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Material rodante Locomotivas e Vagões

Locomotivas
As primeiras idéias para utilização do vapor para movimentação de veículos datam do século XVII, sendo construído por Richard Trevithick no País de Gales somente em 1804 um carro a vapor sobre trilhos. Em 1814 o inglês Geoge Stephenson apresentou a locomotiva "Blucher", e em 1825 fundou com outros sócios a firma Robert Stephenson & Co., primeira fábrica de locomotivas do mundo.

Desta fábrica sairam a locomotiva "Locomotion" para a Stockton & Darlington Railway, primeira ferrovia pública do mundo, e a famosa "Rocket", vencedora do concurso de de Rainhill para a Liverpool & Manchester Railway em 1829, que pelas suas características se firmaria como o ponto de partida das futuras locomotivas a vapor.

Daí em diante vários países seguiram o exemplo construindo ferrovias, incluisive o Brasil, que inaugurou por iniciativa do empresário Irineu Evangelista de Souza em 30 de abril de 1854 a Imperial Companhia de Navegação a Vapor - Estrada de Ferro de Petrópolis, mais conhecida como Estrada de Ferro Mauá, sendo utilizada para tracionar o trem inaugural a locomotiva 2-2-2T número 1, fabricada por William Fairbain & Sons na Inglaterra. A locomotiva ganhou o nome "Baroneza", em homenagem à esposa de Irineu Evangelista de Souza, que nesta ocasião recebeu o título de Barão de Mauá, e atualmente está preservada como a peça mais importante do Museu do Trem, no Rio de Janeiro.

Locomotivas a vapor
As locomotivas a vapor utilizam o vapor sob pressão para acionar os êmbolos que transmitem o movimento por puxavantes e braçagens às rodas. A energia para produção do vapor na caldeira vem da fornalha localizada mais atrás, queimando combustível - carvão, lenha ou óleo - que fica armazenado no tender, junto com a água para reabastecimento constante da caldeira.

A caldeira é basicamente um tanque de aço resistente a altas pressões cheio d'água e com tubos interligando a fornalha à caixa de fumaça na parte da frente, por onde passa a chama para o aquecimento e produção do vapor.

Na parte superior um conjunto de válvulas colhe o vapor e o distribui para os cilindros onde vai acionar os êmbolos, escapando depois por um tubo Venturi dentro da caixa de fumaça para a chaminé e com isto aumentando a tiragem para manter intensa a chama na fornalha. Sendo a locomotiva equipada com superaquecedor o vapor, ao sair da caldeira, passa por uma serpentina de tubos em contato com a chama para aumentar sua temperatura e pressão, melhorando o rendimento.

Esquema de uma típica locomotiva a vapor:
esquema-de-uma-tipica-locomotiva-a-vapor
De acordo com o arranjo das rodas guias, motrizes e portantes, as locomotivas têm uma classificação, sendo mais comum a Whyte, adotada na Inglaterra, os EUA e também no Brasil.

Esquema das principais rodagens de locomotiva a vapor
esquema-das-principais-rodagens-de-locomotiva-a-vapor
Nos EUA e na Europa outros tipos de locomotivas a vapor foram também desenvolvidos, com a utilização de turbinas para acionamento das rodas via engrenagens ou geradores e motores elétricos, mas acabaram sendo abandonados devido à complexidade e altos custos, principalmente depois do desenvolvimento das modernas locomotivas diesel.

Locomotivas elétricas
Durante a realização da Exposição Industrial de Berlim, em 1879, uma locomotiva elétrica circulou pela primeira vez, apresentada pelo engenheiro alemão Werner Von Siemens. Rapidamente vários países europeus adotaram a novidade eletrificando suas ferrovias.

No Brasil a tração elétrica foi empregada pela primeira pela Companhia Ferro Carril do Jardim Botânico, no Rio de Janeiro em 1892, e pela E. F. do Corcovado em 1910. Em 1922 iniciou-se a eletrificação da Companhia Paulista de Estradas de Ferro, e em 1937 da Central do Brasil, nas linhas de subúrbios no Rio de Janeiro.

