introdução ao transporte ferroviário - Engenharia de Produção e ...

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
ESCOLA DE ENGENHARIA – DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE
PRODUÇÃO E TRANSPORTES
INTRODUÇÃO AO TRANSPORTE
FERROVIÁRIO
Disciplina: Infra Ferro-hidro-aero-dutoviária (ENG 09030)
Prof. Fernando Dutra MICHEL

1. HISTÓRICO DAS FERROVIAS
Século XVII - Vagões de madeira, circulando em trilhos de
madeira, são utilizados em minas de carvão do norte da Inglaterra.
1776 - Trilhos de madeira são substituídos por trilhos de ferro,
nas minas de carvão de Shropshire, Inglaterra.
1801 - Autorização do governo inglês para exploração da primeira
ferrovia de carga: a Surrey Iron Railway.
1803 - Início da operação na Surrey Iron Railway, ligando
Wandsworth a Croyden, Inglaterra, com tração animal.

1. HISTÓRICO DAS FERROVIAS
1804 - O engenheiro inglês Richard Trevithick testa o emprego de
locomotiva a vapor para substituir a tração animal, sem sucesso, pois essa
máquina mostrou-se incapaz de subir pequenas rampas por falta de peso
para produzir aderência.
1807 - Início da operação da primeira ferrovia de passageiros: a
Oystermouth Railway, na Inglaterra, com tração animal.
1812 - O engenheiro inglês George Stephenson foi o criador da tração a
vapor em estrada de ferro. Primeiro a compreender o princípio de aderência
de rodas lisas sobre uma superfície também lisa.
1813 – Construiu a Locomotiva “Blucher” testada em 25 de Julho de 1814,
puxando 8 vagões com 30 toneladas entre Liligwort e Hetton.

1. HISTÓRICO DAS FERROVIAS
1825 - Abertura ao tráfego da Stockton e Darlington Railway, Inglaterra, onde
foi empregada uma locomotiva a vapor – “Locomotion” - com razoáveis
condições de tração e aderência, projetada por George Stephenson.
George Stephenson foi considerado o inventor da locomotiva a vapor
e construtor da primeira estrada de ferro . Em associação com Robert
Stephenson fundou a primeira fábrica de locomotivas do mundo
1840 - Expansão da construção ferroviária na Inglaterra, fundamental para o
crescimento tecnológico que consolidou o país como potência econômica
mundial a partir da Revolução Industrial.

1. HISTÓRICO DAS FERROVIAS
1835 - O governo imperial brasileiro elaborou uma lei incentivando a
construção de estradas de ferro que deveria ligar o Rio de Janeiro às
províncias de Minas Gerais, RGS e Bahia.
1854 - Inauguração da primeira ferrovia do Brasil, com 14,5km, ao fundo da
baía da Guanabara, atualmente município de Magé, Rio de Janeiro, um
empreendimento de Irineu Evangelista de Souza, que futuramente seria o
Barão de Mauá.
O Barão de Mauá é o patrono do Ministério dos Transportes;
Iniciou a indústria naval brasileira – construiu os Estaleiros da
companhia Ponta da Areia em Niterói.
A ele também se deve os primeiros trilhos e a primeira locomotiva
lançados em terra brasileira “ Baroneza”.

1. HISTÓRICO DAS FERROVIAS
Importante destacar que:
Até a chegada das ferrovias no Brasil, o transporte terrestre de
mercadorias se processava no lombo dos burros em estradas carroçáveis.
Naquela época os portos fluminenses de Parati e Angra dos Reis
exportavam cerca de 100 mil sacas de café, provenientes do Vale do
Paraíba.
Em São Paulo, anualmente chegavam ao porto de Santos cerca de 200
mil bestas carregadas com café e outros produtos agrícolas.

