ferrovias 2010 capitulo 1 - introducao

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Prof. Júlio Pacheco Monteiro Neto UNIOESTE - Universidade Estadual do Oeste do Paraná Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Coordenação de Engenharia Civil 2010

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Page 1: Ferrovias 2010 Capitulo 1 - Introducao

Prof. Júlio Pacheco Monteiro Neto

UNIOESTE - Universidade Estadual do Oeste do Paraná

Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas

Coordenação de Engenharia Civil

2010

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i

IMPORTANTE

Esta apostila tem como finalidade apoiar a apresentação das aulas da

matéria de Estradas, no item Ferrovias, não sendo em sua totalidade uma

obra original, nem tampouco pode ser tomada como única fonte de

estudos.

Esta é basicamente uma adaptação, onde grande parte dos textos,

fotografias e figuras que a compõem foram encontradas em livros, artigos

e sites da internet como aqueles indicados no item Bibliografia e Sites

Interessantes. Algumas das fontes estão citadas outras não, pois de

alguma forma suas origens foram perdidas durante a compilação.

Esta é uma versão ainda incompleta da apostila, estes e outros pontos

serão no futuro reparados.

O autor

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ii

SUMÁRIO

ABREVIATURAS E SIGLAS ................................................................................... iii 1. INTRODUÇÃO .................................................................................................... 4

1.1 Considerações iniciais .................................................................................... 4 1.1Carga e Logística Ferroviária ....................................................................... 4

1.2 O transporte e o modal ferroviário ................................................................ 13 1.2.1 Multimodalidade ..................................................................................... 14 1.2.2 Intermodalidade ...................................................................................... 14

1.3 As ferrovias brasileiras ................................................................................. 15 1.4 Nomenclatura das Ferrovias ........................................................................ 18 1.5 Designação das Ferrovias ............................................................................ 18 1.6 Composição da Estrutura Ferroviária ........................................................... 19 1.7 Características do Modal Ferroviário ............................................................ 19

1.7.1 Contato metal-metal ............................................................................... 19 1.7.2 Eixos guiados ......................................................................................... 20 1.7.3 Bitola ...................................................................................................... 20 1.7.4 Roda solidária ao eixo ............................................................................ 22 1.7.5 Existência de frisos nas rodas ................................................................ 22 1.7.6 Conicidade das rodas ............................................................................. 22 1.7.7 Roda dentro do gabarito da caixa ......................................................... 23

1.8 Tipos de veículos sobre trilho ...................................................................... 23 1.8.1 Bondes ................................................................................................... 24 1.8.2 Pré-metrô ............................................................................................... 25 1.8.3 Metrô ...................................................................................................... 27 1.8.4 Trens urbanos ........................................................................................ 31 1.8.5 Trens de alta velocidade ........................................................................ 32 1.8.6 Automotrizes .......................................................................................... 33 1.8.7 Veículo com levitação magnética ........................................................... 33 1.8.8 Monotrilhos ............................................................................................. 35 1.8.9 Trens de montanha ................................................................................ 36

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ABREVIATURAS E SIGLAS

ABNT

ALL

AMV

CCO

CTC

FEPASA

FERROESTE

FERROPAR

RFFSA

SCC

TGV

TKU

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Associação Brasileira de Normas Técnicas

América Latina Logística S.A.

Aparelhos de Mudança de Via

Centro de Controle Operacional

Comando de Tráfego Centralizado

Ferrovias Paulistas S.A.

Ferrovia do Oeste do Paraná S.A.

Ferrovias Paranaenses S.A.

Rede Ferroviária Federal S.A.

Sistema de Controle Centralizado

Trem de Grande Velocidade

Tonelada/Km/Unitária, medida transporte de cargas.

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1. INTRODUÇÃO

1.1 Considerações iniciais

Cada modalidade de transporte possui características próprias e peculiares de operação, que tanto podem variar com as características técnicas das vias e dos veículos quanto podem ser influenciadas por fatores externos como a natureza das cargas, da região, da forma de comercialização, etc.. Também são bastante influentes a forma de exploração do transporte, público ou privado, o volume a ser transportado. Apesar de não terem a agilidade e capilaridade do modal rodoviário, as ferrovias provêem transporte mais barato para grandes volumes de carga em percursos de longa distância. Sua vantagem competitiva aparece quando operam em corredores especializados, com trens unitários e carga homogênea. Trata-se do modal mais indicado para cargas a granel, como grãos e minérios, e mesmo quantidades expressivas de contêineres, nos corredores de longo percurso. Sendo o Brasil um País que, além da dimensão territorial, é grande produtor de commodities agrícolas e minerais, seria lógico o uso mais intensivo das ferrovias na movimentação de cargas, mas apesar do grande déficit ferroviário, o Brasil com seus 29,3 mil quilômetros atualmente em uso, possui a 10ª maior malha ferroviária do mundo. As ferrovias transportam 238,1 bilhões de TKUs e 389,1 milhões de toneladas úteis anuais, predominando o minério de ferro (66%) e o complexo de soja e farelo (10%), além de cimento, produtos siderúrgicos e carvão. Hoje, o custo do frete rodoviário é de 45 dólares por tonelada do percurso que efetivamente se circulou com carga, enquanto o ferroviário é de 16 dólares.

1.1Carga e Logística Ferroviária

A escolha do modal de transporte pode estar baseada em dois princípios normalmente não excludentes entre si, o custo e a necessidade política. Com relação ao custo o transporte ferroviário é competitivo principalmente para grandes distâncias, alto volume de produto transportado e cargas unitárias. Já a decisão política considera mais a necessidade do transporte a fim de atender a interesses da sociedade ou do Estado do que seu retorno financeiro, como por exemplo, a implantação de um sistema de metrô de forma a melhorar o trânsito de uma região urbana. Neste caso considera-se que deverá haver subsídios para a implantação do modal. A carga unitária é aquela composta por um único produto de forma que todo o sistema de transporte é especializado a ele. Normalmente a quantidade transportada é medida pela unidade “tku”, tonelada km unitária. Outros tipos de

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cargas também são transportados, tais como granel sólido e líquido (mineiros, grãos ou combustíveis), carga geral ou cargas indivisíveis. Atualmente é muito comum a unitização das cargas gerais através dos containeres. A logística multimodal pode ser definida como sendo “....a melhor e mais adequada alternativa logística para os transportes de importação, exportação e mercado interno, envolvendo toda a infraestrutura de transporte existente". A logística multimodal envolve o uso e o melhor aproveitamento da atual infraestrutura de transporte, ou seja, o meio físico através do qual e pelas quais as mercadorias são transportadas, devendo ser considerada como uma estratégia para os negócios devido a: Uma parcela considerável da frota rodoviária nacional é formada por

autônomos e, toda a frota existente precisará ser renovada nos próximos anos para dar conta não apenas do volume atual de transporte, mas também da perspectiva de crescimento da carga transportada.

Os aumentos de combustível e de pedágio, a situação da maior parte das estradas de rodagem, o roubo de cargas e fretes baixos são objeto de constantes reclamações dos transportadores rodoviários.

Acreditamos que o Brasil está crescendo e continuará a crescer, por isso preocupa-nos a continuidade da atual matriz de transportes.

Desta forma cabe ressaltar a necessidade de se desenvolver um pensamento estratégico considerando a situação da atual matriz de transportes, as políticas governamentais que a afetam, as perspectivas futuras de investimento diante do crescimento da demanda de carga e a necessidade de se reduzir custos para se manter competitivo numa economia globalizada.

No que se refere à análise e desenvolvimento de alternativas, a logística multimodal está implicitamente relacionada com o entendimento da infraestrutura de transportes, que pode ser considerada como multimodal e intermodal.