Embora estendida a várias ferrovias brasileiras, a tração elétrica foi aos poucos sendo desativada devido à obsolescência dos equipamentos existentes e aos altos custos de manutenção dos equipamentos fixos, ficando restrita atualmente aos sistemas de transporte metropolitano nas principais capitais. A única linha de carga atualmente em operação é a cremalheira da MRS entre Piassaguera e Paranapiacaba, na serra do Mar em São Paulo.
Locomotivas elétricas de cremalheira Hitachi, da MRS
Loco-Hitachi-MRS
De uma forma geral as locomotivas elétricas captam a energia da rede aérea por um pantógrafo, ou do terceiro trilho por uma sapata lateral, e através de equipamentos de controle alimenta os motores de tração localizados nos truques. O mesmo princípio se aplica aos trens unidade de passageiros utilizados nos sistemas de transporte metropolitano.

No Brasil a maioria dos sistemas de eletrificação com rede aérea opera com corrente contínua a 3.000 V, e com terceiro trilho com corrente contínua a 750 V. Na E. F. do Corcovado a corrente é alternada trifásica, a 750 V.

Locomotivas diesel-elétricas
Embora inventados desde o final do século XIX respectivamente por Nikolaus A. Otto e Rudolph Diesel os motores a gasolina e diesel de início não tiveram aplicação comercial na tração ferroviária, devido principalmente ao tamanho e peso excessivos e também pela dificuldade de transmissão do movimento e do torque às rodas.

Somente em 1925 foi apresentada pela General Electric associada à Ingersoll-Rand uma locomotiva diesel-elétrica de manobras, fabricada para a Central of New Jersey Railroad. A partir daí a tração diesel-elétrica se tornou um sucesso, especialmente nas ferrovias de transporte pesado de cargas dos EUA, praticamente eliminando o vapor a partir da década de 1950. No Brasil a primeira ferrovia a ter locomotivas diesel-elétricas foi a Viação Férrea Federal Leste Brasileiro, na Bahia, recebendo 3 locomotivas 1-B-B1 fabricadas pela English Electric em 1938, e a primeira ferrovia a dar início efetivo à dieselisação foi a E. F. Central do Brasil, a partir de 1943.

Nas locomotivas diesel-elétricas o motor diesel aciona um gerador que produz a energia elétrica destinada aos motores de tração localizados nos truques e acoplados às rodas motrizes por engrenagens. Especialmente a partir da década de 1970 passou-se a utilizar o alternador, produzindo corrente alternada a ser retificada e enviada aos motores de tração de corrente contínua, sendo amplamente utilizada no Brasil desde então. Uma tecnologia mais recente é a dos motores de tração a corrente alternada, já comum em diversas ferrovias da América do Norte, mas ainda não utilizada no Brasil.

Esquema de uma típica locomotiva diesel-elétrica
esquema-de-uma-tipica-locomotiva-diesel-eletrica
Paralelamente foi sendo desenvolvida na Europa, especialmente na Alemanha, a tração diesel-hidráulica, onde o motor diesel aciona um conversor de torque hidráulico acoplado aos eixos de dada truque. Principalmente entre as décadas de 1950 e 70 tivemos no Brasil vários exemplos de utilização deste tipo de locomotiva, estando atualmente limitado a algumas unidades de manobras em indústrias.

De acordo com o arranjo das rodas nos truques as locomotivas têm uma classificação, atribuindo-se letra às rodas motrizes e número às rodas livres sem tração. Esta classificação também se aplica às locomotivas elétricas.

Esquema das principais rodagens de locomotivas diesel-elétricas
esquema-das-principais-rodagens-de-locomotivas-diesel-eletrica

As fotos seguintes apresentam alguns dos principais modelos de locomotivas diesel-elétricas em operação em várias ferrovias do Brasil.

Locomotiva GM modelo G12 da Ferropar, com rodagem B-B
Loco-G12-FPSA-9133

Locomotiva GM modelo G12 da FTC, com rodagem B-B
Locomotiva-G12-FTC-4160

Locomotiva Macosa modelo G22U da ALL, com rodagem B-B
Locomotiva-G22U-ALL-4352

Locomotiva GE modelo U20C da Ferroban, com rodagem C-C
Locomotiva-U20C-FBSA-3812

Locomotiva GE modelo C30-7 da ALL, com rodagem C-C
Locomotiva-C30-7-ALL-7627

Locomotiva GE modelo C30-7A da Ferronorte, com rodagem C-C
Locomotiva-C30-7A-FNB-9279

Locomotiva Macosa modelo GT26CU-2 da FCA, com rodagem C-C
Locomotiva-GT26-FCA-2974

Locomotiva GM modelo SD40-3MP da MRS, com rodagem C-C
Locomotiva-SD40-3MP-MRS-5305

