O Metrô e Sua Evolução Pelo Mundo, Desde a Origem com os Trens

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O metrô surgiu em Londres devido ao rápido crescimento dos centros urbanos para aproximar mais rapidamente as pessoas entre suas casas e trabalho. Uma necessidade não muito diferente da que deu origem ao trem-bala um século depois no Japão. Mas o que tornou tudo isso possível começou bem antes com os trens.

O primeiro trem só se tornou bem sucedido depois de várias tentativas fracassadas. Inicialmente era usado para que grandes cargas pudessem ser transportadas mais rapidamente entre longas distâncias. O trem mais próximo das locomotivas do século XlX foi criado por Richard Trevithick. Ele aproveitou duas invenções que já haviam sido feitas, os trilhos que eram empregados em minas e um motor a vapor relativamente potente.

A primeira locomotiva a diesel veio em 1912, quando os trens já estavam atingindo 1.000 cavalos a vapor. Velocidades altas foram alcançadas mais tarde com o trem japonês Shinkansen (1964, 210 Km/h); o alemão ICE (1988, 406.9 KM/h), e o Francês TGV com 574.8 quilômetros por hora em 2007.

Como Surgiram os Trens?

O que é Metropolitano?

Outros Modelos de Trens

Trem-Bala

Os Trens MAGLEV

Como Surgiram os Trens?

Trem-para-metrô

É possível dizer que o surgimento dos trens é fruto da contribuição de diversas pessoas. O jesuíta belga Ferdinand Verbiest teria sido um de seus precursores ao idealizar em 1681, em Pequim, uma máquina autopropulsora a vapor. Após várias tentativas fracassadas, o engenheiro inglês Richard Trevithick conseguiu construir em 1804, uma locomotiva que fora capaz de puxar cinco vagões, com dez toneladas de carga e setenta passageiros a uma velocidade de 8 Km por hora.

O mecânico inglês George Stephenson construiu a primeira linha férrea da história. Entre Stockton e a região mineira de Darlington, inaugurada em 27 de setembro de 1825, tinha 61 Km de comprimento. Quatro anos mais tarde, foi chamado para construir a linha férrea entre Liverpool e Manchester. Nesta linha foi usada uma nova locomotiva, a Rocket, que tinha uma nova caldeira tubular inventada pelo engenheiro Francês Marc Seguin e já atingia a velocidade de 30 Km horários.

Do Vapor à Eletricidade

No inicio do século XlX, as rodas motrizes passaram a ser colocadas atrás da caldeira. Isto permitiu aumentar o diâmetro das rodas e, consequentemente aumentou a velocidade de ponta. O escocês James Watt, com a introdução de várias alterações na concepção dos motores a vapor, muito contribuiu também para o desenvolvimento das estradas de ferro. Na metade do século XlX já havia milhares de quilômetros de vias férreas por todo o mundo.

Num ápice, as locomotivas passaram do vapor a eletricidade. No dia 31 de maio de 1879, Werner Von Siemens apresentou na exposição mundial de Berlim a primeira locomotiva elétrica. No entanto, o seu desenvolvimento só foi significativo a partir de 1890.

O que é Metropolitano?

Trem-rápido-metrô

O metrô uma abreviação popular da palavra metropolitano é o sistema de transporte subterrâneo de passageiros em área urbana com alta capacidade e frequência. Normalmente localizado em túneis, mas também podem ser de superfície ou viadutos e segmentado em linhas designadas entre as estações. Geralmente para facilitar a construção, os túneis do metrô são feitos sob as ruas da cidade, mas também podem seguir caminhos alternativos que reduzem o trajeto. Não é raro encontrar túneis que cortam rios e baias ou braços de mar.

Utilizam como mecanismo propulsor, múltiplas unidades elétricas sobre os trilhos, pneus de borracha alinhados, levitação magnética ou monotrilho. Está geralmente integrado a outros meios de transporte publico. É muito utilizado, devido a sua rapidez, eficácia e capacidade em transportar milhões de pessoas todos os dias. Os metrôs constituem um recurso fundamental para a circulação nas grandes cidades. Por isso, devem possuir grande capacidade de transporte e permitir aos passageiros facilidade de acesso. Uma de suas principais características é a independência técnica com relação aos outros meios de transporte, a que estão ligados apenas em pontos de conexão.

Os sistemas de metrô situam-se normalmente em grandes áreas metropolitanas e transportam elevado número de pessoas. A extensão das redes varia de cidade para cidade e também das estruturas associadas a elas. Em cidades de maiores dimensões a rede pode ultrapassar os limites da cidade, estendendo-se a municípios ou regiões vizinhas.

Onde Surgiu o Metrô?

