HISTÓRIA E FUTURO: ALIMENTAÇÃO ELÉTRICA PARA TRANSPORTES PÚBLICOS
Publicado em: 21 de abril de 2011
: "Bonde de Piracicaba, com rede elétrica aérea, fixada por tirantes nos postes. Captação por pantógrafo tipo lira. Foto coleção Edson Milani"
Formas de alimentação Elétrica para bondes
Em 1879, Werner Von Siemens apresenta em Berlim a primeira locomotiva elétrica. Foi um passo para os bondes, de serviços urbanos, adotarem esta forma de tração. No Brasil, o bonde elétrico foi introduzido em 1892, no Rio de Janeiro. Em São Paulo, só chegou em 1900
AYRTON CAMARGO E SILVA
Os sistemas de bondes foram introduzidos nas cidades, no início do século XIX, como uma espécie de ferrovia urbana, devidamente adaptados, em escala e ritmo, para o convívio com o meio urbano da época. Assim, em geral, as primeiras ligações conectavam os centros das cidades com as estações ferroviárias que muitas vezes se estabeleciam fora da cidade. Exatamente como ocorreu em São Paulo, que viu a sua primeira linha de bondes, inaugurada em 1872, ligar o Largo da Sé com a estação da Luz, aberta cinco anos antes.
Apesar da vinculação entre os dois sistemas, a tecnologia de tração adotada para esse nascente sistema de viação não foi o vapor, e sim a tração animal, certamente pelas dificuldades que o vapor traria para o convívio urbano (necessidade de locomotivas separadas dos carros, de depósitos de armazenagem de lenha, de água para abastecimento,etc.)
Assim, a confiável e simples tração animal caracterizou os bondes urbanos, até que em 1879, Werner Von Siemens mostrou que a eletricidade podia ser aplicada com êxito em motores de tração, exibindo em Maio desse ano , na exposição mundial de Berlim, a primeira locomotiva elétrica. Daí para o surgimento de bondes elétricos, foi um passo. No Brasil, o bonde elétrico foi introduzido no Rio de Janeiro em 1892, em 1897 em Salvador, em 1899 em Manaus e só em 1900 em São Paulo.
Desde o inicio da operação dos sistemas eletrificados de bonde, a forma de alimentação elétrica se dava por meio de um fio condutor energizado (o pólo positivo), que acompanha todo o itinerário do bonde, a uma altura de mais ou menos 5,5 m, numa projeção central dos dois trilhos. Nele toca o equipamento que conduz a energia ao veículo, que pode ser uma alavanca com carretilha ou roldana ranhurada para encaixe no fio trolley ( como o utilizado em São Paulo), uma alavanca tipo “lira” (como utilizado na maioria dos sistemas do Brasil) ou pantógrafo ( como utilizado nos modernos sistemas de bonde no mundo).
O fio trolley é fixado por um isolador num fio transversal de sustentação, este ancorado em um ou dois postes, ou nas fachadas das edificações lindeiras á rua de circulação do sistema. O retorno da energia (pólo negativo) ocorre pela via permanente, podendo se complementar com a instalação subterrânea de fios de cobre que correm paralelos aos trilhos, pois estes, sendo de aço, acabam fazendo forte resistência à condução da corrente elétrica. Praticamente todos os sistemas eletrificados de bondes no Brasil utilizaram essa forma de energização.
Há uma variação desse sistema aéreo de alimentação elétrica dos bondes, que utiliza um par de fios, semelhante aos trolleybus, com fios com pólos positivo e negativo. No Brasil, os primeiros trens eletrificados da Estrada de Ferro do Corcovado utilizavam esse sistema.
A rede aérea apresenta baixo custo de implantação, porém interferências externas podem comprometer sua eficiência (como queda de arvores, colisões de veículos nos postes de sustentação, etc.) alem do impacto visual que causam.