Locomotiva GE modelo C44-9WM da EFC, com rodagem C-C
Locomotiva-C44-9WM-EFC-808

Locomotiva GE modelo C44-9WM da Ferronorte, com rodagem C-C
Locomotiva-C44-9WM-FNB-9010

Locomotiva GM modelo DDM45 da EFVM, com rodagem D-D
Locomotiva-DDM45-EFVM-844

Locomotiva GE modelo BB36-7 da EFVM, com rodagem B+B-B+B
Locomotiva-BB36-7-EFVM-722
Vagões
A norma brasileira de classificação de vagões (NBR 11691) estabelece que a classificação de vagões seja feita através de três letras e sete números, como mostrado abaixo:
8_vag_01
No bloco I, a primeira letra identifica o tipo de vagão, e a segundo seu subtipo. São essas duas letras que orientam a classificação geral de vagões abaixo mostrada. A terceira letra, encontrável apenas nas figuras aqui disponibilizadas, identifica a denominada manga do eixo, que, por seu turno, limita o peso bruto máximo, de cada vagão. Para bitola métrica, as mangas variam de A a G (pesos brutos máximos de 30.0000 a 130.000 kgf, respectivamente); na bitola larga, as mangas variam de P a U (pesos brutos máximos de 47.0000 a 130.000 kgf, respectivamente).

Assim, para o caso antes exemplificado, o significado seria:
- G: vagão tipo gôndola;
- P: com bordas fixas e portas laterais;
- R: de bitola larga, com peso bruto máximo de 80.000 kgf.
A numeração propriamente dita, bloco II do exemplo antes citado, está relacionada ao proprietário do vagão, que, ao tempo de elaboração da norma, subdividia-se em:
- Frota particular: 000001 a 099999;
- CVRD: 100000 a 299999;
- Fepasa: 300000 a 599999; 
- RFFSA: 600000 a 999999.
Finalmente, quanto ao dígito verificador, último elemento do exemplo antes citado, seu cálculo obedece à seguinte marcha:
- multiplicação de cada algarismo, da esquerda para a direita, por sete, por seis, por cinco e assim sucessivamente;
- soma das multiplicações;
v divisão do resultado da soma por onze;
- subtração de onze menos o resto da divisão (se houver).
Conhecidos os critérios de classificação, apresentam-se em seguida os tipos de vagões mais usados no Brasil, alguns deles com links para fotos e desenhos técnicos.
Vagões tipo fechado - para granéis sólidos, ensacados, caixarias, cargas unitizadas e transporte de produtos em geral que não podem ser expostos ao tempo:
FRD
FR - Convencional, caixa metálica com revestimento
FS - Convencional, caixa metálica sem revestimento
FM - Convencional, caixa de madeira
FE - Com escotilhas e portas plug
FH - Com escotilhas, tremonhas no assoalho e portas plug
FL - Com laterais corrediças (all-door)
FP - Com escotilhas, portas basculantes, fundo em lombo de camelo
FV - Ventilado
FQ - Outros tipos
Vagões tipo gôndola - para granéis sólidos e produtos diversos que podem ser expostos ao tempo:
GDE
GD - Para descarga em giradores de vagão
GP - Com bordas fixas e portas laterais
GF - Com bordas fixas e fundo móvel (drop - bottom)
GM - Com bordas fixas e cobertura móvel
GT - Com bordas tombantes
GS - Com semi-bordas tombantes
GH - Com bordas Basculantes ou semi-tombantes com fundo em lombo de camelo
GC - Com bordas tombantes e cobertura móvel
GB - Basculante
GQ - Outros tipos
Vagões tipo hopper - fechados para granéis corrosivos e granéis sólidos que não podem ser expostos ao tempo e abertos para os granéis que podem ser expostos ao tempo:
HF - Fechado convencional
HP - Fechado com proteção anti-corrosiva
HE - Tanque (center-flow) com proteção anti-corrosiva
HT - Tanque (center-flow) convencional
HA - Aberto
HQ - outros tipos
Vagões tipo isotérmico - produtos congelados em geral:
IC - Convencional com bancos de gelo
IF - com unidade frigorífica
IQ - Outros tipos

No bloco I, a primeira letra identifica o tipo de vagão, e a segundo seu subtipo. São essas duas letras que orientam a classificação geral de vagões abaixo mostrada. A terceira letra, encontrável apenas nas figuras aqui disponibilizadas, identifica a denominada manga do eixo, que, por seu turno, limita o peso bruto máximo, de cada vagão. Para bitola métrica, as mangas variam de A a G (pesos brutos máximos de 30.0000 a 130.000 kgf, respectivamente); na bitola larga, as mangas variam de P a U (pesos brutos máximos de 47.0000 a 130.000 kgf, respectivamente).

