Como funcionam os trens:história, tecnologia e o futuro do transporte ferroviário

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Como funcionam os trens

Os trens são um sistema complexo de locomotivas, carros, trilhos, interruptores, sinais e equipamentos de controle que transportam pessoas e mercadorias em todo o mundo. Desde as primeiras máquinas a vapor no século XVIII até aos atuais maglevs de alta velocidade, a tecnologia ferroviária evoluiu para oferecer transporte eficiente, seguro e amigo do ambiente.

A História dos Trens nos Estados Unidos

Os primeiros trilhos de madeira apareceram na Alemanha por volta de 1550, mas o verdadeiro avanço veio com a locomotiva a vapor inglesa de 1797. A Stockton &Darlington Railway tornou-se a primeira linha pública a transportar passageiros e carga - seis vagões de carvão e até 450 passageiros em menos de uma hora ao longo de 14 quilômetros.

Nos EUA, a ferrovia Baltimore &Ohio começou a operar em 1827. Em 1860, os trabalhadores americanos haviam instalado mais de 30.000 milhas (48.280 km) de trilhos, um número que ultrapassou o total mundial da época. A Guerra Civil viu as ferrovias se tornarem uma tábua de salvação estratégica para os exércitos da União e dos Confederados.

Após a guerra, a primeira linha transcontinental foi concluída em 1869, desencadeando uma rápida expansão para o oeste. No início do século 20, as ferrovias dos EUA operavam 254.000 milhas (408.773 km). O vapor deu lugar ao diesel em meados do século, mas um declínio seguiu-se à ascensão das rodovias e da regulamentação federal. Hoje, os comboios a gasóleo e a biodiesel poderão voltar a tornar-se comuns num contexto de volatilidade dos preços da energia.

Locomotivas e tecnologia de trens

As locomotivas modernas convertem energia química em movimento cinético. Os motores a vapor dominaram durante um século antes que os motores a diesel – muitas vezes equipados com geradores elétricos – assumissem o controle. Muitos trens de longo curso usam diversas locomotivas para distribuição de energia.

As locomotivas elétricas extraem energia de um terceiro trilho ou linha aérea, usando transformadores e motores de tração. Eles são comuns em metrôs e trens urbanos.

O controle é feito por meio de acelerador (velocidade), marcha à ré e freios. Os freios a ar – ar de alta pressão atuando nas pastilhas dos freios – são o sistema principal, com freios de mão mecânicos como reserva de segurança. Os acopladores conectam os carros, e o material rodante de cada carro abriga as rodas e a suspensão.

Os carros típicos incluem vagões de carga, vagões de minério, vagões-tanque, vagões planos, vagões-reboque, vagões-contêineres e vagões de passageiros - alguns com janelas panorâmicas ou compartimentos-leito.

Rastrear infraestrutura

Os trilhos consistem em dois trilhos de aço paralelos fixados em uma bitola fixa. A bitola padrão é 4 pés8½ pol. (1.435 mm). Os trilhos são fixados em tirantes (travessas) de madeira ou concreto, que repousam sobre lastros – pedras soltas que distribuem o peso.

Os trilhos modernos geralmente são soldados para um deslocamento suave, embora algumas seções usem placas de fixação. As trilhas podem ser retas, curvas ou inclinadas para facilitar viagens em alta velocidade. Os interruptores movem os carros entre as pistas e os sistemas de sinalização – tanto visuais quanto eletrônicos – gerenciam o tráfego como semáforos nas estradas.

Sistemas ferroviários de carga

As ferrovias de carga dos EUA são as maiores do mundo em volume, receita e quilometragem. As ferrovias de Classe I – seis grandes transportadoras – transportam mais de 67% da carga nacional em 5.150–51.499 km de trilhos.

Categorias de frete:carvão (44% de tonelagem, 21% de receita), produtos químicos, produtos agrícolas, minerais não metálicos e remessas mistas. Em 2007, as ferrovias de Classe I movimentaram 1,9 bilhão de toneladas (1,7 bilhão de toneladas métricas) e faturaram cerca de US$ 53 bilhões, entregando 1,7 trilhão de toneladas-milhas.

As ferrovias possuem trilhos, mas a maioria dos vagões de carga pertence a transportadores ou empresas de leasing. Nos EUA, a indústria é propriedade privada, sem subsídios governamentais, enquanto muitos caminhos-de-ferro europeus são estatais e concentram-se principalmente no serviço de passageiros.

Sistemas ferroviários de passageiros

A Amtrak, fundada em 1970, opera 70% de suas rotas em trilhos de carga e atende mais de 500 destinos em 46 estados. Em 2007, transportou 25,8 milhões de passageiros, mas registou um défice de mil milhões de dólares.

A rede europeia é em grande parte propriedade do governo, oferecendo serviços de alta velocidade que competem com as companhias aéreas. Os principais serviços incluem o Eurostar (Reino Unido-França-Bélgica), o TGV (França) e a linha histórica Orient Express.

Existem outras grandes redes de passageiros na Rússia, China, Japão, Coreia e Austrália, embora a maioria das ligações continentais ainda sejam limitadas.

O futuro do transporte ferroviário

O futuro do transporte ferroviário depende dos preços dos combustíveis, da política governamental e da procura pública por viagens rápidas e económicas. O transporte ferroviário de alta velocidade – que exige linhas dedicadas – poderá ganhar força à medida que os custos do petróleo aumentarem. Os trens Maglev prometem velocidades ainda mais altas, mas enfrentam altos custos de construção e manutenção.

Os investimentos em infra-estruturas, sejam públicos ou privados, serão cruciais para expandir a cobertura, melhorar as velocidades e integrar novas tecnologias.