Onde se denomina Multimodal porque implica no uso de todos os modais de transporte, como: Ferroviário, Rodoviário, Marítimo, Hidroviário, Aéreo e Dutoviário, já Intermodal porque promove o intercâmbio entre os modais de transporte, como: Terminais Ferroviário, Rodoviário, Hidroviário e Portuário; Aeroportos; Centros de Distribuição; Armazéns Gerais; etc..

Outros conceitos importantes a comentar também são: Logística multimodal – a logística multimodal abrange toda a infraestrutura

existente e, com base nisso, define e aplica a logística mais adequada a ser implantada.

Transporte intermodal – é o transporte através de dois ou mais modais com emissão de documentos independentes, em que cada transportador assume responsabilidade por seu transporte. A responsabilidade da carga é do embarcador.

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Transporte multimodal - Transporte através de dois ou mais modais com a emissão de apenas um documento por conta de um Operador de Transporte Multimodal que assume frente ao embarcador total responsabilidade pela operação da origem ao destino.

Um estudo aprofundado das diversas características é que determina a escolha do modal a ser utilizado. No caso do transporte ferroviário as características que lhe são peculiares são: Flexibilidade das cargas a serem transportadas, visto que podem

transportar cargas pesadas, leves, volumosas, pequenas, unitárias, passageiros, etc.;

Pouca competitividade quando do transporte de pequenas quantidades de carga;

Grande competitividade para o transporte de granéis volumes de cargas unitárias a grande distância;

Baixa competitividade para o transporte de carga geral e a pequena distância;

Pouca flexibilidade de rotas já que precisam utilizar a infra-estrutura existente e disponível de acordo com as características de tração, bitola, capacidade de suporte da via, etc.;

Flexibilidade de tração boa, devido a possibilidade de acoplar-se duas ou mais locomotivas aumentando substancialmente a capacidade de tração da composição;

Flexibilidade de intercâmbio dependente da padronização das bitolas; Regularidade do transporte visto a grande capacidade de operação a

qualquer tempo; Economia da operação; Alto custo de implantação da via e dos terminais e do material rodante; Baixa necessidade de terreno para implantação da via, pequena faixa de

domínio; Segurança.

Cada modal apresenta vantagens e desvantagens individuais quando comparados entre si, portanto deve-se escolher o modal, ou os modais, que melhor satisfaz à necessidades dos usuários. A Figura 1.1, a seguir, apresenta uma comparação da atratividade dos diversos modais de transporte para o caso norte americano, o que não deve ser muito diferente da nossa situação.

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Figura 1.1 – Comparação da atratividade dos diversos modais de transporte. Fonte: ANTF – Trevisan Consultoria, Oliver Girard O transporte ferroviário apresenta como principais características o seguinte: Carga

Longa distância Volume de carga Baixo valor específico

Transporte urbano metropolitano

Alta capacidade de transporte (≈60.000 passageiros/hora) Passageiros de grande distância

Conforto Alta velocidade média Grande independência das condições climáticas

Assim, o transporte ferroviário é apenas mais um modal, mas que quando escolhido adequadamente torna-se uma opção bastante adequada, limpa, segura e barata. Ferrovia é o sistema de transporte no qual vagões dotados de rodas metálicas circulam sobre um caminho de trilhos de aço paralelos de forma independente ou formando uma sucessão de vagões, tracionados por uma ou mais locomotivas. Os elementos fundamentais de todo sistema ferroviário são as linhas férreas, os chamados materiais rodantes e os dispositivos técnicos de engate, freio, sinalização etc.

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O Brasil foi um dos primeiros países do mundo a construir ferrovias, mas com a implantação da indústria de automóveis na década de cinqüenta, houve um declínio no interesse do ferroviarismo no mundo, mas sobretudo no Brasil. As ferrovias que faziam transporte de carga geral não puderam competir com o modal rodoviário e foram desativadas. A opção brasileira trouxe, contudo uma distribuição patológica que nos custou, e custa caro até hoje, já que as ferrovias, tão adequadas ao transporte de cargas unitárias a longas distancias, foram preteridas em favor a rodovias que se adequam mais ao transporte de carga geral a curtas distancias. No Quadro 1.1 e na Figura 1.2 , a seguir vemos a distribuição modal dos transportes no Brasil. Na Figura 1.3, apresenta-se a distribuição modal entre ferrovias, hidrovias e rodovias para países com extensão territorial compatível com a brasileira, onde se pode verificar que a brasileira é bastante deformada, calcada principalmente no modal rodoviário, não tão competitivo para cargas unitárias e as grandes distâncias.

Quadro 1.1 - Distribuição modal dos transportes no Brasil

Modal Ano

1950 1960 1970 1998

Rodoviário 38,2 60,6 70,6 62,60

Ferroviário 29,3 18,8 17,2 19,91

Aéreo 0,0 0,0 0,0 0,31

Aquaviário 32,5 20,6 12,2 12,75

Dutoviário - - - 4,43

Fonte: Diversas

Figura 1.2 – Distribuição da carga transportada por modal no Brasil Fonte: ANTF – Associação Nacional dos Transportadores Ferroviários

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Isto se torna mais evidente com a consideração que grande parte de nossas exportações referem-se a granéis sólidos como os produtos agrícolas e minerais, típicos bens a serem transportados pelo modal ferroviário. Devido à consciência que o "custo Brasil" é um grande empecilho ao desenvolvimento nacional o governo priorizou o modal ferroviário que cresceu em média 15% nos anos 1999 e 2000, Apesar da adesão imediata às ferrovias, o Brasil deu preferência mais tarde ao transporte rodoviário e a malha brasileira é comparável à da Argentina, país de extensão territorial três vezes menor. A vantagem do uso das ferrovias faz-se principalmente quando transportamos alto volume de cargas unitárias, como grãos e minérios, a longas distâncias. Nestes casos, segundo o Ministério dos Transportes a economia é substancial, conforme vemos nas Figuras 1.4 e 1.5, a seguir:

Figura 1.3 – Distribuição da carga transportada por modal no Brasil e em países de dimensão territorial semelhante. Fonte: ANTF – Trevisan Consultoria, Oliver Girard

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As figuras a seguir, apresentam uma análise do transporte feita por Oliver Girard da empresa Trevisan Consultoria em que se pode identificar que embora os investimentos com a infraestrutura dos transportes, rodoviários em particular (ver Figura 1.6) tenha diminuído percentualmente no período compreendido entre 1975

distância

ferrovia

rodovia R$/ton

~400

km

Figura 1.4 - Relação da competitividade entre rodovias e ferrovias quanto a distancia de transporte

Figura 1.5 - Comparação dos custos e da equivalência de carga entre os modais ferroviários, rodoviários e aquaviários. Fonte: Ministério dos Transportes. Palestra do ministro Eliseu Padilha na Escola Superior de Guerra, no Rio de Janeiro em 14 e 15 de agosto de 2000.

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e 2005, a evolução do transporte em função do PIB teve um substancial aumento (ver Figura 1.7).

Figura 1.6 – Investimentos em transportes no período 1975 a 2005 em função percentual do PIB. Fonte: ANTF – Trevisan Consultoria, Oliver Girard

Figura 1.7 – Evolução do transporte em função do PIB e matriz dos transporte no Brasil. Fonte: ANTF – Trevisan Consultoria, Oliver Girard

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A Figura 1.8, apresentada a seguir, mostra um comparativo da eficiência em valores percentuais entre os diversos modais. Identifica-se ainda que o valor em US$ do tku e custo adicional que o país tem em relação aos Estados Unidos, por termos uma maior ineficiência em nossa infraestrutura de transportes.

