cheia de um fluido (óleo). A bomba centrífuga é diretamente ligada ao motor diesel e a turbina é ligada a um eixo que através dele irá acionar as rodas. Múltiplas unidades diesel-hidráulicas, com menos exigência mecânica, frequentemente utilizam uma simplificação desse sistema, com um conversor de torque para escalas de baixas velocidades e um sistema de “acoplamento viscoso” para escala de alta velocidade. Em termos de automóveis, o acoplamento viscoso equivale à última marcha enquanto o conversor de torque equivale às demais marchas. Diesel-hidráulicas são ligeiramente mais eficientes que as diesel-elétricas, mas não são encontradas em muitos países devido sua mecânica ser mais complicada e serem mais sujeitas a quebras. Diesel-hidrostático Outra forma de transmissão empregada em locomotivas providas de motor diesel é o sistema hidrostático. Locomotiva diesel-hidrostática é também um tipo de locomotiva hidráulica. O fluido sob pressão faz girar as pás do motor hidráulico acionando as rodas da locomotiva através de engrenagens redutoras. Do motor hidráulico o fluido retorna à bomba por outro duto permanecendo assim em um circuito fechado. Este tipo de locomotiva não foi tão comum devido principalmente a baixa capacidade de potência da transmissão e a problemas de superaquecimento do fluido quando sob grande solicitação. Entretanto, foi muito empregada em linhas industriais como opção às máquinas diesel-mecânicas e, principalmente em minas subterrâneas, pois podem ser construídas muito menores que outras máquinas equivalentes. Entre suas principais vantagens estão o seu baixo custo, baixo peso, ausência caixa de velocidades e praticamente isenta de manutenção. Elétricas As locomotivas elétricas são alimentadas externamente, seja por meio de fios superiores ou por um terceiro trilho. Embora o custo de eletrificação de uma linha seja muito grande, a operação dos trens elétricos é significativamente mais barata do que os movidos a diesel, isto para além de terem uma capacidade superior de aceleração e de travagem, o que os torna ideais para o transporte de passageiros em zonas populacionais densas. Praticamente todos os trens de alta velocidade usam locomotivas elétricas porque não seria fácil transportar a bordo a quantidade de energia necessária para tão alto desempenho. As modernas locomotivas Diesel produzem apenas 35% da Potência de uma locomotiva elétrica de igual peso, contudo devido aos altos custos de implantação e manutenção de um sistema ferroviário eletrificado inibem, em muitos casos, a sua adoção como material de tração e, por isso, se restringe aos sistemas de transporte metropolitano. Gás turbina-elétrico Uma locomotiva gás turbina-elétrica, ou GTEL (Gas Turbine-Electric Locomotive), utiliza uma turbina de combustão interna tipo turboshaft para acionar através de engrenagens de redução um gerador elétrico ou alternador. A corrente elétrica produzida é utilizada para alimentar seus motores elétricos de tração que irão movimentar a locomotiva, exatamente como em uma diesel-elétrica. Uma turbina apresenta algumas vantagens sobre um motor a pistão. O número de partes móveis é muito menor, consequentemente é mais leve e menor para a mesma potência de saída, fazendo com que a relação peso/potência seja muito favorável. Entretanto, sua potência de saída e eficiência cai drasticamente em baixas velocidades de funcionamento. Turbinas são muito ruidosas e também consomem muito combustível, principalmente quando estão em baixas velocidades. Levitação magnética (Maglev) A mais recente tecnologia aplicada a locomotivas é a levitação magnética. Estes comboios, alimentados por eletricidade, possuem um motor aberto especial que faz flutuar o comboio acima da linha, sem necessidade de utilização de rodas, o que reduz a fricção apenas ao contacto do comboio com o ar. Existem muito poucos sistemas de Maglev em operação dado o seu custo ser muito elevado. Material de Transporte: Vagões Materiais rebocados são todos materiais móveis das estradas de ferro que são rebocados por algum material que tenha tração. Eles são denominados carros, quando transportam passageiros, ou vagões, quando transportam carga. Assim, podem ser divididos de acordo com o tipo: Vagões Fechados: São vagões que transportam mercadorias que precisam ser protegidas contra intempéries, sendo que possuem coberturas nas suas laterais e no teto. Comumente, são transportados grãos/cereais, cimento, alimentos, combustíveis, bebidas e tecidos. Vagão fechado com portas volventes: Alternativa para transporte de grandes volumes. Apresenta uma ótima facilidade de carga e descarga por ter grande abertura de portas, simultaneamente. Vagão fechado multiuso: Ideal para carregar grãos, pois tem escotilhas no teto e a descarga poderá ser lateral. Podemser equipados com truques de 3 eixos para linhas que tem baixa capacidade de carga. Vagão fechado tipo sider: Possui um sistema de cortinas na quais são feitas em lonas, assim podem abrir bastante a lateral para a carga e descarga rápida e com facilidade. Vagão fechado para carros: Geralmente divido em dois andares, sendo que a plataforma central possui um sistema hidráulico móvel que pode ser ajustado de acordo com o tipo de veículo a ser carregado. É um sistema bastante usado nos EUA. Vagão gaiola: São utilizados para o transporte de animais vivos, como gado, cavalos, carneiros e até aves. Sua parede é treliçada permitindo a ventilação e segurança dos animais. Além disso, essa parede permite uma melhor limpeza e desinfecção. Vagão Gôndola: São vagões que possuem o teto aberto e laterais fechadas, sendo que estas pode haver uma parte dobrável para carga e descarga. São comumente utilizadas para o transporte de minérios e cargas que não precisam de proteção contra intempéries. Vagão plataforma: É constituído de uma plataforma sem laterais e leva mercadorias pesadas, que não necessitam de proteção, como veículos, máquinas, peças, madeira. Além disso, uma pequena proteção de madeira ou de aço pode ser colocada na lateral, evitando escorregamentos. Vagão Plataforma Piggy Back: Tem o tamanho ideal para carregar contêiner, podendo ser um sozinho ou dois empilhados, numa prática conhecida como double stack. Assim, esse vagão deve ser capaz de reduzir a altura livre da mercadoria para se adequar às estruturas das ferrovias existentes (Geralmente nos EUA). Vagão tanque: Geralmente cilíndrico para transporte de líquidos, como água, combustível, óleos e ácidos. Assim, possuem um “quebra-ondas” para impedir o grande deslocamento de cargas, já que isso poderia causar um tombamento ou um descarrilhamento. Normalmente possuem domo para carregar na parte superior e uma válvula na parte inferior. Vagão frigorífico: São vagões que possuem um controle de temperatura interna para que se possa conservar as cargas que necessitam de baixas temperaturas. São vagões fechados e isolados termicamente. Vagão Tremonha (Hooper): É um vagão parecido com o vagão caçamba, porém o fundo não é chato, e sim formado por chanfros que direcionam as cargas para uma válvula que há no fundo para descarga. Cereais e cimentos são cargas ideais para este tipo de vagão, que pode ser aberto ou fechado. Carros de passageiros: São veículos projetados para transportar pessoas pelas ferrovias. Devem garantir a segurança, conforto, velocidade e economia. Por isso, devem ser leves e livre de resistência aerodinâmicas. Além disso, devem absorver as imperfeições transmitidas pelas vias de forma a não serem sentidas pelos passageiros. Assim, devem também ter uma circulação silenciosa, com baixo nível de ruídos que possam ser causados pelas junções de peças metálicas e ter boa ventilação e iluminação. SANTOS, Alexandre Facini dos. Gerenciamento da confiabilidade em projetos de material rodante ferroviário. 2007. Tese de Doutorado. Universidade de São Paulo. APA http://www.brasilferroviario.com.br/locomotivas/