Paragem segura a grandes alturas - O vácuo trava os trens, mesmo a baixas temperaturas ou com inclinação

Paragem segura a grandes alturas - O vácuo trava os trens, mesmo a baixas temperaturas ou com inclinação

No tráfego ferroviário moderno, o ar comprimido é utilizado para a travagem. No entanto, a baixas temperaturas, isto tem os seus limites. Assim, os trens que viajam em ferrovias estreitas ao longo de uma extensão de montanhas altas utilizam sistemas de travagem a vácuo comprovados.
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Se o acionamento de um veículo parar de funcionar, não é possível mover o mesmo para a frente. Isto pode ser um aborrecimento, mas, normalmente, não é perigoso. Por outro lado, se os freios estiverem defeituosos, os sinais de alarme têm de ser acionados imediatamente, uma vez que, em certa medida, os freios são a parte mais importante de qualquer veículo. O que também se aplica aos trens, que transportam centenas de passageiros.

Dos freios manuais à tecnologia de paragem moderna

No início do século XIX, nas primeiras ferrovias eram utilizados freios manuais. Com o passar do tempo, estabeleceram-se os sistemas de travagem controlados centralmente, operando em toda a extensão do trem. Nessa altura, eram comuns os freios a vácuo, enquanto o ar comprimido é principalmente utilizado nos dias de hoje.

Os dois processos de travagem são muito semelhantes por princípio: os pistões do freio nos eixos da roda são acionados através de cilindros do freio. Os cilindros são ligados à unidade de controle por linhas que vão desde a unidade de tração até à extremidade do trem. O condutor do trem aciona uma válvula para acionar a travagem. No caso dos travões de ar comprimido, a sobre pressão é conduzida até às linhas do freio, que vem de um compressor e fornece a energia para o processo de travagem. No caso dos freios a vácuo ou sucção de ar, a válvula serve para reduzir qualquer pressão negativa existente. Mantém os pistões do freio afastados dos eixos durante a deslocação. Quando a válvula é acionada, a pressão atmosférica de entrada pode aplicar pressão e iniciar a travagem.

Vantagens dos freios a vácuo

Os freios de ar comprimido têm uma desvantagem em termos de design: precisam de ar ambiente comprimido para o processo de travagem. Durante o tempo frio, a humidade no ar pode condensar-se. Isto leva a uma queda de pressão e, consecutivamente, a uma redução no desempenho de travagem. Se o tempo estiver muito gelado, a condensação pode congelar e obstruir as linhas do freio.

Este perigo não existe com os freios a vácuo. Para preparar para funcionamento, a bomba de vácuo cria vácuo nas linhas do freio após ativar a unidade de controle. Isto impede que a humidade entre no sistema de travagem a partir do exterior. Um diferencial de pressão de cerca de 690 milibares entre o sistema de travagem e a pressão atmosférica mantém os freios na posição de libertação. A travagem é acionada quando o maquinista do trem abre a válvula. Isto também acontece automaticamente em caso de uma falha do sistema.

Isto garante segurança operacional, e não apenas a temperaturas negativas. Além disso, os sistemas de freios a vácuo podem ser facilmente regulados. Estes mantêm total eficácia, mesmo após acionamento repetido em rápida sucessão – vantagens importantes para o funcionamento em longas extensões de descida e ao manobrar. O sistemas de freio a vácuo ainda são utilizados hoje em dia, por exemplo, em vários trens pequenos de via estreita, locomotivas a diesel para manobrar operações ou construções em túnel, trens de montanha na Suíça e Áustria, bem como em trens das redes ferroviárias sul Africana e Indiana.

Travar uma locomotiva monstruosa e as carruagens anexadas pode ser um desafio técnico complexo. Tendo em vista a massa em aceleramento, têm de ser consideradas distâncias de travagem mais longas. Dependendo do comprimento do comboio, têm de ser paradas entre 5 a 25 toneladas por conjunto de rodas (para comparação: para um carro de passageiros, a média é de 0,7 toneladas por conjunto de rodas). Os travões do conjunto de rodas, bem como os travões a vácuo e de ar comprimido são os mais importantes, mas continuam a ser apenas um componente. O travão do motor transforma o motor elétrico da locomotiva num gerador, gerando assim eletricidade além do efeito de travagem. Numa travagem de emergência, são utilizados os travões da ferrovia: os calços do travão são colocados debaixo do chassis e puxados para os carris por eletroímanes integrados.

A tecnologia de travagem de última geração foi encontrada em travões de corrente parasita. O seu efeito baseia-se na dispersão eletromagnética nos carris. A força de travagem é gerada sem contacto e doseada precisamente entre o travão e a cabeça do carril. No entanto, depende da velocidade, motivo pelo qual esta tecnologia é apenas utilizada como suplemento.

Ao travar comboios, é também importante ter em conta que a força de travagem é irregular, podendo ocorrer compressões e tensões ao longo da extensão do comboio. Isto acontece, por exemplo, com travões de ar comprimido, porque a sobrepressão do compressor só chega ao carro traseiro atrasada devido à longa linha de ar. Estes são então pressionados contra a parte já travada do comboio. Se, por outro lado, a parte traseira do comboio tiver sido travada anteriormente ou durante mais tempo do que a parte frontal, existe o perigo do comboio quebrar longitudinalmente. De forma a prevenir tais efeitos, a aplicação e os tempos de libertação dos travões dos veículos individuais são adaptados à velocidade de marcha e ao efeito de travagem desejado, com a ajuda de dispositivos de comutação.


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