Figura 1.8 – Custo da ineficiência do transporte no Brasil. Fonte: ANTF – Trevisan Consultoria, Oliver Girard

Considerando o apresentado anteriormente chega-se aos dados na Figura 1.9 em que se pode verificar que o custo logístico do transporte brasileiro é substancialmente superior ao de outros países, refletindo em nossa competitividade comercial com nossos concorrentes.

Figura 1.9 Comparativo do custo logístico do transporte brasilleiro com relação a outros países. Fonte: ANTF – Trevisan Consultoria, Oliver Girard

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1.2 O transporte e o modal ferroviário

Ao contrário do transporte rodoviário, o modal ferroviário se caracteriza pela sua pequena versatilidade de frotas não sendo capaz, a princípio, de alcançar os pontos produtores diretamente. Precisa, portanto de um meio alimentador; uma estrutura que permita a carga e descarga dos veículos que são as estações. Os tipos de produtos predominantemente transportados por mais de um modal são commodities, como minério de ferro, grãos e cimento, todos caracterizados como produtos de baixo valor agregado. Portanto, para que estes produtos sejam competitivos é indispensável um sistema de transporte eficiente, pois o custo de transporte é uma parcela considerável do valor destes produtos.

A figura 1.10, o gráfico mostra a intermodalidade entre rodovias e ferrovias onde se vê o transporte fictício de um produto de sua origem até uma estação ferroviária onde é carregado em vagões, o transporte ferroviário, o descarregamento em caminhões e a entrega ao consumidor final. Repare que os transbordos apresentam um custo, mas que assim mesmo, pela economia do modal ferroviário, existe vantagem neste uso múltiplo de modais. Repare que é necessário um percurso mínimo do transporte ferroviário para que haja real benefício.

Este transporte onde há o transbordo de carga ou passageiros entre diversos modais pode ser definido como: Multimodal Intermodal

Transbordos

Modal Rodoviário

Modal Ferroviário

Distância

R$

Figura 1.10: Utilização de mais de um modal com o ganho de eficiência e/ou custo.

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1.2.1 Multimodalidade

No livro Intermodal Freight Transportation (1995) a definição apresentada para o transporte multimodal é: “Multimodal é o transporte realizado por mais de um modal, caracterizando um serviço porta-a-porta com uma série de operações de transbordo realizadas de forma eficiente e com a responsabilidade de um único prestador de serviços através de documento único”.

Na multimodalidade, existe a emissão de apenas um documento de transporte, emitido pelo OTM – Operador de Transporte Multimodal, de ponta a ponta. Quanto a responsabilidade da carga ela é do OTM, do ponto de partida até a entrega final ao destinatário.

A lei no 9.611 de 19 fevereiro de 1998 dispõe sobre a prática do Operador de Transporte Multimodal (OTM). Esta lei define o transporte multimodal de cargas como aquele que, regido por um único contrato, utiliza duas ou mais modalidades de transporte, desde a origem até o destino, utilizando-se do OTM.

Para uma empresa brasileira ser credenciada como OTM, deve entrar com solicitação junto ao Ministério dos Transportes.

A Multimodalidade, como esta definida na legislação, sofre com problemas crônicos de infra-estruturais, tais como: eficiência dos portos, terminais para integração entre os modais.

1.2.2 Intermodalidade

Em 1993, na European Conference of Ministers of Transport, foi dada a seguinte definição: “Intermodalidade é o movimento de bens em uma única unidade de carregamento, que usa sucessivos modais de transporte sem manuseio dos bens na mudança de um modal para outro”.

Na intermodalidade a emissão de documentos de transportes é independente, um de cada transportador, cada um assumindo a responsabilidade pelo seu transporte. Para o transporte intermodal que utiliza contêiner, por exemplo, a carga permanece no mesmo contêiner por toda viagem.

Vantagens da intermodalidade Combina as características de cada modal utilizado (bons e ruins) Permite a utilização mais eficiente da infraestrutura dos transportes Maior utilização dos ativos de transporte Maior eficiência energética

Redução dos custos de transporte Desvantagens Maior complexidade logística Maior complexidade tributária

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Fragmentação do relacionamento com o cliente

Portanto a diferença entre Multimodalidade e Intermodalidade pode ser resumida como:

Na multimodalidade, existe a emissão de apenas um documento de transporte, cobrindo o trajeto total da carga, do seu ponto de origem até o ponto de destino. Este documento é emitido pelo OTM, que também toma para si a responsabilidade total pela carga sob sua custodia.

A intermodalidade caracteriza-se pela emissão individual de documento de transporte para cada modal, bem como pela divisão de responsabilidade entre os transportadores.

1.3 As ferrovias brasileiras

O Brasil possui atualmente uma malha ferroviária contando com 29.301 quilômetros de trilhos e transportando aproximadamente 20% das cargas. Com a desregulamentação do setor e os investimentos aplicados a taxa média de crescimento das cargas ferroviárias passou a ser de 15% ao ano. Novas linhas foram e estão sendo implantadas e as velhas e antieconômicas, ou foram desativadas ou estão sendo melhoradas. Com isto o Ministério dos Transportes espera que a participação na matriz de transportes passe a ser de aproximadamente 30%. Como podemos ver na Figura 1.11, a seguir, a ocupação territorial pelas ferrovias restringe-se ao litoral, sentido leste-oeste para exportação e norte-sul para transporte interno. Com relação ao Mercosul o país desenvolve atualmente toda uma política de forma a incrementar o transporte de mercadorias com nossos vizinhos, embora tenhamos ligação ferroviária apenas com a Argentina. Na figura vemos também que em 1999 o Brasil perdia em extensão da malha ferroviária para a Argentina, embora esta possua um território aproximadamente 1/3 menor que o nosso. O Quadro 1.2, nos dá uma visão do tráfego de passageiros transportados, por quilometro de trilho, em alguns países da América do sul. O valor de 7.224 passageiros por quilômetro em 1998 é quase em sua totalidade referente ao transporte metropolitano de trens urbanos e metrôs.

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Figura 1.11 Posição geográfica e quantitativa da malha ferroviária da América do Sul em 1999. Fonte: Fonte: Ministério dos Transportes. Palestra do ministro Eliseu Padilha na Escola

Superior de Guerra, no Rio de Janeiro em 14 e 15 de agosto de 2000.

O Quadro 1.2, nos dá uma visão do tráfego de passageiros transportados, por quilometro de trilho, em alguns países da América do sul. O valor de 7.224 passageiros por quilômetro em 1998 é quase em sua totalidade referente ao transporte metropolitano de trens urbanos e metrôs.

Quadro 1.2 - TRANSPORTE FERROVIÁRIO INTERNACIONAL Número de passageiros por quilômetro transportados, por país - 1993-98

PAÍS 1993 1994 1995 1996 1997 1998

Argentina 5534 4905 7017 9218 10096 9652

Brasil 9688 9668 9191 9048 7876 7224

Paraguai (1) 5 3 3 3 . . . ...

Uruguai . . . . . . . . . . . . . . . ...

Bolívia 318 284 240 195 225 ...

Chile 948 816 696 648 552 444

FONTE: GEIPOT / www.geipot.gov.br

O Quadro 1.3, a seguir nos mostra a tonelagem transportada por quilômetro, no comércio internacional da Ferrovia Pres. Carlos A Lopez, no que se refere apenas aos principais produtos.

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Quadro 1.3 - TRANSPORTE FERROVIÁRIO INTERNACIONAL Quantidade de toneladas/quilômetro transportadas, por país - 1993-98

PAÍS 1993 1994 1995 1996 1997 1998

Argentina 4477 6612 7608 8508 9840 9852

Brasil 124711 133735 136460 128976 138724 142198

Paraguai 6 6 . . . . . . . . . ...

Uruguai (1) 323 327 327 326 362 487

Bolívia 692 762 758 780 839 ...

