locomotiva

 

Uma locomotiva é um veículo ferroviário que fornece a energia necessária para a colocação de um comboio ou trem em movimento; as locomotivas não têm capacidade de transporte própria, quer de passageiros, quer de carga. No entanto, alguns comboios, possuem unidades (carruagens) mistas auto-alimentadas que também servem principalmente, para o transporte de pessoas; a essas carruagens, no entanto, não se dá normalmente o nome de locomotiva.

Existem muitas razões para que ao longo dos tempos se tenha isolado a unidade fornecedora de energia do resto do comboio:

  • Facilidade de manutenção – é mais fácil a manutenção de um único veículo;
  • Segurança – Existe mais facilidade de afastar a fonte de energia dos passageiros, em caso de perigo;
  • Fácil substituição da fonte de energia – em caso de avaria, só existe a necessidade de substituir a locomotiva e não todo o comboio;
  • Eficiência – Os comboios fora de circulação, gastam menos energia quando há necessidade da sua movimentação;
  • Obsolência – Quando a unidade de energia ou as unidades de carga se tornam obsoletas não é necessária a substituição de todos os elementos.

É comum classificarem-se as locomotivas conforme os seus meios de propulsão; os mais comuns incluem:

Funcionamento da locomotiva a vapor
Funcionamento da locomotiva a vapor

Índice

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[editar] Vapor

Ver artigo principal: Locomotiva a vapor
Locomotiva a vapor
Locomotiva a vapor

As primeiras locomotivas apareceram no século XIX, eram propulsionadas por motores a vapor. A locomotiva à vapor, foi sem dúvida, o mais popular tipo de locomotiva até ao fim da Segunda Guerra Mundial. No Brasil as locomotivas à vapor receberam o apelido de "Maria-Fumaça" em virtude da densa nuvem de vapor e fuligem expelida por sua chaminé.

A primeira locomotiva a vapor foi construída por Richard Trevithick e fez o seu primeiro percurso em 21 de Fevereiro de 1804, no entanto, muitos anos teriam que passar, até que as locomotivas se tornassem num meio de transporte prático e economicamente rentável.

O recorde absoluto de velocidade de uma locomotiva a vapor foi obtido na Inglaterra. A locomotiva atingiu a velocidade de 203 km/hora num percurso ligeiramente inclinado. Velocidades semelhantes foram também atingidas na Alemanha e nos EUA.

Antes do meio do século XX, as locomotivas eléctricas e a diesel começaram a substituir as máquinas a vapor. No fim da década de 1960, a maioria dos países já tinha substituído a totalidade das locomotivas a vapor em serviço. Outros projectos foram desenvolvidos e experimentados, como as locomotivas com turbinas a gás, mas muito pouco utilizados.

No fim do século XX na América do Norte e na Europa, já só existiam locomotivas a vapor em uso regular, com fins turísticos ou para entusiastas do comboio. No México o vapor, manteve-se com uso comercial até ao fim da década de 1970. Locomotivas a vapor, continuam a ser usadas regularmente na China onde o carvão é muito mais abundante do que o petróleo. A Índia trocou o vapor pelo diesel e pela electricidade na década de 1990. Em algumas zonas montanhosas o vapor continua a ser preferido ao diesel, por ser menos afectado pela reduzida pressão atmosférica.

[editar] 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. As locomotivas que usam este sistema chamam-se diesel-mecânicas.

No entanto tornou-se impraticável construir caixas de velocidades que aguentassem a potência de 400hp sem partir devido ao alto estresse no qual o sistema é submetido e a grande quantidade de partes móveis, embora tenham sido feitas muitas tentativas para o efeito. Portanto este tipo de transmissão é apenas aplicável a locomotivas de baixa potência e a comboios de unidades múltiplas.

[editar] Diesel-elétrico

Locomotiva diesel-elétrica modelo C44-9W da GE
Locomotiva diesel-elétrica modelo C44-9W da GE

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 uma locomotiva elétrica que incorpora sua própria estação geradora, feita para operar em áreas em que a estrada de ferro não é eletrificada.

Importantes componentes da tração elétrica são o motor primário (motor diesel), gerador principal (ou gerador de tração, que atualmente é um alternador), motores de tração e o sistema de controle que consiste no governador do motor diesel, regulador de carga e o chaveamento (disjuntor) dos motores de tração. Em princípio, a eletricidade de saída do gerador é diretamente enviada do disjuntor para os motores de tração, que são mecanicamente acoplados às rodas via engrenagens de redução.

