sábado, 4 de agosto de 2007

A EVOLUÇÃO DA TRAÇÃO A VAPOR (continuação 4)

11. Existe futuro para a tração a vapor?

Entre a primeira e a segunda Guerra Mundial houve nos Estados Unidos o reinado das locomotivas super-poderosas, caracterizando uma terceira geração da tecnologia do vapor. Em 1932 a Baldwin publicou um estudo que comparando o desempenho de três locomotivas: uma Heavy Reading 2-8-0 de 64.400 Pound de esforço de tração (equivalente ao de uma atual diesel-elétrica C-30 de 3.000 HP), uma Frisco-modified 2-8-0 Mikado e uma pequena 4-84 Leihigh Valley, representando respectivamente a 3ª, 2ª, e 1ª geração de locomotivas. O gráfico, que representa curvas de potência (P = F V) para diferentes gerações de locomotivas, mostra que as últimas conseguiam atingir velocidades maiores com menor esforço de tração, logo menor potência e consumo de combustível, graças aos aprimoramentos no projeto [25].

Gráfico Comparativo do Desempenho de 3 Gerações de Locomotivas

As locomotivas de terceira geração assumiram também formas aerodinâmicas, chegando algumas em testes a atingir 200 km/h o que, para equipamentos com êmbolo movido a vapor ainda hoje é uma proeza técnica.

Locomotiva Aerodinâmica - algumas capazes de atingir 200 km/h

O canto do cisne das locomotivas a vapor nos EUA deu-se, entretanto, com as locomotivas a turbina. Ferrovias que tinham interesses empresariais na exploração do carvão estimularam o desenvolvimento de locomotivas vapor-elétricas, como as diesel elétricas, onde o motor diesel era substituído por uma turbina rotativa. Eram equipamentos de grande porte, com tender incorporado ao corpo da locomotiva, ciclo fechado do vapor e um desenho muito parecido com as diesel-elétricas atuais. A fotografia mostra uma locomotiva encomendada pela Norfolk & Western Railway, a primeira turbina-vapor/elétrica de 1954, ao lado de uma 4-8-4 aerodinâmica para trens de passageiros, que agora parece uma anã. De grandes dimensões, a Extra 2300 conseguia tracionar longas composições de carvão, com produção mínima de fumaça em ciclo fechado de água – era o estado da arte da tração a vapor nos últimos dias da era [25].

Locomotiva Vapor-Elétrica a última versão tecnológica

As locomotivas turbina-vapor/elétricas, que chegavam à potência de 6.000 HP, não conseguiram, entretanto, superar os problemas técnicos decorrentes do mau desempenho da turbina em baixa rotação, ao contrário do motor diesel, que é perfeitamente elástico. A poderosa General Motors, através de sua Electro Motive Division (EMD) apostava todas suas fichas nas diesel-elétricas, como uma mudança de paradigma que realmente ocorreu.

Os tradicionais fabricantes das locomotivas a vapor americanos ainda tentaram sobreviver à nova tecnologia, estabelecendo parcerias como fornecedores dos componentes elétricos, como as celebradas entre a ALCO e General Elétrica (GE), enquanto a Baldwin fez parceria coma Wastinghouse para complementar a parte que lhe faltava e enfrentar a EMD. Todas, entretanto, cerraram suas portas como produtores significativos de material de transporte e a própria GE, após um período em que usava motores diesel produzidos pela Caterpillar, passou a dominar toda a cadeia. Atualmente a GE, disputa a liderança com a EMD, que deixou de pertencer ao grupo GM.

A tecnologia das diesel-elétricas não parou de evoluir, sendo o estado da arte atual as locomotivas AC (de corrente alternada), com capacidade de tração até 50% superior às CC (de corrente contínua) com mesmo peso aderente.

Quanto à pergunta sobre a existência de futuro na tração a vapor, pode-se imaginar que, da mesma forma como foi devido à tecnologia mais avançada das locomotivas diesel-elétricas, capaz de gerar o custo operacional tão inferior ao das locomotivas a vapor, o responsável pela rápida dieselização das ferrovias em todo mundo, será também uma nova tecnologia que reduza o custo operacional futuro capaz de produzir uma reversão.

A justificativa para esta hipótese decorre da simples comparação das reservas mundiais carboníferas, 1 trilhão de toneladas suficiente para atender a demanda atual por mais de duzentos anos, com as atuais reservas de petróleo, responsável por 43% da produção mundial de energia, suficiente para 40 anos com os atuais níveis de consumo [26] – mas que está crescendo rapidamente devido à própria China. É necessário, neste ponto um parênteses sobre previsões alarmistas sobre o fim do petróleo, já que as reservas contabilizadas as viáveis a um determinado nível de preço. Subindo o preço do barril de petróleo, poços fechados considerados de exploração antieconômico podem ser reabertos.