Chile 2496 2371 2262 2366 2330 2650

FONTE: GEIPOT / www.geipot.gov.br (1) Só incluí os principais produtos.

O Quadro 1.4, adiante, nos mostra as principais empresas operam o transporte ferroviário no país e a evolução do comprimento desta rede, em quilômetros no período de 1995 a 1998. Existem outros 1133 km sob administração de outras empresas. Quadro 1.4 - EXTENSÃO DAS PRINCIPAIS FERROVIAS ( Em quilômetros)

ESTRADA 1995 1996 1997 1998

Companhia Brasileira de Trens Urbanos - CBTU 249 249 252 252

Companhia Fluminense de Trens Urbanos -

FLUMITRENS

264 264 271 293

Companhia Paulista de Trens Metropolitanos - CPTM 270 270 286 286

Empresa de Trens Urbanos de Porto Alegre-

TRENSURB

27 27 31 31

Estrada de Ferro Campos do Jordão 47 47 47 47

Estrada de Ferro Carajás 883 892 892 955

Estrada de Ferro da Mineração Rio do Norte 35 35 35 35

Estrada de Ferro do Amapá 194 194 194 194

Estrada de Ferro do Jari 68 68 68 68

Estrada de Ferro Paraná Oeste S.A. - FERROESTE _ 249 - -

Estrada de Ferro Vitória a Minas 898 898 898 898

Estrada de Ferro Votorantim 20 20 20 20

Ferrovia Norte-Sul 92 92 92 106

Ferrovia Paraná - FERROPAR _ _ 249 248

Ferrovia Paulista S.A. - FEPASA 4.651 4.625 4.493 4.235

REDE FERROVIÁRIA FEDERAL - RFFSA 21.861 21.371 21.749 20.500

Companhia Ferroviária do Nordeste S.A.-CFN - - 4.860 3.601

Ferrovia Centro-Atlântica S.A. - FCA - 7.080 7.080 7.080

Ferrovia Novoeste S.A. _ 1.621 1.622 1.626

Ferrovia Sul Atlântico S.A. - FSA _ . . . 6.349 6.355

Ferrovia Tereza Cristina S.A. - FTC _ . . . 164 164

MRS Logística S.A. _ 1.674 1.674 1.674

TOTAL 29.559 29.301 29.577 28.168

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1.4 Nomenclatura das Ferrovias

A nomenclatura das ferrovias são denominadas, à semelhança das rodovias, conforme apresentado a seguir:

1. Radiais: as que partem de Brasília, em qualquer direção para ligá-la a capitais regionais ou a pontos periféricos importantes;

2. Longitudinais: as que se orientam na direção geral nortesul; 3. Transversais: as que se orientam na direção geral leste-oeste; 4. Diagonais: as que se orientam nas direções gerais nordeste-sudoeste e

noroeste-sudeste; 5. Ligações: as que, em qualquer direção, não se enquadrando nas categorias

anteriores, ligam entre si diferentes ferrovias ou pontos importantes ou se constituem em ramais coletores regionais.

1.5 Designação das Ferrovias

Também a designação das ferrovias segue o padrão utilizado para as rodovias; conforme o seguinte:

EF - X X X Onde o primeiro algarismo representa:

0 - para as radiais; 1 - para as longitudinais 2 - para as transversais 3 - para as diagonais 4 - para as ligações

E os algarismos complementares são assim utilizados:

6. radiais: de 00 a 99 pela porcentagem do ângulo medido a partir da parte norte do meridiano de Brasília, localizado no sentido horário, com a ferrovia considerada;

7. longitudinais: interpolação entre 00 no extremo leste do país e 50 em Brasília e deste número a 99 no extremo oeste, proporcionalmente a distância da ferrovia ao meridiano de Brasília;

8. transversais: de 00 no extremo norte do país a 50 no paralelo de Brasília e deste valor a 99 no extremo sul;

9. diagonais: a numeração complementar varia seguindo números pares de 00 no extremo NE a 50 em Brasília e deste valor a 98 no extremo SO. A numeração complementar varia seguindo números ímpares de 01 no extremo NO a 51 em Brasília e deste valor a 99 no extremo SE.

10. ligações: de 00 a 50 se a ferrovia estiver ao norte do paralelo de Brasília e entre 50 e 99 se estiver ao sul.

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1.6 Composição da Estrutura Ferroviária

A estrutura da via ferroviária pode ser didaticamente dividida em: 11. Infraestrutura: Plataforma de terraplenagem; Elementos de drenagem; Obras de Arte Especiais (túneis, pontes, etc).

12. Superestrutura (via permanente): Lastro e sublastro; Dormentes; Trilhos; Aparelhos de mudança de via (AMV’s).

1.7 Características do Modal Ferroviário

A grande vantagem do modal ferroviário, a economia no transporte de cargas e passageiros deve-se principalmente pelas características a seguir enunciadas:

Características do Modal Ferroviário 13. Contato metal-metal 14. Eixos guiados 15. Bitola 16. Roda solidária ao eixo 17. Existência de frisos nas rodas 18. Conicidade das rodas 19. Roda dentro do gabarito da caixa

1.7.1 Contato metal-metal

A interação veículo-via se dá pelo contato direto das rodas metálicas do trem com os trilhos, que também são metálicos. Isto provoca um desgaste considerável dessas partes devido a grande magnitude da carga que solicita as rodas. Apesar da pequena resistência ao desgaste, esta alta solicitação faz com que este tipo de interação veículo-via seja o mais adequado. A fricção das rodas em movimento sobre os trilhos é muito baixa. Lançado a uma velocidade de 100km/h, sobre um trilho de nível plano, um vagão de quarenta toneladas percorre oito quilômetros ou mais, ao passo que um caminhão à mesma velocidade, numa rodovia plana, percorre apenas 1,6km. Essa baixa fricção permite a uma locomotiva de reduzida potência puxar uma longa composição, o que barateia o transporte ferroviário e lhe dá vantagem de dez para um em relação ao rodoviário, quanto à economia de combustível e à produtividade por empregado.

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1.7.2 Eixos guiados

Diferentemente dos outros meios de transporte, o sistema ferroviário não possui mobilidade quanto à direção do veículo. Seu trajeto é guiado pelos trilhos, como pode ser visto na Figura 1.13. Isto Restringe o deslocamento dos veículos e não permite seu tráfego em vias alternativas, como desvios, por exemplo, quando houver algum problema numa linha. Este fator faz com que, ao projetarmos uma ferrovia devamos considerar a confiabilidade da via frente aos problemas. Deve-se por exemplo fazer estudos mais aprofundados quanto à estabilidade de taludes, já que qualquer queda de barreira corresponderá certamente em suspensão do tráfego.

1.7.3 Bitola

Bitola pode ser definido como a distância entre os dois trilhos da férrea, sendo medida de 12 a 16 mm abaixo da superfície de rolamento do boleto (ver figura 1.14).

Figura 1.12 – Detalhe do contato trilho roda

Figura 1.13 – Detalhe do trem guiado pelos trilhos

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Pode-se denominar a bitola segundo o apresentado a seguir: 20. Larga: b > 1,435m; 21. Normal: b = 1,435m; 22. Estreita: b < 1,435m.