Trem-de-Londres-para-metrô

O primeiro metrô do mundo foi construído em Londres, há mais de 150 anos por pura necessidade, devido ao rápido crescimento dos principais centros urbanos e das distâncias entre os bairros residenciais e os locais de trabalho. O trecho inaugural tinha seis quilômetros de extensão. Os túneis foram abertos seguindo o traçado das ruas do centro da capital inglesa, o que facilitou as obras. Em 1900 já eram sete linhas e 84 estações, bem mais que o metrô de São Paulo hoje.

No começo do século XlX, as ruas da capital britânica estavam completamente entupidas de carroças, carruagens e ônibus de dois andares puxados por cavalos. Já em 1843 se planejava em Londres a criação da primeira linha subterrânea de transporte. Ela foi aprovada em 1854 e no dia 10 de janeiro de 1863, começaram a circular regularmente. Um exemplo logo seguido por várias outras metrópoles, que também canalizaram o transporte público para debaixo do solo.

Quem inventou o Metrô?

O criador do trem subterrâneo em Londres Charles Pearson, disse certa vez que a única solução para os constantes engarrafamentos era transferir o transporte coletivo para cima de viadutos ou para debaixo da terra. A administração pública escolheu a segunda opção. O túnel foi cavado entre os fundamentos de uma fileira de prédios e o engenheiro sir John Fowler chefiou as obras. Milhares de moradores pobres seriam desalojados no processo.

Outro desafio era a forma de tração. Como ainda não havia sido inventada a energia elétrica, inicialmente, foram utilizadas locomotivas a vapor, cujo combustível era o carvão. Para diminuir a fumaça lançada pelas locomotivas, parte dos gases eram direcionados para um tanque de água no próprio metrô. Só em 1905 todos os trens a vapor haviam sido substituídos pelos elétricos. Permitindo assim que o traçado fosse todo feito debaixo da terra.

Como Funciona o Metrô?

Metrô-Subterrâneo

Os trens subterrâneos são programados para funcionar de forma automatizada. Em condições ideais, equipamentos informatizados e circuitos eletrônicos fazem tudo sozinho, acelerando e parando os trens, abrindo e fechando as portas, controlando o tempo entre as composições. Para que tudo ocorra corretamente o homem ainda precisa acompanhar o funcionamento através do centro de controle operacional (CCO). Um escritório onde os controladores de tráfego, monitoram todo o transito subterrâneo mandando impulsos elétricos pela fiação para controlar o movimento dos trens.

Cada trem do metrô possui um maquinista. O sistema de controle só permite o funcionamento do trem com a pressão da mão do piloto na alavanca de comando. Se por algum motivo o piloto soltar a alavanca o trem pára. Além disso, se o CCO perder o contato com o trem, pode cortar a energia elétrica para pará-lo imediatamente.

O metrô elétrico é movimentado pelo terceiro trilho. Por ele passam 750 volts de tensão que energizam os trens por meio de uma peça de metal, os vagões recebem a energia que movimenta os motores. Cada vagão do trem tem dois motores. Cada motor com 170 hp de potência, que funcionam com a energia elétrica enviada pelo terceiro trilho. Estes motores impulsionam as oito rodas do vagão, podendo fazer a composição chegar a 100 quilômetros horários. No entanto, a velocidade operacional de segurança é de 80 quilômetros horários.

Outros Modelos de Trens

Trem-cargueiro-para-metrô

Nos fins do século XlX, Rudolf Diesel inventou o motor de injeção a diesel, com ele novas locomotivas foram desenvolvidas. Também foram criadas locomotivas que usavam os dois conceitos, elétrico e diesel, sendo por isso, bastante versáteis. Tais máquinas começaram a conquistar o espaço das velhinhas locomotivas a vapor que se mantiveram na ativa até 1977. Ano em que foram definitivamente afastadas, acusadas de serem causadoras de diversos incêndios.

Mais recentemente foram desenvolvidas locomotivas com turbinas a gás. Com elas chegamos aos trens de alta velocidade, capazes de atingir os 300, 400 e mais quilômetros por hora. A França foi o maior impulsionador deste tipo de trem, com o seu TGV “Train Grand Vitese”.

A frança tem a rede ferroviária mais estruturada da Europa. Iniciou seus serviços em 1981 com a linha entre Paris e Lyon. A rede TGV espalhou-se para outras cidades e países como Suíça, Bélgica, Holanda e Inglaterra.

A frança desenvolveu pesquisas e usou modelos de trens de alta velocidade com turbinas movidas a diesel. No momento utiliza somente a tecnologia de deslocamento de rodas sobre trilhos, impulsionada por energia elétrica.