De qualquer forma, a pressão sobre os preços poderá tornar a tração a vapor competitiva, porém incorporando tecnologias atuais, pois houve nos últimos anos avanço na tecnologia do vapor. As de geração elétrica por turbinas a vapor de hoje já trabalham com pressão de 5.500 psi (374 atm) e temperatura de vapor de 537º C, condições que geram uma altíssima eficiência térmica [27].

Talvez nos próximos 10 ou 20 anos surja uma nova locomotiva chinesa ou americana, com desenho parecido com a turbo-vapor/elétrica Extra 2300 de 1954, porém com motores elétricos AC controlados por inversores de freqüência micro processados e com um flywheel, porém posicionado na horizontal e não na vertical como da primeira locomotiva de Trevithick de 1804. Este equipamento armazenador de energia, provavelmente apoiado sobre mancais magnéticos, necessário para permitir elevada velocidade polar e gerenciar a energia produzida pela turbina de alta rotação nas baixas velocidades de operação. Esta imaginada locomotiva poderá desafiar as diesel-elétricas, prejudicadas pelo preço do barril de petróleo nas alturas, se não por problemas políticos pela simples lei de mercado, devido à crescente demanda, da própria China. É uma visão de futuro lógica, a exigir agregação sistêmica de altíssima tecnologia, porém pura imaginação.

Outro futuro para a tração a vapor, ainda na antiga tecnologia, é o aproveitamento das locomotivas escondidas, gradeadas ou sobre pedestais para operaram trens de caráter turísticos e culturais. A experiência já mostrou que se pode promover o desenvolvimento turístico e cultural tendo como espinha dorsal uma Maria Fumaça. Foram trens rebocados pelas locomotivas a vapor que inspiraram os versos onomatopaicos de Manuel Bandeira em Trem de Ferro, que na música ficou imortalizada em Trenzinho do Caipira de Villa Lobos, da mesma forma como foi pensando em movimentada mesma estação da chegada e da partida de Milton Nascimento e Wagner Tiso, num tempo em que nós ouvíamos o trem apitar e fazia-se de sua passagem uma espécie de relógio de todas as atividades: antes do trem das dez, depois do trem das duas, como escreveu José Lins do Rego em Menino de Engenho. Dificilmente o som áspero da diesel-elétrica, passando por estação fechada, em horário aleatório, tracionando um padronizado trem de carga, fossem capaz de inspirar tão sensíveis artistas na produção de obras imortais da cultura brasileira.

O acervo das locomotivas a vapor sobreviventes que a Revista Ferroviária tão bem levantou permite imaginar que, com alguma técnica e muito trabalho, seja possível despertar algumas delas de seu prolongado sono.

Para que estudar a tração a vapor nos dias de hoje, quando se fala em levitação magnética (tema que pesquiso atualmente)? Além de razões emocionais despertadas pela magia de um equipamento que revolucionou a história dos transportes, ao substituir a tração animal com fogo da madeira e água abundante, o estudo da história reserva interessantes lições. Embora a história não se repita; os homens se repetem.

No apagar das luzes da tração a vapor , quando a tecnologia diesel-elétrica estava acabando com o legado de 130 anos, as locomotivas conseguiam atingir 200 km/h (uma proeza mecânica!) e chegavam a ter 6.000 HP, a potência de raras locomotivas atuais. Mas, todo este esforço foi inútil, porque uma nova tecnologia aproximava-se.

Talvez a mesma coisa esteja acontecendo agora, com a chegada da levitação magnética, nas suas três tecnologias atuais (eletromagnética, eletrodinâmica e supercondutora). Os trens baseados na força de atrito roda/trilho batem, com grande esforço, recordes de velocidade, como os 575 km/h da Aslton, em abril de 2007. Mas o record de velocidade ainda é do Maglev japonês, com telecnologia eletrodinâmica, 585 km/h em uma via experimental de cerca de 30 km. Mas pode ser apenas uma expectativa. Parece que o vapor estimula mesmo a imaginação.

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Bibliografia:
[25] Amaral, Áttila do Manual de engenharia ferroviária. Editora Globo. Porto Alegre, RS, 1957, pp. 548-552.
[26] www.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/pdf/07-Carvão e Petróleo(2). pdf, capturado em 25/8/2006
[27] Lamb, J. Paker Perfecting the American steam locomotive. Indiana University Press, Bloomington, Indiana, USA, 2003. p. 16.

3 comentários:

Anônimo disse...

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pmiled disse...

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pmiled@yahoo.com

Anônimo disse...

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