Originalmente os motores de tração e o gerador principal são máquinas CC. Seguindo o desenvolvimento de retificadores de alta capacidade nos anos 60, o gerador CC foi substiuído por um alternador usando ponte de diodo para retificar a saída para CC. Isto aumentou a confiabilidade das locomotivas e minimizou os custos de manutenção pela eliminação do comutador e escovas. A eliminação das escovas e comutador, por sua vez, resolveu um tipo de evento particularmente destrutivo relacionado a faiscamento, que comumente causa falha imediata do gerador e, em alguns casos, início de incêndio na casa de máquinas.

Mais recentemente, o desenvolvimento do Variador de Frequência e Variador de Voltagem (VVVF) de alta potência, ou "inversores de tração", foi seguido pelo uso de motores polifásico CA, eliminando também o comutador e as escovas destes. O resultado é maior eficiência, maior confiabilidade e manutenção relativamente mais simples além de suportarem melhor condições de sobrecarga em que velhos tipos de motores seriam destruídos.

Controle diesel-elétrico

O maquinista controla a locomotiva diesel-elétrica por meio de alavancas. A alavanca próxima do centro é o acelerador (pontos) e a alavanca à esquerda é o controle da válvula de freio.

Em termos mecânicos, uma locomotiva diesel é uma máquina de "potência constante". Em outras palavras, uma locomotiva diesel-elétrica tem a mesma potência em qualquer condição de aceleração (em teoria) sem levar em consideração a velocidade, contanto que a unidade esteja realmente em movimento. Portanto, a capacidade da locomotiva de desenvolver esforço de tração tende a variar inversamente com a velocidade. Quanto maior a velocidade, menor a força sem que haja alteração na potência. Em contraste, uma locomotiva a vapor é uma máquina de "força constante", em que teoricamente o máximo esforço de tração será relativamente independente da velocidade da locomotiva, mas a potência de saída tende a aumentar com a velocidade, limitada pela capacidade da caldeira de produzir vapor.

Desde que a locomotiva diesel é uma máquina de potência constante, o sistema de propulsão foi projetado para, de uma vez por todas, aplicar seguramente a carga máxima do motor primário o quanto ele pode suportar, dessa maneira, a máxima eficiência irá se realizar. Abaixo da carga máxima não é exatamente prejudicial, mas causará perda de eficiência se a saída do motor primário não for totalmente utilizada. Em outro extremo, a sobrecarga irá causar também perda de eficiência devido ao motor primário ser forçado a girar em velocidade abaixo do observado em relação ao consumo, efeito referido como "arrasto". O arrasto causará grande anormalidade na pressurização dos cilindros durante a combustão, com emissão excessiva de fumaça na exaustão e, se persistir, resultará em severo dano mecânico.

O parâmetro aceitável de manutenção foram os primeiros projetos que tiveram que ser resolvidos no desenvolvimento das primeiras locomotivas diesel-elétricas. Finalmente chegando ao complexo sistema de controle das modernas unidades.

Operação do acelerador

A potência de saída do motor primário é primeiramente determinado pela sua velocidade de rotação (RPM) e seu consumo de combustível, que são reguladas por um governador ou mecanismo similar. O governador é projetado para reagir ao regulador de aceleração (pontos), que é determinado pelo maquinista e a velocidade a qual o motor primário está girando.

A potência de tração da locomotiva, assim como sua velocidade é controlada pelo maquinista usando uma chave de pontos que produz sinais elétricos correspondente à posição do acelerador. As locomotivas norte-americanas, tais como as fabricadas pela EMD e General Electric, possuem 9 posições de ponto, 1 neutra e 8 de potência (assim como em uma emergência, o neutro interrompe a potência). Muitas locomotivas britânicas possuem 10 posições de ponto. As posições são referidas freqüentemente por grupos como "run 3" ou "notch 7" por exemplo.