Quadro 1.5 - Extensão, em Quilômetros, das Linhas Principais e Ramais, por Estrada e Bitola no período entre 2001 e 2005

ESTRADA E BITOLA 2001 2002 2003 2004 2005

1,00 m 23.209 23.185 23.139 23.139 23.146

1,10 m 17 17 17 17 17

1,00 / 1,44 m 11 11 11 11 11

1,00 / 1,60 m 220 543 543 543 543

1,60 m 5.460 5.161 5.161 5.156 5.260

TOTAL 28.917 28.917 28.871 28.866 28.977 Fonte: http://appeantt.antt.gov.br/aett/aett_2006/Estatisticas/2.1.1.xls em 17/11/2009

As principais vantagens que podem ser enumeradas para a bitola métrica são: 23. Curvas de menor raio; 24. Menor largura da plataforma, terraplenos e obras de arte; 25. Economia de lastro, dormente e trilhos; 26. Material rodante de menor custo; 27. Menor resistência a tração.

Já as desvantagens mais evidentes apresentadas pela bitola métrica são:

28. Menor capacidade de tráfego; 29. Menor velocidade.

Comparando-se as bitolas de 1,00m e 1,60m podemos identificar o eguinte:

Bitola de 1,00m: 30. Lotação de um vagão: 74 ton 31. Tara: 16 ton 32.

Bitola de 1,60m: 33. Lotação de um vagão: 95 ton 34. Tara: 24 ton 35. Total: 119 ton com relação lotação/peso total = 0,798

Figura 1.14 – Bitola ferroviária

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1.7.4 Roda solidária ao eixo

As rodas das composições rodoviárias são, ao contrário dos veículos rodoviários, solidárias ao eixo (assim como os carrinhos de plástico). Desta forma não somente as rodas giram sobre os trilhos, mas todo o conjunto rodas e eixo. Ver Figura 1.15.

1.7.5 Existência de frisos nas rodas

Os frisos, como aparecem nas Figuras 1.16 e 1.17 auxiliam na contenção dos veículos sobre os trilhos, evitando descarrilhamentos.

1.7.6 Conicidade das rodas

A conicidade na forma das rodas ferroviárias, como mostra a figura 1.18, auxiliam a manter os veículos dentro dos trilhos.

Friso

Figura 1.16 – Friso

Figura 1.17 – Detalhe de uma roda ferroviária com friso

Figura 1.18 – Efeito da conicidade das rodas ferroviárias

Figura 1.15 – Detalhe das rodas ferroviárias solidárias ao eixo

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1.7.7 Roda dentro do gabarito da caixa

Outra característica do modal ferroviário é que os veículos possuem suas rodas sob a projeção de suas carrocerias, conforme se vê na Figura 1.19. Com isto temos as bitolas menores que as larguras do gabarito.

1.8 Tipos de veículos sobre trilho

Os veículos, ou material rodante são os equipamentos que fazem uso das vias férreas e que são classificados em três categorias, como segue: Locomotivas que são encarregadas pela tração; Vagões que são destinados ao transporte de carga; Carros que são destinados ao transporte de passageiros. Incluem-se aqui

as automotrizes.

Muitos são os veículos, além dos trens, são utilizados até hoje e que fazendo uso das vantagens dos trilhos. Dentre os quais podemos citar os bondes (VLT e Streetcars), metrôs, automotrizes, além dos trens de subúrbio, que diferem dos demais trens de passageiro por possuírem características próprias. Na Figura 1.20 a seguir pode-se ver um gráfico que mostra a capacidade dos trens de subúrbio, metrôs, Bondes, e também dos ônibus, com relação às distâncias de parada típicas do modal. Ë interessante notar que os modais que tem mais paradas, por conseguinte, paradas a distâncias menores, possuem uma velocidade média final menor que aqueles veículos que mesmo tendo uma velocidade final menor, param em menos estações em seus percursos. Outra observação importante é que os veículos menores param mais que os maiores e devem ser utilizados como alimentadores de um sistema de transporte de passageiros, onde os de maior capacidade de transporte param menos e circulam com uma velocidade média superior.

Figura 1.19 – Posição das rodas dos veículos ferroviários.

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1.8.1 Bondes

No início da exploração comercial do bonde - nos Estados Unidos da América (EUA), a partir de 1830 -, quando era movido à tração animal, até o surgimento do bonde elétrico, este meio de transporte não parou de atrair usuários, transformando-se na espinha dorsal de vários sistemas de transporte no mundo. Entretanto, a partir do final da II Grande Guerra, passou-se a assistir ao progressivo desmantelamento das redes de bonde, Robert (1975). Entre as razões evocadas, a mais alegada fazia menção ao fato de o veículo constituir um estorvo para o tráfego em geral. Atualmente observa-se um ressurgimento mundial do bonde como modal de transporte. No Brasil, houve um ensejo de reimplantação do bonde que começaria por Curitiba. Em 1978 o Instituto de Pesquisa e Planejamento Urbano de Curitiba (IPPUC), órgão de planejamento da Prefeitura elaborou um anteprojeto para a implantação deste sistema na cidade. A sua capacidade, calculada para 6 passageiros/m2, sendo de 252 a capacidade para cada carro, foi estimada em 15 mil passageiros/hora, utilizando composições com dois carros e operando a um headway (espaçamento entre duas composições consecutivas) de 2 minutos. Este projeto, contudo, não foi efetivado. Além dos custos de implantação terem sido considerados excessivos, acrescente-se o fato de que nenhuma outra cidade

0,1 0,2 0,3 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

80.000

70.000

60.000

50.000

40.000

30.000

20.000

10.000

Trens de subúrbio

Metrô

VLT e Streetcars

Ônibus

Distâncias típicas entre paradas/estações (km)

Capac

idade

de tran

sporte

do sist

ema

(Pa

ssagei

ros po

r hora e

dir

eção)

Figura 1.20 - Comparativo entre a capacidade de transporte de passageiros entre diversos modais de transporte e as distâncias típicas de suas paradas. Fonte: Tratado de Estradas de Ferro.

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tenha se manisfestado favorável ao projeto de Curitiba, o que inviabilizou o sistema, em virtude da baixa escala de produção do material rodante. Utilizam-se de trilhos fixados ao pavimento das ruas que também são utilizadas pelos veículos rodoviários, portanto os dormentes deverão ser especiais para ficarem embutidos, não causando desconforto ou perigo aos tráfego concorrente. A alimentação de energia é feita por cabos dispostos sobre os trilhos e um sistema de captação especial. Podem ser considerados como um ponto intermediário de capacidade de trânsito entre os ônibus e metrôs. É preciso convir que ao falar-se nesse veículo, nos vem à lembrança a imagem do antigo bonde: simpático, mas barulhento, desconfortável e esteticamente ultrapassado. O bonde atual pouco se parece com aquele do passado, sobretudo quanto ao aspecto ruído, pois os incontáveis aperfeiçoamentos técnicos introduzidos (rodas elásticas, suspensões primárias e secundárias em borracha, etc.), o transformaram em um dos equipamentos rodantes mais silenciosos de que se dispõe. Com relação aos parâmetros ambientais de emissão de poluentes, os bondes, utilizando-se da energia elétrica, contribuiriam para amenizar este sério problema.

1.8.2 Pré-metrô

O chamado pré-metro é uma tecnologia de transporte urbano que se utiliza de trens leves com algumas características dos metrôs, tais como exigir espaçamentos reduzidos entre as estações, e algumas dos trens suburbanos, como, em geral, na superfície ter alimentação por rede aérea e não através de terceiro trilho). Podendo ser considerados como uma modernização dos antigos bondes, sendo a sua denominação mais usual Veículo Leve sobre Trilhos (Light Rail Vehicle - LRV).

A área de eficiência de um pré-metrô é medida em função da capacidade de transporte, dos custos do nível de serviço e dos impactos sobre o meio ambiente. Este sistema de média capacidade (entre a s capacidades de sistemas de ônibus e metrô) se torna interessante para um volume de tráfego superior a 10 mil

Figura 1.21 – Bondes.

