História das Locomotivas

As primeiras ideias 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.

A Stockton & Darlington Railway , na Inglaterra , foi a primeira ferrovia do mundo a operar serviços de carga e passageiros com tração a vapor. Em 27 de setembro de 1825, a primeira locomotiva partiu de Darlington para Stockton, Stephenson acionou o acelerador e puxou seu trem de vagões, transportando 450 pessoas, a uma velocidade de 24 km/h (15 milhas por hora).

Daí em diante vários países seguiram o exemplo construindo ferrovias, inclusive 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.

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. Um arranjo 0-4-4 na Classificação Whyte para locomotivas a vapor, é configurada da seguinte forma: nenhuma roda líder, seguida por quatro rodas motrizes ligadas em dois eixos e por último mais quatro rodas sem tração. Este padrão foi muito utilizado em locomotivas do tipo "tanque".

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.
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.

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.

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