Porém existem outras formas de alimentação elétrica dos motores dos bondes, como por exemplo a alimentação subterrânea, com terceiro trilho enterrado entre os dois trilhos das rodas.Esse sistema foi adotado a partir do inicio do século XX nas redes de Paris, Londres, Washington e Nova Iorque de forma a evitar o impacto visual na paisagem da rede elétrica. Vale lembrar que por esse motivo, a CMTC teve que instalar alavanca de contacto nos bondes “Centex” ou “Gilda”,adquiridos em 1947 do sistema de Nova Iorque.
Esse sistema possui custo de implantação muito mais elevado, praticamente o triplo do sistema convencional, podendo ser afetado no caso de inundações e temperaturas muito baixas, com risco de congelamento de água infiltrada. Com a desativação desses sistemas, essa tecnologia perdeu sua aplicação, até 2004, quando foi reintroduzida na cidade de Bordeaux, França, com o retorno de seu sistema de bondes.
Devido á beleza de seu centro histórico, a cidade optou corajosamente pela adoção do terceiro trilho, tecnologia que foi desenvolvida praticamente do zero, com importantes inovações sobre a configuração anterior, como o acionamento da energização do terceiro trilho, que só ocorre quando o bonde ocupa o trecho do circuito da via. Isso garante segurança para o convívio urbano. Os sistemas de Reims e Angers na França também adotam esse sistema, bem como em Dubai, nos Emirados Árabes.
Alem desses dois sistemas, os bondes elétricos podem ser alimentados por baterias e acumuladores elétricos, que ainda tem restrições como a baixa autonomia e vida útil, o impacto que causam no descarte (por possuírem materiais poluentes) e o longo tempo exigido para recarga. No caso de acumuladores, os bondes são alimentados ao longo do trajeto em paradas dotadas de linha área onde toca o pantógrafo, em intervalo de minutos, dando autonomia de aproximadamente um km até o outro ponto de recarga.
Ayrton Camargo e Silva, arquiteto e especialista em transportes ferroviários.
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Comentários
Gostei, mas acredito que ja que o blog esta abrindo as portas para outros modais, deveria fazer isso daqui uma série temporaria, e aumentar os horizontes, usar um termo mais amplo
algo como: Tração Elétrica nos Transportes: Apresentação (1 de x)
a publicação poderia ser semanal, até onde durar a série
primeiro se faz uma postagem de apresentação, argumentando o porque da eletricidade, argumentos tipo: “A simplicidade do motor elétrico”. e “A tecnologia do presente, não precisando muito desenvolvimento”, lembrando que esse argumento ai vale para os modos de captação atuais e as baterias, logo explico o porque
na segunda semana se faz uma postagem: A Tração Elétrica nos Transportes: Publicos (2 de x)
ai vocês fazem algo parecido com essa postagem mas abordando tambem os trólebus, VLT (e sugiro pesquisar um pouco sobre sistema de indução para captação de energia, vocês esqueceram de falar disso nessa postagem, seria interessante ;) ) e se quiserem tambem os trens de suburbio e metrô, argumentando o porque da quase obrigatoriedade (só não é obrigatorio quando não tem demanda suficiente para se tornar viavel) da eletrificação.
no terceiro dia fazem algo tipo: A Tração Elétrica nos Transportes: Ferroviarios (3 de x)
nessa postagem vai se falar do transporte ferroviario de media e longa distancia, falem onde a eletrificação é viavel, por que é viavel, por que foi usada amplamente na primeira metade do século XX e argumentos dos mais variados tipos
contem tambem um pouco da historia sobre a eletrificação no brasil. alias, isso tem que se fazer em todas as postagens – contar um pouco da historia – mas isso eh obvio
recomendo ler esse livro online sobre: http://www.tsfr.org/~efbrazil/electrobras.html
conta a historia do ponto de vista economico, tecnico e historico da eletrificacao das estradas de ferro brasileiras, tem de tudo la, muito bom.
não se esqueçam de falar do futuro, dos TAVs e se bobear até do maglev, ja que é formado basicamente por eletroimãs, não sai do nosso contexto.