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passageiros/hora, estando o limite superior situado abaixo de 40 mil passageiros/hora. Assim que a capacidade do pré-metrô ficar comprometida, o metrô poderia ser implantado com mais facilidades, uma vez que sua faixa estaria preservada, eliminando os custos de desapropriação.

Um trabalho publicado pelo Transportation Research Board (TRB) nos Estados Unidos, indica que uma linha de pré-metrô pode ser projetada economicamente para transportar de 12 mil a 18 mil passageiros/hora. A capacidade de transporte irá variar em função das características dos veículos e da operação do sistema. Alguns dados que podem ser citados com sistemas em funcionamento são os mostrados no Quadro 1.6 a seguir onde encontram-se as capacidades dos sistemas de pré-metrôs de três cidades européias

Quadro 1.6 Capacidade de Transporte do Pré-Metrô

Fonte: TRB. Relatório Especial 161, 1975.

Muitas vezes os trilhos utilizados são especiais, adequados ao uso urbano, onde a pavimentação utilizada pelos veículos rodoviários não é prejudicada pela via ferroviária. Um modelo interessante é o apresentado na Figura 1.22 Embora a energia possa ser captada por terceiros trilhos (captação a nível do solo) normalmente ela é captada por cabos condutores aéreos como pode se visto na Figura 23.

Obviamente, como tudo, este modal possui vantagens e desvantagens, como pode ser visto a seguir:

CIDADE CAPACIDADE(PASS/HORA/SENT.)

Colônia 9000

Stuttgart 8600

Bruxelas 6300

Figura 1.22 – Trilho especial para uso em áreas urbanas

Figura 1.23 – Captação aérea de energia elétrica com uso de pantógrafo

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Vantagens Menos ruidoso e ambientalmente mais interessante que os ônibus ou

trolebus (ônibus elétricos), Consome menos energia elétrica que o metrô Ocupa a via junto com outros veículos rodoviários (embora podendo

utilizar vias exclusivamente ferroviária). Infra-estrutura muito mais barata que a do metrô, Fácil acessibilidade aos veículos, principalmente se forem do tipo “Piso

baixo", o que permite economizar tempo nas paradas, aumentando a velocidade comercial.

Desvantagens Rigidez das vias, que não lhes permite desviar obstáculos sobre a via, Maior custo, tanto de la infra-estrutura quanto dos veículos (em relação

a los ônibus) Menor capacidade e velocidade (em relação ao metrô). Problemas com o tráfego rodoviário devido a restrições, principalmente

com as paradas, que pode ser resolvida parcialmente mediante o uso de via reservada.

1.8.3 Metrô

Os metrôs foram soluções inteligentes, embora caras, adotadas a partir do século XIX para resolver o problema de transporte de passageiros em cidades grandes, que não possuíam mais espaço dentro de suas centenárias cidades e com ruas extremamente estreitas para o uso intensivo da recente invasão veículos de superfície. A solução foi utilizar túneis escavados no subsolo. Isto trouxe algumas vantagens, como a liberação das ruas na superfície, manutenção das construções existentes que precisariam ser derrubadas para alargamento das vias, maior velocidade de tráfego, tanto por utilizarem veículos rápidos e sem influência de outros veículos quanto pelo menor número de paradas, além de se utilizar de vias sem muitas curvas.

Figura 1.24 – Pré-metrô utilizando via comum a do tráfego rodoviário.

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Os primeiros metros funcionavam ainda a tração animal (ver Figura 1.25), substituída mais tarde pela tração elétrica. A alimentação de energia é feita pelo chamado 3º trilho, um trilho disposto entre os outros dois que possuem função de suporte das cargas e direção do trem. Alguns metrôs em vez de utilizarem trilhos como os usualmente existentes em vias férreas, utilizam-se de trilhos mais largos que suportam rodas recobertas com borracha maciça (ver Figura 1.26), trazendo grande melhoria no que se refere ao conforto acústico dos usuários. Algumas linhas de metrôs são subterrâneas, contudo utilizam-se também linhas aéreas, geralmente em áreas pouco povoadas ou sobre vias rodoviárias que suficientemente largas a ponto de permitir inclusive a instalação de estações de parada. O problema destas linhas aéreas é o barulho e o aspecto visual, que nem sempre é dos mais agradáveis. Alguns metrôs aéreos utilizam-se de apenas um trilho central, sendo chamados de monotrilhos, ou monorail. Geralmente estes trens funcionam através de levitação magnética que além de reduzir em muito o atrito, permite um deslocamento suave e silencioso. As linhas dos metrôs são duplas devido ao grande volume de tráfego, e os vagões são especiais para este tipo de transporte urbano. As estações dos metrôs são elementos extremamente caros, já que estão localizadas geralmente a uma certa profundidade dentro do solo, devendo ser suprida de todos os meios para sobrevivência e segurança de seus usuários. Como a capacidade de transporte de cada composição é muito grande as estações devem ser capazes de suportar altas taxas de trânsito de pedestres, sendo que para isso utiliza intensamente de esteiras e escadas rodantes.

Figura 1.25 - Veículo sobre trilho com tração animal

Figura 1.26 - Veículo sobre rodas de borracha

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Há mais de um século entrou em operação o primeiro metrô do mundo, o de Londres, em 1863. A partir desta linha pioneira até 1970, a quilometragem destas ferrovias urbanas atingiu, em todo o mundo, 2.755 km de linhas em tráfego, encontrando-se atualmente mais de 8.000 km de linhas em metrô.

Contudo este modal apresenta um custo de construção, da ordem de 20 a 50 milhões de dólares por quilômetro, de forma que sua implantação só se faz adequada para atender à uma grande demanda, acima da capacidade dos ônibus (inclusive articulados em via exclusiva). Sua economia cresce na medida em que aumenta a demanda por transportes nas áreas urbanas, sendo que para faixas superiores a 40 mil passageiros/hora é a tecnologia recomendável, encontrando concorrência apenas nos trens.

Os aspectos mais importantes dos metrôs são representados pelo fato de apresentarem grande capacidade de transporte, de 60 mil a 90 mil pass/h/sentido, não provocarem ruídos ou poluição atmosférica, além de reduzirem o número de acidentes. Os metrôs alcançam velocidades comerciais da ordem de 25 a 30 km/h, sendo projetados para alcançar velocidades máximas de 80 a 100 km/h. A alimentação elétrica é normalmente feita por um terceiro trilho, havendo, no entanto, alimentação por rede aérea, como no caso do metrô de Madri. Em termos de números equivalentes de automóveis, a tabela 10 aponta a capacidade dos principais meios de transporte urbanos:

Quadro 1.7: Capacidade dos principais meios de transporte urbanos

MEIO NÚMERO DE VEÍCULOS NÚMEROS EQUIVALENTES

Veículos/hora

Lotação média

Passageiros Automóveis Faixas de Circulação

Larg. das Faixas (m)

Automóvel (4 a 6 lugares) 1500 1,5 2750 1500 1 4

Ônibus (50 lugares) 120 56 6720 4480 3 12

Bonde de 2 carros (120 lugares)

80 160 12800 8530 5,7 24

Bonde de 3 carros (180 lugares)

60 240 14400 9600 6,4 28

Trens de subúrbio de 8 carros de 2 andares (300 lugares

30 1200 36000 24000 16 64

Metrô de 8 carros (180 lugares)

40 1152 46080 30700 20,4 84

Fonte: JUHNKE, K. J. 1968. Contudo, a implantação desta tecnologia em uma cidade já constituída deve ser bem avaliada, pois conforme alerta o DG XI (op. cit.), seus custos podem ser muito altos. Eles podem ser melhor controlados durante a construção de uma cidade nova, pois pode-se combinar a instalação de água, esgoto, energia, comunicação e infraestrutura de transportes sem ter que trabalhar em torno de uma infraestrutura existente. Esta é a principal simplificação e possivelmente corta

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os custos pela metade ou mais. Os túneis podem ser construídos usando-se simplesmente técnicas de cortar-e-preencher, a execução dos serviços pode ocorrer durante as 24 horas do dia sem incomodar os habitantes e o uso considerável de componentes de concreto pré-fabricado pode simplificar e acelerar o processo. Além destes aspectos devem ser avaliados, através de um Relatório de Impacto Ambiental (RIMA), os níveis de comprometimento do ambiente a ser atingido pela implantação do projeto.