1. HISTÓRICO DAS FERROVIAS
1858 - Foi inaugurada uma das mais importantes obras de engenharia
ferroviária do país a Estrada de Ferro D. Pedro II, com 47,21 km,
ultrapassando 412 metros de altura da Serra do Mar. (grandes cortes, aterros e
perfurações de túneis, entre os quais o Túnel Grande com 2.236 m de
extensão, na época o maior do Brasil)
1877 – Um dos fatores mais importantes na história do desenvolvimento da
ferrovia no Brasil foi a Ligação Rio - São Paulo, unindo as duas cidades mais
importantes cidades do país, quando os trilhos da E. F. São Paulo se uniram
com os da E. F. D. Pedro II.
1889 – A Estrada de Ferro D. Pedro II transformou-se na Estrada de Ferro
Central do Brasil, um dos principais eixos de desenvolvimento do país.

1. HISTÓRICO DAS FERROVIAS
Central do Brasil
(hoje)
Estação Central do Brasil
(início do Século XX)

1. HISTÓRICO DAS FERROVIAS
A política de incentivos à construção de ferrovias, adotada pelo Governo
Imperial, trouxe algumas conseqüências ao sistema ferroviário do país
que perduram até hoje:
Grande diversidade de bitolas que vem dificultando a integração
operacional entre as ferrovias;
Traçados das estradas de ferro excessivamente sinuosos e
extensos;
Estradas de ferro localizadas no país de forma dispersa e isolada.

1. HISTÓRICO DAS FERROVIAS
1863 - Abertura ao tráfego do primeiro metrô, em Londres, operado pela
Metropolitan Railway, entre as estações de Bishop's Road e Farringdon Street.
1881 - Inaugurada a primeira linha de bonde elétrico, em Berlim,
Alemanha. George Westinghouse aperfeiçoa o sistema de bloqueio elétrico da
sinalização, que aumenta tremendamente a segurança das estradas de ferro.
1883 - Inauguração da primeira ferrovia eletrificada: a Volks Electric Railway,
Inglaterra. Entrada em operação do primeiro trem de passageiros de longa
distância de luxo: o Expresso do Oriente.
As décadas de 20 e 30 viram o período
de maior fama do trem, que serviu de
cenário para o romance "Assassinato no
Expresso do Oriente" (1934), de Agatha
Christie. Decadente e reduzido, o trem
parou em 1977 e voltou, luxuoso, em
1982, após a restauração de 35 de seus
antigos vagões

1. HISTÓRICO DAS FERROVIAS
1890 - Entrada em serviço do
primeiro sistema de metrô
eletrificado
1908 – Bondes elétricos em Porto
Alegre.
1925 - A primeira locomotiva dieselelétrica
dos EUA circula na Central
Railroad of New Jersey.
1930 - Trem alemão bate o recorde
de velocidade: 230km/h.
1955 - Alcançada na França a
velocidade de 330km/h, com um trem
tracionado por locomotiva elétrica.
Porto Alegre, 1900

1. HISTÓRICO DAS FERROVIAS
Voluntários da Pátria,
Porto Alegre, 1908
Andradas, Porto Alegre, 1908

1. HISTÓRICO DAS FERROVIAS
1957 - Criação no Brasil da Rede Ferroviária Federal S.A. - RFFSA, resultado
da aglutinação de 18 estradas de ferro controladas pelo governo federal que
totalizavam 37.000 km de linhas espalhadas pelo país.
Finalidade: administrar, explorar, conservar, reequipar, ampliar e
melhorar o tráfego das estradas de ferro da União a ela incorporadas e cujos
trilhos atravessavam o país.
Teresópolis, Porto Alegre, 1957
João Pessoa, Porto Alegre, 1957

1. HISTÓRICO DAS FERROVIAS
1964 - Inauguração da Tokaido Shinkansen (trem-bala japonês).
Azenha, Porto Alegre, 1968

1. HISTÓRICO DAS FERROVIAS
1970 - Bonde foi extinto em Porto Alegre – foto de 1994
Fotos: Allen Morrison

1. HISTÓRICO DAS FERROVIAS
1981 - Trem de grande velocidade francês atinge a velocidade de 380km/h.
1985 – TRENSURB inicia em Porto Alegre com bitola larga (1.6 metros).
1994 - Inauguração do túnel do canal da Mancha, ligando a Inglaterra à
França.
Altura: 7,6 metros
Comprimento: 50,45 quilômetros
Profundidade: 40 a 75 m abaixo do solo do mar.
Número de trabalhadores: 13.000
Tempo de construção: 6 anos
Material de construção: cimento armado e aço
Número de janelas: nenhuma