na quarta semana não sei se vocês achariam interessante mas eu acho importante falar sobre isso:
Tração Elétrica nos Transportes: Individuais (4 de x)
contem a historia do GM EV-1, do CARB e etc…
para fazer essa postagem, assistam antes o filme: Who killed the electric car
http://www.youtube.com/watch?v=0C2L99w9Tcw&feature=BFa&list=PL8B655FED9269BAEE&index=1
ai esta a playlist, ta faltando a parte 9 que foi retirado por causa das musicas dos créditos, mas ali tem apenas os créditos e umas poucas falas do véinho que inventou a bateria de hidreto metalico de niquel
só assistindo o filme ja se tem material suficiente para falar do EV 1
falem tambem dos hibridos, falem dos hibridos que combinam o motor eletrico com o a gasolina como aquela birosca do honda civic hybrid, mas tambem os carros “gaso eletricos” como o toyota prius, onde o motor a gasolina apenas movimenta um gerador. falem do carro a hidrogenio mas usem o argumento do filme: as baterias são a tecnologia do presente, a celula de hidrogenio precisa de muita estrada ainda para se baratear.
e por mim poderia parar ai mas se vocês conhecem outro modal que funciona por eletricidade, sem ser elevadores, navios e avioes (se bem q tesla dizia que os avioes um dia seria eletrico, e que teriamos torres de inducao em varias partes do globo para movimentalos…)
enfim, é isso, fica ai a minha dica, eu imagino como falta tempo na vida de um jornalista MAS recomendo guardar o texto acima em um .txt em algum lugar do seu computador, um dia quando tiver faltando material diferenciado pra postar vai ser util
abraços, Pedro Lucas (ou Claude Speed)
Ótimas informações Pedro Lucas e suas sugestões são de relevância.
A pessoa mais indicada a falar sobre isso é o Ayrton Camargo e Silva, experiente estudioso e técnico atuante no setor ferroviário e de transportes elétricos.
Ele deve ver seu comentário e pode estudar as idéias.
Admito que sobre tração elétrica me volto mais para os trólebus e mesmo assim preciso da ajuda dos amigos Marcos Galesi e Renato Lobo, especialistas e batalhadores pela expansão dos ônibus não poluentes.
Muito obrigado e continue participando.
Abração
Ádamo Bazani
Ádamo
Me informei sobre sistemas de indução e achei bem interessante. Com custo de implantação 30% maior que a rede aérea convencional se obtém segurança, perfeita integração com o meio urbano e utilização tanto por VLTs como trólebus, por alimentar motores até 500kw. E estes 30% se pagam em 10 a 15 anos, devido à manutenção reduzida. Resolve também a questão da continuidade, crítico em cruzamentos. E não são experimentais: já há vários VLT operando a indução elétrica.
Realmente muito interessante essa matéria, dá para aprender muitas coisas sobre motores elétricos e sistemas de alimentação, tenho uma curiosidade sobre a fiaçao dos troleibus, certa vez vi pombos pousados sobre o fio, achei que os bichinhos iriam ser eletrocutados, porém alguém me disse que isso só ocorre se haver contato com os dois fios paralelos, isto é verdade? se for não seria arriscado por exemplo o sistem do terceiro trilho, pois no solo pode alguém desavisado pisar sobre? Outra coisa se possível alguém explicar um sistema que vi na tv no qual o troleibus, se não me engano na China, só é alimentado de energia quando para num determinado ponto e quand o ele para no teto dele o pantografo (acho que é assim que escreve) sobe autmaticamente e o veiculo recebe a energia necessária até o proximo ponto? Seja como for é muito interessante e prova que é possível manter um bom serviço de troleibus, bondes e vlts em cidades do mundo inteiro, só em São Paulo que infelizmente sucateamos troleibus. Forte abraço
Na questão de tipos de alimentação esqueceram de mencionar uma; as Maxambombas. Alguém aqui sabe o que foram as Maxambombas e onde elas existiram e como funcionavam?
Vou deixar a curiosidade de vocês e aguardar que alguém saiba e fale sobre elas.