Em locomotivas mais antigas, o mecanismo de aceleração (alavanca de pontos) era por catraca, de modo que não era possível avançar mais de uma posição de uma vez. O maquinista não poderia por exemplo, pular do ponto 2 para o ponto 4 sem parar no ponto 3. Esta característica pretendia impedir a áspera manipulação do trem devido ao aumento abrupto da potência de tração causando rápida aceleração. Modernas locomotivas não tem esta restrição, já que seu sistema de controle é capaz de modular linearmente a potência e evitar mudança repentina na carga do trem, de qualquer maneira que o maquinista opere os controles.

Quando o acelerador (ponto) está em posição neutra, o motor primário irá receber um mínimo de combustível, fazendo com que rode em marcha lenta. Também, os motores de tração não estarão conectados ao gerador principal e os enrolamentos de campo do gerador não estão excitados (energizados) - o gerador não irá produzir eletricidade se não estiver excitado. Conseqüentemente a locomotiva estará parada. Conceitualmente, equivale a um automóvel com a transmissão em neutro e o motor em funcionamento.

Para colocar a locomotiva em funcionamento, primeiramente a alavanca reversora é colocada manualmente na posição desejada (para frente ou para trás). Os freios então são liberados e o acelerador é movido para a posição 1 (ponto 1). Isto causará a conexão dos motores de tração ao gerador principal no mesmo momento que as bobinas de campo do gerador serão excitadas. Entretanto, isto não aumentará o RPM do motor primário. Com excitação aplicada, o gerador principal irá enviar eletricidade para os motores de tração. Se a locomotiva estiver sem carga (sem vagões acoplados) e não estiver em uma subida ela irá acelerar facilmente. Por outro lado, se ela estiver começando a puxar um longo trem, a locomotiva tende a logo parar (conforme a rotação dos motores de tração aumenta, sua força diminui proporcionalmente), pois o arrasto imposto pelo trem excede a força de tração desenvolvida. O maquinista então irá avançar o acelerador (pontos) afim de manter o ritmo da aceleração.

Como o acelerador está sendo movido para pontos de maior potência de tração, o consumo de combustível do motor primário irá aumentar resultando no correspondente aumento de RPM e potência de saída. Ao mesmo tempo, a excitação de campo do gerador principal será proporcionalmente aumentada para absorver o aumento da potência do motor primário. Isto traduzirá no aumento da saída elétrica para os motores de tração, com o correspondente aumento da força de tração. Eventualmente, dependendo das exigências do trem, o maquinista deverá mover a posição do acelerador para a potência máxima de tração e manter lá até que o trem atinja a velocidade desejada.

A transmissão elétrica de uma locomotiva é projetada afim de produzir força máxima na partida. Isso explica como modernas unidades são capazes de partir com trens pesando acima da 15.000 toneladas, às vezes em subidas. Atualmente, modernas unidades podem desenvolver força de tração igual a 30% do seu peso. Consiste que se tais unidades produzirem mais força de tração do que o suficiente poderia danificar ou descarrilhar os vagões (se em curva) ou quebrar os engates.

Operação do sistema de propulsão

Como explicado previamente, o sistema de controle de uma locomotiva é projetado de modo que a saída do gerador principal em qualquer velocidade em que gire seja constante e combinado com a potência máxima produzida pelo motor primário nesse RPM. Devido a características inatas aos motores de tração, assim como a maneira em que estes estão conectados ao gerador principal, o gerador irá produzir alta corrente e baixa tensão quando a locomotiva quando a locomotiva estiver em baixa velocidade e gradualmente mudando para baixa corrente e alta tensão para quando a locomotiva estiver em velocidades mais elevadas. Conseqüentemente, a potência líquida produzida pela locomotiva permanecerá constante independentemente da posição do acelerador.

O governador do motor primário e um dispositivo chamado regulador de carga (LR) têm um papel fundamental no sistema de controle. O governador possui 2 entradas externas: o verificador da velocidade do motor diesel, determinado pela aceleração do maquinista e a velocidade real do motor. O governador possui ainda 2 saídas externas: o ajuste do injetor de combustível, o qual determina o consumo de combustível e o posicionamento do regulador de carga (LR), o qual influi na excitação do gerador principal. O governador também incorpora um mecanismo de proteção de sobre-velocidade, o qual irá cortar imediatamente o combustível para os injetores no evento de o motor primário exceder um limite definido de RPM.

O LR é essencialmente um grande potenciômetro que controla a potência de saída do gerador principal pela variação da excitação do campo e o grau de carga aplicado ao motor primário. O trabalho do LR é relativamente complexo devido ao fato de a potência do motor primário ser proporcional a sua RPM e a saída do gerador principal não ser.