1. HISTÓRICO DAS FERROVIAS
No Brasil:
De 1980 a 1992 os sistemas ferroviários da RFFSA e FEPASA foram
afetados quando os investimentos reduziram-se substancialmente, atingindo
na RFFSA em 1989 apenas 19% do valor aplicado na década de 80.
Em 1984 a RFFSA encontrava-se impossibilitada de gerar recursos
suficientes à cobertura dos serviços da dívida contraída.
A empresa suportava sério desequilíbrio técnico-operacional, decorrente da
degradação da infra e da superestrutura dos seus principais segmentos de
bitola métrica e da postergação do material rodante, que ocasionaram
expressiva perda de mercado para o modal rodoviário.
1984 – RFFSA afastada do transporte urbano e foi constituída a CBTU –
Companhia Brasileira de trens urbanos – que ficou responsável pela
prestação deste serviço.
1990 – Lei que instituiu o PND – Programa Nacional de Desestatização,
sendo a RFFSA incluída no Programa em 1992.

EXPECTATIVAS DO GOVERNO
FEDERAL
MELHORAR A QUALIDADE DO SERVIÇO PÚBLICO DE
TRANSPORTE FERROVIÁRIO DE CARGA;
ALIVIAR O TRANSPORTE RODOVIÁRIO – Mudar matriz
Modal;
ECONOMIA DE COMBUSTÍVEL;
TRANSFERÊNCIA PARA A INICIATIVA PRIVADA DE FORMA
QUE FOSSEM ATENDIDOS TANTOS INTERESSES DA
UNIÃO, EMPRESAS PARTICIPANTES E DA SOCIEDADE.
PND – Programa Nacional de Desestatização, sendo a RFFSA incluída no Programa em 1992

ESTUDO PRELIMINAR DA RFFSA
CAIXA DOS ATIVOS REDUZIDOS , DEVIDO
CARÊNCIA DE RECURSOS PARA A SUA
MANUTENÇÃO E MODERNIZAÇÃO;
VALOR ECONÔMICO NEGATIVO, POIS
RECURSOS GERADOS INFERIORES À DÍVIDA DE
APROXIMADAMENTE R$ 3 BILHÕES;
A CONFIGURAÇÃO OPERACIONAL DA MALHA
FERROVIÁRIA, DIFICULTANDO UMA
ADMINISTRAÇÃO EFICIENTE E INTEGRADA.
PND – Programa Nacional de Desestatização, sendo a RFFSA incluída no Programa em 1992

ESTUDO PRELIMINAR DA RFFSA
DIFICULDADE DE INTERCÂMBIO DE CARGAS,
POR CAUSA DAS DIFERENTES BITOLAS;
ESTRUTURAÇÃO EM 12 SUPERINTENDÊNCIAS
REGIONAIS E ADMINISTRAÇÃO GERAL,
ATUANDO CADA UMA COMO EMPRESA
INDEPENDENTE;
44.000 EMPREGADOS, REPRESENTANDO 70%
DE SEU FATURAMENTO.
PND – Programa Nacional de Desestatização, sendo a RFFSA incluída no Programa em 1992

MODELO DE DESESTATIZAÇÃO
ADOTADO
LICITAÇÃO DA CONCESSÃO DO SERVIÇO
PÚBLICO DE TRANSPORTE FERROVIÁRIO DE
CARGA, PELO PRAZO DE 30 ANOS, RENOVÁVEL
POR MAIS 30 ANOS;
ARRENDAMENTO PELA RFFSA DOS ATIVOS
OPERACIONAIS E DA VENDA DE BENS DE
PEQUENO VALOR DE PROPRIEDADE DA
EMPRESA;
PND – Programa Nacional de Desestatização, sendo a RFFSA incluída no Programa em 1992