Sgarioni (1998), destaca no jornal Folha de São Paulo, a inauguração, na cidade de Paris, do Météor (Metrô Leste-Oeste Rápido), o primeiro metrô do mundo equipado com câmeras de vídeo dentro dos vagões e completamente automatizado. Idealizado pela Administração Autônoma de Transportes Parisienses (RATP), o projeto de US$ 1,1 bilhão começou a ser executado em 1992, a fim de oferecer mais segurança aos usuários. O fato de não possuir condutores gerou protesto por parte dos sindicatos, que pediram garantias dos níveis de emprego e críticas da Federação das Associações dos Usuários de Transportes (FNAUT), relacionadas aos altos investimentos públicos envolvidos no projeto. O sistema conta com dezessete trens e seis vagões, sendo que cada vagão tem capacidade para 122 passageiros. Outro aspecto a ser considerado é o da velocidade média; ele terá capacidade de circular a 40 km/h, contra os 25 km/h dos sistemas atuais. Os tipos de metrô

As definições técnicas que fazem parte do projeto de uma linha de metrô são altamente complexas e decorrem não apenas de exigências específicas do sistema metroviário, mas principalmente, de aspectos como ocupação do solo, preservação do meio ambiente e patrimônio histórico. Portanto, condicionam-se a características geológicas, topográficas e geotécnicas, especificações do material rodante, características do sistema viário e, não por último, a aspectos legais. A interface do sistema metroviário com o meio urbano é mais evidente nos pátios de manutenção e nas áreas próximas às estações, onde se dá a integração com outros equipamentos de transporte, como terminais, passarelas, acessos, etc. e também com instalações de utilidade pública, como áreas comerciais, praças e jardins.

A escolha do método construtivo

As opções construtivas para a implementação de um sistema de transporte de alta capacidade, como é o caso do Metrô, podem ser divididas em três grupos: Superfície (ver Figura 1.27) Elevado (ver Figura 1.28) Subterrâneo (ver Figura 1.29)

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1.8.4 Trens urbanos

Os trens urbanos nada mais são que trens de passageiros que ligam as regiões metropolitanas de maior tamanho. Geralmente sendo uma ótima solução para ligar as estações de metrôs dentro das grandes cidades com estações localizadas em subúrbios. Suas características permitem um transporte bastante rápido, barato e seguro aos seus usuários. Por trafegarem em áreas urbanizadas são desejáveis algumas características especiais de via, estações e do material rodante, tais como redução de ruído, economia de espaço físico, segurança, etc.. Ver Figura 1.30.

Figura 1.27 – Metrô de superfície

Figura 1.28 – Metrô elevado Figura 1.29 – Metrô subterrâneo

Figura 1.30 – Trem urbano

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1.8.5 Trens de alta velocidade

Os trens de alta velocidade iniciaram suas operações na década de setenta na França e no Japão e atualmente estão em uso em muitos países do mundo, sob diversas denominações, sendo a mais famosa a utilizada na França, o TGV, ou train de grand vitesse (trem de grande velocidade, em português). Trafegam a velocidades superiores a duzentos quilômetros por hora de velocidade média. Podendo chegar a mais de 400 km/h. O grande problema em seu uso é custo extremamente alto do equipamento e das vias, que devem possuir poucas curvas, nivelamento perfeito, pequenas rampas, nenhuma perturbação ao seu livre tráfego, dentre tantas outras. A vantagem é o transporte de passageiros a uma velocidade final igual ao do transporte aéreo, já que os tempos de espera nas estações são muito menores que o dos aeroportos. Também pelo fato que as estações de trens estão dentro das cidades e não a muitos quilômetros de distância, como é o caso dos aeroportos, este tipo de transporte é muito utilizado em toda Europa, Japão e América do Norte. Ver Figuras 1.31 e 1.32.

Na Alemanha está em construção uma linha de trem entre as cidades de Hanôver e Würzburm, Rossberg (1988). O nome dado ao trem é ICE (Inter-City Experimental), um trem de alta velocidade que deverá trafegar 327 km passando por 267 pontes e 61 túneis, à uma velocidade de aproximadamente 250 km/h. O projeto conta com o patrocínio do Instituto Alemão de Pesquisas e Experiências Aeroespaciais (DFVLR) e o Serviço Nacional Francês de Caminhos de Ferro (SNCF). O desenho do trem foi desenvolvido em parceria com a França e possui em suas duas extremidades cabeças propulsoras com uma potência de 57000 CV cada. Entre os dois motores trifásicos podem ser engatados até 50 vagões. Estes motores são considerados os mais econômicos e confiáveis motores elétricos da

Figura 1.31 - Vista externa frontal de um TVG

Foto 1.32 - Vista interna de uma cabine de comando de um TGV

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atualidade. Como a linha não apresenta curvas fechadas nem aclives acentuados, tudo que o maquinista precisa fazer é programar a velocidade desejada em sua cabine e tudo o mais é feito pelos computadores. Além disso, eles controlam todas as demais funções, fazendo uma verificação dos sistemas e apontando possíveis distúrbios, que então podem ser sanados a tempo. Na França, desde a inauguração da linha Paris-Lyon, o super-trem TGV já transportou 60 milhões de passageiros em seus primeiros 5 anos de operação. No Brasil, desde 1996, realizam-se estudos para a implantação desta tecnologia no eixo Rio-São Paulo. O projeto envolve o transporte de passageiros e de cargas. A velocidade esperada é de aproximadamente 350 km/h, possibilitando percorrer os 421 km em 90 minutos, Revista Ferrovia (1997).

1.8.6 Automotrizes

Automotrizes são equipamentos, que possuem capacidade própria de tração, geralmente utilizadas separadamente mas que podem ser acopladas, e embora utilizando cada uma sua própria tração são comandadas por um só homem. São utilizadas em trechos ferroviárias onde não se justifica a implantação de um trem. No Paraná, no trecho entre Curitiba e Paranaguá, temos uma linha turística onde operam as famosas "Litorinas", conforme vemos na fotografia promocional, a seguir apresentada na Figura 1.33.

1.8.7 Veículo com levitação magnética

A técnica eletromagnética de suspensão se deixa explicar como o salto do motor de rotação para o motor linear, cujo diâmetro é infinito (ver Figura 1.26). Um campo magnético móvel, construído no trajeto entre o eletromagneto do veículo e os enrolamentos dos estatores, carrega o trem consigo e o acelera. Como a infra-estrutura circunda o veículo em forma de T, o efeito de atração da força magnética atua também para cima e levanta o veículo que flutua, sem tocar e sem desgastes, alguns milímetros sobre a infra-estrutura. Levar, dirigir, acionar e frear - tudo ocorre sem contato mecânico entre o trem e o mecanismo de movimentação.

Figura 1.33 - Imagem da automotriz "Litorina" em uso na linha turística entre Curitiba e Paranaguá.