Como a carga do motor primário muda, também a velocidade de rotação tende a mudar. Isso é detectado pelo governador via uma mudança na velocidade do sinal (feedback). Tendo como efeito o ajuste no consumo de combustível e o reposicionamento do LR. Conseqüentemente, o RPM e o torque do motor primário irão permanecer relativamente constante, não obstante a velocidade real do trem.

Nas unidades mais recentes controladas por computador, para cada etapa da rotação do motor primário é distribuída uma potência de saída propriada, ou "referência de KW". O computador compara este valor com a potência real do gerador principal, avalia e combina com o valor de referência para controlar a excitação do campo, como descrito acima. O governador ainda tem que controlar a velocidade do motor primário. O LR já não têm um papel fundamental nesse tipo de sistema de controle. Entretando é tido como um "apoio" em caso de sobrecarga do motor primário. Modernas locomotivas são equipadas com injeção eletrônica (EFI) e poderiam não ter o governador, entretanto um "virtual" LR é requisitado.

A performance dos motores de tração é controlada variando a tensão de saída CC do gerador principal para os motores CC, ou variando a freqüência e a tensão de saída do VVVF para os motores CA. Com motores CC, algumas combinações de conexão são utilizadas para adaptar a tração às diversas condições de operação (transição).

Os motores de tração CC são conectados através do gerador principal na configuração série, isto é, as bobinas de campo do motor são ligadas em série com as bobinas da armadura, geralmente 2 motores em série um com o outro. Deste modo, a potência de saída do gerador principal é inicialmente baixa tensão/alta corrente, freqüentemente excedem 1000 amperes por motor quando em plena potência. Quando a locomotiva está ou está próximo da paralização o fluxo da corrente será limitado apenas pela resitência do enrolamento e a interconexão dos circuitos, assim como a capacidade do próprio gerador. O torque do motor CC série é aproximadamente proporcional ao quadrado do corrente. Então os motores de tração irão produzir altíssimo torque de partida, permitindo à locomotiva superar a inércia do trem. Esse efeito é análogo ao que acontece com um automóvel de transmissão automática na partida, onde a primeira marcha irá produzir a multiplicação de torque máximo.

Tal como a locomotiva acelera, a rotação da armadura do motor irá começar a gerar uma EMF (força eletromotiva de retorno, em que o motor começa a atuar como gerador), o qual irá se opor a saída do gerador e causar redução na corrente dos motores. A tensão do gerador principal irá aumentar correspondentemente em uma tentativa de manter a potência dos motores de tração, mas irá eventualmente alcançar um nível plano. A partir desse ponto, a locomotiva irá cessar a aceleração, iniciando uma perda no esforço de tração. Como forma de se evitar isso, deve-se mudar algumas características da tração para continuar o processo de aceleração. Esta mudança é chamada de "transição". Um processo análogo à mudar as marchas em um automóvel.

Transição

Transição é o nome que se dá à mudanças nas conexões dos motores de tração série ou série/paralelo para a configuração paralelo. No modo paralelo, a força motriz eletromagnética desenvolvida pelos motores não irá aumentar tão rapidamente quanto na operação série, já que o agora campo paralelo irá desenvolver um fluxo magnético independente da corrente da armadura. Conseqüentemente, a corrente da armadura poderá continuar a aumentar sem causar aumento da corrente do campo, impedindo assim a mudança para um nível em que a EMF possa atuar.

Outra forma de transição é reduzindo a corrente de campo do motor quando esta atua no modo série por resistência em paralelo com o campo. Isto têm o efeito de diminuir a corrente da armadura, produzindo um correspondente aumento no torque e velocidade.

Reconectando os 2 rolamentos separados do estator do gerador principal de paralelo para a configuração série a tensão de saída aumenta. Isso se chama "transição do gerador".

Em locomotivas mais antigas, era necessário que o maquinista execute a transição manualmente através da utilização de um controle separado. Como a execução têm que ser no tempo exato, um medidor de carga (um indicador que informa ao maquinista quando a corrente está muito alta nos motores de tração) foi projetado para indicar em qual ponto a transição deve ocorrer. A transição automática foi conseqüêcia do aprimoramento das locomotivas e para protejer o gerador principal e os motores de tração da sobrecarga causada por transição indevida.