MODELO DE DESESTATIZAÇÃO
ADOTADO
MANUTENÇÃO DA EMPRESA COMO ESTATAL,
ENCARREGADA DE ADMINISTRAR SEUS ATIVOS
NÃO-OPERACIONAIS DE MODO A SALDAR SUAS
DÍVIDAS, NÃO REPASSÁVEIS À INICIATIVA
PRIVADA;
CRIAÇÃO DE UMA ENTIDADE ENCARREGADA
DE RESOLVER, EM CARÁTER ADMINISTRATIVO,
EVENTUAIS CONFLITOS ENTRE
CONCESSIONÁRIAS, USUÁRIOS E PODER
CONCEDENTE.
PND – Programa Nacional de Desestatização, sendo a RFFSA incluída no Programa em 1992

OBRIGAÇÕES A SEREM CUMPRIDAS
PELAS CONCESSIONÁRIAS
NÃO EXIGIU-SE INVESTIMENTOS PRÉ-
DEFINIDOS, A CONCESSIONÁRIA TERIA
DISPONIBILIDADE SOBRE SUA DECISÃO DE
QUAIS INVESTIMENTOS DEVERIAM SER FEITOS,
PARA CUMPRIR AS METAS DE DESEMPENHO
COMO :
– AUMENTO DO VOLUME DE TRANSPORTE;
– REDUÇÃO DO NÍVEL DE ACIDENTES;
PND – Programa Nacional de Desestatização, sendo a RFFSA incluída no Programa em 1992

INTRODUÇÃO AO TRANSPORTE FERROVIÁRIO
PRODUÇÃO FERROVIÁRIA (bilhões de TKU)
PND – Programa Nacional de Desestatização, sendo a RFFSA incluída no Programa em 1992

INTRODUÇÃO AO TRANSPORTE FERROVIÁRIO
ÍNDICE DE ACIDENTES (por milhão trens.km)
PND – Programa Nacional de Desestatização, sendo a RFFSA incluída no Programa em 1992

1. HISTÓRICO DAS FERROVIAS
Desestatização das Malhas da RFFSA
Regionais
Data
do Leilão
Concessionárias
Início da
Operação
Extensão
(Km)
Oeste 05.03.1996 Ferrovia Novoeste S.A. 01.07.1996 1.621
Centro-Leste 14.06.1996 Ferrovia Centro-Atlântica S.A. 01.09.1996 7.080
Sudeste 20.09.1996 MRS Logística S.A. 01.12.1996 1.674
Tereza Cristina 22.11.1996 Ferrovia Tereza Cristina S.A. 01.02.1997 164
Nordeste 18.07.1997 Cia. Ferroviária do Nordeste 01.01.1998 4.534
Sul 13.12.1998
Ferrovia Sul-Atlântico S.A. – atualmente –
ALL-América Latina Logística S/A
01.03.1997 6.586
Paulista 10.11.1998 Ferrovias Bandeirantes S.A. 01.01.1999 4.236
Total 25.895
Fonte: RFFSA e BNDES.
PND – Programa Nacional de Desestatização, sendo a RFFSA incluída no Programa em 1992

1. HISTÓRICO DAS FERROVIAS
O recorde absoluto de velocidade em uma ferrovia é, desde
dezembro de 2003, do trem experimental japonês Maglev, de
sustentação magnética e que fica suspenso alguns centímetros
acima dos trilhos, que registrou 581 km/h.
TVG em Paris – teste em 3 de abril de 2007: 574,8 km/h

1. HISTÓRICO DAS FERROVIAS
Adeus à Maria-Fumaça - Os brasileiros viajarão de TGVs ?
O trem de alta velocidade tem custo estimado de US$ 9 bilhões (50 bi) e sua
implantação levará sete anos. A linha férrea sairá da Estação da Luz, no
centro de São Paulo, e chegará à Central do Brasil, no Rio de Janeiro.
O Globo, 2007