Assim, para o caso antes exemplificado, o significado seria:
- G: vagão tipo gôndola;
- P: com bordas fixas e portas laterais;
- R: de bitola larga, com peso bruto máximo de 80.000 kgf.
A numeração propriamente dita, bloco II do exemplo antes citado, está relacionada ao proprietário do vagão, que, ao tempo de elaboração da norma, subdividia-se em:
- Frota particular: 000001 a 099999;
- CVRD: 100000 a 299999;
- Fepasa: 300000 a 599999; 
- RFFSA: 600000 a 999999.
Finalmente, quanto ao dígito verificador, último elemento do exemplo antes citado, seu cálculo obedece à seguinte marcha:

- multiplicação de cada algarismo, da esquerda para a direita, por sete, por seis, por cinco e assim sucessivamente;
- soma das multiplicações;
- divisão do resultado da soma por onze;
- subtração de onze menos o resto da divisão (se houver).

Conhecidos os critérios de classificação, apresentam-se em seguida os tipos de vagões mais usados no Brasil, alguns deles com links para fotos e desenhos técnicos.
Vagões tipo fechado - para granéis sólidos, ensacados, caixarias, cargas unitizadas e transporte de produtos em geral que não podem ser expostos ao tempo:
FR - Convencional, caixa metálica com revestimento
FS - Convencional, caixa metálica sem revestimento
FM - Convencional, caixa de madeira
FE - Com escotilhas e portas plug
FH - Com escotilhas, tremonhas no assoalho e portas plug
FL - Com laterais corrediças (all-door)
FP - Com escotilhas, portas basculantes, fundo em lombo de camelo
FV - Ventilado
FQ - Outros tipos
Vagões tipo gôndola - para granéis sólidos e produtos diversos que podem ser expostos ao tempo:
GD - Para descarga em giradores de vagão
GP - Com bordas fixas e portas laterais
GF - Com bordas fixas e fundo móvel (drop - bottom)
GM - Com bordas fixas e cobertura móvel
GT - Com bordas tombantes
GS - Com semi-bordas tombantes
GH - Com bordas Basculantes ou semi-tombantes com fundo em lombo de camelo
GC - Com bordas tombantes e cobertura móvel
GB - Basculante
GQ - Outros tipos
Vagões tipo hopper ? fechados para granéis corrosivos e granéis sólidos que não podem ser expostos ao tempo e abertos para os granéis que podem ser expostos ao tempo:
HF - Fechado convencional
HP - Fechado com proteção anti-corrosiva
HE - Tanque (center-flow) com proteção anti-corrosiva
HT - Tanque (center-flow) convencional
HA - Aberto
HQ - outros tipos
Vagões tipo isotérmico - produtos congelados em geral:
IC - Convencional com bancos de gelo
IF - com unidade frigorífica
IQ - Outros tipos
Vagões tipo plataforma - contêineres, produtos siderúrgicos, grandes volumes, madeira, peças de grandes dimensões:
PM - Convencional com piso de madeira
PE - Convencional com piso metálico
PD - Convencional com dispositivo para contêineres
PC - Para contêineres
PR - Com estrado rebaixado
PG - Para serviço piggyback
PP - Com cabeceira (bulkhead)
PB - Para bobinas
PA - Com dois pavimentos para automóveis
PH - Com abertura telescópica
PQ - Outros tipos de vagão plataforma
Vagões tipo tanque - cimento a granel, derivados de petróleo claros e líquidos não corrosivos em geral:
TC - Convencional
TS - Com serpentinas para aquecimento
TP - Para produtos pulverulentos
TF - Para fertilizantes
TA - para ácidos e líquidos corrosivos
TG - para gás liqüefeito de petróleo
TQ - Outros tipos
Vagões especiais - produtos com características de transporte bem distintas das anteriores:
ST - Torpedo (produtos siderúrgicos de alta temperatura)
SB - Basculante
SP - Plataforma para lingotes, placas de aço, etc.
SG - Gôndolas para sucata, escórias, etc.
SQ - Outros tipos
 
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