Parabéns pela matéria e lembrando que o bonde de Nova York alimentado por terceiro trilho central e cujo trilhos aparecem nas áreas antigas, não deram certo pelo acúmulo de lixo e além dos outros problemas citados no texto.
No caso de pombos e outros pássaros encostarem em qualquer rede elétrica aérea, para eles se eletrocutarem teriam que encostar nos dois fios para haver a descarga elétrica.
PS.: Acredito que cada vez menos se adota o sistema de terceiro trilho nos metrôs novos do mundo, como há nos sistemas antigos de São Paulo, Rio e Brasília e outros pelo mundo. Os novos estão optando pela catenária rígida e captação por pantógrafo! Uma questão de segurança, um trilho energizado a 750 V a menos de meio metro do solo, para um descuidado ou animal com o calda levantada tocá-lo é fatal.
O rendimento de um motor Diesel é no máximo ~43% contra ~96,4 % para um motor elétrico de potência acima de 370 kW, o que significa um rendimento de um motor elétrico é no mínimo o dobro de um motor Diesel, e o triplo em relação ao em gasolina e etanol, que é de ~34%, além de ocupar um volume menor, possuírem menos partes móveis, gerarem menos calorias e perdas, dispensarem o uso de câmbio, não emitirem poluentes, serem mais compactos e silenciosos, podendo serem instalados no truque (bogie), entre os rodeiros, ocupando espaço menor, algo que não acontece com o Diesel.
A maior vantagem é o fato de que alguns meios de transportes, como correias transportadoras, elevadores, trens, bondes, VLT, monotrilhos, trólebus, metrô entre outros, recebam de fonte externa, a alimentação elétrica necessária para sua movimentação, sem que tenham que autotransportar as fontes, como bateria de acumuladores ou combustível, o que os tornam imbatíveis no seu gênero.
Quanto á utilização de composições Diesel para trens de passageiros regionais, ela poderia ser utilizada como alternativa, porem não como regra, exceto nas cidades onde não possuem alimentação elétrica em 3kVcc, o que não são os casos dos trechos SP-RJ-MG, entre outras.
Trens de passageiros regionais são complementares, e não concorrentes, pois servem a cidades não contempladas pelo futuro TAV, inclusive Campinas com mais de 1,2 milhões de habitantes e potencial maior do que alguns estados, e muitas capitais do Brasil, portanto comporta os dois modelos.
Com relação ao trem expresso com duplas linhas segregadas novas exclusivas com 2 x 513 km que se pretende implantar no Brasil entre Rio e Campinas, existem duas opções com relação a alimentação elétrica em uma mesma composição, o que as tornam “flex” segundo folder de comparação de equipamentos propostos pela “Halcrow”, 25 kVca, ou 3 kVcc, esta segunda é a alimentação padrão dos trens suburbanos e locomotivas elétricas e algumas linhas do metro, ambas via uso de catenária / pantografo, exatamente igual a brasileira, ou seja podendo utilizar a estrutura auxiliar existente, como pátios, oficinas, garagens, e equipamento de manutenção de vias comuns entre outros, uniformizando a bitola dos Trens suburbanos, expresso, Metrô em 1,6 m, e a largura das carruagens inclusive para o Monotrilho em 3,15 m.
Pelo proposto as mesmas composições atenderiam de imediato aos “Trens regionais com tecnologia pendular de dois andares” planejados para as maiores cidades brasileiras ~180km/h utilizando alimentação elétrica existente em 3,0 kVcc, a curto prazo, já dando a diretriz quando fossem utilizadas no TAV, aí utilizando a tensão e corrente elétrica de 25kVca, com velocidade max. de 250 km/h, uma vez que já foi determinado pela “Halcrow” velocidade média de 209km/h previsto para o ano de 2020, se não atrasar como a maioria das obras do PAC, ou seja longo prazo, este modelo é inédito no Brasil, porem comum na Europa.
“Não pergunte o que o seu país pode fazer por você; mas o que você pode fazer por seu país” John F. Kennedy