Trem-Bala

Trem-Bala-para-metrô

Os comboios Shinkansen alcançavam velocidades de 210 Km/h quando popularizaram o termo trem-bala pela grande velocidade que atingiam e pela aparência do circulo central da sua cabine de comando que lembrava o projétil de armas de fogo portáteis, como revólver ou pistola.

Os motivos que levaram a sua construção não foram muito diferentes do que ocorrera anteriormente com o metrô. Tóquio era densamente povoada e muitas famílias que se mudaram para lá, moravam nos arredores da cidade, longe do centro. Com isso, a área metropolitana de Tóquio cresceu de forma imensurável, tornando-se uma das maiores megalópole do mundo. A cidade abriga cerca de 37 milhões de pessoas, correspondendo a cerca de 27% da população total do Japão.

No inicio da década de 1950 não era incomum os viajantes demorarem duas horas para chegar ao trabalho. Esse foi um dos principais motivos que levaram a Japan National Railwais (JNR) a decidir desenvolver um comboio mais rápido.

Quem Inventou o Trem-Bala Japonês

O trem-bala foi inventado pelo engenheiro Hideo Shima. Ele convenceu o governo japonês e o Banco Mundial a financiar o projeto Tokaido Shinkansen, com um percurso de 320 Km entre Osaka e Tóquio. A construção começou em abril de 1959 e após sua conclusão, a linha foi um sucesso imediato.

Às 10 horas do dia 01 de outubro de 1964, faltando menos de duas semanas para o inicio dos jogos olímpicos de Tóquio a primeira linha de trem bala foi inaugurada. Em menos de três anos atingiu a marca de 100 milhões de passageiros, em 13 de julho de 1967 e um bilhão de passageiros em 1976. Hoje o Tokaido Shinkansen opera sozinho 323 trens por dia. Atualmente os trens bala japoneses chegam a velocidades medias de 300 Km/h, estando entre os trens-balas mais rápidos do mundo.

Os Trens MAGLEV

Trem-de-monotrilho-para-metrô

Os MAGLEV, abreviação para levitação magnética, são trens que flutuam sobre os trilhos e conseguem isso, graças a poderosos eletroímãs. Peças que geram um campo magnético a partir de uma corrente elétrica, instalados tanto no veículo quanto nos trilhos.

O motor do MAGLEV esta na linha que irá percorrer. Este complexo sistema conta com uma potente fonte elétrica, bobina de cabos ao longo dos trilhos e grandes imãs localizados embaixo do trem que produzem um campo magnético que o impulsionam a uma velocidade de até 500 Km/h. Estes veículos poderiam competir com voos curtos entre cidades, pois o tempo das jornadas é quase o mesmo.

Quando a corrente elétrica percorre as bobinas enfileiradas ao longo da linha guia, criam campos magnéticos que repelem os imãs situados debaixo do trem permitindo que ele flutue entre 1 cm e 10 cm sobre os trilhos. Com a levitação do trem, outras bobinas situadas dentro das paredes da linha guia são percorridas por correntes elétricas que adequadamente invertidas, mudam a polaridade de magnetização das bobinas. Estas agem nos grandes imãs, impulsionando o trem, que se desloca em um colchão de ar. Desta forma são eliminados os atritos de rolamentos e escorregamento, que possuem os trens convencionais. A principal fonte de resistência para um veículo MAGLEV é o ar, problema que pode ser resolvido por ajustes aerodinâmicos.

Quais os Tipos de Tecnologia Aplicada aos MAGLEV

Existem três tipos primários de tecnologia aplicada aos Maglev; uma que é baseada em imãs supercondutores, (suspensão eletrodinâmica); outra baseada na reação controlada de eletroímãs, (suspensão eletromagnética); e a mais recente e potencialmente mais econômica que usa imãs permanentes (inductrack).

O trem de levitação magnética, faz parte das últimas novidades na tecnologia ferroviária, embora a primeira patente desse modelo tenha sido registrada ainda em 1969.

Conclusão

O Maglev Cobra desenvolvido na UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro); pela Coppe (Instituto Alberto Luis Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa em Engenharia); e pela escola Politécnica através do LASUP (Laboratório de Aplicações de Supercondutores). O trem brasileiro, assim como o Maglev Alemão, flutua sobre os trilhos, tendo atrito apenas com o ar durante seu deslocamento. O Maglev Cobra se baseia em levitação, movendo se sem atrito com o solo através de um motor linear de primário curto.

A tecnologia Maglev vem sendo pesquisada a mais de 40 anos na Alemanha e no Japão. No entanto, em uso comercial, há atualmente apenas duas linhas; uma em Shanghai e outra conhecida como HSST; inaugurada para a Expo 2005 no Japão, num trecho de aproximadamente 9 quilômetros objetivando o transporte de baixa velocidade.

 

Referências para metrô

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