1. HISTÓRICO DAS FERROVIAS
O estudo de viabilidade revelou uma demanda de quase 33 milhões
de passageiros em 2015.
Inicialmente, não haverá escalas, mas o edital permitirá essa
possibilidade. Uma delas seria uma conexão com outra linha que o
ligaria ao Aeroporto Internacional de Cumbica, em Guarulhos, na
Grande São Paulo.
O trajeto terá 134 quilômetros passando por túneis e 105 viadutos.
De Guarulhos a São Paulo, haverá um trecho subterrâneo de cerca de
15 quilômetros.
Veja os principais indicadores do projeto:
* Comprimento da linha – 403 km
* Velocidade máxima permitida – 360 km/h
* Tempo de viagem – 85 minutos
* Freqüência dos trens – 1 a cada 15 minutos
* Capacidade – 855 passageiros
FONTE: O Globo, 2007

2. SITUAÇÃO ATUAL DAS FERROVIAS NO BRASIL
Fonte: Ministério dos Transportes, 2005

2. SITUAÇÃO ATUAL DAS FERROVIAS NO BRASIL
Malha ALL
Fonte: ANTF

INTRODUÇÃO AO TRANSPORTE FERROVIÁRIO
MALHA FERROVIÁRIA DOS EUA
Transporte Ferroviário

INTRODUÇÃO AO TRANSPORTE FERROVIÁRIO
MALHA FERROVIÁRIA DA HUNGRIA
Transporte Ferroviário

INTRODUÇÃO AO TRANSPORTE FERROVIÁRIO
PRODUÇÃO DO TRANSPORTE DE CARGA BRASIL x EUA
Transporte Ferroviário

INTRODUÇÃO AO TRANSPORTE FERROVIÁRIO
DISTÂNCIA PERCORRIDA PELAS FERROVIAS BRASIL x EUA
Transporte Ferroviário

2. SITUAÇÃO ATUAL DAS FERROVIAS NO RS

2. SITUAÇÃO ATUAL DAS FERROVIAS NO BRASIL

2. SITUAÇÃO ATUAL DAS FERROVIAS NO BRASIL
Fonte: ANTF

2. SITUAÇÃO ATUAL DAS FERROVIAS NO BRASIL
Matriz de transportes do Brasil - 2005
20,8%
13,5%
0,4% 4,1%
61,2%
Rodoviário Ferroviário Aquaviário Aéreo Dutoviário
Fonte: Anuário do Transporte - 2005

2. SITUAÇÃO ATUAL DAS FERROVIAS NO BRASIL
Fonte: ANTF

2. SITUAÇÃO ATUAL DAS FERROVIAS NO BRASIL
Fonte: ANTT, 2007

2. SITUAÇÃO ATUAL DAS FERROVIAS NO BRASIL
Total de carga transportada, em toneladas-quilômetro, por concessionária
Fonte: ANTT