Frenagem Dinâmica

Uma comum opção nas locomotivas diesel-elétricas é a frenagem dinâmica (reostática).

A frenagem dinâmica aproveita-se do fato que a armadura dos motores de tração, sempre que a locomotiva estiver em movimento, eles também estão, independentemente de estar em aceleração plena ou em uma severa frenagem. Na frenagem dinâmica, o motor de tração atua como um gerador pela excitação separada da bobina de campo. Quando isso acontece, os circuitos de controle de tração são configurados desse modo:

  • A bobina de campo de cada motor de tração é conectada ao gerador principal.
  • A armadura de cada motor de tração é conectada em uma grade de resistência resfriada a ar (grade do freio dinâmico) no teto da carenagem da locomotiva.
  • A RPM do motor primário aumentará e o campo do gerador principal será excitado, causando correspondente excitação do campo dos motores de tração.

Isto fará com que cada motor de tração gere energia elétrica que será dissipada através de calor na grade do freio dinâmico por um ventilador. Este acionado por um motor que é diretamente conectado à saída dos motores de tração. Conseqüentemente, quanto mais energia é aplicada à grade, mais rápido o ventilador irá girar.

Como os motores estarão fornecendo energia, produzirão uma força contrária ao fluxo da corrente (Lei de Lenz) que irá impor arrasto e conseqüentemente freiar a locomotiva. Quando a velocidade diminui, o efeito de frenagem irá diminuir e se tornará inefetivo a cerca de 10mph (16km/h) aproximadamente, dependendo da relação de engrenagem entre o motor de tração e o eixo.

A frenagem dinâmica é particularmente benéfica quando opera em regiões montanhosas, onde há sempre o perigo de superaquecimento dos freios a ar durante a descida. Em vários casos a frenagem dinâmica é aplicada em conjunto com os freios a ar, referida como frenagem mista.

[editar] Diesel-hidráulica

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 fluído (óleo).

Uma das partes rotativa se chama "bomba centrífuga" (ou impulsor), e a outra parte é chamada de "turbina" (ou roda acionada). Entre essas 2 partes encontra-se a parte fixa, o "estator" (ou roda fixa guia). Todas as 3 partes possuem lâminas para direcionar o fluxo do 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.

Como a rotação do motor diesel faz girar a bomba centrífuga, o óleo é forçado através das lâminas do estator e então através das lâminas da turbina, o qual causará rotação que irá acionar as rodas. O óleo é bombeado através do circuito repetidamente.

A disposição das aletas guia permitem que o conversor atue como uma caixa de velocidade continuamente variável. Se a carga no eixo de saída for grande, a velocidade de rotação cai, e o torque aplicado ao eixo aumenta proporcionalmente mas a potência aplicada pelo conversor permanece mais ou menos constante.

Entretanto, a escala de variação do conversor não é suficiente para que a velocidade de rotação do motor leve a locomotiva a velocidades mais altas. Assim sendo, alguns métodos adicionais são requeridos para dar escala suficiente. Um método é o conversor de torque ser acompanhado de uma caixa de velocidades que irá trocar a escala automaticamente, similar à transmissão automática em um carro. Outro método é fornecer vários conversores de torque, cada um com uma escala de variação, cobrindo o total exigido; todos os conversores estão mecanicamente conectados o tempo todo, e no momento apropriado para cada variação de velocidade exigida, um é selecionado por enchimento de óleo enquanto os outros são drenados. O processo de enchimento e drenagem é realizado com a transmissão sob carga, o que resulta em mudanças de escala muito "lisas", sem interrupção na transmissão de potência.

Múltiplas unidades diesel-hidráulicas, com menos exigência mecânica, freqüentemente 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. Acoplamento viscoso é similar ao conversor de torque mas sem o elemento estacionário (estator). O torque de saída é igual ao torque de entrada não obstante e relação de entrada à velocidade de saída; o aumento da carga no eixo de saída não resulta em multiplicação do torque nem na manutenção da potência mas na redução na velocidade de entrada com conseqüente redução na potência produzida. Em termos de automóveis, o acoplamento viscoso equivale à última marcha enquanto o conversor de torque equivale às demais marchas. O fato é que a potência disponível para o trem é reduzida em baixas velocidades quando o acoplamento viscoso está atuando. Devido à exigência de um trem múltipla unidade ser baixa quando comparado à uma locomotiva, isto é aceitável pela reduzida complexidade mecânica.