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Isto significa uma menor despesa de manutenção, menor ruído e mínima poluição ambiental. Como não há contato entre a composição e a via tal composição possui potencial para atingir velocidades de 500 km/h. Como normalmente desliza sobre uma estrada montada sobre cabos, apenas a cada 25 metros se precisa de um lugar para suporte (situação normal aos monotrilhos). No mais a passagem permanece intocada sob o veículo suspenso - essa construção protege o meio ambiente e é ecologicamente favorável. Não são necessários cortes, diques ou túneis. Devido a sua alta capacidade de ascensão, que é três vezes superior à do sistema de rodas e de trilhos, e devido a um raio de curva mínimo pode subir ou fazer a volta em torno de um trecho acidentado ou instável. Ver Figuras 1.34, 1.35, 1.36, 1.37..

Figura 1.34 – Esquema do princípio de funcionamento do Maglev

Figura 1.35 - Maglev

Figura 1.36 – Esquema do sistema de levitação e propulsão Maglev

Figura 1.37 – Esquema do sistema de levitação e propulsão Maglev

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1.8.8 Monotrilhos

O monotrilho é um metrô ou ferrovia que opera com um único trilho e não como as ferrovias tradicionais que possuem dois trilhos paralelos. Os monotrilhos modernos são propulsionados normalmente por energia elétrica e têm pneus em vez das usuais rodas de ferro que rolam por cima e pelos lados do trilho, de forma a fazer movimentar e estabilizar a composição. Mais modernamente existe a tendência de se utilizar a levitação magnética. Um dos mais antigos monotrilhos, o de Wuppertal na Alemanha foi construído em 1901 e ainda se encontra em funcionamento. (Ver Figura 1.38) Didaticamente se pode classificar três tipos básicos de monotrilhos: Monotrilhos suspensos onde a composição está localizada debaixo do

trilho. Monotrilhos onde a composição encaixa-se no trilho, que é o modelo mais

popular. Monotrilhos onde as rodas são colocadas dentro trilhos.

Vantagens e desvantagens dos monotrilhos

Como tudo aqui também se pode enumerar as seguintes vantagens e desvantagens do uso dos monotrilhos:

Vantagens: A principal vantagem é que necessitam de muito menos espaço, tanto

na horizontal como na vertical. A largura necessária é determinada pelo tamanho do veículo e não pelo tamanho da linha; sendo normalmente, elevados, ocupam muito menos espaço no chão, sendo este limitado praticamente ao pilares de sustentação.

Figura 1.38– Monotrilho suspenso de Wuppertal na Alemanha, construído em 1901 e ainda em funcionamento.

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Devido ao pouco espaço que ocupam no chão, são mais atrativos que os sistemas elevados convencionais e visualmente apenas impedem a visão de uma pequena parte do céu.

São menos ruidosos, já que usam rodas de borracha quando em contacto com o solo.

Os monotrilhos são capazes de subir, descer e virar, mais rapidamente que os comboios convencionais

São mais seguros, já que não descarrilam e como são elevados, dificilmente entrarão em choque com pessoas e trânsito.

São mais baratos e mais fáceis de construir, especialmente quando comparados com os sistemas de metrô.

Desvantagens Os monotrilhos necessitam da sua própria “estrada” Ocupando menos espaço no chão do que os sistemas elevados

convencionais, ocupam mais do que os sistemas subterrâneos. Os desvios implicam que uma parte da linha fique suspensa no ar, num

determinado espaço de tempo. Ao contrário dos desvios convencionais, um comboio que circule nessa linha suspensa, pode descarrilar, com o risco adicional de cair de uma altura de vários metros do chão.

Numa emergência, os passageiros não podem sair imediatamente visto não existirem plataformas para o poderem fazer.

1.8.9 Trens de montanha

Para vencer as rampas impostas pelos desníveis pronunciados existentes em montanhas, se faz necessário a utilização de sistemas que resolvam o problema apresentado pela baixa aderência do contato trilho/roda. Para isto, normalmente usa-se os seguintes sistemas: Cremalheira Funiculares

Figura 1.39 – Posições dos monotrilhos em relação ao veículo

Figura 1.40 – Monotrilho

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Figura 1.41 - Funcionamento da cremalheira

Sistema de cremalheira A Cremalheira sob o ponto de vista mecânico, consiste numa barra ou trilho dentado por onde uma engrenagem a ele ajustada é movido retilineamente como se pode ver na Figura 1.41. O sistema de cremalheira é usado em ferrovias para vencer terrenos íngremes, geralmente com inclinação até 30%, no qual o trilho fixado ao solo é dentado e a locomotiva imprime a força na engrenagem que a ele adere. Entretanto, quando é a engrenagem que está no ponto de apoio (ou seja, fixa), é a cremalheira que se

move agindo similarmente a um pistão.

O Sistema de Cremalheira, nada mais é que é a instalação de um terceiro trilho dentado, entre os dois trilhos normais de uma ferrovia, onde um mecanismo existente sob a locomotiva pousa sobre o trilho dentado e nela fica articulado, permitindo que a locomotiva auxilie os trens a vencer terrenos inclinados. Utilizam-se locomotivas especialmente projetadas para operar neste tipo de trilho, onde um conjunto de rodas dentadas se engata no trilho ou na cremalheira e permite que a composição consiga subir ou descer terrenos inclinados, ajudando na tração ou na frenagem da composição.

Na Figura 1.42 apresenta-se o funcionamento do sistema de cremalheiras ferroviário, na Figura 1.43 vê-se duas locomotivas elétricas aproximando-se do ponto de engate com a cremalheira. Por motivo de segurança, as locomotivas trabalham em duplas e sempre tomam a dianteira na descida.

Funiculares

Figura 1.42 - Sistema cremalheira

Figura 1.43 – Duas locomotivas aproximando-se do sistema cremalheira

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A palavra funicular vem do latim funiculus, que significa cordão, corda, sendo que a primeira utilização foi um sistema inaugurado em Lion, França em 1862, acionado por una máquina de vapor.

Um trem convencional não é capaz de vencer rampas acentuadas já que o baixo atrito trilho e rodas de aço não apresentam tração suficiente. Trens, para subir montanhas, devem vencer longas distancias em espiral ou vias em zig-zag.

O sistema funicular pode apresentar várias formas, mas tem em comum o uso de cabos de aço que auxiliam o tráfego de composições ferroviárias (trens, bondinhos, etc.) em linhas férreas muito íngremes. Quando os planos inclinados (é assim como são denominadas as rampas) possuem inclinação muito acentuada utilizam-se bancos dos vagões construídos de forma a se adaptar a esta inclinação, como se vê na Figura 1.44.

Endless rope é um sistema de funiculares onde apenas existe um único cabo sem fim, tracionando rampa acima ou freando, rampa abaixo. No sistema, enquanto uma composição desce por um lado do cabo, a outra sobe pelo outro lado, e uma composição serve de contrapeso à outra, cada uma em uma ponta do cabo.

O sistema pode ter o apoio de um vagão especial chamado locobreque, em que cada lado do vagão dispõem garras na sua parte inferior. Assim, se algum cabo arrebentar, as garras engatavam nos trilhos, impedindo que a locomotiva despenquem serra abaixo. Este vagão pode ou não ter força motriz.

Os vagões podem compartilhar a mesma via com exceção a um ponto médio onde existe uma bifurcação para que a composição ascendente cruze com a descendente. Ver Figura 1.45.

Este transporte apresenta grandes vantagens, devido a sua segurança, funcionalidade e capacidade de transporte sendo que sua adaptável tanto a áreas urbanas quanta rurais.

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Na Figura 1.46, observa-se o cabo de aço apoiado e sustentando o movimento da composição e na Figura 1.47 o maquinário responsável pela tração do funicular.

Figura 1.46 – Detalhe do cabo do sistema funicular.

Figura 1.47 – Sistema de tração de um funicular

Figura 1.44 – Veículo Funicular apresentando “degraus” devido a rampa acentuada da via.

Figura 1.45 – Compartilhamento da via por duas composições funiculares.