2. SITUAÇÃO ATUAL DAS FERROVIAS NO BRASIL
Carga transportada
Fonte: ANTT, 2007

2. SITUAÇÃO ATUAL DAS FERROVIAS NO BRASIL
Fonte: ABIFER, ANTT

2. SITUAÇÃO ATUAL DAS FERROVIAS NO BRASIL
Fonte: ANTF

2. SITUAÇÃO ATUAL DAS FERROVIAS NO BRASIL
Fonte: ANTF

2. SITUAÇÃO ATUAL DAS FERROVIAS NO BRASIL
Fonte: ANTT

2. SITUAÇÃO ATUAL DAS FERROVIAS NO BRASIL
Fonte: ANTF

2. SITUAÇÃO ATUAL DAS FERROVIAS NO BRASIL
Fonte: ANTF

2. SITUAÇÃO ATUAL DAS FERROVIAS NO BRASIL
Empresas de Trens Urbanos
Companhia Brasileira de Trens Urbanos – CBTU;
Companhia do Metropolitano do Distrito Federal – METRÔ – DF;
Gerência de Trens Urbanos de João Pessoa – GTU/JP;
Gerência de Trens Urbanos de Maceió – GTU/MAC;
Gerência de Trens Urbanos de Natal – GTU/NATAL;
Superintendência de Trens Urbanos de Belo Horizonte – STU/BH;
Superintendência de Trens Urbanos de Fortaleza – STU/FOR;
Superintendência de Trens Urbanos de Recife – STU/REC;
Superintendência de Trens Urbanos de Salvador – STU/SAL;
Companhia do Metropolitano do Rio de Janeiro – MÊTRO -
Superintendência de Trens Urbanos de Fortaleza – STU/FOR;
Superintendência de Trens Urbanos de Recife – STU/REC;
Superintendência de Trens Urbanos de Salvador – STU/SAL;
Companhia do Metropolitano do Rio de Janeiro – MÊTRO – RJ;
Companhia do Metropolitano de São Paulo – MÊTRO – SP;
Companhia Fluminense de Trens Urbanos – FLUMITRENS;
Companhia Paulista de Trens Metropolitanos – CPTM;
Empresa de Trens Urbanos de Porto Alegre S/A – TRENSURB.

3. NOMENCLATURA DAS FERROVIAS
• Radiais: as que partem de Brasília, em qualquer direção
para ligá-la a capitais regionais ou a pontos periféricos
importantes;
• Longitudinais: as que se orientam na direção geral nortesul;
• Transversais: as que se orientam na direção geral lesteoeste;
• Diagonais: as que se orientam nas direções gerais
nordeste-sudoeste e noroeste-sudeste;
• Ligações: as que, em qualquer direção, não se
enquadrando nas categorias anteriores, ligam entre si
diferentes ferrovias ou pontos importantes ou se
constituem em ramais coletores regionais.

4. DESIGNAÇÃO DAS FERROVIAS
Primeiro algarismo:
0 para as radiais;
EF - X X X
1 para as longitudinais
2 para as transversais
3 para as diagonais
4 para as ligações

5. COMPOSIÇÃO DA ESTRUTURA FERROVIÁRIA
Infra-estrutura:
• plataforma de terraplenagem;
• elementos de drenagem;
• Obras de Arte Especiais (túneis, pontes, etc).
Super-estrutura (via permanente):
• lastro e sublastro;
• dormentes;
• trilhos;
• aparelhos de mudança de via (AMV’s).

6. CARACTERÍSTICAS DA FERROVIA
Vantagens
Grande capacidade de transporte (composições de diversos
tamanhos)
Menor custo para grandes distâncias (eficiência energética)
Menor custo operacional (ganho de escala)
Maior segurança (poucos acidentes)
Via dedicada (ausência de congestionamentos)
Desvantagens
Menor flexibilidade de rotas e horários
Necessidade maior de transbordos
Dependência de outros modais
Elevado custo de infraestrutura
Rampas e raios limitados (1% 50km – 500m, raios>100m)

6. CARACTERÍSTICAS DA FERROVIA
Contato metal-metal:
Interação veículo-via se dá pelo contato direto das rodas do trem
com os trilhos;
Desgaste dessas partes devido a grande magnitude da carga que
solicita as rodas.
Fonte: Notas de Aula Prof. Dr. Telmo Giolito Porto – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo

6. CARACTERÍSTICAS DA FERROVIA
Eixos Guiados:
O sistema ferroviário não possui mobilidade quanto à direção do
veículo – o trajeto é guiado pelos trilhos.
Bitola:
É a distância entre as faces internas das duas filas de trilhos,
medida 12 mm abaixo do plano de rolamento.

7. CLASSIFICAÇÃO DAS FERROVIAS
Quanto a bitola:
• Larga: b > 1,435m;
• Normal: b = 1,435m;
• Estreita: b < 1,435m.
Bitola é a distância entre as faces internas das duas filas de
trilhos, medida a 12mm abaixo do plano de rolamento.
bitola

8. BITOLAS
Vantagens da bitola métrica
• curvas de menor raio;
• menor largura da plataforma, terraplenagem e obras de
arte;
• economia de lastro, dormente e trilhos;
• material rodante de menor custo;
• menor resistência a tração.
Desvantagens da bitola métrica
• menor capacidade de tráfego;
• menor velocidade.