Locomotivas 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 à quebras. Na Alemanha, entretanto, sistemas diesel-hidráulicos têm conseguido elevada confiabilidade. Persistem argumentos sobre manipulação política a favor dos fornecedores alemães. Nos Estados Unidos e Canadá elas são totalmente ultrapassadas diante das diesel-elétricas, enquanto permanecem dominantes em alguns países europeus.

O principal argumento a favor das diesel-hidráulicas sobre as diesel-elétricas é o peso reduzido para a mesma potência de saída. Isto é de particular importância quando é usada em linhas secundárias, em que a carga por eixo é limitada, o qual foi o caso da Alemanha por tempos atrás. Hoje, linhas principais construídas para suportarem grande peso por eixo, já foram eletrificadas. Este não é o caso dos Estados Unidos, em que locomotivas diesel são utilizadas em linhas principais não eletrificadas.

Embora hoje estejam muito desenvolvidas, não podem ser comparadas à diesel-elétricas. No Brasil a utilização de locomotivas diesel-hidráulicas foi restrita a algumas experiências, geralmente mal sucedidas, como as Krauss-Maffei (ML4000) e Krupp (Jakobs) da EFVM, ou as Esslingen que terminaram seus dias na VFRGS. A única maquina deste tipo que teve desempenho razoável foi a GM GMDH-1, que operou desde o inicio da década de 60 até inicio dos anos 80, quando foi desmanchada. Exemplar moderno deste tipo de tração é a alemã Voith Maxima 40 CC, que possui um único motor diesel de dezesseis cilindros 4-tempos turboalimentado fabricado pela Mercedes-Benz com 3,6MW (4.825hp)

[editar] 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. Este tipo de locomotiva foi primeiramente experimentado nos anos de 1920, alcançando seu pico de desenvolvimento entre 1950 e 1960.

Uma turbina apresenta algumas vantagens sobre um motor a pistão. O número de partes móveis é muito menor, conseqüentemente 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, diferentemente de um motor a pistão, que possui uma curva de potência comparavelmente mais plana. Turbinas são muito ruidosas e também consomem muito combustível, principalmente quando estão em baixas velocidades.

Locomotivas gás turbina-elétricas são muito poderosas. A ferrovia norte-americana Union Pacific (UP) operou um grande número de locomotivas deste tipo, foi também a única estrada de ferro a utilizar GTELs no seviço de trens de carga. Diversos GTELs foram construídos em vários países para atuar em pequenos e velozes trens de passageiros, mas somente alguns obtiveram sucesso.

Após a crise do petróleo em 1973 com o conseqüente aumento do preço dos combustível, essas locomotivas se tornaram economicamente inviáveis e foram sendo retiradas de funcionamento. Hoje este tipo de locomotiva é muito rara.

[editar] Eléctricas

Locomotiva Wintenthur-Brown Boveri fornecida em 1929 a Companhia Paulista, com rodagem 1-D-1 e potência 2520 (HP).
Locomotiva Wintenthur-Brown Boveri fornecida em 1929 a Companhia Paulista, com rodagem 1-D-1 e potência 2520 (HP).

As locomotivas eléctricas são alimentadas externamente, seja por meio de catenárias ou por um terceiro carril. Embora o custo de electrificação de uma linha seja muito dispendioso, a operação dos comboios eléctricos 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 comboios de alta velocidade usam locomotivas eléctricas porque não seria fácil transportar a bordo a quantidade de energia necessária para tão alto desempenho.

TGV

Embora a maior parte dos sistemas ferroviários eléctricos operem com corrente contínua, existem ainda muitos que utilizam a corrente alternada, designadamente na África do Sul, na Espanha, Portugal, Reino Unido e Holanda (1500 V), Bélgica, Itália e Polónia (3000 V) e Alemanha, Áustria, Suíça, Noruega e Suécia (15kV/16⅔Hz)

[editar] Levitação magnética

Maglev
Maglev

A mais recente tecnologia aplicada a locomotivas é a levitação magnética. Estes comboios alimentados por electricidade, possuem um motor aberto especial que faz flutuar o comboio acima da linha, sem necesidade 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. O maglev experimental japonês atingiu

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